KR101339108B1 - Target detecting method of radar system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이더 시스템에서 레인지 블랭킹(Range Blanking) 및 탐지 파형전환방법을 이용한 레이더 시스템의 표적 탐지방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for detecting a target of a radar system using a range blanking and a detection waveform switching method in a radar system.
초기의 레이더 시스템에서는 지면, 해면 및 빗방울등에 의해 발생하는 불필요한 반사파에 의해 나타나는 반향(echo), 즉 수신 클러터(Clutter)문제를 해결하기 위하여, 펄스 발사 후 일정 시간 수신기의 감도를 낮추는 시간적 감도 제어 (Sensitivity Time Control : STC) 기법을 적용하거나 또는 낮은 안테나 부엽 (Sidelobe)을 갖도록 안테나를 설계하였다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고 수신되는 클러터 신호는 레이더 오탐지율을 증가시켰다. In early radar systems, temporal sensitivity control to reduce the sensitivity of the receiver for a certain time after pulse firing to solve the echo, or reception clutter, problem caused by unwanted echoes caused by ground, sea level and raindrops. The antenna was designed to apply the Sensitivity Time Control (STC) technique or to have a low antenna sidewall (Sidelobe). Despite these efforts, however, received clutter signals increased radar false positives.
따라서, 클러터에 의한 오 탐지를 감소시키기 위해 이동표적감지기 (Moving Target Detector : MTD), 이동표적지시기(Moving Target Indicator : MTI), 부엽 블랭킹(SideLobe Blanking : SLB), 클러터 맵(Clutter Map)의 기법이 개발되었다. Therefore, moving target detector (MTD), moving target indicator (MTI), sidelobe blanking (SLB), clutter map to reduce false detection by clutter The technique of was developed.
상기 MTD 및 MTI 기법은 거리 방향에 분포해있는 즉, 시간 도메인 (Fast Time Domain)의 클러터를 제거하기 위한 기법이며, 상기 SLB기법은 공간(각도) 도메인의 클러터를 제거하기 위한 기법이며, 상기 클러터 맵 기법은 공간(각도)와 시간 도메인(Fast Time Domain)의 클러터를 구분하여 제거하기 위한 기법이다. The MTD and MTI techniques are distributed in a distance direction, that is, a technique for removing clutter in the time domain, and the SLB technique is a technique for removing clutter in the spatial (angle) domain. The clutter map technique is a technique for classifying and removing clutters of space (angle) and time domain.
상기 기법들중에서 클러터 맵은 플랫폼이 움직이지 않는 지상 레이더 시스템에서 주로 사용되는 기법으로, 클러터의 정보(각도, 거리, 신호크기)를 공간(각도)과 시간(거리)에 대해 테이블의 형식인 맵(Map)으로 저장 및 업데이트하고, 이 정보를 이용하여 매 빔 스캔마다 클러터 자체 및 클러터 탐지 정보를 제거한다. 이러한 이유로 클러터 맵 기법은 Area MTI로 불리기도 한다.Among these techniques, clutter map is mainly used in the ground radar system where the platform does not move. The clutter map is a table of clutter information (angle, distance, signal size) for space (angle) and time (distance). It stores and updates in-map and uses this information to remove clutter itself and clutter detection information for every beam scan. For this reason, the clutter map technique is sometimes called an area MTI.
상기 클러터 맵 기법을 구현하기 위해서는 클러터의 정보를 맵에 기록해야 하는데, 이 과정에서 많은 기록 공간(메모리)이 필요하다. 이전의 저해상도 2차원 레이더에서는 클러터 정보가 공간(각도)과 시간(거리)에 대해서 많지 않기 때문에 저장 공간이 많이 요구되지 않았다. 하지만 현재의 고해상도 3차원 레이더를 개발하는 추세에서 클러터 맵 기법을 적용하기 위해서는 레이더의 360도 회전방향과 탐지거리에 대하여 클러터의 크기 및 위상을 모두 저장해야 하기 때문에 그에 비례하는 많은 저장 공간이 필요하다. 특히 종래에는 표적을 탐지하기 위하여 기본 파형인 선형 주파수 변조(Linear Frequency Modulation : LFM) 파형을 사용하는데 상기 LFM파형은 클러터 제거가 어려운 단점이 있다. In order to implement the clutter map technique, the clutter information must be recorded in a map, and a lot of recording space (memory) is required in this process. In previous low-resolution two-dimensional radars, clutter information was not required much for space (angle) and time (distance), so much storage space was not required. However, in the current trend of developing high-resolution three-dimensional radar, the clutter map technique requires storing both the size and phase of the clutter for the radar's 360-degree rotation direction and detection distance. need. In particular, conventionally, a linear frequency modulation (LFM) waveform, which is a basic waveform, is used to detect a target, but the LFM waveform has a disadvantage in that clutter is difficult to remove.
하지만, 상기 클러터 맵 기법을 적용하는 실제 레이더 시스템 개발 과정에서 많은 양의 클러터 정보를 기록하기 위한 메모리를 보유하면서 동시에 실시간 처리를 가능하게 하는 것은 거의 불가능하다. 이러한 이유로 기존의 클러터 맵 기법의 특성을 갖으면서도 실시간으로 표적탐지를 수행할 수 있는 기법의 개발이 절실한 상태이다. However, in the actual radar system development process applying the clutter map technique, it is almost impossible to have a memory for recording a large amount of clutter information and to enable real-time processing at the same time. For this reason, the development of a technique capable of performing target detection in real time while having the characteristics of the existing clutter map technique is urgently needed.
따라서, 본 발명의 목적은 클러터 맵 기법의 특성을 갖으면서도 적은 메모리 공간을 사용하고, 오탐지를 줄이며, 실시간으로 표적탐지를 수행할 수 있는 레이더 시스템의 표적 탐지방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for detecting a target of a radar system, which has the characteristics of a clutter map technique, uses a small memory space, reduces false detection, and performs target detection in real time.
본 발명의 다른 목적은 클러터에 의한 오탐지 확률을 획기적으로 줄일 수 있고, 표적 탐지 성능을 최대화 할 수 있는 레이더 시스템의 표적 탐지방법을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a target detection method of a radar system that can dramatically reduce the probability of false detection by clutter and maximize the target detection performance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템의 표적탐지 방법은, 빔 조향시 기본 탐지파형을 표적으로 송신하는 단계; 빔이 조향되는 전체 탐지거리를 복수의 거리구간으로 분리하고, 표적에서 반사되는 탐지신호에 대하여 각 거리구간별로 클러터의 존재 유무를 검사하는 단계; 상기 클러터가 존재하는 거리구간을 블랭킹 구간으로 설정하는 단계; 상기 블랭킹 구간이외의 거리구간의 탐지신호로 표적을 탐지하는 단계; 및 상기 거리구간별 블랭킹 정보를 메모리에 저장하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for detecting a target of a radar system according to an embodiment of the present invention includes transmitting a target detection waveform to a target during beam steering; Dividing the entire detection distance to which the beam is steered into a plurality of distance sections, and checking the presence of clutter for each distance section with respect to the detection signal reflected from the target; Setting a distance section in which the clutter exists as a blanking section; Detecting a target by a detection signal of a distance section other than the blanking section; And storing the blanking information for each distance section in a memory.
상기 기본 탐지파형은 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형이다.The basic detection waveform is a linear frequency modulation (LFM) waveform.
상기 클러터의 존재 유무를 검사하는 단계는, 거리구간마다 각 거리구간을 구성하는 복수의 거리 샘플에 대하여 탐지신호의 평균값을 계산하는 단계; 및 상기 계산된 탐지신호의 평균값을 기 설정된 블랭킹 문턱값과 비교하여, 해당 평균값이 블랭킹 문턱값보다 크면 각 거리구간에 클러터가 존재하는 것으로 판단하는 단계;를 포함한다.The checking of the presence of the clutter may include: calculating an average value of the detection signal for a plurality of distance samples constituting each distance section for each distance section; And comparing the calculated average value of the detection signal with a preset blanking threshold and determining that a clutter exists in each distance section when the average value is greater than the blanking threshold.
상기 블랭킹 정보는 메모리의 클러터 맵에 테이블형태로 저장된다.The blanking information is stored in a table form in a clutter map of a memory.
상기 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 표적탐지 방법은, 상기 빔 재 조향시 메모리로부터 블랭킹 정보를 리드하여, 거리구간 대비 블랭킹 구간의 비율을 파형전환 문턱값과 비교하는 단계; 및 상기 비교결과에 따라 탐지 파형을 전환하는 단계;를 더 포함한다.The target detection method of the radar system according to the embodiment of the present invention, the step of reading the blanking information from the memory when the beam re-steer, comparing the ratio of the blanking interval to the distance interval with the waveform switching threshold value; And switching the detection waveform according to the comparison result.
상기 탐지 파형을 전환하는 단계는 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수가 파형전환 문턱값보다 크거나 같으면 탐지파형을 기본 탐지파형에서 클러터 제거용 파형으로 전환하는 단계; 및 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수가 파형전환 문턱값보다 작으면 기본 탐지 파형을 유지하는 단계;를 포함한다.The switching of the detection waveform may include converting the detection waveform from the basic detection waveform to the clutter removal waveform if the number of blanking intervals to the number of distance sections is greater than or equal to the waveform switching threshold; And maintaining the basic detection waveform when the number of blanking intervals compared to the number of distance sections is smaller than the waveform switching threshold.
상기 클러터 제거용 파형은 펄스 트레인 (Pulse Train : PT) 파형이다.The clutter removal waveform is a pulse train (PT) waveform.
본 발명은 현재의 고해상도 3차원 레이더 개발 추세에서도 클러터 맵을 위해 많은 메모리 공간을 할당하지 않아도 되며, 레인지 블랭킹 방법을 사용해 클러터에 의한 오탐지 확률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 파형 전환 방법에 의해 표적과 클러터를 분리함으로써 표적 탐지 성능을 최대화 할 수 있는 효과가 있다. The present invention does not need to allocate a lot of memory space for the clutter map even in the current high-resolution three-dimensional radar development trend, it is possible to dramatically reduce the probability of false detection by clutter using the range blanking method, by the waveform switching method Separating the target and clutter has the effect of maximizing the target detection performance.
본 발명은 기존의 클러터 맵 기법 대비 클러터 맵 기법의 특성을 갖으면서도 적은 메모리 공간을 사용하고, 오탐지를 줄이며, 실시간으로 표적탐지를 수행할 수 있다는 장점을 가지고 있다.The present invention has the advantages of using the clutter map technique compared to the conventional clutter map technique, using less memory space, reducing false positives, and performing target detection in real time.
도 1은 복수의 거리샘플로 구성된 거리 구간의 일 예를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 레인지 블랭킹 기법의 개념도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 표적탐지 방법을 나타낸 순서도. 1 is a diagram illustrating an example of a distance section composed of a plurality of distance samples.
2 is a conceptual diagram of a range blanking technique applied to the present invention.
Figure 3 is a flow chart illustrating a target detection method of the radar system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 레이더 주변의 클러터는 강한 반사신호 크기로 인하여 오표적으로 탐지되는 현상이 발생한다. 상기와 같은 오표적 탐지를 줄이기 위해 본 발명은 기본 탐지 파형인 선형 주파수 변조(Linear Frequency Modulation : LFM) 파형의 수신신호 (Matched-Filtered Signal)에 레인지 블랭킹(Range Blanking)기법을 적용한다. In general, clutter around the radar is detected erroneously due to the strong reflected signal size. The present invention applies a range blanking technique to a matched-filtered signal of a linear frequency modulation (LFM) waveform, which is a basic detection waveform.
상기 LFM파형은 표적의 도플러(Doppler) 주파수(즉, 속도)를 추출해 낼 수는 없지만, 넓은 도플러 주파수 영역의 표적을 탐지할 수 있는 특성을 가지고 있어 레이더의 탐지모드 운용시 표적 탐지를 위해 널리 사용되는 탐지형 파형이다. 그런데, 상기 LFM파형은 넓은 도플러 주파수 영역의 표적을 탐지할 수 있고 탐지시간이 짧은 장점이 있지만 클러터 제거가 용이하지 않은 단점이 있다. The LFM waveform cannot extract the Doppler frequency (i.e. velocity) of the target, but it can detect targets in a wide Doppler frequency range and is widely used for target detection in radar detection mode. Detected waveform. However, the LFM waveform can detect a target in a wide Doppler frequency region and has a short detection time, but has a disadvantage in that clutter removal is not easy.
따라서, 본 발명은 선형 주파수 변조(LFM) 파형의 수신신호 즉, LFM파형의 빔이 표적에서 반사되어 수신되는 신호에 레인지 블랭킹 기법을 적용함으로써 LFM파형의 고유의 장점을 살리면서도 클러터 탐지수를 줄여 표적 탐지 정확성을 높일 수 있는 방안을 제공한다. Accordingly, the present invention applies a range blanking technique to a received signal of a linear frequency modulated (LFM) waveform, that is, an LFM waveform beam is reflected from a target, thereby improving clutter detection while maintaining the inherent advantages of the LFM waveform. It provides a way to increase target detection accuracy.
본 발명에서 레인지 블랭킹(Range Blanking)은 전체 탐지거리 및 공간(빔조향 각도)에서 클러터가 존재하는 거리 구간을 탐지하여 해당 구간의 수신신호는 사용하지 않는다는(버리겠다는) 의미이다. 그 결과 클러터가 거리 구간을 사용하지 않음으로써 클러터 탐지수를 줄여 오표적 수를 최소화할 수 있다. 특히 거리 구간별로 클러터를 감지하여 해당 정보를 저장함으로써 종래와 같이 매 거리 샘플 (Range Sample, Range Bin)마다 클러터 정보를 저장할 필요가 없기 때문에 많은 메모리가 필요하지 않고, 실시간성도 보장되는 성능을 얻을 수 있다.In the present invention, range blanking means that a distance section in which clutter exists in the entire detection distance and space (beam steering angle) is not used (rejected). As a result, the clutter does not use the distance section, thus reducing clutter detection and minimizing the number of false targets. In particular, by detecting clutter by distance section and storing the corresponding information, it is not necessary to store clutter information for each range sample (Range Sample, Range Bin) as in the past, so it does not require much memory and guarantees real-time performance. You can get it.
도 1은 복수의 거리샘플로 구성된 거리 구간의 일 예이다. 1 is an example of a distance section composed of a plurality of distance samples.
도 1에 도시된 바와같이, 전체 탐지구간(예:100km)중에서 각 거리구간은 K개의 거리 샘플이 모여 형성된다. 상기 거리구간은 본 발명에서 클러터의 존재 유무를 판단하는 단위 구간으로, 각 거리 구간에서 K개의 거리 샘플(수신신호)의 평균값이 블랭킹 문턱 값보다 크거나 같은 경우 해당 거리 구간의 탐지 정보는 버린다. As shown in FIG. 1, each distance section is formed by collecting K distance samples among all detection sections (eg, 100 km). The distance section is a unit section for determining the presence or absence of clutter in the present invention. If the average value of K distance samples (received signals) is greater than or equal to the blanking threshold in each distance section, detection information of the corresponding distance section is discarded. .
도 2는 본 발명에 적용되는 레인지 블랭킹 기법의 개념도이다. 2 is a conceptual diagram of a range blanking technique applied to the present invention.
레이더 통제기(미도시)는 아래 식(1)에 도시된 바와같이, 각 거리 구간 (1,..,N)마다 레이더 신호 처리기가 계산한 K개의 거리 샘플의 평균값을 블랭킹 문턱값과 비교하여, 각 거리 샘플의 평균값이 블랭킹 문턱 값보다 크거나 같은 경우 해당 거리 구간에 클러터가 존재하는 것으로 인식한다. The radar controller (not shown) compares the average value of the K distance samples calculated by the radar signal processor for each distance section (1,., N) with the blanking threshold, as shown in Equation (1) below. If the average value of each distance sample is greater than or equal to the blanking threshold, it is recognized that clutter exists in the corresponding distance section.
여기서, K는 거리구간의 샘플 수이고, 
상기 식(1)에서 블랭킹 문턱값은 사용자가 정하는 값이다. 상기 신호처리기는 다음 번 빔조향시 사용할 수 있도록 클러터가 존재하는 거리구간에 대한 정보(예:블랭킹 1,2,..., 블랭킹 M)(블랭킹 정보)를 메모리 즉, 테이블형식의 맵에 저장한다. In Equation (1), the blanking threshold is a value determined by the user. The signal processor stores information (eg, blanking 1, 2, ..., blanking M) (blanking information) on a distance section in which the clutter exists so that it can be used for the next beam steering to a memory, that is, a table map. Save it.
이와 같은 레인지 블랭킹기법을 사용하면 매 거리 샘플마다 클러터 정보를 맵에 저장할 필요가 없이 거리 구간마다 클러터 유무 정보만 맵에 저장하면 되기 때문에 많은 저장공간이 필요하지 않고, 오탐지 확률이 감소하며, 실시간성도 보장되는 성능을 얻을 수 있다는 장점이 있다. The range blanking technique does not need to store clutter information in the map for every distance sample, and only the clutter information is stored in the map for each distance section, which does not require much storage space and reduces the probability of false positives. The advantage is that real-time performance is also guaranteed.
그런데, 상기 레인지 블랭킹기법은 클러터가 발생된 거리구간의 수가 일정 범위를 초과할 경우에는 표적 탐지의 정확성이 떨어지며, 블랭킹 구간에 표적이 존재하는 경우에는 표적을 탐지할 수 없게 된다. However, in the range blanking technique, when the number of distance sections in which clutter is generated exceeds a predetermined range, the accuracy of the target detection decreases, and when the target exists in the blanking section, the target cannot be detected.
이와같은 경우 본 발명은 탐지파형을 전환하여 다음 번 빔조향시에는 클러터 제거한 유리한 파형인 펄스 트레인 (Pulse Train : PT) 파형을 사용한다. 즉, 아래 수식(1)과 같이 거리구간의 수 대비 블랭킹 구간의 수가 파형전환 문턱값보다 크거나 같으면, 표적 탐지수단은 다음번 빔 조향시 탐지파형을 기존의 선형 주파수 변조(LFM) 파형에서 펄스 트레인(PT) 파형으로 전환한다.In such a case, the present invention uses a pulse train (PT) waveform, which is an advantageous waveform that removes clutter in the next beam steering by switching the detection waveform. That is, as shown in Equation (1) below, if the number of blanking sections to the number of distance sections is greater than or equal to the waveform switching threshold value, the target detecting means detects a detection waveform at the next beam steering in a pulse train in a conventional linear frequency modulation (LFM) waveform. (PT) Switches to the waveform.
여기서, M은 블랭킹 구간 개수이고, N은 거리구간 개수이며, 
상기 식(2)에서 파형전환 문턱값은 사용자가 설정하는 값이다. In Equation (2), the waveform change threshold is a value set by the user.
상기와 같은 파형전환 방법을 사용할 경우, 해당 공간(빔조향 각도)과 시간(거리)에 대해 다음 번 빔 조향시 클러터 분리파형인 펄스 트레인(PT)파형을 사용하여 클러터에 의한 오탐지 없이 표적 탐지를 최대화 할 수 있다.When using the waveform conversion method as described above, a pulse train (PT) waveform, which is a clutter separation waveform at the next beam steering, for the space (beam steering angle) and time (distance) is used, without false detection by clutter. Maximize target detection.
상기 펄스 트레인(PT)파형은 목표물(표적)의 도플러 주파수를 구분해 내는 파형으로, 지상 레이더의 경우 클러터는 0 Hz의 도플러 주파수 근처에 위치하고 있기 때문에 표적과 클러터를 쉽게 구분할 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기본 탐지파형으로 LFM 파형 대신 PT 파형을 사용하지 않는 이유는 PT 파형을 기본 탐지파형으로 사용할 경우에는 전 공간 탐색 시 매우 긴 프레임 타임(Frame Time)이 필요하기 때문이다.The pulse train (PT) waveform is a waveform that distinguishes the Doppler frequency of the target (target). In the case of terrestrial radar, since the clutter is located near the Doppler frequency of 0 Hz, the target and the clutter can be easily distinguished. Despite these advantages, the reason why the PT waveform is not used as the basic detection waveform instead of the LFM waveform is that when the PT waveform is used as the basic detection waveform, a very long frame time is required for the full space search.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 표적탐지 방법을 나타낸 순서도이다. 3 is a flowchart showing a target detection method of the radar system according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와같이, 표적 탐지가 개시되면 레이더 통제기(제어수단)에 의해 표적에 대한 빔 방향 즉, 빔 조향각도 및 송신할 파형을 결정한다(S10,S11). 레이더 통제기는 메모리에 기저장된 블랭킹 정보를 리드하여, 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수(M/N)를 파형전환 문턱값(C2)과 비교하여 송신할 파형을 결정하는데, 탐지 초기에는 메모리에 저장된 블랭킹정보가 없기 때문에 LFM파형을 탐지파형으로 결정한다. As shown in FIG. 3, when the target detection is started, the beam direction, that is, the beam steering angle and the waveform to be transmitted, are determined by the radar controller (control means) (S10 and S11). Radar governor to determine the waveform to be transmitted as compared with the lead the previously stored blanking information in the memory, switching the number (M / N) of a blanking interval the number of contrast of the distance interval waveform threshold value (C 2), detected early memory Since there is no blanking information stored in, the LFM waveform is determined as the detection waveform.
상기 결정된 파형이 LFM파형이면(S12) 레이더 통제기의 제어에 따라 송신수단은 선형 주파수 변조(LFM) 파형을 표적으로 송신(조향)하고, 수신수단은 표적에서 반사되는 신호(탐지신호)를 수신한다(S13). 상기 탐지신호에는 표적신호, 클러터 및 노이즈등이 포함된다. If the determined waveform is an LFM waveform (S12), according to the control of the radar controller, the transmitting means transmits (steers) the linear frequency modulation (LFM) waveform to the target, and the receiving means receives a signal (detection signal) reflected from the target. (S13). The detection signal includes a target signal, clutter and noise.
상기 탐지신호가 입력되면 레이더 통제기의 표적 탐지수단은 각 거리 구간 (1,..,N)에서 K개의 거리 샘플에 대한 탐지신호의 평균값을 계산한 후(S14) 기 설정된 블랭킹 문턱값과 비교하여 거리구간별로 레인지 블랭킹 즉, 클러터의 존재 유무를 판단한다(S15). When the detection signal is input, the target detection means of the radar controller calculates an average value of the detection signals for the K distance samples in each distance section (1, .., N) (S14) and compares it with a preset blanking threshold. It is determined whether the range blanking, that is, the presence of the clutter for each distance section (S15).
일 예로, 전체 탐지거리가 100Km이고, 거리구간이 1km이고, 거리샘플이 100m라고 가정하면, 거리구간의 개수는 100개이고, 각 거리구간내에 10개의 거리 샘플이 존재한다. 따라서, 표적 탐지수단은 각 거리구간(1km)마다 10개의 탐지신호(수신신호)의 세기(디지털 값)를 평균하여 그 평균된 값이 기 설정된 블랭킹 문턱값과 비교하여, 상기 평균값보다 크면 해당 거리구간에 클러터가 존재한다고 판단한다. 특정 거리 구간에서 클러터가 존재하면 표적 탐지수단은 해당 거리구간을 레인지 블랭킹 처리한다.For example, assuming that the total detection distance is 100 km, the distance section is 1 km, and the distance sample is 100 m, the number of distance sections is 100, and there are 10 distance samples in each distance section. Therefore, the target detecting means averages the intensity (digital value) of 10 detection signals (received signals) for each distance section (1km), and compares the averaged value with a predetermined blanking threshold value. It is determined that clutter exists in the section. If a clutter exists in a certain distance section, the target detection means range blanking the corresponding distance section.
상기 표적 탐지수단은 클러터가 존재하는 거리구간내의 탐지신호를 제거한 후 나머지 거리구간에 대한 탐지신호를 이용하여 표적을 탐지한다(S16,S17). 또한, 표적 탐지수단은 각 거리구간별 클러터 유무 정보 즉, 레인지 블랭킹 정보를 메모리에 저장하여 갱신한다(S18). 이 경우 특정 조향각도에 대한 저장정보의 양을 비교하면, 본 발명은 메모리에 100개의 거리구간에 해당되는 정보(100개)만 저장하면 되기 때문에 종래 1000개의 거리샘플에 해당되는 정보(1000개)를 저장하는 경우 보다 저장 정보양을 1/10로 줄일 수 있다. 게다가 레이다는 360도에 대하여 표적을 탐지하기 때문에 만약 조향각도를 1°씩 변경하여 빔을 조사한다면 종래의 경우 총 저장정보는 1000×360도가 되지만 본 발명은 100×360도밖에 되지 않아 클러터 맵을 위해 많은 메모리 공간을 할당하지 않아도 된다. The target detection means detects a target using a detection signal for the remaining distance section after removing the detection signal in the distance section where clutter exists (S16, S17). In addition, the target detecting means stores and updates clutter information for each distance section, that is, range blanking information, in the memory (S18). In this case, when comparing the amount of stored information for a particular steering angle, the present invention only needs to store information corresponding to 100 distance sections (100) in the memory, so that information corresponding to 1000 conventional distance samples (1000) In case of storing, the amount of information stored can be reduced to 1/10. In addition, since the radar detects the target about 360 degrees, if the beam is irradiated with the steering angle changed by 1 °, the total stored information is 1000 × 360 degrees in the conventional case, but the present invention is only 100 × 360 degrees, thus providing a clutter map. You do not have to allocate a lot of memory space for this.
이후 레이더 통제기는 빔 조향각도를 변경하면서 LFM파형을 전송하여 전체 360°에 대하여 상기와 동일한 동작을 반복적으로 수행한다(S19). Thereafter, the radar controller transmits the LFM waveform while changing the beam steering angle to repeatedly perform the same operation for the entire 360 ° (S19).
다음 번 빔 조향시 레이더 통제기는 다시 표적에 대한 빔 방향 즉, 빔 조향각도 및 송신할 파형을 결정한다(S10,S11). 레이더 통제기는 메모리에 기저장된 블랭킹 정보를 리드하여, 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수(M/N)를 파형전환 문턱값(C2)과 비교하여 송신할 파형을 결정한다(S11). 비교결과 해당 빔 조향각도에서 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수(M/N)가 파형전환 문턱값(C2)보다 작으면 이전과 동일하게 LFM파형을 출력파형으로 결정하고, 크거나 같으면 PT파형을 탐지파형으로 결정한다. 이때 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수(M/N)가 파형전환 문턱값(C2)보다 크거나 같다는 의미는 클러터가 많아 LFM파형으로는 표적탐지가 어렵다는 것을 의미한다. At the next beam steering, the radar controller again determines the beam direction with respect to the target, that is, the beam steering angle and the waveform to be transmitted (S10 and S11). The radar controller reads the blanking information previously stored in the memory, and compares the number M / N of the blanking sections with the number of distance sections with the waveform change threshold value C 2 to determine a waveform to be transmitted (S11). As a result of comparison, if the number of blanking sections (M / N) compared to the number of distance sections at the beam steering angle is smaller than the waveform conversion threshold value (C 2 ), the LFM waveform is determined as the output waveform as before, The waveform is determined as the detection waveform. In this case, the number of blanking sections (M / N) is greater than or equal to the waveform switching threshold value (C 2 ) compared to the number of distance sections, which means that the target detection is difficult by the LFM waveform due to the large amount of clutter.
따라서, 레이더 통제기는 거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수(M/N)가 파형전환 문턱값(C2)보다 크거나 같을 경우에는 클러터 제거가 유리한 PT파형을 탐지파형으로 결정한다. Therefore, the radar controller determines that the PT waveform which is advantageous for removing clutter is a detection waveform when the number M / N of blanking sections to the number of distance sections is greater than or equal to the waveform change threshold value C 2 .
상기 결정된 파형이 PT파형이면(S12) 레이더 통제기의 제어에 따라 송신수단은 PT파형을 표적으로 송신(조향)하고, 수신수단은 표적에서 반사되는 신호(탐지신호)를 수신한다(S20). 상기 표적에서 반사된 PT신호에는 도플러 주파수가 포함되어 있기 때문에 표적 탐지수단은 PT 신호에서 도플러 주파수를 검출한 후 도플러 주파수가 0Hz 근처에 위치하는 클러터를 제거함으로써 표적과 클러터를 분리시켜 원하는 표적을 탐지한다(S21,S22). If the determined waveform is a PT waveform (S12) under the control of the radar controller, the transmitting means transmits (steers) the PT waveform to the target, and the receiving means receives a signal (detection signal) reflected from the target (S20). Since the Doppler frequency is included in the PT signal reflected from the target, the target detecting means detects the Doppler frequency from the PT signal and then removes the clutter having the Doppler frequency near 0 Hz to separate the target from the clutter and thereby removes the desired target. It is detected (S21, S22).
따라서, 레이더 통제기는 빔 조향각도를 변경한 후 메모리에 저장된 블랭킹 정보를 참조하여 LFM파형 또는 PT파형을 결정한 후 해당 파형을 송수신함으로써 전체 360°에 대하여 상기와 동일한 동작을 반복적으로 수행한다(S19). Accordingly, the radar controller determines the LFM waveform or the PT waveform by referring to the blanking information stored in the memory after changing the beam steering angle, and then repeatedly transmits and receives the corresponding waveform (S19). .
상술한 바와같이 본 발명은 표적 탐지시 레인지 블랭킹 방법을 사용함으로써 현재 고해상도 3차원 레이더 개발 추세에서도 클러터 맵을 위해 많은 메모리 공간을 할당하지 않아도 됨은 물론 클러터에 의한 오탐지 확률을 획기적으로 줄일 수 있으며, 파형 전환 방법에 의해 표적과 클러터를 분리하여 표적 탐지 성능을 최대화 할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 본 발명은 기존의 클러터 맵 기법 대비 클러터 맵 기법의 특성을 갖으면서도 적은 메모리 공간을 사용하고, 오탐지를 줄이며, 실시간으로 표적탐지를 수행할 수 있게 된다. As described above, the present invention uses a range blanking method to detect a target, and does not require allocating a large amount of memory space for a clutter map even in the current high-resolution three-dimensional radar development trend, and greatly reduces the probability of false detection by clutter. In addition, there is an advantage that can maximize the target detection performance by separating the target and clutter by the waveform switching method. Therefore, the present invention can use a small amount of memory space, reduce false detection, and perform target detection in real time while having the characteristics of the clutter map technique compared to the conventional clutter map technique.
상기와 같이 설명된 레이더 시스템 및 그의 표적탐지 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. The radar system and the target detection method described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but the embodiments are all or part of each of the embodiments so that various modifications can be made. It may be configured in combination.
Claims (7)
빔이 조향되는 전체 탐지거리를 복수의 거리구간으로 분리하고, 표적에서 반사되는 탐지신호에 대하여 각 거리구간별로 클러터의 존재 유무를 검사하는 단계;
상기 클러터가 존재하는 거리구간을 블랭킹 구간으로 설정하는 단계;
상기 블랭킹 구간이외의 거리구간의 탐지신호로 표적을 탐지하는 단계; 및
상기 거리구간별 블랭킹 정보를 메모리에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. Transmitting a basic detection waveform as a target during beam steering;
Dividing the entire detection distance to which the beam is steered into a plurality of distance sections, and checking the presence of clutter for each distance section with respect to the detection signal reflected from the target;
Setting a distance section in which the clutter exists as a blanking section;
Detecting a target by a detection signal of a distance section other than the blanking section; And
And storing the blanking information for each distance section in a memory.
LFM(Linear Frequency Modulation) 파형인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. The method of claim 1, wherein the basic detection waveform
Target detection method of the radar system, characterized in that the LFM (Linear Frequency Modulation) waveform.
거리구간마다 각 거리구간을 구성하는 복수의 거리 샘플에 대하여 탐지신호의 평균값을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 탐지신호의 평균값을 기 설정된 블랭킹 문턱값과 비교하여, 해당 평균값이 블랭킹 문턱값보다 크면 각 거리구간에 클러터가 존재하는 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. According to claim 1, wherein the step of checking the presence of the clutter
Calculating an average value of the detection signals for a plurality of distance samples constituting each distance section for each distance section; And
Comparing the average value of the calculated detection signal with a predetermined blanking threshold value and determining that a clutter exists in each distance section when the corresponding average value is greater than the blanking threshold value. Detection method.
메모리의 클러터 맵에 테이블형태로 저장되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. The method of claim 1, wherein the blanking information is
Target detection method of the radar system, characterized in that the table is stored in the clutter map of the memory.
상기 비교결과에 따라 탐지 파형을 전환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. The method of claim 1, further comprising: reading blanking information from the memory when the beam is steered and comparing the ratio of the blanking period to the distance section with a waveform change threshold value; And
And switching the detection waveform according to the comparison result.
거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수가 파형전환 문턱값보다 크거나 같으면 탐지파형을 기본 탐지파형에서 클러터 제거용 파형으로 전환하는 단계; 및
거리구간의 개수 대비 블랭킹 구간의 개수가 파형전환 문턱값보다 작으면 기본 탐지 파형을 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법. The method of claim 5, wherein the converting of the detection waveform comprises:
Converting the detection waveform from the basic detection waveform to the clutter removal waveform if the number of blanking sections is greater than or equal to the waveform switching threshold value compared to the number of distance sections; And
And maintaining a basic detection waveform if the number of blanking intervals compared to the number of distance sections is smaller than the waveform switching threshold.
펄스 트레인 (Pulse Train : PT) 파형인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 표적탐지 방법.The method of claim 6, wherein the clutter removal waveform
Target train detection method of the radar system, characterized in that the pulse train (PT) waveform.
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