KR101553877B1 - Transmit switching radar system for compressing side lobe level - Google Patents

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KR101553877B1
KR101553877B1 KR1020150018789A KR20150018789A KR101553877B1 KR 101553877 B1 KR101553877 B1 KR 101553877B1 KR 1020150018789 A KR1020150018789 A KR 1020150018789A KR 20150018789 A KR20150018789 A KR 20150018789A KR 101553877 B1 KR101553877 B1 KR 101553877B1
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박종국
채희덕
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Abstract

Disclosed is a transmission switching radar system suppressing a side lobe level. The present invention includes a transmitting unit which generates a transmission signal in response to a reference signal, selects a plurality of transmission antennas one by one according to a preset order, and radiates a transmission signal through the selected transmission antenna, a receiving unit which receives a plurality of reception signals corresponding to the transmission signal through the reception antennas, obtains a synthesized reception signal applying the reception beam pattern by allocating and synthesizing a weight corresponding to a preset reception beam pattern, generates a blocking beam pattern for blocking the remaining reception signals except the reception signal corresponding to the transmission signal radiated from one transmission antenna among the transmission antennas independently of the reception beam pattern, and obtains the final reception signal applying the final reception beam pattern by multiplying the generated reception beam pattern by the blocking beam pattern, and a signal processing unit which generates a reference signal, transmits the reference signal to the transmitting unit, and determines the location of a target by analyzing the final reception signal.

Description

부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템{TRANSMIT SWITCHING RADAR SYSTEM FOR COMPRESSING SIDE LOBE LEVEL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a transmission switching radar system,

본 발명은 송신 스위칭 레이더 시스템에 관한 것으로, 특히 부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission switching radar system, and more particularly, to a transmission switching radar system capable of suppressing a side lobe level.

레이더 시스템의 방위각 분해 성능을 향상시키기 위해서는 방위각 빔폭을 줄여야 하며, 줄어든 방위각 빔폭으로 충분한 방위각 탐지 범위를 확보하기 위해서는 다수(통상적으로 수십 개)의 수신 채널이 필요하다. 즉 다수의 수신 안테나가 요구된다. 따라서, 기존의 레이더 시스템에서는 하나의 송신 안테나와 복수개의 수신 안테나를 사용하여 물체를 감지하였다. 그러나 수신 안테나 개수의 증가는 레이더 시스템 수신부의 구성을 복잡하게 할 뿐만 아니라, 제조 비용 증가와 더불어 설치 공간 확보가 어렵다는 문제를 야기한다.In order to improve the azimuth resolution performance of the radar system, it is necessary to reduce the azimuthal beam width. In order to secure a sufficient azimuth detection range with the azimuthal beam width reduced, a plurality of (typically, several) reception channels are required. That is, a plurality of reception antennas are required. Therefore, in a conventional radar system, an object is detected using one transmitting antenna and a plurality of receiving antennas. However, the increase in the number of receiving antennas not only complicates the configuration of the radar system receiving unit, but also increases the manufacturing cost and makes it difficult to secure a space for installation.

이에 레이더 시스템에서 송수신하는 신호의 파장보다 큰 간격으로 배열된 복수개의 송신 안테나를 스위칭하여 서로 다른 시간에 순차적으로 송신 신호를 방사하도록 함으로써, 레이더 시스템에 구비되는 안테나의 전체 개수를 줄일 수 있는 레이더 시스템이 제안되었다.A plurality of transmit antennas arranged at intervals greater than the wavelength of a signal transmitted and received by the radar system are switched to radiate a transmit signal sequentially at different times to thereby reduce the total number of antennas included in the radar system, Lt; / RTI >

도1 은 송신 및 수신 안테나의 개수가 다른 기존의 레이더 시스템의 일예를 나타낸다.1 shows an example of an existing radar system having different numbers of transmission and reception antennas.

도1 에서 (a)는 1개의 송신 채널과 60개의 수신 채널을 사용하는 레이더 시스템을 나타내고, (b)는 5개의 송신 채널과 12개의 수신 채널을 사용하는 레이더 시스템을 나타낸다.1 (a) shows a radar system using one transmission channel and 60 reception channels, and FIG. 1 (b) shows a radar system using five transmission channels and twelve reception channels.

(a)에 도시된 레이더 시스템은 1개의 송신 안테나(Tx)와 60개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx60)를 사용하여 총 61개의 안테나를 구비하는 반면, (b)에 도시된 레이더 시스템은 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)와 12개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)를 사용하므로, 총 17개의 안테나만을 구비한다. 즉 레이더 시스템(b)의 안테나의 개수가 레이더 시스템(a)의 안테나 개수에 비해 크게 줄었다.the radar system shown in FIG. 4A has a total of 61 antennas using one transmission antenna Tx and 60 reception antennas Rx 1 to Rx 60 , while the radar system shown in FIG. (Tx 1 to Tx 5 ) and 12 receive antennas (Rx 1 to Rx 12 ), so that only 17 antennas are provided in total. That is, the number of antennas of the radar system (b) is greatly reduced compared to the number of antennas of the radar system (a).

비록 (b)의 레이더 시스템이 (a)의 레이더 시스템에 비해 안테나의 개수를 크게 줄였으나, (b)의 레이더 시스템이 (a)의 레이더 시스템을 대체할 수 있기 위해서는 성능의 저하가 발생하지 않아야 한다.Although the radar system of (b) reduces the number of antennas more than the radar system of (a), the performance of the radar system of (b) do.

이에 (a)의 레이더 시스템과 (b)의 레이더 시스템의 성능을 2-way 안테나 패턴(Total-field)으로 계산하여 비교한다. 우선 (a)와 같이 단일 송신 안테나를 구비하는 레이더 시스템의 송신 안테나에서 방사하는 송신 신호의 패턴(송신 빔 패턴(

Figure 112015013075679-pat00001
))은 수학식 1과 같은 형태로 표현될 수 있다.The performance of the radar system in (a) and the radar system in (b) are calculated and compared with a 2-way antenna pattern (Total-field). First, as shown in (a), a pattern of a transmission signal radiated from a transmission antenna of a radar system having a single transmission antenna (a transmission beam pattern
Figure 112015013075679-pat00001
) Can be expressed in the form of Equation (1).

Figure 112015013075679-pat00002
Figure 112015013075679-pat00002

(여기서

Figure 112015013075679-pat00003
는 하나의 송신 안테나(Tx)가 송신 빔 패턴 형성 시에 기여하는 성분인 단일 안테나 요소(Single Element Factor)를 나타낸다.)(here
Figure 112015013075679-pat00003
Represents a single element element, which is a component contributed by one transmission antenna Tx in forming a transmission beam pattern.

도1 의 (a)와 같이 하나의 송신 안테나(Tx)와 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx60)를 구비하는 레이더 시스템에서, 복수개의 수신 신호에 대해 적용되는 수신 빔 패턴은 수학식 2과 같이 계산된다.In a radar system including one transmission antenna Tx and a plurality of reception antennas Rx 1 to Rx 60 as shown in FIG. 1 (a), a reception beam pattern applied to a plurality of reception signals is expressed by Equation 2 And so on.

Figure 112015013075679-pat00004
Figure 112015013075679-pat00004

(여기서

Figure 112015013075679-pat00005
는 복수개의 수신 안테나 중 하나의 수신 안테나(Rx)가 수신 빔 패턴 형성 시에 기여하는 성분인 단일 안테나 요소를 나타내고,
Figure 112015013075679-pat00006
은 가중치 분포(Weight Distribution) 함수이며, N은 수신 안테나의 개수를 나타낸다. 그리고 n은 수신 안테나 인덱스이며, a 및 d는 각각 송신 안테나(Tx)와 수신 안테나(Rx60) 사이의 이격 거리 및 수신 안테나들(Rx1 ~ Rx60) 사이의 이격 거리를 나타낸다.)(here
Figure 112015013075679-pat00005
Represents a single antenna element, which is a component that a receiving antenna (Rx) of a plurality of receiving antennas contributes in forming a receiving beam pattern,
Figure 112015013075679-pat00006
Is a weight distribution function, and N is the number of receive antennas. And n is a reception antenna index, and a and d respectively indicate a separation distance between the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx 60 and a separation distance between the reception antennas Rx 1 to Rx 60 .

한편, (b)와 같이 복수개의 송신 안테나를 구비하는 송신 스위칭 레이더 시스템은 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 하나씩 순차적으로 신호를 방사하는 반면, 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)는 수신 신호를 함께 수신한다. 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 순차적으로 송신 신호를 방사하므로, 한번에 방사되는 송신 신호의 송신 빔 패턴은 패턴은 복수개의 송신 안테나를 구비하는 레이더 시스템에서도 수학식 1과 동일하게 나타난다.Meanwhile, in the transmission switching radar system having a plurality of transmission antennas as shown in (b), a plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx 5 sequentially radiate signals one by one, while a plurality of reception antennas Rx 1 to Rx 12 Receive receive signals together. Since the plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx 5 sequentially transmit the transmission signals, the transmission beam pattern of the transmission signal radiated at one time is the same as in Equation 1 in the radar system having a plurality of transmission antennas.

그러나 수신 빔 패턴은 m 번째 송신 안테나(Txm)가 송신한 송신 신호에 대한 수신 신호를 수신할 때(t=tm), 수학식 3과 같이 계산된다.However, the reception beam pattern is calculated as (t = m t), Equation (3) when receiving a reception signal of the transmission signal transmitted by the m-th transmit antenna (Tx m).

Figure 112015013075679-pat00007
Figure 112015013075679-pat00007

(여기서

Figure 112015013075679-pat00008
는 복수개의 수신 안테나 중 하나의 수신 안테나(Rx)가 수신 빔 패턴 형성 시에 기여하는 성분인 단일 안테나 요소를 나타내고,
Figure 112015013075679-pat00009
는 가중치 분포 함수이며, N은 수신 안테나의 개수를 나타내며, M은 송신 안테나의 개수를 나타낸다. 그리고 m과 n은 각각 송신 안테나 인덱스 및 수신 안테나 인덱스이다. 또한 a는 송신 안테나(Tx1)와 수신 안테나(Rx12) 사이의 이격 거리를 나타내고, dT와 dR은 송신 안테나들(Tx1 ~ Tx5) 사이의 이격 거리 및 수신 안테나들(Rx1 ~ Rx12) 사이의 이격 거리를 나타낸다.)(here
Figure 112015013075679-pat00008
Represents a single antenna element, which is a component that a receiving antenna (Rx) of a plurality of receiving antennas contributes in forming a receiving beam pattern,
Figure 112015013075679-pat00009
Where N is the number of receive antennas and M is the number of transmit antennas. And m and n are the transmit antenna index and the receive antenna index, respectively. A denotes a separation distance between the transmission antenna Tx 1 and the reception antenna Rx 12 and d T and d R denote the separation distances between the transmission antennas Tx 1 to Tx 5 and the separation distances between the reception antennas Rx 1 To Rx 12 ).

한편 기존의 레이더 시스템에서는 미리 결정된 지향 방향에 따라 적어도 하나의 송신 안테나 및 수신 안테나의 위상과 출력을 조절하여 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴을 형성하고, 형성된 수신 빔 패턴에 따라 수신 신호를 수신하였다. 따라서 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴에 따라 송신되어 수신된 수신 신호에는 이미 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴의 특성이 반영되어 있으므로, 수신 신호를 그대로 분석하여 표적을 탐지하였다. 그러나 최근의 레이더 시스템에서는 송신 빔 패턴 수신 빔 패턴을 형성하기 위해 송신 안테나 및 수신 안테나의 위상이나 출력을 조절하지 않는다. 대신 수신 신호를 수신 안테나를 통해 수신한 후, 수신 신호에 대해 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴의 특성이 반영되는 신호 처리를 수행함으로써 송신 안테나 및 수신 안테나를 이용하여 송수신 빔 패턴을 형성하는 것과 동등한 효과를 발생하도록 한다. 즉 송신 안테나 또는 수신 안테나의 위상 및 출력을 제어하는 대신, 수신된 수신 신호에 대해 송 수신 빔 패턴이 적용되도록 신호 처리한다.Meanwhile, in the conventional radar system, the transmission beam pattern and the reception beam pattern are formed by adjusting the phase and the output of at least one transmission antenna and the reception antenna according to a predetermined directivity direction, and received signals are received according to the formed reception beam pattern. Therefore, since the characteristics of the transmission beam pattern and the reception beam pattern are already reflected in the reception signal transmitted and received according to the transmission beam pattern and the reception beam pattern, the reception signal is directly analyzed to detect the target. However, in the recent radar system, the phase and the output of the transmitting antenna and the receiving antenna are not adjusted to form the transmitting beam pattern receiving beam pattern. Instead, after receiving the reception signal through the reception antenna, signal processing is performed to reflect the characteristics of the transmission beam pattern and the reception beam pattern with respect to the reception signal, thereby forming a transmission / reception beam pattern using the transmission antenna and the reception antenna . That is, instead of controlling the phase and the output of the transmitting antenna or the receiving antenna, signal processing is performed so that the transmitting / receiving beam pattern is applied to the received signal.

따라서 수학식 1 의 송신 빔 패턴과 수학식 2 내지 수학식 3의 수신 빔 패턴 각각 도1 의 (a) 및 (b)에 도시된 레이더 시스템의 송신 안테나 개수 및 수신 안테나 개수를 대입하여, 송신 빔 패턴과 수신 빔 패턴이 모두 반영된 2-way 안테나 패턴(Total-field)을 계산하면, 수학식 4 및 5와 같이 계산된다.Therefore, the transmission beam pattern of Equation (1) and the reception beam pattern of Equation (2) to Equation (3) are substituted by the number of transmission antennas and the number of reception antennas of the radar system shown in FIGS. 1A and 1B, 2-way antenna pattern (Total-field) in which both the pattern and the reception beam pattern are reflected is calculated as shown in Equations (4) and (5).

Figure 112015013075679-pat00010
Figure 112015013075679-pat00010

Figure 112015013075679-pat00011
Figure 112015013075679-pat00011

(여기서

Figure 112015013075679-pat00012
는 하나의 송신 안테나(Tx)와 하나의 수신 안테나(Rx)가 송수신 빔 패턴 형성 시에 기여하는 성분인 단일 안테나 요소를 나타내고,
Figure 112015013075679-pat00013
는 각 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)의 송신 신호에 대한 수신 신호 각각의 가중치 분포로서, 구간 가중치 분포를 나타낸다.)(here
Figure 112015013075679-pat00012
Represents a single antenna element, which is a component contributing to the formation of a transmission / reception beam pattern by one transmission antenna Tx and one reception antenna Rx,
Figure 112015013075679-pat00013
Is a weight distribution of each of the reception signals for the transmission signals of the respective transmission antennas Tx 1 to Tx 5 , and represents a section weight distribution.

수학식 4 및 5 는 도1 의 (a) 및 (b)가 형성하는 송신 빔 패턴 및 수신 빔 패턴이 모두 반영된 전체 송수신 패턴으로, 결과적으로 수신기에서 최종적을 분석하는 수신 신호에 반영되는 패턴이다. 즉 송신 빔 패턴이 반영된 수신 빔 패턴이라 할 수 있다. 수학식 4 및 5로부터 도1 의 (b)에 도시된 레이더 시스템이 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 송신 신호를 전송하는 구간마다 수신 안테나의 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00014
)를 조절하여 수신 신호에 수신 빔 패턴을 반영하고, 수신 빔 패턴이 반영된 수신 신호를 모두 합성하면, 1×60 배열 안테나를 갖는 (a)의 레이더 시스템과 5×12 배열 안테나를 갖는 (b)의 레이더 시스템이 동일한 성능을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다.Equations (4) and (5) are all transmission / reception patterns in which both the transmission beam pattern and the reception beam pattern formed by FIGS. 1 (a) and 1 (b) are reflected, and are consequently reflected in the final received signal analyzed by the receiver. That is, a reception beam pattern in which a transmission beam pattern is reflected. The radar system shown in Equations (4) and (5) to (B) in FIG. 1B may transmit the section weight distribution of the reception antennas (Tx 1 to Tx 5 )
Figure 112015013075679-pat00014
(B) with a radar system of (a) having a 1 × 60 array antenna and a 5 × 12 array antenna when the received beam pattern is reflected on the received signal by combining Of the radar system can exhibit the same performance.

이는 다른 말로, 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)와 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)를 구비하는 (b)의 레이더 시스템이 하나의 송신 안테나(Tx)와 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx60)를 구비하는 (a)의 레이더 시스템과 동일한 성능을 나타내기 위해서는 (a)의 레이더 시스템이 한번 송신 신호를 방사하고, 수신 신호를 수신하는 동안, (b)의 레이더 시스템이 송신 안테나 개수에 대응하는 횟수로 송신 신호를 방사하고, 방사된 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 모두 합성하여야 한다는 것을 의미한다.In other words, the radar system of (b) having a plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx 5 and a plurality of receive antennas Rx 1 to Rx 12 is composed of one transmit antenna Tx and a plurality of receive antennas while Rx radiate 1 ~ Rx 60) (a) a single transmission signal radar systems to indicate the same performance as a radar system (a) of having, and to receive the received signal, the radar system of (b) It means that a transmission signal is radiated a number of times corresponding to the number of transmission antennas and that the reception signals corresponding to the transmitted transmission signals are all synthesized.

그러나 상기한 수학식 4 및 수학식 5가 등가로 계산되기 위해서는 표적이 고정되어 있어야 한다는 가정이 필요하다. 이는 이동 중인 표적을 탐지 하는 경우에는 송신 안테나 스위칭 시간 동안, 즉 송신 안테나가 순차적으로 송신 신호를 방사하는 시간 동안, 표적의 이동으로 인한 방사된 송신 신호들 각각에 대응하는 수신 신호의 위상차가 발생하기 때문이다.However, in order to calculate equations (4) and (5) equally, it is necessary to assume that the target must be fixed. In the case of detecting a moving target, a phase difference of a received signal corresponding to each of the radiated transmission signals due to the movement of the target occurs during the transmission antenna switching time, that is, during a period in which the transmission antennas successively radiate the transmission signal Because.

도1 의 (b)와 같이 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)에서 순차적으로 송신 신호를 방사하고 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)가 수신 신호를 수신하는 경우에는, 수신 신호에 위상차가 발생하지만 수신 신호에 적용되는 수신 빔 패턴에는 표적의 이동에 의한 수신 신호의 위상차가 고려되지 않는다. 따라서 위상차를 갖는 수신 신호에 대해 수신 빔 패턴을 적용하여 합성하면, 수신 빔 패턴에 큰 부엽 레벨(Side lobe level)이 발생된 것과 동일한 현상이 나타난다. 수신 빔 패턴에 부엽 레벨이 발생하는 것은 수신 안테나가 미리 수신 빔을 형성하여 수신 신호를 수신하는 기존 레이더 시스템과 달리, 수신 신호를 수신한 후 신호 처리를 통해 수신 빔의 패턴을 적용하는 방식에서는 수신 신호의 변화가 수신 빔 패턴에 반영될 수 있기 때문이다.When a plurality of transmission antennas Tx1 to Tx5 sequentially emit a transmission signal and a plurality of reception antennas Rx1 to Rx12 receive a reception signal as shown in FIG. 1 (b), a phase difference occurs in the reception signal The phase difference of the reception signal due to the movement of the target is not considered in the reception beam pattern applied to the reception signal. Therefore, when the reception beam pattern having the phase difference is synthesized by applying the reception beam pattern, the same phenomenon occurs as when a large side lobe level is generated in the reception beam pattern. Unlike the existing radar system in which the receiving antenna forms a reception beam and receives the reception signal in advance, the side lobe level is generated in the reception beam pattern. In the method of applying the pattern of the reception beam through the signal processing after receiving the reception signal, This is because a change in the signal can be reflected in the reception beam pattern.

특히 최근의 레이더 시스템은 대부분 시스템의 복잡도를 줄이면서 소형으로 구현하기 위해 통상적으로 송수신 모듈을 사용한다. 이러한 시스템은 복수개의 안테나를 사용하는 장점을 활용하기 위해 송신 및 수신 모듈과 송신 안테나 및 수신 안테나간에 스위칭 모듈을 구비하여 송신 채널 및 수신 채널을 시간적으로 구분하여 사용한다.In particular, most recent radar systems typically use transmit and receive modules to reduce the complexity of the system to a compact size. In order to utilize the advantage of using a plurality of antennas, such a system has a switching module between a transmitting and receiving module, a transmitting antenna and a receiving antenna, and uses a transmission channel and a receiving channel in time division.

이렇게 송신 채널을 시간적으로 구분하여 사용하는 경우, 스위칭 시간 동안 표적이 이동할 수 있으며, 표적이 이동하게 되면, 각 채널간 위상차에 의해 합성되는 수신 빔 패턴에는 큰 부엽 레벨이 발생한다. 그리고 부엽 레벨은 레이더 시스템이 허위 표적을 탐지하는 등과 같이 오동작을 수행하도록 하므로, 억제되어야만 한다.When the transmission channels are temporally divided, the target can be moved during the switching time. When the target moves, a large side level is generated in the reception beam pattern synthesized by the phase difference between the channels. And the side lobe level should be suppressed, as it allows the radar system to perform malfunctions such as detecting false targets.

도2 는 도1 의 (b)의 레이더 시스템이 고정된 물체를 감지할 때 나타나는 수신 신호 특성을 나타낸다.Fig. 2 shows the characteristics of the received signal when the radar system of Fig. 1 (b) detects a fixed object.

최근 레이더 시스템은 요구되는 화각(Field Of View : FOV)(예를 들면, ±35°)을 만족하기 위해 디지털 빔 포밍(Digital Beam Forming : DBF)을 이용한 다중 빔 패턴을 형성 할 수 있다.Recent radar systems can form multiple beam patterns using Digital Beam Forming (DBF) to meet the required field of view (FOV) (e.g., +/- 35 degrees).

도2 에서 (a)는 레이더 시스템에서 복수개의 수신 안테나 패턴에 각각의 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00015
)가 적용되어 -35°의 각도로 형성된 단일 수신 빔의 패턴을 나타내내고, (b)는 -35°로부터 +35°까지의 각도 범위 내에서 형성된 복수개의 수신 빔 패턴을 나타낸다. 도2 의 (a)에 도시된 바와 같이, 고정된 물체를 감지하는 경우, 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)와 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)를 구비하는 레이더 시스템이 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)를 이용하여 순차적으로 송신 신호를 송신하더라도, 수신 빔 패턴에는 부엽 레벨이 크게 나타나지 않는다. 따라서 화각 범위내의 수신 빔의 각도를 변경하거나 다중 빔 패턴으로 구성하더라도 (b)에 도시된 바와 같이 수신 빔의 패턴에 부엽 레벨이 크게 나타나지 않는다.2 (a) is a graph showing the distribution of the weight of each of the plurality of receiving antenna patterns in the radar system
Figure 112015013075679-pat00015
) Is applied to represent a pattern of a single receive beam formed at an angle of -35 [deg.], And (b) shows a plurality of receive beam patterns formed within an angular range of -35 [deg.] To + 35 [deg.]. As shown in FIG. 2A, when a fixed object is detected, a radar system including a plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx 5 and a plurality of reception antennas Rx 1 to Rx 12 includes a plurality of Even if the transmission signal is sequentially transmitted using the transmission antennas Tx 1 to Tx 5 , the side beam level does not appear to be large in the reception beam pattern. Therefore, even when the angle of the reception beam in the angle of view range is changed or the beam is composed of a multi-beam pattern, the sub-lobe level does not appear in the pattern of the reception beam as shown in FIG.

도3 은 이동 표적 탐지 시에 발생하는 수신 신호의 위상 차 및 수신 신호를 나타낸다.3 shows the phase difference and the received signal of the received signal generated when the mobile target is detected.

도3 에서 (a)는 고정 표적과 이동 표적을 탐지하는 각각 경우에 발생하는 수신 신호의 위상차를 나타내었으며, (b)는 이동 표적을 감지하는 경우, 단일 수신 빔의 패턴을 도시하였다. 도3 에서 이동 표적의 이동 속도는 80Km/h 로 설정되어 있으며, 도1 의 (b)에 도시한 바와 같이 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)의 개수가 12개이고, 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 순차적으로 송신 신호를 송신하는 경우를 나타내었다. 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 순차적으로 송신 신호를 송신하고, 12개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)가 수신 신호를 수신하므로, 12개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)에서 수신하는 전체 수신 신호의 개수는 60개이다.In FIG. 3, (a) shows the phase difference of the received signal occurring in each case of detecting the fixed target and the moving target, and (b) shows a pattern of a single receiving beam when detecting a moving target. FIG moving speed of the moving target in the three is set to 80Km / h, and also (b) a receive antenna (Rx1 ~ Rx 12) numbered, the number is 12, and five transmitting antennas, as shown in 1 (Tx 1 ~ Tx 5 ) sequentially transmit the transmission signals. Since the five transmission antennas Tx 1 to Tx 5 sequentially transmit the transmission signals and the twelve reception antennas Rx 1 to Rx 12 receive the reception signals, the twelve reception antennas Rx 1 to Rx 12 receive The total number of received signals is 60.

도3 의 (a)를 살펴보면, 고정된 표적의 경우에는 복수개의 수신 신호를 수신하는 경우에도 위상차가 발생하지 않으나, 이동하는 표적의 경우에는 12개의 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)가 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5) 각각이 시간차를 두고 방사한 송신 신호를 수신하므로, 12개 단위로 수신 신호에 위상차가 발생하였음을 알 수 있다.Referring to Figure 3 (a), in the case of the fixed targets include, but not the phase difference occurs even when receiving a plurality of received signals, in the case of the moving target has 12 reception antennas (Rx1 ~ Rx 12) are five transmission Since each of the antennas Tx 1 to Tx 5 receives a transmission signal radiated with a time difference, it can be seen that a phase difference occurs in the reception signal in units of 12.

수신 신호의 위상차로 인해 시간차를 두고 수신된 수신 신호에 대한 수신 빔 패턴인 도3 의 (b)를 도2 의 (a)와 비교하면 합성된 수신 빔 패턴에 큰 부엽 레벨이 발생하였음을 알 수 있다. 이러한 부엽 레벨은 도2 의 (b)와 같이 다중 빔 패턴을 형성하는 경우에 더욱 크게 나타날 수 있어, 레이더 시스템이 허위 표적을 탐지하는 오동작을 수행할 수 있다. 즉 표적이 고속으로 이동하고, 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)가 순차적으로 송신하게 되면, 송신 신호의 시간차에 의해 수신 신호에 대한 수신 빔 패턴에는 부엽 레벨이 크게 나타나게 된다는 문제가 있다.Comparing FIG. 3 (b) with FIG. 2 (a), which is a reception beam pattern for a reception signal received with a time difference due to the phase difference of the reception signal, it can be seen that a large side level is generated in the synthesized reception beam pattern have. Such a sub-lobe level can be displayed even more when the multi-beam pattern is formed as shown in FIG. 2 (b), so that the radar system can perform a malfunction for detecting a false target. That is, when the target is moved at a high speed and a plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx 5 are sequentially transmitted, there is a problem in that the side lobe level is greatly displayed in the reception beam pattern for the reception signal due to the time difference of the transmission signal.

대한민국 공개특허 제10-2004-0025113호(2004.03.24.공개)Korean Patent Publication No. 10-2004-0025113 (published on March 24, 2004)

본 발명의 목적은 수신 신호의 위상 차에 의해 발생하는 수신 빔의 부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a transmission switching radar system capable of suppressing a side lobe level of a reception beam caused by a phase difference of a reception signal.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 송신 스위칭 레이더 시스템은 기준 신호에 응답하여 송신 신호를 생성하고, 복수개의 송신 안테나를 기설정된 순서로 하나씩 선택하고, 선택된 상기 송신 안테나를 통해 상기 송신 신호를 방사하는 송신부; 복수개의 수신 안테나를 통해 상기 송신 신호에 대응하는 복수개의 수신 신호를 인가받아 기설정된 수신 빔 패턴에 대응하는 가중치를 할당하고 합성하여, 상기 수신 빔 패턴이 적용된 상기 합성 수신 신호를 획득하고, 상기 수신 빔 패턴과 별도로 상기 복수개의 송신 안테나 중 하나의 송신 안테나에서 방사된 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 제외한 나머지 수신 신호들을 블로킹하기 위한 블로킹 빔 패턴을 생성하며, 생성된 상기 수신 빔 패턴과 상기 블로킹 빔 패턴을 곱하여 최종 수신 빔 패턴이 적용된 최종 수신 신호를 획득하는 수신부; 및 상기 기준 신호를 생성하여 상기 송신부로 전송하고, 상기 최종 수신 신호를 분석하여 표적의 위치를 판별하는 신호 처리부; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a transmission switching radar system including: a transmitter for generating a transmission signal in response to a reference signal, selecting a plurality of transmission antennas one by one in a predetermined order, A transmitter for emitting a signal; Receiving a plurality of reception signals corresponding to the transmission signals through a plurality of reception antennas, assigning weights corresponding to predetermined reception beam patterns and combining the reception signals, acquiring the composite reception signals to which the reception beam patterns are applied, Generating a blocking beam pattern for blocking other received signals except a received signal corresponding to the transmit signal radiated from one transmit antenna of the plurality of transmit antennas separately from the beam pattern, A reception unit for multiplying a beam pattern to obtain a final reception signal to which a final reception beam pattern is applied; A signal processor for generating the reference signal and transmitting the signal to the transmitter, and analyzing the final received signal to determine a position of the target; .

상기 수신부는 상기 복수개의 수신 안테나 각각을 통해 인가되는 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 상기 복수개의 수신 신호 각각에 대응하는 상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나의 상기 수신 빔 패턴 기여도를 나타내는 구간 가중치 분포를 상기 가중치로 상기 복수개의 수신 신호에 기설정된 방식으로 가중하는 가중치 할당부; 상기 가중치 할당부에서 상기 가중치가 할당된 상기 복수개의 수신 신호를 인가받아 기설정된 방식으로 합성하여, 상기 수신 빔 패턴이 반영된 합성 수신 신호를 획득하는 수신 신호 합성부; 상기 가중치 할당부와 병렬로 상기 복수개의 수신 안테나 각각을 통해 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 상기 복수개의 송신 안테나 중 초기에 송신 신호를 방사하는 초기 송신 안테나 이외의 송신 안테나에서 방사된 송신 신호에 대한 수신 신호에서 발생하는 위상차에 의해 상기 수신 빔 패턴에 부엽 레벨이 발생하는 위치에 0의 값을 갖는 상기 블로킹 빔 패턴을 생성하는 윈도우 생성부; 및 상기 수신 빔 패턴과 상기 블로킹 빔 패턴을 곱셈 연산하여 최종 수신 빔 패턴이 적용된 최종 수신 신호를 획득하는 윈도우 합성부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the reception unit receives the plurality of reception signals applied through each of the plurality of reception antennas and outputs a section weight distribution indicating the reception beam pattern contribution of the transmission antennas and the reception antennas corresponding to the plurality of reception signals, A weight assigning unit for weighting the plurality of received signals in a predetermined manner with the weight; A reception signal synthesizer for receiving the plurality of reception signals to which the weights are assigned by the weight assigning unit and combining the received signals in a predetermined manner to obtain a combined reception signal reflecting the reception beam pattern; A plurality of reception antennas for receiving the plurality of reception signals through the plurality of reception antennas in parallel with the weight assignment unit and for receiving a transmission signal radiated from a transmission antenna other than the initial transmission antenna, A window generating unit for generating the blocking beam pattern having a value of 0 at a position where a side lobe level is generated in the reception beam pattern by a phase difference generated in a reception signal for the received beam pattern; And a window combining unit for performing a multiplication operation on the reception beam pattern and the blocking beam pattern to obtain a final reception signal to which a final reception beam pattern is applied; And a control unit.

상기 가중치 할당부는 상기 송신부에 의해 상기 복수개의 송신 안테나 중 선택된 송신 안테나에서 송신된 송신 신호에 대응하여 상기 복수개의 수신 안테나가 수신한 복수개의 수신 신호를 인가받고, 인가된 상기 복수개의 수신 신호 각각에 상기 가중치를 가중하여 복수개의 가중 수신 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Wherein the weight assigning unit receives a plurality of reception signals received by the plurality of reception antennas corresponding to transmission signals transmitted from the transmission antennas selected from the plurality of transmission antennas by the transmission unit, And weighted values are weighted to generate a plurality of weighted received signals.

상기 수신 신호 합성부는 상기 가중치 할당부로부터 상기 복수개의 가중 수신 신호를 인가받아 합성하여 합성 수신 신호를 생성하고, 상기 복수개의 송신 안테나 중 나머지 송신 안테나에서 송신된 송신 신호에 대응하는 상기 복수개의 가중 수신 신호가 인가되면, 생성된 상기 합성 수신 신호에 누적하여 합성하는 것을 특징으로 한다.Wherein the reception signal combining unit receives the weighted reception signals from the weight assigning unit and combines them to generate a combined reception signal, and outputs the weighted reception signals corresponding to the transmission signals transmitted from the remaining transmission antennas among the plurality of transmission antennas When the signal is applied, the signal is accumulated and synthesized in the synthesized reception signal.

상기 윈도우 생성부는 상기 복수개의 수신 안테나를 통해 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 인가된 상기 복수개의 수신 신호 중 상기 초기 송신 안테나에서 방사된 상기 송신 신호에 대응하는 상기 복수개의 수신 신호에 대해서는 기설정된 균일 분포를 적용하고 나머지 수신 신호는 제거하는 블로킹 윈도우를 생성하고, 생성된 상기 블로킹 윈도우에 대응하는 수신 빔 패턴인 블로킹 빔 패턴을 생성하는 것을 특징으로 한다.Wherein the window generation unit receives the plurality of reception signals through the plurality of reception antennas and receives the plurality of reception signals corresponding to the transmission signals emitted from the initial transmission antennas among the plurality of reception signals, Generating a blocking window for applying a uniform distribution and removing the remaining received signals, and generating a blocking beam pattern which is a reception beam pattern corresponding to the generated blocking window.

따라서, 본 발명의 부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템은 순차적으로 방사된 복수개의 송신 신호에 대응하는 복수개의 수신 신호 중 위상차가 발생하지 않는 첫번째 송신 신호에 대한 수신 신호는 균일 분포를 적용하고, 나머지 수신 신호에 대해서는 위상차가 억제될 수 있도록 블로킹 윈도우를 생성하여 마스킹 함으로써, 부엽 레벨을 크게 감소 시킬 수 있다. 그러므로 레이더 시스템이 허위 표적을 탐지하는 등의 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, in the transmission switching radar system capable of suppressing the side lobe level of the present invention, the reception signal for the first transmission signal in which no phase difference occurs among the plurality of reception signals corresponding to the plurality of transmission signals sequentially emitted is uniformly distributed And the blocking window is generated and masked so that the phase difference can be suppressed with respect to the remaining received signals, thereby greatly reducing the level of the side lobes. Therefore, it is possible to prevent an error such as a false target being detected by the radar system.

도1 은 송신 및 수신 안테나의 개수가 다른 기존의 레이더 시스템의 일예를 나타낸다.
도2 는 도1 의 (b)의 레이더 시스템이 고정된 물체를 감지할 때 나타나는 수신 신호 특성을 나타낸다.
도3 은 이동 표적 탐지 시에 발생하는 수신 신호의 위상 차 및 수신 신호를 나타낸다.
도4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템을 나타낸다.
도5 는 블로킹 윈도우의 크기 및 블로킹 윈도우에 대응하는 빔 패턴을 나타낸다.
도6 은 수신 신호와 블로킹 윈도우 신호를 합성하는 과정을 나타낸다.1 shows an example of an existing radar system having different numbers of transmission and reception antennas.
Fig. 2 shows the characteristics of the received signal when the radar system of Fig. 1 (b) detects a fixed object.
3 shows the phase difference and the received signal of the received signal generated when the mobile target is detected.
FIG. 4 illustrates a transmit switching radar system capable of suppressing side lobe levels according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the size of the blocking window and the beam pattern corresponding to the blocking window.
6 shows a process of combining a received signal and a blocking window signal.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

도4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 부엽 레벨을 억제할 수 있는 송신 스위칭 레이더 시스템을 나타낸다.FIG. 4 illustrates a transmit switching radar system capable of suppressing side lobe levels according to an embodiment of the present invention.

도4 를 참조하면, 본 발명의 레이더 시스템(100)은 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)와 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN), 신호 처리부(110), 송신부(120) 및 수신부(130)를 구비한다.4, the radar system 100 of the present invention includes a plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx M , a plurality of receive antennas Rx 1 to Rx N , a signal processing unit 110, a transmitter 120, And a receiving unit 130.

먼저 신호 처리부(110)는 송신 신호를 생성하기 위한 기준 신호를 생성하여 송신부(120)로 전송한다. 그리고 신호 처리부(110)는 수신부(120)로부터 인가되는 수신 신호를 분석하여 물체의 존재 및 위치를 판별한다.First, the signal processing unit 110 generates a reference signal for generating a transmission signal and transmits the reference signal to the transmission unit 120. The signal processing unit 110 analyzes the received signal from the receiving unit 120 to determine the presence and position of the object.

송신부(120)는 신호 처리부(110)로부터 기준 신호를 인가받아 기설정된 주파수 대역의 송신 신호로 변조하고, 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)를 순차적으로 하나씩 선택하며, 선택된 송신 안테나로 송신 신호를 전달한다.The transmitter 120 receives the reference signal from the signal processor 110 and modulates the received reference signal into a transmission signal of a predetermined frequency band, sequentially selects a plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx M one by one, Signal.

송신부(120)는 주파수 발생부(121), 송신 증폭부(122), 송신 스위칭부(123)를 포함한다. 주파수 발생부(121)는 신호 처리부(110)로부터 기준 신호를 인가받고, 국부 발진(Local Oscillator) 신호를 생성하여, 기준 신호와 국부 발진 신호를 합성함으로써, 기준 신호를 기설정된 주파수 대역의 송신 신호로 상향 변조한다.The transmission unit 120 includes a frequency generation unit 121, a transmission amplification unit 122, and a transmission switching unit 123. The frequency generator 121 receives a reference signal from the signal processor 110 and generates a local oscillator signal to synthesize a reference signal and a local oscillation signal to generate a reference signal as a transmission signal of a predetermined frequency band .

송신 증폭부(122)는 주파수 발생부(121)에서 기준 신호가 변조된 송신 신호를 수신하여 증폭한다. 그리고, 송신 스위칭부(123)는 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 중 송신 신호를 방사할 송신 안테나를 기설정된 순서로 하나씩 순차적으로 선택하고, 송신 증폭부(122)에서 증폭된 송신 신호를 인가받아 선택된 송신 안테나로 전달한다. 여기서 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)가 송신 신호를 방사할 순서가 지정되는 것은 수학식 5 에 나타난 바와 같이 수신부(130)에서 수신 신호에 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00016
)를 할당할 때 송신 안테나에 따라 서로 다른 값을 할당해야 하기 때문이다.The transmission amplifying unit 122 receives the transmission signal modulated by the reference signal in the frequency generating unit 121 and amplifies the transmission signal. The transmission switching unit 123 sequentially selects one of the plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx M to radiate a transmission signal one by one in a predetermined order and outputs the transmission signal amplified by the transmission amplification unit 122, And transmits it to the selected transmission antenna. Here, the order in which the transmission antennas Tx 1 to Tx M emit the transmission signals is designated as shown in Equation (5)
Figure 112015013075679-pat00016
) Are assigned to different values according to the transmission antennas.

복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)는 각각 송신부(120)에서 전송되는 신호를 방사한다. 이 때 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)는 송신부(120)에 의해 순차적으로 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 중 하나의 송신 안테나가 선택되고, 선택된 송신 안테나가 송신부(120)에서 인가되는 송신 신호를 방사한다. 그리고 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)는 각각 송신 신호의 파장(λ)보다 큰 기설정된 간격으로 배열된다.The plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx M emit signals transmitted from the transmitter 120, respectively. At this time, a plurality of transmission antennas (Tx 1 ~ Tx M) is the sequence of a plurality of transmission antennas (Tx 1 ~ Tx M), one transmit antenna is selected, the selected transmission antennas of the transmitter 120 by the transmitter 120 And emits a transmission signal. The plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx M are arranged at predetermined intervals larger than the wavelength? Of the transmit signal.

도1 의 레이더 시스템에서 상기한 송신부(120)와 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)의 구성 및 동작은 기존의 송신 스위칭 레이더 시스템과 동일하므로 별도로 상세히 설명하지 않는다.The configuration and operation of the transmitter 120 and the transmit antennas Tx 1 to Tx M in the radar system of FIG. 1 are the same as those of the conventional transmit switching radar system, and thus will not be described in detail.

한편, 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)는 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 중 선택된 하나의 송신 안테나에서 방사된 송신 신호가 표적에 반사된 반사 신호를 수신 신호로서 수신한다. 이때 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)는 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)와 달리 다른 수신 안테나의 수신 신호 수신 여부에 무관하게 수신 신호를 수신하여 수신부(130)로 전송한다. 즉 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)는 동시에 수신 신호를 수신할 수 있다.On the other hand, the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N receive a reflection signal in which a transmission signal radiated from a selected one of a plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx M is reflected on a target, as a reception signal. Unlike the transmit antennas Tx 1 to Tx M , the plurality of receive antennas Rx 1 to Rx N receive the receive signals regardless of whether they are received by other receive antennas, and transmit the receive signals to the receiver 130. That is, the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N can receive the reception signal at the same time.

수신부(130)는 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN) 각각을 통해 수신 신호가 인가되면, 미리 지정된 수신 빔 패턴을 적용하기 위해, 인가된 복수개의 수신 신호 각각에 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00017
)를 할당한다. 그리고 수신 빔 패턴이 적용된 복수개의 수신 신호를 합성하여 수신 신호를 생성하여 신호 처리부(110)로 전송한다. 이때 본 발명의 수신부(130)는 수신 빔 패턴과 별도로 블로킹 윈도우를 생성하고, 복수개의 수신 신호를 이용하여 블로킹 윈도우에 대응하는 블로킹 빔 패턴을 생성하여 수신 빔 패턴과 합성함으로써, 수신 빔 패턴에 발생한 부엽 레벨을 억제한다.When a reception signal is applied through each of the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N , the reception unit 130 applies a predetermined weighting distribution to the plurality of received signals to apply a predetermined reception beam pattern
Figure 112015013075679-pat00017
). And combines a plurality of reception signals to which a reception beam pattern is applied to generate a reception signal and transmits the reception signal to the signal processing unit 110. At this time, the receiving unit 130 of the present invention generates a blocking window separately from the reception beam pattern, generates a blocking beam pattern corresponding to the blocking window using a plurality of reception signals, and synthesizes the blocking beam pattern with the reception beam pattern, Suppresses the level of side lobes.

수신부(130)는 가중치 할당부(131), 수신 신호 합성부(132), 윈도우 신호 합성부(133) 및 윈도우 생성부(134)를 구비한다.The reception unit 130 includes a weight assignment unit 131, a reception signal synthesis unit 132, a window signal synthesis unit 133, and a window generation unit 134.

먼저 가중치 할당부(131)는 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN) 각각을 통해 인가되는 복수개의 수신 신호 각각 대해 수학식 5의 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00018
)를 미리 계산하여 할당함으로써, 복수개의 수신 신호 각각에 대해 기지정된 수신 빔 패턴을 적용한다.First, the weight assigning unit 131 assigns the interval weight distributions of the equation (5) to each of the plurality of reception signals applied through the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N
Figure 112015013075679-pat00018
) By applying a predetermined reception beam pattern to each of a plurality of received signals.

상기한 바와 같이 최근의 레이더 시스템은 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)의 위상 및 출력을 조절하여 수신 빔 패턴을 형성하지 않고, 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)를 통해 수신된 수신 신호에 대해 가중치를 할당함으로써 수신 빔 패턴을 형성하는 것과 동등한 효과를 발생하도록 한다. 이에 가중치 할당부(131)는 수신 신호 각각에 대해 수신 신호를 수신한 수신 안테나의 단일 안테나 요소인 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00019
)를 할당하여, 해당 수신 신호에 수신 빔 패턴을 적용한다.Without forming the receiving beam patterns by adjusting the phase and the output of the last of the radar system, the receive antenna (Rx 1 ~ Rx N) as described above, the receiving antenna for the received signal received via the (Rx 1 ~ Rx N) So that the same effect as that of forming the reception beam pattern can be obtained by assigning weights. The weight assigning unit 131 assigns a weight to each of the received signals, which is a single antenna element of the receiving antenna,
Figure 112015013075679-pat00019
), And applies a reception beam pattern to the received signal.

이때 수학식 5 에 나타난 바와 같이 가중치 할당부(131)는 현재 수신되는 수신 신호에 대응하는 송신 신호를 방사한 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 및 수신 신호를 수신한 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)에 따라 서로 다른 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00020
)를 적용한다. 가중치 할당부(131)는 현재 인가된 수신 신호가 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 중 어느 송신 안테나에서 방사된 송신 신호에 대한 신호인지 판별하기 위해, 송신부(120)의 송신 스위칭부(123)로부터 스위칭 신호를 인가받을 수 있다.As shown in Equation (5), the weight assigning unit 131 includes transmit antennas Tx 1 to Tx M that emit transmit signals corresponding to the currently received receive signals and receive antennas Rx 1 to Rx N ), the different interval weight distributions (
Figure 112015013075679-pat00020
) Is applied. The weight assigning unit 131 assigns a weight to the transmit switching unit (TX) of the transmitter 120 in order to determine which of the plurality of transmit antennas (Tx 1 to Tx M ) 123 may receive a switching signal.

수신 신호 합성부(132)는 가중치 할당부(131)에서 수신 빔 패턴이 적용된 복수개의 수신 신호를 인가받아 합성하여 합성 수신 신호를 획득한다. 상기한 바와 같이, 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00021
)는 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 및 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN) 각각의 수신 빔 패턴에 대한 기여분이 구분된 가중치이다. 따라서 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 및 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN) 각각의 기여분이 모두 통합되어야만 실제 필요로 하는 수신 빔 패턴을 형성할 수 있다.The reception signal combining unit 132 receives and synthesizes a plurality of reception signals to which a reception beam pattern is applied by the weight assigning unit 131 to obtain a combined reception signal. As described above, the interval weight distribution (
Figure 112015013075679-pat00021
Is a weighted value obtained by dividing a contribution of each of a plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx M and a plurality of receive antennas Rx 1 to Rx N to a receive beam pattern. Therefore, only the contributions of the plurality of transmit antennas Tx 1 to Tx M and the plurality of receive antennas Rx 1 to Rx N are all combined to form a required receive beam pattern.

즉 수신 빔 패턴은 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)가 순차적으로 송신한 복수개의 송신 신호에 대응하여 복수개의 수신 안테나에서 수신된 수신 신호 전체에 반영된 패턴이므로, 레이더 시스템에서 생성하는 수신 빔 패턴은 수신 신호 합성부(132)에서 최종적으로 합성된 합성 수신 신호에 적용된 패턴인 것으로 판별할 수 있다.That is, the reception beam pattern is a pattern that is reflected in all the reception signals received by the plurality of reception antennas corresponding to the plurality of transmission signals sequentially transmitted by the plurality of transmission antennas (Tx 1 to Tx M ) The pattern can be determined to be a pattern applied to the synthesized reception signal finally synthesized by the reception signal synthesizer 132. [

그러므로 수신 신호 합성부(132)는 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM) 각각에서 순차적으로 방사된 복수개의 송신 신호 각각에 대응하여 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)가 수신한 수신 신호를 기설정된 방식으로 합성하여 하나의 수신 신호로 통합하여 기설정된 수신 빔 패턴이 적용된 수신 신호를 획득한다. 수신 신호 합성부(132)는 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)에서 각각 방사된 송신 신호에 대응하여, 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)의 개수만큼 수신된 수신 신호를 우선 합성한다. 즉 함께 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)로 수신되고 가중치 할당부(131)에서 가중치가 할당된 수신 신호들을 합성한다. 그리고 지정된 순서에 따라 이후 송신 안테나에서 송신된 송신 신호에 대응하는 복수개의 수신 신호를 합성하고, 합성된 수신 신호를 이전 합성된 수신 신호들과 다시 합성한다.Therefore, the reception signal combining unit 132 may combine the reception signals (Rx 1 to Rx N ) received by the plurality of reception antennas (Rx 1 to Rx N ) corresponding to each of the plurality of transmission signals sequentially emitted from the plurality of transmission antennas (Tx 1 to Tx M ) And integrates them into one received signal to obtain a received signal to which a predetermined receive beam pattern is applied. The reception signal combining unit 132 synthesizes the reception signals received by the number of reception antennas Rx 1 to Rx N in accordance with the transmission signals respectively radiated from the plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx M. That is, received by a plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N together and weighted by the weight assigning unit 131. Then, a plurality of reception signals corresponding to the transmission signals transmitted from the transmission antennas are combined according to the designated order, and the combined reception signals are combined with the reception signals synthesized in advance.

수신 신호 합성부(132)가 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)에서 방사된 송신 신호에 대한 수신 신호들을 합성하는 것은, 도1 에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 송신 스위칭 레이더 시스템이 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)를 구비하여, 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)의 개수를 하나의 송신 안테나를 구비하는 레이더 시스템에 비해 크게 줄였음에도 동등한 성능을 획득할 수 있도록 수신 신호에 수신 빔 패턴을 적용하기 위함이다.The combining of the reception signals for the transmission signals emitted from the plurality of transmission antennas (Tx 1 to Tx M ) by the reception signal synthesizing unit 132 is as follows. As shown in FIG. 1, the transmission switching radar system of the present invention includes a plurality of (Tx 1 to Tx M ), and the number of receiving antennas Rx 1 to Rx N is reduced to be larger than that of a radar system having one transmitting antenna. However, in order to obtain equivalent performance, This is to apply the beam pattern.

본 발명에서 수신 빔 패턴은 단일 수신 빔 패턴 또는 다중 수신 빔 패턴으로 형성될 수 있다.In the present invention, the reception beam pattern may be formed as a single reception beam pattern or multiple reception beam patterns.

한편 윈도우 생성부(134)는 가중치 할당부(131)와 마찬가지로 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN) 각각을 통해 인가되는 복수개의 수신 신호를 인가받고, 복수개의 수신 신호에 대응하는 블로킹 윈도우(Blocking Window)를 생성한다.Meanwhile, the window generating unit 134 receives a plurality of reception signals applied through each of the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N as in the weight assigning unit 131, and generates a blocking window corresponding to a plurality of reception signals Blocking Window).

여기서 블로킹 윈도우는 송신부(120)가 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)를 순차적으로 하나씩 선택하여 송신 신호를 송신하는 동안, 표적이 이동함으로 인해 동일한 표적에 대한 수신 신호 사이의 위상 차에 의해 수신 신호 합성부(132)에서 최종적으로 합성된 수신 빔 패턴에 발생한 부엽 레벨을 억제하기 위해 생성되는 마스킹 신호이다.Here, the blocking window is a window in which the transmitting unit 120 selects one of a plurality of transmitting antennas Tx 1 to Tx M one by one and transmits the transmitting signal. By moving the target, And is a masking signal generated to suppress the level of the side lobe generated in the reception beam pattern finally synthesized by the reception signal synthesizer 132. [

도5 는 블로킹 윈도우 및 블로킹 윈도우에 대응하는 빔 패턴을 나타낸다.Figure 5 shows a beam pattern corresponding to a blocking window and a blocking window.

상기한 바와 같이 수신 신호의 부엽 레벨은 도3 의 (a)에 도시된 바와 같이 이동 표적을 감지하는 경우에 수신 신호의 위상 변화에 의해 발생한다. 이는 가중치 할당부(131)에서 할당되는 구간 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00022
)가 표적의 이동을 고려하지 않고 설정된 수신 빔 패턴에 따라 적용되었고, 수신 신호 합성부(132)에서 가중치 할당부(131)에서 인가되는 수신 신호들을 합성하여 수신 빔 패턴을 적용하기 때문이다. 따라서 블로킹 윈도우는 표적의 이동에 의한 위상 변화가 발생하지 않는 초기의 수신 신호에 대한 수신 빔 패턴은 그대로 적용되도록 하고, 이후 표적의 이동에 의해 위상 변화가 발생하는 수신 신호들에 대한 수신 빔 패턴에서는 위상 변화에 의해 발생한 부엽 레벨을 억제하도록 도5 의 (a)에 도시된 바와 같이 구성되는 것이 바람직하다. 도5 는 도1 의 (b)에 도시된 수신 안테나(Rx1 ~ Rx12)의 개수가 12개이고, 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5)를 포함하는 레이더 시스템을 기준으로 생성된 블로킹 윈도우를 나타낸다.As described above, the side lobe level of the received signal is generated by the phase change of the received signal when the mobile target is detected, as shown in (a) of FIG. This is because the interval weight distribution (i. E.
Figure 112015013075679-pat00022
Is applied according to the set reception beam pattern without considering the movement of the target and the reception signal combiner 132 combines the reception signals applied from the weight assigner 131 to apply the reception beam pattern. Therefore, in the blocking window, the reception beam pattern for the initial reception signal in which the phase change due to the movement of the target does not occur is applied as it is. Then, in the reception beam pattern for the reception signals in which the phase change occurs by the movement of the target It is preferable to configure it as shown in Fig. 5 (a) so as to suppress the side lobe level caused by the phase change. 5 shows a block diagram of a radar system including 12 transmit antennas (Tx 1 to Tx 5 ) and 12 receive antennas (Rx 1 to Rx 12 ) shown in FIG. 1 (b) .

도5 의 (a)를 살펴보면 블로킹 윈도우는 5개의 송신 안테나(Tx1 ~ Tx5) 중 하나의 송신 안테나(Tx1)에서 방사된 초기 송신 신호에 대해 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)가 수신한 12개의 수신 신호는 최대한 그대로 수신되도록 1의 값으로 설정되는데 비해, 이후 4개의 송신 안테나(Tx2 ~ Tx5)에서 방사된 송신 신호에 대해 12개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)가 수신한 48개의 수신 신호에 대해서는 위상 변화를 차단할 수 있도록 구성된다.Fig. Referring to (a) of the five blocking window is five transmit antennas (Tx 1 ~ Tx 5) receiving a receive antenna (Rx 1 ~ Rx N) for the initial transmission signal radiated from a transmission antenna (Tx 1) of the 12 receive signals are set to a value of 1 so as to be received as much as possible while 12 receive antennas Rx 1 to Rx N are received for the transmit signals radiated from the four transmit antennas Tx 2 to Tx 5 And the phase change can be blocked for one 48 received signals.

즉 블로킹 윈도우는 위상차가 발생하지 않은 첫 번째 송신 안테나(Tx1) 신호에 대한 수신 신호에 대해서만 균일 분포(Uniform distribution)를 적용하고 나머지 송신 안테나(Tx2 ~ Tx5)에 대한 수신 신호에는 영을 곱해 신호를 제거시키는 윈도우로서, 필터의 기능을 수행한다. 즉 블로킹 윈도우는 수신 신호에 대해 하나의 송신 안테나와 12개의 수신 안테나를 구비한 시스템에서 수신 빔을 생성한 것과 같은 효과를 갖는다. 여기서 블로킹 윈도우는 복수개의 수신 안테나(Rx1 ~ RxN)에서 인가되는 수신 신호를 가중치 할당부(131)와 병렬로 인가받는 윈도우 생성부(134)에서 생성되므로, 수신 신호 합성부(132)에서 생성되는 수신 빔 패턴에는 영향을 미치지 않는다.That is, the blocking window applies a uniform distribution only to the reception signal for the first transmission antenna (Tx 1 ) signal in which the phase difference has not occurred, and applies the uniform distribution to the reception signals for the remaining transmission antennas (Tx 2 to Tx 5 ) A window to remove the multiplication signal, which performs the function of a filter. That is, the blocking window has the same effect as generating a reception beam in a system having one transmission antenna and twelve reception antennas with respect to the reception signal. Since the blocking window is generated by the window generating unit 134 receiving the reception signals applied from the plurality of reception antennas Rx 1 to Rx N in parallel with the weight assigning unit 131, It does not affect the generated reception beam pattern.

도5 의 (a)에 도시된 블로킹 윈도우를 수학식 5와 같이 2-way 안테나 패턴(Total-field)의 형태로 변환하면, 수학식 6 과 같이 계산 될 수 있다.The blocking window shown in FIG. 5A is transformed into a 2-way antenna pattern (Total-field) as shown in Equation (5).

Figure 112015013075679-pat00023
Figure 112015013075679-pat00023

(여기서

Figure 112015013075679-pat00024
는 하나의 송신 안테나(Tx)와 하나의 수신 안테나(Rx)가 송수신 빔 패턴 형성 시에 기여하는 성분인 단일 안테나 요소를 나타내고,
Figure 112015013075679-pat00025
는 블로킹 윈도우의 가중치 분포인 블로킹 가중치 분포를 나타낸다.)(here
Figure 112015013075679-pat00024
Represents a single antenna element, which is a component contributing to the formation of a transmission / reception beam pattern by one transmission antenna Tx and one reception antenna Rx,
Figure 112015013075679-pat00025
Represents the blocking weight distribution, which is the weight distribution of the blocking window.)

수학식 6 에서 블로킹 가중치 분포는 도5 의 (a)에 도시된 바와 같이 위상차가 발생하지 않은 첫 번째 송신 안테나(Tx1) 신호에 대한 수신 신호들에 대해서만 균일 분포(Uniform distribution) 의 형태를 갖는다.The blocking weight distribution in Equation (6) has a uniform distribution form only for the received signals for the first transmission antenna (Tx 1 ) signal in which no phase difference has occurred as shown in FIG. 5 (a) .

윈도우 생성부(134)는 수학식 6 에 따라 블로킹 윈도우에 대한 수신 빔 패턴인 블로킹 패턴을 생성한다. 도5 의 (b)는 윈도우 생성부(134)에서 생성된 블로킹 패턴의 일 예를 나타낸다. 이렇게 생성된 블로킹 패턴은 (b)에 도시된 바와 같이, 가중치 할당부(131)가 위상차가 발생한 수신 신호에 대해 지정된 수신 빔 패턴을 적용함에 따라 부엽 레벨이 발생하는 위치와 거의 유사한 위치에 영(Null)점을 갖는 수신 빔 패턴을 생성하게 된다.The window generating unit 134 generates a blocking pattern which is a reception beam pattern for the blocking window according to Equation (6). FIG. 5B shows an example of the blocking pattern generated by the window generating unit 134. FIG. As shown in (b), the weighting assigning unit 131 applies the designated reception beam pattern to the reception signal in which the phase difference is generated, Null) point of the received beam pattern.

다시 도4 를 참조하면, 윈도우 생성부(134)는 복수개의 수신 신호에 블로킹 가중치 분포(

Figure 112015013075679-pat00026
)를 할당함으로써, 수신 신호에 대한 블로킹 빔 패턴을 적용하고, 블로킹 빔 패턴이 적용된 블로킹 신호를 윈도우 합성부(133)로 전송한다.Referring again to FIG. 4, the window generation unit 134 generates a blocking weight distribution (
Figure 112015013075679-pat00026
), Thereby applying a blocking beam pattern to the received signal and transmitting the blocking signal to which the blocking beam pattern is applied to the window combining unit 133. [

여기서 윈도우 생성부(134)는 수신 신호 합성부(132)와 마찬가지로 복수개의 송신 안테나(Tx1 ~ TxM)에서 방사된 송신 신호에 대한 수신 신호들을 모두 합성하여 블로킹 빔 패턴을 생성한 후 윈도우 합성부(133)로 전송한다.In this case, the window generating unit 134 generates a blocking beam pattern by combining all the reception signals for the transmission signals emitted from the plurality of transmission antennas Tx 1 to Tx M , as in the reception signal combining unit 132, (133).

윈도우 합성부(133)는 수신 신호 합성부(132)에서 인가되는 합성 수신 신호에 대한 수신 빔 패턴과 윈도우 생성부(134)에서 인가된 블로킹 빔 패턴을 곱하여, 부엽 레벨이 억제된 최종 수신 빔 패턴을 생성하며, 생성된 최종 수신 빔 패턴은 분석되어야 할 최종 수신 신호에 적용된 패턴이므로, 최종 수신 빔 패턴을 신호 처리부(110)로 전송한다. 즉 신호 처리부(110)로 전송되는 최종 수신 빔 패턴이 곧 수신 신호에 부엽 레벨이 억제된 수신 빔 패턴이 적용된 최종 수신 신호이다.The window combining unit 133 multiplies the reception beam pattern for the combined reception signal applied by the reception signal combining unit 132 by the blocking beam pattern applied by the window generating unit 134 to generate a final reception beam pattern And the generated final received beam pattern is a pattern applied to the final received signal to be analyzed, so that the final received beam pattern is transmitted to the signal processing unit 110. That is, the final reception beam pattern transmitted to the signal processing unit 110 is the final reception signal to which the reception beam pattern with the suppression of the side lobe level is applied to the reception signal.

그리고 신호 처리부(110)는 최종 수신 신호를 인가받아 분석하여 표적의 위치를 판별한다.The signal processing unit 110 receives the final received signal and analyzes it to determine the position of the target.

도6 은 수신 신호와 블로킹 신호를 합성하는 과정을 나타낸다.6 shows a process of combining a received signal and a blocking signal.

도6 에서 (a)는 수신 신호 합성부(132)에서 생성된 수신 빔 패턴으로 수신 신호의 위상 변화에 의해 큰 부엽 레벨이 발생하였다. 그리고 (b)는 윈되우 생성부(134)에서 생성된 블로킹 빔 패턴으로 수신 빔 패턴에 부엽 레벨이 발생하는 위치와 거의 유사한 위치에 영(Null)점을 갖도록 형성된다. 그리고 두개의 빔 패턴을 곱하면 결과적으로 (c)와 같이 부엽 레벨이 크게 억제된 빔 패턴을 획득할 수 있다.In FIG. 6 (a), a large side level is generated by the phase change of the received signal in the reception beam pattern generated by the reception signal synthesis unit 132. And (b) is formed in the blocking beam pattern generated by the winnow generating unit 134 so as to have a null point at a position substantially similar to the position where the side lobe level is generated in the reception beam pattern. Then, by multiplying the two beam patterns, a beam pattern with a greatly suppressed side lobe level can be obtained as shown in (c).

수신부(130)는 송신부(120)의 상향 변조된 송신 신호에 대응하여, 최종 수신 신호를 하향 변조하여 신호 처리부(110)로 전송하기 위한 주파수 변조부를 더 포함할 수 있으며, 잡음을 제거하고 신호대 잡음비를 개선하기 위한 필터 및 증폭기 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 구성은 일반적인 레이더 시스템에서 잘 알려진 공지된 기술이므로 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 생략하였다.The reception unit 130 may further include a frequency modulation unit for down-modulating the final received signal in response to the upwardly modulated transmission signal of the transmission unit 120 and transmitting the down-modulated signal to the signal processing unit 110, A filter, an amplifier, and the like. This configuration is well known and well known in a general radar system, and thus is omitted for convenience of explanation.

그리고 최종 수신 빔 패턴에는 수신 신호가 내포되어 있으므로, 신호 처리부(110)는 최종 수신 빔 패턴으로부터 수신 신호를 획득하여 분석한다(S19). 신호 처리부(110)는 신호를 분석하여 표적의 위치를 판별할 수 있다.Since the final reception beam pattern contains the reception signal, the signal processing unit 110 acquires and analyzes the reception signal from the final reception beam pattern (S19). The signal processing unit 110 may analyze the signal and determine the position of the target.

본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The method according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and a carrier wave (for example, transmission via the Internet). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (7)

기준 신호에 응답하여 송신 신호를 생성하고, 복수개의 송신 안테나를 기설정된 순서로 하나씩 선택하고, 선택된 상기 송신 안테나를 통해 상기 송신 신호를 방사하는 송신부;
복수개의 수신 안테나를 통해 상기 송신 신호에 대응하는 복수개의 수신 신호를 인가받아 기설정된 수신 빔 패턴에 대응하는 가중치를 할당하고 합성하여, 상기 수신 빔 패턴이 적용된 상기 합성 수신 신호를 획득하고, 상기 수신 빔 패턴과 별도로 상기 복수개의 송신 안테나 중 하나의 송신 안테나에서 방사된 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 제외한 나머지 수신 신호들을 블로킹하기 위한 블로킹 빔 패턴을 생성하며, 생성된 상기 수신 빔 패턴과 상기 블로킹 빔 패턴을 곱하여 최종 수신 빔 패턴이 적용된 최종 수신 신호를 획득하는 수신부; 및
상기 기준 신호를 생성하여 상기 송신부로 전송하고, 상기 최종 수신 신호를 분석하여 표적의 위치를 판별하는 신호 처리부; 를 포함하고,
상기 수신부는
상기 복수개의 수신 안테나 각각을 통해 인가되는 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 상기 복수개의 수신 신호 각각에 대응하는 상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나의 상기 수신 빔 패턴 기여도를 나타내는 구간 가중치 분포를 상기 가중치로 상기 복수개의 수신 신호에 기설정된 방식으로 가중하는 가중치 할당부;
상기 가중치 할당부에서 상기 가중치가 할당된 상기 복수개의 수신 신호를 인가받아 기설정된 방식으로 합성하여, 상기 수신 빔 패턴이 반영된 합성 수신 신호를 획득하는 수신 신호 합성부;
상기 가중치 할당부와 병렬로 상기 복수개의 수신 안테나 각각을 통해 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 상기 복수개의 송신 안테나 중 초기에 송신 신호를 방사하는 초기 송신 안테나 이외의 송신 안테나에서 방사된 송신 신호에 대한 수신 신호에서 발생하는 위상차에 의해 상기 수신 빔 패턴에 부엽 레벨이 발생하는 위치에 0의 값을 갖는 상기 블로킹 빔 패턴을 생성하는 윈도우 생성부; 및
상기 수신 빔 패턴과 상기 블로킹 빔 패턴을 곱셈 연산하여 최종 수신 빔 패턴이 적용된 최종 수신 신호를 획득하는 윈도우 합성부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.A transmitter for generating a transmission signal in response to a reference signal, selecting a plurality of transmission antennas one by one in a predetermined order, and radiating the transmission signal through the selected transmission antenna;
Receiving a plurality of reception signals corresponding to the transmission signals through a plurality of reception antennas, assigning weights corresponding to predetermined reception beam patterns and combining the reception signals, acquiring the composite reception signals to which the reception beam patterns are applied, Generating a blocking beam pattern for blocking other received signals except a received signal corresponding to the transmit signal radiated from one transmit antenna of the plurality of transmit antennas separately from the beam pattern, A reception unit for multiplying a beam pattern to obtain a final reception signal to which a final reception beam pattern is applied; And
A signal processor for generating the reference signal and transmitting the signal to the transmitter, and analyzing the final received signal to determine a position of the target; Lt; / RTI >
The receiving unit
And a receiving unit configured to receive a plurality of receiving signals applied through each of the plurality of receiving antennas and to transmit a section weight distribution indicating the receiving beam pattern contribution degree of the transmitting antenna and the receiving antenna corresponding to each of the plurality of receiving signals, A weight assigning unit for weighting the plurality of received signals in a predetermined manner;
A reception signal synthesizer for receiving the plurality of reception signals to which the weights are assigned by the weight assigning unit and combining the received signals in a predetermined manner to obtain a combined reception signal reflecting the reception beam pattern;
A plurality of reception antennas for receiving the plurality of reception signals through the plurality of reception antennas in parallel with the weight allocation unit and for receiving a transmission signal radiated from a transmission antenna other than the initial transmission antenna, A window generating unit for generating the blocking beam pattern having a value of 0 at a position where a side lobe level is generated in the reception beam pattern by a phase difference generated in a reception signal for the received beam pattern; And
A window combining unit for performing a multiplication operation on the reception beam pattern and the blocking beam pattern to obtain a final reception signal to which a final reception beam pattern is applied; Wherein the transmission switching radar system comprises: 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 가중치 할당부는
상기 송신부에 의해 상기 복수개의 송신 안테나 중 선택된 송신 안테나에서 송신된 송신 신호에 대응하여 상기 복수개의 수신 안테나가 수신한 복수개의 수신 신호를 인가받고, 인가된 상기 복수개의 수신 신호 각각에 상기 가중치를 가중하여 복수개의 가중 수신 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the weight assigning unit
A plurality of reception signals received by the plurality of reception antennas corresponding to transmission signals transmitted from the transmission antennas selected by the transmission unit selected from the plurality of transmission antennas are received and weighted by the weighting unit is applied to each of the plurality of reception signals, To generate a plurality of weighted received signals. 제3 항에 있어서, 상기 수신 신호 합성부는
상기 가중치 할당부로부터 상기 복수개의 가중 수신 신호를 인가받아 합성하여 합성 수신 신호를 생성하고, 상기 복수개의 송신 안테나 중 나머지 송신 안테나에서 송신된 송신 신호에 대응하는 상기 복수개의 가중 수신 신호가 인가되면, 생성된 상기 합성 수신 신호에 누적하여 합성하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.4. The apparatus of claim 3, wherein the received signal combining unit
When the plurality of weighted reception signals corresponding to the transmission signals transmitted from the remaining transmission antennas are applied to the plurality of weighted reception signals, And combines the received combined signal with the generated combined received signal. 제4 항에 있어서, 상기 윈도우 생성부는
상기 복수개의 수신 안테나를 통해 상기 복수개의 수신 신호를 인가받고, 인가된 상기 복수개의 수신 신호 중 상기 초기 송신 안테나에서 방사된 상기 송신 신호에 대응하는 상기 복수개의 수신 신호에 대해서는 기설정된 균일 분포를 적용하고 나머지 수신 신호는 제거하는 블로킹 윈도우를 생성하고, 생성된 상기 블로킹 윈도우에 대응하는 수신 빔 패턴인 블로킹 빔 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.5. The apparatus of claim 4, wherein the window generator
Wherein the plurality of reception signals are received through the plurality of reception antennas and a predetermined uniform distribution is applied to the plurality of reception signals corresponding to the transmission signals emitted from the initial transmission antennas among the plurality of reception signals applied And generates a blocking window for removing the remaining received signals, and generates a blocking beam pattern which is a reception beam pattern corresponding to the generated blocking window. 제1 항에 있어서, 상기 송신부는
국부 발진 신호를 생성하여, 상기 기준 신호와 상기 국부 발진 신호를 합성하여 상기 기준 신호를 기설정된 주파수 대역의 송신 신호로 상향 변조하는 주파수 발생부;
상기 송신 신호를 증폭하는 송신 증폭부; 및
상기 복수개의 송신 안테나를 기설정된 순서로 순차적으로 선택하고, 선택하고, 선택된 상기 송신 안테나를 통해 증폭된 상기 송신 신호를 송신하는 송신 스위칭부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.2. The apparatus of claim 1, wherein the transmitter
A frequency generator for generating a local oscillation signal and combining the reference signal and the local oscillation signal to up-modulate the reference signal to a transmission signal of a predetermined frequency band;
A transmission amplifying unit amplifying the transmission signal; And
A transmission switching unit that sequentially selects and selects the plurality of transmission antennas in a predetermined order, and transmits the transmission signal amplified through the selected transmission antenna; Wherein the transmission switching radar system comprises: 제6 항에 있어서, 상기 수신부는
상향 변조된 상기 송신 신호에 대응하여, 상기 최종 수신 신호를 하향 변조하는 주파수 변조부; 및
상기 최종 수신 신호에서 잡음을 제거하고 신호대 잡음비를 개선하기 위한 필터 및 증폭기; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 스위칭 레이더 시스템.7. The apparatus of claim 6,
A frequency modulator for down-modulating the last received signal corresponding to the up-modulated transmission signal; And
A filter and an amplifier for removing noise from the final received signal and improving a signal-to-noise ratio; Further comprising: a transmit switching radar system.
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