KR101576464B1 - 모노펄스 기울기 제어장치 및 그의 제어방법 - Google Patents

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한덕찬
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박의영
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명에 따른 모노펄스 기울기 제어장치는, 다중 빔을 형성하는 다중 급전 안테나, 각 급전 안테나의 신호를 이용하여 합 신호 및 차 신호를 생성하는 모노펄스 비교기, 상기 생성된 합 신호 및 차 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호들을 연산하여 연산 신호를 검출하는 모노펄스 수신부, 상기 연산 신호를 처리하여 추정값을 산출하는 신호 처리부, 상기 추정값에 대응하는 상기 다중 급전 안테나의 조향과 관련된 추정각을 연산하는 안테나 구동 제어부, 상기 추정각에 대응하여 안테나를 구동하는 구동부 및 이동체와의 이격 거리에 기반하거나 또는 기준 레벨 대비 상기 검출된 합 신호의 레벨 변화에 기반하여 모노펄스 기울기를 가변시키는 모노펄스 기울기 제어부를 포함한다.

Description

모노펄스 기울기 제어장치 및 그의 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING A GRADIENT OF MONO PULSE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 원거리에서 이동체에 대한 추적을 위한 진폭 비교 모노펄스 시스템에 있어, 추정각 산출을 위한 모노펄스 기울기에 관한 것으로, 특히 낮은 수신 신호 레벨에 적응하여 모노펄스 기울기를 가변할 수 있는 모노펄스 기울기를 제어하는 모노펄스 기울기 제어장치에 관한 것이다.
모노펄스 시스템은 일반적으로 다중 급전 안테나, 모노펄스 비교부, 모노펄스 수신부, 신호 처리부, 그리고 안테나 구동 제어부로 구성되어 있다.
이동체와 추적 시스템 사이의 이격 거리를 기준으로 합 신호 및 차 신호를 모두 수신할 수 있을 때는, 안정적으로 추적이 가능하다. 하지만 이격 거리가 멀어서 합 신호 및 차 신호가 잡음 레벨 이하에 있어 수신할 수 없을 때는 추적이 불가능하는 문제점이 있다.
이와 같은 경우를 제외하고, 합 신호는 유효하나 차 신호가 잡음 레벨의 이하인 경우에는, 차 신호의 크기가 낮은 중심선(Bore-Sight) 인근의 차신호 크기는 잡음 레벨로 대치된다. 이 경우, 차 신호의 크기가 잡음 레벨로 대치되는 구간의 추정값은 비이상적인 값이다. 즉, 비선형 특성을 갖는 모노펄스 기울기를 갖게 된다. 이와 같은 비이상적인 추정값을 안테나 구동 제어부는 추정각으로 대치하여 안테나를 구동하기 때문에, 안테나의 떨림 등과 같은 오동작을 야기하게 된다.
이와 같은 떨림에 의한 안테나 구동 오동작은 안테나 구동부의 문제, 추적 정확도의 오차 증가, 그리고 추정 불능을 야기하는 원인이 된다.
합 및 차 신호가 안정적으로 수신되는 이격거리 구간에서는 모노펄스 기울기가 높을수록 추정값을 확인하는데 모호성이 낮아져 추적 정확도가 높아진다. 그러나 모노펄스 기울기를 증가시키는 경우에 안테나 구동의 오동작 범위는 모노펄스 기울기에 비례하여 증가되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 이동체 추적 모노펄스 기울기 제어장치에서 안테나 구동 오동작 범위를 줄임으로써 안테나 구동부의 부하를 낮추어, 추적 안정도를 증가시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 정상 동작 시에는 이동 위치 식별을 위한 모호성을 낮추어 높은 추적 정확도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모노펄스 기울기 제어장치는, 다중 빔을 형성하는 다중 급전 안테나, 각 급전 안테나의 신호를 이용하여 합 신호 및 차 신호를 생성하는 모노펄스 비교기, 상기 생성된 합 신호 및 차 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호들을 연산하여 연산 신호를 검출하는 모노펄스 수신부, 상기 연산 신호를 처리하여 추정값을 산출하는 신호 처리부, 상기 추정값에 대응하는 상기 다중 급전 안테나의 조향과 관련된 추정각을 연산하는 안테나 구동 제어부, 상기 추정각에 대응하여 안테나를 구동하는 구동부 및 이동체와의 이격 거리에 기반하거나 또는 기준 레벨 대비 상기 검출된 합 신호의 레벨 변화에 기반하여 모노펄스 기울기를 가변시키는 모노펄스 기울기 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 기울기 제어부는 검출된 상기 합 신호의 레벨을 참조하여 상기 차 신호의 레벨이 잡음 레벨 이하인 경우에, 상기 모노펄스 기울기를 순차적으로 가변시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 기울기 제어부는 검출된 상기 합 신호의 레벨을 참조하여 상기 차 신호의 레벨이 잡음 레벨 이하인 경우에, 상기 모노펄스 기울기를 순차적으로 가변시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 비교기에서 생성된 차 신호는 방위각 차 신호 및 앙각 차 신호를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 기울기 제어부는 상기 합 신호 및 상기 차 신호에 서로 다른 이득 값에 해당하는 제1이득 및 제2이득 값과 연관된 이득 제어 신호를 모노펄스 수신부로 송신하는 이득 제어부를 더 포함하고, 기 제1이득 및 제2이득은 상기 차 신호와 상기 잡음 레벨을 비교하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 기울기 제어부는 상기 신호 처리부로 모노펄스 기울기 변화와 연관된 비율 제어 신호를 송신하는 추정값 비율 제어부를 더 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 모노펄스 기울기 제어부는 상기 추정값 비율 제어부에 의해 수정된 추정값에 대응하는 추정각을 산출하기 위해 상기 안테나 구동 제어부로 제어 신호를 송신하는 구동제어 비율 제어부를 더 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어신호는 상기 합 신호 레벨 및 상기 차 신호 및 상기 잡음 레벨과의 차이에 기반하여 결정된다.
본 발명에 의하면, 합 신호 레벨을 근거로 모노펄스 기울기를 제어하여 비이상적인 추정값에 의한 안테나 구동 오동작 범위를 줄임으로써 추적 정확도를 상대적으로 높힐 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 안테나 이상 구동 범위를 줄여 안테나 구동부의 부하를 낮춤과 동시에 구동부의 이상 동작에 의한 추적 불능 문제를 해소하고 정상 동작 시에는 이동체의 위치를 용이하게 식별 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모노펄스 기울기 제어장치를 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3은 안테나 시스템과 이동체 사이의 이격 거리를 기준으로 합 신호 및 차 신호가 유효한 경우, 합 및 차 방사 패턴과 모노펄스 수신부에서의 모노펄스 기울기를 보여준다.
도 4 및 도 5는 안테나 시스템과 이동체 사이의 이격 거리를 기준으로 합 신호는 유효하나 차 신호의 크기가 잡음 레벨보다 낮은 경우, 합 및 차 방사패턴과 모노펄스 수신부에서의 모노펄스 기울기를 보여준다.
도 6은 모노펄스 수신부의 합 및 차 채널의 이득 차이 변화에 따른 모노펄스 기울기 변화를 보여주고, 도 7은 신호 처리부의 비율 변화에 따른 모노펄스 기울기 변화를 보여준다.
도 8은 차 신호가 잡음으로 대치된 경우를 기준으로 신호 처리부의 비율 변화에 의해 모노펄스 기울기를 낮췄을 때 오동작 범위 변화를 보여준다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명은 추적 시스템과 이동체의 이격 거리를 기준으로 차 신호가 잡음 레벨 밑에 있어 유효한 정보를 제공하지 못해 발생하는 안테나 떨림에 의한 구동 및 추적 불안정에 관한 문제점을 해소하기 위하여 합 신호의 신호 레벨 기준으로 모노펄스 기울기를 가변할 수 있는 방안을 제안한다.
이하, 본 발명에 따른 진폭 비교 모노펄스(mono puluse)시스템에 있어, 낮은 수신 신호 레벨에 적응하여 모노펄스 기울기를 제어하는 모노펄스 기울기 제어장치 및 그 제어방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 여기서, 진폭 비교 모노펄스 시스템의 원리는 각 급전 안테나로 수신된 신호의 크기를 비교하여 추정각 (이동체의 위치)를 산정하는 방법이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모노펄스 기울기 제어장치를 나타낸 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 다른 모노펄스 기울기 제어장치(100)는 다중 급전 안테나(110), 모노펄스 비교기(120), 모노펄스 수신부(130), 신호 처리부(140), 안테나 구동 제어부(150), 안테나 구동부(160), 및 모노펄스 기울기 제어부(170) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 모노펄스 기울기 제어장치(100)에서 진폭 비교 모노펄스 시스템의 추정값은 상기 다중 급전 안테나(110)로 신호 수신, 상기 모노펄스 비교부(120)를 이용한 수신 신호의 합 및 차 신호로 산출, 상기 모노펄스 수신부(130)에 의한 합 신호 및 차 신호 혹은 합 신호 및 차 신호의 연산 및 연산된 신호의 검출, 상기 신호 처리부(140)에 의한 검출 데이터 연산에 의한 과정으로 산출된다. 한편 추정각은 상기 안테나 구동 제어부(150)에 의해 추정값에 대응하는 추정각으로 연산 이후에 산출된다.
이하 상기 모노펄스 기울기 제어장치(100)의 세부 구성요소에 대해 살펴보면 아래와 같다.
상기 다중 급전 안테나(110)는 복수의 안테나 소자들을 포함하고, 각 급전 포트에 전파 신호를 인가하여 다중 빔을 형성한다.
상기 모노펄스 비교기(120)는 상기 각 급전 안테나의 신호를 이용하여 합 신호 및 차 신호를 생성한다. 예를 들어, 상기 급전 안테나는 급전 포트에 해당한다.
여기서 합 신호는 각 급전 안테나의 신호를 합한 것으로, 신호의 크기는 각 급전 안테나가 동일 위상으로 배열되었을 때의 안테나 패턴에 대응된다. 차 신호는 안테나 중심 선을 기준으로 이격되어 있는 각 급전 안테나의 신호를 차 한 것으로, 중심 선을 기준으로 이격되어 있는 급전 안테나가 역위상으로 배열되었을 때의 안테나 패턴에 대응된다.
합 패턴은 중심 선을 기준으로 최대 값을 갖는다. 그리고 차 패턴은 중심 선에서 패턴 널(null)을 갖는다. 각 급전 안테나가 정상적으로 동작하고, 외부로부터의 간섭 신호가 없다면, 상기 두 패턴은 모두 중심 선을 기준으로 대칭하는 특성을 갖는다. 따라서 중심 선에서 합 신호의 크기는 최대가 되고, 차 신호의 크기는 최소가 된다.
상기 모노펄스 수신부(130)는 상기 생성된 합 신호 및 차 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호들을 연산하여 연산 신호를 검출한다. 여기서, 상기 차 신호는 방위각 차 신호 및 앙각 차 신호를 포함할 수 있고, 상기 연산 신호는 검출값에 대응한다.
상기 모노펄스 수신부(130)는 이득 제어부(135)를 더 포함할 수 있다. 상기 이득 제어부(135)는 수신된 합 신호 및 차 신호의 신호 레벨을 증가 및 감소시키도록 구성되는 가변 증폭기에 해당할 수 있다. 예를 들어 상기 이득 제어부(135)는 상기 합 신호 및 상기 차 신호에 서로 다른 이득 값에 해당하는 제1이득 및 제2이득 값을 각각 인가할 수 있다. 여기서 상기 제1이득 및 제2이득은 상기 차 신호와 상기 잡음 레벨을 비교하여 결정될 수 있다.
상기 신호 처리부(140)는 상기 연산 신호를 처리하여 추정값을 산출한다. 본 발명에서, 모노펄스 시스템의 상기 신호 처리부(140)까지의 산출 정보를 추정값이라고, 상기 안테나 구동 제어부(150)에서 추정값을 연산한 정보를 추정각으로 명한다.
여기서 상기 신호 처리부(140)는 비율 제어부(145)를 더 포함한다. 진폭 비교 모노펄스 시스템은 합 신호 및 차 신호의 비를 변수로 추정값을 산출하기 때문에 합 채널 및 차 채널의 이득 차이 변화에 의해 모노펄스 기울기가 변화한다.
여기서, 모노펄스 기울기는 상기 다중 급전 안테나(110)의 중심선 방향과 이동체 사이의 이격각에 대한 추정값에 해당한다. 상기 모노펄스 기울기는 모노펄스 시스템의 주요 산출 결과로 상기 모노펄스 수신부(130)의 구성에 따라 다른 값을 산출된다. 진폭 비교 모노펄스 시스템을 위한 상기 모노펄스 수신부(130)의 구성은 신호를 검출하는 채널수로 구분되며, 제1 내지 3채널로 구분될 수 있다. 각 구분에 따라 추정값은 달라질 수 있으나, '차/합'의 정보를 변수로 변화하는 것은 동일하다. 예를 들어 상기 제1 내지 3채널은 도 1에 도시된 바와 같이 각각 합 신호, 방위각 차 신호 및 앙각 차 신호와 연관된 채널일 수 있다.
예를 들면, 상기 다중 급전 안테나(110)가 2차원 배열인 경우에 x축에 해당하는 안테나 소자의 단일 방사 패턴 또는 배열 소자의 개수가 y축에 해당하는 안테나 소자의 단일 방사 패턴 또는 배열 소자의 개수가 상이하다면 방위각과 앙각에서의 안테나 패턴이 상이하게 된다. 이에 따라 합 신호 및 차 신호 모두 방위각/앙각에서 다른 값을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 합 신호는 이동체 또는 대상체가 위치하는 방향에 해당하는 방위각 및 앙각에서 형성되므로 상기 합 신호는 방위각 합 신호 및 앙각 차 신호로 분리되지 않을 수 있다. 또한, 방위각 및 앙각에 대해서 상기 합 신호를 방위각 합 신호와 앙각 합 신호로 분리하여 서로 다른 이득 값을 고려하여 모노펄스 기울기를 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 차 신호는 상기 x,y축에 해당하는 배열 소자의 개수뿐만 아니라, 빔 스캔(또는 빔 포밍)을 수행하는 분해능(resolution) 또는 주변 간섭 신호 등에 의한 전파 환경 등에 따라, 방위각 및 앙각에서 각도의 변화에 따라 서로 다른 모노펄스 기울기를 갖는다. 따라서, 상기 차 신호는 상기 방위각 차 신호 및 상기 앙각 차 신호 각각에 대하여 서로 다른 이득 값을 고려하여 모노펄스 기울기를 제어하는 것이 바람직하다.
한편 상기 신호 처리부(140)은 상기 합 신호 및 차 신호 또는 이들로부터 연산된 값에 추정값 비율을 곱할 수 있는데, 상기 추정값 비율에 의하여 모노펄스의 기울기를 변화시킬 수 있다.
여기서, 상기 합 신호 및 차 신호에 대하여 상기 방위각 및 상기 앙각의 특정 방향에 한정되는 것이 아니라, 상기 다중 급전 안테나(110)의 빔 방향에 기반한 3차원 공간에서 직교하는 임의의 제1방향 및 제2방항에 대해서 서로 다른 이득 값을 고려하여 모노펄스 기울기를 제어할 수 있다.
상기 안테나 구동 제어부(150)는 상기 추정값에 대응하는 상기 다중 급전 안테나(110)의 조향과 관련된 추정각을 연산한다. 상기 안테나 구동 제어부(150)는 합 신호 또는 차 신호의 수신레벨에 따른 각 제어값을 저장하는 메모리(155)를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부(160)는 추정각에 대응하여 안테나를 구동시킨다. 상기 구동부(160)는 상기 다중 급전 안테나(110)를 포함하는 모노펄스 기울기 제어장치를 기계적으로 이동시킨다. 상기 다중 급전 안테나(110)가 전기적으로 안테나의 빔 조향이 가능한 경우에도 안테나 빔 방향이 크게 변화하는 경우에는 기계적 빔 조향과 전기적 빔 조향을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 모노펄스 기울기 제어부(170)는 이동체와의 이격 거리에 기반하거나 또는 기준 레벨 대비 상기 검출된 합 신호의 레벨 변화에 기반하여 모노펄스 기울기를 가변시킨다.
상기 모노펄스 기울기 제어부(170)는 이득 제어부(171), 정보 입력부(172), 메모리(173), 추정값 비율 제어부(175) 및 구동제어 비율 제어부(176) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 이득 제어부(171)는 상기 모노펄스 수신부(130)의 합 및 차 채널 이득 차이를 조절하여 모노펄스 기울기를 변화시키고, 상기 추정값 비율 제어부(175)는 상기 신호 처리부(140) 내의 상기 비율 제어부(145)로 제어 신호를 송신하여 모노펄스 기울기를 변화시킨다.
상기 구동제어 비율 제어부(176)는 상기 이득 제어부(171)와 상기 추정값 비율 제어부(175)에 의해 수정된 추정값에 대응하는 추정각을 산출하기 위해 상기 안테나 구동 제어부(150)로 제어 신호를 송신한다. 이때 상기 안테나 구동 제어부(150)는 상기 구동제어 비율 제어부(176)로부터 상기 제어 신호를 수신하고 상기 메모리(173)에 저장되어 있는 값을 참조하여 구동제어 비율을 변화시킨다.
이때 잡음 레벨의 간섭은 안테나 시스템과 이동체 사이의 이격 거리에 따라 순차적으로 변화하기 때문에 이에 순차적으로 변화하는 합 신호 레벨을 참조하여 상기 이득 제어부(171), 상기 추정값 비율 제어부(171) 또는 상기 구동제어 비율 제어부(176)는 상기 메모리(173)에 저장되어 있는 값을 참조하여 상기 안테나 구동 제어부(150)로 전송될 제어신호를 순차적으로 변화시킬 수 있다.
도 2 및 도 3은 안테나 시스템과 이동체 사이의 이격 거리를 기준으로 합 신호 및 차 신호가 유효한 경우, 합 및 차 방사 패턴과 모노펄스 수신부에서의 모노펄스 기울기를 보여준다.
도 4 및 도 5는 안테나 시스템과 이동체 사이의 이격 거리를 기준으로 합 신호는 유효하나 차 신호의 크기가 잡음 레벨보다 낮은 경우, 합 및 차 방사패턴과 모노펄스 수신부에서의 모노펄스 기울기를 보여준다.
도 2 및 도 4에서 x축은 공간 각도(spatial angle)를 의미하고, y축은 방사패턴의 크기를 의미한다. 예를 들어, 상기 공간 각도의 각도는 라디안(radian) 이고, 방사패턴의 크기는 dBm일 수 있다.
도 3 및 도 5 내지 도 8에서 x축은 라디안에 해당하고, y축은 모노펄스 기울기의 정규화된 값(normalized value)일 수 있다.
차 신호의 크기가 잡음 레벨로 대치됨에 따라 상기 대치된 구간에 차 신호의 크기는 변화가 없게 된다. 그 결과 Bore-sight를 중심으로 크게 이격된 추정값 (불연속적인 값)이 나오고, 상기 현상에 의해 안테나 구동이 떨림 현상이 발생하게 된다. 상기 떨림 현상은 수신레벨이 낮아져 차 신호가 잡음으로 대치되는 구간이 넓어질수록 커지게 된다.
상기 오동작 범위는 모노펄스 기울기가 낮아지면 그에 따라 줄어들게 된다. 모노펄스 기울기가 낮아지면 추적 모호도는 높아질 수 있으나, 안정적인 안테나 구동 및 추적이 가능하다.
진폭 비교 모노펄스 시스템은 합 및 차 신호의 비를 변수로 추정값을 산출하기 때문에 합 및 차 채널의 이득 차이 변화에 의해 모노펄스 기울기가 변화한다. 그리고 추정값을 신호 처리하는 신호 처리부에서 추정값 비율을 곱할 수 있는데, 이 비율에 의해서도 모노펄스 기울기를 변화 시킬 수 있다.
도 6은 모노펄스 수신부의 합 및 차 채널의 이득 차이 변화에 따른 모노펄스 기울기 변화를 보여주고 도 7은 신호 처리부의 비율 변화에 따른 모노펄스 기울기 변화를 보여준다.
도 6에 따르면 채널 간 이득 차이가 증가하면 모노펄스 기울기가 낮아져 추적 모호도는 높아질 수 있으나, 안정적인 안테나 구동 및 추적이 가능하다. 반면에 채널 간 이득 차이가 감소하면 모노펄스 기울기가 높아져 안정적인 안테나 구동 및 추적이 어려워지지만, 추적 모호도는 감소한다.
도 7에 따르면 검출된 신호의 비율이 증가하면 모노펄스 기울기가 높아져 안정적인 안테나 구동 및 추적이 어려워지지만, 추적 모호도는 감소한다. 반면에 검출된 신호의 비율이 감소하면 모노펄스 기울기가 낮아져 추적 모호도는 높아질 수 있으나, 안정적인 안테나 구동 및 추적이 가능하다.
도 8은 차 신호가 잡음으로 대치된 경우를 기준으로 신호 처리부의 비율 변화에 의해 모노펄스 기울기를 낮췄을 때 오동작 범위 변화를 보여준다. 모노펄스 기울기가 낮아짐에 따라 떨림 현상이 발생하는 오동작 범위가 감소함을 알 수 있다.
상기 도 2 내지 도 8에 제시된 결과에 기반하여, 상기 도 1에 제시된 본원의 모노펄스 기울기 제어장치(100)는 이동체와의 이격 거리에 기반하거나 또는 기준 레벨 대비 상기 검출된 합 신호의 레벨 변화에 기반하여 모노펄스 기울기를 가변하도록 구현될 수 있다.
이를 통하여, 본 발명은 상기 안테나 시스템를 이용하여 비이상적인 추정값에 의한 안테나 구동 오동작 범위를 줄임으로써 추적 안정도를 상대적으로 높힐 수 있다.
또한, 본 발명은 안테나 이상 구동 범위를 줄여 안테나 구동부의 부하를 낮춤과 동시에 구동부의 이상 동작에 의한 추적 불능 문제를 해소할 수 있다.
한편 상기 도 1에 제시된 다중 급전 안테나(110), 모노펄스 비교기(120), 모노펄스 수신부(130), 신호 처리부(140), 안테나 구동 제어부(150), 구동부(160), 및 모노펄스 기울기 제어부(170)는 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 또한, 상기 모노펄스 기울기 제어부(170)의 세부 구성 요소 또한 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능 뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 상기 모노펄스 기울기 제어장치의 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.
본 발명의 범위의 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허 청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경 또는 개선될 수 있다.

Claims (7)

  1. 다중 빔을 형성하는 다중 급전 안테나;
    상기 다중 급전 안테나의 각각으로부터의 신호를 이용하여 합 신호 및 차 신호를 생성하는 모노펄스 비교기;
    상기 생성된 합 신호 및 차 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호들을 연산하여 연산 신호를 검출하는 모노펄스 수신부;
    상기 연산 신호를 처리하여 추정값을 산출하는 신호 처리부;
    상기 추정값에 대응하는 상기 다중 급전 안테나의 조향과 관련된 추정각을 연산하는 안테나 구동 제어부;
    상기 추정각에 대응하여 안테나를 구동하는 구동부; 및
    이동체와의 이격 거리에 기반하거나 또는 기준 레벨 대비 상기 검출된 합 신호의 레벨 변화에 기반하여 모노펄스 기울기를 가변시키는 모노펄스 기울기 제어부를 포함하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모노펄스 기울기 제어부는 검출된 상기 합 신호의 레벨을 참조하여 상기 차 신호의 레벨이 잡음 레벨 이하인 경우에, 상기 모노펄스 기울기를 순차적으로 가변시키는 것을 특징으로 하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모노펄스 비교기에서 생성된 차 신호는 방위각 차 신호 및 앙각 차 신호를 포함하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모노펄스 기울기 제어부는
    상기 합 신호 및 상기 차 신호에 서로 다른 이득 값에 해당하는 제1이득 및 제2이득 값과 연관된 이득 제어 신호를 모노펄스 수신부로 송신하는 이득 제어부를 더 포함하고,
    상기 제1이득 및 제2이득은 상기 차 신호와 잡음 레벨을 비교하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모노펄스 기울기 제어부는
    상기 신호 처리부로 모노펄스 기울기 변화와 연관된 비율 제어 신호를 송신하는 추정값 비율 제어부를 더 포함하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모노펄스 기울기 제어부는
    상기 추정값 비율 제어부에 의해 수정된 추정값에 대응하는 추정각을 산출하기 위해 상기 안테나 구동 제어부로 제어 신호를 송신하는 구동제어 비율 제어부를 더 포함하는, 모노펄스 기울기 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 합 신호 레벨 및 상기 차 신호 및 상기 잡음 레벨과의 차이에 기반하여 결정되는, 모노펄스 기울기 제어장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101892901B1 (ko) * 2018-05-22 2018-08-29 (주)두타기술 고성능 모노펄스 비교기
KR102317354B1 (ko) * 2020-10-13 2021-10-26 한화시스템 주식회사 통신신호추적장치를 위한 위상진폭 복합 모노펄스 추적 시스템 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239165B1 (ko) * 2012-03-07 2013-03-05 국방과학연구소 모노펄스 레이더의 표적 방향 추정 방법 및 장치
KR101475239B1 (ko) * 2014-04-29 2014-12-22 국방과학연구소 안테나 추적기 및 그의 제어방법
KR101524141B1 (ko) * 2014-12-29 2015-05-29 엘아이지넥스원 주식회사 표적 탐지 장치 및 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239165B1 (ko) * 2012-03-07 2013-03-05 국방과학연구소 모노펄스 레이더의 표적 방향 추정 방법 및 장치
KR101475239B1 (ko) * 2014-04-29 2014-12-22 국방과학연구소 안테나 추적기 및 그의 제어방법
KR101524141B1 (ko) * 2014-12-29 2015-05-29 엘아이지넥스원 주식회사 표적 탐지 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101892901B1 (ko) * 2018-05-22 2018-08-29 (주)두타기술 고성능 모노펄스 비교기
KR102317354B1 (ko) * 2020-10-13 2021-10-26 한화시스템 주식회사 통신신호추적장치를 위한 위상진폭 복합 모노펄스 추적 시스템 및 방법

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