KR101509121B1 - Method and Apparatus for controlling Side Lobe Canceller and Adaptive Beam Forming intelligently - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이더 시스템 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 레이더 시스템에서 부엽제거 또는 적응 빔형성 기술을 지능적으로 제어하는 방법 및 장치에 대한 것이다.The present invention relates to radar system technology, and more particularly to a method and apparatus for intelligently controlling a side lobe removal or adaptive beam forming technique in a radar system.
전쟁시 레이더는 다양한 재밍(Jamming) 환경에서 표적을 탐지 및/또는 추적을 해야 한다. 특히 원거리 전파 방해기(Stand-Off Jammer, SOJ)와 자체 보호 전파 방해기(Self Screen Jammer, SSJ)의 강한 잡음 재밍(Noise Jamming)은 레이더 운용에 치명적인 영향을 주기 때문에 레이더는 이에 대한 대응책을 마련해야 한다.During war, radars must detect and / or track targets in various jamming environments. In particular, strong noise jamming of stand-off jammer (SOJ) and self-screen jammer (SSJ) has a serious effect on radar operation, so radar must take measures against it do.
보통 이런 잡음 재밍에 대응하기 위해 레이더는 부엽제거(Side Lobe Canceller, SLC) 또는 적응빔 형성(Adaptive Beam Forming, ABF) 기술을 적용한다.Usually, to cope with such noise jamming, the radar uses a side lobe canceller (SLC) or adaptive beam forming (ABF) technique.
이 기술은 잡음 재밍 신호를 제거함으로써 표적 신호를 탐지 및/또는 추적하는 기술이다. 그러나 다양한 재밍환경에서 이 기술을 지능적으로 적절히 사용하는 것이 중요하다. This technique is a technique for detecting and / or tracking a target signal by removing a noise jamming signal. However, it is important to use this technology intelligently and appropriately in a variety of jamming environments.
다양한 재머가 여러 개 존재하는 상황에서 재머는 재밍 효과를 크게 하기위해 재밍을 할 때도 있고 재밍을 안 할 때도 있다. 그리고 이런 재밍이 현재 표적을 탐지 및 추적하는 데 영향을 줄 수도 있고 영향을 안 줄 수도 있다. 그리고 재머에 대응하도록 재머의 위치를 정확히 알기위해 재머 또한 탐지 및/또는 추적을 해야 한다. When there are various jammers, jammers sometimes jam to increase the jamming effect and sometimes do not. And this jamming may or may not affect the detection and tracking of current targets. Also, jammers must also be detected and / or tracked to know the location of the jammers in order to respond to the jammers.
이때 부엽제거 및 적응빔 형성 기술을 적용하면 재머를 탐지 및 추적할 수 없다는 문제점이 있다. 그렇기 때문에 재밍을 제거하는 기술을 모든 상황에 다 적용할 수는 없다. 따라서, 부엽제거 또는 적응빔형성 기술의 지능적인 제어가 요구되고 있다.At this time, there is a problem in that jammer can not be detected and tracked by applying the side lobe removal and adaptive beam forming technology. Therefore, the technique of removing jamming can not be applied to all situations. Thus, intelligent control of sidelobe removal or adaptive beam forming techniques is required.
또한, 재머의 영향이 없을 때 부엽제거 및 적응빔 형성을 적용하면 안테나 패턴에 영향을 줄 수 있다. 이를 보여주는 도면이 도 1에 도시된다. 도 1의 빨간색은 재머가 없는 상황에서 부엽제거 및 적응빔 형성을 적용하지 않았을 때의 안테나 패턴이고, 나머지색은 재머가 없는 상황에서 부엽제거 및 적응빔 형성을 적용했을 때의 안테나 패턴이다. In addition, when there is no influence of jammers, applying side lobes and adaptive beam forming can affect the antenna pattern. A diagram showing this is shown in Fig. The red in FIG. 1 is the antenna pattern when the side lobes are removed and the adaptive beam forming is not applied in the absence of jammers, and the remaining colors are the antenna patterns when the side lobes are removed and the adaptive beam forming is applied in the absence of jammers.
도 1에 도시된 바와 같이, 부엽제거 및 적응빔 형성을 적용하면 안테나 패턴의 부엽이 상황에 따라서 변하고 레벨이 올라가는 것을 알 수 있다. As shown in FIG. 1, when the side lobes are removed and adaptive beam forming is applied, the side lobe of the antenna pattern changes according to the situation and the level rises.
그런데, 이러한 안테나 패턴의 부엽 레벨이 올라가면 산악지형이 많은 우리나라의 클러터(Clutter) 환경에 취약해 지기 때문에 레이더 탐지 성능이 떨어진다. 따라서, 재머의 영향이 있을 때만 부엽제거 및 적응빔형성 기술을 적용하는 것이 요구되고 있다.However, when the level of the side lobe of the antenna pattern is increased, the radar detection performance is deteriorated because it is vulnerable to the clutter environment of the mountainous terrain of Korea. Therefore, it is required to apply the side lobe removal and adaptive beam forming technology only when there is jammer influence.
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 산악지형 환경에서 레이더 탐지 성능을 유지하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a method and apparatus for intelligently controlling the removal of side lobes and the adaptive beam forming of a radar system that maintains radar detection performance in a mountainous terrain environment. have.
또한, 본 발명은 재머의 영향이 있을 때만 부엽제거 및 적응빔 형성 기술을 선택적으로 적용하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for intelligently controlling a side-lobe removal and an adaptive beamforming of a radar system selectively applying a side lobe removal and adaptive beam forming technique only when there is an influence of jammers.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해 산악지형 환경에서 레이더 탐지 성능을 유지하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for intelligently controlling a sidelobe removal and adaptive beamforming of a radar system that maintains radar detection performance in a mountainous terrain environment in order to accomplish the above problems.
상기 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법은,A method for intelligently controlling a side lobe removal and adaptive beamforming of the radar system,
방사할 현재 빔이 능동잡음재머(ANJ: Active Noise Jammer) 추적빔인지를 확인하는 단계;Confirming whether the current beam to be emitted is an active noise jammer (ANJ) tracking beam;
확인결과, 능동잡음재머 추적빔이 아니면 제 1 능동잡음재머들의 집합의 위치를 계산하는 단계;Calculating a position of the first set of active noise jammers if the result is not an active noise jammer tracking beam;
상기 제 1 능동잡음재머들의 집합 중 안테나 부엽에 존재하는 능동잡음재머들을 선택하여 제 2 능동잡음재머들의 집합에 저장하는 단계;Selecting one of the first set of active noise jammers and storing the active noise jammers in the second set of active noise jammers;
상기 제 2 능동잡음재머들의 집합의 재머대잡음비를 계산하는 단계;Calculating a jammer-to-noise ratio of the set of second active noise jammers;
상기 제 2 능동잡음재머들의 집합중 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하는 지를 확인하는 단계;Determining whether there is an active noise jammer in the set of the second active noise jammers exceeding a predetermined threshold value of the jammer-to-noise ratio;
확인결과, 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하면 부엽 제거 기능 및 빔 형성 기능을 온(ON)하는 단계; 및 A step of turning on the side lobe removing function and the beam forming function when there is an active noise jammer having a jammer-to-noise ratio exceeding a preset threshold value; And
확인결과, 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하지 않으면 부엽 제거 기능 및 빔 형성 기능을 오프(OFF)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.And turning off the side lobe removing function and the beam forming function when there is no active noise jammer exceeding a predetermined threshold value of the jammer-to-noise ratio.
이때, 상기 제 1 능동잡음재머들의 집합은 통제부에서 관리하는 능동잡음재머들의 집합인 것을 특징으로 할 수 있다.In this case, the first set of active noise jammers may be a set of active noise jammers managed by the control unit.
또한, 상기 제 2 능동잡음재머들의 집합은 안테나 부엽에 존재하는 능동잡음재머들의 집합인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the second set of active noise jammers may be a set of active noise jammers existing in the antenna side lobe.
또한, 상기 제 1 능동잡음재머들의 집합의 위치에 대한 계산은 현재 빔을 방사하는 시점에서의 위치인 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the calculation of the position of the first set of active noise jammers may be a position at the time of emitting the current beam.
또한, 상기 재머대잡음비에 대한 계산은 안테나 부엽 레벨을 고려하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the calculation of the jammer-to-noise ratio may be performed in consideration of the antenna side level.
또한, 상기 위치는 수학식 Pprediction = Pbefore + V ㆍ dT(여기서, Pprediction은 현재 빔을 방사하는 시점에서의 제 1 능동잡음재머들의 집합 {ANJ}의 위치 벡터이고, Pbefore는 이전 추적빔으로 측정한 {ANJ}의 위치 벡터이고, V는 {ANJ}의 속도 벡터이고, dT는 현재 빔을 방사하는 시간과 이전 추적빔으로 {ANJ}를 측정한 시간의 차이이다)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the location equation P prediction = P before + V and dT (where, P prediction is in the set {ANJ} of the first active noise jammers in time for emitting the current beam position vector and, P before the previous track Is the position vector of {ANJ} measured by the beam, V is the velocity vector of {ANJ}, dT is the difference between the time of emitting the current beam and the time of measuring {ANJ} with the previous tracking beam .
또한, 안테나 부엽의 존재 유무는 수학식 (|U - UANJ| > C1 ㆍ BWU) ∪ (|V - VANJ| > C2 ㆍ BWV)(여기서, U, V는 안테나 좌표계에서의 현재 빔의 각도이고, UANJ, VANJ는 안테나 좌표계에서의 능동 잡음 재머의 각도이다. BWU, BWV는 안테나 좌표계에서의 U, V의 빔 폭이다. C1과 C2는 스케일 값이다)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the presence or absence of an antenna lobe is Equation (| U - U ANJ |> C 1 and BW U) ∪ (| V - V ANJ |>
또한, 상기 재머대잡음비는 수학식 JNR[dB] = PJammer + SideLobeLevel - PNoise(여기서, PJammer는 {ANJ}e의 파워이고, SideLobeLevel은 현재 수신빔 패턴에서 제 2 능동잡음재머들의 집합 {ANJ}e 위치의 부엽레벨이며, PNoise는 파형별로 미리 측정한 잡음 레벨이다)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 할 수 있다.The jammer-to-noise ratio can be expressed by the following equation: JNR [dB] = P Jammer + SideLobeLevel - P Noise where P Jammer is the power of {ANJ} e , SideLobeLevel is the set of second active noise jammers ANJ} e , and P Noise is a noise level measured in advance for each waveform).
또한, 상기 PJammer는 {ANJ}e를 추적할 때 신호 처리부에서 거리-속도 추적 게이트 내의 측정 값들의 각 진폭(Amplitude)을 평균하여 제곱을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The P Jammer calculates the square by averaging the amplitudes of the measured values in the distance-velocity tracking gate in the signal processing unit when tracking {ANJ} e .
또한, 상기 안테나 좌표계의 현재 빔의 방사의 수신빔 패턴에서 {ANJ}e의 위치를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.And calculating the position of {ANJ} e in the reception beam pattern of the radiation of the current beam of the antenna coordinate system.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, 방사할 현재 빔이 능동잡음재머(ANJ: Active Noise Jammer) 추적빔인지를 확인하고, 확인 결과에 따라 제 1 능동잡음재머들의 집합의 위치를 계산하며, 상기 제 1 능동잡음재머들의 집합 중 안테나 부엽에 존재하는 능동잡음재머들을 선택하여 제 2 능동잡음재머들의 집합에 저장하고, 상기 제 2 능동잡음재머들의 집합의 재머대잡음비를 계산하고, 상기 제 2 능동잡음재머들의 집합중 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하는 지를 확인하여 부엽 제거 기능 및 빔 형성 기능을 제어하는 통제부; 및 상기 통제부의 제어에 따라 상기 부엽 제거 기능 및 빔 형성 기능을 온(ON) 또는 오프(OFF)하는 신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 장치를 제공한다.On the other hand, another embodiment of the present invention confirms that the current beam to be emitted is an active noise jammer (ANJ) tracking beam and calculates the position of the first set of active noise jammers Selecting a plurality of active noise jammers existing in an antenna sub-tile among the first set of active noise jammers and storing the selected ones in a second set of active noise jammers, calculating a jammer-to-noise ratio of the set of second active noise jammers, A controller for controlling the side lobes removing function and the beam forming function by checking whether there is an active noise jammer exceeding a predetermined threshold value of the jammer-to-noise ratio among the set of the second active noise jamers; And a signal processing unit for turning on or off the sidelobe removing function and the beam forming function under the control of the control unit. The intelligent control of the sidelobe removal and the adaptive beam forming in the radar system Device.
본 발명에 따르면, 원거리 전파 방해기가 능동 잡음 재머로 인식되어 각도 추적이 잘 이루어지며, 그 주변 일반 표적이 재머에 영향을 받지 않고 추적이 가능하다.According to the present invention, a far-field jammer is recognized as an active noise jammer so that angle tracking is performed well, and the surrounding general target can be tracked without being affected by jammers.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 원거리 전파 방해기와 일반 표적이 동시에 탐지 및 추적이 잘 이루어지므로 부엽제거 및 적응빔 형성의 제어가 지능적으로 동작하다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that the control of the side lobes removal and the adaptive beam formation operate intelligently because the remote obstruction device and the general target can be detected and tracked at the same time.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 원거리 전파 방해기의 재머대잡음비가 일반 표적의 신호 대 잡음비보다 더 큰 상황에서도 일반 표적의 탐지 및 추적이 잘 이루어진다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that even when the jammer-to-noise ratio of a far-field jammer is larger than the signal-to-noise ratio of a general target, detection and tracking of a general target can be performed well.
도 1은 일반적으로 재머가 없는 상황에서 부엽제거 및 적응빔 형성이 안테나 패턴에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통제부(210)와 신호 처리부(220)로 이루어지는 제어 장치(200)의 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 신호 처리부(220)의 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 통제부(210)의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 및 적응빔 형성 제어의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 SideLobeLevel를 구하는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(자체 방어 전파 방해기의 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(원거리 전파 방해기 환경에서의 표적 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(다수의 원거리 전파 방해기 환경에서의 표적 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the influence of side lobes removal and adaptive beamforming on an antenna pattern in the absence of a jammer in general.
2 is a conceptual diagram of a
FIG. 3 is a configuration diagram of the
4 is a configuration diagram of the
FIG. 5 is a flowchart of a side lobe removal and adaptive beamforming control according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram for obtaining a SideLobeLevel according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing test results (detection and tracking of self-defense jammer) in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing test results (target detection and tracking in a far-reach jammer environment) in accordance with an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a graph showing the test results (target detection and tracking in a number of far-air jammer environments) in accordance with an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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.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. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, 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.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법 및 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 통제부(210)와 신호 처리부(220)로 이루어지는 제어 장치(200)의 개념도이다. 도 2를 참조하면, 통제부(210)에서 다양한 잡음 재밍환경에서 지능적인 판단에 따른 명령을 신호 처리부(220)에 전달하고 신호 처리부(220)는 이 명령에 따라 부엽제거 및 적응빔 형성을 수행을 한다.2 is a conceptual diagram of a
통제부(210)는 다양한 잡음 재밍 환경에 대응하기 위해 원거리 전파 방해기 또는 자체 보호 전파 방해기를 능동 잡음 재머(ANJ: Active Noise Jammer)로 탐지 및 추적하여 관리한다. The
도 3은 도 2에 도시된 신호 처리부(220)의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 신호 처리부(220)는 부엽제거를 수행하는 부엽 제거 기능부(310) 및 적응빔 형성을 수행하는 적응빔 형성 기능부(320)등으로 구성된다.FIG. 3 is a configuration diagram of the
도 4는 도 2에 도시된 통제부(210)의 구성도이다. 도 4를 참조하면, 통제부(210)는 레이더(미도시)의 다양한 빔을 요청하는 빔 요청부(410) 및 신호 처리부(도 2의 220)로부터 받은 신호 처리된 데이터를 처리하는 데이터 처리부(420) 등으로 구성된다. 특히, 데이터 처리부(420)는 탐지 및/또는 추적하는 표적과 재머의 데이터를 관리한다. 4 is a configuration diagram of the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 및 적응빔 형성 제어의 순서도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 시스템(미도시)의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법은 탐지 빔 및 추적 빔 등의 모든 빔을 방사하기 전에 적용되는 기술이다.FIG. 5 is a flowchart of a side lobe removal and adaptive beamforming control according to an embodiment of the present invention. A method for intelligently controlling the side lobes removal and adaptive beamforming of a radar system (not shown) according to an embodiment of the present invention is a technique applied before emitting all beams, such as a detection beam and a tracking beam.
도 5를 계속하여 참조하면, 우선, 현재 빔을 방사할 때 현재 빔이 능동 잡음 재머를 추적하는 능동잡음재머(ANJ: Active Noise Jammer) 추적빔인지 확인한다(단계 S510).Referring to FIG. 5, first, when the current beam is emitted, it is confirmed whether the current beam is an active noise jammer (ANJ) tracking beam that tracks the active noise jammer (step S510).
단계 S510에서, 확인 결과, 능동 잡음 재머를 추적하는 능동잡음재머 추적빔이면 부엽제거 및 적응빔형성 기능을 사용하지 않고, 즉 오프(OFF)한다(단계 S511).In step S510, if the active noise jammer tracking beam traces the active noise jammer, the side lobe removal and adaptive beam forming functions are not used (OFF) (step S511).
이와 달리, 단계 S510에서, 확인결과, 능동 잡음 재머를 추적하는 능동잡음재머 추적빔이 아니면 현재 빔을 방사하는 시점에서의 {ANJ}의 위치를 계산한다. 여기서 {ANJ}는 통제부(도 2의 210)에서 관리하는 능동 잡음 재머들의 집합이다. 위치는 다음식을 사용하여 구할 수 있다.Otherwise, in step S510, if the active noise jammer tracking beam is not the active noise jammer tracking result, the position of {ANJ} at the time of emitting the current beam is calculated. Here, {ANJ} is a set of active noise jammers managed by the control unit (210 in FIG. 2). The location can be obtained using the following formula.
여기서, Pprediction은 현재 빔을 방사하는 시점에서의 {ANJ}의 위치 벡터이고, Pbefore는 이전 추적빔으로 측정한 {ANJ}의 위치 벡터이다. V는 {ANJ}의 속도 벡터이고, dT는 현재 빔을 방사하는 시간과 이전 추적빔으로 {ANJ}를 측정한 시간의 차이이다.Here, P prediction is a position vector of {ANJ} at the time of emitting the current beam, and P before is a position vector of {ANJ} measured by the previous tracking beam. V is the velocity vector of {ANJ}, dT is the difference between the time of emitting the current beam and the time of measuring {ANJ} with the previous tracking beam.
{ANJ}의 위치 계산이 완료되면, {ANJ} 중 안테나 부엽에 존재하는 능동 잡음 재머를 선택하여 {ANJ}e에 저장한다(단계 S530). 여기서, {ANJ}e는 통제부에서 관리하는 능동 잡음 재머들의 집합 중 안테나 부엽에 존재하는 능동 잡음 재머들의 집합을 나타낸다. When the position calculation of {ANJ} is completed, the active noise jammer existing in the antenna side leaf of {ANJ} is selected and stored in {ANJ} e (step S530). Here, {ANJ} e represents a set of active noise jammers existing in the antenna side of the set of active noise jammers managed by the control unit.
안테나 부엽의 존재 유무는 다음식을 사용하여 산출될 수 있다. 즉, 다음식을 만족하면 안테나 부엽에 존재한다고 판단한다.The presence or absence of the antenna side lobe can be calculated using the following equation. That is, if the above condition is satisfied, it is determined that the antenna exists in the antenna side lobe.
여기서, U, V는 안테나 좌표계에서의 현재 빔의 각도이고, UANJ, VANJ는 안테나 좌표계에서의 능동 잡음 재머의 각도이다. BWU, BWV는 안테나 좌표계에서의 U, V의 빔 폭이다. C1과 C2는 스케일 값이다.Where U and V are the angles of the current beam in the antenna coordinate system and U ANJ and V ANJ are the angles of the active noise jammer in the antenna coordinate system. BW U and BW V are the beam widths of U and V in the antenna coordinate system. C 1 and C 2 are scale values.
안테나 부엽 레벨을 고려하여 현재 빔 위치에서의 {ANJ}e의 재머대잡음비(Jammer to Noise Ratio, JNR)를 계산한다(단계 S540). 계산은 다음식 을 이용하여 이루어질 수 있다.The Jammer to Noise Ratio (JNR) of {ANJ} e at the current beam position is calculated in consideration of the antenna side level (step S540). The calculation can be made using the following equation.
여기서, PJammer는 {ANJ}e의 파워이고, SideLobeLevel은 현재 수신빔 패턴에서 {ANJ}e 위치의 부엽레벨이며, PNoise는 파형별로 미리 측정한 잡음 레벨이다. 이러한 잡음 레벨의 단위는 dB이다.Where P Jammer is the power of {ANJ} e , SideLobeLevel is the side lobe level at the {ANJ} e position in the current receive beam pattern, and P Noise is the noise level previously measured for each waveform. The unit of this noise level is dB.
또한, PJammer는 {ANJ}e를 추적할 때 신호 처리부(도 2의 220)에서 거리-속도 추적 게이트 내의 측정 값들의 각 진폭(Amplitude)을 평균의 제곱을 해서 구할 수 있다. 그리고 SideLobeLevel은 도 6을 보면 쉽게 이해할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 SideLobeLevel를 구하는 개념도이다. 도 6에 대하여는 후술하기로 한다.In addition, P Jammer can obtain the amplitudes of the measured values in the distance-velocity tracking gate in the signal processing unit (220 in FIG. 2) by squaring the average when tracking {ANJ} e . And SideLobeLevel can be easily understood from FIG. 6 is a conceptual diagram for obtaining a SideLobeLevel according to an embodiment of the present invention. 6 will be described later.
도 5를 참조하여 계속설명하면, 안테나 좌표계의 현재 빔 방사의 수신빔 패턴에서 {ANJ}e의 위치를 알면 쉽게 구할 수 있다.Continuing with reference to FIG. 5, it can be easily found by knowing the position of {ANJ} e in the reception beam pattern of the current beam radiation in the antenna coordinate system.
재머대잡음비가 산출됨에 따라 {ANJ}e 중 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동 잡음 재머가 존재하면 부엽제거(SLC) 기능 및 적응빔 형성 (ABF) 기능의 사용(ON)을 명령하고, 그렇지 않으면 부엽제거 및 적응빔형성 기능을 사용하지 않는(OFF) 명령을 한다(단계 S550,S560,S511). 재머대잡음비(JNR)가 임계치를 넘는지 안 넘는지는 다음 수학식으로 판단할 수 있다.As the jammer-to-noise ratio is calculated, if there is an active noise jammer exceeding the threshold value of the jammer-to-noise ratio of {ANJ} e among the {ANJ} e, the use of the side lobe removal (SLC) function and the adaptive beamforming (OFF) command is not used (steps S550, S560, S511). Whether the jammer-to-noise ratio (JNR) exceeds or exceeds the threshold value can be determined by the following equation.
여기서, JNR은 {ANJ}e의 재머대잡음비이고, C3은 임계치이다.Where JNR is the jammer-to-noise ratio of {ANJ} e , and C 3 is the threshold.
부연하면, 단계 S550에서 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동 잡음 재머가 존재하면 부엽제거(SLC) 기능 및 적응빔 형성(ABF) 기능을 온한다(단계 S560).If there is an active noise jammer exceeding the predetermined threshold value in step S550, the SBC function and the adaptive beamforming function (ABF) are turned on (step S560).
이와 달리, 단계 S550에서 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동 잡음 재머가 존재하면 부엽제거(SLC) 기능 및 적응빔 형성(ABF) 기능을 오프한다(단계 S511).Otherwise, if there is an active noise jammer in which the jammer-to-noise ratio exceeds a predetermined threshold value, the Sidelobe Removal (SLC) function and the Adaptive Beamforming (ABF) function are turned off in step S511.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 SideLobeLevel를 구하는 개념도이다. 도 6을 참조하면, SideLobeLevel은 재머의 위치(610)로부터 현재 빔의 방사 위치(620)까지의 거리차가 된다.6 is a conceptual diagram for obtaining a SideLobeLevel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, SideLobeLevel is a distance difference from the jammer's
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(자체 방어 전파 방해기의 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다. 특히, 도 7은 자체 보호 전파 방해기의 탐지 및 추적 시험 결과이다. 도 7을 참조하면, 위쪽 부분은 방위각-거리(Az-R)를 나타내는 도면으로서, 자체 보호 전파 방해기(SSJ: Self Screen Jammer)가 능동 잡음 재머로 인식되어 각도 추적이 잘 되는 것을 볼 수 있다. 도 7에서 빨간색 *표시가 능동 잡음 재머(ANJ)라는 것을 의미한다. 7 is a graph showing test results (detection and tracking of self-defense jammer) in accordance with an embodiment of the present invention. Particularly, Fig. 7 shows the result of detection and tracking test of self-protection radio wave interrupter. Referring to FIG. 7, the upper part shows azimuth-distance (Az-R), and a self-screen jammer (SSJ) is recognized as an active noise jammer, . In FIG. 7, the red * indicates that it is an active noise jammer (ANJ).
또한, 도 7의 아래쪽 부분의 경우, 자체 보호 전파 방해기(SSJ: Self Screen Jammer)의 시간-신호대잡음비(Time-SNR), 시간-거리오차(Time-Range Error), 시간-방위각오차(Time-Azimuth Error), 시간-고각오차(Time-Elevation Error)를 차례로 보여준다.In the lower part of FIG. 7, the time-SNR, time-range error, and time-azimuth error time of the self-shielding jammer (SSJ) -Azimuth Error, and Time-Elevation Error.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(원거리 전파 방해기 환경에서의 표적 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다. 특히, 도 8은 원거리 전파 방해기 환경에서의 표적을 탐지 및 추적하는 시험 결과이다. 도 8의 위쪽 부분은 방위각-거리(Az-R)를 나타내고, 원거리 전파 방해기(SOJ: Stand-Off Jammer)가 능동 잡음 재머로 인식되어 각도 추적이 잘 되고 있으며, 그 주변 일반 표적이 재머에 영향을 받지 않고 잘 추적되는 것을 볼 수 있다. Figure 8 is a graph showing test results (target detection and tracking in a far-reach jammer environment) in accordance with an embodiment of the present invention. In particular, Figure 8 is a test result for detecting and tracking a target in a far-field jammer environment. The upper part of FIG. 8 represents azimuth-distance (Az-R), and a stand-off jammer (SOJ) is recognized as an active noise jammer so that angle tracking is performed well. You can see that it is tracked well without being affected.
원거리 전파 방해기(SOJ)와 일반 표적이 동시에 탐지 및 추적이 잘 된다는 것은 부엽제거 및 적응빔 형성의 제어가 지능적으로 잘 동작하는 것을 의미한다.The simultaneous detection and tracking of the SOJ and the general target means that the control of the side lobes and the adaptive beam formation operate intelligently.
또한, 도 8의 아래쪽 부분은 원거리 전파 방해기(SOJ)와 일반 표적의 시간-신호대잡음비(Time-SNR), 시간-거리오차(Time-Range Error), 시간-방위각오차(Time-Azimuth Error), 시간-고각오차(Time-Elevation Error)를 차례로 보여준다.8 shows the time-SNR, the time-range error, and the time-azimuth error of the general radio target SOJ and the general target, respectively. , And time-elevation error.
빨간색 *표시가 능동 잡음 재머로 인식된 원거리 전파 방해기이다. 원거리 전파 방해기의 재머대잡음비가 일반 표적의 신호 대 잡음비보다 더 큰 상황에서도 일반 표적의 탐지 및 추적이 잘 되는 것을 볼 수 있다.The red * mark is a disturbance interrupter recognized as an active noise jammer. The detection and tracking of the general target can be seen even when the jammer-to-noise ratio of the far-field jammer is larger than the signal-to-noise ratio of the normal target.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시험 결과(다수의 원거리 전파 방해기 환경에서의 표적 탐지 및 추적)를 보여주는 그래프이다. Figure 9 is a graph showing the test results (target detection and tracking in a number of far-air jammer environments) in accordance with an embodiment of the present invention.
200: 제어 장치
210: 통제부
220: 신호 처리부
310: 부엽 제거 기능부
320: 적용빔 형성 기능부
410: 빔 요청부
420: 데이터 처리부200: Control device
210:
220: Signal processor
310: side lobe removal function part
320: Application Beam Forming Function
410: beam request unit
420:
Claims (9)
확인결과, 능동잡음재머 추적빔이면 제 1 능동잡음재머들의 집합의 위치를 계산하는 단계;
상기 제 1 능동잡음재머들의 집합 중 안테나 부엽에 존재하는 능동잡음재머들을 선택하여 제 2 능동잡음재머들의 집합에 저장하는 단계;
상기 제 2 능동잡음재머들의 집합의 재머대잡음비를 계산하는 단계;
상기 제 2 능동잡음재머들의 집합중 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하는 지를 확인하는 단계;
확인결과, 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하면 부엽 제거 기능 및 빔형성 기능을 온(ON)하는 단계; 및
확인결과, 상기 재머대잡음비가 미리 설정되는 임계치를 넘는 능동잡음재머가 존재하지 않으면 부엽 제거 기능 및 빔형성 기능을 오프(OFF)하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
Confirming whether the current beam to be emitted is an active noise jammer (ANJ) tracking beam;
Calculating a position of the first set of active noise jammers if the active noise jammer tracking beam is detected;
Selecting one of the first set of active noise jammers and storing the active noise jammers in the second set of active noise jammers;
Calculating a jammer-to-noise ratio of the set of second active noise jammers;
Determining whether there is an active noise jammer in the set of the second active noise jammers exceeding a predetermined threshold value of the jammer-to-noise ratio;
A step of turning on the side lobe removing function and the beam forming function when there is an active noise jammer having a jammer-to-noise ratio exceeding a preset threshold value; And
Turning off the side lobe removing function and the beam forming function when there is no active noise jammer exceeding the predetermined threshold value of the jammer-to-noise ratio;
Wherein the radar system includes a plurality of sub-lobes, and the sub-lobes of the radar system and the adaptive beamforming are intelligently controlled.
상기 제 1 능동잡음재머들의 집합은 통제부에서 관리하는 능동잡음재머들의 집합이고, 상기 제 2 능동잡음재머들의 집합은 안테나 부엽에 존재하는 능동잡음재머들의 집합인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the set of first active noise jammers is a set of active noise jammers managed by a control unit and the set of second active noise jammers is a set of active noise jammers existing in an antenna side lobe. And intelligent control of adaptive beamforming.
상기 제 1 능동잡음재머들의 집합의 위치에 대한 계산은 현재 빔을 방사하는 시점에서의 위치이며,
상기 재머대잡음비에 대한 계산은 안테나 부엽 레벨을 고려하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the calculation of the position of the first set of active noise jammers is a position at a moment when the current beam is emitted,
Wherein the calculation of the jammer-to-noise ratio is performed in consideration of the level of the antenna side lobes, and the method of intelligently controlling the side lobe removal and adaptive beam forming of the radar system.
상기 위치는 수학식 Pprediction = Pbefore + V ㆍ dT(여기서, Pprediction은 현재 빔을 방사하는 시점에서의 제 1 능동잡음재머들의 집합 {ANJ}의 위치 벡터이고, Pbefore는 이전 추적빔으로 측정한 {ANJ}의 위치 벡터이고, V는 {ANJ}의 속도 벡터이고, dT는 현재 빔을 방사하는 시간과 이전 추적빔으로 {ANJ}를 측정한 시간의 차이이다)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
The location is the equation P prediction = P before + V and dT (where, P prediction is the position of the set {ANJ} of the first active noise jammers in time to emit a current beam vector, P before the previous track beam Is the position vector of the measured {ANJ}, V is the velocity vector of {ANJ}, dT is the difference between the time of emitting the current beam and the time of measuring {ANJ} as the previous tracking beam A method for intelligently controlling a side lobe removal and adaptive beamforming of a radar system.
안테나 부엽의 존재 유무는 수학식 (|U - UANJ| > C1 ㆍ BWU) ∪ (|V - VANJ| > C2 ㆍ BWV)(여기서, U, V는 안테나 좌표계에서의 현재 빔의 각도이고, UANJ, VANJ는 안테나 좌표계에서의 능동 잡음 재머의 각도이다. BWU, BWV는 안테나 좌표계에서의 U, V의 빔 폭이다. C1과 C2는 스케일 값이다)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
The existence or nonexistence of the antenna side lobes is expressed by the following equation (U - U ANJ | C 1 BW U ) ∪ (| V - V ANJ | C 2 .BW V ) U ANJ and V ANJ are the angles of the active noise jammer in the antenna coordinate system BW U and BW V are the beam widths of U and V in the antenna coordinate system C 1 and C 2 are the scale values) Wherein the radar system includes a plurality of radar systems,
상기 재머대잡음비는 수학식 JNR[dB] = PJammer + SideLobeLevel - PNoise
(여기서, PJammer는 {ANJ}e의 파워이고, {ANJ}e는 능동 잡음 재머들의 집합 중 안테나 부엽에 존재하는 능동 잡음 재머들의 집합이며, SideLobeLevel은 현재 수신빔 패턴에서 제 2 능동잡음재머들의 집합 {ANJ}e 위치의 부엽레벨이며, PNoise는 파형별로 미리 측정한 잡음 레벨이다)를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 1,
The jammer-to-noise ratio is given by the equation JNR [dB] = P Jammer + SideLobeLevel - P Noise
(Wherein, of P Jammer is the power of {ANJ} e, {ANJ} e is the set of active noise jammers present in the antenna lobe of the set of active noise jammers, SideLobeLevel the second active noise jammers in the current reception beam pattern Wherein the noise level is calculated using a noise level of the set {ANJ} e where P Noise is a pre-measured noise level for each waveform.
상기 PJammer는 {ANJ}e를 추적할 때 신호 처리부에서 거리-속도 추적 게이트 내의 측정 값들의 각 진폭(Amplitude)을 평균의 제곱으로 하여 산출되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 6,
The P Jammer is {ANJ} e the time to track distance of the signal processing-speed each amplitude of the measured value in the track gate (Amplitude) the side lobe removal of a radar system characterized in that calculated as the square of the mean, and Adaptive Beamforming ≪ / RTI >
상기 재머대잡음비는 안테나 좌표계의 현재 빔의 방사의 수신빔 패턴에서 {ANJ}e의 위치를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the jammer-to-noise ratio is calculated using the location of {ANJ} e in the receive beam pattern of radiation of the current beam in the antenna coordinate system.
상기 통제부의 제어에 따라 상기 부엽 제거 기능 및 빔형성 기능을 온(ON) 또는 오프(OFF)하는 신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 부엽제거 및 적응 빔형성을 지능적으로 제어하는 장치.(EN) An active noise jammer tracking beam is generated. The first active noise jammer is set to be an active noise jammer tracking beam. To-noise ratios of the second set of active noise jammers are calculated, and the jammer-to-noise ratios of the second set of active noise jammers are calculated A controller for checking whether there is an active noise jammer exceeding a preset threshold value and controlling the side lobe removing function and the beam forming function; And
And a signal processing unit for turning on or off the sidelobe removing function and the beam forming function under the control of the control unit. The apparatus for intelligently controlling the sidelobe removal and the adaptive beam forming of a radar system, .
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