KR101558436B1 - 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기 탑재 초고해상 영상 레이다(SAR; synthetic aperture radar) 시스템의 성능을 지상에서 검증하기 위해 시간 지연기(TDL; true-time delay line)를 적용한 표적 모의 장치(TSE; target simulate equipment)에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 영상 레이다로부터 방사된 전파가 RF 전단부를 통하여 수신되고 기저대역으로 주파수 하향 변환된 후 DRFM을 이용하여 표적 신호를 지연시키고 상향 변환한 후, DRFM의 지연 해상도 보다 세밀하게 지연시켜 상기 영상 레이다 측으로 송출하는 표적 모의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치를 제공한다.

Description

시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치{TARGET SIMULATE EQUIPMENT PROVIDED WITH DELAY LINE FOR TESTING PERFORMANCE OF SYNTHETIC APERTURE RADAR}

본 발명은 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 항공기 탑재 초고해상 영상 레이다(SAR; synthetic aperture radar) 시스템의 성능을 지상에서 검증하기 위해 시간 지연기(TDL; true-time delay line)를 적용한 표적 모의 장치(TSE; target simulate equipment)에 관한 것이다.

일반적으로 영상 레이다는 센서가 이동 또는 비행을 하면서 고정된 지상 표적에 전자파를 송신하고 반사된 신호를 수신하여 얻어지는 표적에 대한 도플러 정보를 통해 영상을 합성한다. 이러한 영상 레이다의 성능을 비행을 통하지 않고 지상에서 검증하기 위해서 표적 모의 장치는 모의 표적의 크기, 위상, 그리고 주파수뿐만 아니라, 영상 합성 구간 동안 표적과 레이다 사이의 상대적 거리 변화(range migration)를 펄스 반복 주기마다 순차적으로 모사할 수 있어야 한다.

이를 위해, 종래의 표적 모의 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 영상 레이다(10)에서 전자파 신호를 방사하면, 표적 모의 장치(20)는 이를 수신하여 주파수 하향 변환 후 DRFM(digital radio frequency memory)에서 표적 정보를 더하고 상향 변환하여 영상 레이다(10)로 되돌려준다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이 표적 모의 장치는 영상 레이다 신호를 송, 수신하는 RF 전단부(30)와 주파수 상, 하향 변환부(40, 41), 그리고 표적 정보를 가공하는 DRFM(50) 등으로 구성된다.

즉, 영상 레이다(10)로부터 신호를 수신하여 기저대역으로 주파수 하향 변환 후 DRFM(50)을 이용하여 표적 신호를 지연 시킨 뒤 상향 변환하여 영상 레이다(10)를 향해 내어준다. 이때 지연 시간은 표적 모의 장치가 모사하고자 하는 표적과 영상 레이다(10) 사이의 상대적 거리를 전자파가 진행하는데 걸리는 시간에 상응한다.

여기서, 상기 DRFM(50)은 통상적으로 상용화된 제품이 사용되고 있다. 이때, 시간 지연 기능의 경우 모사 가능한 지연 시간의 최소 단위(이하 지연 해상도; delay resolution) 값은 표적 모의 장치(20) 내의 DRFM(50)의 클락(clock) 주파수에 반비례한다.

이로 인하여 표적 모의 장치(20)가 모사 가능한 레이다와 표적간의 이격 거리 정확도는 DRFM의 지연 해상도 값에 의해 제한되어 영상 레이다(10)의 해상도 대비 충분히 작지 않은 경우가 발생하는 문제점을 내포한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 표적 모의 장치에 시간 지연기를 적용하여 영상 합성 구간 동안 표적과 레이다 사이의 상대적 거리 변화를 펄스 반복 주기마다 순차적으로 보다 정밀하게 표현할 수 있는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치는 영상 레이다로부터 방사된 전파가 RF 전단부를 통하여 수신되고 기저대역으로 주파수 하향 변환된 후 DRFM을 이용하여 표적 신호를 지연시키고 상향 변환한 후, 기설정 지연 시간만큼 지연시켜 상기 영상 레이다 측으로 송출하는 표적 모의 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기설정 지연 시간을 보다 정확하게 표현하기 위해 시간 지연기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시간 지연기는 복수개의 지연선을 포함하고, 제어부에 의해 상기 복수개의 지연선 중 적어도 어느 하나 이상을 선택적으로 연결함으로써 신호를 지연시키도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시간 지연기는 증폭기를 더 포함하고, 상기 증폭기를 통하여 지연선 선택 스위치의 삽입 손실에 의한 신호 감쇠를 보상한 신호가 상기 영상 레이다 측으로 송출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시간 지연기는 상기 DRFM에서 표적 정보를 가공한 신호를 상향 변환 후 상기 RF 전단부로부터 송신되기 전에 위치하도록 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 RF전단부로부터 전달된 신호를 중간주파수로 하향변환하기 위한 하향 변환기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 DRFM으로부터 전달된 신호를 레이다 운용 주파수로 상향변환하기 위한 상향 변환기가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치에 의하면, 표적 모의 장치에 시간 지연기를 적용하여 영상 합성 구간 동안 표적과 레이다 사이의 상대적 거리 변화를 펄스 반복 주기마다 순차적으로 보다 정밀하게 표현할 수 있도록 함으로써 초고해상도 영상 레이다의 성능을 비행을 통하지 않고 지상에서 검증 할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 의한 표적 모의 장치를 이용한 영상 레이다 지상 성능 검증 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 종래기술에 의한 표적 모의 장치를 이용한 영상 레이다 지상 성능 검증 장치에 적용되는 표적 모의 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치에 적용되는 시간 지연기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치는 RF 전단부(110), 하향 변환기(120), DRFM(130), 상향 변환기(140) 및 시간 지연기(200)를 포함한다.

상기 RF 전단부(110)는 영상 레이다로부터 방사된 전자파 신호를 수신하게 된다. 이후, 상기 RF 전단부(110)를 통과한 신호는 하향 변환기(120)로 전달된다. 여기서, 상기 RF 전단부(110)를 통과한 전자파 신호는 고대역의 전자파로서 파장이 매우 짧기 때문에 표적 모의를 위한 정보를 가공하는데 어려움이 있다. 따라서, 상기 하향 변환기(120)를 이용하여 기저대역으로 변환하면서 임의의 중간 주파수로 변환하여 상기 DRFM(130)이 모의 표적의 정보를 더할 수 있게 된다.

상기 DRFM(130)은 표적 신호를 지연시키게 되는데, 이때 지연 시간은 표적과 영상 레이다 사이의 상대적 거리에 따르며 표현 가능한 지연 해상도는 DRFM(130) 내부 최대 클락(clock) 발생값에 반비례한다.

이후, 상기 DRFM(130)으로부터 상기 상향 변환기(140)로 신호가 전달된다. 상기 상향 변환기(140)에서는 상기 RF 전단부(110)로 레이다 운용 주파수의 전자파 신호를 송출하기 위하여 주파수 상향 변환을 수행하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치에 적용되는 시간 지연기의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 4에 도시한 바와 같이 상기 시간 지연기(200)는 상기 DRFM(130)의 지연 해상도 보다 세밀한 지연 시간 조정이 가능하다.

또한, 상기 시간 지연기(200)는 복수개의 지연선(201)을 포함하고, 상기 복수개의 지연선(201) 중 적어도 어느 하나 이상을 선택적으로 연결함으로써 신호의 지연 값을 정밀하게 결정할 수 있다.

그리고 상기 시간 지연기(200)는 증폭기(210)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 증폭기(210)를 통하여 지연선 선택 스위치의 삽입 손실에 의한 신호 감쇠를 보상한 신호가 상기 영상 레이다 측으로 송출되도록 할 수 있을 것이다.

아울러, 상기 시간 지연기(200)는 상기 DRFM(130)에서 표적 정보를 가공한 신호를 상향 변환 후 상기 RF 전단부(110)로부터 송신되기 전에 위치하도록 삽입되는 것이 바람직하다.

따라서, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치는 표적 모의 장치 출력에 적용됨으로써 표현 가능한 지연 시간의 최소 단위 값이 영상 레이다를 검증하는데 충분히 작은 값을 가질 수 있도록 할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 표적 모의 장치
110: RF 전단부
120: 하향 변환기
130: DRFM
140: 상향 변환기
200: 시간 지연기
201: 지연선
210: 증폭기

Claims (7)

1. 영상 레이다로부터 방사된 전파가 RF 전단부를 통하여 수신되고 기저대역으로 주파수 하향 변환된 후 DRFM(Digital Radio Frequency Memory)을 이용하여 표적 신호를 지연시키고 상향 변환한 후, 상기 DRFM에 의해 결정된 지연 값에 영상 레이다 최고 해상도 보다 작은 간격으로 조절 가능한 시간 지연기에 의한 지연값을 더하여 상기 영상 레이다 측으로 송출하는 표적 모의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치.
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 시간 지연기는 DRFM의 지연 해상도를 영상 레이다 운용 주파수의 중심 파장으로 나타낸 값을 영상 레이다 최고 해상도 보다 작은 간격의 2승 배수로 표현할 수 있도록 복수개의 지연선을 포함하고, 제어부에 의해 상기 복수개의 지연선 을 선택적으로 연결함으로써 신호의 지연 값이 제어되는 것을 특징으로 하는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 시간 지연기는 표적과 영상 레이다 사이의 거리에 따른 DRFM의 신호 감쇠 모사에 영향을 주지 않도록 증폭기를 포함하고, 상기 증폭기를 통하여 지연선 선택 스위치의 삽입 손실에 의한 신호 감쇠를 보상한 신호가 상기 영상 레이다측으로 송출되는 것을 특징으로 하는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 시간 지연기는 운용 주파수의 중심 파장에 비례하는 복수의 지연선 구현에 있어 길이를 짧게 하기 위해 상기 DRFM에서 표적 정보를 가공한 신호를 상향 변환 후 상기 RF 전단부로부터 송신되기 전에 위치하도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 시간 지연기를 적용한 초고해상도 영상 레이다 성능 검증용 표적 모의 장치.
   
   
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