KR101012709B1 - 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법 - Google Patents

위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 그 방법은 ES 시스템의 PDW 발생기에서 생성된 신호의 주파수 및 크기와 방향탐지기의 위상 검출기에서 생성된 위상차를 서브그룹 PDW 테이블에 저장하는 단계; BIT장치 제어 테이블을 작성하는 단계; BIT장치의 국부발진기 및 감쇠기를 상기 BIT장치 제어 테이블의 주파수와 크기로 제어하는 단계; 위상검출기에서 출력된 위상차를 상기 BIT장치 제어 테이블에 추가하여 채널측정 데이터 테이블에 저장하는 단계; 색인된 서브그룹 PDW 테이블과 채널측정 데이터를 비교하여 방향탐지기의 채널위상오차를 제거하는 단계; 및 방향탐지 보정룩업테이블을 이용하여 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 위상비교 방향탐지 시 발생하는 채널경로의 위상오차를 PDW 테이블에 저장된 주파수와 신호세기를 이용하여 방향탐지 수신경로에 주입하여 제거함으로써, 방향탐지기의 안테나부의 방사보정만으로 방향탐지 보정룩업테이블을 작성할 수 있고, 방향탐지기의 수신경로를 구성하는 채널에서 발생하는 소자교체 시에도 방향탐지 보정룩업테이블을 위한 방향탐지기의 측정없이 채널보정을 수행할 수 있다.

Description

위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법{System and method for removing channel phase error of a phase comparison direction finder}
본 발명은 ES(Electronic Support) 시스템 등에 채용되는 위상비교 방향탐지기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 BIT(Built in Test) 장치의 주파수와 신호 세기를 제어하여 방향 탐지기의 채널 경로 상에서 채널 위상오차를 획득한 후 , 방향 탐지기의 채널위상 오차를 측정한 값과 서브그룹 PDW(Pulse Description Word) 데이터를 비교함으로써 채널위상오차를 제거할 수 있는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자기 방사원의 방향을 찾기 위해 많은 방향탐지기가 배열안테나를 사용한다. 방향결정은 주로 전자기원으로부터 다수의 안테나에 수신된 신호의 크기 혹은 위상비교로 이루어진다.
위상비교 방향탐지기는 배열안테나로 수신한 신호의 위상차로 AOA(Angle of Arrival)를 결정하며 크기비교 방식의 방향탐지기보다 높은 해상도를 갖는 것으로 알려져 있다. 위상비교를 수행하여 수신신호의 AOA를 구하는 ES 시스템의 경우, 방 향탐지기는 수MHz에서 수십 GHz까지 주파수 스캔 및 방향을 탐지하므로 시스템 구성이 복잡하고 여러 요인에 의해 위상오차가 발생한다.
도 1은 종래의 위상비교 방향탐지기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 위상비교 방향탐지기는 단일안테나(5)로 신호를 수신하는 신호수신기와, 어레이 안테나(6)로 방향을 탐지하는 방향탐지기를 구비한다.
이상과 같은 종래 위상비교 방향탐지기에서 위상오차를 발생시키는 장치는 전단수신기(10)와 DF(Direction Finding) 주파수 하향변환기(50)이다. 전단수신기(10)에서 발생하는 위상오차의 원인으로, 첫째는 각 안테나의 정렬오차와 각 안테나가 물리적 혹은 전기적으로 완전히 동일하지 않기 때문이고, 둘째는 안테나를 보호하기 위한 레이돔(radome)의 영향으로 투과되는 전자파의 위상변화 때문이며, 셋째는 안테나와 스위치를 연결하는 케이블 간의 위상차로 인한 위상 오차 때문이다. 이 부분에서 발생하는 위상 오차를 보정하는 것이 방사 보정이다.
한편, 위상오차를 발생시키는 DF 주파수 하향변환기(50)는 어레이 안테나(6) 간의 위상차를 구하기 위해 여러 채널로 구성되어 있고, 많은 RF 소자와 케이블로 구성되어 있다. 이론적으로 각 채널의 전기적 길이는 동일해야 위상오차가 위상차에 추가되지 않지만, DF 주파수 하향변환기(50)를 구성하는 많은 소자들의 영향으로 위상차는 이곳에서 발생한 오차와 함께 출력된다. 전단수신기(10)와 디지털 위상검출기(60) 사이에 연결된 소자 및 RF 케이블에서 발생한 오차를 제거하는 것이 채널보정이다.
일반적으로 광대역 주파수를 수신하는 ES 장치는 수신 주파수, 수신 신호 세 기, 수신 각도 및 시스템의 내부 온도에 따라 위상오차가 발생하기 때문에, ES 장치가 제작된 후 보정할 변수별로 측정을 수행한다. 측정된 값은 방향탐지 보정룩업테이블(85)에 저장된다. 여기서, 이 방향탐지 보정룩업테이블(85)은 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 안테나를 사용하는 방향탐지기에 대해 수신 주파수, 수신 각도, 수신 신호 세기에 대해 각 채널별로 보정해야 할 방사보정 및 채널보정값이 저장되어 있다.
또한, AOA 발생기(170)는 방향탐지기의 이상유무를 점검하기 위해 BIT 장치(150)의 신호발생 유무만을 제어하는 BIT 장치제어 기능을 갖고, 위상검출기의 출력을 일시적으로 저장하는 위상측정 데이터 저장 메모리로 구성되어 있다.
이상과 같은 방향탐지 보정룩업테이블(85)에는 ES 시스템의 전단수신기(10)와 DF 주파수 하향변환기(50)에서 각각 발생되는 오차가 포함되어 있다.
ES 시스템이 전자파원의 신호를 수신할 때마다, AOA는 수신된 신호의 주파수, 신호 세기 및 방향 등에 따라 저장된 보정 룩업테이블의 변수 데이터와 비교에 의해 오차가 제거된 후 구해진다. 높은 AOA를 얻기 위해 ES 시스템의 안테나 수 혹은 DF 주파수 하향변환기의 소자 수를 증가시킬 수 있다. 그러나 그와 같이 ES 시스템의 안테나 수 혹은 DF 주파수 하향변환기의 소자 수가 증가하면, 많은 양의 DF 보정 룩업테이블이 요구된다. 즉, 보정 룩업테이블의 메모리 양이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 방향탐지기의 채널 소자나 RF 케이블 중의 하나가 고장으로 인해 교체될 때마다, 채널 경로의 위상이 바뀌기 때문에 보정 룩업테이블을 새로 작성해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래 위상비교 방향탐지기에서의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, BIT(Built in Test) 장치의 주파수와 신호 세기를 제어하여 방향 탐지기의 채널 경로 상에서 채널 위상오차를 획득한 후 , 방향 탐지기의 채널위상 오차를 측정한 값과 서브그룹 PDW(Pulse Description Word) 데이터를 비교함으로써 채널 위상오차를 제거할 수 있는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템은,
ES(Electronic Support) 수신기에 입력되는 신호의 특성을 측정하는 PDW (Pulse Description Word) 발생기;
상기 ES 수신기에 입력되는 신호의 도래각을 위상차로 출력하는 방향탐지기;
AOA(Angle of Arrival) 계산에 사용되는 위상차 데이터를 저장하고 있는 방향탐지 보정 룩업테이블;
상기 방향탐지기로부터 출력된 위상차와 상기 방향탐지 보정 룩업테이블에 저장되어 있는 위상차를 비교하여 채널위상오차를 계산 및 제거하고, 상기 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구하는 AOA 발생기를 포함하며,
상기 AOA 발생기는 BIT 장치의 제어 기능, 상기 ES 수신기에서 측정된 신호의 특성에 대한 서브그룹 PDW 데이터 저장 기능, BIT 장치 제어 테이블 작성 기능 및 위상측정 데이터 저장 메모리를 갖고,
상기 BIT 장치는 수신된 신호의 주파수를 변환하는 국부발진기와 상기 국부발진기를 거쳐 상기 방향탐지기의 분배기로 전달되는 신호의 전력을 감쇠하는 감쇠기를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 AOA 발생기의 BIT 장치 제어 기능은 BIT 장치를 제어하고, 상기 방향탐지기의 전단수신기의 스위치소자를 제어하는 기능을 포함할 수 있다.
또한, 상기 BIT 장치의 출력주파수는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 주파수와 동일하도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 BIT 장치의 출력신호 세기는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 신호 세기와 동일하도록 제어될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 전단수신기 내의 분배기와 복수의 스위치 소자를 연결하는 RF 케이블의 출력 위상은 동일한 위상을 갖도록 제어된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법은,
위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법에 있어서,
a) ES 시스템의 PDW 발생기에서 생성된 신호의 주파수 및 크기와 방향탐지기의 위상 검출기에서 생성된 위상차를 서브그룹 PDW 테이블에 저장하는 단계;
b) BIT장치 제어 테이블과 색인된 서브그룹 PDW 테이블을 작성하는 단계;
c) BIT장치의 국부발진기 및 감쇠기를 상기 BIT장치 제어 테이블의 주파수와 크기로 제어하는 단계;
d) 위상검출기에서 출력된 위상차를 상기 BIT장치 제어 테이블에 추가하여 채널측정 데이터 테이블에 저장하는 단계;
e) 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블의 데이터와 상기 채널측정 데이터 테이블의 데이터를 비교하여 방향탐지기의 채널위상오차를 제거하는 단계; 및
f) 방향탐지 보정룩업테이블을 이용하여 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 단계 b)의 상기 BIT 장치 제어 테이블을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블에서 동일한 주파수와 크기를 갖는 데이터는 하나의 데이터로 통합되어 색인될 수 있다.
또한, 상기 단계 b)의 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블에서 동일한 주파수와 크기를 가진 항목은 동일한 번호로 색인될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 단계 f)에서의 상기 방향탐지 보정룩업테이블은 방향탐지기의 채널위상오차를 포함하지 않는다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 위상비교 방향탐지 시 발생하는 채널경로의 위상오차를 PDW 테이블에 저장된 주파수와 신호세기를 이용하여 방향탐지 수신경로에 주입하여 제거함으로써, 방향탐지기의 안테나부의 방사보정만으로 방향탐지 보정룩 업테이블을 작성할 수 있고, 방향탐지기의 수신경로를 구성하는 채널에서 발생하는 소자교체 시에도 방향탐지 보정룩업테이블을 위한 방향탐지기의 측정없이 채널보정을 수행할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템은 PDW 발생기(100), 방향탐지기, 방향탐지 보정 룩업테이블(90), AOA 발생기(200')를 포함한다.
상기 PDW 발생기(100)는 ES(Electronic Support) 수신기(예컨대, 위상비교 방향탐지기)에 입력되는 신호의 특성(예를 들면, 주파수, TOA(Time of Arrival), 신호크기, 펄스폭 및 위상차)을 측정한다.
상기 방향탐지기는 ES 수신기에 입력되는 신호의 도래각을 위상차로 출력한다. 이와 같은 방향탐지기는 전단수신기(10), DF 주파수 하향 변환기(50) 및 위상검출기(60)를 포함한다. 상기 전단수신기(10)는 복수의 방향탐지기용 안테나(6)와, BIT 장치로부터의 출력신호를 입력받 복수의 채널로 분배하는 분배기(140)와, 상기 방향탐지기용 안테나(6)와 분배기(140) 측의 회로를 선택적으로 절환하는 복수의 스위치 소자로 이루어진 스위칭 장치(260)를 포함한다. 그리고 상기 DF 주파수 하향 변환기(50)는 수신된 신호의 주파수를 변환하는 변환기(20)와, 변환기(20)를 거 친 신호를 증폭하는 증폭기(30)와, 증폭기(30)에 의해 증폭된 신호를 필터링하는 필터(40)를 포함한다. 또한, 상기 위상검출기(60)는 각 채널신호의 위상을 비교하여 위상차를 출력한다.
상기 방향탐지 보정 룩업테이블(90)은 도 6에 도시된 바와 같이, AOA(Angle of Arrival) 계산에 사용되는 위상차 데이터를 저장하고 있다.
상기 AOA 발생기(200')는 상기 방향탐지기로부터(더 정확하게는 방향탐지기의 위상검출기(60)로부터) 출력된 위상차와 상기 방향탐지 보정 룩업테이블(90)에 저장되어 있는 위상차를 비교하여 채널위상오차를 계산 및 제거하고, 상기 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구한다. 이와 같은 AOA 발생기(200')는 BIT 장치(270)의 제어 기능, 상기 ES 수신기에서 측정된 신호의 특성에 대한 서브그룹 PDW 데이터 저장 기능, BIT 장치 제어 테이블 작성 기능 및 위상측정 데이터 저장 메모리를 갖는다.
그리고, 상기 BIT 장치(270)는 수신된 신호의 주파수를 변환하는 국부발진기 (271)와 상기 국부발진기(271)를 거쳐 상기 방향탐지기의 분배기(140)로 전달되는 신호의 전력을 감쇠하는 감쇠기(275)를 포함한다. 여기서, 이 감쇠기(275)로는 디지털 감쇠기가 사용될 수 있다.
여기서, 또한 상기 AOA 발생기(200')의 BIT 장치 제어 기능은 BIT 장치(270)를 제어하고, 상기 방향탐지기의 전단수신기(10)의 스위치 소자를 제어하는 기능을 포함할 수 있다.
또한, 상기 BIT 장치(270)의 출력주파수는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 주 파수와 동일하도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 BIT 장치(270)의 출력신호 세기는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 신호 세기와 동일하도록 제어될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 전단수신기(10) 내의 분배기(140)와 복수의 스위치 소자를 연결하는 RF 케이블(280)의 출력 위상은 동일한 위상을 갖도록 제어된다.
그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템에 의한 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거방법에 대하여 설명해 보기로 한다.
도 4는 후술되는 도 5의 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거방법의 과정을 보여주는 흐름도와 관련하여 이해를 돕기 위한 것으로서, 신호수신장치가 두 이미터의 신호를 수집하는 경우를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, ES 시스템은 일정한 경로(490)로 이동하면서, 이미터A(410)와 이미터 B(420)에서 발생하는 신호들, 즉 신호 430에 대해 (Freq1, PA1)를, 신호 460에 대해 (Freq2, PA1)를, 신호 440에 대해 (Freq1, PA2)를, 그리고 신호 450에 대해 (Freq1, PA1)를 각각 수신한다.
도 3에서 ES 시스템의 안테나 5로 이들 신호가 입력되면, PDW 발생기(100)는 수신 신호의 특성, 예를 들면, 주파수, TOA, 신호크기, 펄스폭 및 위상차를 측정하여 저장한다. 무선신호(1)가 안테나(5)로 수신될 때, 방향탐지기용 안테나 (6)로 신호(2)가 동시에 입력된다.
방향탐지기용 안테나(6)로 입력되는 신호는 전단수신기(10)를 통과하여, 변 환기(20)로 수신되는 신호의 주파수를 변환하고, 증폭기(30)에 의한 신호증폭 및 필터(40)에 의한 필터링을 거친다. 필터(40)를 거친 신호는 위상검출기(60)로 입력되고, 위상검출기(60)는 각 채널 신호의 위상을 비교하여 위상차를 출력한다. 이때 위상검출기(60)로부터 출력된 채널위상차는 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009030211189-pat00001
여기서, λ는 수신신호 파장, Dn은 n+1번째와 n번째 안테나 간격, AOA는 신호 도래각, AE'는 n+1 번째와 n번째 사이의 방향탐지기의 전단수신기 오차, CE'는 n+1 번째와 n번째 사이의 방향탐지기의 DF 주파수하향변환기 오차를 각각 나타낸다.
이상과 같은 위상차는 전단수신기(10)와 DF 주파수하향 변환기(60)에 의한 오차를 포함하고 있다. 이 위상차 데이터는 AOA 발생기(200)의 위상측정 데이터 저장 메모리에 저장된다.
한편, PDW 발생기(100)가 위상차 정보를 요청 할 때, AOA 발생기(200')는 위상측정메모리에 저장되어 있는 위상차 데이터를 PDW 발생기(100)에 제공한다. 이때 방향탐지기의 채널위상오차를 제거하기 위해 PDW 발생기(100)에 저장되는 주파수와 크기 데이터 및 위상검출기(60)에서 출력된 위상차 데이터가 동시에 AOA 발생기(200')에 입력된다. 이러한 과정은 도 5의 서브그룹 PDW 테이블 저장 단계(S530) 에서 수행된다. 이 과정에 대해서는 도 5를 참조하여 다시 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법에 따라, 먼저 ES 시스템의 PDW 발생기(100)에서 생성된 신호의 주파수 및 크기와 방향탐지기의 위상 검출기(60)에서 생성된 위상차를 서브그룹 PDW 테이블(500)에 저장한다(단계 S510, S520, S530). 그런 후, BIT장치 제어 테이블(502)과 색인된 서브그룹 PDW 테이블을 작성한다(단계 S540).
이후, BIT장치(270)의 국부발진기(271) 및 감쇠기(275)를 상기 BIT장치 제어 테이블(502)의 주파수와 크기로 제어한다(단계 S550). 그리고, 위상검출기(60)에서 출력된 위상차를 상기 BIT장치 제어 테이블(502)에 추가하여 채널측정 데이터 테이블(503)에 저장한다(단계 S560).
그런 다음, 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블(501)의 데이터와 상기 채널측정 데이터 테이블(503)의 데이터를 비교하여 방향탐지기의 채널위상오차를 제거한다(단계 S570). 그런 후, 방향탐지 보정룩업테이블(90)을 이용하여 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구한다(단계 S580).
여기서, 상기 단계 540의 상기 BIT 장치 제어 테이블(502)을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블(500)에서 동일한 주파수와 크기를 갖는 데이터는 하나의 데이터로 통합되어 색인될 수 있다.
또한, 상기 단계 540의 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블(501)을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블(500)에서 동일한 주파수와 크기를 가진 항목은 동일한 번호로 색인될 수 있다.
또한, 바람직하게는 상기 단계 S580에서의 방향탐지 보정룩업테이블(90)은 방향탐지기의 채널위상오차 및 수신신호의 신호세기를 포함하지 않는다.
한편, 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블(500)은 채널위상오차를 포함하고 있다. 수신신호의 주파수와 크기[예를 들면, 신호(450)에 대한 (Freq1, PA1)에 대해]가 동일하다면, 방향탐지기에서 발생한 위상차 또한 동일하다. 따라서, 색인된 서브그룹 PDW 테이블(501)의 주파수와 크기가 동일한 항목은 동일한 인덱스를 부여한다.
또한, 상기 BIT 장치 제어 테이블(502)은 BIT 장치(270)를 제어하기 위해 중복된 색인중에 하나의 색인을 선택하여 주파수와 크기의 순으로 정렬하고 저장한다.
여기서, 정렬 및 색인을 하는 이유는 입력되는 신호의 주파수와 크기가 동일하거나[예컨대, 도 4의 신호 430의 (Freq1, PA1), 신호 450의 (Freq1,PA1)], 장치 해상도내에 있다면 방향탐지기의 채널에서 발생되는 오차 또한 동일하기 때문이다.
상기 BIT 장치를 제어하는 단계(S550)에 있어서, 전단수신기(10)에 위치한 스위칭 장치(260)를 제어하여 방향탐지용 안테나(6)의 입력에서 BIT용 국부발진기(270)의 입력으로 전환한다. 전환 후, BIT 장치 제어테이블(502)의 주파수와 크기를 사용하여 BIT 장치(270)의 국부발진기(271)와 디지털 감쇠기(275)를 제어한다. 이와 관련하여 참고로 설명하면, 도 1의 BIT 장치(150)에서, BIT용으로 출력되 는 신호의 크기는 일정하기 때문에 도 3과 같은 디지털 감쇠기(275)가 없다.
BIT용 국부발진기(271)의 신호는 분배기(140)를 거쳐 스위칭 장치(260)의 각 스위치 소자에 입력된다. 여기서, 분배기(140)와 전단수신기(10)의 상기 스위칭 장치(260)의 각 스위치 소자 사이의 RF 케이블(280)은 도 1의 RF 케이블(80)과 다르다. BIT로 RF 케이블(80)이 사용될 때 각 스위치 소자에 입력되는 위상은 동일하지 않아도 되지만, 채널보정용의 RF cable(280)은 거의 동일한 위상을 가져야 한다. 따라서, 각 스위치 소자에 입력되는 위상은 전기적으로 거의 동일하다.
방향탐지기의 위상검출기(60)에서 출력되는 위상차는 DF 주파수 하향변환기 (50)의 각 채널에서 생성된 오차값이다. 따라서, 출력위상차는 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112009030211189-pat00002
여기서, T는 행렬의 transpose 이다.
이론적으로 입력위상이 동일하면, 채널간의 위상출력차는 0 이어야 한다. 하지만, 각 채널은 전술한 바와 같이 많은 위상오차 요인이 존재하므로 위상차 값이 나타난다.
도 5의 BIT 장치제어 테이블(502)은 BIT 장치 제어 단계(S550)를 거쳐, 채널위상오차 측정데이터 저장 단계(580)에 의해 채널측정 위상오차 데이터가 부가되어 채널측정데이터 테이블(503)에 저장된다.
색인된 서브그룹 PDW 테이블(501)은 전단수신기(10)의 위상오차와 DF 주파수 하향변환기(50)의 위상오차를 포함하고 있으므로, AOA 발생기(100)는 각 채널위상오차를 제거하기 위해 채널 측정데이터 테이블(503)과 색인된 서브그룹 PDW 테이블 (550)을 사용하여 채널위상오차의 계산을 수행한다. 이것은 도 5의 방향탐지기의 채널 위상오차 제거 단계(S570)에서 실행된다. 상기 계산 결과는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112009030211189-pat00003
이상에 의해 방향탐지기가 생성한 채널위상오차를 제거하는 과정은 끝나고 AOA를 구하는 과정으로 넘어간다.
AOA 발생기(200')는 방향탐지기로 수신된 신호의 AOA를 얻기 위해 방향탐지 보정룩업테이블(90)을 사용해야 한다. 본 발명에서는 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 방향탐지 보정룩업테이블에는 도 2와 달리 주파수에 따른 신호세기 항과 채널 위상오차 데이터가 포함되지 않는 것을 사용한다.
최종적으로, AOA는 최소벡터거리방법(Minimum vector distance method)을 사용하여 다음의 수학식 4와 같이 구할 수 있다.
Figure 112009030211189-pat00004
여기서,
Figure 112009030211189-pat00005
는 방향탐지 보정룩업테이블에 저장된 위상데이터이다.
최종적으로, AOA 발생기(200')는 신호 AOA를 최소값으로 만드는 위상데이터를 선택하여 출력한다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 위상비교 방향탐지기의 구성을 보여주는 도면.
도 2는 도 1의 위상비교 방향탐지기에서 4개의 안테나로 방향탐지를 하는 것과 관련한 방향탐지 보정룩업테이블을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 도 5의 흐름도와 관련하여 신호수신장치가 두 이미터의 신호를 수집하는 경우를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법의 실행 과정을 보여주는 흐름도.
도 6은 도 3의 시스템에서 4개의 안테나로 방향탐지를 하는 것과 관련한 방향탐지 보정룩업테이블을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...전단수신기 20...변환기
30...증폭기 40...필터
50...DF 주파수 하향 변환기 60...위상검출기
90...방향탐지 보정룩업테이블 100...PDW 발생기
140...분배기 160...국부발진기
200'...AOA 발생기 260...스위칭 장치
270...BIT 장치 271...국부발진기
275...감쇠기 280...RF 케이블

Claims (9)

  1. ES(Electronic Support) 수신기에 입력되는 신호의 특성을 측정하는 PDW (Pulse Description Word) 발생기;
    상기 ES 수신기에 입력되는 신호의 도래각을 위상차로 출력하는 방향탐지기;
    AOA(Angle of Arrival) 계산에 사용되는 위상차 데이터를 저장하고 있는 방향탐지 보정 룩업테이블;
    상기 방향탐지기로부터 출력된 위상차와 상기 방향탐지 보정 룩업테이블에 저장되어 있는 위상차를 비교하여 채널위상오차를 계산 및 제거하고, 상기 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구하는 AOA 발생기를 포함하며,
    상기 AOA 발생기는 BIT(Built in Test) 장치의 제어 기능, 상기 ES 수신기에서 측정된 신호의 특성에 대한 서브그룹 PDW 데이터 저장 기능, BIT 장치 제어 테이블 작성 기능 및 위상측정 데이터 저장 메모리를 갖고,
    상기 BIT 장치는 수신된 신호의 주파수를 변환하는 국부발진기와 상기 국부발진기를 거쳐 상기 방향탐지기의 분배기로 전달되는 신호의 전력을 감쇠하는 감쇠기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AOA 발생기의 BIT 장치 제어 기능은 BIT 장치를 제어하고, 상기 방향탐 지기의 전단수신기의 스위치소자를 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 BIT 장치의 출력주파수는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 주파수와 동일하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 BIT 장치의 출력신호 세기는 상기 BIT 장치 제어 테이블의 신호 세기와 동일하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전단수신기 내의 분배기와 복수의 스위치 소자를 연결하는 RF 케이블의 출력 위상은 동일한 위상을 갖도록 제어되는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 시스템.
  6. 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법에 있어서,
    a) ES 시스템의 PDW 발생기에서 생성된 신호의 주파수 및 크기와 방향탐지기 의 위상 검출기에서 생성된 위상차를 서브그룹 PDW 테이블에 저장하는 단계;
    b) BIT장치 제어 테이블과 색인된 서브그룹 PDW 테이블을 작성하는 단계;
    c) BIT장치의 국부발진기 및 감쇠기를 상기 BIT장치 제어 테이블의 주파수와 크기로 제어하는 단계;
    d) 위상검출기에서 출력된 위상차를 상기 BIT장치 제어 테이블에 추가하여 채널측정 데이터 테이블에 저장하는 단계;
    e) 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블의 데이터와 상기 채널측정 데이터 테이블의 데이터를 비교하여 방향탐지기의 채널위상오차를 제거하는 단계; 및
    f) 방향탐지 보정룩업테이블을 이용하여 방향탐지기에 입력된 신호의 AOA를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단계 b)의 상기 BIT 장치 제어 테이블을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블에서 동일한 주파수와 크기를 갖는 데이터는 하나의 데이터로 통합되어 색인되는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단계 b)의 상기 색인된 서브그룹 PDW 테이블을 작성함에 있어서, 상기 서브그룹 PDW 테이블에서 동일한 주파수와 크기를 가진 항목은 동일한 번호로 색인 되는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단계 f)에서의 상기 방향탐지 보정룩업테이블은 방향탐지기의 채널위상오차 및 수신신호의 신호세기를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 위상비교 방향탐지기의 채널위상오차 제거 방법.
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