KR101007406B1 - 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 신호처리 기법을 이용하여 레이더를 통해 획득된 레이더 영상 데이터의 해상도를 향상시키는 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법에 있어서, 표적으로 신호를 송신하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 변환된 신호와 상기 표적으로 송신한 신호를 정합한 후, 역 퓨리에 변환하고, 상기 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하고, 상기 추출된 데이터로부터 영상을 측정하는 과정을 포함한다.

Description

광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RESOLUTION IMPROVING OF RADAR BLIP DATA BASED ON WIDEBAND LINEAR FREQUENCY MODULATION WAVEFORM}
본 발명은 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 신호처리 기법을 이용하여 레이더를 통해 획득된 레이더 영상 데이터의 해상도를 향상시키는 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이더란 전파의 발사로 물체에서 반사되는 반사파를 이용하여 목표물의 존재와 그 거리를 탐지하는 무선 감지 장치이다. 레이더의 종류는 사용되는 안테나의 개수에 따라 크게 Monostatic 레이더, Bistatic 레이더, 및 Mutistatic 레이더로 분류할 수 있다. Monostatic 레이더는 전파의 발신 및 수신을 담당하는 안테나가 동일한 레이더를 말하며, Bistatic 레이더는 전파의 발신 및 수신이 두 개의 레이더로 분리되어 바람장 분석을 수행할 수 있는 레이더를 말하며, Mutistatic 레이더는 여러 개의 수신기를 가지며 바람장 분석, 기상 현상의 입체적 감시, 비용 절감, 지형에 의한 차폐현상이 있는 곳에 유리한 특징을 가지고 있다.
레이더의 또 다른 분류로는 연속파 레이더(continuous wave radar), 주파수 변조 연속파 레이더(frequency-modulate continuous wave radar), 맥동파 레이더(pulsed radar)로 구분되는데 가장 간단한 형태의 레이더로 주파수의 변조없이 계속 전파를 발사하는 연속파 레이더는 도플러 기능을 통해 이동 속도의 측정이 가능하다. 주파수 변조 연속파 레이더는 주파수 변조를 통해 물체의 이동 속도와 거리의 측정이 가능하다. 기상 레이더의 대부분인 맥동파 레이더는 파동(wave pulse)을 이용하여 물체를 탐지하며 펄스가 짧으면서 진동수는 큰 것이 탐지에 좋다.
이러한 레이더는 영상 획득 시 높은 해상도의 영상을 획득하기 위해 펄스 트레인(Pulse Train, PT) 파형 대신 광대역 선형 주파수 변조(Linear Frequency Modulation, LFM)을 사용하지만 하드웨어적 구현이 어렵다는 단점이 있다.
종래에는 영상 획득 시 1차 또는 2차 반사를 고려한 현상을 해석하는데 사용되는 기하 회절 이론(Geometrical theory of diffraction, GTD)을 적용하였다. 그리고, 3차원 좌표계 상{x, y, z}에서 선형 주파수 변조 파형 기반의 레이더가 표적으로부터 수신된 신호는 아래 <수학식 1>로 나타낼 수 있다.
Figure 112010013010303-pat00001
Figure 112010013010303-pat00002
상기 <수학식 1>에서 K는 표적 산란점 개수이고, Ak는 각 산란점의 크기이다. 그리고, f0는 캐리어 주파수, fd는 도플러 주파수, τ는 레이더에서 전송한 펄스의 폭, τ'는 표적에서부터 반사되어 돌아온 펄스의 폭을 나타낸다. 또한, c는 빛의 속도, τk는 각 산란점과 레이더 사이의 거리이다. 표적에 반사되어 레이더로 돌아오는 신호 s(t)는 수신기에서 정합필터(matched filter)를 통해 거리 압축(range compression)되며, 거리 압축된 레이더 신호이다.
그리고, 거리 해상도는 아래 <수학식 2>로 정의 된다.
Figure 112010013010303-pat00003
상기 <수학식 2>에서 Δrd는 거리 해상도를 나타내며, c는 빛의 속도를 나타내며, <수학식 2>의 해상도를 갖는 레이더 1차원 영상은 일정한 오류 경고 율(constant false alarm rate, CFAR)과정을 통해 표적임을 인지한다. 상기 CFAR은 오 경고율이라 칭하기도 하며, 비교적 안정된 검출 성능을 제공하기 위한 것으로서 레인지 도플러 셀에 대한 국소적 잡음 레벨을 예측하고, 그 레인지 도플러 셀의 레이더 데이터의 진폭이 예측된 잡음 레벨과 임계치의 합보다 큰 경우 레인지 도플러 셀에서의 표적물을 검출함으로써 안정된 검출 성능을 제공한다.
그런데, 상기 <수학식 2>에 표현된 것처럼 선형 주파수 변조 파형을 사용한 레이더의 해상도는 선형 주파수 변조의 대역폭에 의해 결정된다. 선형 주파수 변조의 대역폭을 크게 할 수록 거리 해상도는 좋아지지만, 선형 주파수 변조의 대역폭이 커짐에 따라 샘플링 주파수도 커지게 되고, 결과적으로 늘어나는 데이터를 처리하기 위한 하드웨어 구성이 복잡해지고 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 문제점을 해결하기 위해서 착안된 것으로서, 레이더로부터 획득한 1차원 레이더 영상의 이미지를 신호처리 기법을 이용하여 해상도를 향상시키는 레이더 시스템에서 1차원 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 종래 문제점을 해결하기 위해서 착안된 것으로서, 레이더 영상의 거리 해상도를 증가시키기 위해 신호처리 방식을 적용한 레이더 시스템에서 획득한 레이더 이미지를 향상시키는 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법을 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치에 있어서, 표적으로 신호를 송신하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 송수신부와, 상기 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 변환된 신호와 상기 표적으로 송신한 신호를 정합한 후, 역 퓨리에 변환하는 정합 필터부와, 상기 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하는 추출부와, 상기 영상 데이터로부터 상기 추출된 표적의 영역에 존재하는 상기 표적의 영상 데이터를 측정하는 측정부를 포함한다.
또한, 상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법에 있어서, 표적으로 신호를 송신하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 과정과, 상기 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 변환된 신호와 상기 표적으로 송신한 신호를 정합한 후, 역 퓨리에 변환하는 과정과, 상기 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하는 과정과, 상기 영상 데이터로부터 상기 추출된 표적의 영역에 존재하는 상기 표적의 영상 데이터를 측정하는 과정을 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치 및 방법을 제공함으로써, 하드웨어적으로 광대역 LFM을 생성 및 처리하여 거리 해상도를 높이는 방식에 비해 표적을 탐지한 후 신호처리 과정을 통해 레이더 이미지를 향상시킴으로써 하드웨어 구성이 간단하고 단순하게 설계할 수 있으며, 시스템 구성 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표적의 영역을 추출한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 영역을 추출하기 위한 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서는 레이더 영상의 거리 해상도를 증가시키기 위해 신호처리 방식을 적용한 레이더 시스템에서 획득한 레이더 이미지를 향상시키는 광대역 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 이미지 향상 장치 및 방 방법을 제공한다. 또한 선형 주파수 변조 대역폭에 따른 거리 해상도를 갖는 레이더 이미지와, 상기 이미지를 일정한 오류 경고 율 과정을 통해 획득할 수 있는 표적의 거리 정보, 그리고, 표적 영역을 추출하기 위한 과정과 고해상도 이미지를 생성하기 위한 스펙트럼 예측(spectrum estimation) 알고리즘을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치를 나타낸 블럭도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치는 표적으로 신호를 송신하고, 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 송수신부(102)와, 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 퓨리에 변환된 신호와 표적으로 송신한 신호를 정합하고, 정합된 신호를 역 퓨리에 변환하는 정합 필터부(104)와, 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하는 추출부(106)와, 상기 영상 데이터로부터 상기 추출된 표적의 영역에 존재하는 상기 표적의 영상 데이터를 측정하는 위한 측정부(108)를 포함한다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치의 송수신부(102)는 레이더 영상을 획득하기 위해 표적으로 신호를 송신하고, 표적으로부터 반사된 신호를 수신한다. 그리고, 정합 필터부(104)는 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 퓨리에 변환된 신호와 상기 송수신부(102)를 통해 표적으로 송신된 신호를 곱한 후, 다시 역 퓨리에 변환을 수행한다. 이러한 과정을 정합 필터링 과정이라 하며, 정합 필터링 과정을 통해서 표적으로부터 반사되어 수신되는 신호를 1차 레이더 영상 신호로 복원할 수 있다. 1차 레이더 영상 신호가 복원되면, 추출부(106)는 복원된 영상을 통해 표적과의 거리 정보를 추출한다. 상기 거리 정보는 거리, 방위각, 고각등이 있으며, 복원된 영상을 통해서 자신(즉, 표적으로 신호를 송신한 레이더)과 표적과의 거리를 계산할 수 있다. 그리고, 거리 정보를 추출되면, 추출된 거리 정보를 이용하여 영상 데이터에서 표적 영역을 추출한다. 상기 추출부(106)에서 표적 영역을 추출하는 보다 상세한 과정은 후술한다. 그리고, 측정부(108)는 표적 영역이 추출되면, 추출된 표적 영역을 고행상도 스페트럼 예측 알고리즘을 적용하여 거리 해상도를 향상시켜 고해상도 영상을 획득한다.
이와 같이, 표적으로부터 수신된 신호는 상술한 <수학식 1>과 같이 표현되지만, 실제 획득하는 영상은 샘플링을 통해 구성되므로 획득한 영상을 구성하는 셀의 해상도는 아래 <수학식 3>과 같이 정의된다.
Figure 112010013010303-pat00004
상기 <수학식 3>과 같이 셀의 해상도를 이용하는 이유는 표적과의 거리 정보를 통해 표적의 위치를 파악한 다음 파악된 위치를 기준으로 추출될 데이터의 길이를 산정해야 하는데, 이를 위해 레이더가 탐지해야 할 표적의 크기와 획득한 영상을 구성해야 하기 때문이다. 탐지하고자 하는 표적의 크기는 레이더의 운용 개념에 따라 다르겠지만, 주로 20m 에서 70m 정도의 크기를 갖는다.
그리고, 상기 <수학식 3>에서 n은 나이키스트(Nyquist) 이론을 만족하는 2 이상의 실수이며, c는 빛의 속도로서 3×108m/s이다.
또한, 하나의 표적을 나타내기 위해 필요한 셀의 수는 하기의 <수학식 4>와 같이 <수학식 3>을 통해서 구할 수 있다.
Figure 112010013010303-pat00005
상술한 <수학식 4>와 같이, 영상 데이터에서 표적 영역을 추출하기 위해 표적의 크기를 <수학식 3>에서 구한 셀의 해상도로 나누면 영상에서 하나의 표적을 나타내기 위해 필요한 셀의 수(m)를 알 수 있다.
이와 같이, 영상에서 하나의 표적을 나타내기 위해 필요한 셀의 수(m)를 알게 되면, 상기 추출부(106)는 상기 셀의 수(m)가 표적 영역을 추출하는 과정을 수행하기 위한 임계값(i)보다 큰지 비교를 하고, 그 결과에 따라서 셀의 수에 스펙트럼 예측 알고리즘 수행에 필요한 포인트 수를 확보하기 위한 정수(l 또는 k)를 곱한다. 그리고, 셀의 수와 정수(l 또는 k)를 곱한 값에 로그(log)를 취한 후, 사이 로그를 취한 값을 단자리 절상(roundup)을 한 후, '2'를 상기 단자리 절상한 값의 수만큼 곱하여(2단자리 절상값) 표적 영역을 추출한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 추출부(106)이 영상 데이터에서 표적 영역을 추출하면(도 2), 추출된 표적 영역을 주파수 영역 데이터를 변환하기 위해서 퓨리에 변환을 수행한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표적의 부분을 추출한 예시도로서, CFAR 임계값을 초과한 경우 타겟으로 간주하고, 후술하게 될 표적을 추출하기 위한 영역이 설정되면, 이를 통해 표적의 범위를 설정하게 된다. 이와 같이, 주파수 영역 데이터로 변환하는 이유는 추출된 영상 데이터가 시간 영역의 데이터이기 때문이며, 또한 고해상도 스펙트럼 예측 알고리즘을 적용하기 위함이다. 그리고, 측정부(108)는 주파수 영역 데이터로 변환된 데이터를 MUSIC(MUltiple SIgnal Classification), capon, WELCH, ESPRIT(Estimation of Signal Parameters by Rotatioal Invariance Techniques) 등과 같은 Parametric 또는 Non-parametric 과 같은 알고리즘을 이용하여 통해 거리 해상도를 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
레이더 영상을 획득하기 위해서, 표적으로 신호를 송신한 후, 표적으로부터 반사된 신호가 수신되면, 수신된 신호를 일정한 오류 경고 율(Constant False Alarm Rate, CFAR) 과정을 통해 관심 영역을 추출한다(S301-S303). 상기 CFAR은 안정된 검출을 제공하기 위한 것으로서 레인지 도플러 셀에 대한 국소적 잡음 레벨을 예측하고, 그 레인지 도플러 셀의 레이더 데이터의 진폭이 예측된 잡음 레벨과 임계치의 합보다 큰 경우 레인지 도플러 셀에서의 표적을 추출하는 것을 말한다. 이렇게 수신된 신호에 CFAR을 적용함으로써 안정된 검출 성능을 제공할 수 있으며, 표적 영역을 추출하기 위한 예시도는 도 4와 같으며, 이는 후술한다. 상기 과정(S303)에서 관심 영역이 추출되면, 추출된 관심 영역의 데이터로부터 표적과의 거리 정보를 추출한다(S305). 이러한 거리 정보는 표적과의 거리, 방위각, 고각을 포함한다. 거리 정보가 추출되면, 추출된 거리 정보를 이용하여 표적 영역의 데이터로부터 표적 영역을 추출한다(S307). 상기 표적 영역의 추출은 상술한 <수학식 3>, <수학식 4>와 도 4를 통해서 구하며, 도 4의 상세한 과정은 후술한다.
표적 영역이 추출되면, 추출된 표적 영역을 주파수 영역 데이터로 변환하기 위해 퓨리에 변환한다(S309). 이와 같이, 퓨리에 변환하는 이유는 추출된 표적 영역의 데이터가 시간 영역의 데이터이기 때문에 고해상도 스펙트럼 예측 알고리즘을 적용하기 위해서는 주파수 영역의 데이터로 변환해야 하기 때문이다. 상기 과정(S309)에서 퓨리에 변환이 완료되면, 고해상도 스펙트럼 예측 알고리즘을 통해 표적물의 고해상도 영상을 측정한다(S311).
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표적 영역을 추출하기 위한 과정을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 <수학식 4>를 통해 셀의 수(m)가 구해지면, 구해진 셀의 수와 표적 영역을 추출하기 위한 임계값(i)과 크기를 비교한다(S401-S403). 상기 과정(S403)에서 비교 결과, 셀의 수(m)이 임계값(i) 이상이면, 상기 셀의 수(m)와 고해상도 스펙트럼 예측 알고리즘 수행에 필요한 포인트 수를 확보하기 위해 소정 정수(l)을 곱한다(S405). 또한, 만일 상기 과정(S403)에서 비교 결과, 셀의 수(m)이 임계값(i)보다 작으면, 상기 셀의 수(m)와 고해상도 스펙트럼 예측 알고리즘 수행에 필요한 포인트 수를 확보하기 위해 소정 정수(k)을 곱한다(S407). 상기 상수 'k'는 상수 'l'보다 작은 값을 가진다. 그리고, 상기 과정(S405 또는 S407)을 통해 얻어진 결과 값에 로그(log2)를 취하고(S409), 상기 로그를 취한 값을 단자리 절상(roundup)한 후, '2'를 상기 단자리 절상한 값의 수만큼 곱(2단자리 절상값)한다(S411). 단자리 절상이라 함은 지정한 자릿수만큼 올림 처리하는 것을 말한다. 즉, 상기 과정(S411)은 도시된 바와 같이 '2'에 상기 과정(S409)에서 구한 값을 단자리 절상한 후, '2'를 상기 단자리 절상한 값의 수만큼 곱(2단자리 절상값)한다. 또한, 상기 과정(S411)에서 연산된 값을 소정 수로 나누어 표적을 추출하기 위한 영역을 설정한다(S413).
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션의 결과를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 종래 방법들(IFFT, CAPON, Welch)은 약 15~22의 범위에서 오직 하나의 표적만을 검출할 뿐인데 반하여, 본 발명에 따른 레이더 이미지를 향상시키는 방법(MUSIC)은 약 15~22의 범위에서 표적이 2개임을 뚜렷하게 나타냄으로써 본 발명이 종래 방법들 보다 높은 해상도를 가짐을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치에 있어서,
    표적으로 신호를 송신하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 송수신부와,
    상기 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 변환된 신호와 상기 표적으로 송신한 신호를 정합한 후, 역 퓨리에 변환하는 정합 필터부와,
    상기 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하는 추출부와,
    상기 영상 데이터로부터 상기 추출된 표적의 영역에 존재하는 상기 표적의 영상 데이터를 측정하는 측정부를 포함하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 추출부는
    상기 표적의 크기를 상기 표적과의 거리로 나누어 셀의 수를 계산하고, 상기 계산된 셀의 수와 상기 영상 데이터를 감소하기 위한 임계값의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 서로 다른 정수값을 곱한 후, 단자리 절상을 취하여 상기 표적의 영역을 추출하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 계산된 셀의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 계산된 셀의 수가 상기 임계값보다 작은 경우 곱해진 정수보다 큰 정수를 곱하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 추출부는
    상기 서로 다른 정수값이 곱해진 결과값을 로그를 취하고, 상기 로그를 취한 값을 단자리 절상한 후, 2를 상기 단자리 절상한 값의 수만큼 곱하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 장치.
  5. 선형 주파수 변조 파형에 기반한 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법에 있어서,
    표적으로 신호를 송신하고, 상기 표적으로부터 반사된 신호를 수신하는 과정과,
    상기 수신된 신호를 퓨리에 변환하고, 상기 변환된 신호와 상기 표적으로 송신한 신호를 정합한 후, 역 퓨리에 변환하는 과정과,
    상기 역 퓨리에 변환된 신호의 영상 데이터로부터 상기 표적과의 거리 정보를 추출하고, 상기 추출된 거리 정보를 이용하여 상기 표적을 구성하는 셀의 해상도를 구하여 상기 표적의 영역을 추출하는 과정과,
    상기 영상 데이터로부터 상기 추출된 표적의 영역에 존재하는 상기 표적의 영상 데이터를 측정하는 과정을 포함하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 추출 과정은
    상기 표적의 크기를 상기 표적과의 거리로 나누어 셀의 수를 계산하고, 상기 계산된 셀의 수와 상기 영상 데이터를 감소하기 위한 임계값의 크기를 비교하고, 비교 결과에 따라 서로 다른 정수값을 곱한 후, 단자리 절상을 취하여 상기 표적의 영역을 추출하는 과정을 포함하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 계산된 셀의 수가 상기 임계값 이상이면, 상기 계산된 셀의 수가 상기 임계값보다 작은 경우 곱해진 정수보다 큰 정수를 곱하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 추출 과정은
    상기 서로 다른 정수값이 곱해진 결과값을 로그를 취하고, 상기 로그를 취한 값을 단자리 절상한 후, 2를 상기 단자리 절상한 값의 수만큼 곱하는 과정을 포함하는 레이더 영상 데이터의 해상도 향상 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180066731A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 (주)그린에스엠 선형주파수변조 파형발생장치를 이용한 레이더 장치
KR102142605B1 (ko) 2019-09-17 2020-08-07 한화시스템 주식회사 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법
CN113064152A (zh) * 2021-03-18 2021-07-02 江苏蛮酷科技有限公司 雷达波形设计方法、装置和计算机存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060110229A (ko) * 2005-04-19 2006-10-24 노스랍 그루만 코포레이션 레이더 주파수 대역을 통해 통신하는 시스템 및 방법
KR100877194B1 (ko) * 2001-02-06 2009-01-07 후지쓰 텐 가부시키가이샤 Ｆｍ-ｃｗ 레이더 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100877194B1 (ko) * 2001-02-06 2009-01-07 후지쓰 텐 가부시키가이샤 Ｆｍ-ｃｗ 레이더 장치
KR20060110229A (ko) * 2005-04-19 2006-10-24 노스랍 그루만 코포레이션 레이더 주파수 대역을 통해 통신하는 시스템 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180066731A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 (주)그린에스엠 선형주파수변조 파형발생장치를 이용한 레이더 장치
KR102142605B1 (ko) 2019-09-17 2020-08-07 한화시스템 주식회사 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법
CN113064152A (zh) * 2021-03-18 2021-07-02 江苏蛮酷科技有限公司 雷达波形设计方法、装置和计算机存储介质
CN113064152B (zh) * 2021-03-18 2024-06-04 江苏蛮酷科技有限公司 雷达波形设计方法、装置和计算机存储介质

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