KR101945795B1 - 확장 및 휴대 가능한 계측 레이더 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수신기를 소형화 및 경량화하여 확장 및 휴대 가능하도록 구현된 계측 레이더 시스템에 관한 것으로, 다중 안테나를 통해 복수의 송신빔을 표적으로 송출하는 송신기; 및 단일 안테나를 통해 상기 표적에서 반사된 복수의 빔 신호를 수신하는 수신기;를 포함하여, 상기 수신기는 송신기와 분리되어 독립적으로 배치되고, 상기 복수의 송신 빔은 서로 직교성을 갖는 FMCW파형의 광폭 빔으로 형성한다.

Description

확장 및 휴대 가능한 계측 레이더 시스템{OPEN-ENDED AND PORTABLE INSTRUMENTATION RADAR SYSTEM}
본 발명은 수신기의 소형화 및 경량화를 통해 확장 및 휴대성을 높인 계측 레이더 시스템에 관한 것이다.
계측 레이더란 무기 개발 과정에서 성능을 시험하고자 포탄이나 미사일의 궤적을 탐지 추적하는 레이더를 말한다. AN/FPS-16과 같은 기존의 계측 레이더는 단일표적 추적레이더 모노펄스방식으로 각도를 얻으며 단일 표적의 위치는 정확히 추정하나, 다중 표적의 위치를 동시에 추정하지 못하는 한계가 있다.
다중표적의 위치를 추정하려면 한 개의 협폭 pencil beam을 사용하며 이를 스캔하여 넓은 고각 및 방위각을 커버하거나 또는 다수의 협폭 수신빔을 가로-세로로 클러스터링(clustering, 군집배열)함으로써 스캐닝(scanning)하지 않고 넓은 고각 및 방위각을 커버할 수 있다. 전자는 일반 다기능 레이더가 채용하는 방식으로, 비실시간 처리도 허용하는 계측 레이더의 가격을 불필요하게 높이게 된다.
도 1은 종래의 다중 수신 빔 계측 레이더의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 최근 개발된 계측레이더(XSTAR)는 다수의 협폭 수신빔을 가로-세로로 클러스터링하는 방식을 채택하여 한 개의 광폭 송신빔과 다수의 수신 빔을 사용하는데, 이 경우 가격이 매우 고가여서 광범위하게 사용되지 못하고 있다.
계측 레이더의 가격을 낮추는 방법은 스캐닝(scanning) 빔이나 군집 배열 (clustered) 빔 대신에 광폭 빔을 사용고 플러스-도플러(pulse-Doppler) 방식 대신에 FMCW방식을 사용하여 거리 해상도를 매우 높임으로써 동일 range bin에 두개 이상의 표적이 들어있을 확률이 없도록 만드는 것이다. 이때, 단일 표적의 각도는 고각 또는 방위각 방향으로 2개의 안테나를 사용하는 모노펄스 (monopulse) 기법 또는 3개의 안테나를 사용하는 간섭계(interferometric) 기법을 사용해서 구할 수 있다.
도 2 는 기존의 간섭계형 계측 레이더의 개략도이다.
도 2는 FMCW 계측 레이더인 MPIR(Multi-Purpose Interferometry Radar)로, 광폭 빔을 송신하는 1개의 송신 안테나와 다중 수신빔을 수신하는 5개의 수신 안테나를 이용하여, 고각으로 3개의 광폭 빔, 방위각으로 3개의 광폭 빔을 사용한다.
이와 같이 안테나 개수를 줄이고, 각도 추정에 간섭계 기법을 사용하며, 스캐닝이 없는 광폭 빔을 사용하는 MPIR 방식은 시스템을 단순하게 구성할 수 있지만, 표적의 SCNR(Signal to Clutter and Noise Ratio)이 낮을 경우 표적의 각도 추정이 매우 부정확한 단점이 있다.
저 RCS(Radar Cross Section) 표적의 경우 기본적인 SCNR이 낮지만, 광폭 빔을 사용하는 레이더의 경우 지면이나 해면 클러터의 영향이 크므로 SCNR이 특히 낮을 수밖에 없다. 또한, 모든 모노스태틱(monostatic) FMCW 레이더의 단점인 송신 전력의 수신부 누출(Tx leakage to Rx) 문제가 있고 시스템이 단순함에도 불구하고 확장성 및 휴대성이 없다.
도 3은 multi lateration 을 사용하는 종래 레이더의 개략도이다.
도 3에 도시된 바와같이, 종래의 레이더는 multi lateration 기법 즉, 하나의 송신기에서 송신 빔을 송출한 후 표적에서 반사되는 수신빔을 복수의 수신기를 통해 수신하여, 도착시간(Time Of Arrival : TOA) 또는 도착 주파수(Frequency Of Arrival : FOA) 측정값을 이용하여 표적의 위치를 결정한다.
그런데, multi lateration 기법을 사용하여 표적의 위치를 추정하는 방식은 휴대성 및 확장성은 있으나 다중표적 추적에 어려움이 존재한다. 즉, 하나의 송신 안테나에서 복수의 표적을 향해 송신 빔을 송출할 경우, 수신기 측에서 각 송신빔을 구별할 수 있는 방법이 없기 때문에 다중표적 추적에 어려움이 따르게 된다.
본 발명의 목적은 휴대성이 있고 경량화 및 소형화에 유리한 계측 레이더를 제공하여 무기 시험을 용이하게 수행하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 계측 레이더 시스템은, 다중 안테나를 통해 복수의 전자파 신호를 표적으로 송출하는 송신기; 및 단일 안테나를 통해 상기 표적에서 반사된 복수의 전자파 신호를 수신하는 수신기;를 포함하며, 상기 수신기는 송신기와 분리되어 독립적으로 배치되고, 상기 복수의 전자파 신호는 서로 직교성을 갖는 FMCW파형의 광폭 빔을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 다중 안테나는 세로 방향으로 배치되어 고각 측정에 사용되는 복수의 제1송신 안테나; 및 가로방향으로 배치되어 방위각 측정에 사용되는 복수의 제2송신 안테나를 포함하며, 상기 제1,제2송신 안테나는 간격이 서로소 관계를 갖도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 표적은 적어도 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 단일 수신 안테나로 수신된 복수 신호의 경로차를 계산하여 상기 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOD)를 계산하는 주 신호 처리장치;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 계측 레이더 시스템은, 다중 송신 안테나를 구비한 송신기; 단일 수신 안테나를 구비하고 송신기와 분리 배치되는 수신기; 및 다중 송신 안테나에서 방사된 복수의 전자파 신호가 표적에서 반사되어 단일 수신 안테나로 수신될 때 상기 수신된 복수 신호의 경로차를 계산하여 상기 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOD)를 계산하는 주 신호 처리장치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 송신기는 간섭계 기능을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 다중 송신 안테나는 세로 방향으로 배치되어 고각 측정에 사용되는 복수의 제1송신 안테나; 및 가로방향으로 배치되어 방위각 측정에 사용되는 복수의 제2송신 안테나를 포함하며, 상기 제1,제2송신 안테나는 간격이 서로소 관계를 갖도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 복수의 전자파 신호는 서로 직교성을 갖는 FMCW파형의 광폭 빔일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 서로 직교성을 갖는 FMCW파형은 레인지(range) 축 또는 도플러 축으로 코드분할 방식을 적용하거나 FMCW의 주파수 변조시 램프(ramp)의 기울기 변경에 의해 생성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 표적은 적어도 하나 이상일 수 있다.
본 발명은 다중 안테나를 갖는 송신기와 1개의 수신안테나를 갖는 수신기를 분리 배치함과 함께 송신기에 다수의 송신빔을 구별할 수 있는 간섭계 기능을 구비함으로써 확장 및 휴대 가능한 소형 및 경량의 계측 레이더 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 확장 및 휴대 가능한 송신기 및 수신기를 통해 다수 표적의 위치를 정확하게 추정할 수 있으며, 본 발명의 수신기는 성인 혼자서 들고 다닐 수 있을 정도로 가볍고, 요동이 있는 소형 선박에도 탑재하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 수신기를 추가로 배치하여 원하는 만큼 SCNR을 높일 수 있는 확장성을 갖고 있다.
도 1은 종래의 다중 수신 빔 계측 레이더의 개략도.
도 2 는 기존의 간섭계형 계측 레이더의 개략도.
도 3은 multi lateration 을 사용하는 종래 레이더의 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 계측 레이더의 구성도.
도 5 는 본 발명에서 다중 송신빔을 사용하여 표적의 각도를 얻는 원리를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에서 사용하는 SEZ 좌표계의 정의를 나타낸 도면.
도 7은 SEZ 좌표에서 송신기와 수신기의 좌표를 나타낸 도면.
우리나라와 같이 국토가 좁고 인구 밀도가 높아서 유휴지가 거의 없는 경우는 넓은 시험장을 운영할 수 없어 계측 레이더 시스템을 이용하여 무기 시험을 수행하는데 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 발명은 계측 레이더 시스템을 휴대가 용이하도록 가볍고 소형으로 구현하여 육지에서 필요에 따라 이동 설치가 가능하게 하고, 나아가서 소형 선박에 탑재하여 바다에서도 시험할 수 있는 계측 레이더 시스템을 구현하는 방안을 제안한다.
이를 위하여 본 발명은 기존의 일반 레이더가 다중의 수신 안테나를 사용하여 수신 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOA : Angle Of Arrival)를 측정하는 반면에 수신기를 경량화하기 위하여 송신기에 다중 안테나를 설치하여 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOD : Angle Of Departure)를 측정하도록 구현한다. 이때, 송신기와 수신기는 각각 1개씩만 있으면 TOA, FOA 및 송신 안테나에서의 각 AOD를 얻을 수 있으므로 완벽한 계측 레이더로 동작한다. 또한, 본 발명은 표적의 SCNR (Signal to Clutter and Noise Ratio)이 낮을 경우 수신기를 추가하여 수신기 한 개 당 약 3dB 개선의 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 계측 레이더의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 계측 레이더는 송신기와 수신기(수신기 1)를 분리하고, 간섭계 기능을 수신기가 아닌 송신기에 구비하여, 휴대 가능하도록 수신기를 가볍고 작게 구현하였다. 송신기는 5개의 송신 안테나를 가지고 있고, 수신기는 각 1개의 수신 안테나를 가지고 있다. 본 발명은 스캔할 필요 없이 넓은 영역을 커버할 수 있도록 송수신 빔은 모두 광폭 빔을 사용한다. 상기 수신기 1은 이동되어 독립적으로 배치될 수 있다.
본 발명은 간섭계 기능 즉, 복수의 송신빔을 구별하기 위한 복수의 안테나 배치 구조를 수신기가 아니라 송신기에 구현한다. 즉, 5개의 송신 안테나 중에서 세로 방향으로 배치된 송신안테나 1,2,4는 간섭계 방식으로 고각 측정에 사용되고, 가로방향으로 배치된 송신안테나 3,4,5는 방위각 측정에 사용된다. 또한, 안테나 1,2 (혹은 2,4) 사의의 간격과 안테나 2,4 (혹은 4,5) 사이의 간격은 서로소 관계를 갖도록 배치되어, 안테나 간격이 반파장 보다 넓음에도 모호성이 없도록 배치한다. 여기서 말하는 각도는 모두 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도 AOD(Angle Of Departure)이다.
따라서, 본 발명에 다른 계측 레이더 시스템은 도 4에 도시된 계측 레이더에 주 신호 처리장치가 연결된 구조를 갖는다.
도 5 는 본 발명에서 다중 송신빔을 사용하여 표적의 각도를 얻는 원리를 나타낸다.
일반적으로 표적의 각도는 다수의 수신 안테나 간 경로차로부터 위상차를 계산하여 얻는데, 그와 반대로 본 발명은 다수의 송신 안테나를 사용하여 한 개의 수신 안테나에서 받은 신호로부터 경로차를 얻는다. 도 5에는 2개의 송신 안테나에서 송출된 2개의 전자파 신호가 표적에서 반사되어 1개의 수신 안테나로 들어가는 상황을 보여주고 있다. 만약 수신기에서 2개의 전자파 신호를 분리할 수만 있다면, 두 전자파 신호의 경로차 정보를 얻을 수 있다. 또한, 이 경로차는 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도 정보(AOD)를 가지고 있다. 이 경로차는 마치 수신 안테나가 전자파를 방사하고 표적에 맞은 신호가 송신 안테나에 들어왔을 때의 경로차값으로 볼 수 있다. 이 원리를 통해 송신기와 수신기의 역할을 바꾸는 구성이 가능하다.
도 4 에서 5개의 송신 안테나를 통해 방사되는 송신빔은 FMCW 송신 파형을 갖으며 동일 시점에서 방사된다. 상기 5개의 FMCW 송신 파형을 수신기에서 분리하여 표적의 각도 정보를 얻으려면 상기 송신파형이 서로 직교성(orthogonal)을 갖거나 또는 적어도 서로 간 구분이 되어야 한다.
일반적으로 직교 송신파형은 기존에 널리 알려진 시분할 방식 및 주파수 분할 방식을 이용하여 얻을 수 있다. 그런데 직교방식은 시간 자원을 많이 차지하여 경우에 따라 사용 불가능한데, 이 경우 range 축 또는 Doppler 축으로 코드분할 방식을 적용하거나 FMCW의 주파수 변조시 램프(ramp)의 기울기를 바꾸어주는 방식을 사용하면 시간 자원의 소모 없이 가능하다. 이 경우 직교성이 희생되므로 파형의 분리는 불가능하지만 각도는 큰 오차 없이 알아낼 수 있다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 SEZ 좌표계의 정의를 나타내고, 도 7은 SEZ좌표에서 송신기와 수신기의 좌표를 나타낸다.
도 6에 도시된 바와같이, SEZ(south-east-up) 좌표계는 원점의 경도
Figure 112017017531289-pat00001
, 위도
Figure 112017017531289-pat00002
에 따라 축 방향이 변화하지만 지구표면에 고정되어 있다. 앞에서 기술한 방법으로 수신기에서 방위각 (
Figure 112017017531289-pat00003
)와 고각(
Figure 112017017531289-pat00004
)를 얻을 수 있고, 또한 TOA 및 FOA 정보로부터 송신기-표적(P)-수신기의 range(
Figure 112017017531289-pat00005
) 및 range rate(
Figure 112017017531289-pat00006
) 를 얻는다. 상기 4개의 측정값을 표적의 상태(위치와 속도) 함수로 표시하면 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure 112017017531289-pat00007
[수학식2]
Figure 112017017531289-pat00008
[수학식 3
Figure 112017017531289-pat00009
[수학식4]
Figure 112017017531289-pat00010
여기서,
Figure 112017017531289-pat00011
는 각각 표적의 위치, 표적의 속도, 송신안테나 위치 및 수신 안테나 위치의 SEZ 좌표이다.
도 4의 일 실시예에서, 수신기에 비하여 복잡하고 무거운 송신기는 한곳에 고정 시켜 놓고 사용하고, 경량의 수신기는 필요에 따라 이동시키며 사용할 수 있다. 이때 수신기의 위치
Figure 112017017531289-pat00012
는 매번 측량하지 않고 도 4에 도시된 비콘(beacon)을 이용하여 쉽게 알아낼 수 있다. 즉, 상기 수학식 1 내지 수학식 3에 송신 안테나의 위치(
Figure 112017017531289-pat00013
)와 표적의 위치(
Figure 112017017531289-pat00014
)를 대입하여 미지수
Figure 112017017531289-pat00015
을 구하면 된다.
상기 수신기의 위치를 결정하는 동작을 다 표적 추적과 동시 또는 자주 번갈아(interleaved) 수행할 경우에는 수신기를 선박에 탑재하여 요동하는 경우에도 요동을 보상할 수 있다.
바람직한 실시예로서 수신기는 표적으로부터 반사된 FMCW 신호를 받아서 deramping 과정을 통해 잡음 톤을 제거한 후 ADC(Analog to Digital Conversion)하여 베이스밴드 신호로 변환하여, 상기 베이스밴드 신호를 별도의 데이터 통신 채널을 이용하여 주 신호처리 장치로 전송한다. 주 신호처리 장치는 수신된 베이스밴드 신호를이 신호를 가지고 비실시간 표적을 탐지 및 추적을 수행한다. 이와 같은 과정을 수행할 경우 수신기의 기준주파수 발생기와 송신기의 기준주파수 발생기가 동기화되어 있어야만 된다. 이들의 주파수 동기는 널리 알려진 광케이블, LOS (Line-Of-Sight) RF 신호, 혹은 GPSDO(GPS disciplined oscillator) 중 한 가지 방법을 이용하여 행할 수 있다.
주 신호처리 장치는 비실시간 표적 탐지 및 추적(filtering 혹은 smoothing)을 수행하는데, 탐지는 기존의 잘 알려진 CFAR기법을 사용하고 추적은 다중 표적이므로 JPDAF(Joint Probabilistic Data Association Filter)를 이용하여 수행한다. 이 경우 measurement update 는 위의 수학식 1 내지 수학식 4의 야코비 행렬 (Jacobian matrix)를 구해 선형화하여 사용하면 되고, time update는 다음의 미분방정식을 사용한다.
[수학식 5]
Figure 112017017531289-pat00016
[수학식 6]
Figure 112017017531289-pat00017
여기서, m은 표적의 질량, v는 바람에 대한 표적의 상대 속도,
Figure 112017017531289-pat00018
는 바람의 속도, S는 표적의 단면적,
Figure 112017017531289-pat00019
,
Figure 112017017531289-pat00020
, L은 위도, h는 표적의 고도를 나타낸다. 이에 더하여 나머지 인자는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112017017531289-pat00021
상술한 바와같이 본 발명은 다중 안테나를 갖는 송신기와 1개의 수신안테나를 갖는 수신기로 계측 레이더 구성하고, 상기 송신기에 간섭계 기능을 구비함으로써 확장 및 휴대 가능한 소형 및 경량의 수신기를 구현하였다. 이로 인하여 본 발명은 상기 확장 및 휴대 가능한 송신기 및 수신기를 통해 다수 표적의 위치를 추정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 계측레이더 수신기는 성인 혼자서 들고 다닐 수 있을 정도로 가볍고, 요동이 있는 소형 선박에도 탑재하여 사용할 수 있으며, 수신기를 추가로 배치하여 원하는 만큼 SCNR을 높일 수 있는 확장성이 있다.
상기와 같이 설명된 본 발명에 따른 확장 및 휴대 가능한 계측 레이더 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 다중 안테나를 통해 복수의 송신빔을 표적으로 송출하는 송신기; 및
    단일 안테나를 통해 상기 표적에서 반사된 복수의 빔 신호를 수신하는 수신기;를 포함하며,
    상기 수신기는 송신기와 분리되어 독립적으로 배치되고,
    상기 복수의 송신빔은 서로 직교성을 갖는 FMCW파형의 광폭 빔인 것을 특징으로 하며,
    상기 다중 안테나는,
    세로 방향으로 배치되어 고각 측정에 사용되는 복수의 제1송신 안테나; 및
    가로방향으로 배치되어 방위각 측정에 사용되는 복수의 제2송신 안테나를 포함하며,
    상기 제1송신 안테나 및 상기 제2송신 안테나는 간격이 서로소 관계를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 표적은
    적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수신기의 단일 안테나를 통해 수신된 복수의 빔 신호의 경로차를 계산하여 상기 송신기의 다중 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOD)를 계산하는 주 신호 처리장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  5. 다중 송신 안테나를 구비한 송신기;
    단일 수신 안테나를 구비하고 송신기와 분리 배치되는 수신기; 및
    다중 송신 안테나에서 방사된 복수의 전자파 신호가 표적에서 반사되어 단일 수신 안테나로 수신될 때 상기 수신된 복수 신호의 경로차를 계산하여 상기 송신 안테나에서 표적을 바라보는 각도(AOD)를 계산하는 주 신호 처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 다중 송신 안테나는,
    세로 방향으로 배치되어 고각 측정에 사용되는 복수의 제1송신 안테나; 및
    가로방향으로 배치되어 방위각 측정에 사용되는 복수의 제2송신 안테나를 포함하며,
    상기 제1송신 안테나 및 상기 제2송신 안테나는 간격이 서로소 관계를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 송신기는
    간섭계 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 상기 복수의 전자파 신호는
    서로 직교성을 갖는 FMCW파형의 광폭 빔인 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 서로 직교성을 갖는 FMCW파형은
    레인지(range) 축 또는 도플러 축으로 코드분할 방식을 적용하거나 FMCW의 주파수 변조시 램프(ramp)의 기울기 변경에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 상기 표적은
    적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 계측 레이더 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206240A (ja) * 1999-01-06 2000-07-28 Nec Corp インタ―フェロメトリｓａｒ方法及び装置、並びにインタ―フェロメトリｓａｒプログラムを記録した記録媒体
JP2009541724A (ja) * 2006-07-13 2009-11-26 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Ｆｍｃｗレーダセンサ
JP2013152201A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Toyota Central R&D Labs Inc レーダ装置
KR101318882B1 (ko) * 2013-03-15 2013-10-16 엘아이지넥스원 주식회사 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계 및 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계를 통한 다중 변조 방법
JP2016525209A (ja) * 2013-06-25 2016-08-22 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 角度分解型ｆｍｃｗレーダセンサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206240A (ja) * 1999-01-06 2000-07-28 Nec Corp インタ―フェロメトリｓａｒ方法及び装置、並びにインタ―フェロメトリｓａｒプログラムを記録した記録媒体
JP2009541724A (ja) * 2006-07-13 2009-11-26 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Ｆｍｃｗレーダセンサ
JP2013152201A (ja) * 2012-01-26 2013-08-08 Toyota Central R&D Labs Inc レーダ装置
KR101318882B1 (ko) * 2013-03-15 2013-10-16 엘아이지넥스원 주식회사 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계 및 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계를 통한 다중 변조 방법
JP2016525209A (ja) * 2013-06-25 2016-08-22 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 角度分解型ｆｍｃｗレーダセンサ

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