KR101046915B1 - 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검 - Google Patents

레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검 Download PDF

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Abstract

본 명세서에 개시된 레이더 시스템의 점검 방법은 안테나의 시선축 및 상기 안테나를 감싸는 레이돔의 중심축을 기준점에 정렬시키는 단계; 상기 기준점에서 표적 신호를 발생시키는 단계; 상기 레이돔을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하여, 상기 안테나의 시선축을 상기 감지된 표적 신호가 전달된 방향으로 정렬된 상태를 유지하면서, 상기 레이돔을 제 1 각도만큼 회전시키는 단계; 상기 레이돔이 제 1 각도만큼 회전한 결과 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 벗어난 제 2 각도를 측정하는 단계; 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 기초로 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계를 포함하는 레이더 시스템의 점검 방법이다.

Description

레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검{EXAMINING RADOME BORESIGHT ERROR CORRECTION}
본 명세서는 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검에 관한 것이다.
레이돔은 레이더 시스템의 공기 저항을 최소화하고 안테나 등의 내부 구성품을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 것으로, 예컨대 항공기용 사격통제 레이더, 유도탄용 유도 조종용 레이더 등의 가장 앞부분에 장착될 수 있다.
레이돔은 안테나를 통해 송수신되는 전자파를 반사, 굴절, 산란시킴으로서 레이더의 시선각에 오차를 유발함으로써 레이더 시스템의 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 레이돔에 의하여 발생한 시선각 오차를 보정하여야 한다. 본 명세서는 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과를 레이더 시스템차원에서 점검하기 위한 것이다.
일 실시 형태로서 레이더 시스템의 점검 방법이 개시된다. 상기 방법은 안테나의 시선축 및 상기 안테나를 감싸는 레이돔의 중심축을 기준점에 정렬시키는 단계; 상기 기준점에서 표적 신호를 발생시키는 단계; 상기 레이돔을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하여, 상기 안테나의 시선축을 상기 감지된 표적 신호가 전달된 방향으로 정렬된 상태를 유지하면서, 상기 레이돔을 제 1 각도만큼 회전시키는 단계; 상기 레이돔이 제 1 각도만큼 회전한 결과 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 벗어난 제 2 각도를 측정하는 단계; 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 기초로 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 일 실시 형태 또는 그 밖의 형태들은 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계는, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계; 오차 데이터베이스로부터 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 추출하는 단계; 상기 계산된 현재 시선각 오차값을 기초로 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계에서 상기 현재 시선각 오차값은 상기 제 2 각도일 수 있다.
상기 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계에서 상기 현재 시선각 오차값은 상기 제 1 각도와 제 2 각도의 차이일 수 있다.
상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계는 상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위 이하인지 여부를 판단하는 것일 수 있다.
상기 방법은 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 가능하지 않은 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계는 상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위를 초과하는 경우 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 불가인 것으로 판단할 수 있다.
상기 레이돔을 제 1 각도만큼 회전시키는 단계는 상기 레이돔을 서로 수직한 2 축 방향으로 각각 회전시키는 단계일 수 있다.
상기 제 2 각도는 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 방위각 방향 및 고각 방향으로 각각 벗어난 각도를 포함할 수 있다.
상기 제 1 각도는 제 1 좌표계 상의 각도이고, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 좌표계와 다른 제 2 좌표계 상의 각도인 경우, 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계는 상기 제 1 각도를 상기 제 2 좌표계 상의 각도로 변환하고 상기 변환된 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 기초로 상기 시선각 오차값을 검사하는 것일 수 있다.
한편, 다른 실시 형태로서 레이더 시스템의 점검 장치가 개시된다. 상기 레이더 시스템의 점검 장치는 기준점에 표적 신호를 발생시키는 신호 발생부와; 상기 표적 신호를 감지하는 안테나와; 상기 안테나를 감싸는 레이돔과; 상기 레이돔의 중심축이 상기 기준점에 정렬되도록 상기 레이돔을 구동하고, 상기 기준점으로부터 상기 레이돔의 중심축이 제 1 각도만큼 회전하도록 상기 레이돔을 구동하는 레이돔 구동부와; 상기 레이돔을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하여 상기 안테나의 시선축이 상기 기준점을 향하여 정렬되도록 상기 안테나를 회전시키는 안테나 구동부와; 상기 레이돔이 상기 제 1 각도만큼 회전한 결과 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 벗어난 제 2 각도를 측정하고, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 기초로 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 오차 검사부를 포함할 수 있다.
상기 다른 실시 형태 또는 그 밖의 실시 형태들은 다음과 같은 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 장치는 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 상기 오차 검사부는 상기 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 이용하여 현재 시선각 오차값을 계산하고, 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 상기 저장부로부터 추출하고, 상기 계산된 현재 시선각 오차값을 기초로 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단할 수 있다.
상기 오차 검사부는 상기 제 2 각도를 현재 시선각 오차값으로 계산할 수 있다.
상기 오차 검사부는 상기 제 1 각도와 제 2 각도의 차이를 현재 시선각 오차값으로 계산할 수 있다.
상기 오차 검사부는 상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차 범위 이하인지 여부를 판단함으로써 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단할 수 있다.
상기 오차 검사부는 상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위를 초과하는 경우 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 불가인 것으로 판단할 수 있다.
상기 오차 검사부는 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 가능하지 않은 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 상기 저장부에 저장된 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 갱신할 수 있다.
상기 레이돔 구동부는 상기 레이돔을 제 1 축 방향 및 상기 제 1 축에 수직인 상기 제 2 축 방향으로 각각 회전하여 상기 제 1 각도만큼 회전시킬 수 있다.
상기 안테나 구동부는 방위각 방향 및 고각 방향으로 회전하는 2 축 김발이고, 상기 안테나를 상기 방위각 방향 및 상기 고각 방향으로 각각 회전하여 상기 제 2 각도만큼 회전시킬 수 있다.
상기 제 1 각도는 제 1 좌표계 상의 각도이고, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 좌표계와 다른 제 2 좌표계 상의 각도인 경우, 상기 오차 검사부는 상기 제 1 각도를 상기 제 2 좌표계 상의 각도로 변환하고 상기 변환된 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 기초로 상기 시선각 오차값을 검사할 수 있다.
상기 장치는 상기 기준점에 고정되어 위치하고, 상기 신호 발생부의 제어에 의하여 표적 신호를 발생시키는 혼 안테나를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따라 레이더 시스템을 점검함으로써 레이돔에 의하여 발생한 시선각 오차의 보정 결과를 레이더 시스템이 자체적으로 점검할 수 있다.
도 1은 레이돔에 의한 안테나의 시선각 오차를 설명한다.
도 2는 레이더 시스템이 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과를 점검하는 예를 도시한다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 레이더 시스템의 시선각 오차 보정의 점검 방법의 흐름도이다.
레이더 시스템은 내부 구성품을 외부환경으로부터 보호하는 레이돔(Radome)을 포함할 수 있다. 따라서, 레이더 안테나를 감싸는 레이돔으로 인하여 안테나에서 송수신되는 전자파가 반사, 굴절, 산란될 수 있다. 그 결과, 레이더 시스템이 레이돔을 구비하고 있는지 여부에 따라 안테나의 최대 이득 방향에 해당하는 안테나의 시선각(antenna boresight)이 달라질 수 있다.
이와 같이 레이돔으로 인하여 안테나의 시선각이 달라지는 경우에는 레이더 시스템의 표적 탐지 및 추적 성능, 사격 통제 레이더의 명중 정확도, 유도탄의 유도 성능에 영향을 미친다. 그 밖에 레이돔은 안테나 패턴, 투과 손실, 시선각 오차 등에도 영향을 미친다. 또한 레이돔으로 인하여 시선각 오차가 발생하는 경우, 안테나가 레이돔을 지향하는 각이 변할 때마다 그 위치의 레이돔 시선각 오차가 다르게 발생할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것 일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
레이돔에 의한 시선각 오차
도 1은 레이돔에 의한 안테나의 시선각 오차를 설명한다.
레이더 시스템은 안테나(10)와 레이돔(20)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 레이돔(20)은 상기 레이더 시스템에 장착된 안테나(10)를 감싸도록 구성될 수 있다. 도 1에서
Figure 112011020208716-pat00001
는 상기 안테나(10)의 시선축(boresight axis)(1)이 레이돔(20)의 중심축(2)으로부터 회전된 각도를 나타낸다. 상기 레이더 시스템은 표적 신호가 감지되는 방향으로 상기 안테나(10)의 시선축(1)이 정렬되도록 상기 안테나(10)를 회전시킴으로써 표적을 추적한다. 다만, 상기 표적 신호는 상기 안테나(10)를 감싸고 있는 레이돔을 통과하여 전달되기 때문에 상기 레이돔으로 인한 신호의 왜곡이 발생하여 상기 안테나(10)의 시선축(1)이 다른 곳을 향하여 정렬되는 시선각 오차가 발생할 수 있다.
구체적으로, 실제 표적(3)이 상기 안테나(10)의 시선축(1)으로부터
Figure 112011020208716-pat00002
만큼 벗어난 위치에 존재하더라도, 상기 레이돔(20)에 의하여 발생한 시선각 오차로 인하여, 상기 레이더 시스템은 표적 신호가 측정되는 위치(4), 즉 상기 안테나(10)의 시선축(1)으로부터
Figure 112011020208716-pat00003
만큼 벗어난 위치에 존재하는 것으로 감지하여 상기 안테나(10)의 시선축(1)이 측정된 표적(4)을 향하도록 상기 안테나(10) 회전시킬 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 레이돔(20)으로 인한 시선각 오차(Boresight Error; BSE)는 실제 시선각과 레이돔으로 인하여 왜곡된 시선각이 다름을 나타내는 값이다. 레이돔을 구비한 레이더 시스템이 레이더를 이용하여 실제 표적을 추적하기 위하여 레이돔으로 인한 시선각 오차가 보정되어야 한다.
이를 위하여 시선각 오차 보정에 사용될 상기 시선각 오차값을 데이터베이스 형태로 저장하여 사용할 수 있다. 데이터베이스 형태로 저장되는 시선각 오차값은, 예를 들어, 도 1에서
Figure 112011020208716-pat00004
로 나타나는 측정된 시선각과 실제 시선각의 차이를 의미할 수 있고, 또는
Figure 112011020208716-pat00005
로 나타나는 측정된 시선각 자체를 의미할 수 있다.
한편, 표적 신호가 레이돔의 어느 위치를 통과하여 전달되느냐에 따라 레이돔에 의한 시선각 오차값은 달라질 수 있다. 이는 레이돔의 모양, 재질 및 두께가 레이돔의 각 위치마다 다를 수 있으므로 이를 통과하는 표적 신호가 왜곡되는 정도가 달라지기 때문이다. 따라서, 레이더 시스템은 레이돔 전체에 걸쳐 각 레이돔의 위치에 대응되는 시선각 오차값을 데이터베이스 형태로 저장하여 가지고 있을 수 있다.
본 명세서에 개시된 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검 방법은, 레이돔 상의 특정 위치에 대응되는 시선각 오차값을 이용하여 안테나의 시선각을 정확히 보정할 수 있는지를 점검하는 것에 대한 것이다.
상기 시선각 오차 보정 결과를 점검하는 방법은 두 가지 각도를 이용할 수 있다.
첫째, 상기 레이더 시스템은 상기 레이돔의 중심축(2)으로부터 실제 표적(3)의 위치까지의 각도를 이용하며, 상기 실제 표적(3)의 위치까지의 각도는 도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00006
에 해당한다. 상기
Figure 112011020208716-pat00007
는 실제 표적(3)에서 전달되는 신호가 레이돔의 어느 부분을 통과하여 상기 안테나(10)에 수신되는지를 결정하기 위하여 사용된다.
둘째, 상기 레이더 시스템은 상기 레이돔의 중심축(2)으로부터 표적 신호가 측정되는 위치(4)까지의 각도를 이용하며, 상기 측정된 표적 신호(4)는 레이돔에 의하여 왜곡된 표적 신호가 감지되는 위치이며 도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00008
에 해당한다. 상기
Figure 112011020208716-pat00009
는 상기
Figure 112011020208716-pat00010
에 대응되는 시선각 오차값의 정확성을 판단하기 위하여 사용된다.
도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00011
는 상기 안테나(10)의 시선축(1)으로부터 상기 실제 표적까지의 각도를 나타내며,
Figure 112011020208716-pat00012
는 상기 안테나(10)의 시선축(1)으로부터 상기 측정된 표적 신호(4)까지의 각도를 나타낸다.
상기 시선각 오차 보정결과의 점검은 상기 시선각 오차값으로서
Figure 112011020208716-pat00013
값을 직접 사용하는 방법 외에, 이미 주어진
Figure 112011020208716-pat00014
과
Figure 112011020208716-pat00015
의 차이에 해당하는
Figure 112011020208716-pat00016
에 해당하는 값을 사용하는 방법으로도 수행가능하다. 이는 데이터베이스 형태로 저장되는 시선각 오차값의 의미에 따라 결정될 것이다.
이하에서는 본 명세서에 개시된 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과를 점검하는 방법을 살펴본다.
레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과의 점검 방법
도 2는 레이더 시스템이 레이돔에 의한 시선각 오차 보정 결과를 점검하는 예를 도시한다. 본 명세서에 개시된 시선각 오차 보정의 점검 방법은, 예컨대, 모노펄스 레이더(Monopulse Radar) 시스템(100)에 적용될 수 있다. 상기 모노펄스 레이더 시스템(100)은 레이더(110), 안테나(120) 및 혼 안테나(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 레이더 시스템(100)은 상기 안테나(120)를 구동하기 위하여 상기 안테나(120)에 결합된 2축 김발(Gimbal)(140)을 구비할 수 있다. 레이돔(150)은 상기 안테나(120)를 감싸도록 구성될 수 있다. 회전 테이블(160) 상에는 상기 김발(140) 및 상기 레이돔(150)이 각각 장착되고, 상기 회전 테이블(160)이 회전하는 경우 상기 회전 테이블(160)의 상부에 장착된 상기 안테나(120) 및 상기 레이돔(150)이 함께 회전될 수 있다. 다만 상기 2축 김발(140)은 상기 안테나(120)의 구동부로서 방위각 방향 및 고각 방향으로 회전하도록 구성될 수 있으며, 상기 2축 김발(140)에 의하여 구동되는 상기 안테나(120)는 상기 레이돔(150)과 별도로 상기 회전 테이블(160)에 대하여 상대 회전이 가능하다.
상기 혼 안테나(130)는 급전혼(feedhorn)으로 구성될 수 있으며, 상기 혼 안테나(130)로부터 송신되는 빔은 급전혼을 통하여 방사된다. 상기 레이더(110)는 표적에 반사되어 수신된 신호의 진폭 또는 위상의 합과 차를 이용하여 상기 표적을 추적하여, 상기 안테나(120)의 시선축이 상기 표적을 향하도록 상기 안테나(120)를 회전시킨다. 본 명세서에 개시된 레이더 시스템의 시선각 오차 보정 방법에서는, 상기 혼 안테나(130)는 모의 표적 신호를 발생시키는 표적신호 발생기(170)와 연결될 수 있다.
상기 레이돔(150)에 의한 시선각 오차의 보정을 점검하기 위하여 기준점이 설정된다. 상기 기준점은 실제 표적의 위치를 나타낸다. 상기 레이더 시스템(100)은 상기 기준점에서 표적 신호를 발생시키는 상기 표적 신호 발생기(170)를 구비할 수 있다.
상기 기준점에 있는 실제 표적으로부터 발생된 신호가 상기 레이돔(150)을 통하여 상기 안테나(120)에 수신되면, 상기 레이더(110)는 상기 수신된 신호를 기초로, 전술된 표적 추적 방법과 같이, 실제 표적을 추적하고, 상기 추적 결과에 따라 상기 안테나(120)의 시선축이 상기 실제 표적을 향하도록 상기 김발(140)을 이용하여 상기 안테나(120)를 회전 시킨다. 그 결과, 상기 레이돔(150)에 의하여 발생할 수 있는 상기 안테나(120)의 시선각의 오차는 실제 표적이 위치하는 기준점과 상기 안테나(120)의 시선축의 차이를 나타낸다.
상기 레이돔(150)에 의한 시선각 오차는 상기 표적 신호가 상기 레이돔(150)를 통과하는 위치마다 다른 값을 나타낼 수 있으므로, 본 명세서에 개시된 상기 레이더 시스템(100)은 상기 레이돔(150) 전체에 대하여 각 위치별 시선각 오차값을 저장하는 저장부(도시되지 아니함)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예를 따른 상기 레이더 시스템(100)은 상기 저장부에 저장된 각 위치별 시선각 오차값이 허용범위 이내의 오차를 가지고 있는지 판단할 수 있다.
이하에서는 레이더 시스템이 시선각 오차 보정값을 점검하는 방법을 설명한다. 도 3은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 레이더 시스템의 시선각 오차 보정의 점검 방법을 나타낸 흐름도이다.
상기 레이더 시스템(100)은 상기 레이돔(150)의 중심축을 정하고, 상기 레이돔(150)의 중심축으로부터 일정 각도 벗어난 상기 레이돔(150) 상의 특정 위치를 통해 표적 신호가 전달될 때 유발되는 시선각 오차값을 점검한다. 이를 위하여 상기 레이돔(150)은 상기 레이돔(150)의 중심축이 상기 회전 테이블(160)의 '0'도에 일치하도록 상기 회전 테이블(160) 상에 장착될 수 있다. 또한, 상기 레이돔(150)의 중심축 상에 상기 레이돔(150)에 의한 시선각 오차를 점검하기 위한 기준점이 위치할 수 있다. 이를 위하여 상기 레이돔(150)의 중심축 상에 상기 혼 안테나(130)가 위치할 수 있다.
먼저, 상기 레이더 시스템(100)의 시선각 오차 보정의 점검을 위한 초기화 동작을 살핀다. 상기 레이더 시스템(100)은 상기 안테나(120)의 시선축을 기준점에 정렬시킨다(S10). 예컨대, 상기 표적신호 발생기(170)는 상기 혼 안테나(130)를 통하여 상기 기준점에 모의 표적 신호를 발생시킨다. 상기 레이더(110)가 상기 발생된 모의 표적 신호를 추적하여, 상기 안테나(120)의 시선축이 상기 기준점을 향하도록 정렬된다. 그 결과, 상기 기준점이 위치하는 상기 혼 안테나(130)의 시선축과, 상기 안테나(120)의 시선축과, 그리고 상기 레이돔(150)의 중심축이 일치된다.
다음으로, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 기준점으로부터 표적 신호를 발생시키고(S20), 상기 안테나(120)를 이용하여 상기 표적 신호를 감지하여 표적을 추적하며 상기 회전 테이블(160)을 회전시켜 상기 레이돔(150)을 회전시킨다(S30).
상기 레이더 시스템(100)이 상기 레이돔(150)을 회전 시키는 것은 상기 레이돔(150) 상의 특정한 위치에 대한 상기 안테나(120)의 시선각 오차를 알고자 할 때, 상기 레이돔(150) 상의 특정한 위치가 상기 혼 안테나(130)의 시선축에 위치하도록 회전 시키기 위함이다.
구체적으로, 상기 회전 테이블(160)이 제 1 각도만큼 회전된다고 할 때, 상기 제 1 각도는 제 1 회전축을 중심으로
Figure 112011020208716-pat00017
도 만큼 회전되고, 상기 제 1 회전축과 수직인 제 2 회전축을 중심으로
Figure 112011020208716-pat00018
도 만큼 회전되는 것으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 회전축은 하방을 지향하는 회전축이고, 상기 제 2 회전축은 우측을 지향하는 회전축일 수 있다. 이때, 상기 레이더 시스템(100)은
Figure 112011020208716-pat00019
및
Figure 112011020208716-pat00020
값에 해당하는 레이돔 상의 특정 위치에 의한 시선각 오차 보정값을 점검하고자 하는 것이다.
이와 같이 상기 회전 테이블(160)이 회전하는 경우 상기 기준점의 위치는 고정되어 있으므로, 추적을 수행하지 않는다면 상기 회전 테이블(160)의 회전으로 인하여 상기 안테나(120)의 시선축은 상기 혼 안테나(130)의 시선축으로부터 벗어날 것이다. 다만, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 기준점으로부터 표적 신호를 발생시키고, 상기 레이더(110)가 상기 발생된 모의 표적 신호를 추적함으로써, 상기 안테나(120)의 시선축이 상기 기준점을 향하여 정렬된 상태로 유지된다.
즉, 상기 안테나(120)가 상기 레이돔(150)을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호를 기초로하여 상기 표적 신호를 추적하는 것이다. 그 결과, 상기 안테나(120)의 시선축은 상기 레이돔을 통과하여 전달된 표적 신호가 감지되는 방향으로 정렬된다.
다음으로, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 레이돔의 회전 각도인 상기 제 1 각도, 즉
Figure 112011020208716-pat00021
및
Figure 112011020208716-pat00022
값에 대응되는 레이돔에 의한 시선각 오차값을 이용하여 상기 안테나의 시선각을 보정한다(S40). 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차의 보정값은 데이터베이스 형태로 미리 제공된 것일 수 있다.
도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 데이터베이스 형태로 미리 제공되는 시선각 오차의 보정값은 기준축이 되는 레이돔의 중심축으로부터 측정된 표적 신호의 위치까지의 각도(도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00023
)를 의미하거나, 또는 실제 표적의 위치로부터 측정된 표적 신호의 위치까지의 각도(도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00024
)를 의미할 수 있다. 다만, 어떠한 형태의 시선각 오차의 보정값이라 하더라도 사용 가능할 정도로 오류가 없는지에 대하여 검사되어야 한다(S50).
이를 위하여, 상기 안테나(120)와 상기 레이돔의 중심축과의 현재 안테나의 회전 각도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 상기 안테나(120)가 상기 감지되는 표적 신호를 추적하기 위하여 상기 기준점에 정렬되어 있으므로, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 김발(140)의 회전각을 측정함으로써 현재 시선각 오차값을 측정할 수 있다.
따라서, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 회전 테이블의 회전 각도에 해당하는 제 1 각도 및 상기 김발(140)의 회전각에 해당하는 제 2 각도를 이용하여 시선각 오차 보정값을 검사할 수 있다. 전술된 도 1을 참조하여 설명하면, 상기 제 1 각도는 도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00025
에 해당하고, 상기 제 2 각도는 도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00026
에 해당한다. 다만, 상기 안테나의 시선축(1)이 상기 측정된 표적 신호(4)에 일치하게 되므로
Figure 112011020208716-pat00027
는
Figure 112011020208716-pat00028
와 같은 값을 갖게 된다.
상기 레이더 시스템(100)은 상기 제 2 각도를 상기 제 1 각도에 대응되는 상기 시선각 오차 보정값과 비교함으로써 상기 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 제 1 각도에 대응되는 상기 시선각 오차의 보정값이 실제 표적 위치(도 1에서의 3)로부터 측정된 표적 신호의 위치(도 1에서의 4)까지의 각도를 의미하는 경우에는, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 제 2 각도 및 상기 제 1 각도의 차이(도 1에서의
Figure 112011020208716-pat00029
)를 이용하여 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 김발(140)의 회전 각도가 각각 방위각(
Figure 112011020208716-pat00030
) 및 고각(
Figure 112011020208716-pat00031
)으로 표현되는 경우, 상기 안테나(120)의 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 이용하여 보정이 오류없이 이루어진 경우에는 다음 수학식 1 및 수학식 2를 만족하게 된다.
Figure 112011020208716-pat00032
Figure 112011020208716-pat00033
상기 레이더 시스템(100)은 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값이 허용범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 상기 레이더 시스템(100)은 측정된 안테나의 방위각 방향의 회전 각도인
Figure 112011020208716-pat00034
와
Figure 112011020208716-pat00035
의 차이와, 그리고 측정된 안테나의 고각 방향의 회전 각도인
Figure 112011020208716-pat00036
와
Figure 112011020208716-pat00037
의 차이를 계산하고, 상기 차이 계산 결과가 각각 허용 범위를 나타내는 임계치 이내인지 판단할 수 있다.
만약, 상기 판단 결과 이미 저장된 시선각 오차값이 허용 범위를 벗어나는 경우, 즉 상기 차이 계산 결과가 임계치를 초과하는 경우에, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 차이 계산 결과를 상기 제 1 각도에 대응되는 새로운 시선각 오차값으로 갱신할 수 있다. 이후, 상기 레이더 시스템(100)은 상기 갱신된 값을 이용하여 시선각 오차를 보정할 수 있다.
또한, 상기 레이더 시스템(100)은 전술된 과정을
Figure 112011020208716-pat00038
및
Figure 112011020208716-pat00039
값을 변경하여 레이돔 전 구간에서 시선각 오차 보정 결과가 점검되도록 할 수 있다.
본 명세서에 개시된 레이더의 시선각 오차 보정 방법은 모노펄스 레이더를 예를 들어 설명되었으나, 본 명세서에 개시된 시선각 오차 보정에 대한 기술적 사상이 적용될 수 있는 원추형 스캔(conical scan)을 포함한 모든 레이더 시스템의 보정 방법 및 장치에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 안테나의 시선축 및 상기 안테나를 감싸는 레이돔의 중심축을 기준점에 정렬시키는 단계;
    상기 기준점에서 표적 신호를 발생시키는 단계;
    상기 레이돔을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하여, 상기 안테나의 시선축을 상기 감지된 표적 신호가 전달된 방향으로 정렬된 상태를 유지하면서, 상기 레이돔을 제 1 각도만큼 회전시키는 단계;
    상기 레이돔이 제 1 각도만큼 회전한 결과 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 벗어난 제 2 각도를 측정하는 단계;
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 기초로 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계를 포함하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계는,
    상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계;
    오차 데이터베이스로부터 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 추출하는 단계;
    상기 계산된 현재 시선각 오차값을 기초로 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계에서
    상기 현재 시선각 오차값은 상기 제 2 각도인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 현재 시선각 오차값을 계산하는 단계에서
    상기 현재 시선각 오차값은 상기 제 1 각도와 제 2 각도의 차이인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계는
    상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위 이하인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 추출된 시선각 오차값이 허용 가능하지 않은 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 단계는
    상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위를 초과하는 경우 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 불가인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 레이돔을 제 1 각도만큼 회전시키는 단계는
    상기 레이돔을 서로 수직한 2 축 방향으로 각각 회전시키는 단계인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 각도는
    상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 방위각 방향 및 고각 방향으로 각각 벗어난 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 각도는 제 1 좌표계 상의 각도이고, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 좌표계와 다른 제 2 좌표계 상의 각도인 경우, 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 단계는
    상기 제 1 각도를 상기 제 2 좌표계 상의 각도로 변환하고 상기 변환된 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 기초로 상기 시선각 오차값을 검사하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 방법.
  11. 기준점에 표적 신호를 발생시키는 신호 발생부와;
    상기 표적 신호를 감지하는 안테나와;
    상기 안테나를 감싸는 레이돔과;
    상기 레이돔의 중심축이 상기 기준점에 정렬되도록 상기 레이돔을 구동하고, 상기 기준점으로부터 상기 레이돔의 중심축이 제 1 각도만큼 회전하도록 상기 레이돔을 구동하는 레이돔 구동부와;
    상기 레이돔을 통과하여 전달되는 표적 신호를 감지하여 상기 안테나의 시선축이 상기 기준점을 향하여 정렬되도록 상기 안테나를 회전시키는 안테나 구동부와;
    상기 레이돔이 상기 제 1 각도만큼 회전한 결과 상기 안테나의 시선축이 상기 레이돔의 중심축으로부터 벗어난 제 2 각도를 측정하고, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 기초로 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 검사하는 오차 검사부를 포함하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 저장하는 저장부를 더 포함하고,
    상기 오차 검사부는
    상기 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 이용하여 현재 시선각 오차값을 계산하고, 상기 제 1 각도에 대응하는 시선각 오차값을 상기 저장부로부터 추출하고, 상기 계산된 현재 시선각 오차값을 기초로 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 오차 검사부는
    상기 제 2 각도를 현재 시선각 오차값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 오차 검사부는
    상기 제 1 각도와 제 2 각도의 차이를 현재 시선각 오차값으로 계산하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 오차 검사부는
    상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차 범위 이하인지 여부를 판단함으로써 상기 추출된 시선각 오차값의 허용 가능 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 오차 검사부는
    상기 현재 시선각 오차값과 상기 추출된 시선각 오차값의 차이가 허용 오차범위를 초과하는 경우 상기 추출된 시선각 오차값이 허용 불가인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 오차 검사부는
    상기 추출된 시선각 오차값이 허용 가능하지 않은 경우, 상기 제 1 각도 및 제 2 각도를 이용하여 상기 저장부에 저장된 상기 제 1 각도에 대응되는 시선각 오차값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 레이돔 구동부는
    상기 레이돔을 제 1 축 방향 및 상기 제 1 축에 수직인 상기 제 2 축 방향으로 각각 회전하여 상기 제 1 각도만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 안테나 구동부는 방위각 방향 및 고각 방향으로 회전하는 2 축 김발이고, 상기 안테나를 상기 방위각 방향 및 상기 고각 방향으로 각각 회전하여 상기 제 2 각도만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 각도는 제 1 좌표계 상의 각도이고, 상기 제 2 각도는 상기 제 1 좌표계와 다른 제 2 좌표계 상의 각도인 경우, 상기 오차 검사부는
    상기 제 1 각도를 상기 제 2 좌표계 상의 각도로 변환하고 상기 변환된 제 1 각도 및 상기 제 2 각도를 기초로 상기 시선각 오차값을 검사하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
  21. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준점에 고정되어 위치하고, 상기 신호 발생부의 제어에 의하여 표적 신호를 발생시키는 혼 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 점검 장치.
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