KR100910381B1 - 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위상 비교 방탐 장치에서 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명에서는 측정위상차데이터를 그룹화 하고, 그룹별로 대표값을 산출하여 최소 인접거리를 산출한다. 그 후, 최소 인접거리를 임계치로 설정하여 임계치 값을 벗어나는 측정위상차데이터를 측정특이점으로 배제한다.

측정특이점

Description

위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법{Method for validation of the data of phase differences}

본 발명은 위상 비교 방탐 장치에 관한 것이다. 보다 상세히, 본 발명은 위상 비교 방탐 장치에서 측정된 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법에 관한 것이다.

복수 개의 안테나로 구성된 간섭계 방식의 방탐 장치는 두 안테나를 통해 측정되는 위상차를 사용하여 수신신호의 도래방향을 탐지한다. 이 때 위상차 측정 시 안테나 및 레이돔에서 발생하는 위상 오차를 보정해야만 방탐정확도를 높일 수 있다. 이 경우, 다음과 같은 오차 보정 방법이 사용된다. 먼저 주파수와 전파도래방향 (AOA)별로 두 안테나 사이의 위상차를 측정한다. 설정 주파수, 설정 전파도래방향 및 측정된 위상차데이터 전부를 방사보정데이터라고 하며, 측정된 위상차데이터에는 주파수, 전파도래방향 별로 안테나 및 레이돔에서 발생하는 오차가 포함되어 있다. 이 방사보정데이터를 방탐 장치 메모리에 저장한다.

그리고, 실제로 방탐 장치를 운용하여 획득한 위상차 데이터를 방탐 장치 메모리에 저장된 방사보정데이터의 주파수 별 위상차데이터와 비교하여 전파도래방향 을 탐지한다. 이 경우 메모리에 저장된 방사 신호에 대한 방사보정 데이터의 정확도는 방향탐지 정확도를 결정하게 된다. 따라서, 방향탐지에 있어 신뢰성 있는 방사보정데이터의 획득이 무엇보다 중요하다. 그러나, 기존에는 이론적인 방위각-위상차 관계식을 사용한 모호성 그래프의 이론적 거리를 사용하여 임계거리를 설정하고 이 임계거리를 벗어나는 측정점을 검색하는 방법을 이용하고 있어, 측정데이터의 경향에 따라서 오판을 할 확률이 높다.

본 발명은 간섭계(interferometer) 방식을 이용하는 위상 비교 방탐 장치에서 방사시험 시안테나를 통해 측정되는 위상차 데이터의 유효성을 판단하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 측정위상차데이터를 그룹화 하고, 그룹별로 대표값을 산출하여 최소 인접거리를 산출한다. 그 후, 최소 인접거리를 임계치로 설정하여 임계치 값을 벗어나는 측정위상차데이터를 측정특이점으로 배제한다.

본 발명의 위상 비교 방탐 장치에서 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법은 종래의 방위각-위상차 관계식을 사용하여 도시한 모호성 그래프의 이론적 거리를 사용하여 측정점을 검색하는 방법의 오류를 줄일 수 있다. 또한 본 발명은 전파도래방향(AOA) 별로 발생하는 오차를 반영한 측정위상차데이터의 대표값을 기초로 설정한 임계값을 벗어나는 측정특이점을 배제함으로써 방사보정데이터의 신뢰성을 높일 수 있고, 또한 방향탐지의 정확도를 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 위상 비교 방탐 장치에서 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법은 간섭계에서 측정된 위상오차를 포함하는 측정위상차데이터를 0~360도 범위로 한정하여 측정위상차데이터 그룹을 형성하는 단계; 상기 간섭계의 방위각-위상차 관계식을 사용한 모호성 그래프에 수직인 투영직선을 구하고, 상기 투영직선에 상기 측정위상차데이터를 투영하는 단계; 상기 투영직선에 투영된 상기 측정위상차데이터를 기초로 상기 측정위상차데이터 그룹별로 대표값을 구하는 단계; 상기 그룹별 대표값 간의 최소거리(R)를 구하는 단계; 및 상기 대표값으로부터 거리가 상기 최소거리의 반(R/2)이상 벗어나는 영역에 있는 측정위상데이터 값을 검출하는 단계; 를 포함한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 1 은 2채널 간섭계의 구조를 도시한다.

도 1 에 도시된 2채널 간섭계는 2개의 안테나(100A, 100B)를 포함한다. 원거리의 신호발생원에서 송신되는 전파에 대해 각 안테나(100A, 100B)에서는 특정 입사각(110)으로 평면파를 수신한다. 입사하는 전파의 파면은 오른쪽 안테나(100A)에 먼저 도달하며 진행 경로차에 의해 두 안테나(100A, 100B)에 입사되는 신호의 위상차 △φ(120)는 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.

수학식 1에서, D는 두 안테나(100A, 100B) 사이의 거리, θ는 방위각 또는 전파 도래방향(AOA, Angle of Arrival), λ는 수신신호의 파장을 나타낸다.

도 2 는 3채널 간섭계의 구조를 도시한다.

수학식 1과 같은 형태로 두 개 안테나 사이의 거리 D1, D2에 대한 위상차 φ1(210), φ2(220)은 아래와 같이 표현할 수 있다.

도 3 은 도 2의 간섭계를 사용할 때의 모호성 그래프를 나타낸다. 수평축은 φ1(210), 수직축은φ2(220)를 나타낸다. 도 2의 3채널 간섭계 구조에서 방사보정 데이터의 유효성을 판단하는 종래의 방법은 다음과 같다.

방사 시험과정에서 획득되는 위상차 데이터(310A, 310B, 310C, 310D)는 수학식 2와 3을 사용하여 얻어진 위상차데이터(300A, 300B, 300C, 300D)에 방사시험과 정에서 주파수, 전파도래방향(AOA) 별로 다르게 발생하는 위상오차값이 포함되어 있는 것으로 가정한다.

그 후, 수학식 2, 수학식 3을 통해 구한 위상차 데이터(300A, 300B,300C, 300D) 그래프와 실제 측정된 위상차 데이터(310A, 310B, 310C, 310D) 간의 거리가 기설정한 임계값을 초과하는 측정값을 검색하는 방식으로 유효성을 판단한다.

보다 구체적인 예를 들면, 기설정한 임계값을 300B와 300C 사이의 거리의 1/2로 설정할 경우(350), 점 A(320)는 실제 측정특이점으로 추정되나, 검출이되지 않고, 점 B(330)는 측정특이점이 아닐 확률이 크지만, 측정특이점으로 판별되는 문제점이 있다. 측정특이점이란 안테나 및 레이돔에서 발생하는 측정위상오차가 포함된 위상차데이터에서 재 측정이 필요하거나 추가 분석이 필요한 지점을 의미한다.

도 4 는 안테나 및 레이돔의 위상 오차가 포함된 측정위상차데이터의 일 예를 도시한다. 도 4는 안테나 및 레이돔에서 발생하는 위상 오차를 포함하는 측정위상차데이터를 0~360도 범위로 도시하여 위상차 데이터를 410A, 410B, 410C, 410D로 그룹화 한 그림을 도시하고 있다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 측정특이점을 찾는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 6(a) 내지 (d)는 측정특이점을 찾는 각 단계를 나타낸 개념도이다

먼저, 안테나 및 레이돔에서 발생하는 위상 오차를 포함하는 측정위상차데이터를 0~360도 범위로 한정하여 측정위상차데이터 그룹을 형성한다(410A, 410B, 410C, 410D)(S500).

그 후, 수학식 2 및 3을 통해 구한 데이터 그래프(400A, 400B, 400C, 400D)에 수직인 직선인 투영직선을 구한다(S510). 직선 데이터 그래프(400A, 400B, 400C, 400D)는 방위각-위상차 관계를 나타낸 수학식 2 및 3을 기초로 도출되는 것으로, 400A, 400B, 400C, 400D의 직선은 모두 동일한 기울기를 지니고 있다.

S500단계에서 그룹화된 측정위상차데이터를 그룹별(600A, 600B, 600C, 600D)로 S510 단계에서 구한 투영직선에 투영시킨다(S520)(도 6(a) 참고). 즉, 도 4의 각각의 측정위상차데이터 그룹(410A, 410B, 410C, 410D)은 각각 600A, 600B, 600C, 600D와 같이 투영직선에 투영된다.

그 후, 각 측정위상차데이터 그룹별(410A, 410B, 410C, 410D)로 대표값(610A, 610B, 610C, 610D)을 구한다(S530)(도 6(b) 참고). 대표값은 측정위상차데이터 그룹별(600A, 600B, 600C, 600D)로 구한 평균값 또는 중간값이 될 수 있다.

S530 단계에서 구한 측정위상차데이터 그룹별 대표값(610A, 610B, 610C, 610D)들 간에 최소거리를 구하고, 그 최소거리를 측정특이점을 검출하기 위한 임계값(620)으로 설정한다(S540)(도 6(c) 참고).

그 후, 대표값(610A, 610B, 610C, 610D)으로부터 거리가 R/2 이상 벗어나는 영역에 있는 점을 측정특이점(630)으로 검출한다(S550)(도 6(d)참고).

한편, 본 발명은 컴퓨터 판독가능 저장매체에 컴퓨터가 판독 가능한 코드를 저장하여 구현하는 것이 가능하다. 상기 컴퓨터 판독가능 저장매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 판독될 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 반송파(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

도 1 은 2채널 간섭계의 구조를 도시한다.

도 2 는 3채널 간섭계의 구조를 도시한다.

도 3 은 도 2의 간섭계를 사용할 때의 모호성 그래프를 도시한다.

도 4 는 안테나 및 레이돔의 측정위상 오차가 포함된 위상차 데이터의 일 예를 도시한다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 측정특이점을 찾는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 6(a) 내지 (d)는 측정특이점을 찾는 각 단계를 나타낸 개념도이다

Claims (4)

1. 위상 비교 방탐 장치에서 측정된 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법으로서,

   간섭계에서 위상오차를 포함하는 측정위상차데이터를 0~360도 범위로 한정하여 측정위상차데이터 그룹을 형성하는 단계;

   상기 간섭계의 방위각-위상차 관계식의 그래프에 수직인 투영직선을 구하고, 상기 투영직선에 상기 측정위상차데이터를 투영하는 단계;

   상기 투영직선에 투영된 상기 측정위상차데이터를 기초로 상기 측정위상차데이터 그룹별로 대표값을 구하는 단계;

   상기 그룹별 대표값 간의 최소거리(R)를 구하는 단계; 및

   상기 대표값으로부터 거리가 상기 최소거리의 반(R/2)이상 벗어나는 영역에 있는 측정위상데이터 값을 검출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 간섭계는 복수개의 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 방위각-위상차 관계식은

   

   이고,

   △φ는 상기 복수개의 안테나 중 두 개의 안테나 간에 입사되는 신호의 위상차, D는 상기 두개의 안테나 사이의 거리, θ는 전파 도래방향, λ는 상기 안테나에서 수신하는 평면파의 파장인 것을 특징으로 하는 측정 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 위상오차는

   주파수나 전파도래방향(AOA) 별로 발생하는 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 위상차 데이터의 유효성을 판단하는 방법.

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