KR101777381B1 - Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법 - Google Patents

Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101777381B1
KR101777381B1 KR1020160173839A KR20160173839A KR101777381B1 KR 101777381 B1 KR101777381 B1 KR 101777381B1 KR 1020160173839 A KR1020160173839 A KR 1020160173839A KR 20160173839 A KR20160173839 A KR 20160173839A KR 101777381 B1 KR101777381 B1 KR 101777381B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
target
estimating
arrival angle
adaptive filter
Prior art date
Application number
KR1020160173839A
Other languages
English (en)
Inventor
박진오
이원진
고재헌
박근호
김동규
김형남
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지넥스원 주식회사 filed Critical 엘아이지넥스원 주식회사
Priority to KR1020160173839A priority Critical patent/KR101777381B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101777381B1 publication Critical patent/KR101777381B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/04—Details
    • G01S3/10—Means for reducing or compensating for quadrantal, site, or like errors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G01S2013/0263—Passive array antenna

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치는, 배열 안테나, 빔형성기 및 적응필터를 구비하여 PCL 위치탐지 기반의 고속 이동표적에 대한 방위각 및 고도각의 도래각 정보를 추정하는 장치에 있어서, 상기 배열 안테나로 수신되는 표적반사 신호와, 다수의 클러터 및 직접경로 신호를 포함하는 간섭신호를 함께 수신하는 환경에서 안테나 별 수신신호에 대한 간섭신호를 적응필터링을 통하여 제거하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정하여 PCL 수신기의 위치탐지 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법{Device for Estimating DOA of a target echo signal using Adaptive Filters in PCL receivers, and DOA Estimation Method using the same}
본 발명은 PCL 수신기에서 적응필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PCL 수신기를 이용하여 고속 이동 신호원의 위치 추정시 안테나별 적응 필터링을 통하여 표적의 위치탐지 성능을 향상시키는 PCL 수신기에서 적응필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
PCL 수신기는 상용 방송 신호를 이용하여 고속으로 이동하는 표적을 탐지하는 수동형 레이더 기술이다. 송신기로부터 직접경로 수신되는 직접경로 신호와 표적으로부터 반사되는 표적반사 신호를 이용하여 표적의 위치를 탐지한다.
도 1은 일반적인 수동형 레이더 구현을 위한 신호처리부의 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 다수의 안테나(10)로 구성된 수신기는 직접경로 수신되는 직접경로 신호와 표적으로부터 반사되는 표적반사 신호를 획득하기 위해, 빔 형성기(20)를 이용하여 각각 레퍼런스 채널(21)과 감시 채널(22)을 별도로 운용한다.
하지만, 감시채널(21)에서는 표적반사 신호 외에도 직접경로 신호 및 클러터 등의 간섭신호가 측정되는 문제가 발생하여, 이를 제거하기 위해 적응필터(30)를 이용한다.
즉, n을 신호의 시간 인덱스라고 할 때, 레퍼런스 채널(22)에서 측정한 직접경로 신호 xr(n)과 적응필터(30)의 출력 신호로부터 획득한 표적반사 신호 xs(n)의 거리-도플러 상호 상관 함수를 통해, 직접경로 신호와 표적반사 신호의 상대적인 거리 차이 τ와 도플러 차이 v를 의미하는 바이스태틱 거리와 바이스태틱 도플러를 추정하며, N개의 신호 샘플을 가지는 수신 신호에 대한 거리-도플러 상호 상관 함수 A(τ,v)는 식(1)과 같이 나타낸다.
Figure 112016124552617-pat00001
-------------------------------(1)
여기서, n은 시간인덱스이고, τ 는 바이스태틱 거리이고, v는 바이스태틱 도플러이고, N은 수집 샘플 개수이다.
상호 상관 함수의 크기인 | A(τ,v)|로부터 표적 탐지기(40)를 이용하여 표적을 탐지하며, 표적 위치 추적기(60)가 연속적인 탐지 결과를 기반으로 표적의 위치를 추정 및 추적하여 PCL 수신기의 목적을 달성할 수 있다.
표적반사 신호의 도래각 정보는 바이스태틱 거리 및 도플러와 함께 표적 정밀 위치탐지에 활용되는 파라미터로서, 도래각 정보는 바이스태틱 거리 및 도플러와 동시에 사용되면 표적의 위치탐지 성능을 향상시킬 수 있다. 도래각 추정은 배열 안테나(10)에서의 수신 신호 x(n)의 공분산 행렬의 추정값
Figure 112016124552617-pat00002
를 이용하여 도래각을 추정할 수 있으며, 공분산 행렬은 식 (2)를 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112016124552617-pat00003
----------------------------------------(2)
여기서, n은 시간인덱스이고, H는 hermitian이다.
도래각은 공간 스펙트럼 P(θ, ø)의 극댓값을 나타내는 각도로부터 추정하며, 배열 안테나 구조 및 신호의 입사각도에 의해 결정되는 조향 벡터 a(θ, ø)와 공분산 행렬 추정값
Figure 112016124552617-pat00004
를 이용하여 공간 스펙트럼을 형성할 수 있다. 원 위에 일정한 간격으로 M개의 안테나를 배치할 때, 조향 벡터 a(θ, ø)는 식 (3)으로 정의되며, 공간 스펙트럼은 식 (4)와 같이 도래각 추정 알고리즘에 따라
Figure 112016124552617-pat00005
와 a(θ, ø)에 대한 함수 f()로 나타낼 수 있다.
Figure 112016124552617-pat00006
----------------------------------(3)
여기서, k는 신호의 입사 방향과 파장에 따라 결정되는 파수(wavenumber) 벡터이고, T는 전치(transpose)를 의미하고, Pm(m=1, …, M)은 m번째 안테나의 위치 벡터이다.
Figure 112016124552617-pat00007
------------------------------------------(4)
고속으로 이동하는 표적을 탐지하기 위한 PCL 레이더 시스템에서는 표적반사 신호를 획득하기 위한 감시 채널에 간섭 신호인 클러터 및 직접경로 신호가 동시에 측정되며, 일반적으로 표적반사 신호의 SNR (signal-to-noise ratio)이 매우 낮아서 수신 신호에 대한 별도의 후처리가 없이는 표적반사 신호에 대한 도래각 추정이 어렵다.
따라서, PCL 수신기를 이용하여 고속 이동 신호원의 위치를 추정하는 경우 표적의 위치탐지 성능을 향상시킬 수 있는 표적 반산 신호의 도래각 추정 방안이 필요하다.
따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 PCL 수신기를 이용하여 표적반사 신호의 도래각을 추정할 때 감시채널의 신호에서 측정되는 간섭신호로 인해 표적반사 신호의 도래각 추정 성능을 개선하기 위하여 안테나 별 적응필터를 적용하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치는 배열 안테나, 빔형성기 및 적응필터를 구비하여 PCL 위치탐지 기반의 고속 이동표적에 대한 방위각 및 고도각의 도래각 정보를 추정하는 장치에 있어서, 상기 배열 안테나로 수신되는 표적반사 신호와, 다수의 클러터 및 직접경로 신호를 포함하는 간섭신호를 함께 수신하는 환경에서 안테나 별 수신신호에 대한 간섭신호를 적응필터링을 통하여 제거하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정한다.
또한, 상기 표적반사 신호의 도래각 추정장치는, 복수의 안테나로 구성되어 표적 검출을 위하여 신호를 송수신하는 배열 안테나부; 상기 배열 안테나부의 수신신호로부터 표적반사 신호를 추정하는 감시채널과 직접경로 신호를 추정하는 레퍼런스 채널을 구비하고, 빔형성 출력신호를 생성하는 빔형성기; 상기 추정된 직접경로 신호를 이용하여 상기 추정된 표적반사 신호에서 간섭신호가 제거된 표적반사 신호를 출력하는 제1 적응 필터부; 상기 레퍼런스 채널에서 추정한 직접경로 신호와 상기 제1 적응 필터부의 출력신호로부터 획득한 표적반사 신호의 거리-도플러 상호 상관 함수를 통하여 바이스태틱 거리 및 바이스태틱 도플러를 추정하는 상호 상관 함수부; 상기 상호 상관 함수의 크기로부터 표적을 탐지하는 표적 탐지기; 상기 레퍼런스 채널에서 추정한 직접경로 신호를 이용하여 도플러 성분이 포함된 표적반사 신호를 제외한 간섭신호를 제거하는 제2적응 필터부; 제2 적응 필터부의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정하는 도래각 추정기; 및 상기 표적 탐지기의 연속적 탐지결과 및 상기 도래각 추정기의 추정된 도래각 근거하여 표적의 위치를 추정 및 추적하는 표적위치 추정기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 도래각 추정기는 상기 공간 스펙트럼의 최대값이나 극대값으로부터 상기 도래각을 추정할 수 있다.
또한, 상기 제2 적응 필터부는 상기 직접경로 신호의 추정치를 이용하여 상기 간섭신호를 제거하고 아울러 상기 표적반사 신호를 추정할 수 있다.
본 발명의 다른 한 관점에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정방법은, 복수의 안테나를 구비한 배열 안테나부, 감시채널과 레퍼런스 채널을 구비한 빔형성기 및 적응필터를 구비하는 PCL 수신기에서 PCL 위치탐지 기반의 고속 이동표적에 대한 방위각 및 고도각의 도래각 정보를 추정하는 방법에 있어서, 상기 배열 안테나로 수신되는 표적반사 신호와, 다수의 클러터 및 직접경로 신호를 포함하는 간섭신호를 함께 수신하는 환경에서 안테나 별 수신신호에 대한 적응필터링으로 간섭신호를 제거하여 표적반사 신호의 도래각을 추정할 수 있다.
또한, 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정방법은, 상기 배열 안테나를 통하여 임의의 번째 수신신호를 획득하는 단계; 상기 수신신호에 기초하여 상기 레퍼런스 채널로부터 직접경로 신호를 추정하는 단계; 상기 추정한 직접경로 신호를 이용하여 상기 임의의 번째 수만큼의 적응 필터를 설계하는 단계; 상기 설계한 적응필터를 상기 임의의 번째 수신신호에 각각 적용하여 간섭신호를 제거하여 표적반사 신호에 대한 성분만을 잔여신호로 획득하는 단계; 및 상기 잔여신호 획득단계에서 획득한 적응필터의 출력을 이용하여 도래각을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 잔여신호를 획득하는 단계는, 상기 직접경로 신호의 추정치를 이용하여 상기 간섭신호를 제거하고 아울러 상기 표적반사 신호를 추정할 수 있다.
또한, 상기 도래각 추정 단계는, 공간 스펙트럼의 최대값이나 극대값으로부터 상기 도래각을 추정할 수 있다.
또한, 상기 도래각 추정 단계는, 상기 적응필터의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정할 수 있다.
본 발명의 일실시에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법은 각 안테나에서 수신된 신호에서 측정되는 클러터 및 직접경로 신호를 안테나 개수에 대응되는 적응필터를 통해 간섭신호를 제거하여 표적반사 신호의 도래각 추정을 통하여 위치탐지 성능을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 수동형 레이더 구현을 위한 신호처리부의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치의 기능 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 적용되는 표적반사 신호의 도래각을 추정하기 위한 도래각 추정기 구조를 도시한 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면 임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
이때, 본 발명은 직접 경로 신호를 획득하기 위한 레퍼런스 채널 신호를 이용하여 적응 필터를 설계하고 설계된 적응 필터를 통해 모든 수신 신호를 필터링하여 필터링된 수신 신호로부터 표적 반사 신호의 도래각을 추정하도록 한 새로운 방안을 제안한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치의 기능 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 방법의 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 적용되는 표적반사 신호의 도래각을 추정하기 위한 도래각 추정기 구조를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 도래각 추정 방법을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치(100)는 배열 안테나, 빔형성기 및 적응필터를 구비하여 배열 안테나로 수신되는 표적반사 신호와, 다수의 클러터 및 직접경로 신호를 포함하는 간섭신호를 함께 수신하는 환경에서 안테나 별 수신신호에 대한 간섭신호를 적응필터링을 통하여 제거하여 표적반사 신호의 도래각을 추정할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표적반사 신호의 도래각 추정장치(100)는, 배열 안테나부(110), 빔형성기(120), 제1 적응 필터부(130), 상호 상관 함수부(140), 표적 탐지기(150), 제2적응 필터부(160), 도래각 추정기(170), 표적위치 추정기(180)를 포함할 수 있다.
배열 안테나부(110)는 복수의 안테나로 구성되어 표적 검출을 위하여 신호를 송수신할 수 있다.
빔형성기(120)는 배열 안테나부의 수신신호로부터 표적반사 신호를 추정하는 감시채널(121)과 직접경로 신호를 추정하는 레퍼런스 채널(122)을 구비하고, 빔형성 출력신호를 생성할 수 있다.
제1 적응 필터부(130)는 레퍼런스 채널(122)에서 추정된 직접경로 신호를 이용하여 추정된 표적반사 신호에서 간섭신호가 제거된 표적반사 신호를 출력할 수 있다.
상호 상관 함수부(140)는 레퍼런스 채널(122)에서 추정한 직접경로 신호와 제1 적응 필터부(130)의 출력신호로부터 획득한 표적반사 신호의 거리-도플러 상호 상관 함수를 통하여 바이스태틱 거리(bistatic range) 및 바이스태틱 도플러(bistatic doppler)를 추정할 수 있다.
표적 탐지기(150)는 추정된 바이스태틱 거리 및 바이스태틱 도플러를 기반으로 한 상호 상관 함수의 크기로부터 표적을 탐지할 수 있다.
제2적응 필터부(160)는 레퍼런스 채널(122)에서 추정한 직접경로 신호를 이용하여 도플러 성분이 포함된 표적반사 신호를 제외한 간섭신호를 제거할 수 있다.
도래각 추정기(170)는 제2 적응 필터부(160)의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정할 수 있다.
이때, 도래각 추정기(170)는 공간 스펙트럼의 최대값이나 극대값으로부터 도래각을 추정할 수 있다.
표적위치 추정기(180)는 표적 탐지기(150)의 연속적 탐지결과 및 도래각 추정기(170)에서 추정한 도래각에 근거하여 해당 표적의 위치를 추정 및 추적할 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 적응 필터부(160)는 상기 직접경로 신호의 추정치를 이용하여 상기 간섭신호를 제거하고 아울러 상기 표적반사 신호를 추정할 수 있다.
더욱 상세하게 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치(100)가 표적반사 신호의 도래각을 추정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도래각 추정장치는 복수의 안테나로 구성된 배열 안테나부(110)의 m번째 수신 신호 xm(n), m=1, …, M을 획득할 수 있다(S110).
다음으로, 도래각 추정장치는 레퍼런스 채널(122)로부터 직접경로 신호를 추정한다(S120).
다음으로, 도래각 추정장치는 레퍼런스 채널(122)에서 추정한 직접경로 신호를 이용하여 M개의 제2 적응 필터부를 설계할 수 있다(S130).
다음으로, 도래각 추정장치는 제2 적응 필터부(160)에서 설계한 적응필터를 수신신호 xm(n)에 각각 적용하여 표적반사 신호에 대한 성분만을 잔여 신호로 획득한다(S140).
다음으로, 도래각 추정기(170)는 제2 적응 필터부(160)의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 표적반사 신호의 도래각을 추정한다(S150).
본 발명의 실시예는, PCL 수신기의 감시 채널에 직접경로 신호 및 클러터가 동시에 측정되는 수신 환경에서, 낮은 SNR을 가지는 표적반사 신호의 도래각을 추정하기 위한 방법이다. 상대적으로 SNR이 높은 간섭 신호로 인해, 일반적으로 표적반사 신호에 대한 도래각 추정이 어려운 문제가 존재한다. 적응 필터는 레퍼런스 채널에서의 직접경로 신호에 대한 추정값을 이용하여 도플러 주파수 성분이 포함된 표적반사 신호를 이외의 간섭 신호를 제거할 수 있다.
도 4를 참조하면, 배열 안테나부(110)로부터 수신한 각 수신 신호에 제2 적응 필터(160)를 적용하고, 제2 적응 필터의 출력으로부터 도래각을 추정하는 구조를 나타낸 것이다. 본 실시예에 따른 신호처리 구조는 배열 안테나부(110)의 모든 안테나의 수신 신호에 개별적으로 적응 필터를 적용하기 때문에, M개 안테나의 수신 신호에서 각각 다른 각도로 입사하는 간섭 신호를 모두 제거할 수 있다는 특징이 존재한다.
m번째 안테나의 수신 신호를 xm(n), m=1, …, M이라 하고, 레퍼런스 채널(122)로부터 획득할 수 있는 직접경로 신호의 추정치를 d(n)이라 할 때, 간섭 신호를 제거하는 동시에 표적반사 신호를 추정하는 방법은 다음의 수학식 (5)와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016124552617-pat00008
----------------------------------------(5)
여기서, em(n)은 m번째 안테나에서 수신된 신호를 입력으로 하는 m번째 적응 필터에서의 추정오차를 나타내는데, 이는 또한 표적반사 신호의 추정치를 나타내기도 한다. w는 K개의 성분으로 구성된 적응 필터의 탭 계수 벡터, xm(n)은 m번째 안테나의 수신 신호에 대한 K개의 샘플을 벡터로 구성한 것이다.
제2 적응 필터부(160)를 구성하는 배열 안테나부(110)의 모든 안테나에 대한 각각의 적응 필터의 오차 신호 벡터를 e(n)=[e1(n), e2(n), …, eN(n)]T이라 할 때, 도래각 추정을 위한 e(n)의 공분산 행렬
Figure 112016124552617-pat00009
는 다음의 수학식 (6)으로 나타낼 수 있다.
Figure 112016124552617-pat00010
-----------------------------------------(6)
표적반사 신호의 도래각 추정은 e(n)의 공분산 행렬
Figure 112016124552617-pat00011
과 조향벡터 a(θ, ø)에 대한 함수로 표현할 수 있는 공간 스펙트럼 Pe(θ, ø)로부터 추정할 수 있으며, 이러한 공간 스펙트럼 Pe(θ, ø)를 다음의 수학식 (7)과 같이 구할 수 있다.
Figure 112016124552617-pat00012
-----------------------------------------(7)
이때, 본 발명의 표적반사 신호에 대한 도래각 추정은 도래각 추정기의 결과로부터 획득할 수 있는 공간 스펙트럼의 최대값이나 극댓값으로부터 획득할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 배열 안테나부
120: 빔형성기
121: 감시 채널
122: 레퍼런스 채널
130: 제1적응 필터부
140: 상호 상관 함수부
150: 표적 탐지기
160: 제2 적응 필터부
170: 도래각 추정기
180: 표적 위치 추적기

Claims (9)

  1. PCL 위치탐지 기반의 고속 이동표적에 대한 방위각 및 고도각의 도래각 정보를 추정하는 장치에 있어서,
    복수의 안테나로 구성되어 표적 검출을 위하여 신호를 송수신하는 배열 안테나부;
    상기 배열 안테나부의 수신신호로부터 상기 표적에 반사된 신호를 추정하는 감시채널과 직접경로 신호를 추정하는 레퍼런스 채널을 구비하고, 빔형성 출력신호를 생성하는 빔형성기;
    상기 추정된 직접경로 신호를 이용하여 상기 추정된 표적반사 신호에서 간섭신호가 제거된 표적반사 신호를 출력하는 제1 적응 필터부;
    상기 레퍼런스 채널에서 추정한 직접경로 신호와 상기 제1 적응 필터부의 출력신호로부터 획득한 표적반사 신호의 거리-도플러 상호 상관 함수를 통하여 바이스태틱 거리 및 바이스태틱 도플러를 추정하는 상호 상관 함수부;
    상기 상호 상관 함수의 크기로부터 표적을 탐지하는 표적 탐지기;
    상기 레퍼런스 채널에서 추정한 직접경로 신호를 이용하여 도플러 성분이 포함된 표적반사 신호를 제외한 간섭신호를 제거하는 제2 적응 필터부;
    상기 제2 적응 필터부의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정하는 도래각 추정기; 및
    상기 표적 탐지기의 연속적 탐지 결과 및 상기 도래각 추정기의 추정된 도래각에 근거하여 표적의 위치를 추정 및 추적하는 표적위치 추정기;를 포함하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도래각 추정기는 상기 공간 스펙트럼의 최대값이나 극대값으로부터 상기 도래각을 추정하는 것을 특징으로 하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 적응 필터부는 상기 직접경로 신호의 추정치를 이용하여 상기 간섭신호를 제거하고 아울러 상기 표적반사 신호를 추정하는 것을 특징으로 하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정장치.
  5. 복수의 안테나를 구비한 배열 안테나부, 감시채널과 레퍼런스 채널을 구비한 빔형성기 및 적응필터를 구비하는 PCL 수신기에서 PCL 위치탐지 기반의 고속 이동표적에 대한 방위각 및 고도각의 도래각 정보를 추정하는 방법에 있어서,
    상기 배열 안테나를 통하여 임의의 번째 수신신호를 획득하는 단계;
    상기 수신신호에 기초하여 상기 레퍼런스 채널로부터 직접경로 신호를 추정하는 단계;
    상기 추정한 직접경로 신호를 이용하여 상기 임의의 번째 수만큼의 적응 필터를 설계하는 단계;
    상기 설계한 적응필터를 상기 임의의 번째 수신신호에 각각 적용하여 간섭신호를 제거하여 표적반사 신호에 대한 성분만을 잔여신호로 획득하는 단계; 및
    상기 잔여신호 획득단계에서 획득한 적응필터의 출력을 이용하여 도래각을 추정하는 단계;를 포함하되,
    상기 잔여신호를 획득하는 단계는, 상기 직접경로 신호의 추정치를 이용하여 상기 간섭신호를 제거하고 아울러 상기 표적반사 신호를 추정하고,
    상기 도래각 추정 단계는, 상기 적응필터의 오차 신호 벡터의 공분산 행렬과, 조향벡터로 표현되는 공간 스펙트럼을 이용하여 상기 표적반사 신호의 도래각을 추정하는 것을 특징으로 하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 도래각 추정 단계는, 공간 스펙트럼의 최대값이나 극대값으로부터 상기 도래각을 추정하는 것을 특징으로 하는 PCL 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정방법.
  9. 삭제
KR1020160173839A 2016-12-19 2016-12-19 Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법 KR101777381B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160173839A KR101777381B1 (ko) 2016-12-19 2016-12-19 Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160173839A KR101777381B1 (ko) 2016-12-19 2016-12-19 Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101777381B1 true KR101777381B1 (ko) 2017-09-11

Family

ID=59926051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160173839A KR101777381B1 (ko) 2016-12-19 2016-12-19 Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101777381B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118335A (ko) 2018-04-10 2019-10-18 고려대학교 산학협력단 확장된 brm 기법을 이용한 분산 mimo 레이더를 위한 표적위치 추정방법
KR20200114441A (ko) * 2019-03-28 2020-10-07 국방과학연구소 멀티스태틱(Multistatic) PCL(Passive Coherent Location) 시스템에서 직접 신호 및 표적 반사 신호를 분리하여 수신하는 방법 및 장치
CN111948620A (zh) * 2020-06-30 2020-11-17 西安电子科技大学 一种基于多类型外辐射源的目标被动协同探测方法及系统
KR102219341B1 (ko) * 2020-04-22 2021-02-23 국방과학연구소 Fm 신호 기반의 수동형 코히어런트 위치 추정(pcl) 시스템에서 기준채널 내의 다중경로에 의한 간섭원을 제거하는 간섭원 제거장치 및 방법
CN114140964A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 株洲国创轨道科技有限公司 基于无线感知的地铁隧道异物入侵检测方法及检测系统
KR20220073205A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 부산대학교 산학협력단 단일-채널 수신 pcl 시스템의 표적 탐지 장치 및 그 방법
KR20220166409A (ko) * 2021-06-10 2022-12-19 부산대학교 산학협력단 Pcl 시스템의 표적 탐지기 학습을 위한 합성 데이터 생성 방법 및 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002181925A (ja) * 2000-12-18 2002-06-26 Mitsubishi Electric Corp パッシブレーダ装置
KR100830360B1 (ko) 2001-05-04 2008-05-20 록히드 마틴 코포레이션 수동 코히런트 로케이션 애플리케이션들에 대한 광대역 선행-검출 신호 처리를 위한 시스템 및 방법
KR101022513B1 (ko) 2008-05-06 2011-03-16 이병섭 다중 직교 반송파를 이용한 바이오 레이다 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002181925A (ja) * 2000-12-18 2002-06-26 Mitsubishi Electric Corp パッシブレーダ装置
KR100830360B1 (ko) 2001-05-04 2008-05-20 록히드 마틴 코포레이션 수동 코히런트 로케이션 애플리케이션들에 대한 광대역 선행-검출 신호 처리를 위한 시스템 및 방법
KR101022513B1 (ko) 2008-05-06 2011-03-16 이병섭 다중 직교 반송파를 이용한 바이오 레이다 시스템

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190118335A (ko) 2018-04-10 2019-10-18 고려대학교 산학협력단 확장된 brm 기법을 이용한 분산 mimo 레이더를 위한 표적위치 추정방법
KR20200114441A (ko) * 2019-03-28 2020-10-07 국방과학연구소 멀티스태틱(Multistatic) PCL(Passive Coherent Location) 시스템에서 직접 신호 및 표적 반사 신호를 분리하여 수신하는 방법 및 장치
KR102200530B1 (ko) 2019-03-28 2021-01-08 국방과학연구소 멀티스태틱(Multistatic) PCL(Passive Coherent Location) 시스템에서 직접 신호 및 표적 반사 신호를 분리하여 수신하는 방법 및 장치
KR102219341B1 (ko) * 2020-04-22 2021-02-23 국방과학연구소 Fm 신호 기반의 수동형 코히어런트 위치 추정(pcl) 시스템에서 기준채널 내의 다중경로에 의한 간섭원을 제거하는 간섭원 제거장치 및 방법
CN111948620A (zh) * 2020-06-30 2020-11-17 西安电子科技大学 一种基于多类型外辐射源的目标被动协同探测方法及系统
CN111948620B (zh) * 2020-06-30 2024-01-16 西安电子科技大学 一种基于多类型外辐射源的目标被动协同探测方法及系统
KR20220073205A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 부산대학교 산학협력단 단일-채널 수신 pcl 시스템의 표적 탐지 장치 및 그 방법
KR102473498B1 (ko) 2020-11-26 2022-12-01 부산대학교 산학협력단 단일-채널 수신 pcl 시스템의 표적 탐지 장치 및 그 방법
KR20220166409A (ko) * 2021-06-10 2022-12-19 부산대학교 산학협력단 Pcl 시스템의 표적 탐지기 학습을 위한 합성 데이터 생성 방법 및 장치
KR102586255B1 (ko) 2021-06-10 2023-10-10 부산대학교 산학협력단 Pcl 시스템의 표적 탐지기 학습을 위한 합성 데이터 생성 방법 및 장치
CN114140964A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 株洲国创轨道科技有限公司 基于无线感知的地铁隧道异物入侵检测方法及检测系统
CN114140964B (zh) * 2021-11-25 2023-08-08 株洲国创轨道科技有限公司 基于无线感知的地铁隧道异物入侵检测方法及检测系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101777381B1 (ko) Pcl 수신기에서 적응 필터를 이용한 표적반사 신호의 도래각 추정 장치 및 방법
JP7025506B2 (ja) レーダーにおける角度分解能
CN111373282B (zh) 用于fmcw雷达系统的雷达处理链
US8179307B2 (en) Method for the multipath passive radar processing of an FM opportunity signal
US9470782B2 (en) Method and apparatus for increasing angular resolution in an automotive radar system
US9562968B2 (en) Sensor system and method for determining target location using sparsity-based processing
US10768276B2 (en) Decentralised radar system
CA3033676A1 (en) Novel automotive radar using 3d printed luneburg lens
JP2019527835A5 (ko)
Wang et al. Adaptive imaging for forward-looking ground penetrating radar
CN109669182B (zh) 无源双基地sar动/静目标联合稀疏成像方法
KR101614766B1 (ko) 재머 구별이 가능한 조향 벡터 연산을 이용하는 표적의 dod-doa 추정 방법 및 장치
CN103941267A (zh) 一种结合去噪和doa估计的卫星导航欺骗式干扰抑制方法
CN113009473B (zh) 一种多波束凝视雷达低仰角目标测高方法、装置及介质
Park et al. Maximum‐likelihood angle estimator for multi‐channel FM‐radio‐based passive coherent location
JP5116590B2 (ja) 波数推定装置
CN111812634A (zh) 警戒线目标监测方法、装置和系统
KR101473592B1 (ko) 교란 신호 검출 장치 및 방법
KR20140088683A (ko) 차량용 레이더를 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
Tabrikian et al. Performance bounds and techniques for target localization using MIMO radars
CN111142097A (zh) 一种调幅广播外辐射源雷达中的目标方向估计方法
KR102578595B1 (ko) 차량-인프라 간 통신 상황에서의 무선랜 표준 파형 기반 레이다 이미지 획득 방법 및 그 시스템
Ahmed et al. Multiple signal classification algorithm compensated by Extended Kalman Particle Filtering for Wi-Fi through wall multi-target tracking
CN118746812A (zh) 适用于低信噪比环境下的小型无人机探测方法、装置及存储介质
CN114124187A (zh) 直接数据域电子侦察接收机测频测向方法、接收机及介质

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant