KR102009971B1 - 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법 - Google Patents

멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법 Download PDF

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Abstract

일부 실시예에 따르면, 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티스태틱 레이더 신호를 획득하는 단계; 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하는 단계; 결정된 스테이션을 기준으로 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계; 및 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 결정된 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정하는 단계를 포함하는, 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법이 개시된다.

Description

멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법{Multistatic radar system and method for estimating degree of signal for a target in the multistatic radar system}
본 개시는 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법에 관한 것이다.
멀티스태틱 레이더 시스템은 공간적으로 분리된(spatially diverse) 다수의 송신 스테이션들 및 수신 스테이션들을 포함하는 레이더 시스템이다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 공간적으로 다양한 경로를 통해 표적을 관측함으로써 종래의 레이더 시스템보다 표적에 대하여 많은 정보를 획득할 수 있다. 이에 따라, 멀티스태틱 레이더 시스템은 모노스태틱 RCS(Radar Cross Section)를 저감시킴으로써 적의 레이더에 포착되지 않도록 구성된 스텔스기의 탐지에 이용될 수 있다.
한편, 멀티스태틱 레이더 시스템은 각 스테이션들 간의 데이터 융합 레벨(data fusion level)에 따라 분류될 수 있다. 데이터 융합 레벨이 올라갈수록 멀티스태틱 레이더 시스템은 복잡해질 수 있고, 그에 따라 복잡해진 시스템에 맞는 신호 처리 방법이 요구될 수 있다. 따라서, 송수신 스테이션들 각각이 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성된, 본 개시에서 제안하는 멀티스태틱 레이더 시스템에서는 송수신 스테이션들 각각이 단일 소자(예를 들어, 단일 안테나)로 구성된 종래의 멀티스태틱 레이더 시스템의 신호 처리 방법과는 다른, 새로운 신호 처리 방법이 요구될 수 있다.
다양한 실시예들은 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법을 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 일 측면에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법은, 상기 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 복수 개의 송수신 스테이션(station)들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티스태틱 레이더 신호를 획득하는 단계; 상기 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 상기 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하는 단계; 상기 결정된 스테이션을 기준으로 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 블록 한켈 매트릭스(block hankel matrix)에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 신호각을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 결정된 스테이션이 수신 스테이션인 경우, 상기 표적의 신호각은 상기 수신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA(Direction of Arrival)이고, 상기 결정된 스테이션이 송신 스테이션인 경우, 상기 표적의 신호각은 상기 송신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD(Direction of Departure)일 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 결정된 스테이션이 송신 스테이션 및 수신 스테이션의 동작을 모두 수행하는 경우, 상기 방법은, 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA를 추정할지, 아니면 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD를 추정할지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 멀티 스태틱 신호는 상기 복수 개의 송수신 스테이션들에 포함되는 송신 스테이션들의 개수와 상기 복수 개의 송수신 스테이션들에 포함되는 수신 스테이션들의 개수를 곱한 개수의 바이스태틱 MIMO(Multi-Input Multi-0utput) 레이더 쌍의 수신 신호들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 송수신 스테이션들 각각은 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 상기 방법은, 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 정합하여 정합 필터 출력(matched filter output) 행렬을 획득하는 단계를 더 포함하고,
Figure 112017080104364-pat00001
은 상기 수신 스테이션들의 개수,
Figure 112017080104364-pat00002
는 상기 송신 스테이션들의 개수,
Figure 112017080104364-pat00003
라고 할 때, 상기 정합 필터 출력 행렬은 다음과 같은 수학식
Figure 112017080104364-pat00004
을 따르고, 여기서,
Figure 112017080104364-pat00005
는 i번째 수신 스테이션과 j번째 송신 스테이션으로 구성된 바이스태틱 레이더 쌍의 정합 필터 출력을 나타내고,
Figure 112017080104364-pat00006
는 각 경로에 대한 RCS(Radar Cross Section)에 비례하는 복소 진폭을 나타내며,
Figure 112017080104364-pat00007
은 i번째 수신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 수신 조향 벡터(steering vector)를 나타내고, (여기서,
Figure 112017080104364-pat00008
은 상기 수신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
Figure 112017080104364-pat00009
는 i번째 수신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOA를 나타낸다.),
Figure 112017080104364-pat00010
은 j번째 송신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 송신 조향 벡터를 나타내고, (여기서,
Figure 112017080104364-pat00011
은 상기 송신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
Figure 112017080104364-pat00012
는 j번째 송신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOD를 나타낸다.)
Figure 112017080104364-pat00013
은 zero-mean을 갖는 백색 가우시안 잡음(white Gaussian nose)의 정합 필터 출력을 나타내는 것일 수 있다.
또한, 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계는, 상기 정합 필터 출력 행렬의 각 원소를 상기 송신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 수학식
Figure 112017080104364-pat00014
을 따르는 원소
Figure 112017080104364-pat00015
를 획득하는 단계; 상기 원소
Figure 112017080104364-pat00016
를 이용하여 수학식
Figure 112017080104364-pat00017
를 따르는 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서, L은 상기 한켈 매트릭스를 구성하는 윈도우(window)의 크기를 나타낸다.); 및 상기 생성된 한켈 매트릭스를 이용하여 수학식
Figure 112017080104364-pat00018
를 따르는 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서,
Figure 112017080104364-pat00019
Figure 112017080104364-pat00020
를 나타낸다.)를 포함할 수 있다.
상기 표적의 신호각을 추정하는 단계는, 상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, j번째 송신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계는, 상기 정합 필터 출력 행렬의 각 원소를 상기 수신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 수학식
Figure 112017080104364-pat00021
를 따르는 원소
Figure 112017080104364-pat00022
를 획득하는 단계; 상기 획득된 원소
Figure 112017080104364-pat00023
를 이용하여 수학식
Figure 112017080104364-pat00024
를 따르는 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서, L은 상기 한켈 매트릭스를 구성하는 윈도우의 크기를 나타낸다.); 및 상기 생성된 한켈 매트릭스를 이용하여 수학식
Figure 112017080104364-pat00025
를 따르는 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서,
Figure 112017080104364-pat00026
를 나타낸다.)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 표적의 신호각을 추정하는 단계는, 상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, i번째 수신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 다른 측면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상술한 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 기록매체를 포함할 수 있다.
또한, 또 다른 측면에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템은, 각각이 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성된, 복수 개의 송수신 스테이션들; 및 상기 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티 스태틱 레이더 신호를 획득하고, 상기 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 상기 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하며, 상기 결정된 스테이션을 기준으로 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 신호각을 추정하는, 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 개시는 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 개시는 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 기준으로 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 개별적인 바이스태틱 레이더 쌍보다 향상된 SNR 및 파라미터 추정 결과를 획득할 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템의 예시를 나타내는 도면이다.
도 3은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템에서 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일부 실시예에 따른 수신단의 노이즈 전력에 따른 레이더 신호의 합성 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio: SNR)에 따른 신호각 추정 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 실시예들은 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법에 관한 것으로서 이하의 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 단계 110에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 복수 개의 송수신 스테이션(station)들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티스태틱 레이더 신호를 획득할 수 있다. 멀티 스태틱 시스템에 포함되는 송신 스테이션들 각각은 표적을 향해 송신 신호를 방사할 수 있고, 멀티 스태틱 시스템에 포함되는 수신 스테이션들 각각은 표적으로부터 반사된 수신 신호를 수신할 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 송수신 스테이션들은 시간 동기(time synchronization)를 포함할 수 있다.
또한, 복수 개의 송수신 스테이션들 각각은 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성될 수 있다. 송신 스테이션에 포함되는 복수 개의 송신 안테나들 각각은 표적을 향해 송신 신호를 방사할 수 있고, 수신 스테이션에 포함되는 복수 개의 수신 안테나들 각각은 표적으로부터 반사된 수신 신호를 수신할 수 있다. 한편, 스테이션에 포함되는 복수 개의 안테나들 각각은 표적을 향해 송신 신호를 방사하는 동작 및 표적으로부터 반사된 수신 신호를 수신하는 동작을 모두 수행하는 모노스태틱 구조의 안테나일 수도 있다.
일부 실시예에서, 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 송신 스테이션들 각각이 서로 직교하는 형태의 송신 신호를 이용하는 경우, 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 획득된 멀티스태틱 레이더 신호는 송신 스테이션들의 개수와 수신 스테이션들의 개수를 곱한 개수의 바이스태틱 MIMO(Multi-Input Multi-0utput) 레이더 쌍의 수신 신호들을 포함할 수 있다.
단계 120에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정할 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템에서는 송수신 스테이션들 각각의 위치가 다르므로, 송수신 스테이션들 각각에서 바라본 표적의 신호각이 상이할 수 있다. 따라서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 표적의 신호각을 추정하기에 앞서, 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정할 수 있다.
한편, 멀티스태틱 레이더 시스템이 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션으로 결정한 스테이션이 송신 스테이션 또는 수신 스테이션인지에 따라 추정되는 신호각이 상이할 수 있다. 예를 들어, 결정된 스테이션이 수신 스테이션인 경우, 추정의 대상이 되는 표적의 신호각은 수신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA(Direction of Arrival)일 수 있고, 결정된 스테이션이 송신 스테이션인 경우, 추정의 대상이 되는 표적의 신호각은 송신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD(Direction of Departure)일 수 있다.
다만, 결정된 스테이션이 송신 스테이션 및 수신 스테이션의 동작을 모두 수행하는 경우, 추정의 대상이 되는 표적의 신호각은 결정된 스테이션에서 바라본 DOA 또는 DOD일 수 있다. 따라서, 이러한 경우 멀티스태틱 레이더 시스템은 결정된 스테이션에서 바라본 표적의 DOA를 추정할지, 아니면 결정된 스테이션에서 바라본 표적의 DOD를 추정할지를 결정할 수 있다.
단계 130에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 결정된 스테이션을 기준으로 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스(block hankel matrix)를 생성할 수 있다.
우선적으로, 멀티스태틱 레이더 시스템은 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 정합하여 다음과 같은 수학식 1을 따르는 정합 필터 출력(matched filter output) 행렬
Figure 112017080104364-pat00027
를 획득할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00028
수학식 1에서 행렬
Figure 112017080104364-pat00029
는 멀티스태틱 레이더 시스템의 채널 정보를 포함하는 행렬을 의미하고,
Figure 112017080104364-pat00030
은 수신 스테이션들의 개수,
Figure 112017080104364-pat00031
는 송신 스테이션들의 개수를 나타낸다.
한편, 행렬
Figure 112017080104364-pat00032
를 구성하는 원소들 각각은 다음과 같은 수학식 2를 따를 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00033
수학식 2에서 인덱스 i는 수신 스테이션의 인덱스를, 인덱스 j는 송신 스테이션의 인덱스를 나타낼 수 있다. 또한,
Figure 112017080104364-pat00034
는 i번째 수신 스테이션과 j번째 송신 스테이션으로 구성된 바이스태틱 레이더 쌍의 정합 필터 출력을 나타내고,
Figure 112017080104364-pat00035
는 각 경로에 대한 RCS(Radar Cross Section)에 비례하는 복소 진폭을 나타내며,
Figure 112017080104364-pat00036
은 i번째 수신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 수신 조향 벡터(steering vector)를 나타내고, (여기서,
Figure 112017080104364-pat00037
은 상기 수신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
Figure 112017080104364-pat00038
Figure 112017080104364-pat00039
는 i번째 수신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOA를 나타낸다.),
Figure 112017080104364-pat00040
은 j번째 송신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 송신 조향 벡터를 나타내고, (여기서,
Figure 112017080104364-pat00041
은 상기 송신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
Figure 112017080104364-pat00042
Figure 112017080104364-pat00043
는 j번째 송신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOD를 나타낸다.)
Figure 112017080104364-pat00044
은 zero-mean을 갖는 백색 가우시안 잡음(white Gaussian nose)의 정합 필터 출력을 나타낸다.
수학식 2는 다음과 같은 수학식 3으로 정리될 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00045
또한, 수학식 3은 송신 조향 벡터 또는 수신 조향 벡터를 이용하여 다음과 같은 수학식 4로 정리될 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00046
수학식 4의 첫 번째 행은 행렬
Figure 112017080104364-pat00047
를 구성하는 원소들 각각을 송신 조향 벡터를 이용하여 정리한 것이고, 두 번째 행은 행렬
Figure 112017080104364-pat00048
를 구성하는 원소들 각각을 수신 조향 벡터를 이용하여 정리한 것이다. 송신 조향 벡터를 이용하여 정리된 행렬
Figure 112017080104364-pat00049
를 구성하는 원소 및 수신 조향 벡터를 이용하여 정리된 행렬
Figure 112017080104364-pat00050
를 구성하는 원소는 모두 조향 벡터에 복소 진폭이 곱해진 형태임을 알 수 있다. 이와 같은 형태는 서로 다른 진폭을 갖는 멀티 스냅샷 신호 모델과 유사할 수 있다.
멀티 스태틱 레이더 시스템은 송신 스테이션에서 바라본 표적의 DOD를 추정하기 위해 행렬
Figure 112017080104364-pat00051
를 구성하는 원소들 각각을 송신 조향 벡터를 이용하여 정리할 수 있다. 또한, 멀티 스태틱 레이더 시스템은 수신 스테이션에서 바라본 표적의 DOA를 추정하기 위해 행렬
Figure 112017080104364-pat00052
를 구성하는 원소들 각각을 수신 조향 벡터를 이용하여 정리할 수 있다.
일 예에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 정합 필터 출력 행렬의 각 원소를 송신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 다음과 같은 수학식 5를 따르는 원소
Figure 112017080104364-pat00053
를 획득할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00054
멀티스태틱 레이더 시스템은 원소
Figure 112017080104364-pat00055
를 이용하여 다음과 같은 수학식 6을 따르는 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00056
을 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00057
수학식 6에서 L은 한켈 매트릭스를 구성하는 윈도우(window)의 크기를 나타낸다. L은
Figure 112017080104364-pat00058
일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 한켈 매트릭스란 매트릭스 내에 대각선(skew-diagonal)으로 배치된 원소들이 동일한 값을 갖는 매트릭스를 의미할 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하기 위해 신호각 추정 기법의 적용 대상이 되는 블록 한켈 매트릭스를 생성하기 전에 블록 한켈 매트릭스를 구성하는, 수학식 6의 한켈 매트릭스가 우선적으로 생성될 수 있다.
한편, 수학식 6과 같은 한켈 매트릭스는 수신 스테이션들 각각에 포함되는 안테나들의 개수인
Figure 112017080104364-pat00059
만큼 생성될 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 생성된
Figure 112017080104364-pat00060
개의 한켈 매트릭스를 이용하여 다음과 같은 수학식 7을 따르는 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00061
를 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00062
수학식 7과 같은 한켈 매트릭스를 멀티스태틱 레이더 시스템에 맞게 확장하면, 멀티스태틱 레이더 시스템의 채널 정보를 포함하는 행렬
Figure 112017080104364-pat00063
의 첫 번째 열은 첫 번째 송신 스테이션에 대한 공통된 성분을 포함하고 있는 것을 확인 할 수 있다. 이는 모노스태틱 또는 바이스태틱 레이더 시스템과 비교하여 추정하고자 하는 표적에 대한 정보를 더 많이 얻을 수 있음을 의미하며, 또한 SNR이 더욱 향상될 수 있음을 의미할 수 있다.
멀티 스태틱 레이더 시스템은 생성된 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00064
를 이용하여 다음과 같은 수학식 8을 따르는 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00065
를 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00066
수학식 8과 같은, 멀티스태틱 레이더 신호의 합성이 수행된 블록 한켈 매트릭스에 대해 신호각 추정 기법이 적용되면, j번째 송신 스테이션에서 바라본 표적의 DOD가 추정될 수 있다. 한편, 앞서 설명된 방식과 동일한 방식으로 행렬
Figure 112017080104364-pat00067
의 i 번째 행의 수신 신호를 이용하여 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스가 생성되고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 대해 신호각 추정 기법이 적용되면, i번째 수신 스테이션에서 바라본 표적의 DOA가 추정될 수 있다.
예를 들어, 멀티스태틱 레이더 시스템은 정합 필터 출력 행렬
Figure 112017080104364-pat00068
의 각 원소를 수신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 다음과 같은 수학식 9를 따르는 원소
Figure 112017080104364-pat00069
를 획득할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00070
또한, 멀티스태틱 레이더 시스템은 획득된 원소
Figure 112017080104364-pat00071
를 이용하여 다음과 같은 수학식 10을 따르는 한켈 매트릭스를 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00072
멀티스태틱 레이더 시스템은 생성된 한켈 매트릭스를 이용하여 다음과 같은 수학식 11을 따르는 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00073
를 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00074
또한, 멀티스태틱 레이더 시스템은 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00075
를 확장하여 다음과 같은 수학식 12를 따르는 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00076
를 생성할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00077
단계 140에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 결정된 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정할 수 있다. 신호각 추정 기법은 공분산행렬 기반의 도래각 추정 알고리즘인 ESPRIT, MUSIC, CAPON 등일 수 있고, 직접 데이터 도메인(direct data domain) 기반의 도래각 추정 알고리즘인 Matrix Pencil Method일 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 개시에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템은 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용하는 방식으로 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정함으로써, 개별적인 바이스태틱 레이더 쌍보다 향상된 SNR 및 파라미터 추정 결과를 획득할 수 있다.
한편, 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법은 그 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 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 명령어의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
도 2는 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템의 예시를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 멀티스태틱 레이더 시스템은 복수 개의 스테이션들(210, 220, 230 및 240)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 스테이션들(210, 220, 230 및 240) 각각은 5개의 안테나들의 어레이로 구성될 수 있다.
한편, 스테이션1(210), 스테이션2(220) 및 스테이션3(230)는 표적(20)을 향해 송신 신호를 송신하므로, 송신 스테이션에 해당될 수 있다. 이에 반해, 스테이션4(240)는 표적(20)을 향해 송신 신호를 송신하는 동작 및 표적(20)으로부터 반사된 수신 신호를 수신하는 동작을 모두 수행하므로, 송신 스테이션이면서 수신 스테이션일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 멀티스태틱 레이더 시스템은 송신 스테이션 4개와 수신 스테이션 1개를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과할 뿐 본 개시에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템은 다양한 구조를 포함할 수 있다.
멀티스태틱 레이더 시스템은 복 수개의 송수신 스테이션들(210, 220, 230 및 240)을 통해 송수신된 신호들(T1R4, T2R4, T3R4, T4R4 등)로부터 멀티스태틱 레이더 신호를 획득할 수 있고, 복 수개의 송수신 스테이션들(210, 220, 230 및 240) 중 표적(20)의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정할 수 있다. 또한, 멀티 스태틱 레이더 시스템은 결정된 스테이션을 기준으로, 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 결정된 스테이션에서 바라본 표적(20)의 신호각을 추정할 수 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템에서 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하고, 결정된 스테이션을 기준으로 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성할 수 있다.
구체적으로, 단계 310에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 표적의 DOA를 추정할지, 아니면 표적의 DOD를 추정할지 결정할 수 있다. 멀티스태틱 레이더 시스템은 스테이션이 수신 스테이션의 동작을 수행하는 경우 표적의 DOA를 추정하기로 결정하고, 스테이션이 송신 스테이션의 동작을 수행하는 경우 표적의 DOD를 추정하기로 결정할 수 있다.
일 예에서, 멀티스태틱 레이더 시스템이 i번째 수신 스테이션에서 바라본 표적의 DOA를 추정하기로 결정하는 경우, 단계 320에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 i번째 수신 스테이션을 기준으로 정합 필터 출력
Figure 112017080104364-pat00078
를 획득할 수 있다.
단계 322에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 j=1부터 시작하여 단계 322가 반복될 때마다 j에 1을 더하면서
Figure 112017080104364-pat00079
인지 여부를 결정할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00080
가 아닌 경우 단계 324에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 m=1부터 시작하여 단계가 반복될 때마다 m에 1을 더하면서
Figure 112017080104364-pat00081
인지 여부를 결정할 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00082
가 아닌 경우 단계 326에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00083
을 생성하고, 다시 단계 324로 진행한다.
단계 326은 m=1부터 m=
Figure 112017080104364-pat00084
까지 반복되고,
Figure 112017080104364-pat00085
가 되는 순간 방법은 단계 328로 진행될 수 있다. 단계 328에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 m=1부터 m=
Figure 112017080104364-pat00086
까지 생성된 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00087
을 이용하여 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00088
를 생성할 수 있다.
앞서 설명된 과정은 단계 322에 의해 j=1부터 j=
Figure 112017080104364-pat00089
까지 반복될 수 있다.
Figure 112017080104364-pat00090
가 되는 순간 방법은 단계 340으로 진행되고, 단계 340에서, 멀티스태틱 레이더 시스템은 j=1부터 j=
Figure 112017080104364-pat00091
까지 생성된 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00092
를 이용하여 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00093
를 생성할 수 있다. 생성된 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00094
는 i번째 수신 스테이션에서 바라본 표적의 DOA를 추정하기 위해 이용될 수 있다.
다른 예에서, 멀티스태틱 레이더 시스템이 j번째 송신 스테이션에서 바라본 표적의 DOD를 추정하기로 결정하는 경우, 멀티스태틱 레이더 시스템은 앞서 i번째 수신 스테이션에서 바라본 DOA를 추정하기로 결정한 경우와 유사한 방식으로, 단계 330, 단계 332, 단계 334, 단계 336, 단계 338 및 단계 340을 통해 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00095
를 생성할 수 있다. 생성된 블록 한켈 매트릭스
Figure 112017080104364-pat00096
는 j번째 송신 스테이션에서 바라본 표적의 DOD를 추정하기 위해 이용될 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따른 수신단의 노이즈 전력에 따른 레이더 신호의 합성 결과를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 4는 송신 스테이션 1개 및 수신 스테이션들 4개를 포함하는 멀티스태틱 레이더 시스템의 수신단의 노이즈 전력에 따른 레이더 신호의 합성 결과 및 송신 스테이션 및 수신 스테이션들 각각의 쌍으로 이루어진 바이스태틱 레이더 시스템의 수신단의 노이즈 전력에 따른 레이더 신호의 합성 결과를 비교한 도면이다.
송수신 스테이션들 각각은 반파장 등간격 선형 배열로 배치된 10개의 안테나들로 구성되고, 송신 스테이션의 위치는 (0, -2000)m이고, 수신 스테이션들 각각의 위치는 (1000, 1000)m, (-1000, 1000)m, (0, 2000)m, (0, -2000)m인 경우를 가정한다. 또한, 네 번째 수신 스테이션은 송신 스테이션과 동일한 위치에 있으므로, 모노스태틱 레이더임을 가정한다. 송수신 스테이션들 각각의 등간격 선형 배열 안테나(Uniform Linear array antenna: ULA)는 x 축 방향으로 반파장으로 배치된다. 한편, 표적은 (-100, 100)m에 위치하며, 수신 스테이션들 각각에 대해 (0, -6, -10, -30)dBsm의 RCS 값을 가진다고 가정한다.
도 4를 참조하면, 멀티스태틱 레이더 시스템에서 수신단 노이즈 전력의 분산이 변화화는 환경에서 측정된 SNR이 송신 스테이션 및 수신 스테이션들 각각의 쌍으로 이루어진 바이스태틱 레이더 시스템에서 측정된 SNR들보다 큰 값을 가짐을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 본 개시에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템은 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용하는 방식으로 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정함으로써, 개별적인 바이스태틱 레이더 쌍보다 향상된 SNR을 획득함을 알 수 있다.
도 5는 일부 실시예에 따른 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio: SNR)에 따른 신호각 추정 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4를 참조하여 설명한 것과 동일하게 구성된 멀티스태틱 레이더 시스템의 SNR에 따른 신호각 추정 결과 및 송신 스테이션 및 수신 스테이션들 각각의 쌍으로 이루어진 바이스태틱 레이더 시스템의 SNR에 다른 신호각 추정 결과를 비교한 도면이다.
표적들이 (-100, 100)m와 (500,300)m에 위치하고, 두 표적들 모두 수신 스테이션들 각각에 대해 (0, -6, -10, -30)dBsm의 RCS 값을 가진다고 가정할 때, 수신단 노이즈 분산이 변화화는 환경에서 신호각 추정 기법 중 하나인 Matrix pencil method를 적용하여 신호합성을 수행하고, 합성된 신호에 기초하여 신호각 추정 성능을 확인하였다.
도 5를 참조하면, 멀티스태틱 레이더 시스템에서 추정된 신호각의 RMSE(Root Mean Square Error)가 송신 스테이션 및 수신 스테이션들 각각의 쌍으로 이루어진 바이스태틱 레이더 시스템에서 추정된 신호각의 RMSE들보다 작음을 알 수 있다. RMSE가 작을수록 파라미터 추정이 잘된 것이므로, 본 개시에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템은 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용하는 방식으로 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정함으로써, 개별적인 바이스태틱 레이더 쌍보다 향상된 신호각 추정 성능을 가짐을 알 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 멀티스태틱 레이더 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6을 참조하면, 멀티스태틱 레이더 시스템(60)은 복수 개의 송수신 스테이션들(610) 및 프로세서(620)를 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 멀티스태틱 레이더 시스템(60)은 도 1 및 도 3에 도시된 방법을 시계열적으로 처리할 수 있다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 및 도 3의 방법에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6의 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에 의해 수행될 수 있음을 알 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에는 본 실시예와 관련된 구성들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 6에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
예를 들어, 멀티스태틱 레이더 시스템(60)은 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리는 멀티스태틱 레이더 시스템(60) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리는 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다.
메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함하며, 나아가서, 멀티스태틱 레이더 시스템(60)에 액세스될 수 있는 외부의 다른 스토리지 디바이스를 포함할 수 있다.
복수 개의 송수신 스테이션들(610)은 하나 이상의 송신 스테이션(611 등) 및 하나 이상의 수신 스테이션(612 등)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 송신 스테이션(611 등)은 표적을 향해 송신 신호를 방사할 수 있고, 하나 이상의 수신 스테이션(612 등)은 표적으로부터 반사된 수신 신호를 수신할 수 있다. 한편, 복수 개의 송수신 스테이션들(610) 각각은 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성될 수 있다.
프로세서(620)는 멀티스태틱 레이더 시스템(60)이 표적의 신호각을 추정하도록 하는 모든 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 복수 개의 송수신 스테이션들(610) 및 메모리가 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
프로세서(620)는 하나 또는 복수 개의 프로세서에 의하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(620)는 신호처리기 등과 같은 전기회로를 포함할 수도 있다.
프로세서(620)는 복수 개의 송수신 스테이션들(610)을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티 스태틱 레이더 신호를 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(620)는 복수 개의 송수신 스테이션들(610) 중에서 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하며, 결정된 스테이션을 기준으로 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성할 수 있다.
프로세서(620)는 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 결정된 스테이션에서 바라본 표적의 신호각을 추정할 수 있다. 그 결과, 프로세서(620)는 종래의 바이스태틱 레이더 쌍보다 향상된 SNR 및 파라미터 추정 결과를 획득할 수 있다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법에 있어서,
    상기 멀티스태틱 레이더 시스템에 포함되는 복수 개의 송수신 스테이션(station)들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티스태틱 레이더 신호를 획득하는 단계;
    상기 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 상기 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하는 단계;
    상기 결정된 스테이션을 기준으로 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 블록 한켈 매트릭스(block hankel matrix)에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 신호각을 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 스테이션이 수신 스테이션인 경우, 상기 표적의 신호각은 상기 수신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA(Direction of Arrival)이고,
    상기 결정된 스테이션이 송신 스테이션인 경우, 상기 표적의 신호각은 상기 송신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD(Direction of Departure)인, 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 결정된 스테이션이 송신 스테이션 및 수신 스테이션의 동작을 모두 수행하는 경우, 상기 방법은,
    상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA를 추정할지, 아니면 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD를 추정할지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 멀티스태틱 레이더 신호는 상기 복수 개의 송수신 스테이션들에 포함되는 송신 스테이션들의 개수와 상기 복수 개의 송수신 스테이션들에 포함되는 수신 스테이션들의 개수를 곱한 개수의 바이스태틱 MIMO(Multi-Input Multi-0utput) 레이더 쌍의 수신 신호들을 포함하는, 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 송수신 스테이션들 각각은 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성되는, 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하는 단계 이후에, 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 정합하여 정합 필터 출력(matched filter output) 행렬을 획득하는 단계를 더 포함하고,
    Figure 112019023134939-pat00097
    은 수신 스테이션들의 개수,
    Figure 112019023134939-pat00098
    는 송신 스테이션들의 개수,
    Figure 112019023134939-pat00099
    라고 할 때, 상기 정합 필터 출력 행렬은 다음과 같은 수학식
    Figure 112019023134939-pat00100
    을 따르고,
    여기서,
    Figure 112019023134939-pat00101
    는 i번째 수신 스테이션과 j번째 송신 스테이션으로 구성된 바이스태틱 레이더 쌍의 정합 필터 출력을 나타내고,
    Figure 112019023134939-pat00102
    는 각 경로에 대한 RCS(Radar Cross Section)에 비례하는 복소 진폭을 나타내며,
    Figure 112019023134939-pat00103
    은 i번째 수신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 수신 조향 벡터(steering vector)를 나타내고, (여기서,
    Figure 112019023134939-pat00104
    은 상기 수신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
    Figure 112019023134939-pat00105
    는 i번째 수신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOA를 나타낸다.),
    Figure 112019023134939-pat00106
    은 j번째 송신 스테이션의 k 번째 표적에 대한 송신 조향 벡터를 나타내고, (여기서,
    Figure 112019023134939-pat00107
    은 상기 송신 스테이션들 각각을 구성하는 안테나들의 개수를,
    Figure 112019023134939-pat00108
    는 j번째 송신 스테이션에서 바라본 k번째 표적의 DOD를 나타낸다.)
    Figure 112019023134939-pat00109
    은 zero-mean을 갖는 백색 가우시안 잡음(white Gaussian nose)의 정합 필터 출력을 나타내는 것인, 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 정합 필터 출력 행렬의 각 원소를 상기 송신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 수학식
    Figure 112017080104364-pat00110
    을 따르는 원소
    Figure 112017080104364-pat00111
    를 획득하는 단계;
    상기 원소
    Figure 112017080104364-pat00112
    를 이용하여 수학식
    Figure 112017080104364-pat00113
    를 따르는 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서, L은 상기 한켈 매트릭스를 구성하는 윈도우(window)의 크기를 나타낸다.); 및
    상기 생성된 한켈 매트릭스를 이용하여 수학식
    Figure 112017080104364-pat00114
    를 따르는 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서,
    Figure 112017080104364-pat00115
    Figure 112017080104364-pat00116
    를 나타낸다.)를 포함하는, 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 표적의 신호각을 추정하는 단계는,
    상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, j번째 송신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOD를 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 정합 필터 출력 행렬의 각 원소를 상기 수신 조향 벡터에 대해 정리함으로써 수학식
    Figure 112017080104364-pat00117
    를 따르는 원소
    Figure 112017080104364-pat00118
    를 획득하는 단계;
    상기 획득된 원소
    Figure 112017080104364-pat00119
    를 이용하여 수학식
    Figure 112017080104364-pat00120
    를 따르는 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서, L은 상기 한켈 매트릭스를 구성하는 윈도우의 크기를 나타낸다.); 및
    상기 생성된 한켈 매트릭스를 이용하여 수학식
    Figure 112017080104364-pat00121
    를 따르는 상기 블록 한켈 매트릭스를 생성하는 단계(여기서,
    Figure 112017080104364-pat00122
    를 나타낸다.)를 포함하는, 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 표적의 신호각을 추정하는 단계는,
    상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, i번째 수신 스테이션에서 바라본 상기 표적의 DOA를 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 명령어들을 포함하는 하나 이상의 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 표적의 신호각을 추정하기 위한 멀티스태틱 레이더 시스템에 있어서,
    각각이 복수 개의 안테나들의 어레이로 구성된, 복수 개의 송수신 스테이션들; 및
    상기 복수 개의 송수신 스테이션들을 통해 송수신된 신호들로부터 멀티 스태틱 레이더 신호를 획득하고, 상기 복수 개의 송수신 스테이션들 중에서 상기 표적의 신호각을 추정하기 위한 스테이션을 결정하며, 상기 결정된 스테이션을 기준으로 상기 획득된 멀티스태틱 레이더 신호를 합성하여 블록 한켈 매트릭스를 생성하고, 상기 생성된 블록 한켈 매트릭스에 신호각 추정 기법을 적용함으로써, 상기 결정된 스테이션에서 바라본 상기 표적의 신호각을 추정하는, 하나 이상의 프로세서를 포함하는, 멀티스태틱 레이더 시스템.
KR1020170105084A 2017-08-18 2017-08-18 멀티스태틱 레이더 시스템 및 멀티스태틱 레이더 시스템에서 표적의 신호각을 추정하는 방법 KR102009971B1 (ko)

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