KR101988478B1 - Mimo 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법 - Google Patents

Mimo 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치는 소정의 위치에서 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 제1 전파 센서, 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 신호를 측정하는 제2 전파 센서, 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계(correlation)값을 계산하는 상관 관계부 및 MIMO 레이더가 사용하는 안테나 개수에 따른 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 계산된 상관 관계값을 비교하여 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는 연산부를 포함한다.

Description

MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING ANTENNA INFORMATION OF MIMO RADAR}
본 발명은 MIMO(multi-input multi-output) 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 MIMO 레이더가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더의 안테나 정보를 추정하는 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
MIMO 레이더는 복수의 안테나마다 각기 다른 직교 파형 신호(orthogonal waveform)를 송출함으로써 외부 간섭에 대하여 강인하며 움직이는 타겟에 대한 추적의 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 MIMO 레이더에는 안테나가 일정한 간격으로 선형 배치되어 있는 등간격 선형 배치형 MIMO 레이더가 있다.
한편, 전파 센서를 통해 등간격 선형 배치형 MIMO 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 경우, 전파 센서는 MIMO 레이더의 각 안테나로부터 송출되는 직교 파형 신호들의 합 신호만을 수신할 수 있는데, 전자전 관점에서 등간격 선형 배치형 MIMO 레이더를 무력화 시키기 위해서는 직교 파형 신호들의 합 신호로부터 각각의 직교 파형 신호를 분리할 수 있어야 한다.
이와 같이, 직교 파형 신호들의 합신호로부터 각 직교 파형 신호를 분리하기 위해서는 MIMO 레이더가 포함하는 안테나의 개수와 안테나의 배열 간격에 대응되도록 직교 파형 신호를 측정하는 전파 센서의 개수 및 전파 센서의 배치를 결정하여야 한다. 이러한 전파 센서의 개수 및 배열을 결정하기 위해서는 우선적으로 MIMO 레이더의 안테나 개수와 안테나의 배열 간격에 관한 사전 정보를 추정할 필요가 있다.
본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 과제는 등간격 선형 배치 MIMO 레이더의 직교 파형 신호를 분리하기 위한 사전 단계로서 MIMO 레이더가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더에 사용된 안테나의 개수와 안테나의 간격을 추정하는 기술을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치는 소정의 위치에서 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 제1 전파 센서, 상기 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 신호를 측정하는 제2 전파 센서, 상기 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 상기 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계(correlation)값을 계산하는 상관 관계부 및 MIMO 레이더가 사용하는 안테나 개수에 따른 상기 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 상기 계산된 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는 연산부를 포함한다.
또한, 상기 기준 테이블은 상기 제1 전파 센서, 상기 타겟 MIMO 레이더 및 상기 제2 전파 센서가 이루는 각도가 커짐에 따라 상기 상관 관계값이 변화하면서 극대점이 나타날 때, MIMO 레이더의 안테나 개수에 따른 상기 극대점에서의 상기 상관 관계값을 저장할 수 있다.
또한, 상기 연산부는 상기 제2 전파 센서가 이동함에 따라 나타나는 극대점에서 상기 상관 관계부가 계산한 상관 관계값과, 상기 기준 테이블이 저장하고 있는 상기 MIMO 레이더의 안테나 개수에 따른 상기 극대점에서의 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정할 수 있다.
또한, 상기 장치는 상기 제1 전파 센서 및 제2 전파 센서가 측정하는 신호의 세기를 일정한 세기로 정규화시켜 출력하는 정규화부를 더 포함하고, 상기 상관 관계부가 상기 상관 관계값을 계산하기 위해 사용하는 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호는 상기 정규화부가 정규화시켜 출력한 신호로서 서로 일정한 세기를 갖을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치는 일정한 간격으로 배열되어 있고, 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 제1 내지 제n 전파 센서(n은 3 이상의 자연수), 상기 n개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 제2 전파 센서 내지 제n 전파 센서 각각이 측정한 측정 신호와 제1 전파 센서가 측정한 측정 신호와의 상관 관계(correlation)값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산하는 상관 관계부 및 선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식(least square quadratic curve fitting)을 기초로 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추정하는 연산부를 포함한다.
또한, 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보는 상기 안테나의 개수 또는 상기 안테나의 배열 간격일 수 있다.
또한, 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값 각각이 [수학식 1]
Figure 112018002237209-pat00001
(
Figure 112018002237209-pat00002
, N은 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수, L은 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 배열 간격, t는 sin(
Figure 112018002237209-pat00003
)이며 여기서
Figure 112018002237209-pat00004
는 제1 전파 센서, 타겟 MIMO 레이더, 제i 전파 센서가 이루는 각도)과 같이 구성되어 있다고 할 때, 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관에 taylor 근사식을 적용하여 도출한 [수학식 2]
Figure 112018002237209-pat00005
의 선형 최소 제곱 해를
Figure 112018002237209-pat00006
로 정의하여 구한, [수학식 3]
Figure 112018002237209-pat00007
에 따라, 상기 연산부는 [수학식 4]
Figure 112018002237209-pat00008
를 기초로 상기 안테나의 개수 N 또는 상기 안테나의 배열 간격 L을 추정할 수 있다.
또한, 상기 장치는 상기 제1 내지 제n 전파 센서가 측정하는 신호의 세기를 일정한 세기로 정규화시켜 출력하는 정규화부를 더 포함하고, 상기 상관 관계부가 상기 상관 관계값을 계산하기 위해 사용하는 상기 측정 신호는 상기 정규화부가 정규화시켜 출력한 신호로서 서로 일정한 세기를 갖을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법은 제1 전파 센서가 소정의 위치에서 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 단계, 제2 전파 센서가 상기 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 신호를 측정하는 단계, 상관 관계부가 상기 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 상기 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계(correlation)값을 계산하는 단계 및 연산부가 MIMO 레이더가 사용하는 안테나 개수에 따른 상기 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 상기 계산된 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법은 n 일정한 간격으로 배열되어 있는 n개의 전파 센서(n은 3 이상의 자연수)가 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 단계, 상기 n개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 상관 관계부가 제2 전파 센서 내지 제n 전파 센서 각각이 측정한 측정 신호와 제1 전파 센서가 측정한 측정 신호와의 상관 관계(correlation)값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산하는 단계 및 연산부가 선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식을 기초로 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, MIMO 레이더가 송출하는 신호를 분석하여 MIMO 레이더에 사용된 안테나의 개수, 안테나의 간격 등의 안테나에 관한 정보를 높은 정확도로 추정할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 이동하는 2개의 전파 센서를 통해 안테나에 관한 정보를 추정하거나, 고정되어 있는 최소 3개의 전파 센서를 통해 안테나에 관한 정보를 추정할 수 있으므로, 매우 적은 수의 전파 센서를 사용하여 안테나에 관한 정보를 정확하게 추정할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 MIMO 레이더가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추정하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 MIMO 레이더가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추출하는 데에 사용되는 함수의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치의 기능 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치가 MIMO 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 MIMO 레이더의 안테나 개수 마다 소정의 차례에서 나타나는 극댓값이 갖는 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치의 기능 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치를 실험한 결과이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치를 실험한 결과이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법의 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법의 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
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.
도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.
또한 어떤 구성 요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성 요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성 요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
나아가 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더(10)의 안테나에 관한 정보를 추정하는 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, MIMO 레이더(10)는 등간격 선형 배치형 MIMO 레이더일 수 있으며, 이때 MIMO 레이더(10)는 N개의 안테나(S1, S1, S3, ..., SN)를 포함하고, N개의 안테나(S1, S1, S3, ..., SN)는 각각 거리 L의 등간격으로 선형 배치되어 있을 수 있다. 이때 N개의 안테나(S1, S2, S3, ..., SN) 중 n번째 안테나는 신호 sn(t)를 송출할 수 있다.
한편, 각 안테나(S1, S2, S3, ..., SN)는 서로 다른 안테나의 파형신호는 아래 수학식 1과 같은 직교 관계를 만족한다. 여기서,
Figure 112018002237209-pat00009
는 크로네커 델타 함수이다.
Figure 112018002237209-pat00010
이때 MIMO 레이더(10)의 각 안테나(S1, S2, S3, ..., SN)로부터 수신하는 신호가 모두 평면파로 감지될 정도로 충분히 먼 거리에 2개의 전파 센서(E1, E2)가 있다고 가정하고, MIMO 레이더(10)의 각 안테나를 연결한 선의 법선에 대한 각 전파 센서(Ei)의 각도를
Figure 112018002237209-pat00011
라 하고, 각 전파 센서(Ei)에서 측정된 신호의 감쇠 성분을
Figure 112018002237209-pat00012
라 하면, 각 전파 센서(Ei)가 수신한 MIMO 레이더(10)의 신호 ri(t)는 아래 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00013
여기서, 수학식 2의 변수와 관련되어 주어진 정보는 MIMO 레이더(10)의 전송 주파수의 역수에 해당하는 파장의 길이
Figure 112018002237209-pat00014
와, MIMO 레이더(10)의 각 안테나를 연결한 선의 법선에 대한 각 전파 센서(Ei)의 각도
Figure 112018002237209-pat00015
인데
Figure 112018002237209-pat00016
는 MIMO 레이더(10)로부터 수신한 신호의 주파수를 측정하여 구할 수 있고,
Figure 112018002237209-pat00017
는 각 전파 센서(Ei)를 이동시켜 변경 가능한 변수이다. 이때 수학식 2는 안테나의 신호 벡터(
Figure 112018002237209-pat00018
)와 안테나의 조향 벡터(
Figure 112018002237209-pat00019
)를 사용하여 아래 수학식 3과 같이 내적으로 표현할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00020
또한 안테나의 신호 벡터(
Figure 112018002237209-pat00021
)와 안테나의 조향 벡터(
Figure 112018002237209-pat00022
)는 수학식 1에 따른 직교 관계에 따라 아래 수학식 4와 같은 관계를 갖는다.
Figure 112018002237209-pat00023
한편, 2개의 전파 센서(E1, E2)로 측정한 신호를 자동 게인 조정기(automatic gain control, AGC)로 파워가 1이 되도록 정규화 시키면, ri(t)는 아래 수학식 5이 표현된다.
Figure 112018002237209-pat00024
이때 MIMO 레이더(10)에 대하여 각각의 전파 센서(E1, E2)의 각도(
Figure 112018002237209-pat00025
)를 변수로 r1(t) 및 r2(t)의 신호 상관 관계(correlation)값을 나타내면 아래 수학식 6과 같다.
Figure 112018002237209-pat00026
또한 수학식 1의 s(t)의 직교 관계를 이용하면 수학식 6을 수학식 7과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00027
이때 조향 벡터(
Figure 112018002237209-pat00028
) 간의 내적은 아래 수학식 8과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00029
아울러
Figure 112018002237209-pat00030
와 같이 정의하여, 등비수열의 합공식과 오일러 공식을 이용해 수학식 8을 아래 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00031
따라서 수학식 9를 수학식 7에 대입하면 r1(t) 및 r2(t)의 신호 상관 관계(correlation)값은 아래 수학식 10과 같다.
Figure 112018002237209-pat00032
여기서, 전파 센서 중 하나(예: E1)를 고정하고 다른 하나(예: E2)를 이동시킨다면 sin(
Figure 112018002237209-pat00033
)은 상수가 되고 sin(
Figure 112018002237209-pat00034
) - sin(
Figure 112018002237209-pat00035
)의 상대적 차이가 상관 관계값에 영향을 미치므로 sin(
Figure 112018002237209-pat00036
) = 0으로 가정할 수 있다. 이와 같이, sin(
Figure 112018002237209-pat00037
) = 0으로 가정하면 위의 수학식 10을 아래 수학식 11과 같이 정리할 수 있고, 수학식 11을
Figure 112018002237209-pat00038
에 대하여 도시하면 도 2와 같다.
Figure 112018002237209-pat00039
도 2는 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호로부터 MIMO 레이더(10)의 안테나에 관한 정보를 추출하는 데에 사용되는 함수의 그래프이다. 이때 N = 10,
Figure 112018002237209-pat00040
로 정의하였다. 이러한 수치는 하나의 예시일 뿐 한정의 의미를 가지는 것은 아니다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는
Figure 112018002237209-pat00041
의 전 영역에 대하여 상관 관계값
Figure 112018002237209-pat00042
을 계산한 후 각도가 변함에 따라 나타는 극대점에서의 상관 관계값을 기초로 MIMO 레이더(10)의 안테나에 관한 정보를 추정할 수 있다. 이러한 원리를 이용한 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100, 200)의 구성을 도 3 내지 도 11과 함께 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)의 기능 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)는 제1 전파 센서(E1), 제2 전파 센서(E2), 상관 관계부(120) 및 연산부(130)를 포함하며, 추가적으로 정규화부(140)를 더 포함할 수 있다.
제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)는 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정한다. 이때 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)는 측정하는 신호는 수학식 2의 신호 ri(t)일 수 있다.
한편, 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)는 ELF(extremely low frequency), VLF(very low frequency), LF(low frequency), MF(medium frequency), HF(high frequency), VHF(very high frequency), UHF(ultra-high frequency), SHF(super high frequency), EHF(extremely high frequency) 등의 전자파를 측정하는 전파 센서를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)가 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 참조하면, 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)는 MIMO 레이더(10)의 위치 S로부터 거리 r 만큼 떨어진 지점에 위치할 수 있으며, 제1 전파 센서(E1)는 고정된 지점에 위치하여 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정할 수 있고, 제2 전파 센서(E2)는 제1 전파 센서(E1)의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정할 수 있다.
이때 시간이 경과에 따른 제1 전파 센서(E1)와 제2 전파 센서(E2)의 이격 거리를 d(t)라고 할 때, 거리 r은 거리 d(t)에 비해 매우 크기 때문에 제1 전파 센서(E1)와 제2 전파 센서(E2)의 위치가 변해도 거리 r은 변하지 않는다고 가정할 수 있다.
정규화부(140)는 제1 전파 센서를 통해 측정한 신호 r1(t) 및 제2 전파 센서를 통해 측정한 신호 r2(t)가 일정한 세기를 갖도록 정규화시킨 신호를 출력할 수 있다. 이를 위해, 정규화부(140)는 AGC(automatic gain controller)를 포함할 수 있다. 또한 정규화부(140)는 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)와 한 번에 연결되거나, 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)와 각각 연결될 수 있다.
상관 관계부(120)는 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2) 각각이 측정한 신호인 r1(t) 및 r2(t), 또는 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2) 각각이 측정한 신호를 일정한 세기로 정규화시킨 신호인 r1(t) 및 r2(t)를 기초로 상관 관계값을 계산할 수 있다.
예를 들어, 상관 관계부(120)는 r1(t) 및 r2(t)가 포함하는 인자 중 각도를 변수로 하는 상관 관계값을 상술한 수학식 11과 같이 계산할 수 있다.
연산부(130)는 상관 관계부(120)가 계산한 상관 관계값을 기초로 MIMO 레이더(10)가 사용하는 안테나에 관한 정보를 추정할 수 있다.
상관 관계값을 도시하고 있는 도 2를 참조하면, 연산부(130)는 상관 관계값이
Figure 112018002237209-pat00043
Figure 112018002237209-pat00044
이 아닌 곳에서
Figure 112018002237209-pat00045
의 분자가 0이 될 때
Figure 112018002237209-pat00046
은 극솟값을 가지며,
Figure 112018002237209-pat00047
의 분자가
Figure 112018002237209-pat00048
이 될 때
Figure 112018002237209-pat00049
은 극댓값을 갖는다는 점을 이용하여, MIMO 레이더(10)가 사용하는 안테나의 개수(N) 또는 안테나의 배열 간격(L)을 추정할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조할 때 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)가 같은 위치에 존재하는
Figure 112018002237209-pat00050
인 지점인
Figure 112018002237209-pat00051
부터, 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)의 거리를 이격시켜
Figure 112018002237209-pat00052
이 첫번째 극솟값을 발생시키는 센서 간의 거리
Figure 112018002237209-pat00053
및
Figure 112018002237209-pat00054
일 때의 각도
Figure 112018002237209-pat00055
는 수학식 11
Figure 112018002237209-pat00056
의 분자
Figure 112018002237209-pat00057
을 0으로 만들기 때문에 아래 수학식 12와 같은 관계를 가지며, 이때 도 4에 도시된 관계에 따라 아래 수학식 13을 도출할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00058
Figure 112018002237209-pat00059
또한 연산부(130)는 수학식 12와 수학식 13을 통해 반각 공식과 원거리 가정
Figure 112018002237209-pat00060
을 이용하여 아래 수학식 14과 같이
Figure 112018002237209-pat00061
에 대한 추정치를 도출할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00062
한편, 도 2에서 첫번째 극솟값을 지나
Figure 112018002237209-pat00063
가 n 번째 극댓값을 갖는
Figure 112018002237209-pat00064
및
Figure 112018002237209-pat00065
은 아래 수학식 15와 같다.
Figure 112018002237209-pat00066
이에 따라,
Figure 112018002237209-pat00067
이 극댓값을 갖는 경우,
Figure 112018002237209-pat00068
은 아래 수학식 16로 표현되며,
Figure 112018002237209-pat00069
의 역수는 아래 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00070
Figure 112018002237209-pat00071
따라서 수학식 17의 관계를 통해, 도 2에서 제1 전파 센서, MIMO 레이더(10) 및 제2 전파 센서가 이루는 각도가 커짐에 따라 상관 관계값이 변화하면서 극대점이 나타나는 순서대로, MIMO 레이더(10)의 안테나 개수 마다 해당 극대점에서의 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블을 생성할 수 있다.
도 5는 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수 마다 소정의 차례에서 나타나는 극댓값이 갖는 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블을 설명하기 위한 예시도이다.
예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 기준 테이블은 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수 마다(도 5의 가로축), 소정의 차례 (첫번째 극댓값 n=1, 세번째 극댓값 n=3, 다섯번째 극댓값 n=5)에서 나타나는 극대점에서의 상관 관계값(도 5의 세로축)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이때 연산부(130)는 MIMO 레이더(10)가 사용하는 안테나 개수에 따른 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 상관 관계부(120)가 계산한 상관 관계값을 비교하여 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수를 추정할 수 있다.
예를 들어, 연산부(130)는 제2 전파 센서가 이동함에 따라 소정의 차례에서 나타나는 긋대점에서 상관 관계부(120)가 계산한 상관 관계값과, 기준 테이블이 저장하고 있는 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수마다 소정의 차례의 극대점이 갖는 상관 관계값을 비교하여 타겟 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수를 추정할 수 있다.
가령, 도 5에서 상관 관계부(120)가 다섯번째 극대점이 나타날 때 계산한 상관 관계값이 14(도 5의 세로축 값)라면, 이때 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수를 16개(도 5의 가로축 값)라고 추정할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 극대점이 나타나는 차례(n= 5 > 3 > 1)가 더 높을수록 상관 관계값의 기울기가 커지므로, 극대점이 나타나는 차례가 높은 지점에서 측정한 상관 관계값을 통해 안테나의 개수를 추정하는 것이 보다 정교함을 확인할 수 있다.
한편 상술한 실시예가 포함하는 상관 관계부(120), 연산부(130) 및 정규화부(140)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)의 기능 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)는 적어도 3개의 전파 센서(E1, E2, E3, ....), 상관 관계부(220) 및 연산부(230)를 포함하며, 추가적으로 정규화부(240)를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 6에는 3개의 전파 센서(E1, E2, E3)를 사용하는 구성의 실시예를 도시하였지만, 3개의 전파 센서 보다 많은 개수의 전파 센서를 사용할 수 있다.
각 전파 센서(E1, E2, E3, ....)는 일정한 간격(d)으로 배열되어 있고, MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정한다. 이때 각 전파 센서는 상술한 수학식 2와 같은 신호 ri(t)를 측정할 수 있다.
한편, 전파 센서(E1, E2, E3, ....)는 ELF(extremely low frequency), VLF(very low frequency), LF(low frequency), MF(medium frequency), HF(high frequency), VHF(very high frequency), UHF(ultra-high frequency), SHF(super high frequency), EHF(extremely high frequency) 등의 전자파를 측정하는 전파 센서를 포함할 수 있다.
정규화부(240)는 적어도 3개의 전파 센서(E1, E2, E3, ....)를 통해 측정한 신호가 일정한 세기를 갖도록 정규화시킨 신호를 출력할 수 있다. 이를 위해, 정규화부(240)는 AGC(automatic gain controller)를 포함할 수 있다. 또한 정규화부(240)는 적어도 3개의 전파 센서(E1, E2, E3, ....)와 한 번에 연결되거나, 적어도 3개의 전파 센서(E1, E2, E3, ....) 각각과 일대일 관계로 연결될 수 있다.
상관 관계부(220)는 n개(n은 3 이상의 자연수)의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 제1 전파 센서 및 제i 전파 센서(i는 2 부터 n 까지의 자연수)가 측정한 측정 신호의 상관 관계값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산한다.
즉, 3개의 전파 센서가 배열되어 있는 경우를 기준으로 설명하면, 3개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서(E1), 제2 전파 센서(E2) 및 제3 전파 센서(E3)라고 지칭할 때, 상관 관계부(220)는 제1 전파 센서(E1) 및 제2 전파 센서(E2)가 측정한 측정 신호의 상관 관계값인 제1 상관 관계값, 제1 전파 센서(E1) 및 제3 전파 센서(E3)가 측정한 측정 신호의 상관 관계값인 제2 상관 관계값을 계산할 수 있다.
이때, 상관 관계부(220)는 수학식 11의
Figure 112018002237209-pat00072
과 같은 상관 관계값을 계산할 때 sin(
Figure 112018002237209-pat00073
)을 t로 치환하고, 제2 실시예에 따른 적어도 3개 이상의 전파 센서간의 간격 d가, MIMO 레이더(10)의 위치로부터의 전파 센서까지의 거리 r에 비해 매우 작다고 가정하여, Taylor 근사식(
Figure 112018002237209-pat00074
)을 수학식 11의 분자와 분모에 적용해 아래 수학식 18을 얻을 수 있고, 수학식 18에 Taylor 근사식(
Figure 112018002237209-pat00075
)을 분모에 적용하여 수학식 19와 같은 t에 대한 4차 함수 및 2차 함수의 근사식을 사용할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00076
Figure 112018002237209-pat00077
이때 p+1 의 전파 센서(E0, E1, E2, ...., Ep)에서 센서 Ek (k>0)가 센서 E0에 대한 각도
Figure 112018002237209-pat00078
를 만족하도록 배열되었을 때 각각
Figure 112018002237209-pat00079
로 정의하면
Figure 112018002237209-pat00080
에 대하여 행렬 T를 아래 수학식 20과 같이 정의하면, 수학식 19 및 수학식 20으로부터 아래 수학식 21과 같은 근사식을 얻을 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00081
Figure 112018002237209-pat00082
연산부(230)는 선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식(least square quadratic curve fitting)을 기초로 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 타겟 MIMO 레이더(10)의 안테나에 관한 정보를 추정한다.
예를 들어, 연산부(230)는 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값에 해당하는 수학식 21의 선형 최소 제곱 해를
Figure 112018002237209-pat00083
로 정의하면 아래 수학식 22와 같이 표현할 수 있으며, 이때 a, b로부터
Figure 112018002237209-pat00084
와 안테나 개수 N에 대한 값은 수학식 23과 같이 구할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00085
Figure 112018002237209-pat00086
따라서 위 수학식 23을 기초로
Figure 112018002237209-pat00087
의 관계에 따라 안테나의 배열 간격 L은 아래 수학식 24와 같이 추정할 수 있다.
Figure 112018002237209-pat00088
한편 상술한 실시예가 포함하는 상관 관계부(220), 연산부(230) 및 정규화부(240)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)를 실험한 결과이다.
도 7은 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수가 18개일 때, 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)가 상관 관계값을 계산할 때 3번째 극대점이 갖는 상관 관계값을 이용하여 안테나의 개수를 추정한 결과이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)가 수학식 17에 따라 상관 관계값을 10.32라고 계산하였고, 이때 대응되는 안테나 개수는 18개로서 정확하게 안테나 개수를 추정함을 확인할 수 있다.
도 8 및 도 9는 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)를 실험한 결과이다.
도 8 및 도 9는 안테나 개수가 10개부터 20개인 MIMO 레이더(10) 각각에 대해, MIMO 레이더(10)로부터 10KM가 떨어진 지점에서 3개의 센서가 1m 간격으로 배열되어 있는 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)를 통해 실험을 진행한 결과이다. 이때 도 8의 가로축은 실제로 사용된 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수이며, 도 8의 세로축은 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)가 추정한 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수이다. 이때 도 8을 참조하면, 가로축과 세로축의 값이 거의 일치함을 확인할 수 있고, 도 8의 가로축과 세로축의 오차율을 나타내는 도 9를 참조하면, 모든 경우에 대해서 최대 오차율이 0.5%를 벗어나지 않아 매우 정확하게 추정할 수 있음을 확인할 수 있다.
상술한 실시예에 따르면, MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 분석하여 MIMO 레이더(10)에 사용된 안테나의 개수, 안테나의 간격 등의 안테나에 관한 정보를 높은 정확도로 추정할 수 있다.
또한 이동하는 2개의 전파 센서를 통해 안테나에 관한 정보를 추정하거나, 고정되어 있는 최소 3개의 전파 센서를 통해 안테나에 관한 정보를 추정할 수 있으므로, 매우 적은 수의 전파 센서를 사용하여 안테나에 관한 정보를 정확하게 추정할 수 있다는 이점이 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 MIMO 레이더(10)의 안테나 정보 추정 방법의 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 도 10에 따른 MIMO 레이더(10)의 안테나 정보 추정 방법의 각 단계는 도 3을 통해 설명된 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(100)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.
우선, 제1 전파 센서(E1)는 소정의 위치에서 타겟 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정한다(S1010). 또한 제2 전파 센서(E2)는 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 신호를 측정한다(S1020).
다음으로, 상관 관계부(120)는 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계값을 계산한다(S1030).
이후, 연산부(130)는 MIMO 레이더(10)가 사용하는 안테나 개수에 따른 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 계산된 상관 관계값을 비교하여 타겟 MIMO 레이더(10)의 안테나 개수를 추정한다(S1040).
한편, 상술한 각 단계의 주체인 구성 요소들이 해당 단계를 실시하기 위한 과정은 도 3과 함께 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 MIMO 레이더(10)의 안테나 정보 추정 방법의 프로세스를 도시하는 흐름도이다. 도 11에 따른 MIMO 레이더(10)의 안테나 정보 추정 방법의 각 단계는 도 6을 통해 설명된 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치(200)에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계를 설명하면 다음과 같다.
우선, n개의 전파 센서(n은 3 이상의 자연수)는 일정한 간격으로 배열되어 있으며 타겟 MIMO 레이더(10)가 송출하는 신호를 측정한다(S1110).
이때 n개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 상관 관계부(220)는 제1 전파 센서 및 제i 전파 센서(i는 2부터 n까지의 자연수)가 측정한 측정 신호의 상관 관계값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산한다(S1120).
이후, 연산부(230)는 선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식을 기초로 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 타겟 MIMO 레이더(10)의 안테나에 관한 정보를 추정한다(S1130).
한편, 상술한 각 단계의 주체인 구성 요소들이 해당 단계를 실시하기 위한 과정은 도 6과 함께 설명하였으므로 중복된 설명은 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드 등이 기록된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 또는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
또한 본 발명에 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 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 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. 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.
더불어 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한 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.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: MIMO 레이더
100: MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치
E1: 제1 전파 센서
E2: 제2 전파 센서
120: 상관 관계부
130: 연산부
140: 정규화부
200: MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치
E1: 제1 전파 센서
E2: 제2 전파 센서
E13 제3 전파 센서
220: 상관 관계부
230: 연산부
240: 정규화부

Claims (10)

  1. 소정의 위치에서 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 제1 전파 센서;
    상기 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 신호를 측정하는 제2 전파 센서;
    상기 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 상기 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계(correlation)값을 계산하는 상관 관계부; 및
    MIMO 레이더가 사용하는 안테나 개수에 따른 상기 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 상기 계산된 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는 연산부를 포함하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 테이블은,
    상기 제1 전파 센서, 상기 타겟 MIMO 레이더 및 상기 제2 전파 센서가 이루는 각도가 커짐에 따라 상기 상관 관계값이 변화하면서 극대점이 나타날 때, MIMO 레이더의 안테나 개수에 따른 상기 극대점에서의 상기 상관 관계값을 저장하고 있는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제2 전파 센서가 이동함에 따라 나타나는 극대점에서 상기 상관 관계부가 계산한 상관 관계값과, 상기 기준 테이블이 저장하고 있는 상기 MIMO 레이더의 안테나 개수에 따른 상기 극대점에서의 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 제1 전파 센서 및 제2 전파 센서가 측정하는 신호의 세기를 일정한 세기로 정규화시켜 출력하는 정규화부를 더 포함하고,
    상기 상관 관계부가 상기 상관 관계값을 계산하기 위해 사용하는 상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 측정 신호는 상기 정규화부가 정규화시켜 출력한 신호로서 서로 일정한 세기를 갖는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  5. 일정한 간격으로 배열되어 있고, 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 제1 내지 제n 전파 센서(n은 3 이상의 자연수);
    상기 n개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 제2 전파 센서 내지 제n 전파 센서 각각이 측정한 측정 신호와 제1 전파 센서가 측정한 측정 신호와의 상관 관계(correlation)값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산하는 상관 관계부; 및
    선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식(least square quadratic curve fitting)을 기초로 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추정하는 연산부를 포함하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보는,
    상기 안테나의 개수 또는 상기 안테나의 배열 간격인
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값 각각이,
    [수학식 1]
    Figure 112018002237209-pat00089
    (
    Figure 112018002237209-pat00090
    , N은 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수, L은 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 배열 간격, t는 sin(
    Figure 112018002237209-pat00091
    )이며 여기서
    Figure 112018002237209-pat00092
    는 제1 전파 센서, 타겟 MIMO 레이더, 제i 전파 센서가 이루는 각도)
    과 같이 구성되어 있다고 할 때,
    상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관에 taylor 근사식을 적용하여 도출한
    [수학식 2]
    Figure 112018002237209-pat00093
    의 선형 최소 제곱 해를
    Figure 112018002237209-pat00094
    로 정의하여 구한,
    [수학식 3]
    Figure 112018002237209-pat00095
    에 따라,
    상기 연산부는,
    [수학식 4]
    Figure 112018002237209-pat00096

    를 기초로 상기 안테나의 개수 N 또는 상기 안테나의 배열 간격 L을 추정하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 제1 내지 제n 전파 센서가 측정하는 신호의 세기를 일정한 세기로 정규화시켜 출력하는 정규화부를 더 포함하고,
    상기 상관 관계부가 상기 상관 관계값을 계산하기 위해 사용하는 상기 측정 신호는 상기 정규화부가 정규화시켜 출력한 신호로서 서로 일정한 세기를 갖는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치.
  9. MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치에 의해 수행되는 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법에 있어서,
    제1 전파 센서가 소정의 위치에서 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 단계;
    제2 전파 센서가 상기 소정의 위치로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 상기 신호를 측정하는 단계;
    상관 관계부가 상기 제1 전파 센서가 측정한 제1 측정 신호 및 상기 제2 전파 센서가 이동하면서 측정한 제2 측정 신호의 상관 관계(correlation)값을 계산하는 단계; 및
    연산부가 MIMO 레이더가 사용하는 안테나 개수에 따른 상기 상관 관계값을 저장하고 있는 기준 테이블과 상기 계산된 상관 관계값을 비교하여 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나 개수를 추정하는 단계를 포함하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법.
  10. MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 장치에 의해 수행되는 MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법에 있어서,
    n 일정한 간격으로 배열되어 있는 n개의 전파 센서(n은 3 이상의 자연수)가 타겟 MIMO(multi-input multi-output) 레이더가 송출하는 신호를 측정하는 단계;
    상기 n개의 전파 센서가 배열되어 있는 차례대로 제1 전파 센서 내지 제n 전파 센서라고 지칭할 때, 상관 관계부가 제2 전파 센서 내지 제n 전파 센서 각각이 측정한 측정 신호와 제1 전파 센서가 측정한 측정 신호와의 상관 관계(correlation)값인 제1 상관 관계값 내지 제n-1 상관 관계값을 계산하는 단계; 및
    연산부가 선형 최소 제곱 2차 곡선 적합 방식을 기초로 상기 제1 상관 관계값 내지 상기 제n-1 상관 관계값의 변수에 해당하는 상기 타겟 MIMO 레이더의 안테나에 관한 정보를 추정하는 단계를 포함하는
    MIMO 레이더의 안테나 정보 추정 방법.
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