KR101979770B1 - Aesa 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법 - Google Patents

Aesa 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법 Download PDF

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조신영
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Abstract

본 발명에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치는, AESA 레이더 처리 장치로부터 수신한 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 좌표 계산부와, AESA 레이터의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 상대 거리 계산부와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 거리편차 계산부와, 상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 크기 및 위상 계산부와, 계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 실행부를 포함할 수 있다.

Description

AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SIMULATING BEAM-FOCUSING OF NEAR-FIELD IN AESA RADAR}
본 발명은 AESA(Active Electronically Scanned Array) 레이더의 근전계(Near-Field) 빔 집속(Beam Focusing)을 시뮬레이션하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 근전계에서 원전계 빔을 모사함으로써 수십 미터의 야외 시험장보다 상대적으로 짧은 거리를 갖는 근전계(또는 근접전계) 거리에서 AESA의 빔 조향 성능을 평가할 수 있는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 반도체 기술의 획기적인 발전에 따라 레이더는 빠른 전자적 빔 조향, 뛰어난 성능, 높은 신뢰성 등의 장점들을 가지는 능동배열 안테나(AESA: Active Electronically Scanned Array) 구조로 발전하고 있다.
이러한 능동배열 안테나는 원전계에 있는 표적과 지형 등을 탐지 및 추적하기 때문에 개발 및 성능 시험을 수행하기 위해서는 능동배열 안테나의 원전계 거리 조건을 만족시킬 수 있는 수십 미터 이상의 거리를 갖는 지상 시험장(또는 야외 시험장)의 설치가 요구되고 있다.
이를 위하여, 일반적으로 원전계 거리 조건을 만족시킬 수 있는 거리를 갖는 루프랩(Roof-lab) 시설 등과 같은 야외 시험장을 만들어 빔 조향, 표적, 클러터 및 재밍 등의 시험을 실시하고 있다.
그러나, 이러한 야외시험장은 외부적 조건, 즉 주변 지형, 날씨, 외부 신호 등의 조건들이 시험에 좋지 않은 영향을 미치게 되는 단점이 있으며, 이러한 단점으로 인해 시험의 신뢰도가 떨어지는 근본적인 문제점을 갖는다.
특히, 레이더의 알고리즘을 검증하기 위해서는 표적과 클러터를 다양한 시험 조건에 따라 변경해 가면서 시험을 해야 하는데, 외부적 조건(상황)에 많은 영향을 받을 수밖에 없는 야외 시험장에서는 적합한 시험 환경을 조성하기가 매우 힘들다는 문제가 있다.
또한, 야외의 원전계 조건에서 레이더의 빔 조향 범위(FOV: Field of View)를 반영하여 표적신호, 재밍신호, 클러터 등을 생성하면서 시험을 하려면 시간, 공간, 비용적인 측면에서 많은 제약이 따르게 되는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1751800호(공고일: 2017. 06. 29.)
본 발명은, 근전계에서 원전계 빔을 모사함으로써 야외 시험장보다 상대적으로 짧은 거리를 갖는 근전계 거리에서 AESA 레이더의 빔 조향 성능을 평가할 수 있는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 근전계에서 원전계 빔을 모사하기 위해 AESA 레이더의 안테나 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)들의 위상과 크기를 조절하는 룩업 테이블(LUT: lookup table)을 이용하여 빔 집속을 실현할 수 있는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, AESA 레이더 처리 장치로부터 수신한 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 좌표 계산부와, AESA 레이터의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 상대 거리 계산부와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 거리편차 계산부와, 상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 크기 및 위상 계산부와, 계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 실행부를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 좌표 계산부는, 상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 장치는, 하나의 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다.
본 발명은, 상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 시각화 표출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와, 수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와, AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와, 상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 단계와, 계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계는, 상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산할 수 있다.
본 발명은, 상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법은, AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와, 수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와, AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와, 계산된 상기 거리, 전파상수 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와, 상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 단계와, 계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, AESA 레이더 처리 장치로부터 수신한 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 좌표 계산부와, AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 상대 거리 계산부와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 거리편차 계산부와, 상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 위상 변위 값 계산부와, 계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 최종 위상 변위 값 계산부와, 계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 실행부를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 좌표 계산부는, 상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산할 수 있다.
본 발명의 상기 장치는, 하나의 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다.
본 발명은, 상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 시각화 표출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와, 수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와, AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와, 상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 단계와, 계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 단계와, 계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계는, 상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산할 수 있다.
본 발명은, 상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법은, AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와, 수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와, AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와, 계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와, 상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 단계와, 계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 단계와, 계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 근전계에서 원전계 빔을 모사하여 야외 시험장보다 상대적으로 짧은 거리를 갖는 근전계 거리에서 AESA 레이더의 빔 조향 성능을 평가함으로써, 외부적 요인에 영향을 받지 않는 높은 신뢰도를 갖는 빔 조향 성능 시험을 실현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 근전계에서 원전계 빔을 모사하기 위해 레이더의 안테나 송수신 모듈(TRM)들의 위상과 크기를 조절하는 룩업 테이블(LUT)을 이용하여 빔 집속을 실현함으로써, 외부적 요인에 영향을 받지 않는 높은 신뢰도를 갖는 빔 조향 성능 시험을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 AESA 레이더의 근전계 빔 집속을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 AESA 레이더의 근전계 빔 집속을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 근전계 빔 조향의 개념을 나타내는 도면이다.
도 6은 AESA 안테나를 x축으로 40개, y축으로 32개의 송수신 모듈(TRM)로 구성한 예시를 보여주는 예시도이다.
도 7은 송수신 모듈에 대한 근전계 빔 집속 위상 값을 계산하고, 양자화하여 LUT를 생성하는 예시도이다.
도 8은 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 각 송수신 모듈의 위치와 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 9는 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리 편차를 송수신 모듈(TRM)에 포함된 디지털 위상 변위기의 최소 위상 비트로 양자화한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 10은 빔 집속 결과를 보여주는 예시도이다.
도 11은 AESA 안테나의 측면(z축)에서의 관찰 평면 복사특성 결과로 보여주는 예시도이다.
도 12는 AESA 안테나가 빔 조향을 했을 때의 실시예로 방위각 0도, 고각 30도, 빔 집속 거리 2m일 때의 각 송수신 모듈(TRM)의 위상 제어 값을 보여주는 예시도이다.
도 13은 각 송수신 모듈 각각의 빔 집속을 위한 거리편차(φd)를 계산한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 14는 룩업테이블을 이용하여 AESA 안테나의 송수신 모듈(TRM)에 포함된 디지털 위상 변위기의 최소 위상 비트로 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리 편차를 양자화한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 15는 본 실시예의 시험 결과에 따라 근전계에서 설정한 빔 조향으로 빔이 집속됨을 보여주는 예시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시예]
본 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있으며, FPGA 메모리의 용량이 충분하여 TR 제어보드 내의 FPGA에서 송수신 모듈의 위상 및 크기 등을 실시간 계산이 가능한 경우에 적용될 수 있는 모델일 수 있다.
여기에서, AESA 안테나는, 예컨대 2차원 평명배열 안테나로서
Figure 112019020710790-pat00001
개의 송수신 모듈(TRM: Trasmit-Receive module)로 구성될 수 있는데, 이러한 송수신 모듈(TRM)은, 예컨대 배열 소자, 즉 송수신 모듈(TRM)들로 정의될 수 있다. 일례로서, AESA 안테나는 x축으로 40개, y축으로 32개의 배열소자들의 구조로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치(100)는 좌표 계산부(102), 상대 거리 계산부(104), 거리편차 계산부(106), 크기 및 위상 계산부(108), 시뮬레이션 실행부(110) 및 시각화 표출부(112) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 좌표 계산부(102)는 AESA 레이더 처리 장치(도시 생략)로부터 수신되는 방위각(azimuth), 고각(elevation), 빔 집속 거리(rf) 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00002
)를 계산하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
예컨대, 좌표 계산부(102)는 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산할 수 있다.
여기에서, 송수신 모듈(TRM) 각각의 좌표 x, y, z는 아래의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
x = rf * cos(elevation) * cos(azimuth)
y = rf * cos(elevation) * sin(azimuth)
z = rf * sin(elevation)
그리고, 상대 거리 계산부(104)는 각각의 송수신 모듈(TRM)의 좌표와 좌표 계산부(102)를 통해 계산된 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00003
)에 의거하여 각 송수신 모듈(TRM)의 위치와 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00004
) 간의 거리(Ra2f)를 아래의 수학식 2를 통해 계산하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112019020710790-pat00005
상기한 수학식 2에 있어서,
Figure 112019020710790-pat00006
는, 예컨대 40×32개의 2차원 송수신 모듈(TRM) 각각의 좌표이고,
Figure 112019020710790-pat00007
는 빔을 집속하고자 하는 지점의 좌표(빔 집속 좌표)이며.
Figure 112019020710790-pat00008
는 배열소자(송수신 모듈)의 총 개수로, 예컨대 1280개(40×32개)일 수 있다.
다음에, 거리편차 계산부(106)는 상대 거리 계산부(104)를 통해 계산된 거리(Ra2f), 전파상수(-k0) 1 및 빔 집속 좌표와 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리(zf)에 의거하여 각 송수신 모듈 각각의 빔 집속을 위한 거리편차(φd)를 아래의 수학식 3을 통해 계산하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112019020710790-pat00009
여기에서, 거리편차(φd)는, 각 송수신 모듈(TRM)의 근전계 빔 집속을 위한 위상 변위 값을 의미할 수 있다.
그리고, 크기 및 위상 계산부(108)는 원전계 빔 조향을 위한 각 송수신 모듈(TRM)의 위상 값에 거리편차 계산부(106)를 통해 계산된 거리편차(φd)를 각각 가산하여 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
이것은 각 송수신 모듈(TRM)에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 조절하여 원거리 영역에서의 안테나 패턴을 갖도록 함으로써, 방위각(azimuth) 방향의 빔 조향 각도, 고각(elevation) 방향의 빔 조향 각도에 따른 위상 변위 값을 갖도록 하기 위해서이다.
다음에, 시뮬레이션 실행부(110)는 크기 및 위상 계산부(108)를 통해 계산된 급전 전류(각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류)의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
그리고, 시각화 표출부(112)는 시뮬레이션 실행부(110)를 통해 근전계 기반으로 수행된 빔 집속 시뮬레이션의 결과를, 예컨대 2차원 평면으로 시각화되어 도시 생략된 표시 패널(모니터)에 표출시키는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, 표시 패널은, 예컨대 2차원 평면으로 시각화된 홀로그램 영상을 공간상에 표출시키는 홀로그램 표출 장치를 의미할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 근전계에서 원전계 빔을 모사함으로써, 예컨대 수십 미터 이상의 거리(원전계 조건을 만족시키는 거리)를 필요로 하는 야외 시험장이 아닌 챔버 내의 수 미터(예컨대, 2미터 등) 이내의 근전계(또는 근접전계) 거리에서 AESA 안테나의 빔 조향 성능을 평가하는 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 이와 같이 수행된 시뮬레이션 결과는, 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치를 이용하여 근전계에서 원전계 빔을 모사하는 방식으로 AESA 레이더(AESA 안테나)의 근전계 빔 집속을 시뮬레이션하는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 AESA 레이더의 근전계 빔 집속을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 좌표 계산부(102)에서는 AESA 레이더 처리 장치(도시 생략)로부터 좌표 계산용 정보, 예컨대 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보 등을 수집한다(단계 202).
그리고, 좌표 계산부(102)에서는 수집한 좌표 계산용 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00010
)를 계산하는데(단계 204), 예컨대 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계를 데카르트 좌표계로 계산할 수 있다. 여기에서, 송수신 모듈(TRM) 각각의 좌표 x, y, z는 전술한 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
다음에, 상대 거리 계산부(104)에서는 송수신 모듈(TRM) 각각의 좌표와 좌표 계산부(102)를 통해 계산된 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00011
)에 의거하여 각 송수신 모듈의 위치와 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리(Ra2f)를 전술한 수학식 2에서와 같이 계산한다(단계 206).
이후, 거리편차 계산부(106)에서는 상대 거리 계산부(104)를 통해 계산된 거리(Ra2f), 전파상수(-k0) 및 빔 집속 좌표와 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리(zf)에 의거하여 각 송수신 모듈 각각의 빔 집속을 위한 거리편차(φd)를 전술한 수학식 3에서와 같이 계산한다(단계 208). 여기에서, 거리편차(φd)는, 각 송수신 모듈(TRM)의 근전계 빔 집속을 위한 위상 변위 값을 의미할 수 있다.
그리고, 크기 및 위상 계산부(108)에서는 원전계 빔 조향을 위한 각 송수신 모듈(TRM)의 위상 값에 거리편차 계산부(106)를 통해 계산된 거리편차(φd)를 각각 가산하여 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산한다(단계 210).
다음에, 시뮬레이션 실행부(110)에서는 크기 및 위상 계산부(108)를 통해 계산된 급전 전류(즉, 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류)의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행한다(단계 212).
이후, 시각화 표출부(112)에서는 시뮬레이션 실행부(110)를 통해 근전계 기반으로 수행된 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 도시 생략된 표시 패널(모니터)에 표출시킨다(단계 214).
여기에서, 표시 패널은, 예컨대 2차원 평면으로 시각화된 홀로그램 영상을 공간상에 표출시키는 홀로그램 표출 장치를 의미할 수 있다.
[제 2 실시예]
본 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치는, 전술한 제 1 실시예에서와 마찬가지로, FPGA로 구현될 수 있되, FPGA 메모리의 용량이 충분하지 않거나 혹은 FPGA가 하드웨어로 이미 완성되어 수정이 불가능하며, 실시간 계산이 불가능한 경우에 적용될 수 있는 모델일 수 있다.
여기에서, AESA 안테나는 전술한 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 예컨대 2차원 평면배열 안테나로서
Figure 112019020710790-pat00012
개의 송수신 모듈(TRM)로 구성될 수 있는데, 이러한 송수신 모듈은, 일례로서 x축으로 40개, y축으로 32개의 구조로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치(300)는 좌표 계산부(302), 상대 거리 계산부(304), 거리편차 계산부(306), 위상 변위 값 계산부(308), 최종 위상 변위 값 계산부(310), 시뮬레이션 실행부(312), 시각화 표출부(314) 및 룩업 테이블(316) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 본 실시예의 좌표 계산부(302)에서 수행되는 각 기능은 도 1에 도시된 좌표 계산부(102)에서 수행되는 각 기능과 실질적으로 동일하고, 상대 거리 계산부(304)에서 수행되는 각 기능은 도 1에 도시된 상대 거리 계산부(104)에서 수행되는 각 기능과 실질적으로 동일하며, 거리편차 계산부(306)에서 수행되는 각 기능은 도 1에 도시된 거리편차 계산부(106)에서 수행되는 각 기능과 실질적으로 동일하고, 시각화 표출부(314)에서 수행되는 각 기능은 도 1에 도시된 시각화 표출부(112)에서 수행되는 각 기능과 실질적으로 동일하다.
따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복 기재를 피하기 위하여, 여기에서는 좌표 계산부(302), 상대 거리 계산부(304), 거리편차 계산부(306) 및 시각화 표출부(314) 등에 대한 구체적인 기능 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 위상 변위 값 계산부(308)는 거리 편차 계산부(306)를 통해 거리 편차를 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 아래의 수학식 4에서와 같이 양자화하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112019020710790-pat00013
round
Figure 112019020710790-pat00014
상기한 수학식 4에 있어서,
Figure 112019020710790-pat00015
는 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값이다.
즉, 계산된 거리편차는 최소 위상 값(
Figure 112019020710790-pat00016
)으로 샘플링될 수 있는데, 여기에서,
Figure 112019020710790-pat00017
는 송수신 모듈의 내부에 있는 각 디지털 위상 변위기의 최소 비트 값을 통해 계산될 수 있다.
예컨대,
Figure 112019020710790-pat00018
= 100°이고, FPGA가 6비트(bit)인 경우라고 가정할 때, 최소 위상 값(
Figure 112019020710790-pat00019
)은 아래의 수학식 5와 같이 샘플링될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112019020710790-pat00020
=
Figure 112019020710790-pat00021
= = 5.625°
rem(
Figure 112019020710790-pat00022
) = 100°(rem은 나머지를 구하는 함수)
rem(
Figure 112019020710790-pat00023
) / = 100°/5.625°= 17.77777777777778
round(rem(
Figure 112019020710790-pat00024
) /
Figure 112019020710790-pat00025
) = 17 (round는 반올림 함수)
round(rem(
Figure 112019020710790-pat00026
) /
Figure 112019020710790-pat00027
) *
Figure 112019020710790-pat00028
= 17 * 5.625°= 95.625°을 갖는다.
즉, 계산된 거리 편차는
Figure 112019020710790-pat00029
= 5.625°변화량을 가지는 값들로 양자화될 수 있다.
다음에, 최종 위상 변위 값 계산부(310)는 위상 변위 값 계산부(308)를 통해 계산된 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블(316) 내의 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
이를 위해, 룩업 테이블(316)에는 사전에 기 정의된 빔 조향용 위상 변위 값들이 저장될 수 있다.
즉, 최종 위상 변위 값 계산부(310)는 아래의 수학식 6에서와 같이 근전계 빔 집속을 위한 최종 위상 변위 값(
Figure 112019020710790-pat00030
)을 계산할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112019020710790-pat00031
상기한 수학식 6에 있어서,
Figure 112019020710790-pat00032
는 FF(Far field, 원전계) 빔 조향을 위한 위상 변위 값을 나타내고,
Figure 112019020710790-pat00033
는 NF(Near-field, 근전계) 빔 집속을 위한 위상 변위 값(수학식 4의 값)을 나타낸다. 여기에서,
Figure 112019020710790-pat00034
,
Figure 112019020710790-pat00035
, 의 두 값은 각각 룩업 테이블(LUT) 값이며,
Figure 112019020710790-pat00036
는 AESA 레이더에서 자체적으로 생성하는 원전계 빔 조향을 위한 LUT 값이다. 즉, 본 실시예에 따르면,
Figure 112019020710790-pat00037
를 계산하여 FPGA 내의 가산 회로를 통해
Figure 112019020710790-pat00038
와 가산한다.
그리고, 시뮬레이션 실행부(312)는 최종 위상 변위 값 계산부(310)를 통해 계산된 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 AESA 레이더의 근전계 빔 집속을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따라 단계(402) 내지 단계(408)에서 각각 수행되는 기능들은, 도 2에 도시된 대응되는 단계(202) 내지 단계(208)에서 각각 수행되는 기능들과 실질적으로 동일하다.
따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복 기재를 피하기 위하여, 여기에서는 단계(402) 내지 단계(408)에서 각각 수행되는 구체적인 기능들에 대한 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 위상 변위 값 계산부(308)에서는 거리 편차 계산부(306)를 통해 거리 편차를 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산한다(단계 410).
그리고, 최종 위상 변위 값 계산부(310)에서는 위상 변위 값 계산부(308)를 통해 계산된 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블(316) 내의 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 전술한 수학식 6에서와 같이 최종 위상 변위 값을 계산한다(단계 412).
다음에, 시뮬레이션 실행부(312)에서는 최종 위상 변위 값 계산부(310)를 통해 계산된 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행한다(단계 414).
이후, 시각화 표출부(314)에서는 시뮬레이션 실행부(312)를 통해 근전계 기반으로 수행된 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 도시 생략된 표시 패널(모니터)에 표출시킨다(단계 416).
여기에서, 표시 패널은, 예컨대 2차원 평면으로 시각화된 홀로그램 영상을 공간상에 표출시키는 홀로그램 표출 장치를 의미할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 근전계에서 원전계 빔을 모사하여 챔버 내의 수 미터 이내의 근전계 거리에서 AESA 안테나의 빔 조향 성능을 평가하는 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과는 도 5 내지 도 15에 도시된 바와 같다.
도 5는 근전계 빔 조향의 개념을 나타내는 도면으로서, 도 5를 참조하면 빔 집속 지점이 달라짐에 따라 송수신 모듈(TRM) 각각의 위상을 다르게 조절해야 함을 알 수 있다.
도 6은 AESA 안테나를 x축으로 40개, y축으로 32개의 송수신 모듈(TRM)로 구성한 예시를 보여주는 예시도이다.
도 6을 참조하면, 원하는 방위각, 고각 및 빔 집속 거리에 따라 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기 및 위상을 계산할 수 있으며, 이러한 급전 전류의 크기 및 위상은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 근전계를 위한 룩업테이블(LUT)을 이용하여 계산될 수도 있다.
도 7은 송수신 모듈(TRM)에 대한 근전계 빔 집속 위상 값을 계산하고, 양자화하여 LUT를 생성하는 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 예시에서는 방위각 0도, 고각 0도, 빔 집속 거리 2m일 때의 결과를 보여준다.
도 8은 근전계 빔 집속 좌표(
Figure 112019020710790-pat00039
)에 의거하여 각 송수신 모듈의 위치와 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리(Ra2f)를 계산한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 9는 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리 편차를 송수신 모듈(TRM)에 포함된 디지털 위상 변위기의 최소 위상 비트로 양자화한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 9를 참조하면, AESA 안테나의 송수신 모듈(TRM)의 디지털 위상 변위기의 양자화된 40ㅧ32개 룩업테이블(LUT) 값을 나타낸다.
도 10은 빔 집속 결과를 보여주는 예시도로서, 예컨대 40ㅧ32개의 송수신 모듈의 각각의 위상 제어 값을 적용한 결과를 보여준다.
도 11은 AESA 안테나의 측면(z축)에서의 관찰 평면 복사특성 결과로 보여주는 예시도로서, 예컨대 2m 거리에서 근전계 빔이 집속됨을 분명하게 알 수 있다.
도 12는 AESA 안테나가 빔 조향을 했을 때의 실시예로 방위각 0도, 고각 30도, 빔 집속 거리 2m일 때의 각 송수신 모듈(TRM)의 위상 제어 값을 보여준다.
도 13은 각 송수신 모듈 각각의 빔 집속을 위한 거리편차(φd)를 계산한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 14는 룩업테이블을 이용하여 AESA 안테나의 송수신 모듈(TRM)에 포함된 디지털 위상 변위기의 최소 위상 비트로 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리 편차를 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리 편차를 양자화한 결과를 2차원 평면으로 시각화한 예시도이다.
도 15는 본 실시예의 시험 결과에 따라 근전계에서 설정한 빔 조향으로 빔이 집속됨을 보여주는 예시도이다.
도 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 시험 결과에 따르면, 근전계에서 원전계 빔을 모사하더라도 야외 시험장보다 상대적으로 짧은 거리를 갖는 근전계 거리에서 AESA의 빔 조향 성능이 우수하게 나타남을 분명하게 알 수 있었다.
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
102, 302 : 좌표 계산부
104, 304 : 상대 거리 계산부
106, 306 : 거리 편차 계산부
108 : 크기 및 위상 계산부
110, 312 : 시뮬레이션 실행부
112, 314 : 시각화 표출부
308 : 위상 변위 값 계산부
310 : 최종 위상 변위 값 계산부
316 : 룩업 테이블

Claims (16)

  1. AESA 레이더 처리 장치로부터 수신한 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 좌표 계산부와,
    AESA 레이터의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 상대 거리 계산부와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 거리편차 계산부와,
    상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 크기 및 위상 계산부와,
    계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 실행부
    를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌표 계산부는,
    상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는,
    하나의 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 시각화 표출부를 더 포함하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  5. AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와,
    수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와,
    AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와,
    상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계
    를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계는,
    상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 단계를 더 포함하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  8. AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법은,
    AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와,
    수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와,
    AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와,
    상기 각 송수신 모듈의 위상 값에 상기 거리편차를 각각 가산하여 상기 각 송수신 모듈에 인가되는 급전 전류의 크기와 위상을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 급전 전류의 크기와 위상에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  9. AESA 레이더 처리 장치로부터 수신한 방위각, 고각, 빔 집속 거리 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 좌표 계산부와,
    AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 상대 거리 계산부와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 거리편차 계산부와,
    상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 위상 변위 값 계산부와,
    계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 최종 위상 변위 값 계산부와,
    계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 실행부
    를 포함하는 AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 좌표 계산부는,
    상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는,
    하나의 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 시각화 표출부를 더 포함하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 장치.
  13. AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와,
    수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와,
    AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와,
    상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계는,
    상기 방위각, 상기 고각 및 상기 빔 집속 거리 정보를 통해 구면 좌표계(spherical coordinate)를 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)로 계산하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 근전계 기반으로 수행된 상기 빔 집속 시뮬레이션의 결과를 2차원 평면으로 시각화되어 표시 패널에 표출시키는 단계를 더 포함하는
    AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법.
  16. AESA 레이더의 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 근전계 빔 집속 시뮬레이션 방법은,
    AESA 레이더 처리 장치로부터 방위각, 고각 및 빔 집속 거리 정보를 포함하는 좌표 계산 정보를 수집하는 단계와,
    수집된 상기 좌표 계산 정보에 의거하여 근전계 빔 집속 좌표를 계산하는 단계와,
    AESA 레이더의 각 송수신 모듈(TRM: Transmit-Receive module)의 좌표와 상기 근전계 빔 집속 좌표에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 위치와 상기 근전계 빔 집속 좌표 간의 거리를 계산하는 단계와,
    계산된 상기 거리, 전파상수 1 및 빔 집속 좌표와 상기 각 송수신 모듈의 위상 중심과의 거리에 의거하여 상기 각 송수신 모듈의 빔 집속을 위한 거리편차를 계산하는 단계와,
    상기 거리 편차를 상기 각 송수신 모듈에 포함된 각 디지털 위상 변위기의 최소 위상 값으로 샘플링하여 빔 집속용 위상 변위 값을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 빔 집속용 위상 변위 값과 룩업 테이블 내 빔 조향용 위상 변위 값에 의거하여 최종 위상 변위 값을 계산하는 단계와,
    계산된 상기 최종 위상 변위 값에 의거하여 근전계 기반의 빔 집속 시뮬레이션을 수행하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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