KR101916548B1 - Double polarization tranceiving apparatus and method for sweep radar broad scanning - Google Patents
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Abstract
본 교시는 스윕레이더의 광역 스캔을 위한 완전 편파를 이용한 이중편파 송수신 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 송신시 복수의 피드혼을 모두 켜 광역으로 빔을 송신하고, 수신시에는 두개의 피드혼을 켜 신호를 수신한다. 수신되는 신호는 직교모드 편파 분리기에 의해 수직편파 및 수평편파로 분리되고 각각의 신호를 합쳐서 사각지대를 제거하고 관측하고자 하는 영역을 스캔한다.The present teachings relate to a dual polarization transmission and reception method using full polarization for wide scan of a sweep radar. More specifically, a plurality of feed horns are all turned on to transmit a beam to a wide area, and two horns are turned on to receive a signal when receiving. The received signal is separated into the vertical polarization and the horizontal polarization by the orthogonal mode polarization separator, and the signals are combined to remove the blind spot and scan the area to be observed.
Description
지구관측용 위성 레이더 시스템 및 지구관측용 위성 레이더 시스템 운용 방법에 연관되며, 보다 특정하게는 스윕레이더의 광역 스캔을 위한 완전 편파 광역 빔 송신 및 이중편파 수신을 제공하는 장치 및 방법에 연관된다.And more particularly to an apparatus and method for providing full-polarized wide-area beam transmission and dual-polarized reception for wide-area scanning of a sweep radar. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates generally to satellite radar systems,
광역 고해상도 관측 시스템을 위하여 HRWS(High Resolution Wide Swath)방식과 Sweep SAR 방식이 연구되고 있다.High Resolution Wide Swath (HRWS) and Sweep SAR methods are being studied for wide-area high-resolution observation systems.
HRWS 방식은 평면 어레이 방식을 사용하고, Sweep SAR 방식은 반사기와 피드혼을 사용한다. 두 시스템을 비교하면 Sweep SAR 방식은 큰 반사기를 이용하여 비교적 저전력 송출이 가능한 장점이 알려져 있다.The HRWS method uses a flat array method, and the Sweep SAR method uses a reflector and a feed horn. Comparing the two systems, it is known that the sweep SAR method can transmit relatively low power using a large reflector.
보통의 SAR 시스템은 위성에서 운용시 송수신 도달 거리가 매우 길어서 연속적으로 첩신호를 송신하고 수신시 연속적으로 에코를 포착하여 저장하게 된다. 즉 신호 송신시에 에코 신호가 도달하게 되어 사각지대(blind range)가 발생한다. 그러므로 보통 펄스 반복 간격(Pulse Repeatation Interval, PRI)를 조절하거나 안테나의 길이를 충분히 길게하여 첩신호 송신주기를 길게 해주어야 된다. 광역 고해상도 관측의 경우 관측폭이 매우 넓기 때문에 펄스 반복 주파수(Pulse Repeatation Frequency, PRF)를 낮추어야 되는데 반사기 길이가 짧은 경우에 펄스 반복 주파수를 낮추면 모호성이 증가되므로 신호 품질이 저하된다. 그러므로 펄스 반복 주파수를 높이게 되는데 그러한 경우 사각지대(blind range)가 발생하게 된다.The average SAR system is very long in the operation of the satellite, so it transmits consecutively consecutive signals and continuously captures and stores echoes when receiving. That is, an echo signal arrives at the time of signal transmission and a blind range occurs. Therefore, it is necessary to adjust the Pulse Repeat Interval (PRI) or to increase the length of the antenna sufficiently to lengthen the transmission period of the broadcast signal. In the case of wide-area high-resolution observation, the pulse width of the pulse repetition frequency (PRF) should be lowered because the observation width is very wide. If the reflector length is short, lowering the pulse repetition frequency lowers the signal quality. Therefore, the pulse repetition frequency is increased. In such a case, a blind range is generated.
일실시예에 따르면 다중 주파수 대역의 신호를 방사하고, 관측 영역에서 반사되는 신호를 수신하여 편파 선택기로 전달하는 안테나부, 반사되는 수신 신호의 편파를 선택하는 제1 편파 선택기, 반사되는 다른 수신 신호의 편파를 선택하는 제2 편파 선택기 및 상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기가 수신하는 신호의 편파를 선택하도록 동작의 온/오프를 조절하는 스위치 모듈을 포함하는 이중편파 송수신 장치가 개시된다.According to an embodiment of the present invention, an antenna unit for radiating a signal of multiple frequency bands, receiving a signal reflected from an observation area and transmitting the signal to a polarization selector, a first polarization selector for selecting a polarization of a reflected signal, And a switch module for controlling the on / off of the operation to select the polarization of the signal received by the first and second polarization selectors is disclosed .
다른 일실시예에 따르면 상기 안테나부는 해당 대역의 송출 신호를 방사하는 복수의 피드혼 및 상기 복수의 피드혼에서 방사된 신호를 반사하는 반사기를 포함하는 이중편파 송수신 장치가 개시된다. 상기 반사기는 원형 또는 타원형으로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the antenna unit includes a plurality of feed horns for radiating a transmission signal of a corresponding band, and a reflector for reflecting signals radiated from the plurality of feed horns. The reflector may be circular or elliptical.
또 다른 일실시예에 따르면 상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기는, 송신 신호 및 수신 신호의 수직 및/또는 수평 편파를 선택해내는 것을 포함할 수 있다.According to yet another embodiment, the first and second polarization selectors may comprise selecting vertical and / or horizontal polarizations of a transmitted signal and a received signal.
다른 일실시예에 따르면 상기 복수의 피드혼에 연결되어 수직 편파와 수평 편파를 분리하는 직교모드 편파 분리기를 더 포함하는 이중편파 송수신 장치도 개시된다.According to another embodiment, there is also provided a dual polarization transceiver further comprising an orthogonal mode polarization separator connected to the plurality of feed horns to separate vertical polarization and horizontal polarization.
일실시예에 따른 이중편파 송수신 방법에 있어서, 안테나부가 다중 주파수 대역의 신호를 방사하는 단계, 상기 안테나부가 관측 영역에서 반사되는 신호를 수신하여 편파 선택기로 전달하는 단계, 제1 편파 선택기가 반사되는 수신 신호의 편파를 선택하는 단계, 제2 편파 선택기가 반사되는 다른 수신 신호의 편파를 선택하는 단계 및 스위치 모듈이 상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기가 수신하는 신호의 편파를 선택하도록 동작의 온/오프를 조절하는 단계를 포함하는 이중편파 송수신 방법이 개시된다.The dual polarization transmission and reception method according to an exemplary embodiment of the present invention includes the steps of: radiating a signal of a multiple frequency band by an antenna unit; receiving a signal reflected by the antenna unit and transmitting the signal to a polarization selector; Selecting a polarization of the received signal, selecting a polarization of another received signal to which the second polarization selector reflects, and selecting a polarization of the signal that the switch module receives the first polarization selector and the second polarization selector And controlling on / off of the first and second polarized waves.
다른 일실시예에 따른 이중편파 송수신 방법의 안테나부가 다중 주파수 대역의 신호를 방사하는 단계는, 복수의 피드혼이 해당 대역의 송출 신호를 방사하는 단계 및 반사기가 상기 복수의 피드혼에서 방사된 신호를 반사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 반사기는 원형 또는 타원형인 것을 포함할 수 있다.The step of radiating signals of multiple frequency bands by the antenna portion of the dual polarization transmission and reception method according to another embodiment includes the steps of a plurality of feed horns radiating a transmission signal of the corresponding band and a step in which the reflector radiates signals emitted from the plurality of feed horns And reflecting the reflected light. The reflector may include a circular or elliptical shape.
또 다른 일실시예에 따르면 제1 편파 선택기가 송수신 신호의 편파를 선택하는 단계 및 제2 편파 선택기가 송수신 신호의 편파를 선택하는 단계는, 송신 신호 및 수신 신호의 수직 및/또는 수평 편파를 선택해내는 단계인 것을 포함하는 이중편파 송수신 방법일 수 있다.According to another embodiment, the step of selecting the polarization of the transmission / reception signal by the first polarization selector and the step of selecting the polarization of the transmission / reception signal by the second polarization selector may include selecting the vertical and / or horizontal polarization of the transmission signal and the reception signal And a step of transmitting and / or receiving signals.
다른 일실시예에 따르면 이중편파 송수신 방법은 직교모드 편파 분리기가 상기 복수의 피드혼에 연결되어 수직 편파와 수평 편파를 분리하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.According to another embodiment, the dual polarization transmitting / receiving method may be configured so that the orthogonal mode polarization separator is connected to the plurality of feed horns to separate the vertical polarization and the horizontal polarization.
일실시예에 따르면 상기 이중편파 송수신 방법을 수행하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체가 개시된다.According to one embodiment, a computer-readable recording medium storing a program for performing the above-described dual polarization transmission and reception method is disclosed.
도 1은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 방법의 흐름도이다.
도 2는 일실시예에 따른 송수신 신호의 해석 방법 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 따른 송수신 영역을 도시한다.
도 4는 일실시예에 따른 광역 스캔의 문제점을 도시한다.
도 5는 일실시예에 따른 사각지대 해소 방법을 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 장치의 송수신 영역을 도시한다.
도 7은 도 6에 사용되는 시간별 편파를 나타낸 표이다.
도 8은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 장치의 구조도이다.1 is a flowchart of a dual polarization transmission / reception method according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating a method of analyzing a transmission signal according to an embodiment of the present invention.
3 shows a transmitting and receiving region according to an embodiment.
Figure 4 illustrates the problem of wide scan in accordance with one embodiment.
5 illustrates a method of solving a blind spot according to an embodiment.
6 shows a transmitting and receiving region of a dual polarization transmitting and receiving apparatus according to one embodiment.
FIG. 7 is a table showing the time-dependent polarization used in FIG.
8 is a structural diagram of a dual polarization transceiver according to an embodiment.
이하에서, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 권리범위는 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the rights is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the following description are chosen to be generic and universal in the art to which they are related, but other terms may exist depending on the development and / or change in technology, customs, preferences of the technician, and the like. Accordingly, the terminology used in the following description should not be construed as limiting the technical thought, but should be understood in the exemplary language used to describe the embodiments.
또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.Also, in certain cases, there may be a term chosen arbitrarily by the applicant, in which case the meaning of the detailed description in the corresponding description section. Therefore, the term used in the following description should be understood based on the meaning of the term, not the name of a simple term, and the contents throughout the specification.
도 1은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 방법의 흐름도이다. 이중편파 송수신을 위해 송수신 신호의 수직/수평 편파 선택과 그 해석이 필요하다. 송신할 신호(110)는 광역으로 포밍(120)된다. 포밍되는 신호는 관측하려는 영역에서 반사되어 협역으로 수신(130)한다. 수신되는 신호는 편파 선택기에 의해 수직/수평 편파를 선택(140)해 낸다. 선택되는 신호들을 종합적으로 해석(150)하여 광역으로 고해상도 관측을 실시할 수 있다.1 is a flowchart of a dual polarization transmission / reception method according to an embodiment. In order to transmit and receive double polarized waves, it is necessary to select the vertical / horizontal polarization of the transmitted and received signals and to analyze them. The
송신 신호(110)를 하나의 주파수로 송신하는 경우에 관측 영역과 위성사이의 거리가 너무 멀기 때문에 사각지대(Blind Range)가 발생하게 된다. 이러한 사각지대의 존재는 도 4에서 잘 도시되어 있다. 따라서 사각지대를 없애기 위한 방법으로 송신 신호(110)는 두 개의 펄스 반복 주파수(PRF)를 사용하게 된다. 각각의 펄스 반복 주파수(PRF)는 상호 보완적으로 수신 신호의 사각지대를 제거할 수 있도록 구성된다.When the
광역으로 포밍(120)하는 단계는 안테나부에 존재하는 복수의 피드혼을 모두 작동시켜 한꺼번에 넓은 영역으로 빔을 방사한다. 피드혼에서 방출되는 신호는 반사판에 의해 반사되고 넓은 영역으로 빔이 전달된다.In the step of forming the
협역으로 수신(130)하는 단계는 안테나부에 존재하는 일부의 피드혼을 작동시켜 좁은 영역에서 반사되는 빔을 수신한다. 좁은 영역에서 반사되는 빔이 반사판에서 다시 반사되어 피드혼으로 들어가 안테나부가 수신하게 된다.The step of receiving 130 in narrowband may include operating a portion of the feed horn in the antenna portion to receive a beam reflected in a narrow region. The beam reflected in the narrow area is reflected again on the reflector, enters the feed horn and receives the antenna.
H/V편파선택(150) 단계 단계는 협역으로 수신되는 신호는 송신 신호(110)의 주파수에 따라서 각각의 수직 및 수평 편파를 갖는다.The H / V
도 2는 일실시예에 따른 송수신 신호의 해석 방법 흐름도이다. 송수신 신호의 사각지대를 제거하기 위해서는 두개의 주파수 영역의 신호가 요구된다. 제1 주파수 신호를 수신(210)하고, 제2 주파수 신호를 수신(220)한다. 각 영역의 주파수 신호에서 사각지대에 의해 수신할 수 없는 영역을 제거(230)하고 그 이후에 두 신호의 수신 영역의 정보를 종합적으로 해석(240)한다. 신호의 사각지대 영역 제거 및 구체적인 해석은 도5 및 도6에서 상세히 설명한다.2 is a flowchart illustrating a method of analyzing a transmission signal according to an embodiment of the present invention. Two frequency-domain signals are required to remove the blind spots of the transmission and reception signals. (210) a first frequency signal, and receives (220) a second frequency signal. (230) the area that can not be received by the dead zone in the frequency signal of each area, and thereafter comprehensively analyzes (240) the information of the receiving area of the two signals. The removal of the blind zone region of the signal and the specific interpretation are described in detail in Figs. 5 and 6. Fig.
도 3은 일실시예에 따른 송수신 영역을 도시한다. 레이더의 안테나부(310)에서 모든 피드혼을 켜 광역으로 빔을 포밍하는 영역(320)과 수신시 일부의 피드혼만 켜 협역으로 수신하는 영역(330)을 도시한다. 3 shows a transmitting and receiving region according to an embodiment. A
안네타부(310)는 복수의 피드혼과 반사판으로 구성되어 있다. 복수의 피드혼은 신호의 송신과 수신의 시점에 따라 전체가 작동할 수 있고 또한 일부만 작동할 수 있다. 피드혼에서 방사되는 신호는 반사판에서 반사되어 관측하고자 하는 광역으로 퍼져나간다. 반사판은 신호가 원하는 방향으로 향할 수 있도록 원형 또는 타원형으로 구성될 수 있다.The
광역으로 빔을 포밍하는 영역(320)은 지표면 또는 해수면이 될 수 있다. 다시 말해 지구상에 관측하고자 하는 영역을 의미한다. 본 교시는 스윕 레이더의 광역 스캔을 위한 것이므로, 최대한 넓은 영역으로 빔을 포밍하게 된다. 빔을 포밍할 때에는 광역으로 포밍해야 하므로 안테나부에 존재하는 복수의 피드혼을 모두 켜서 포밍을 한다.The
협역으로 수신하는 영역(330)은 광역으로 포밍되는 영역 중 일부분이다. 광역으로 빔이 포밍되고 나서 반사되는 영역 중 일부를 수신한다. 수신시에는 일부의 영역만을 수신하기 때문에 모든 피드혼을 켤 필요가 없으며, 두개의 피드혼만 작동키시면 된다. 하나의 피드혼만 작동시키는 경우에는 위성과 지구의 통신 거리에 따른 사각지대(Blind Range)가 발생하기 때문에 온전하게 신호를 수신할 수 없게 된다. 따라서 최소 두개의 피드혼을 작동시켜야 하고, 경우에 따라서는 이에 한정되지 않고 둘 이상의 피드혼을 작동시켜 신호를 수신할 수 있다.The
도 4는 일실시예에 따른 광역 스캔의 문제점을 도시한다. 신호를 방사하는 영역(410)과 사각지대(420)를 도시한다. 일실시예에 따라 특정 주파수 대역으로 신호를 방사하는 경우에, 신호의 방사 영역과 사각지대가 겹쳐지는 부분의 신호는 수신할 수 없게 되고 이 영역이 해당 주파수의 수신 불가능한 영역(430)이 된다. 따라서 하나의 주파수 만으로는 신호를 온전히 수신할 수 없고, 이러한 이유로 둘 이상의 주파수를 사용해야 한다. 따라서 각각의 주파수는 서로의 사각지대를 상호 보완할 수 있도록 구성되어야 한다.Figure 4 illustrates the problem of wide scan in accordance with one embodiment. A
신호를 방사하는 영역(410)은 주파수에 따라 그 위치는 변할 수 있으나, 어느 위치에 존재하더라도 사각지대 영역(420)과 겹치는 부분은 발생하게 된다. 사각지대가 발생하는 이유는 주파수에 의한 문제가 아니라, 송수신이 동시에 이루어지고 위성 레이더와 지구 사이의 도달거리에 따른 문제이기 때문이다.The position of the
수신 불가능한 영역(430)은 신호의 주파수 대역에 따라 그 위치가 서로 다르다. 따라서 둘 이상의 신호의 주파수 대역을 조절하여 신호를 종합하는 경우에 스캔되는 영역의 정보를 온전하게 수신할 수 있게 된다. 구체적인 사각지대의 소멸 방법은 도 5에서 자세히 다룬다.The
도 5는 일실시예에 따른 사각지대 해소 방법을 도시한다. 도 5에서는 사각지대, 송신 영역 및 수신 가능 영역을 도시한다. 사각지대는 모든 주파수 대역에서 고르게 분포하고 있고, 송신 영역 중 사각지대와 겹쳐지지 않은 영역이 수신 가능 영역이 된다. 일실시예에 따라 두개의 주파수를 사용하는 경우를 설명하지만 이에 한정되지 않고 둘 이상의 주파수를 사용하여 사각지대를 제거할 수 있다.5 illustrates a method of solving a blind spot according to an embodiment. Fig. 5 shows a blind spot, a transmission area and a reception enabled area. The blind spot is uniformly distributed in all frequency bands, and the area that does not overlap with the blind spot in the transmission area becomes the receivable area. Although two frequencies are used according to one embodiment, the present invention is not limited thereto and two or more frequencies may be used to remove the blind spot.
두개의 송신 영역 중 좌측의 송신 영역을 제1 주파수의 송신 영역이라 하고, 우측의 송신 영역을 제2 주파수의 송신 영역이라 하자. 제1 주파수의 송신 영역이 사각지대와 겹치는 부분을 제외하고, 나머지 부분이 제1 주파수의 수신 가능 영역이다. 동일한 방식으로, 제2 주파수의 송신 영역이 사각지대와 겹치는 부분을 제외하고 나머지 부분이 제2 주파수의 수신 가능 영역이 된다. 제1 주파수의 수신 가능 영역과, 제2 주파수의 수신 가능 영역을 합치게 되면 온전한 하나의 수신 가능 영역이 발생한다. 따라서 이러한 방식으로 두 개의 수신 정보를 합쳐 사각지대 없이 광역 스캔이 가능하다.Let the transmission area on the left side of the two transmission areas be a transmission area on the first frequency and the transmission area on the right side be the transmission area on the second frequency. The remaining part is the receivable area of the first frequency except for the part where the transmission area of the first frequency overlaps with the blind spot. In the same manner, except for the portion where the transmission region of the second frequency overlaps the dead zone, the remaining portion becomes the receivable region of the second frequency. When the receivable region of the first frequency and the receivable region of the second frequency are combined, one receivable region which is intact is generated. Thus, combining the two received information in this way enables wide area scanning without blind spots.
도 6은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 장치의 송수신 영역을 도시한다. 조금 더 구체적으로 본 교시의 제안 시스템을 살펴본다. 기존의 쿼드 폴 SAR는 완전 편파를 구현하기 위하여 한 개의 펄스 반복 간격(PRI)안에 수직편파(Vertical polarized wave, V)와 수평편파(Horizontal polarized wave, H)를 각각 한번씩 보내고, 한 개의 빔을 사용한다. 그러나 본 교시의 제안 시스템은 두개의 빔을 만들어서 각각 펄스 반복 간격(PRI)을 다르게 사용하며 수직편파(V)와 수평편파(H)를 동시에 송신하는 방식이다.6 shows a transmitting and receiving region of a dual polarization transmitting and receiving apparatus according to one embodiment. Let's look at the proposed system in more detail. Conventional quadrupole SARs transmit vertically polarized waves (V) and horizontally polarized waves (H) in one pulse repetition interval (PRI) to realize full polarization, and use one beam do. However, in the proposed system, two beams are generated and the vertical polarization (V) and the horizontal polarization (H) are simultaneously transmitted using the pulse repetition interval (PRI).
Tx. @PRF1은 제1 주파수에 따른 송신 영역을 도시하고, Rx. @PRF1은 제1 주파수에 따른 수신 가능 영역을 나타낸다. 마찬가지로 Tx. @PRF2는 제2 주파수에 따른 송신 영역을 도시하고, Rx. @PRF2는 제2 주파수에 따른 수신 가능 영역을 나타낸다. 제1 주파수의 송신 영역(Tx. @PRF1) 중 사각지대와 겹쳐지는 부분을 제외하면 제1 주파수의 수신 가능 영역(Rx. @PRF1)이다. 또한 제2 주파수의 송신 영역(Tx. @PRF2) 중 사각지대와 겹쳐지는 부분을 제외하면 제2 주파수의 수신 가능 영역(Rx. @PRF2)이다. 이때 시간에 따른 수평편파 및 수직편파를 도 7에 표로 나타내었다.Tx. @ PRF1 shows the transmission area according to the first frequency, and Rx. @ PRF1 indicates a receivable area according to the first frequency. Likewise Tx. @ PRF2 shows the transmission region according to the second frequency, and Rx. And @ PRF2 indicates a receivable area according to the second frequency. (Rx. @ PRF1) of the first frequency except for the portion overlapping the dead zone among the transmission region (Tx. @ PRF1) of the first frequency. @ PRF2 of the second frequency except for a portion overlapping the dead zone of the transmission region Tx. @ PRF2 of the second frequency. The horizontal polarization and the vertical polarization according to time are shown in FIG.
도 7은 도 6에 사용되는 시간별 편파를 나타낸 표이다. 일실시예에 따라 수직편파 또는 수평편파로 완전 편파를 구현하였다. 시간이 t0인 시점에서, 제1 주파수의 송신은 수평편파(H)로 송신하고, 제1 주파수의 수신에는 수평편파(H) 및 수직편파(V)를 동시에 수신한다. 시간이 t0인 시점에서, 이와는 반대로 제2 주파수의 송신은 수직편파(V)로 송신하고, 제2 주파수의 수신에는 수직편파(V) 및 수평편파(H)를 동시에 수신한다.FIG. 7 is a table showing the time-dependent polarization used in FIG. According to one embodiment, full polarization is realized by vertical polarization or horizontal polarization. At the time t0, transmission of the first frequency is transmitted with the horizontal polarization H, and reception of the first frequency simultaneously receives the horizontal polarization H and the vertical polarization V. At the time t0, on the contrary, the transmission of the second frequency is transmitted with the vertical polarization (V), and the reception of the second frequency simultaneously receives the vertical polarization (V) and the horizontal polarization (H).
시간이 t1인 시점에서는 t0의 시점과 반대의 수직편파 및 수평편파로 운영된다. t1에서 제1 주파수의 송신은 수직편파(V)로 송신하고, 제1 주파수의 수신에는 수직편파(V) 및 수평편파(H)를 동시에 수신한다. 시간이 t1인 시점에서, 제2 주파수의 송신은 수평편파(H)로 송신하고, 제2 주파수의 수신에는 수평편파(H) 및 수직편파(V)를 동시에 수신한다.At the time t1, it operates as a vertical polarization and a horizontal polarization opposite to the point of time t0. The transmission of the first frequency at t1 is transmitted with the vertical polarization (V), and the reception of the first frequency simultaneously receives the vertical polarization (V) and the horizontal polarization (H). At the time t1, the transmission of the second frequency is transmitted with the horizontal polarization H and the reception of the second frequency simultaneously receives the horizontal polarization H and the vertical polarization V.
도 8은 일실시예에 따른 이중편파 송수신 장치의 구조도이다. 본원의 이중 편파 송수신 장치는 아래와 같은 구성을 갖는다. 신호를 발생시키는 송신기(810), 반사되는 수신 신호의 편파를 선택하는 편파 선택기(820), 편파 선택기가 수신하는 신호의 편파를 선택하도록 동작의 온/오프를 조절하는 스위치 모듈(830), 복수의 직교모드 편파 분리기(840) 및 안테나부로 구성된다. 안테나부는 복수의 피드혼(850)과 반사판(860)으로 이루어진다.8 is a structural diagram of a dual polarization transceiver according to an embodiment. The dual polarization transmitter / receiver of the present application has the following configuration. A
이중편파 송수신 장치의 구성에 따른 광역 포밍 과정을 살펴본다. 송신기(810)는 광역 스캔을 위한 신호를 생성한다. 사각지대의 제거를 위해 서로 다른 주파수를 갖는 두개의 신호가 필요하기 때문에, 송신기는 둘 이상이 존재하게 된다. 각각의 송신기에서 출력되는 신호는 스위치 모듈(830)로 들어간다. 스위치 모듈(830)에 의해 모든 피드혼(850)이 작동되고, 모든 피드혼(850)에서 A송신기의 신호 및 B송신기의 신호가 방출된다. 피드혼(850)에서 방출되는 신호는 반사판(860)에서 반사되어 스캔하고자 하는 영역으로 방사된다. 이러한 방식으로 광역 포밍이 수행된다.The wideband forming process according to the configuration of the dual polarized wave transmitting / receiving device will be described.
이중편파 송수신 장치의 광역 포밍 후 협역 수신 과정을 살펴본다. 광역 포밍과 협역 수신은 최초 포밍이 이루어진 후에는 계속적으로 동시에 수행된다. 따라서 송수신이 동시에 이루어지기 때문에 사각지대(Blind Range)가 발생하는 것이다. 협역 수신 과정은 스캔하고자 하는 영역의 일부에서 반사되는 신호가 반사판(860)에서 반사되어 피드혼(850)으로 전달된다. 수신시에 스위치모듈(830)에 의해 피드혼(850)의 동작이 조절되고, 두개의 피드혼만 작동하여 신호를 수신한다. 피드혼에서 수신되는 신호는 직교모드 편파 분리기(840)를 거쳐 스위치모듈(830)을 지나 편파 선택기(820)로 전달된다. 직교모드 편파 분리기(840)는 수신되는 신호의 편파를 수직편파 또는 수평편파로 분리한다. 수직편파 또는 수평편파로 분리되는 신호는 편파 선택기(820)로 전달되고, 편파 선택기(820)는 각각의 분리된 신호 중 원하는 신호를 선택하여 프로세서로 전달하게 된다.We will look at the process of receiving the wide-band-shaped narrowband after receiving the dual polarized wave transceiver. The wide-area forming and the narrow-area receiving are continuously performed simultaneously after the initial forming is performed. Therefore, a blind range occurs because transmission and reception are performed at the same time. In the narrowband reception process, a signal reflected from a part of the area to be scanned is reflected by the
위와 같은 방식으로 시스템을 운영하는 경우에, 두 개의 신호(A, B)를 송신하고 수신시에는 A신호 및 B신호에 대한 각각의 수직편파 및 수평편파를 수신하므로 총 4개의 피드혼이 필요하다. 각각의 피드혼은 스위치모듈과 직교모드 편파 분리기에 의해 A신호의 수직편파(A/H), A신호의 수평편파(A/V), B신호의 수직편파(B/H), B신호의 수평편파(B/V)를 수신한다. 그러므로 한번 수신시 총 4채널을 수신하게 된다.When operating the system in the above manner, a total of four feed horns are required since two signals (A, B) are transmitted and upon reception, the respective vertical and horizontal polarizations for the A and B signals are received . Each feed horn is divided into a vertical polarization (A / H) of A signal, a horizontal polarization (A / V) of A signal, a vertical polarization (B / H) of B signal, And receives the horizontal polarization (B / V). Therefore, it receives 4 channels in total.
넓은 영역에 송신을 하고, 송신과 동시에 수신이 이루어지기 때문에 사각지대가 발생하게 되고, 사각지대를 제거하기 위해서는 안테나부의 반사판을 약 13m로 늘려야 한다. 그러나 위성에 장착 가능한 탑재체의 크기는 한계가 존재하고, 반사판 또한 크기가 작을수록 유리하다. 본 교시에 따라 펄스 반복 주파수를 다르게 하고 서로 다른 주파수로 영역을 스캔 함으로써 두 수신 신호를 합쳐서 하나의 해석을 수행한다. 따라서 작은 안테나로도 넓은 영역을 스캔이 가능하다.Since a large area is transmitted and reception is performed simultaneously with transmission, a dead zone is generated. In order to remove a dead zone, the reflector of the antenna unit must be increased to about 13 m. However, there is a limit to the size of the payload that can be mounted on the satellite, and the smaller the reflector is, the more advantageous it is. In accordance with the present teachings, the analysis is performed by combining the two received signals by varying the pulse repetition frequency and scanning the region at different frequencies. Therefore, a large area can be scanned with a small antenna.
한편 상기 서술한 이중편파 송수신 장치는 광역 스캔을 위한 스윕 레이더에 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는 지구관측용 위성 레이더 시스템, 민수용 지상 레이더 시스템, 환경감시 전파 레이더에 사용될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 지상을 관측하기 위한 레이더 시스템이면 사용 가능하다.Meanwhile, the above-described dual polarization transceiver can be used in a sweep radar for wide-area scanning, and more specifically, it can be used in a satellite radar system for earth observation, a civilian ground radar system, and an environment monitoring radar. However, the present invention is not limited thereto, and a radar system for observing the ground can be used.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA) A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described with reference to the drawings, various modifications and variations may be made by those skilled in the art. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (11)
반사되는 수신 신호의 편파를 선택하는 제1 편파 선택기;
반사되는 다른 수신 신호의 편파를 선택하는 제2 편파 선택기; 및
상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기가 수신하는 신호의 편파를 선택하도록 동작의 온/오프를 조절하는 스위치 모듈
을 포함하고,
상기 안테나부는,
제1 펄스 반복 간격에서 제1 주파수로 수직 편파를 송신하는 경우에 제2 주파수로는 수평 편파를 송신하고, 제2 펄스 반복 간격에서 제1 주파수로 수평 편파를 송신하는 경우에 제2 주파수로는 수직 편파를 송신하는 이중편파 송수신 장치.An antenna unit that emits a signal of a plurality of frequency bands using a plurality of beams, receives a signal reflected from the observation region, and transmits the signal to a polarization selector;
A first polarization selector for selecting a polarization of the received signal to be reflected;
A second polarization selector for selecting a polarization of another reflected signal; And
A switch module for controlling the on / off of the operation to select the polarization of the signal received by the first polarization selector and the second polarization selector
/ RTI >
The antenna unit includes:
When the vertical polarization is transmitted at the first frequency in the first pulse repetition interval, the horizontal polarization is transmitted at the second frequency, and when the horizontal polarization is transmitted at the first frequency at the second pulse repetition interval, A dual polarization transceiver for transmitting vertical polarization.
상기 안테나부는 해당 대역의 송출 신호를 방사하는 복수의 피드혼; 및
상기 복수의 피드혼에서 방사된 신호를 반사하는 반사기
를 포함하는 이중편파 송수신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the antenna unit comprises: a plurality of feed horns for radiating a transmission signal of a corresponding band; And
A reflector for reflecting a signal radiated from the plurality of feed horns;
And a second polarized wave transmitting / receiving unit.
상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기는,
수신 신호의 수직 및/또는 수평 편파를 선택해내는 것
을 포함하는 이중편파 송수신 장치.3. The method of claim 2,
The first polarization selector and the second polarization selector,
Selecting the vertical and / or horizontal polarization of the received signal
And a second polarized wave transmitting / receiving unit.
상기 복수의 피드혼에 연결되어 수직 편파와 수평 편파를 분리하는 직교모드 편파 분리기
를 더 포함하는 이중편파 송수신 장치.The method of claim 3,
An orthogonal mode polarization separator connected to the plurality of feed horns for separating vertical polarization and horizontal polarization,
And a second polarized wave transmitting / receiving unit.
상기 반사기는 원형 또는 타원형인 것
을 포함하는 이중편파 송수신 장치.5. The method of claim 4,
The reflector being circular or elliptical
And a second polarized wave transmitting / receiving unit.
안테나부가 복수의 빔을 이용하여 다중 주파수 대역의 신호를 방사하는 단계;
상기 안테나부가 관측 영역에서 반사되는 신호를 수신하여 편파 선택기로 전달하는 단계;
제1 편파 선택기가 반사되는 수신 신호의 편파를 선택하는 단계;
제2 편파 선택기가 반사되는 다른 수신 신호의 편파를 선택하는 단계; 및
스위치 모듈이 상기 제1 편파 선택기 및 상기 제2 편파 선택기가 수신하는 신호의 편파를 선택하도록 동작의 온/오프를 조절하는 단계;
를 포함하고,
상기 신호를 방사하는 단계는,
제1 펄스 반복 간격에서 제1 주파수로 수직 편파를 송신하는 경우에 제2 주파수로는 수평 편파를 송신하는 단계; 및
제2 펄스 반복 간격에서 제1 주파수로 수평 편파를 송신하는 경우에 제2 주파수로는 수직 편파를 송신하는 단계
를 포함하는 이중편파 송수신 방법.In the dual polarization transmission and reception method,
The antenna unit radiating signals in multiple frequency bands using a plurality of beams;
Receiving the signal reflected from the observation area of the antenna unit and transmitting the signal to the polarization selector;
Selecting a polarization of the received signal from which the first polarization selector reflects;
Selecting a polarization of another received signal to which the second polarization selector reflects; And
Adjusting the on / off operation of the switch module so as to select the polarization of the signal received by the first and second polarized wave selectors;
Lt; / RTI >
The step of radiating the signal comprises:
Transmitting a horizontal polarization at a second frequency when transmitting vertical polarization at a first frequency in a first pulse repetition interval; And
Transmitting a horizontal polarized wave at a first frequency in a second pulse repetition interval, transmitting a vertical polarized wave at a second frequency
/ RTI >
안테나부가 다중 주파수 대역의 신호를 방사하는 단계는,
복수의 피드혼이 해당 주파수 대역의 송출 신호를 방사하는 단계; 및
반사기가 상기 복수의 피드혼에서 방사된 신호를 반사하는 단계
로 구성되는 이중편파 송수신 방법.The method according to claim 6,
The step of causing the antenna unit to radiate a signal in a multiple frequency band includes:
The plurality of feed horns emitting a transmission signal of the corresponding frequency band; And
Wherein the reflector reflects a signal radiated from the plurality of feed horns
/ RTI >
제1 편파 선택기가 송수신 신호의 편파를 선택하는 단계 및 제2 편파 선택기가 송수신 신호의 편파를 선택하는 단계는,
송신 신호 및 수신 신호의 수직 및/또는 수평 편파를 선택해내는 단계인 것
을 포함하는 이중편파 송수신 방법.8. The method of claim 7,
The first polarization selector selecting the polarization of the transmission / reception signal and the second polarization selector selecting the polarization of the transmission / reception signal,
And selecting vertical and / or horizontal polarization of the transmission signal and the reception signal
/ RTI >
직교모드 편파 분리기가 상기 복수의 피드혼에 연결되어 수직 편파와 수평 편파를 분리하는 단계
를 더 포함하는 이중편파 송수신 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the orthogonal mode polarization separator is connected to the plurality of feed horns to separate the vertical polarization and the horizontal polarization
/ RTI > The method of claim 1, further comprising:
상기 반사기는 원형 또는 타원형으로 수행되는 것
을 포함하는 이중편파 송수신 방법.10. The method of claim 9,
The reflector may be circular or elliptical
/ RTI >
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