KR101116275B1 - Disturbance compensator for physical displacement of radar and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A disturbance compensating apparatus and method for recompensing mechanical shaking of radar are provided to improve detection accuracy of the radar. CONSTITUTION: A disturbance compensating apparatus(100) comprises an acceleration sensing part(110), an analog to digital converter(120), and a vibration compensator(130). The acceleration sensing part measures mechanical shaking of radar on a three dimensional space coordinate. The analog to digital converter receives an analog signal which is outputted by measuring the mechanical shaking of the radar. The analog to digital converter changes the analog signal into a digital signal. The vibration compensator recompenses an error of a target detection angle due to the mechanical shaking of the radar by using the digital signal.

Description

레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치 및 그 방법{DISTURBANCE COMPENSATOR FOR PHYSICAL DISPLACEMENT OF RADAR AND METHOD THEREOF}Disturbance compensator and its method for compensating for mechanical shake of radar TECHNICAL FIELD

본 발명은 외란보상장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a disturbance compensator and a method thereof, and more particularly, to a disturbance compensator and a method for compensating mechanical shake of a radar.

레이더는 그 탐지거리가 수십 킬로미터에서 수백킬로미터 이상이 되도록 개발되고 있다. 일반적으로 레이더는 수십 킬로미터에서 수백킬로미터 밖의 물체를 정확하게 탐지해야 하므로, 탐지정확도가 가장 중요한 설계인자 중의 하나이다.Radars are being developed that range from tens of kilometers to hundreds of kilometers. In general, radar needs to accurately detect objects tens of kilometers to hundreds of kilometers, so detection accuracy is one of the most important design factors.

그런데, 레이더는 회전 시 바람 등의 외란에 의해 기계적 흔들림이 발생하여 탐지정확도에 많은 영향을 받는다. 그리하여, 종래에는 레이더 장체를 외란에 강인한 시스템으로 만들거나 또는 레이더의 흔들림 자체를 체계오차로 간주하여 탐지정확도(분해능)을 조금 여유롭게 설정하도록 설계된다. 이처럼 종래에는 주로 외란에 의한 흔들림을 단지 체계오차로 간주하여 탐지추적알고리즘을 개발하고 있다.However, the radar is affected by the detection accuracy because of the mechanical shaking caused by the disturbance of the wind and the like during the rotation. Thus, it is conventionally designed to make the radar body a system that is robust against disturbances or to set the detection accuracy (resolution) slightly with respect to the shaking of the radar itself as a system error. As such, in the past, detection tracking algorithms are mainly developed by considering shaking due to disturbance as a system error.

그러나, 레이더의 미소 흔들림은 수십 킬로미터 내지 수백킬로미터의 거리에서는 매우 큰 거리오차를 유발시키며 탐지정확도도 물론 매우 낮아지는 문제점이 되고 있다.However, radar's small shaking causes a very large distance error at a distance of tens of kilometers to hundreds of kilometers, and of course, the detection accuracy is very low.

본 발명의 목적은 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a disturbance compensation device for compensating the mechanical shake of the radar.

본 발명의 다른 목적은 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a disturbance compensation method for compensating for mechanical shake of a radar.

상술한 본 발명의 목적에 따른 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치는, 3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하는 가속도 센싱부와, 상기 가속도 센싱부에서 기계적 흔들림을 측정하여 출력한 아날로그 신호를 수신하고, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 변환된 디지털 신호를 이용하여 레이더의 기계적 흔들림에 따른 표적 탐지각의 오차를 보상하는 진동보상부를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 가속도 센싱부는, 상기 레이더의 개구면 영역에 장착되는 것이 바람직하다.Disturbance compensation device for compensating the mechanical shake of the radar according to the object of the present invention, the acceleration sensing unit for measuring the mechanical shake of the radar on the three-dimensional spatial coordinates, and outputs by measuring the mechanical shake in the acceleration sensing unit An analog-digital converter for receiving an analog signal and converting the received analog signal into a digital signal; and a vibration compensator for compensating for an error in a target detection angle due to mechanical shake of the radar using the converted digital signal. It can be configured to. Here, the acceleration sensing unit is preferably mounted on the opening surface area of the radar.

상술한 본 발명의 목적에 따른 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상방법은, 가속도 센싱부가 3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하여 아날로그 신호로 출력하는 단계와, 아날로그-디지털 변환부가 상기 출력된 아날로그 신호를 수신하고, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와, 진동보상부가 상기 변환된 디지털 신호를 이용하여 레이더의 기계적 흔들림에 따른 표적 탐지각의 오차를 보상하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 가속도 센싱부가 3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하여 아날로그 신호로 출력하는 단계는, 상기 가속도 센싱부가 상기 레이더의 개구면 영역에 장착되어 기계적 흔들림을 측정하도록 구성될 수 있다.Disturbance compensation method for compensating the mechanical shake of the radar according to the object of the present invention, the acceleration sensing unit measuring the mechanical shake of the radar on the three-dimensional spatial coordinates and outputs as an analog signal, analog-to-digital conversion unit Receiving the output analog signal, converting the received analog signal into a digital signal, and compensating an error of a target detection angle due to mechanical shaking of the radar by using the converted digital signal by a vibration compensator. It can be configured to. Here, the step of measuring the mechanical shaking of the radar on the three-dimensional spatial coordinates and outputting as an analog signal, the acceleration sensing unit may be configured to be mounted on the opening surface area of the radar to measure the mechanical shaking. .

상기와 같은 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치 및 그 방법에 따르면, 가속도 센싱을 통해 레이더의 기계적 흔들림을 3차원적으로 측정하고 이를 표적 탐지각에 보상하여 줌으로써, 레이더의 탐지정확도를 향상시키는 효과가 있다.According to the disturbance compensation device and the method for compensating the mechanical shake of the radar as described above, by measuring the three-dimensional mechanical shake of the radar through the acceleration sensing and compensate for the target detection angle, to improve the detection accuracy of the radar It is effective to let.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외란보상장치의 효과를 분석한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치의 흐름도이다.1 is a block diagram of a disturbance compensation device for compensating for mechanical shaking according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph analyzing the effect of the disturbance compensation device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a disturbance compensation device for compensating for mechanical shaking according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may exist in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a disturbance compensation device for compensating for mechanical shaking according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치(100)(이하, '외란보상장치'라 함)는 가속도 센싱부(110), 아날로그-디지털 변환부(120) 및 진동보상부(130)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the disturbance compensation device 100 (hereinafter, referred to as “disturbation compensation device”) for compensating for mechanical shaking according to an embodiment of the present invention may include an acceleration sensing unit 110 and an analog-digital conversion unit. It may be configured to include a 120 and the vibration compensation unit 130.

외란보상장치(100)는 가속도 센싱부(110)를 통해 레이더의 기계적 흔들림을 측정하고 이를 탐지된 표적의 표적 탐지각에 보상하여 준다. 이로 인해 레이더의 탐지정확도를 탁월하게 향상시키는 효과가 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.The disturbance compensation device 100 measures the mechanical shaking of the radar through the acceleration sensing unit 110 and compensates for the target detection angle of the detected target. This greatly improves the radar detection accuracy. Hereinafter, the detailed structure is demonstrated.

가속도 센싱부(110)는 3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하도록 구성된다. 가속도 센싱부(110)는 자이로 센서가 그 예가 될 수 있으며, 레이더의 기계적 흔들림을 3차원적으로 측정하도록 구성된다.The acceleration sensing unit 110 is configured to measure the mechanical shake of the radar on the three-dimensional spatial coordinates. The acceleration sensing unit 110 may be an example of a gyro sensor, and is configured to three-dimensionally measure mechanical shaking of the radar.

가속도 센싱부(110)는 특히 레이더의 개구면 영역에 장착되는 것이 바람직하다. 레이더의 개구면 영역의 기계적 흔들림이 탐지정확도에 가장 큰 영향을 미칠 수 있기 때문이다.The acceleration sensing unit 110 is particularly preferably mounted in the opening surface area of the radar. This is because mechanical shaking of the opening area of the radar may have the greatest influence on the detection accuracy.

아날로그-디지털 변환부(120)는 가속도 센싱부(110)에서 기계적 흔들림을 측정하여 출력한 아날로그 신호를 수신하고, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구성된다. 디지털 신호로 변환하는 것은 레이더 통제기에서 신호 처리하여 진동을 보상할 수 있도록 하기 위함이다.The analog-digital converter 120 is configured to receive an analog signal measured by measuring the mechanical shaking in the acceleration sensing unit 110 and output the analog signal, and convert the received analog signal into a digital signal. The conversion to a digital signal is to allow the radar controller to process the signal to compensate for vibration.

진동보상부(130)는 아날로그-디지털 변환부(120)에서 변환된 디지털 신호를 이용하여 레이더의 기계적 흔들림에 따른 표적 탐지각의 오차를 보상하도록 구성된다. 진동보상부(130)는 레이더 통제기에 구비될 수 있다. 진동보상부(130)는 기계적 흔들림에 대한 디지털 신호를 이용하여 기 탐지된 표적 탐지각의 진동에 따른 오차를 보상한다.The vibration compensator 130 is configured to compensate the error of the target detection angle due to the mechanical shake of the radar by using the digital signal converted by the analog-digital converter 120. Vibration compensation unit 130 may be provided in the radar controller. The vibration compensator 130 compensates for errors due to vibration of the target detection angle previously detected by using a digital signal for mechanical shaking.

한편, 진동보상부(130)에서는 표적 탐지각의 탐지 시각과 기계적 흔들림에 대한 측정 시각의 동기화를 유지하고, 이에 따라 동기화된 상태에서 보상할 필요가 있다.On the other hand, in the vibration compensator 130 it is necessary to maintain the synchronization of the detection time of the target detection angle and the measurement time for the mechanical shake, thereby compensating in a synchronized state.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외란보상장치의 효과를 분석한 그래프이다.2 is a graph analyzing the effect of the disturbance compensation device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 외란보상장치(100)가 적용된 경우 대략 0.1 도의 탐지정확도가 보상됨을 알 수 있다. 외란보상장치(100)를 적용하지 않은 경우에는 고각 방향의 탐지각이 7.27 도로 측정되었으나, 같은 조건에서 외란보상장치(100)를 적용한 경우에는 고각 방향의 탐지각이 7.17 도로 측정되었다.2, it can be seen that the detection accuracy of approximately 0.1 degrees is compensated when the disturbance compensation device 100 according to the present invention is applied. When the disturbance compensation device 100 is not applied, the detection angle in the elevation direction was measured at 7.27 degrees. However, when the disturbance compensation device 100 was applied under the same conditions, the detection angle in the elevation direction was measured at 7.17 degrees.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치의 흐름도이다.3 is a flowchart of a disturbance compensation device for compensating for mechanical shaking according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 가속도 센싱부(110)가 3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하여 아날로그 신호로 출력한다(S110). 여기에서, 가속도 센싱부(110)는 레이더의 개구면 영역에 장착되어 개구면의 진동을 측정하도록 하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 3, the acceleration sensing unit 110 measures the mechanical shake of the radar on the three-dimensional spatial coordinates and outputs it as an analog signal (S110). Here, the acceleration sensing unit 110 is preferably mounted on the opening surface area of the radar to measure the vibration of the opening surface.

아날로그-디지털 변환부(120)는 가속도 센싱부(110)에서 출력된 아날로그 신호를 수신하고, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다(S120).The analog-digital converter 120 receives the analog signal output from the acceleration sensing unit 110 and converts the received analog signal into a digital signal (S120).

그리고 진동보상부(130)는 아날로그-디지털 변환부(120)에서 변환된 디지털 신호를 이용하여 레이더의 기계적 흔들림에 따른 표적 탐지각의 오차를 보상한다(S130).The vibration compensator 130 compensates for an error in the target detection angle due to the mechanical shaking of the radar by using the digital signal converted by the analog-digital converter 120 (S130).

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.

Claims (2)

3차원 공간좌표 상에서의 레이더의 기계적 흔들림을 측정하는 가속도 센싱부;
상기 가속도 센싱부에서 기계적 흔들림을 측정하여 출력한 아날로그 신호를 수신하고, 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부 및
상기 변환된 디지털 신호를 이용하여 레이더의 기계적 흔들림에 따른 표적 탐지각의 오차를 보상하는 진동보상부를 포함하고,
상기 진동보상부는 상기 표적 탐지각의 탐지 시각과 상기 기계적 흔들림에 대한 측정 시각 간에 동기화를 유지하여 상기 표적 탐지각의 오차를 보상하는 것을 특징으로 하는 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치.An acceleration sensing unit for measuring the mechanical shaking of the radar on the three-dimensional spatial coordinates;
An analog-digital converter for receiving an analog signal output by measuring mechanical shaking in the acceleration sensing unit, and converting the received analog signal into a digital signal;
And a vibration compensator for compensating for an error in a target detection angle due to the mechanical shaking of the radar using the converted digital signal.
The vibration compensator is a disturbance compensation device for compensating for the mechanical shake of the radar, characterized in that to compensate for the error of the target detection angle by maintaining synchronization between the detection time of the target detection angle and the measurement time for the mechanical shake. 제1항에 있어서, 상기 가속도 센싱부는,
자이로 센서인 것을 특징으로 하는 레이더의 기계적 흔들림을 보상하기 위한 외란보상장치.
The method of claim 1, wherein the acceleration sensing unit,
Disturbance compensation device for compensating for the mechanical shake of the radar, characterized in that the gyro sensor.
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