KR101616377B1 - 방향탐지 정확도가 향상된 e.s.m. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템 - Google Patents

방향탐지 정확도가 향상된 e.s.m. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 방향탐지 정확도가 향상된 E.S.M. 위상 인터페로미터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전체 수신주파수 범위 중 상대적으로 방향탐지 정확도가 낮은 영역과 높은 영역을 구분하고, 상기 영역에 따라 안테나 배열간격을 변경할 수 있는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 실시예의 일 양태는, 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이; 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부; 상기 수신 안테나가 수신한 신호를 전송받는 수신부; 상기 방향탐지 안테나와 상기 수신 안테나의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 실시예의 다른 일 양태는, 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이; 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부; 상기 수신 안테나가 수신한 신호를 처리하는 수신부; 상기 방향탐지 안테나 사이의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.

Description

방향탐지 정확도가 향상된 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템{ELECTRONIC SUPPORT MEASURES PHASE INTERFEROMETER DIRECTION FINDING SYSTEM FOR THE DIRECTION ACCURACY IMPROVEMENT }
본 발명은, 방향탐지 정확도가 향상된 E.S.M. 위상 인터페로미터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전체 수신주파수 범위 중 상대적으로 방향탐지 정확도가 낮은 영역과 높은 영역을 구분하고, 상기 영역에 따라 안테나 배열간격을 변경할 수 있는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에 관한 것이다.
위상 인터페로미터 방향탐지 시스템은 두 개 혹은 그 이상의 안테나로 배열을 구성하여 신호를 수신하고, 상기 다수의 안테나로 수신한 신호의 위상 차이를 이용하여 수신신호의 방위각을 산출하는 시스템이다. 위상 인터페로미터는 위상에 기초한 방향탐지 센서기술로 빠르고 정확한 것으로 알려져 있으며, 광대역의 주파수의 범위에서 높은 방향탐지 정확도를 구현할 수 있으므로, 전자전의 E.S.M. (Electronic Support Measures)분야에서 중요한 센서로 사용되고 있다.
더욱 상세하게는, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서 방향탐지 정확도는 두 안테나 사이의 배열간격이 증가할수록 높아진다. 반면에 상기 안테나의 배열간격이 증가하는 경우 방향탐지 모호성이 발생할 수 있다. 따라서, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템은 다수의 안테나로 일정한 배열(ARRAY)을 구성하여 모호성을 해결하고 높은 방향탐지 정확도를 구현한다.
그런데, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템이 전자전의 E.S.M. 방향탐지 시스템으로 사용되는 경우, 방향탐지 시스템은 전체 수신주파수 범위에서 방향탐지를 수행해야 한다. 이러한 경우, 전체 수신주파수 범위에서 방향탐지에 사용되는 상기 안테나의 배열간격은 최고주파수를 기준으로 설정되므로, 주파수가 낮아질수록 안테나의 배열간격이 상대적으로 계속 좁아지기 때문에 방향탐지 정확도가 낮아지는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 전체 수신주파수 범위 중 상대적으로 방향탐지 정확도가 낮은 영역과 높은 영역을 구분하고, 상기 영역에 따라 안테나 배열간격을 변경함으로써, 방향탐지 정확도가 향상된 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 실시예의 일 양태는, 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이; 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부; 상기 수신 안테나가 수신한 신호를 전송받는 수신부; 상기 방향탐지 안테나와 상기 수신 안테나의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 어레이는 4개의 방향탐지 안테나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 어레이 내 3개의 방향탐지 안테나는 상기 위상검출부 내 각각 서로 다른 위상검출기와 연결될 수 있다.
이때, 안테나의 배열간격은 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00001
,
Figure 112014039086533-pat00002
,
Figure 112014039086533-pat00003
에 의해 산출될 수 있다.
또한, 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00004
,
Figure 112014039086533-pat00005
,
Figure 112014039086533-pat00006
에 의해 산출될 수 있다.
또한, 상기 스위치부는 4개의 스위치 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서, 상기 방향탐지 안테나가 상기 위상검출기와 연결되고, 상기 수신 안테나가 상기 수신부와 연결되도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서는, 상기 방향탐지 안테나가 상기 수신부와 연결되고, 상기 수신 안테나가 상기 위상검출기와 연결되도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 실시예의 다른 일 양태는, 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이; 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부; 상기 수신 안테나가 수신한 신호를 처리하는 수신부; 상기 방향탐지 안테나 사이의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및 상기 스위치부를 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 어레이는 5개의 방향탐지 안테나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 안테나 어레이 내 4개의 방향탐지 안테나는 상기 위상검출부 내 각각 서로 다른 위상검출기와 연결될 수 있다.
이때, 안테나의 배열간격은 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00007
,
Figure 112014039086533-pat00008
,
Figure 112014039086533-pat00009
에 의해 산출될 수 있다.
또한, 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00010
,
Figure 112014039086533-pat00011
,
Figure 112014039086533-pat00012
에 의해 산출될 수 있다.
또한, 상기 스위치부는 1 개의 스위치 소자를 포함하되, 상기 스위치 소자는 제 4 방향탐지 안테나 및 제 5 방향탐지 안테나 중 어느 하나와 상기 위상검출기를 연결할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서는, 상기 제 4 방향탐지 안테나가 상기 위상검출부와 연결되도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서는, 상기 제 5 방향탐지 안테나가 상기 위상검출부와 연결되도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에 의하면, 전체 수신주파수 범위에서, E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 방향탐지 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1 은 위상 인터페로미터 방향탐지의 원리를 보인 개념도.
도 2 는 종래 기술에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 보인 블록도.
도 3 은 종래 기술에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서 각 주파수에 따른 방향탐지 정확도를 보인 다이어그램.
도 4 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예에서, 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도.
도 5 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예에서, 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도.
도 6 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 구성하기 위한 안테나의 배열간격(d1)(d2)(d3)의 간격 가중치(α)(β)(r)를 보인 테이블.
도 7 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 구성하기 위해 선정된 두 개의 수신주파수 범위에 따른 안테나의 배열간격을 보인 테이블.
도 8 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 2 실시예에서, 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도.
도 9 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 2 실시예에서, 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도.
도 10 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서 각 주파수에 따른 방향탐지 정확도를 보인 다이어그램.
본 발명은 다양하게 변경할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에서 구체적으로 설명하고자 한다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적이거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경·균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 은 위상 인터페로미터 방향탐지의 원리를 보인 개념도이다.
도 1 을 참조하면, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템은 수신되는 무선신호의 위상차를 비교하여 수신신호의 방향을 추정한다. 더욱 상세하게는, 안테나 어레이(10)는, 즉 제 1 및 제 2 방향탐지 안테나(11)(12)는 입사되는 무선신호를 수신하고, 각 채널의 위상검출기(21)(22)는 상기 수신된 무선신호의 위상을 각각 검출한다. 이후 신호처리부(30)는 상기 검출된 두 위상을 비교하여 위상차를 출력한다.
그리고, 상기 위상차(Φ)는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00013
에 의해 산출될 수 있다.
여기서, Φ는 입사되는 무선신호의 위상차이고, λ는 파장이며, d는 방향탐지 안테나 사이 간격이고, θ는 무신신호의 도래각(AOA : Angle of Arrival)이다.
또한, 위상 인터페로미터의 방향탐지 정확도(θRMS)는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00014
에 의해 산출될 수 있다.
여기서, θRMS는 방향탐지 정확도이고, ΦRMS 는 전기적 위상차오차(RMS)이며, d 는 안테나 사이 간격이다.
상기 [수학식 2]에서는, 수신신호의 방향탐지 정확도가 안테나 사이 간격(d)이 클수록 향상됨을 알 수 있다(방향탐지 정확도는 θRMS 가 낮을수록 향상됨). 그러나, 안테나 사이 간격이 더욱 커지는 경우, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 '방향탐지 모호성'이 발생한다. 따라서 방향탐지 정확도를 향상시키기 위해서는, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에 모호성을 제거하기 위한 안테나가 필요하다.
도 2 는 종래 기술에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 보인 블록도이며, 도 3 은 종래 기술에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서 각 주파수에 따른 방향탐지 정확도를 보인 다이어그램이다.
도 2 를 참조하면, 안테나 어레이(50) 내 방향탐지 안테나(51)(52)(53)(54)의 배열간격은 기준파장(λref)인 경우 D1=αλref, D2=βλref 및 D3=rλref 이다.
위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 방향탐지 모호성을 제거하기 위하여 4개의 방향탐지 안테나(소자)를 배열하는 경우(즉, 3개의 위상차로 방향탐지를 수행하는 경우), 가장 긴 안테나 간격(90)이 방향탐지 정확도를 결정한다. 따라서, 광대역 수신주파수 범위에서 방향탐지를 수행하는 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서, 각각의 주파수에 대한 방향탐지 정확도는 상기 [수학식 2] 구할 수 있다. 그리고, 전체 주파수에 대한 방향탐지 정확도(θ)는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00015
에 의해 산출될 수 있다.
여기서, θ 는 수평 측정 각도 방향탐지 정확도 오차(RMS)(°)이고, θmes 는 특정주파수와 선택된 방위에서 측정된 각도(°)이며, θtheo 는 선택된 방위의 이론적인 각도(°)이고, N 은 측정횟수이다.
도 3 을 참조하면, 전체 수신주파수 범위가 2 ~ 6[GHz], 안테나 배열간격 d1=3λref, d2=4λref 및 d3=8.5λref 이고, 가장 긴 안테나 배열간격(90)인 d3=8.5λref 에 대하여, ΦRMS(전기적 위상오차[RMS])가 15°[RMS]이며, 시야각(FOV:Field of View)이 - 60 °~ +60°인 경우, 상기 [수학식 2]에 의하여 시야각의 간격을 2°로 구한 각각의 RMS 방향탐지 정확도를 각 주파수에서 나타낸 RMS 방향탐지 정확도를 확인할 수 있다. 이때 방향탐지 정확도는 200[MHz] 단위이다. 상기 [수학식 3]을 이용하여 구한 전체 방향탐지 정확도는 0.64°(RMS : 위상오차)이다.
그런데, E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템은 광대역의 주파수를 수신하고 방향탐지를 수행하므로, 주파수가 낮아질수록 방향탐지 정확도가 상대적으로 저하된다. 도 3 을 참조하면, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 방향탐지 정확도는 주파수(Frequency)가 낮아질수록 그 정확도(DF accuracy)가 감소함을 확인할 수 있다.
따라서, E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 전체 수신주파수 중, 방향탐지 정확도(DF accuracy)가 상대적으로 낮은 수신 주파수 영역에서 방향탐지 정확도를 향상시킬 필요가 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 4 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예에서, 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도이고, 도 5 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예에서, 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도이다. 또한, 도 6 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 구성하기 위한 안테나의 배열간격(d1)(d2)(d3)의 간격 가중치(α)(β)(r)를 보인 테이블이고, 도 7 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 구성하기 위해 선정된 두 개의 수신주파수 범위에 따른 안테나의 배열간격을 보인 테이블이다.
도 4 및 도 5 를 참조하면, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템(1)은 안테나 어레이(100), 수신 안테나(200), 위상검출부(300), 수신부(400), 스위치부(500) 및 제어부(600) 를 포함할 수 있다.
상기 안테나 어레이(100)는, 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치된다. 더욱 상세하게는, 상기 안테나 어레이(100)는 상기 안테나 어레이(100)로 입사되는 신호를 수신하기 위하여 두 개 이상의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격을 가지고 배치되어 신호를 수신한다. 여기서, 상기 안테나 어레이(100)가 포함하는 방향탐지 안테나의 개수는 제한되지 않으며 2개 이상일 수 있다. 또한, 상기 방향탐지 안테나는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라 상기 위상검출부(300) 내 위상검출기와 연결되어 방향탐지 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 방향탐지 안테나는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라 상기 수신부(400)와 연결되어 수신 안테나 역할을 수행할 수 있다.
특히, 상기 안테나 어레이(100)는, 제 1 방향탐지 안테나(110), 제 2 방향탐지 안테나(120), 제 3 방향탐지 안테나(130) 및 제 4 방향탐지 안테나(140)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 어레이(100) 내 3개의 방향탐지 안테나는 상기 위상검출부(300) 내 각각 서로 다른 위상검출기와 연결될 수 있다. 또한, 제 4 방향탐지 안테나(140)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 위상검출부(300) 내 위상검출기(340)에 연결되거나 상기 수신부(400)에 연결될 수 있다.
또한, 상기 방향탐지 안테나의 배열간격은, 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 특히, 상기 방향탐지 안테나의 배열간격은, 방향탐지 모호성이 존재하지 않도록 하기 위해서 '서로소'일 수 있다.
더욱 상세하게는, E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템(1)은 광대역의 주파수를 수신하고 방향탐지를 수행하므로, 주파수가 낮아질수록 방향탐지 정확도가 상대적으로 저하된다. 또한, 광대역 주파수 범위에서 방향탐지에 사용되는 상기 안테나의 배열간격은 최고주파수를 기준으로 설정되므로, 주파수가 낮아질수록 방향탐지 정확도가 저하된다. 따라서, E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 수신 주파수 전체에서 방향탐지 정확도가 상대적으로 주파수가 낮은 영역에서 방향탐지 정확도를 향상시킬 필요가 있다.
전체 수신 주파수 범위 중 상대적으로 방향탐지 정확도가 낮은 영역과 높은 영역을 구분하는 주파수를 전환주파수(fsp)라 호칭할 수 있다. 특히, 상기 안테나 어레이(100)가 4개의 방향탐지 안테나를 포함하는 경우,
상기 전환 주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격(d1)(d2)(d3)은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00016
Figure 112014039086533-pat00017
Figure 112014039086533-pat00018
에 의해 산출될 수 있다.
여기서, d1는 제 1 및 제 2 방향탐지 안테나 사이 간격이고, d2는 제 3 및 제 4 방향탐지 안테나 사이 간격이며, d3는 제 1 및 제 4 방향탐지 안테나 사이 간격이고, α, β 및 r 는 d1, d2 및 d3의 간격 가중치이며, λref는 기준 파장이다.
이때, 상기 전환 주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격(d1')(d2')(d3')은 다음식,
Figure 112014039086533-pat00019
Figure 112014039086533-pat00020
Figure 112014039086533-pat00021
에 의해 산출될 수 있다.
여기서, d1'는 제 1 및 제 3 방향탐지 안테나 사이 간격이고, d2'는 제 2 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격이며, d3'는 제 1 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격이고, α', β' 및 r' 는 d1', d2' 및 d3'의 간격 가중치이며, Ksp 는 수신 최고주파수 대비 전환주파수의 비율이고, λsp는 전환주파수 파장이다.
상기 전환 주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격(d1)(d2)(d3)을 [수학식 4], [수학식 5] 및 [수학식 6]와 같이 배치하고 상기 전환 주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격(d1')(d2')(d3')을 [수학식 7], [수학식 8] 및 [수학식 9]와 같이 배치하기 위하여, 제 4 방향탐지 안테나(140)와 수신 안테나(200)의 간격(dx) 또는 제 4 방향탐지 안테나(140)와 제 5 방향탐지 안테나(150)의 간격(dx)를 조정할 수 있다.
상기 수신 안테나(200)는, 신호를 수신한다. 상기 수신 안테나(200)는 신호를 수신하여 상기 스위치부(500)로 전달할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 수신 안테나(200)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 수신부(400)와 연결되어 수신신호를 상기 수신부(400)로 전달할 수 있다. 또한, 상기 수신 안테나(200)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 위상검출부(300) 내 위상검출기와 연결되어 방향탐지 안테나 역할을 수행할 수 있다.
상기 위상검출부(300)는, 상기 방향탐지 안테나가 수신한 신호의 위상을 검출한다. 더욱 상세하게는, 상기 위상검출부(300)는 다수의 위상검출기를 포함할 수 있다. 상기 위상검출부(300)는 상기 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나에 연결되어 수신신호의 위상을 검출한다. 그 후, 상기 위상검출부(300)는 검출된 위상을 신호처리부(700)로 전달하여 상기 신호처리부(700)가 상기 위상검출부(300)에서 검출된 다수의 위상을 서로 비교하여 위상차를 출력하도록 한다.
특히, 상기 위상검출부(300)는 제 1 위상검출기(310), 제 2 위상검출기(320), 제 3 위상검출기(330) 및 제 4 위상검출기(340)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 위상검출부(300) 내 3개의 위상검출기는 상기 안테나 어레이 내 서로 다른 방향탐지 안테나와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 4 위상검출기(340)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나(140)와 연결되거나 상기 수신 안테나(200)와 연결되어 수신신호의 위상을 검출할 수 있다.
상기 수신부(400)는, 상기 수신 안테나(200)가 수신한 신호를 전송받는다. 더욱 상세하게는, 상기 수신부(400)는 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 수신 안테나(200)와 연결되어 상기 수신 안테나(200)가 수신한 신호를 전달받는다. 또한, 상기 수신부(400)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나와 연결되어 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나가 수신한 신호를 전달받을 수 있다.
상기 스위치부(500)는, 상기 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나와 상기 수신 안테나(200)의 연결상태를 서로 교체할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 스위치부(500)는 다수의 스위치 소자를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스위치 소자의 개수는 제한되지 않으며 1개 이상일 수 있고, 상기 스위치 소자는 기계적 스위치 장치 및 트랜지스터 또는 모스 펫(MOSFET)같은 전자적 스위치 장치 일 수 있다.
특히, 상기 스위치부(500)는, 제 1 스위치 소자(510), 제 2 스위치 소자(520), 제 3 스위치 소자(530) 및 제 4 스위치 소자(540)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 스위치 소자(510)는 상기 제 4 방향탐지 안테나(140)를 상기 제 4 위상검출기(340) 또는 상기 수신부(400)와 연결할 수 있다. 상기 제 2 스위치 소자(520)는 상기 제 4 위상검출기(340)를 상기 제 4 방향탐지 안테나(140) 또는 상기 수신 안테나(200)와 연결할 수 있다. 상기 제 3 스위치 소자(530)는 상기 수신 안테나(200)를 상기 제 4 위상검출기(340) 또는 상기 수신부(400)와 연결할 수 있다. 상기 제 4 스위치 소자(540)는 상기 수신부(400)를 상기 제 4 방향탐지 안테나(140) 또는 상기 수신 안테나(200)와 연결할 수 있다.
상기 제어부(600)는, 상기 스위치부(500)를 제어한다. 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 상기 스위치부(500) 내 스위치 소자를 제어한다.
더욱 상세하게는, 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서, 상기 제 4 방향탐지 안테나(140)와 상기 제 4 위상검출기(340)를 연결하기 위하여, 제 1 스위치 소자(510)를 제 4 위상검출기(340)와 연결하고 제 2 스위치 소자(520)를 제 4 방향탐지 안테나(140)와 연결한다. 그리고 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서, 상기 수신 안테나(200)와 상기 수신부(400)를 연결하기 위하여, 제 3 스위치 소자(530)를 수신부(400)와 연결하고 제 4 스위치 소자(540)를 상기 수신 안테나(200)와 연결한다.
또한, 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서, 상기 제 4 방향탐지 안테나(140)와 상기 수신부(400)를 연결하기 위하여, 제 1 스위치 소자(510)를 수신부(400)와 연결하고 제 4 스위치 소자(540)를 제 4 방향탐지 안테나(140)와 연결한다. 그리고 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서, 상기 수신 안테나(200)와 제 4 위상검출기를 연결하기 위하여, 제 2 스위치 소자(520)를 수신 안테나(200)와 연결하고 제 3 스위치 소자(540)를 제 4 위상검출기(340)와 연결한다.
추가적으로, 상기 신호처리부(700)는 상기 위상검출기(300)로부터 검출된 다수의 위상을 서로 비교하여 위상차를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 신호처리부(700)는 상기 안테나 배열간격에 맞는 위상차를 출력하기 위해서 각 방향탐지 안테나에 연결된 위상검출기에서 출력하는 위상을 계산하여 각각의 위상차 Φ1, Φ2 및 Φ3 를 출력할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 수신 안테나(200)를 이용하여 수신주파수의 범위에 따라 안테나 배열간격을 변경함으로써, 높은 수신주파수 범위에서뿐만 아니라 낮은 수신주파수 범위에서도 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템(10)의 방향탐지 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 2 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 8 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 2 실시예에서, 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도이고, 도 9 는 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 2 실시예에서, 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 안테나의 배열간격을 보인 블록도이다. 본 실시예의 구성 중, 전술한 본 발명에 의한 제 1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 도 4 및 도 5 의 부호를 원용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 8 및 도 9 를 참조하면, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템(1)은 안테나 어레이(100), 수신 안테나(200), 위상검출부(300), 수신부(400), 스위치부(500) 및 제어부(600) 를 포함할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 안테나 어레이(100)는 제 1 방향탐지 안테나(110), 제 2 방향탐지 안테나(120), 제 3 방향탐지 안테나(130), 제 4 방향탐지 안테나(140) 및 제 5 방향탐지 안테나(150)를 포함할 수 있다. 상기 제 4 방향탐지 안테나(140) 및 제 5 방향탐지 안테나(150) 중 어느 하나는, 상기 스위치부(500)의 작동에 따라 상기 위상검출부(300) 내 위상검출기(340)와 연결되어 방향탐지 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제 4 방향탐지 안테나(140) 및 제 5 방향탐지 안테나(150) 중 어느 하나는, 상기 스위치부(500)의 작동에 따라 상기 위상검출부(300) 내 위상검출기(340)와 연결되지 않은 방향탐지 안테나는 아무런 역할을 수행하지 않을 수 있다.
즉, 본 실시예의 상기 안테나 어레이(100)는, 전술한 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예의 안테나 어레이(100)에 비하여 방향탐지 안테나(150)를 하나 더 포함한 것이다.
상기 수신 안테나(200)는, 신호를 수신한다. 상기 수신 안테나(200)는 신호를 수신하여 상기 스위치부(500)로 전달할 수 있다.
상기 위상검출부(300)는, 상기 방향탐지 안테나가 수신한 신호의 위상을 검출한다. 더욱 상세하게는, 상기 위상검출부(300)는 다수의 위상검출기를 포함할 수 있다. 상기 위상검출부(300)는 상기 안테나 어레이(100) 내 방향탐지 안테나에 연결되어 수신신호의 위상을 검출한다. 그 후, 상기 위상검출부(300)는 검출된 위상을 신호처리부(700)로 전달하여 상기 신호처리부(700)가 상기 위상검출부(300)에서 검출된 다수의 위상을 서로 비교하여 위상차를 출력하도록 한다.
특히, 상기 위상검출부(300)는 제 1 위상검출기(310), 제 2 위상검출기(320), 제 3 위상검출기(330) 및 제 4 위상검출기(340)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 위상검출부(300) 내 3개의 위상검출기는 상기 안테나 어레이 내 서로 다른 방향탐지 안테나와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 4 위상검출기(340)는 상기 스위치부(500)의 작동에 따라, 상기 제 4 방향탐지 안테나(140) 또는 제 5 방향탐지 안테나(150) 중 어느 하나와 연결되어 수신신호의 위상을 검출할 수 있다.
상기 수신부(400)는, 상기 수신 안테나(200)가 수신한 신호를 전송받는다. 더욱 상세하게는, 상기 수신부(400)는 상기 수신 안테나(200)와 연결되어 상기 수신 안테나(200)가 수신한 신호를 전달받는다.
상기 스위치부(500)는 상기 방향탐지 안테나 사이의 연결상태를 서로 교체할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 스위치부(500)는 1 개의 스위치 소자를(510) 포함하되, 상기 스위치 소자(510)는 제 4 방향탐지 안테나(140) 및 제 5 방향탐지 안테나(150) 중 어느 하나와 상기 위상검출기(340)를 연결하도록 구성된다. 여기서, 상기 스위치 소자는 기계적 스위치 장치 및 트랜지스터 또는 모스 펫(MOSFET)같은 전자적 스위치 장치 일 수 있다.
즉, 본 실시예의 상기 스위치부(500)는, 전술한 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 제 1 실시예의 스위치부(500)와 대비하여 3 개의 스위치 소자(520)(530)(540)가 삭제된 것이다.
상기 제어부(600)는, 상기 스위치부(500)를 제어한다. 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 상기 스위치부(500) 내 스위치 소자를 제어한다.
더욱 상세하게는, 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서, 상기 제 4 방향탐지 안테나(140)와 상기 제 4 위상검출기(340)를 연결하기 위하여, 상기 스위치 소자(510)를 제 4 방향탐지 안테나(140)와 연결할 수 있다. 또한, 상기 제어부(600)는 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서, 상기 제 5 방향탐지 안테나(150)와 상기 제 4 위상검출기(340)를 연결하기 위하여, 상기 스위치 소자(510)를 제 5 방향탐지 안테나(150)와 연결할 수 있다.
추가적으로, 상기 신호처리부(700)는 상기 위상검출기(300)로부터 검출된 다수의 위상을 서로 비교하여 위상차를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 신호처리부(700)는 상기 안테나 배열간격에 맞는 위상차를 출력하기 위해서 각 방향탐지 안테나에 연결된 위상검출기에서 출력하는 위상을 계산하여 각각의 위상차 Φ1, Φ2 및 Φ3 를 출력할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 수신 안테나(200)을 이용하지 아니하고도, 수신주파수의 범위에 따라 안테나 배열간격을 변경함으로써, 높은 수신주파수 범위에서뿐만 아니라 낮은 수신주파수 범위에서도 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템(10)의 방향탐지 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 효과를 설명한다.
도 10 은 본 발명에 의한 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에서 각 주파수에 따른 방향탐지 정확도를 보인 다이어그램이다.
도 10 을 참조하면, 전체 수신주파수 범위에서 본 발명에 의한 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템을 사용하는 경우, 전체 수신주파수 범위에서 종래의 기술을 사용하는 경우보다 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 방향탐지 정확도를 향상시킬 수 있다. 즉, 도 10 에 따르면, 전체 수신주파수 범위가 2~6[GHz]인 경우 본 발명에 의한 방향탐지 정확도는 0.48°[RMS]로, 종래의 기술에 의한 방향탐지 정확도 0.64을 °[RMS]보다 25% 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
이하에서는, 상기 안테나 어레이(100)에서, 방향탐지 안테나의 배열간격 설정에 대하여 상세히 설명한다.
상기 전화주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격(d1)(d2)(d3) 및 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격(d1')(d2')(d3')은 시뮬레이션으로 구할 수 있다.
따라서, 상기 시뮬레이션을 위하여 필요한 변수는 다음과 같다.
우선, 상기 최고주파수(fref) 대비 상기 전환주파수(fsp)의 비는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00022
과 같다. 여기서, KSP 는 최고주파수에 대한 전환주파수의 비이고, fSP 는 전환주파수이며, fref 는 E.S.M. 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 수신 최고주파수이다.
다음으로, 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 상기 안테나 배열간격(d1')(d2')(d3')은 시뮬레이션을 통하여, 상기 [수학식 4], [수학식 5], [수학식 6] 및 [수학식 10] 으로부터 [수학식 7][수학식 8][수학식 9]를 산출할 수 있다.
이때, 산출되는 상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 상기 안테나 배열간격(d1')(d2')(d3')은 실제 기준이 되는 안테나 배열간격과 오차가 발생할 수 있다.
상기 오차(△d'n)는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00023
과 같다.
또한, % 오차는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00024
과 같다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 시뮬레이션을 통하여, 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템에 사용되는 두 개의 서로 다른 수신주파수 범위에서 안테나 배열을 구할 수 있다. 이 경우, 방향탐지 모호성이 존재하지 않도록 하기 위해 방향탐지 안테나 배열간격이 서로소가 되게 한다. 도 6 은 시뮬레이션을 통해 구한 안테나 배열간격의 예이다.
더욱 상세하게는, 우선 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템의 최고주파수(fref)에서 전환주파수(fSP)까지 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 사용되는 안테나 배열λ간격(d1)(d2)(d3) 및 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 사용되는 안테나 배열간격(d1')(d2')(d3')을 구하기 위하여, 전환주파수(fsp)를 설정한다. 상기 전환주파수(fsp)는 전체 수신주파수 범위 내에서 임의로 설정할 수 있다.
다음으로, 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나 배열간격(d1)(d2)(d3)를 기준으로, 최고주파수에 대한 전환주파수의 비(Ksp)의 범위를 [수학식 10]을 이용하여 다음 식을 만족하도록 설정한다.
Figure 112014039086533-pat00025
다음으로, 재배열시 사용되는 안테나 배열간격은 [수학식 10]에서 구한 안테나 배열간격과 오차가 발생할 수 있으므로, 오차범위는 [수학식 12]를 이용하여 다음 식과 같이 설정한다.
Figure 112014039086533-pat00026
상기 [수학식 13] 및 [수학식 14]를 바탕으로 시뮬레이션을 통하여, 두 가지 범위에서 안테나 배열간격을 구할 수 있다.
상기 전환 주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격(d1)(d2)(d3)과 상기 전환 주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열 간격(d1')(d2')(d3') 사이의 관계는 다음식,
Figure 112014039086533-pat00027
Figure 112014039086533-pat00028
Figure 112014039086533-pat00029
과 같다.
여기서, dx 는 제 4 방향탐지 안테나(140)와 수신 안테나(200) 사이 간격이다.
예를 들면, 전환주파수 fsp = 4 [GHz], 3.5/6 < KSP < 4.2/6 , δn=1,2,3 <1 으로 설정하여, 시뮬레이션을 수행하여 얻은 결과 중 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 안테나 배열간격은 d1=3λref , d2=4λref ,d1=8.5λref 이다. 또한 시뮬레이션을 수행하여 얻은 결과 중 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 안테나 배열간격은 d1'=3λSP , d2'=6.53λSP ,d3'=8.53λSP 이다. 그리고, 상기 [수학식 15]를 만족하는 dx의 값은 dx = 4.3λref 이 된다.
1 : 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템
2 : 입사되는 신호
10 : 안테나 어레이 11 : 제 1 방향탐지 안테나
12 : 제 2 방향탐지 안테나
20 : 위상검출부
21 : 제 1 위상검출기 22 : 제 2 위상검출기
30 : 신호처리부
50 : 안테나 어레이 51, 52, 53, 54 : 방향탐지 안테나
60 : 위상검출부 70 : 신호처리부
80 : 수신 안테나 90 : 가장 긴 안테나 간격(D3)
100 : 안테나 어레이
110 : 제 1 방향탐지 안테나 120 : 제 2 방향탐지 안테나
130 : 제 3 방향탐지 안테나 140 : 제 4 방향탐지 안테나
150 : 제 5 방향탐지 안테나
200 : 수신 안테나
300 : 위상검출부
310 : 제 1 위상검출기 320 : 제 2 위상검출기
330 : 제 3 위상검출기 340 : 제 4 위상검출기
400 : 수신부
500 : 스위치부
510 : 제 1 스위치 소자 520 : 제 2 스위치 소자
530 : 제 3 스위치 소자 540 : 제 4 스위치 소자
600 : 제어부
700 : 신호처리부

Claims (15)

  1. 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이;
    신호를 수신하는 수신 안테나;
    상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부;
    상기 수신 안테나가 수신한 신호를 전송받는 수신부;
    상기 방향탐지 안테나와 상기 수신 안테나의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및
    상기 스위치부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 안테나 어레이는 4개의 방향탐지 안테나를 포함하며,
    안테나의 배열간격은, 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정되며, 상기 전환주파수 초과의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격은 수학식,
    Figure 112015125724618-pat00055

    Figure 112015125724618-pat00056

    Figure 112015125724618-pat00057
    에 의해 산출되고,
    d1는 제 1 및 제 2 방향탐지 안테나 사이 간격이고, d2는 제 3 및 제 4 방향탐지 안테나 사이 간격이며, d3는 제 1 및 제 4 방향탐지 안테나 사이 간격이고, α, β 및 r 는 d1, d2 및 d3의 간격 가중치이며, λref는 기준 파장인 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 4개의 방향탐지 안테나를 포함하며, 상기 스위치부는 4개의 스위치 소자를 포함하고, 상기 위상검출부는 4개의 위상검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
  3. 제 2 항 에 있어서,
    상기 안테나 어레이 내 3개의 방향탐지 안테나는 상기 4개의 위상검출기 중 3개의 위상검출기와 각각 서로 연결되고,
    상기 4개의 스위치 소자는 상기 안테나 어레이 내 나머지 1개의 방향탐지 안테나를 상기 4개의 위상검출기 중 나머지 1개의 위상검출기 또는 상기 수신부와 연결하는 제 1 스위치 소자, 상기 나머지 1개의 위상검출기를 상기 나머지 1개의 방향탐지 안테나 또는 상기 수신안테나와 연결하는 제 2 스위치 소자, 상기 수신 안테나를 상기 나머지 1개의 위상검출기 또는 상기 수신부와 연결하는 제 3 스위치 소자, 및 상기 수신부를 상기 나머지 1개의 위상검출기 또는 상기 수신 안테나와 연결하는 제 4 스위치 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
  4. 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이;
    신호를 수신하는 수신 안테나;
    상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부;
    상기 수신 안테나가 수신한 신호를 처리하는 수신부;
    상기 방향탐지 안테나 사이의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및
    상기 스위치부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 안테나 어레이는 5개의 제 1 내지 제 5 방향탐지 안테나를 포함하며,
    안테나의 배열간격은, 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정되며,
    상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격은 수학식,
    Figure 112015125724618-pat00058

    Figure 112015125724618-pat00059

    Figure 112015125724618-pat00060
    에 의해 산출되고,
    d1'는 제 1 및 제 2 방향탐지 안테나 사이 간격이고, d2'는 제 3 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격 또는 제 3 및 제 5 방향탐지 안테나 사이 간격이며, d3'는 제 1 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격 또는 제 3 및 제 5 방향탐지 안테나 사이 간격이고, α', β' 및 r' 는 d1', d2' 및 d3'의 간격 가중치이며, Ksp' 는 수신최고주파수 대비 전화주파수의 비율이고, λsp는 전환주파수 파장인 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위치부는 1 개의 스위치 소자를 포함하고, 상기 위상검출부는 4개의 위상검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
  6. 제 5 항 에 있어서,
    상기 안테나 어레이내 제 1 내지 제 3 방향탐지 안테나는 상기 위상검출부 내 각각 서로 다른 상기 4개의 위상검출기 중 3개의 위상 검출기와 연결되고,
    상기 1개의 스위치 소자는 제 4 방향탐지 안테나 및 제 5 방향탐지 안테나 중 어느 하나와 상기 4개의 위상검출기 중 나머지 1개의 위상 검출기를 연결하는 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
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  10. 다수의 방향탐지 안테나가 일정한 배열간격으로 배치되는 안테나 어레이;
    신호를 수신하는 수신 안테나;
    상기 안테나 어레이가 수신한 신호의 위상을 검출하는 위상검출부;
    상기 수신 안테나가 수신한 신호를 전송받는 수신부;
    상기 방향탐지 안테나와 상기 수신 안테나의 연결상태를 서로 교체할 수 있는 스위치부; 및
    상기 스위치부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    안테나의 배열간격은, 전환주파수를 기준으로, 수신주파수의 범위에 따라 서로 다르게 설정되며,
    상기 전환주파수 이하의 수신주파수 범위에서 설정되는 상기 안테나 배열간격은 수학식
    Figure 112015125724618-pat00052

    Figure 112015125724618-pat00053

    Figure 112015125724618-pat00054
    에 의해 산출되고,
    d1'는 제 1 및 제 2 방향탐지 안테나 사이 간격이고, d2'는 제 3 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격 또는 제 3 및 제 5 방향탐지 안테나 사이 간격이며, d3'는 제 1 방향탐지 안테나와 수신 안테나 사이 간격 또는 제 3 및 제 5 방향탐지 안테나 사이 간격이고, α', β' 및 r' 는 d1', d2' 및 d3'의 간격 가중치이며, Ksp' 는 수신최고주파수 대비 전화주파수의 비율이고, λsp는 전환주파수 파장인 것을 특징으로 하는 위상 인터페로미터 방향탐지 시스템.
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