KR101524141B1 - Apparatus and method for detecting target - Google Patents

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KR101524141B1 KR1020140192359A KR20140192359A KR101524141B1 KR 101524141 B1 KR101524141 B1 KR 101524141B1 KR 1020140192359 A KR1020140192359 A KR 1020140192359A KR 20140192359 A KR20140192359 A KR 20140192359A KR 101524141 B1 KR101524141 B1 KR 101524141B1
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for detecting a target, and an apparatus for detecting a target according to an embodiment of the present invention comprises: an antenna part including at least one antenna; a signal processing part to generate sum and difference signals through signals of a plurality of channels received in the antenna part, extract a target signal using the sum and difference signals, and generate a mono pulse curve through a comparison of clutter area signals of the sum and difference signals; and a calculating part to calculate a calibration coefficient through a difference analysis on mono pulse curve generated in the signal processing part and mono pulse curve preset according to shape and pattern of the antenna part, calculate a mono pulse angle of a target through target signals extracted from the signal processing part, and calibrate the mono pulse angle of the target calculated by applying the calibration coefficient.

Description

표적 탐지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING TARGET}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING TARGET [0002]

본 명세서는 지상탐지 레이더의 표적 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 지상탐지 레이더를 통해 표적을 탐지하는 경우 모노펄스 각도 오차를 줄여 보다 정확하게 표적을 탐지하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target detection apparatus and method for a ground detection radar, and more particularly, to a technique for detecting a target more accurately by reducing a monopulse angle error when a target is detected through a ground detection radar.

지상탐지 레이더란 전파를 발사하여 물체에 부딪쳐 되돌아오는 도플러 효과를 이용하여, 지상 클러터로부터 이동물체를 분리 및 탐지하는 레이더를 말한다. A ground detection radar is a radar that detects and separates a moving object from a ground clutter using a Doppler effect that fires radio waves and collides with an object.

또한, 모노펄스 레이더는 단일 펄스의 송신 신호를 방사하고, 표적에 반사되어 복수개의 안테나 채널로 수신되는 수신 신호의 진폭 및 위상차를 이용하여 표적의 위치각(방위 또는 고각)을 정밀하게 추정할 수 있는 레이더를 의미한다.In addition, the monopulse radar emits a single-pulse transmission signal and can precisely estimate the position angle (azimuth or elevation angle) of the target using the amplitude and phase difference of the received signal reflected on the target and received on the plurality of antenna channels Means a radar.

모노펄스 레이더는 수신 신호를 복수개의 수신 채널을 각각을 통해 수신하고, 복수개의 수신 채널 각각으로 수신된 수신 신호들 사이의 차이를 이용하여 표적의 방위각, 고각 정보를 획득한다. 즉 표적이 방사된 송신빔의 중심에 위치하는 경우, 복수개의 수신 채널 각각으로 입사되는 수신 신호의 세기 및 위상이 동일한데 비해, 표적이 방사된 송신빔의 중심에서 벗어나게 되면, 복수개의 수신 채널 각각으로 입사되는 수신 신호의 세기 및 위상이 서로 상이하게 나타난다. 모노펄스 레이더는 이러한 수신 채널별 수신 신호의 변화를 이용하여 표적을 추적할 수 있도록 구성된다.The monopulse radar receives the received signal through each of the plurality of receive channels and acquires the azimuth and elevation information of the target using the difference between the received signals received on each of the plurality of receive channels. In other words, when the target is positioned at the center of the transmitted beam, the intensity and phase of the received signal are equal to each other. However, when the target deviates from the center of the transmitted beam, The intensity and phase of the received signal are different from each other. The monopulse radar is configured to track the target using a change in the received signal for each of the receiving channels.

모노펄스 레이더는 한번의 빔 송수신에 의해 표적에 대한 방위각, 고각 및 거리 정보를 모두 탐지하여 표시할 수 있다는 장점이 있는 반면, 다양한 요인에 의해 성능이 열화되어 표적에 대한 정확한 탐지 정보를 획득하지 못하는 경우가 발생할 수 있다는 단점이 있다. 특히 시간과 주변 온도와 같은 주변 환경 요인에 의해 신호의 위상 및 진폭 변화가 발생한다. 이에 모노펄스 레이더는 탐지 성능에 대해 정기적 또는 비정기적 보정을 필요로 한다.Monopulse radar has the advantage that it can detect and display all the azimuth, elevation and distance information about the target by one beam transmission and reception, but it can not obtain the accurate detection information about the target due to deterioration of performance due to various factors There is a disadvantage that the case can occur. In particular, changes in the phase and amplitude of the signal occur due to environmental factors such as time and ambient temperature. Therefore, monopulse radar requires regular or irregular corrections to the detection performance.

도 1은 지상탐지 레이더가 신호를 수신할 때 발생하는 오차를 나타내는 설명도이다.FIG. 1 is an explanatory view showing an error that occurs when a ground-finding radar receives a signal. FIG.

도 1을 참조하면, 먼저 지상탐지 레이더가 신호를 수신할 때 안테나에서 오차가 발생한다. 이는 수신된 신호가 Magic Tee를 거쳐 합 및 차 신호로 변환되기 전에 발생하는 오프셋 오차 및 기울기 오차를 말한다. 또한, 상기 수신된 신호가 Magic Tee를 거쳐 합 및 차 신호로 변환된 후 기울기 오차가 발생한다.Referring to FIG. 1, an error occurs in the antenna when the ground detection radar first receives a signal. This refers to the offset error and tilt error that occur before the received signal is converted into sum and difference signals through the Magic Tee. Also, the received signal is converted into a sum and a difference signal through a Magic Tee, and then a tilt error occurs.

도 2는 지상탐지 레이더에서 신호를 수신할 때 발생하는 오차가 있는 경우와 오차가 없는 경우를 비교한 비교도이다.Fig. 2 is a comparative diagram comparing the case where there is an error occurring when receiving a signal from the ground-finding radar and the case where there is no error.

도 2에서 커브 1은 오차가 없는 경우의 모노펄스 각도에 대한 커브를 나타내고, 커브 2는 오차가 있는 경우의 모노펄스 각도에 대한 커브를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 지상탐지 레이더에서 신호를 수신할 때 발생하는 오차로 인해 모노펄스 각도 값이 부정확하게 산출되어 표적을 정확하게 탐지할 수 없음을 알 수 있다.Curve 1 in FIG. 2 shows the curve for the monopulse angle in the case of no error, and curve 2 shows the curve for the monopulse angle in the case of the error. Referring to FIG. 2, it can be seen that the monopulse angle value is incorrectly calculated due to an error occurring when a signal is received in the ground-finding radar, and the target can not be accurately detected.

도 3은 종래기술에 따른 모노펄스 각도 오차를 보정하기 위한 표적 탐지 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a target detection apparatus for correcting a monopulse angle error according to the prior art.

종래 기술에 따른 표적 탐지 장치(100)는 파형 발생기(110), 안테나부(120), 신호 처리부(130) 및 궤환회로(140)를 포함한다.The target detection apparatus 100 according to the related art includes a waveform generator 110, an antenna unit 120, a signal processing unit 130, and a feedback circuit 140.

표적 탐지 장치(100)는 모노펄스 각도 오차를 보정하기 위해 궤환회로(140)를 추가로 필요로 한다. 이 경우, 신호의 주 송수신 경로 이외에도 별도의 경로가 추가됨으로써 장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 주 송수신 경로와 궤환 경로의 차이로 인해 오차를 완벽하게 보정하지 못하는 문제점도 있다.
The target detection apparatus 100 further requires a feedback circuit 140 to correct the mono-pulse angle error. In this case, a separate path is added in addition to the main transmission / reception path of the signal, thereby complicating the configuration of the apparatus. In addition, there is a problem that the error can not be perfectly corrected due to the difference between the main transmission / reception path and the feedback path.

본 명세서는 지상탐지 레이더에서 수신받는 클러터 신호를 이용하여 모노펄스 각도를 보정함으로써 별도의 회로를 추가할 필요 없어 표적 탐지 장치의 구성을 단순화하는데 목적이 있다.The present invention aims to simplify the configuration of the target detection device by eliminating the need to add a separate circuit by correcting the monopulse angle using the clutter signal received from the terrestrial detection radar.

또한, 본 명세서는 지상탐지 레이더에서 촬영 수행 중 모노펄스 각도가 자동으로 보정됨으로써, 별도의 보정모드 없이 실시간으로 보정이 가능하여 신속한 보정을 제공하는데 목적이 있다.
Further, the present invention aims at providing a quick correction by correcting the monopulse angle automatically during photographing in the ground-finding radar, so that it can be corrected in real time without a separate correction mode.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 표적 탐지 장치는 적어도 1개 이상의 안테나를 포함하는 안테나부, 상기 안테나부에서 수신한 복수의 채널 신호를 통해 합 및 차 신호를 생성하고, 상기 합 및 차 신호를 이용하여 상기 표적 신호를 추출하고, 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성하는 신호 처리부 및 상기 신호 처리부에서 생성된 모노펄스 커브와 상기 안테나부의 형상 및 패턴에 따라 기 설정된 모노펄스 커브의 차이 분석을 통해 보정 계수를 산출하고, 상기 신호 처리부에서 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출하고, 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도를 상기 보정 계수를 적용하여 보정하는 산출부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a target detection apparatus includes an antenna unit including at least one antenna, a receiver for generating a sum signal and a difference signal through a plurality of channel signals received by the antenna unit, A signal processor for extracting the target signal by using the sum signal and the difference signal and for generating a monopulse curve by comparing the clutter signal of the sum and difference signals, Calculating a correction coefficient by analyzing the difference between the set mono pulse curves, calculating a mono pulse angle of the target through the target signal extracted from the signal processing unit, and applying the correction coefficient to the mono pulse angle of the calculated target, .

또한, 상기 신호 처리부는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성할 수 있다.In addition, the signal processor may generate a monopulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data.

또한, 상기 신호 처리부의 상기 모노펄스 커브는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 위상차와 오프셋을 통해 생성될 수 있다.In addition, the monopulse curve of the signal processing unit may be generated through the phase difference and offset of the clutter region signal of the sum and difference signals.

또한, 상기 산출부의 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 스케일 팩터는 상기 기 설정된 모노펄스 커브의 기울기를 상기 신호 처리부에서 생성된 모노펄스 커브의 기울기로 나눈 값일 수 있다.Also, the correction coefficient of the calculation unit may include a scale factor and an offset, and the scale factor may be a value obtained by dividing the slope of the predetermined monopulse curve by the slope of the monopulse curve generated in the signal processing unit.

또한, 상기 산출부의 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 보정 된 표적의 모노펄스 각도는 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱한 값일 수 있다.Further, the correction coefficient of the calculation unit may include a scale factor and an offset, and the monopulse angle of the corrected target may be a value obtained by multiplying the monopulse angle of the calculated target by the scale factor.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 표적 탐지 방법은 지상탐지 레이더에서의 표적 탐지 방법에 있어서, 표적 신호와 클러터 신호가 혼합된 복수의 채널 신호를 수신하는 신호 수신 단계, 상기 복수의 채널 신호를 통해 합 및 차 신호를 생성하는 신호 생성 단계, 상기 합 및 차 신호를 이용하여 상기 표적 신호를 추출하는 표적 신호 추출 단계, 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성하는 커브 생성 단계, 상기 생성된 모노펄스 커브와 안테나부의 형상 및 패턴에 따라 기 설정된 모노펄스 커브의 차이 분석을 통해 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출 단계, 상기 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출하는 각도 산출 단계 및 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도를 상기 보정 계수 산출 단계에서 산출된 보정 계수를 적용하여 보정하는 보정 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a target detection method is a target detection method in a terrestrial detection radar, comprising: a signal reception step of receiving a plurality of channel signals mixed with a target signal and a clutter signal; A target signal extracting step of extracting the target signal using the sum and difference signals, and a step of generating a monopulse curve by comparing the clutter signal of the sum and difference signals A correction coefficient calculating step of calculating a correction coefficient by analyzing a difference between predetermined monopulse curves according to the shape and pattern of the generated monopulse curve and antenna section; And calculating a monopulse angle of the calculated target from the correction value calculated in the correction factor calculating step Applying the coefficients to include a correction step of correcting.

또한, 상기 커브 생성 단계는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성할 수 있다.In addition, the curve generation step may generate a monopulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data.

또한, 상기 커브 생성 단계에서 상기 모노펄스 커브는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 위상차와 오프셋을 통해 생성될 수 있다.Also, in the curve generation step, the monopulse curve may be generated through the phase difference and offset of the clutter region signal of the sum and difference signals.

또한, 상기 보정 계수 산출 단계에서 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 스케일 팩터는 상기 기 설정된 모노펄스 커브의 기울기를 상기 커브 생성 단계에서 생성된 모노펄스 커브의 기울기로 나눈 값일 수 있다.The correction factor may include a scale factor and an offset, and the scale factor may be a value obtained by dividing the slope of the predetermined mono-pulse curve by the slope of the mono-pulse curve generated in the curve generation step .

또한, 상기 보정 계수 산출 단계에서 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 보정 단계에서 상기 보정 된 표적의 모노펄스 각도는 상기 각도 산출 단계에서 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱한 값일 수 있다.
Further, in the correction coefficient calculating step, the correction coefficient includes a scale factor and an offset, and in the correction step, the monopulse angle of the corrected target is calculated by subtracting the offset from the monopulse angle of the target calculated in the angle calculating step Value may be a value obtained by multiplying the scale factor by the scale factor.

본 명세서는 지상탐지 레이더에서 수신받는 클러터 신호를 이용하여 모노펄스 각도를 보정함으로써 별도의 회로를 추가할 필요 없어 표적 탐지 장치의 구성을 단순화하는 효과가 있다.The present specification does not require additional circuitry by correcting the monopulse angle using the clutter signal received from the terrestrial detection radar, thereby simplifying the configuration of the target detection apparatus.

또한, 본 명세서는 지상탐지 레이더에서 촬영 수행 중 모노펄스 각도가 자동으로 보정됨으로써, 별도의 보정모드 없이 실시간으로 보정이 가능하여 신속한 보정을 제공하는 효과가 있다.
Further, since the monopulse angle is automatically corrected during photographing in the ground-finding radar, the present invention is capable of correcting in real time without a separate correction mode, thereby providing quick correction.

도 1은 지상탐지 레이더가 신호를 수신할 때 발생하는 오차를 나타내는 설명도이다.
도 2는 지상탐지 레이더에서 신호를 수신할 때 발생하는 오차가 있는 경우와 오차가 없는 경우를 비교한 비교도이다.
도 3은 종래기술에 따른 모노펄스 각도 오차를 보정하기 위한 표적 탐지 장치의 구성도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 구성도이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 모노펄스 커브를 이용하여 각도 오차를 보정하는 것을 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 표적을 탐지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 도 6의 표적을 탐지하는 방법을 상세하게 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is an explanatory view showing an error that occurs when a ground-finding radar receives a signal. FIG.
Fig. 2 is a comparative diagram comparing the case where there is an error occurring when receiving a signal from the ground-finding radar and the case where there is no error.
3 is a block diagram of a target detection apparatus for correcting a monopulse angle error according to the prior art.
4 is a block diagram of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is an explanatory view showing correction of angular error using a monopulse curve of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of detecting a target of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flow chart detailing a method for detecting the target of Figure 6;

이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

이하, 도 4을 참조하여 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 구성도이다.4 is a block diagram of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치(200)는 파형발생기(210), 안테나부(220), 신호 처리부(230) 및 산출부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the target detection apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a waveform generator 210, an antenna 220, a signal processor 230, and a calculator 240.

파형발생기(210)는 표적 탐지 장치(200) 운용에 필요한 송신파형을 생성한다.The waveform generator 210 generates a transmission waveform required for operation of the target detection apparatus 200.

안테나부(220)는 적어도 1개 이상의 안테나를 포함한다. 즉, 안테나부(220)는 복수의 채널을 구비할 수 있다.The antenna unit 220 includes at least one antenna. That is, the antenna unit 220 may have a plurality of channels.

또한, 안테나부(220)는 파형발생기(210)에서 생성한 파형을 표적을 향해 방사한다. 또한, 안테나부(220)는 상기 표적으로부터 되돌아오는 파형을 수신한다. 안테나부(220)가 방사 또는 수신하는 파형은 RF(Radio Frequency)신호를 의미할 수 있다.Also, the antenna unit 220 radiates the waveform generated by the waveform generator 210 toward the target. Also, the antenna unit 220 receives the waveform returned from the target. The waveform that the antenna unit 220 radiates or receives may refer to a radio frequency (RF) signal.

신호 처리부(230)는 안테나부(220)에서 수신한 복수의 채널 신호를 통해 합 및 차 신호를 생성한다. 예를 들어 안테나부(220)에서 수신된 2채널 신호의 합 신호 및 차 신호를 생성할 수 있다.The signal processing unit 230 generates a sum signal and a difference signal through a plurality of channel signals received by the antenna unit 220. For example, a sum signal and a difference signal of the 2-channel signals received by the antenna unit 220. [

또한, 신호 처리부(230)는 상기 합 및 차 신호를 이용하여 상기 표적 신호를 추출한다. 이는 상기 합 및 차 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 거리 도플러 처리하여 R/D 데이터를 생성한 뒤, R/D 데이터를 CFAR(Constant False Alarm Rate)처리하는 것을 의미할 수 있다.Also, the signal processing unit 230 extracts the target signal using the sum and difference signals. This may mean that the sum and difference signals are converted into digital signals, the Doppler processing of the converted digital signals is performed to generate R / D data, and then the R / D data is subjected to a CFR (Constant False Alarm Rate) process .

또한, 신호 처리부(230)는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성한다. 이 때, 신호 처리부(230)는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성할 수 있다.Further, the signal processing unit 230 generates a monopulse curve by comparing the clutter region signals of the sum and difference signals. At this time, the signal processing unit 230 can generate a monopulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data.

또한, 신호 처리부(230)는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 위상차와 오프셋을 통해 상기 모노펄스 커브를 생성할 수 있다. 이는 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.Also, the signal processing unit 230 may generate the monopulse curve through the phase difference and offset of the clutter region signal of the sum and difference signals. This can be expressed by the following equation (1).

Figure 112014127288535-pat00001
Figure 112014127288535-pat00001

이 때, y는 모노펄스 커브의 각도, x는 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호의 위상차, b는 오프셋, a'는 모노펄스 커브의 기울기를 의미한다.In this case, y represents the angle of the monopulse curve, x represents the sum and the phase difference of the clutter region signal of the difference signal, b represents the offset, and a 'represents the slope of the monopulse curve.

산출부(240)는 신호 처리부(230)에서 생성된 모노펄스 커브와 안테나부(220)의 형상 및 패턴에 따라 기 설정된 모노펄스 커브의 차이 분석을 통해 보정 계수를 산출한다. 여기서, 상기 기 설정된 모노펄스 커브는 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.The calculation unit 240 calculates a correction coefficient by analyzing a difference between predetermined monopulse curves generated by the signal processing unit 230 and shapes and patterns of the antenna unit 220. [ Here, the preset monopulse curve can be expressed by the following equation (2).

Figure 112014127288535-pat00002
Figure 112014127288535-pat00002

이 때, y는 모노펄스 커브의 각도, x는 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호의 위상차, a는 모노펄스 커브의 기울기를 의미한다.In this case, y represents the angle of the monopulse curve, x represents the sum and the phase difference of the clutter region signal of the difference signal, and a represents the slope of the monopulse curve.

상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함한다.The correction coefficient includes a scale factor and an offset.

상기 스케일 팩터는 상기 기 설정된 모노펄스 커브의 기울기를 신호 처리부(230)에서 생성된 모노펄스 커브의 기울기로 나눈 값을 의미한다. 즉, 스케일 팩터는 a/a'를 의미한다.The scale factor is a value obtained by dividing the slope of the predetermined mono-pulse curve by the slope of the mono-pulse curve generated in the signal processing unit 230. [ That is, the scale factor means a / a '.

또한, 산출부(240)는 신호 처리부(230)에서 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출한다. 이는 동일 거리 도플러 표적에 대한 위상비교를 통해 산출한다.Further, the calculating unit 240 calculates the mono pulse angle of the target through the target signal extracted by the signal processing unit 230. This is calculated by phase comparison for the same distance Doppler target.

또한, 산출부(240)는 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도를 상기 보정 계수를 적용하여 보정한다. 즉, 산출부(240)는 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 보정한다. 이 경우 보정 된 모노펄스 각도는 y = a * x 가 되어 상기 기 설정된 모노펄스 커브와 같은 값을 나타내게 된다. Further, the calculating unit 240 corrects the calculated monopulse angle of the target by applying the correction coefficient. That is, the calculation unit 240 multiplies the value obtained by subtracting the offset of the monopulse angle of the target from the calculated target by the scale factor. In this case, the corrected mono pulse angle is y = a * x, which is the same as the predetermined mono pulse curve.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 모노펄스 커브를 이용하여 각도 오차를 보정하는 것을 나타내는 설명도이다.5 is an explanatory view showing correction of angular error using a monopulse curve of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 보정 전 커브에 상기 보정계수를 적용하면 보정된 커브가 이상적인 커브, 즉 상기 기 설정된 모노펄스 커브와 같은 값을 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, when the correction coefficient is applied to the pre-correction curve, it can be seen that the corrected curve has the same value as the ideal curve, that is, the pre-set monopulse curve.

이하, 도 6 및 도 7를 참조하여 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a target detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 본 명세서의 일 실시예에 따른 표적 탐지 장치의 표적을 탐지하는 방법을 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of detecting a target of a target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 파형발생기(210)에서 송신 파형을 발생한다(S10).First, a waveform generator 210 generates a transmission waveform (S10).

이후, 신호 처리부(230)는 송신 파형을 국부 신호와 합성하여 송신 운용 주파수 대역으로 상향 변환한다(S20). 이는 파형을 원활히 송신하기 위해 캐리어 주파수를 더하는 것을 의미할 수 있다.Thereafter, the signal processing unit 230 synthesizes the transmission waveform with the local signal and upconverts the transmission waveform to the transmission operating frequency band (S20). This may mean adding the carrier frequency to smoothly transmit the waveform.

이후, 신호 처리부(230)는 상기 주파수 상향 변환된 신호를 매직티를 통과시켜 2채널 신호로 분기한다(S30).Thereafter, the signal processing unit 230 branches the frequency up-converted signal to a two-channel signal through a magic tie (S30).

이후, 안테나부(220)는 상기 분기된 2채널 신호를 지상으로 방사하고, 이는 표적을 거쳐 다시 안테나부(220)로 수신된다(S40). 이 때 안테나부(220)에서 방사 또는 수신하는 신호는 RF(Radio Frequency)신호를 의미할 수 있다. 안테나부(220)로 수신되는 신호는 클러터 신호와 표적 신호를 포함한다.Thereafter, the antenna unit 220 emits the branched two-channel signal to the ground, which is then received by the antenna unit 220 via the target (S40). In this case, a signal radiated or received by the antenna unit 220 may mean an RF (Radio Frequency) signal. The signal received by the antenna unit 220 includes a clutter signal and a target signal.

이후, 안테나부(220)로 수신된 신호는 상기 매직티를 거쳐 합 신호 및 차 신호로 합성된다(S50).Thereafter, the signal received by the antenna unit 220 is combined with the sum signal and the difference signal through the magic tie (S50).

이후, 상기 합 및 차 신호는 ADC(Analog Digital Converter) 입력주파수 대역으로 하향 변환된다(S60).Thereafter, the sum and difference signals are down-converted to an ADC (Analog Digital Converter) input frequency band (S60).

이후, 상기 하향 변환된 신호를 통해 표적을 탐지한다(S70)Thereafter, the target is detected through the down-converted signal (S70)

이하, 도 7를 참조하여 S70 단계의 표적을 탐지하는 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for detecting the target in step S70 will be described in detail with reference to FIG.

도 7은 도 6의 표적을 탐지하는 방법을 상세하게 나타낸 흐름도이다.Figure 7 is a flow chart detailing a method for detecting the target of Figure 6;

먼저, 상기 하향 변환된 합 및 차 신호는 디지털 신호로 변환된다(S71).First, the down-converted sum and difference signals are converted into digital signals (S71).

이후, 상기 변환된 디지털 신호는 거리 도플러 처리를 통해 R/D 데이터로 생성된다(S72).Thereafter, the converted digital signal is generated as R / D data through a distance Doppler process (S72).

이후, 상기 R/D 데이터를 CFAR(Constant False Alarm Rate)처리 등을 수행하여 표적 신호를 추출한다(S73).Thereafter, the R / D data is subjected to CFAR (Constant False Alarm Rate) processing or the like to extract a target signal (S73).

또한, 상기 R/D 데이터 내의 클러터 영역 위상차 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성한다(S74).Further, a monopulse curve is generated by comparing the clutter region phase difference in the R / D data (S74).

이 때, 신호 처리부(230)는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성할 수 있다. 또한, 신호 처리부(230)는 상기 R/D 데이터 내의 클러터 영역 위상차와 오프셋을 통해 상기 모노펄스 커브를 생성할 수 있다. 이는 상기한 수학식 1로 표현될 수 있다.At this time, the signal processing unit 230 can generate a monopulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data. Also, the signal processing unit 230 may generate the monopulse curve through the clutter region phase difference and offset in the R / D data. This can be expressed by Equation (1).

이후, S74 단계에서 생성된 상기 모노펄스 커브를 기 설정된 모노펄스 커브와 비교하여 보정 계수를 산출한다(S75).Thereafter, the mono pulse curve generated in step S74 is compared with a preset mono pulse curve to calculate a correction coefficient (S75).

여기서, 상기 기 설정된 모노펄스 커브는 상기한 수학식 2로 표현될 수 있다.Here, the predetermined monopulse curve may be expressed by Equation (2).

상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함한다.The correction coefficient includes a scale factor and an offset.

또한, S73 단계에서 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출한다(S76). 이는 동일 거리 도플러 표적에 대한 위상비교를 통해 산출한다.Further, the mono pulse angle of the target is calculated through the target signal extracted in step S73 (S76). This is calculated by phase comparison for the same distance Doppler target.

이후, S76 단계에서 산출된 모노펄스 각도에 S75 단계에서 산출된 보정 계수를 적용하여 최종 표적의 각도를 산출한다(S77).Thereafter, the angle of the final target is calculated by applying the correction coefficient calculated in step S75 to the mono pulse angle calculated in step S76 (S77).

즉, 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 보정한다. 이 경우 보정 된 모노펄스 각도는 y = a * x 가 되어 상기 기 설정된 모노펄스 커브와 같은 값을 나타내게 된다. That is, a value obtained by subtracting the offset from the monopulse angle of the calculated target is multiplied by the scale factor and corrected. In this case, the corrected mono pulse angle is y = a * x, which is the same as the predetermined mono pulse curve.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100, 200 : 표적 탐지 장치 110, 210 : 파형발생기
120, 220 : 안테나부 130, 230 : 신호처리부
240 : 산출부100, 200: Target detection device 110, 210: Waveform generator
120, 220: antenna unit 130, 230: signal processing unit
240:

Claims (10)

적어도 1개 이상의 안테나를 포함하는 안테나부;
상기 안테나부에서 수신한 복수의 채널 신호를 통해 합 및 차 신호를 생성하고, 상기 합 및 차 신호를 이용하여 표적 신호를 추출하고, 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 생성된 모노펄스 커브와 상기 안테나부의 형상 및 패턴에 따라 기 설정된 모노펄스 커브의 차이 분석을 통해 보정 계수를 산출하고, 상기 신호 처리부에서 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출하고, 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도를 상기 보정 계수를 적용하여 보정하는 산출부를 포함하는 표적 탐지 장치.
An antenna unit including at least one antenna;
A sum signal generating unit for generating a sum signal and a difference signal through a plurality of channel signals received by the antenna unit, extracting a target signal using the sum and difference signals, A signal processing unit for generating a signal; And
A correction coefficient is calculated by analyzing a difference between a monopulse curve generated by the signal processing unit and a shape and a pattern of the antenna unit, and a monopulse angle of the target is calculated through the target signal extracted from the signal processing unit And calculating a monopulse angle of the calculated target by applying the correction coefficient.
제 1항에 있어서,
상기 신호 처리부는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the signal processor generates a monopulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data.
제 1항에 있어서,
상기 신호 처리부의 상기 모노펄스 커브는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 위상차와 오프셋을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the monopulse curve of the signal processing unit is generated through the phase difference and offset of the clutter region signal of the sum and difference signals.
제 1항에 있어서,
상기 산출부의 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 스케일 팩터는 상기 기 설정된 모노펄스 커브의 기울기를 상기 신호 처리부에서 생성된 모노펄스 커브의 기울기로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the correction coefficient of the calculation unit includes a scale factor and an offset, and the scale factor is a value obtained by dividing a slope of the predetermined mono-pulse curve by a slope of a mono-pulse curve generated in the signal processing unit.
제 1항에 있어서,
상기 산출부의 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고, 상기 보정 된 표적의 모노펄스 각도는 상기 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱한 값인 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the correction coefficient of the calculation unit comprises a scale factor and an offset and the mono pulse angle of the corrected target is a value obtained by multiplying the mono pulse angle of the calculated target by the offset factor and the scale factor. Detector.
지상탐지 레이더에서의 표적 탐지 방법에 있어서,
표적 신호와 클러터 신호가 혼합된 복수의 채널 신호를 수신하는 신호 수신 단계;
상기 복수의 채널 신호를 통해 합 및 차 신호를 생성하는 신호 생성 단계;
상기 합 및 차 신호를 이용하여 상기 표적 신호를 추출하는 표적 신호 추출 단계;
상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 비교를 통해 모노펄스 커브를 생성하는 커브 생성 단계;
상기 생성된 모노펄스 커브와 안테나부의 형상 및 패턴에 따라 기 설정된 모노펄스 커브의 차이 분석을 통해 보정 계수를 산출하는 보정 계수 산출 단계;
상기 추출된 표적 신호를 통해 표적의 모노펄스 각도를 산출하는 각도 산출 단계; 및
상기 산출된 표적의 모노펄스 각도를 상기 보정 계수 산출 단계에서 산출된 보정 계수를 적용하여 보정하는 보정 단계를 포함하는 표적 탐지 방법.
In a target detection method in a terrestrial radar,
A signal receiving step of receiving a plurality of channel signals in which a target signal and a clutter signal are mixed;
A signal generating step of generating sum and difference signals through the plurality of channel signals;
A target signal extracting step of extracting the target signal using the sum and difference signals;
A curve generating step of generating a monopulse curve through comparison of the clutter region signals of the sum and difference signals;
Calculating a correction coefficient by analyzing a difference of a predetermined mono pulse curve according to a shape and a pattern of the generated mono pulse curve and the antenna unit;
An angle calculating step of calculating a mono pulse angle of the target through the extracted target signal; And
And a correction step of correcting the monopulse angle of the calculated target by applying a correction coefficient calculated in the correction coefficient calculation step.
제 6항에 있어서,
상기 커브 생성 단계는 1 CPI(Character Per Inch) 수신 데이터를 이용하여 모노펄스 커브를 생성하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the curve generation step generates a mono pulse curve using 1 CPI (Character Per Inch) received data.
제 6항에 있어서,
상기 커브 생성 단계에서 상기 모노펄스 커브는 상기 합 및 차 신호의 클러터 영역 신호 위상차와 오프셋을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the monopulse curve is generated through the phase difference and offset of the clutter region signal of the sum and difference signals in the curve generation step.
제 6항에 있어서,
상기 보정 계수 산출 단계에서 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고,
상기 스케일 팩터는 상기 기 설정된 모노펄스 커브의 기울기를 상기 커브 생성 단계에서 생성된 모노펄스 커브의 기울기로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표적 탐지 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the correction coefficient in the correction coefficient calculation step includes a scale factor and an offset,
Wherein the scale factor is a value obtained by dividing a slope of the predetermined mono-pulse curve by a slope of a mono-pulse curve generated in the curve generation step.
제 6항에 있어서,
상기 보정 계수 산출 단계에서 상기 보정 계수는 스케일 팩터와 오프셋을 포함하고,
상기 보정 단계에서 상기 보정 된 표적의 모노펄스 각도는 상기 각도 산출 단계에서 산출된 표적의 모노펄스 각도에 상기 오프셋을 뺀 값에 상기 스케일 팩터를 곱한 값인 것을 특징으로 하는 표적 탐지 방법.The method according to claim 6,
Wherein the correction coefficient in the correction coefficient calculation step includes a scale factor and an offset,
Wherein the mono pulse angle of the corrected target in the correction step is a value obtained by multiplying a mono pulse angle of the target calculated in the angle calculation step by a value obtained by subtracting the offset from the mono pulse angle of the target and the scale factor.
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