KR102012465B1

KR102012465B1 - Apparatus and method of simulating target signal for radar

Info

Publication number: KR102012465B1
Application number: KR1020190064596A
Authority: KR
Inventors: 고성윤
Original assignee: 한화시스템(주)
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2019-08-20

Abstract

Provided are an apparatus and method for generating a simulation target signal for a radar. The apparatus for generating a simulation target signal for a radar comprises: a target map strip setting unit for sequentially setting target map strips, according to predetermined criteria, for generating the simulation target signal from a matrix-based target map generated from the target to be simulated; a strip simulation target signal generation unit for sequentially generating a simulation target signal matrix (hereinafter referred to as R_vis matrix) for each target map strip set in the target map strip setting unit, and generating a discrete simulation target matrix (hereinafter referred to as R_vis_discrete matrix) by using the generated R_vis matrix; and a final simulation target signal generation unit for generating a final simulation target signal matrix (hereinafter referred to as R matrix) corresponding to the target map by performing an elementwise sum operation in a transverse direction on the R_vis matrix in the R_vis_discrete matrix when the strip simulation target signal generation unit generates the R_vis_discrete matrix including the R_vis matrix for all target map strips existing in the target map. The present invention can simulate a precise image radar signal.

Description

Apparatus and method of simulating target signal for radar

본 발명은 레이더용 모의표적신호 생성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 점 신호 모의 기능을 확장하여 N × M 픽셀 크기를 갖는 영상에 대해서도 모의수신신호를 생성할 수 있는 레이더용 모의표적신호 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a simulated target signal for a radar, and more particularly, to simulate a target signal for radar that can generate a simulated reception signal even for an image having an N × M pixel size by expanding a point signal simulation function. A signal generating apparatus and method.

레이더는 원격에 위치한 물체의 유무, 거리, 움직임 등을 측정하거나 원격에 위치한 지역의 영상을 획득하는 장치로서, 지상 이동장치, 항공기 또는 인공위성에 탑재하여 운용한다.Radar is a device that measures the presence, distance, and movement of a remotely located object or acquires an image of a remotely located area. The radar is mounted on a ground mobile device, an aircraft, or a satellite.

레이더는 전기적 신호를 공기중으로 송출하거나 수집하는 안테나, 안테나로부터 수집한 신호를 증폭하거나, 고주파수에 실린 레이더 신호를 기저대역의 신호로 변환해 주는 고주파 처리부, 고주파 처리부로부터 입력된 신호를 디지털 신호로 샘플링하고, 샘플링된 신호로부터 원격의 물체정보를 획득하거나, 원격의 지역에 대한 영상정보를 획득하기 위한 기저대역 신호처리부를 포함한다. The radar is an antenna that transmits or collects electrical signals into the air, amplifies the signals collected from the antennas, or a high frequency processor converting a radar signal on a high frequency into a baseband signal, and sampling a signal input from a high frequency processor into a digital signal. And a baseband signal processing unit for acquiring remote object information from the sampled signal or acquiring image information of a remote region.

이러한 다양한 구성요소와 고도의 기술 집합체로서의 레이더의 성능을 측정하기 위한 방법으로는 레이더를 실제 운용 환경에 두고 시험하는 방법이 있지만, 레이더 개발/제작 초기에 실제 운용 환경을 구성하여 시험하는 것은 효율적이지 않다. As a method for measuring the performance of these various components and the radar as a high technology assembly, there is a method of testing the radar in a real operating environment, but it is efficient to construct and test a real operating environment at the early stage of radar development / production. not.

최근에는 레이더의 수신 신호를 모사하여 주는 장치를 구성하고, 이 장비로부터 발생한 모의신호를 레이더에 입력하는 방법이 많이 사용된다. 이를 위한 레이더 모의신호 생성기술은 실제 환경과 유사하게 레이더의 수신 신호를 생성해 주는 것이 핵심 역할을 한다. 특히 영상레이더의 모의 수신신호(이하, '모의신호' 또는 '모의표적신호'라 한다)를 생성하는 일은 영상레이더가 원격에 위치한 타겟 영상을 획득하는 원리를 고려할 때, 매우 어려운 기술 영역에 속한다.Recently, a method of constructing a device that simulates a received signal of a radar, and inputting a simulated signal generated from the equipment to the radar is widely used. Radar simulation signal generation technology for this purpose plays a key role in generating the received signal of the radar similar to the real environment. In particular, generating a simulated reception signal (hereinafter, referred to as a 'simulation signal' or 'simulation target signal') of an image radar is a very difficult technical area in view of the principle of obtaining a target image located remotely.

기존의 영상레이더 모의신호 생성 방식은 타겟 영상에 대한 모의신호 생성이 아닌, 한 개 또는 소수의 점을 타겟 신호로 가정하여 생성하는 방식을 사용한다. 이는 N Х M의 크기를 갖는 영상이 아닌 하나의 이상적인 점 또는 이상적인 점 몇 개에 대한 레이더 반사 신호를 생성하는 것으로 주로 하드웨어 기반의 DRFM (Digital Radio Frequency Memory)이라고 불리는 장치를 응용하여 제작한다.The conventional image radar simulation signal generation method uses a method of generating one or a few points as a target signal rather than generating a simulation signal for the target image. It generates radar reflection signals for one ideal point or a few ideal points, rather than an image having a size of N Х M. It is mainly manufactured by applying a hardware-based device called DRFM (Digital Radio Frequency Memory).

그러나, 기존의 방식은 점 기반에 의해 간단한 모의신호를 생성하므로 빠른 속도로 반사 신호를 생성할 수 있으나, 영상레이더의 특징인 영상 모의가 불가능하다는 단점이 있다.However, since the conventional method generates a simple simulation signal based on a point basis, it is possible to generate a reflected signal at a high speed, but there is a disadvantage in that an image simulation, which is a characteristic of the image radar, is impossible.

국내 등록특허 제10-1320508호(2013.10.15. 등록)Domestic Patent No. 10-1320508 (registered on October 15, 2013)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기존의 점 신호 모의 기능을 확장하여 N Х M 픽셀 크기를 갖는 영상에 대한 모의 신호를 프로세서와 프로세서에서 구동되는 소프트웨어로 생성하는 방식을 제안하고, 영상레이더의 수신 신호의 특징인 영상레이더 빔패턴값, 도플러 효과에 의한 주파수 변화, 시간 지연에 의한 위상 변화, 타겟 영상이 갖는 반사도에 의한 레이더 신호의 크기 변화를 포함하여 정교한 영상레이더 신호를 모의하는 레이더용 모의표적신호 생성 장치 및 방법을 제시하는 데 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to extend the existing point signal simulation function to generate a simulation signal for an image having an N Х M pixel size by the processor and the software running on the processor. The proposed image radar signal includes the image radar beam pattern value characteristic of the received signal of the image radar, the frequency change due to the Doppler effect, the phase change due to the time delay, and the size change of the radar signal due to the reflectivity of the target image. An apparatus and method for generating a simulated target signal for radar that simulates the present invention are provided.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 레이더용 모의표적신호 생성 장치는, 모의하고자 하는 표적으로부터 생성된 매트릭스 기반의 타겟맵으로부터 모의표적신호를 생성하기 위한 타겟맵 스트립들을 기설정된 기준에 따라 순차적으로 설정하는 타겟맵 스트립 설정부; 상기 타겟맵 스트립 설정부에서 설정되는 타겟맵 스트립들 각각에 대한 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 순차적으로 생성하고, 생성된 R_vis 매트릭스를 이용하여 디스크리트 모의표적 매트릭스(이하, 'R_vis_discrete 매트릭스'라 한다)를 생성하는 스트립 모의표적신호 생성부; 및 상기 스트립 모의표적신호 생성부에서 타겟맵에 존재하는 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스들을 포함하는 R_vis_discrete 매트릭스가 생성되면, 상기 R_vis_discrete 매트릭스 내의 R_vis 매트릭스들에 대해 횡방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 상기 타겟맵에 해당하는 최종 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R 매트릭스'라 한다)를 생성하는 최종 모의표적신호 생성부;를 포함하고, 상기 타겟맵 스트립 설정부는, 상기 스트립 모의표적신호 생성부에서 하나의 타겟맵 스트립에 대한 R_vis 매트릭스들의 생성이 완료되면, 상기 기설정된 기준에 따라 다음에 모의표적신호를 생성할 타겟맵 스트립을 설정할 수 있다.As a means for solving the above technical problem, according to an embodiment of the present invention, the apparatus for generating a simulated target signal for radar, a target map for generating a simulated target signal from a matrix-based target map generated from a target to be simulated A target map strip setting unit that sequentially sets strips according to a predetermined criterion; The target map simulated target signal for the target map strips of each set in the strip setting unit matrix (hereinafter referred to as "R_vis matrix" referred to) for using the R_vis matrix generated by one, and generates a discrete simulation target matrix (hereinafter referred to as A strip simulation target signal generator for generating a ' R_vis_discrete matrix'; And R_vis_discrete When the matrix is generated, the R_vis_discrete component sum (Elementwise Sum) transversely with respect to the R_vis matrix in the matrix comprising R_vis matrix for all of the target map strips present in the target map, in the strip simulated target signal generator And a final simulation target signal generation unit configured to generate a final simulation target signal matrix corresponding to the target map (hereinafter, referred to as an ' R matrix'), wherein the target map strip setting unit generates the strip simulation target signal. After the generation of the R_vis matrices for one target map strip is completed, the target map strip to generate the next simulation target signal may be set according to the preset criteria.

상기 타겟맵 스트립 설정부는, 상기 매트릭스 기반의 타겟맵에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 레인지(Range) 방향으로 각 열마다 인덱스(이하, 'idx_range'라 한다)들을 설정하는 레인지 인덱스 설정부; 및 상기 타겟맵에서 하나의 열에 해당하는 데이터를 타겟맵 스트립으로 설정하는 스트립 설정부;를 포함하고, 상기 레인지 방향은, 레이더의 이동 방향인 방위각(Azimuth) 방향에 수직이면서 레이더의 빔 송출 방향과 동일선에 있는 방향이다. The target map strip setting unit may include a range index setting unit configured to set indexes (hereinafter, referred to as 'idx_range') for each column in a range direction to designate a pixel position located in the matrix-based target map; And a strip setting unit configured to set data corresponding to one column in the target map as a target map strip, wherein the range direction is perpendicular to an azimuth direction, which is a moving direction of the radar, and a beam sending direction of the radar. It is in the same line.

상기 스트립 모의표적신호 생성부는, 레이더의 송출 신호가 타겟맵에서 반사되면서 발생하는 진폭 변화, 시간 지연 및 도플러 효과에 의한 주파수 변화를 나타내기 위한 임펄스 매트릭스(이하, 'Imp 매트릭스'라 한다)를 산출하는 임펄스 매트릭스 산출부; 상기 타겟맵 스트립 설정부에서 설정된 타겟맵 스트립으로부터 모의표적신호를 생성하는 서브단위(Visible)에 해당하는 영역(이하, 'Visible 영역'이라 한다)을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하는 Vis 매트릭스 생성부; 상기 생성된 Vis 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 상기 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 레이더 수신 신호로 이루어진 매트릭스(이하, 'R_vis_pixel 매트릭스'라 한다)를 생성하는 R_vis_pixel 매트릭스 생성부; 상기 생성된 R_vis_pixel 매트릭스를 종방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 레이더의 수신단에서의 시간 영역 모의표적신호를 표현하는 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 생성하는 R_vis 매트릭스 생성부; 및 상기 생성된 R_vis 매트릭스를 R_vis_discrete 매트릭스에 저장하여 상기 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신하는 R_vis_discrete 매트릭스 갱신부;를 포함한다.The strip simulation target signal generation unit calculates an impulse matrix (hereinafter referred to as an ' imp matrix') for representing a change in amplitude, a time delay, and a frequency change due to the Doppler effect, which is generated when a radar transmission signal is reflected from a target map. An impulse matrix calculator; The target map (hereinafter referred to as, "Visible region"), an area corresponding to the sub-unit (Visible) for generating a simulated target signal from the target map strips set in the strip setting unit the extracted Vis matrix generator for generating Vis matrix; An R_vis_pixel matrix generator for generating a matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis_pixel matrix') of radar received signals simulated for each pixel of the Visible region by performing elementwise multiplication on the generated Vis matrix and the Imp matrix. ; An R_vis matrix generator for generating a matrix (hereinafter, referred to as an " R_vis matrix") representing a time domain simulation target signal at a receiving end of the radar by performing an elementwise sum operation on the generated R_vis_pixel matrix in a longitudinal direction; And an R_vis_discrete matrix updater which stores the generated R_vis matrix in an R_vis_discrete matrix to update the R_vis_discrete matrix.

상기 임펄스 매트릭스 산출부는, 다음 식을 이용하여 임펄스 매트릭스를 산출한다.The impulse matrix calculation unit calculates an impulse matrix using the following equation.

Imp = A_cartesian[ : ][idx_range] .x S_delay .x Dop Imp = A_cartesian [:] [idx_range] .x S_delay .x Dop

여기서, Imp는 임펄스 매트릭스, A_cartesian[ : ][idx_range]는 레이더의 안테나 빔 패턴값을 방위각과 레인지의 함수로 변환한 매트릭스, S_delay는 레이더의 안테나와 타겟맵의 visible 영역 내 픽셀까지의 거리에 의해 발생하는 레이더 수신신호의 시간지연에 의한 영향을 반영한 레이더 송출 파형, Dop는 시간지연에 의한 영향과 레이더의 이동속도와 Angle_offset에 의해 결정되는 도플러 주파수에 의한 레이더 수신신호의 변화, Angle_offset은 레이더의 안테나와 타겟맵 내 픽셀 간에 이루는 각도이다.Where Imp is an impulse matrix, A_cartesian [:] [idx_range] is a matrix obtained by converting the radar antenna beam pattern value as a function of azimuth and range, and S_delay is the distance between the radar antenna and the pixel in the visible region of the target map. Radar transmission waveform reflecting the effects of the time-delay of the generated radar received signal, Dop is the change of the radar received signal by the Doppler frequency determined by the influence of the time-delay and the moving speed of the radar and Angle_offset, and Angle_offset is the antenna of the radar And the angle between the pixels in the target map.

상기 Vis 매트릭스 생성부는, 상기 매트릭스 기반의 타겟맵에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 방위각(Azimuth) 방향으로 각 행마다 인덱스(이하, 'idx_azi'라 한다)들을 설정하는 방위각 인덱스 설정부; 및 상기 타겟맵 스트립으로부터 사전에 설정된 다수의 행과 하나의 열에 해당하는 픽셀들로 이루어진 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하는 Vis 추출부;를 포함한다.The Vis matrix generating unit may include an azimuth index setting unit that sets indexes (hereinafter, referred to as 'idx_azi') for each row in an azimuth direction to designate a position of a pixel located in the matrix-based target map; It includes; Vis and extraction unit for generating Vis matrix extracts the Visible region consisting of the pixels corresponding to the target map stripped from a preset number of rows and one column.

상기 Vis 추출부는, 상기 Vis 매트릭스 생성부에서 하나의 Visible 영역에 대한 Vis 매트릭스가 생성되면, 상기 타겟맵 스트립에서 다음에 Vis 매트릭스를 생성할 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하여, 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대한 Vis 매트릭스를 순차적으로 생성한다. The Vis extractor, when the Vis matrix for one Visible region is generated in the Vis matrix generator, extracts the Visible region to generate the next Vis matrix from the target map strip to generate a Vis matrix, to the target map strip Generate a Vis matrix for all existing Visible regions sequentially.

상기 R_vis_pixel 매트릭스 생성부는, 상기 Vis 매트릭스 생성부에서 Visible 영역이 추출되면, 상기 Vis 매트릭스를 레인지 방향으로 확장하여 임펄스 매트릭스와 동일한 크기의 매트릭스(이하, 'Vis_expansion 매트릭스'라 한다)를 생성하는 매트릭스 확장부; 및 상기 Vis_expansion 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 R_vis_pixel 매트릭스의 원소로서 저장하여 R_vis_pixel 매트릭스를 생성하는 R_vis_pixel 생성부;를 포함하고, 상기 R_vis_pixel 매트릭스의 R_vis_pixel들은 상기 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 이산 형태의 레이더 수신 신호를 나타낸다.The R_vis_pixel matrix generator, when the Visible region is extracted from the Vis matrix generator, extends the Vis matrix in the range direction to generate a matrix having the same size as an impulse matrix (hereinafter referred to as a ' vis_expansion matrix'). ; And the Vis_expansion matrix and Imp product being the matrix (Elementwise Multiplication) calculated by storing an element of R_vis_pixel matrix R_vis_pixel generator generating a R_vis_pixel matrix; including and, R_vis_pixel the R_vis_pixel matrices for each pixel in the Visible region Represents a simulated discrete radar received signal.

상기 R_vis 매트릭스 생성부는, 상기 타겟맵 스트립 내에서 단일 Visible 영역에 대해 생성된 시간 영역 모의표적신호를 나타내는 R_vis 매트릭스를 생성하고, 상기 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들 각각에 대한 R_vis 매트릭스를 생성한다.The R_vis matrix generator generates an R_vis matrix representing a time domain simulation target signal generated for a single visible region in the target map strip, and generates an R_vis matrix for each of the Visible regions existing in the target map strip. do.

상기 R_vis_discrete 매트릭스 갱신부는, 상기 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대해 생성된 R_vis 매트릭스들을 R_vis_discrete 매트릭스에 저장하여 상기 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신한다.The R_vis_discrete matrix updating unit, to store the R_vis matrix generated for all Visible region present in the target map to the strip R_vis_discrete matrix updates the R_vis_discrete matrix.

상기 최종 모의표적신호 생성부는, (N_target_azi - N_azi_beam + 1) Х 1 개의 하위 매트릭스를 포함하는 R 매트릭스를 생성하고, 상기 하위 매트릭스는 (1Х N_sample)의 크기를 갖는 레이더의 각 송출 신호에 대해 생성된 시간영역의 최종 모의표적신호이고, N_target_azi는 상기 타겟맵의 행 개수이고, N_azi_beam은 영상 레이더의 유효 빔폭 내에 속하는 타겟맵의 방위각 방향 픽셀의 개수이다.The final simulated target signal generator generates an R matrix including (N_target_azi-N_azi_beam + 1) Х 1 sub-matrix, and the sub-matrix is generated for each transmitted signal of the radar having a size of (1Х N_sample) The final simulated target signal in the time domain, N_target_azi is the number of rows of the target map, and N_azi_beam is the number of azimuthal direction pixels of the target map within the effective beam width of the image radar.

모의하고자 하는 표적의 데이터(이하, '모의표적데이터'라 한다)와, 상기 모의표적데이터의 상단에 위치하는 상단 더미데이터와 하단에 위치하는 하단 더미데이터를 포함하는 타겟맵을 생성하는 타겟맵 생성부;를 더 포함한다.Create a target map that generates a target map including data of a target to be simulated (hereinafter referred to as 'mock target data'), and top dummy data positioned at the top of the simulated target data and bottom dummy data positioned at the bottom thereof. It further includes;

상기 타겟맵 생성부는, 모의표적 원데이터로부터 오버샘플링을 통해 방위각 방향과 레인지 방향으로 각각 (N_azi Х oversampling_factor)개와 (N_range Х oversampling_factor)개를 갖는 모의표적데이터를 생성하고, 픽셀값 0을 갖는 상단 더미데이터와 하단 더미데이터를 생성하여 상기 모의표적데이터의 상단과 하단에 연결하여 타겟맵을 생성하고, 상기 상단 더미데이터와 하단 더미데이터의 픽셀 개수는 각각 (N_azi_beam Х N_range Х oversampling_factor)개이고, 상기 모의표적 원데이터는 방위각 방향과 레인지 방향에 대해 각각 N_azi개와 N_range개의 픽셀수를 가지며, oversampling_factor는 오버샘플링 계수이다.The target map generator generates mock target data having (N_azi Х oversampling_factor) and (N_range Х oversampling_factor) in the azimuth direction and the range direction, respectively, by oversampling from the simulated target raw data, and generates an upper dummy having a pixel value of 0. Generate a target map by generating the data and the bottom dummy data and connecting them to the top and bottom of the mock target data, and the number of pixels of the top dummy data and the bottom dummy data is (N_azi_beam Х N_range Х oversampling_factor), respectively. The raw data has N_azi and N_range pixels in the azimuth and range directions, respectively, and the oversampling_factor is an oversampling coefficient.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전자장치의 레이더용 모의표적신호 생성 방법은, (A) 모의하고자 하는 표적으로부터 생성된 매트릭스 기반의 타겟맵으로부터 모의표적신호를 생성하기 위한 타겟맵 스트립들을 기설정된 기준에 따라 순차적으로 설정하는 단계; (B) 상기 (A) 단계에서 설정되는 타겟맵 스트립들 각각에 대한 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 순차적으로 생성하고, 생성된 R_vis 매트릭스를 이용하여 디스크리트 모의표적 매트릭스(이하, 'R_vis_discrete 매트릭스'라 한다)를 생성하는 단계; 및 (C) 상기 (B) 단계에서 타겟맵에 존재하는 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스들을 포함하는 R_vis_discrete 매트릭스가 생성되면, 상기 R_vis_discrete 매트릭스 내의 R_vis 매트릭스들에 대해 횡방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 상기 타겟맵에 해당하는 최종 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R 매트릭스'라 한다)를 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 (A) 단계는, 상기 (B) 단계에서 하나의 타겟맵 스트립에 대한 스트립 모의표적신호 생성이 완료되면, 상기 기설정된 기준에 따라 다음에 모의표적신호를 생성할 타겟맵 스트립을 설정한다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a method for generating a simulated target signal for radar of an electronic device includes (A) target map strips for generating a simulated target signal from a matrix-based target map generated from a target to be simulated. Sequentially setting according to a predetermined criterion; (B) Simultaneously generating a simulated target signal matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis matrix') for each of the target map strips set in step (A), and using the generated R_vis matrix, the discrete simulated target matrix ( Hereinafter referred to as an ' R_vis_discrete matrix'; And (C) generating an R_vis_discrete matrix including R_vis matrices for all target map strips present in the target map in step (B), and then transversely sums the elements of the R_vis matrices in the R_vis_discrete matrix. Generating a final simulated target signal matrix (hereinafter referred to as an ' R matrix') corresponding to the target map, wherein step (A) comprises: one target map in step (B) When generation of the strip simulation target signal for the strip is completed, a target map strip for generating a simulation target signal next is set according to the preset criteria.

상기 (A) 단계는, (A1) 상기 매트릭스 기반의 타겟맵에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 레인지(Range) 방향으로 각 열마다 인덱스(이하, 'idx_range'라 한다)들을 설정하는 단계; 및 (A2) 상기 타겟맵에서 하나의 열에 해당하는 데이터를 타겟맵 스트립으로 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 레인지 방향은, 레이더의 이동 방향인 방위각(Azimuth) 방향에 수직이면서 레이더의 빔 송출 방향과 동일선에 있는 방향이다.The step (A) may include: (A1) setting indexes (hereinafter, referred to as 'idx_range') for each column in a range direction to designate a position of a pixel located in the matrix-based target map; And (A2) setting data corresponding to one column in the target map as a target map strip, wherein the range direction is perpendicular to an azimuth direction, which is a moving direction of the radar, and a beam transmitting direction of the radar. Is in the same line as.

상기 (B) 단계는, (B1) 레이더의 송출 신호가 타겟맵에서 반사되면서 발생하는 진폭 변화, 시간 지연 및 도플러 효과에 의한 주파수 변화를 나타내기 위한 임펄스 매트릭스(이하, 'Imp 매트릭스'라 한다)를 산출하는 임펄스 매트릭스 산출부; (B2) 상기 스트립 설정부에서 설정된 타겟맵 스트립으로부터 모의표적신호를 생성하는 서브단위(Visible)에 해당하는 영역(이하, 'Visible 영역'이라 한다)을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하는 Vis 매트릭스 생성부; (B3) 상기 생성된 Vis 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 상기 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 레이더 수신 신호로 이루어진 매트릭스(이하, 'R_vis_pixel 매트릭스'라 한다)를 생성하는 R_vis_pixel 매트릭스 생성부; (B4) 상기 생성된 R_vis_pixel 매트릭스를 종방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 레이더의 수신단에서의 시간 영역 모의표적신호를 표현하는 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 생성하는 R_vis 매트릭스 생성부; 및 (B5) 상기 생성된 R_vis 매트릭스를 R_vis_discrete 매트릭스에 저장하여 상기 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신하는 R_vis_discrete 매트릭스 갱신부;를 포함한다.In the step (B), an impulse matrix (hereinafter, referred to as an ' imp matrix') for representing a change in amplitude, a time delay, and a frequency change caused by the Doppler effect, which is generated when the transmission signal of the radar (B1) is reflected from the target map. An impulse matrix calculation unit calculating a; (B2) Vis matrix generator for generating Vis matrix to extract an area (hereinafter, referred to as "Visible region") corresponding to the sub-unit (Visible) for generating a simulated target signal from the target map strip set by the strip setting unit ; (B3) R_vis_pixel generating a matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis_pixel matrix') consisting of radar reception signals simulated for each pixel of the Visible region by performing elementwise multiplication of the generated Vis matrix and the Imp matrix. A matrix generator; (B4) Generate an R_vis matrix for generating a matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis matrix') representing a time domain simulated target signal at the receiving end of the radar by performing an elementwise sum operation on the generated R_vis_pixel matrix in a longitudinal direction. part; And (B5) an R_vis_discrete matrix updater which stores the generated R_vis matrix in an R_vis_discrete matrix to update the R_vis_discrete matrix.

상기 (B1) 단계는, 다음 식을 이용하여 임펄스 매트릭스를 산출한다.In the step (B1), the impulse matrix is calculated using the following equation.

여기서, Imp는 임펄스 매트릭스, A_cartesian[ : ][idx_range]는 레이더의 안테나 빔 패턴값을 방위각과 레인지의 함수로 변환한 매트릭스, S_delay는 레이더의 안테나와 타겟맵의 visible 영역 내 픽셀까지의 거리에 의해 발생하는 레이더 수신신호의 시간지연에 의한 영향을 반영한 레이더 송출 파형, Dop는 시간지연에 의한 영향과 레이더의 이동속도와 Angle_offset에 의해 결정되는 도플러 주파수에 의한 레이더 수신신호의 변화, Angle_offset은 레이더의 안테나와 타겟맵 내 픽셀 간에 이루는 각도이다.Where Imp is an impulse matrix, A_cartesian [:] [idx_range] is a matrix obtained by converting the radar antenna beam pattern value as a function of azimuth and range, and S_delay is the distance between the radar antenna and the pixel in the visible region of the target map. Radar transmission waveform reflecting the effects of the time-delay of the generated radar received signal, Dop is the change of the radar received signal by the Doppler frequency determined by the influence of the time-delay and the moving speed of the radar and Angle_offset, and Angle_offset is the antenna And the angle between the pixels in the target map.

상기 (B2) 단계는, (B21) 상기 매트릭스 기반의 타겟맵에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 방위각(Azimuth) 방향으로 각 행마다 인덱스(이하, 'idx_azi'라 한다)들을 설정하는 단계; 및 (B22) 상기 타겟맵 스트립으로부터 사전에 설정된 다수의 행과 하나의 열에 해당하는 픽셀들로 이루어진 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하는 단계;를 포함한다.The step (B2) may include: (B21) setting indexes (hereinafter, referred to as 'idx_azi') for each row in an azimuth direction to designate a position of a pixel located in the matrix-based target map; And (B22) generating a Vis matrix by extracting a Visible area including pixels corresponding to a plurality of rows and columns set in advance from the target map strip.

상기 (B22) 단계는, 상기 (B4) 단계에서 하나의 Visible 영역에 대한 R_vis 매트릭스가 생성되면, 상기 타겟맵 스트립에서 다음에 Vis 매트릭스를 생성할 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하여, 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대한 Vis 매트릭스를 생성하며, 상기 (B4) 단계는, 상기 타겟맵 스트립 내에서 단일 Visible 영역에 대해 생성된 시간 영역 모의표적신호를 나타내는 R_vis 매트릭스를 생성하고, 상기 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들 각각에 대한 R_vis 매트릭스를 생성한다.The (B22) stage, when the R_vis matrix for one Visible region generated by the (B4) step, to generate Vis matrix to extract the Visible region to generate Vis matrix in the target map strip, the target map Generate a Vis matrix for all Visible regions present in the strip, wherein step (B4) generates an R_vis matrix representing the time domain simulated target signal generated for a single Visible region in the target map strip, Create an R_vis matrix for each of the visible regions in the target map strip.

상기 (B3) 단계는, (B31) 상기 (B2) 단계에서 Visible 영역이 추출되면, 상기 Vis 매트릭스를 레인지 방향으로 확장하여 임펄스 매트릭스와 동일한 크기의 매트릭스(이하, 'Vis_expansion 매트릭스'라 한다)를 생성하는 단계; 및 (B32) 상기 Vis_expansion 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 R_vis_pixel 매트릭스의 원소로서 저장하여 R_vis_pixel 매트릭스를 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 R_vis_pixel 매트릭스의 R_vis_pixel들은 상기 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 이산 형태의 레이더 수신 신호를 나타낸다.In the step (B3), when the Visible region is extracted in the step (B2), the Vis matrix is extended in the range direction to generate a matrix having the same size as the impulse matrix (hereinafter, referred to as a ' Vis_expansion matrix'). Doing; And (B32) the Vis_expansion matrix and Imp operation multiplied ingredient matrix (Elementwise Multiplication) by storing an element of R_vis_pixel matrix generating R_vis_pixel matrix; including and, R_vis_pixel the R_vis_pixel the matrix on each pixel of the Visible region Represents a discrete form of radar received signal.

상기 (B5) 단계는, 상기 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대해 생성된 R_vis 매트릭스들을 R_vis_discrete 매트릭스에 저장하여 상기 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신한다.The (B5) step, to store the R_vis matrix generated for all Visible region present in the target map to the strip R_vis_discrete matrix updates the R_vis_discrete matrix.

상기 (C) 단계는, (N_target_azi - N_azi_beam + 1) Х 1 개의 하위 매트릭스를 포함하는 R 매트릭스를 생성하고, 상기 하위 매트릭스는 (1Х N_sample)의 크기를 갖는 레이더의 각 송출 신호에 대해 생성된 시간영역의 최종 모의표적신호이고, N_target_azi는 상기 타겟맵의 행 개수이고, N_azi_beam은 영상 레이더의 유효 빔폭 내에 속하는 타겟맵의 방위각 방향 픽셀의 개수이다.Step (C) generates an R matrix including (N_target_azi-N_azi_beam + 1) Х 1 sub-matrix, wherein the sub-matrix is generated for each transmission signal of the radar having a size of (1Х N_sample) The final simulated target signal of the region, N_target_azi is the number of rows of the target map, and N_azi_beam is the number of azimuthal direction pixels of the target map within the effective beam width of the image radar.

(D) 모의하고자 하는 표적의 데이터(이하, '모의표적데이터'라 한다)와, 상기 모의표적데이터의 상단에 위치하는 상단 더미데이터와 하단에 위치하는 하단 더미데이터를 포함하는 타겟맵을 생성하는 단계;를 더 포함한다.(D) generating a target map including data of a target to be simulated (hereinafter referred to as 'mock target data'), upper dummy data positioned at an upper end of the simulated target data, and lower dummy data positioned at a lower end thereof; It further comprises ;.

상기 (D) 단계는, (D1) 모의표적 원데이터로부터 오버샘플링을 통해 방위각 방향과 레인지 방향으로 각각 (N_azi Х oversampling_factor)개와 (N_range Х oversampling_factor)개를 갖는 모의표적데이터를 생성하는 단계; 및 (D2) 픽셀값 0을 갖는 상단 더미데이터와 하단 더미데이터를 생성하는 단계; 및 (D3) 상기 생성된 모의표적데이터의 상단과 하단에 각각 상단 더미데이터와 하단 더미데이터를 연결하여 타겟맵을 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 상단 더미데이터와 하단 더미데이터의 픽셀 개수는 각각 (N_azi_beam Х N_range Х oversampling_factor)개이고, 상기 모의표적 원데이터는 방위각 방향과 레인지 방향에 대해 각각 N_azi개와 N_range개의 픽셀수를 가지며, oversampling_factor는 오버샘플링 계수이다.Step (D) comprises: (D1) generating simulated target data having (N_azi Х oversampling_factor) and (N_range Х oversampling_factor) in the azimuth direction and the range direction through oversampling from the simulated target raw data; (D2) generating upper dummy data and lower dummy data having a pixel value of 0; And (D3) generating a target map by connecting upper dummy data and lower dummy data to upper and lower ends of the generated simulation target data, respectively, wherein the number of pixels of the upper dummy data and the lower dummy data is respectively. (N_azi_beam Х N_range Х oversampling_factor), and the simulated target data has N_azi and N_range pixels in the azimuth direction and the range direction, respectively, and the oversampling_factor is an oversampling coefficient.

또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 레이더용 모의표적신호 생성 장치는, 모의하고자 하는 표적으로부터 생성된 매트릭스 기반의 타겟맵으로부터 모의표적신호를 생성하기 위한 타겟맵 스트립들을 기설정된 기준에 따라 순차적으로 설정하는 타겟맵 스트립 설정부; 상기 타겟맵 스트립 설정부에서 설정되는 타겟맵 스트립들 각각에 대한 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 순차적으로 생성하고, 생성된 R_vis 매트릭스를 이용하여 디스크리트 모의표적 매트릭스(이하, 'R_vis_discrete 매트릭스'라 한다)를 생성하는 스트립 모의표적신호 생성부; 및 상기 스트립 모의표적신호 생성부에서 타겟맵에 존재하는 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스들을 포함하는 R_vis_discrete 매트릭스가 생성되면, 상기 R_vis_discrete 매트릭스 내의 R_vis 매트릭스들에 대해 횡방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 상기 타겟맵에 해당하는 최종 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R 매트릭스'라 한다)를 생성하는 최종 모의표적신호 생성부;를 포함하고, 상기 타겟맵 스트립 설정부는, 상기 스트립 모의표적신호 생성부에서 하나의 타겟맵 스트립에 대한 R_vis 매트릭스들의 생성이 완료되면, 상기 기설정된 기준에 따라 다음에 모의표적신호를 생성할 타겟맵 스트립을 설정할 수 있다.In addition, as a means for solving the above-described technical problem, according to an embodiment of the present invention, the apparatus for generating a simulated target signal for radar, for generating a simulated target signal from a matrix-based target map generated from a target to simulate A target map strip setting unit that sequentially sets the target map strips according to a predetermined criterion; The target map simulated target signal for the target map strips of each set in the strip setting unit matrix (hereinafter referred to as "R_vis matrix" referred to) for using the R_vis matrix generated by one, and generates a discrete simulation target matrix (hereinafter referred to as A strip simulation target signal generator for generating a ' R_vis_discrete matrix'; And R_vis_discrete When the matrix is generated, the R_vis_discrete component sum (Elementwise Sum) transversely with respect to the R_vis matrix in the matrix comprising R_vis matrix for all of the target map strips present in the target map, in the strip simulated target signal generator And a final simulation target signal generation unit configured to generate a final simulation target signal matrix corresponding to the target map (hereinafter, referred to as an ' R matrix'), wherein the target map strip setting unit generates the strip simulation target signal. After the generation of the R_vis matrices for one target map strip is completed, the target map strip to generate the next simulation target signal may be set according to the preset criteria.

본 발명에 따르면, 모의표적신호는 레이더를 실제 운용환경에서 시험하는 것이 아닌 실험실 환경에서 레이더의 기능, 성능을 검증하기 위하여 레이더의 송출신호가 표적에 맞고 반사되어 되돌아오는 신호를 모의한 것이다. 기존의 경우, 레이더의 실 운용환경에서의 시험의 재현성이 떨어지고, 시험자가 설계한 운용환경을 구성하기 매우 어려우며, 특정 표적에 대한 실제 시험이 매우 어렵다. 이러한 이유로 레이더의 주요 신호처리 알고리즘, 기능의 검증을 위해 레이더 시뮬레이터가 많이 사용되고 있으며, 본 발명의 실시 예는 시뮬레이터에 필수적으로 요구되어 효과적으로 모의영상에 적합한 모의표적신호를 생성할 수 있다. According to the present invention, the simulated target signal is not a test of the radar in an actual operating environment but simulates a signal in which the radar transmission signal is reflected and returned to the target in order to verify the function and performance of the radar in a laboratory environment. In the existing case, the reproducibility of the test in the actual operating environment of the radar is poor, it is very difficult to construct the operating environment designed by the tester, and the actual test on the specific target is very difficult. For this reason, radar simulators are frequently used to verify the main signal processing algorithms and functions of radars, and embodiments of the present invention are required for simulators to effectively generate simulated target signals suitable for simulation images.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 점 신호 모의 기능을 확장하여 N Х M 픽셀 크기를 갖는 영상에 대한 모의 신호를 프로세서와 프로세서에서 구동되는 소프트웨어로 생성하는 방식을 적용함으로써, 영상레이더의 수신 신호의 특징인 영상레이더 빔패턴값, 도플러 효과에 의한 주파수 변화, 시간 지연에 의한 위상 변화, 타겟 영상이 갖는 반사도에 의한 레이더 신호의 크기 변화를 포함하여 정교한 영상레이더 신호를 모의할 수 있다. In addition, according to the present invention, by applying a method for generating a simulation signal for an image having an N Х M pixel size by the processor and the software running on the processor by extending the existing point signal simulation function, The detailed image radar signal can be simulated including the characteristic image radar beam pattern value, the frequency change due to the Doppler effect, the phase change due to time delay, and the size change of the radar signal due to the reflectivity of the target image.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 모의타겟신호를 생성하기 어려운 영상레이더에 대한 모의표적신호를 생성함으로써 영상레이더의 성능 역시 효과적으로 검증할 수 있다. In addition, according to the present invention, the performance of the image radar can also be effectively verified by generating the simulation target signal for the image radar which is difficult to generate the existing simulation target signal.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 동작 환경을 모델링하고, 모델링 결과로부터 생성되는 타겟맵을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더용 모의표적신호 생성 장치를 도시한 도면,
도 3은 매트릭스 변환부가 A(theta)로부터 A_cartesian 매트릭스를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 4는 타겟맵 생성부가 타겟맵을 생성하는 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 타겟맵 스트립 결정 시 임펄스 매트릭스를 산출하는 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 6은 순차적으로 선택 또는 추출되는 타겟맵 스트립들과 첫번째 타겟맵 스트립에 존재하는 Visible 영역들을 보여주는 예시도,
도 7은 Vis 매트릭스 생성부를 도시한 블록도,
도 8은 R_vis_pixel 매트릭스 생성부를 도시한 블록도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 모의표적신호 생성 방법을 도시한 흐름도, 그리고,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 모의표적신호 생성 방법을 실행하는 전자장치를 도시한 블록도이다.1 is a view for modeling an operating environment of an image radar according to an embodiment of the present invention, and for explaining a target map generated from a modeling result;
2 is a diagram illustrating a simulation target signal generation apparatus for radar according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram for explaining an operation of obtaining a A_cartesian matrix from A (theta) by a matrix converter;
4 is a diagram for describing an example in which a target map generator generates a target map;
5 is an exemplary diagram for describing an operation of calculating an impulse matrix when determining a target map strip;
6 is an exemplary view showing target map strips sequentially selected or extracted and visible regions present in a first target map strip;
7 is a block diagram showing a Vis matrix generator;
8 is a block diagram illustrating an R_vis_pixel matrix generator;
9 is a flowchart illustrating a method of generating a simulated target signal of an image radar according to an embodiment of the present invention;
10 is a block diagram illustrating an electronic device that executes a method for generating a simulated target signal of an image radar according to an exemplary embodiment of the present disclosure.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Objects, other objects, features and advantages of the present invention will be readily understood through the following preferred embodiments associated with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the present specification, when it is mentioned that the first element (or component) is operated or executed on the second element (or component), the first element (or component) refers to the second element (or component). It is to be understood that the) acts or is executed in the environment in which it is operated or executed, or acted or executed through interaction directly or indirectly with the second element (or component).

어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Where an element, component, device, or system is referred to as including a component made up of a program or software, even if no explicit mention is made, the element, component, device, or system may be executed or operated by the program or software. It should be understood to include the hardware necessary to run (eg, memory, CPU, etc.) or other programs or software (eg, an operating system or drivers needed to run the hardware, etc.).

또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, it is to be understood that an element (or component) may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware, unless otherwise specified in the implementation of any element (or component).

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the words 'comprises' and / or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the following specific embodiments, various specific details are set forth in order to explain and understand the invention in more detail. However, those skilled in the art can understand that the present invention can be used without these various specific details.

어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. In some cases, it is mentioned in advance that parts of the invention which are commonly known in the description of the invention and which are not highly related to the invention are not described in order to prevent confusion in explaining the invention without cause.

도 2, 도 7 및 도 8에 도시된 영상레이더의 모의표적신호 생성 장치(200)의 각각의 구성은 기능 및/또는 논리적으로 분리될 수도 있음을 나타내며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. Each configuration of the apparatus 200 for generating the simulated target signal of the image radar shown in FIGS. 2, 7, and 8 may be functionally and / or logically separated, and each configuration may be a separate physical device. It will be easy for the average expert in the art to infer that it does not mean separate or written in a separate code.

상기 영상레이더의 모의표적신호 생성 장치(200)는 소정의 데이터 프로세싱 장치에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수도 있다.The simulation target signal generating apparatus 200 of the image radar may be installed in a predetermined data processing apparatus to implement the technical idea of the present invention.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 영상레이더의 모의표적신호 생성 장치(200)는 마이크로 프로세서, 메모리, FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등 프로그램의 설치 및 실행이 가능한 전자 장치를 사용하여 구현될 수 있다.In addition, the simulation target signal generation apparatus 200 of the image radar according to an embodiment of the present invention is capable of installing and executing a program such as a microprocessor, a memory, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), and the like. It may be implemented using an electronic device.

본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더 모의표적신호 생성 장치(200)는 합성개구 레이더(Synthetic Aperture Radar) 또는 역합성개구 레이더(inverse SAR) 등의 성능을 측정하기 위해 표적에 대한 원데이터로부터 타겟맵을 생성하고, 타겟맵을 이용하여 원데이터에 대한 모의표적신호를 생성할 수 있다. The apparatus 200 for generating an image radar simulation target signal according to an exemplary embodiment of the present invention uses a target map from raw data for a target to measure performance of a synthetic aperture radar or an inverse SAR. And simulated target signal for the original data using the target map.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 동작 환경을 모델링하고, 모델링 결과로부터 생성되는 타겟맵을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a diagram for modeling an operating environment of an image radar and a target map generated from a modeling result, according to an exemplary embodiment.

영상레이더의 동작을 살펴보면, 영상레이더는 레이더 자체가 이동하면서 획득하고자 하는 표적에 대해 빔을 반복적으로 송출하고, 송출된 빔이 표적에 맞고 되돌아온 신호를 수신하여 처리함으로써 표적에 대한 영상을 획득한다. 레이더 빔의 송출범위는 안테나의 빔 패턴에 의해 영향을 받으며, 이 안테나 빔 패턴에 의해 레이더 빔이 1회 송출될 경우 표적의 제한된 범위 위에만 빔이 조사된다. 이 조사범위를 본 발명의 실시 예에서는 레이더 빔 조사 유효 영역(또는 유효 빔폭)이라고 한다. Referring to the operation of the image radar, the image radar repeatedly transmits a beam to a target to be acquired while the radar itself moves, and receives and processes a signal that has been returned and the returned beam hits the target to obtain an image of the target. The emission range of the radar beam is influenced by the beam pattern of the antenna, and when the radar beam is emitted once by the antenna beam pattern, the beam is irradiated only over a limited range of the target. This irradiation range is called a radar beam irradiation effective area (or effective beam width) in an embodiment of the present invention.

본 발명에서 모의표적신호의 생성은 상술한 동작에 대한 모델링을 통하여 레이더를 실 환경에서 운용할 때의 표적신호를 최대한 유사하게 모사하고, 많은 계산량을 필요로 하는 모의표적신호 생성 연산을 효과적으로 수행함으로써 이루어질 수 있다. In the present invention, the simulation target signal is generated by simulating the target signal when the radar is operated in the real environment as closely as possible through the modeling of the above-described operation, and effectively performing the simulation target signal generation operation that requires a large amount of computation. Can be done.

우선, 레이더와 모의표적은 도 1에 도시된 것과 같이 2차원으로 구성된 평면상에 위치하도록 하여, 3차원 모의에 비해 그 구성의 복잡도를 줄일 수 있다.First, the radar and the simulation target are located on a plane composed of two dimensions, as shown in FIG. 1, so that the complexity of the configuration can be reduced compared to the three-dimensional simulation.

본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어를 간단히 정의하면 다음 [표 1]과 같다.The terms used in the embodiments of the present invention are simply defined as shown in Table 1 below.

용어Terms 설명Explanation Azimuth(방위각) 방향Azimuth direction 레이더의 이동 방향Radar direction of movement Range(레인지) 방향Range direction Azimuth 방향과 수직이면서 레이더의 빔 송출 방향과 동일선에 있는 방향Direction perpendicular to the Azimuth direction and in the same line as the radar beam delivery direction vv 레이더의 이동 속도Radar movement speed

, theta

, theta The angle away from the repair between the antenna and the target A(theta)A (theta) Antenna Beam Pattern Information by Angle A_cartesian(idx_azi, idx_range)A_cartesian (idx_azi, idx_range) New value in matrix form that readjusts the antenna's beam pattern to match the pixels in any target map idx_azi and idx_range Index specifying the position of the pixel in M_target d (idz_azi, idx_range) Distance between antenna and each pixel in M_target Angle_offset Angle between radar antenna and any pixel in M_target Target Map Strip (M_target_strip) Data corresponding to one column within M_target visible area One or more pixels that the radar beam touches on the targetmap strip

본 발명의 실시 예에서 1차원 벡터를 포함한 매트릭스(matrix) 형태의 데이터는 굵은 글씨체를 사용하고, 매트릭스 내의 인덱스는 0부터 시작하는 것으로 정한다. 타겟맵(M_target)은 시뮬레이션하고자 하는 모의표적데이터와, 모의표적데이터의 상하단에 위치하면서 0값으로 채워진 상단 더미(Dummy)데이터와 하단 더미데이터로 구성되는 2차원 매트릭스이고, 0-255값 범위 내에서 표적의 반사도인 reflectivity를 갖는다.레이더의 안테나 빔 패턴은 A(theta)와 A_cartesian(idx_azi, idx_range)을 사용한다. 일반적인 안테나 빔 패턴값은 theta에 대한 변수를 사용하여 빔의 세기를 표현한다. theta의 최대값은 모의표적신호 생성시 고려할 안테나의 빔폭이 되도록 결정한다. In an embodiment of the present invention, data in a matrix form including a one-dimensional vector uses bold font, and an index in the matrix starts from zero. The target map ( M_target ) is a two-dimensional matrix composed of mock target data to be simulated, top dummy data filled with zero values, and bottom dummy data positioned at the top and bottom of the mock target data, and within a range of 0-255 values. The reflector is the reflectivity of the target. The antenna beam pattern of the radar uses A (theta) and A_cartesian (idx_azi, idx_range) . Typical antenna beam pattern values represent the intensity of the beam using the variables for theta. The maximum value of theta is determined to be the beam width of the antenna to be considered when generating the simulated target signal.

본 발명의 실시 예에 따른 모델링에서는 레이더의 각 빔이 타겟맵의 각 픽셀값을 맞고 되돌아오는 수신 빔의 세기를 계산하기 위하여, 안테나의 빔 패턴값(A(theta))을 임의의 타겟맵 내의 픽셀과 대응하도록 재조정한 매트릭스 형태의 새로운 값인 A_cartesian(idx_azi, idx_range)로 변환하여 표현한다. 도 3을 참조하여 이러한 안테나 매트릭스 변환 동작을 후술한다. In the modeling according to the embodiment of the present invention, the beam pattern value A (theta) of the antenna is set within an arbitrary target map in order to calculate the intensity of the received beam in which each beam of the radar matches each pixel value of the target map. Converted into a new value of A_cartesian (idx_azi, idx_range) which is a matrix type readjusted to correspond to the pixel, and expressed. This antenna matrix conversion operation will be described below with reference to FIG. 3.

안테나와 타겟맵(M_target)에 위치하는 각 픽셀 간의 거리는 d(idz_azi, idx_range)로 명명된 매트릭스로 표현한다.The distance between the antenna and each pixel located in the target map M_target is represented by a matrix named d (idz_azi, idx_range).

Angle_offset은 안테나와 해당 픽셀 간의 직선과 안테나에서 그은 수선과의 이루는 각도를 의미하며, 해당 픽셀이 수선을 기준으로 수선보다 상단에 위치하면 양의 값을 갖고, 수선보다 하단에 위치하면 음의 값을 갖는다. 이는 추후 도플러 주파수를 산출하는데 사용될 수 있다. Angle_offset means the angle formed by the straight line between the antenna and the corresponding pixel and the waterline drawn on the antenna.The angle_offset has a positive value when the pixel is located above the waterline based on the waterline. Have This can later be used to calculate the Doppler frequency.

타겟맵(M_target) 내에 있는 모든 타겟맵 스트립(M_target_strip)들에 대해 visible 영역의 크기는 일정하다. For all target map strip (M_target_strip) in the target map (M_target) the size of the visible area is constant.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더용 모의표적신호 생성 장치(200)를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an apparatus 200 for generating a simulated target signal for radar according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 레이더용 모의표적신호 생성 장치(200)는 레이더 파라미터 설정부(210), 모의표적 파라미터 설정부(220), 타겟맵 스트립 설정부(230), 스트립 모의표적신호 생성부(240), 판단부(250) 및 최종 모의표적신호 생성부(260)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the apparatus for generating a simulated target signal for a radar 200 includes a radar parameter setting unit 210, a simulation target parameter setting unit 220, a target map strip setting unit 230, and a strip simulation target signal generation unit ( 240, the determination unit 250, and the final simulation target signal generation unit 260 may be included.

레이더 파라미터 설정부(210)는 모의표적신호를 적용하기 위한 레이더의 동작 파라미터를 설정할 수 있다. [표 2]는 레이더 파라미터 설정부(210)에서 설정되는 동작 파라미터이다.The radar parameter setting unit 210 may set an operating parameter of the radar for applying the simulation target signal. Table 2 is an operation parameter set by the radar parameter setting unit 210.

동작 파라미터Operating parameters 설명Explanation vv 레이더의 이동 속도Radar movement speed s(t)s (t) 레이더의 송출 파형의 시간 영역 데이터Time Domain Data of Radar Transmission Waveforms S(nTs)S (nTs) s(t)를 sampling한 값, 레이더의 송출 파형s (t) sampled value, radar output waveform PRIPRI 레이더의 빔 송출 주기Radar beam delivery cycle d_PRId_PRI PRI동안 레이다가 이동한 거리Distance traveled by radar during PRI d_mind_min 안테나와 모의표적 간의 최단거리Shortest distance between antenna and simulated target A(theta)A (theta) 안테나 빔 패턴Antenna beam pattern fcfc 레이더의 carrier 주파수Radar carrier frequency nn s(t)에 대한 sampling 인덱스sampling index for s (t) TsTs sampling 주기sampling cycle

[표 2]에서, 레이더 파라미터 설정부(210)는 n이 0부터 N_sample-1 사이의 정수값을 갖도록 한다. 또한, 레이더 파라미터 설정부(210)는 s(t)가 보유한 최대 주파수의 2배 이상에 해당하는 값을 정하고 이에 대한 역수를 취한 값을 Ts로 설정하고, PRI와 v의 곱으로 d_PRI를 산출할 수 있다.In Table 2, the radar parameter setting unit 210 allows n to have an integer value between 0 and N_sample-1. In addition, the radar parameter setting unit 210 determines a value corresponding to two or more times the maximum frequency held by s (t), sets the value obtained by reciprocating this to Ts, and calculates d_PRI by the product of PRI and v. Can be.

레이더 파라미터 설정부(210)는 레이더 최대 수신 구간을 포함하도록 N_sample을 충분히 크게 설정한다. 레이더의 송출 파형이나, 이 송출 파형이 타겟 영역으로부터 반사되어 돌아온 신호는 물질적으로는 연속시간 t의 함수이나, 본 발명의 실시예와 같이 컴퓨터로 모의할 경우에는 t가 아닌 discrete time index 인 n으로 표현하게 되고, 이 n값의 개수가 N_sample이다. 따라서 N_sample은 본 발명에서 최종적으로 얻고자 하는 (digital 영역인) 모의표적신호의 시간영역 샘플의 개수가 된다. The radar parameter setting unit 210 sets N_sample large enough to include the radar maximum reception section. The output wave of the radar or the signal reflected back from the target area is physically a function of the continuous time t, but when it is simulated by a computer as in the embodiment of the present invention, it is a discrete time index n instead of t. The number of n values is N_sample. Therefore, N_sample is the number of time domain samples of the mock target signal (which is the digital domain) to be finally obtained in the present invention.

모의표적 파라미터 설정부(220)는 안테나 빔 패턴 정보인 A(theta)로부터 A_cartesian 매트릭스를 획득하고, 모의표적 원데이터를 사용하여 타겟맵을 만들어 스토리지(예를 들어, 1500)에 저장할 수 있다. 모의표적 원데이터는 모의하고자 하는 표적의 실제데이터이다. The simulation target parameter setting unit 220 may obtain an A_cartesian matrix from A (theta) , which is antenna beam pattern information, create a target map using the simulation target raw data, and store the target map in a storage (for example, 1500). The simulated target raw data is the actual data of the target to be simulated.

모의표적 파라미터 설정부(220)는 매트릭스 변환부(222)와 타겟맵 생성부(224)를 포함한다.The mock target parameter setting unit 220 includes a matrix converter 222 and a target map generator 224.

매트릭스 변환부(222)는 A(theta)를 변환하여 A_cartesian을 획득할 수 있다. A_cartesian은 레이더의 안테나 빔 패턴값인 A(theta)을 방위각과 레인지의 함수로 변환한 매트릭스로서 A_cartesian(idx_azi, idx_range)라고도 할 수 있다.The matrix converter 222 may obtain A_cartesian by transforming A (theta) . A_cartesian is a matrix obtained by converting A (theta) , which is a radar antenna beam pattern value, as a function of azimuth and range, and may also be called A_cartesian (idx_azi, idx_range) .

도 3은 매트릭스 변환부(222)가 A(theta)로부터 A_cartesian 매트릭스를 획득하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for describing an operation of the matrix converter 222 obtaining an A_cartesian matrix from A (theta) .

도 3을 참조하면, 매트릭스 변환부(222)는 모의표적신호 생성시 고려할 유효 빔 폭을 정하고, 빔의 각도인 theta의 최대값과 최소값을 결정한다. 매트릭스 변환부(222)는 d_min과 d_PRI를 이용하여 유효 빔폭 내에 위치하는 타겟맵 내 방위각(Azimuth) 방향으로의 픽셀(visible 영역)의 개수(N_azi_beam)를 결정하며, 이 때 [수학식 1]과 같은 규칙을 사용할 수 있다.Referring to FIG. 3, the matrix converter 222 determines the effective beam width to be considered when generating the simulated target signal, and determines the maximum and minimum values of theta, which are beam angles. The matrix converter 222 determines the number (N_azi_beam) of pixels (visible areas) in the azimuth direction in the target map located within the effective beam width by using d_min and d_PRI. The same rule can be used.

매트릭스 변환부(222)는 [수학식 1]을 만족하는 정수들 중 최대값을 갖는 N_half를 구한다. A(theta)를 A_cartesian으로 변환할 때, A_cartesian의 행의 개수를 정해야 되는데, 이 행의 개수는 영상 레이더의 유효 빔폭 내에 속하는 타겟맵의 방위각 방향 픽셀의 개수(N_azi_beam)와 관련이 있다. PRI 주기마다 레이더에서 송출신호가 방사되므로, d_PRI의 해상도(resolution)를 갖고 타겟맵의 방위각 방향 픽셀이 생성된다. The matrix converter 222 obtains N_half having the maximum value among integers satisfying Equation (1). When converting A (theta) to A_cartesian , the number of rows of A_cartesian should be determined, which is related to the number of azimuthal pixels (N_azi_beam) of the target map belonging to the effective beam width of the image radar. Since the radar emits signals every PRI period, azimuthal pixels of the target map are generated with a resolution of d_PRI.

매트릭스 변환부(222)는 [수학식 2]를 이용하여 N_azi_beam을 산출한다.The matrix converter 222 calculates N_azi_beam using Equation 2.

매트릭스 변환부(222)는 visible 영역의 각 픽셀값에 대하여 visible 영역의 정 가운데 위치한 픽셀을 기준으로 각 픽셀값이 갖는 높이를 계산하고, d_min과 그 높이의 inverse tangent 값을 구해 빔 패턴 내에서의 각도를 구한 다음 A(θ)에 입력하여 A_cartesian을 획득한다. 여기서, 인접한 각 픽셀간의 간격이 d_PRI이고, 각 픽셀의 높이는 d_PRI × N 이 된다. N은 정 가운데 위치한 픽셀을 기준으로 한 해당 픽셀의 인덱스이다. 또한, 각도(θ)는, θ=Inv_tan(N×d_PRI/d_min)으로 계산된다.The matrix converter 222 calculates the height of each pixel value based on the pixel located in the center of the visible region with respect to each pixel value in the visible region, calculates d_min and an inverse tangent value of the height, After obtaining the angle, enter A (θ) to obtain A_cartesian . Here, the distance between adjacent pixels is d_PRI, and the height of each pixel is d_PRI × N. N is the index of the pixel relative to the center pixel. Incidentally, the angle θ is calculated as θ = Inv_tan (N × d_PRI / d_min).

이러한 동작으로 A_cartesian의 첫번째 열에 대한 값을 획득한 후, 추후 추후 타겟맵의 레인지 방향 픽셀의 개수(N_target_range)가 구해지면, 매트릭스 변환부(222)는 이 개수와 동일하게 위 동작을 반복하여 A_cartesian 전체를 완성 및 획득할 수 있다. N_target_range은 N_range × oversampling_factor에 의해 산출될 수 있다.After obtaining the value of the first column of A_cartesian by this operation, and later obtaining the number of range direction pixels (N_target_range) of the target map later, the matrix transform unit 222 repeats the above operation in the same manner as this number, the entire A_cartesian Can be completed and obtained. N_target_range may be calculated by N_range x oversampling_factor.

따라서, 매트릭스 변환부(222)는 방위각 방향과 레인지 방향에 대해 각각 N_azi_beam 개와 N_target_range 개의 픽셀을 갖는 크기의 A_cartesian 매트릭스를 획득할 수 있다. Accordingly, the matrix converter 222 An A_cartesian matrix having a size of N_azi_beam and N_target_range pixels may be obtained for the azimuth direction and the range direction, respectively.

한편, 타겟맵 생성부(224)는 모의하고자 하는 표적의 데이터(이하, '모의표적데이터'라 한다)와, 모의표적데이터의 상단에 위치하는 상단 더미데이터와 하단에 위치하는 하단 더미데이터를 포함하는 타겟맵을 생성할 수 있다.Meanwhile, the target map generator 224 includes data of a target to be simulated (hereinafter referred to as 'mock target data'), upper dummy data positioned at the top of the simulated target data, and lower dummy data positioned at the bottom thereof. A target map can be created.

타겟맵 생성부(224)는 모의표적 원데이터로부터 오버샘플링을 통해 방위각 방향과 레인지 방향으로 각각 (N_azi Х oversampling_factor)개와 (N_range Х oversampling_factor)개를 갖는 모의표적데이터를 생성하고, 픽셀값 0을 갖는 상단 더미데이터와 하단 더미데이터를 생성하여 모의표적데이터의 상단과 하단에 연결하여 타겟맵을 생성할 수 있다. The target map generator 224 generates mock target data having (N_azi Х oversampling_factor) and (N_range Х oversampling_factor) in the azimuth direction and the range direction through oversampling from the mock target data, and has a pixel value of 0. The target map can be generated by generating the upper dummy data and the lower dummy data and connecting the upper dummy data and the lower dummy data.

자세히 설명하면, 레이더 파라미터 설정부(210)에서 안테나 빔의 해상도가 d_PRI로 설정되었으므로, 방위각 방향과 레인지 방향의 거리 해상도가 d_PRI인 타겟맵이 필요하다. 방위각 방향과 레인지 방향에 대해 각각 (N_azi개, N_range개)의 원소(=픽셀)수를 갖는 모의표적 원데이터의 거리 해상도가 K이고 K > d_PRI라고 가정할 때, 타겟맵 생성부(224)는 모의표적 원데이터에 interpolation(보간) 기법을 적용하여 d_PRI의 거리 해상도를 갖는 타겟맵을 생성할 수 있다.In detail, since the resolution of the antenna beam is set to d_PRI in the radar parameter setting unit 210, a target map having a distance resolution of the azimuth direction and the range direction d_PRI is required. The target map generator 224 assumes that the distance resolution of the mock target raw data having the number of elements (= pixels) in the azimuth direction and the range direction (N_azi, N_range) respectively is K and K> d_PRI. An interpolation technique can be applied to the simulated target data to generate a target map having a distance resolution of d_PRI.

타겟맵 생성부(224)는 모의표적 원데이터와 타겟맵의 해상도가 다르므로 오버샘플링 계수(oversampling_factor)를 이용하여 해상도를 보정하며, [수학식 3]을 이용하여 oversampling_factor를 산출한다. Since the target map generator 224 has different resolutions of the simulated target data and the target map, the target map generator 224 corrects the resolution using an oversampling factor, and calculates the oversampling_factor using Equation 3.

타겟맵 생성부(224)는 [수학식 3]에 의해 산출된 oversampling_factor를 정수로 가정한다. The target map generator 224 assumes that the oversampling_factor calculated by Equation 3 is an integer.

타겟맵의 방위각 방향 원소(=픽셀)의 개수는 모의표적 원데이터의 방위각 방향 원소의 개수의 oversampling_factor배가 되고, 이는 Range 방향에 대해서도 동일할 수도 있다. 따라서, 모의신호 원데이터로부터 oversampling을 통해 생성되는 모의표적데이터의 총 개수는 방위각 방향으로 N_azi × oversampling_factor개이고, 레인지 방향으로 N_range × oversampling_factor개가 된다. The number of azimuth elements (= pixels) of the target map is oversampling_factor times the number of azimuth elements of the simulation target raw data, which may be the same for the Range direction. Therefore, the total number of simulated target data generated through oversampling from the simulated signal raw data is N_azi x oversampling_factor in the azimuth direction and N_range x oversampling_factor in the range direction.

타겟맵 생성부(224)는 모의표적데이터의 상단과 하단 각각에 0값을 갖는 상단 더미데이터와 하단 더미데이터를 덧붙여 주어야 하는데, 이 때 상단과 하단에 덧붙이는 픽셀의 개수는 각각 (N_azi_beam × N_range × oversampling_factor)개이다.The target map generator 224 should add the top dummy data and the bottom dummy data having zero values to the top and bottom of the simulated target data, respectively, wherein the number of pixels added to the top and bottom is (N_azi_beam × N_range), respectively. X oversampling_factor).

이로써, 타겟맵 생성부(224)는 oversampling을 통해 생성된 모의표적데이터와 더미데이터들을 모두 합쳐 타겟맵을 생성하고, 타겟맵 저장부(미도시) 또는 스토리지(1600)에 저장할 수 있다.As a result, the target map generator 224 may generate the target map by combining all of the mock target data and the dummy data generated through oversampling and may store the target map in the target map storage unit (not shown) or the storage 1600.

생성된 타겟맵(M_target) 매트릭스의 dimension은 (N_azi × oversampling_factor + 2 × N_azi_beam) 행과 (N_range × oversampling_factor) 개의 열로 구성되며, 이를 각각 N_target_azi와 N_target_range로 명명한다.The dimension of the generated M_target matrix is composed of (N_azi × oversampling_factor + 2 × N_azi_beam) rows and (N_range × oversampling_factor) columns and named N_target_azi and N_target_range, respectively.

즉, N_target_azi = (N_azi × oversampling_factor + 2 × N_azi_beam)That is, N_target_azi = (N_azi × oversampling_factor + 2 × N_azi_beam)

N_target_range=(N_range × oversampling_factor)이다. N_target_range = (N_range × oversampling_factor).

도 4는 타겟맵 생성부(224)가 타겟맵을 생성하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for describing an example in which the target map generator 224 generates a target map.

도 4의 예에서 원데이터 좌측 하단의 동그라미에 표시된 두 개의 픽셀값 10, 20에 대해 두 픽셀 사이에 9개의 픽셀이 추가되었고, linear interpolation 방식에 의해 각 픽셀의 reflectivity값이 할당되었다. 이 때 oversampling_factor = 10인 상황으로 가정하였고, interpolation 방식은 일반적으로 알려진 보간법 중에서 선택 가능하다. In the example of FIG. 4, nine pixels were added between the two pixels for the two pixel values 10 and 20 indicated in the circle at the bottom left of the original data, and the reflectivity values of each pixel were assigned by the linear interpolation method. In this case, it is assumed that oversampling_factor = 10, and the interpolation method can be selected from generally known interpolation methods.

다시 도 2를 참조하면, 타겟맵 스트립 설정부(230)는 모의하고자 하는 표적으로부터 생성된 매트릭스 기반의 타겟맵으로부터 모의표적신호를 생성하기 위한 타겟맵 스트립들을 기설정된 기준에 따라 순차적으로 설정할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the target map strip setting unit 230 may sequentially set target map strips for generating a simulation target signal from a matrix-based target map generated from a target to be simulated according to a predetermined criterion. .

타겟맵 스트립 설정부(230)는 스트립 모의표적신호 생성부(240)에서 하나의 타겟맵 스트립에 대한 R_vis 매트릭스들의 생성이 완료되면(즉, 모의표적신호 생성이 완료되면), 기설정된 기준에 따라 다음에 모의표적신호를 생성할 타겟맵 스트립을 설정할 수 있으며, 이러한 동작을 반복한다.When the generation of the R_vis matrices for one target map strip is completed in the strip simulation target signal generation unit 240 (that is, generation of the simulation target signal is completed), the target map strip setting unit 230 according to a preset criterion Next, you can set the target map strip to generate the simulated target signal, and repeat this operation.

이를 위하여, 타겟맵 스트립 설정부(230)는 레인지 인덱스 설정부(232)와 스트립 설정부(234)를 포함할 수 있다.To this end, the target map strip setting unit 230 may include a range index setting unit 232 and a strip setting unit 234.

레인지 인덱스 설정부(232)는 매트릭스 기반의 타겟맵(M_target)에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 레인지 방향으로 각 열마다 인덱스(이하, 'idx_range'라 한다)들을 설정할 수 있다.The range index setting unit 232 may set indexes (hereinafter, referred to as 'idx_range') for each column in the range direction in order to specify the position of the pixel located in the matrix-based target map M_target .

자세히 설명하면, 레인지 인덱스 설정부(232)는 모의표적신호 생성을 위해 타겟맵(M_target) 내에서 타겟맵 스트립(M_target_strip)을 선택하기 위한 레인지 방향으로 인덱스(레인지 인덱스, idx_range)를 설정할 수 있다. 레인지 인덱스(idx_range)는 0부터 시작하여 1씩 증가하고, 이는 레인지 방향으로 모든 모의표적신호 생성 연산이 종료될 때까지 반복될 수 있다. In detail, the range index setting unit 232 may set an index (range index, idx_range) in a range direction for selecting the target map strip M_target_strip in the target map M_target to generate the simulated target signal. The range index idx_range starts at 0 and increases by 1, which may be repeated until all simulated target signal generation operations in the range direction are completed.

스트립 설정부(234)는 idx_range가 설정되면, 타겟맵(M_target)에서 하나의 열에 해당하는 데이터를 타겟맵 스트립(M_target_strip)으로 설정할 수 있다. 도 1에서, idx_range=0인 경우, 타겟맵 스트립(M_target_strip)은 0, 0, 0의 하단 더미데이터, 10, 20, 87, 63의 모의표적데이터, 0, 0, 0의 상단 더미데이터로 이루어진다.Strip setting unit 234 when idx_range is set, it is possible to set the data corresponding to one column in the target map (M_target) to a target map, the strip (M_target_strip). In FIG. 1, when idx_range = 0, the target map strip M_target_strip consists of dummy data of 0, 0, 0, simulated target data of 10, 20, 87, and 63, and dummy data of 0, 0, 0. .

타겟맵 스트립(M_target_strip)은 다음과 같이 표현될 수 있다. The target map strip M_target_strip may be expressed as follows.

M_target_strip = M_target[ : ][idx_range]M_target_strip = M_target [:] [idx_range]

여기서, 매트릭스의 원소를 선택하기 위해 [ ]내에 원소의 위치를 지정하는 레인지 인덱스(idx_range)를 사용하고, [ : ]는 해당 방향(예를 들어, 방위각 방향)으로 모든 원소를 지정하는 기호로 사용한다. Matrix[idx_azi][idx_range] 는 2x2 Matrix내의 한 원소를 지정할 때 사용하고, Matrix[:][idx_range]는 idx_range+1 번째 열에 해당하는 모든 원소를 지정하므로, 하나의 세로줄, 즉, 타겟맵 스트립이 선택된 것과 동일하다. 또한, Matrix[idx_azi][:] 는 idx_azi + 1 번째 가로줄에 위치한 모든 원소를 가리킨다.Here, a range index (idx_range) is used to select the elements of the matrix in [], and [:] is used as a symbol to designate all elements in the corresponding direction (for example, azimuth). do. Matrix [idx_azi] [idx_range] is used to specify one element in a 2x2 Matrix, and Matrix [:] [idx_range] specifies all elements corresponding to the idx_range + 1st column, so that one vertical line, Same as selected. Also, Matrix [idx_azi] [:] refers to all elements located in idx_azi + 1st horizontal line.

다시 도 2를 참조하면, 스트립 모의표적신호 생성부(240)는 타겟맵 스트립 설정부(230)에서 설정되는 타겟맵 스트립들 각각에 대한 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 순차적으로 생성하고, 생성된 R_vis 매트릭스를 이용하여 디스크리트 모의표적 매트릭스(이하, 'R_vis_discrete 매트릭스'라 한다)를 생성할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the strip simulation target signal generator 240 simulates a simulation target signal matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis matrix') for each of the target map strips set in the target map strip setting unit 230. It can be sequentially generated, and using the generated matrix R_vis generate discrete simulated target matrix (hereinafter referred to as "R_vis_discrete matrix").

이를 위하여, 스트립 모의표적신호 생성부(240)는 임펄스 매트릭스 산출부(242), Vis 매트릭스 생성부(244), R_vis_pixel 매트릭스 생성부(246), R_vis 매트릭스 생성부(248) 및 R_vis_discrete 매트릭스 갱신부(249)를 포함할 수 있다.To this end, the strip simulation target signal generator 240 includes an impulse matrix calculator 242, a Vis matrix generator 244, an R_vis_pixel matrix generator 246, an R_vis matrix generator 248, and an R_vis_discrete matrix updater ( 249).

임펄스 매트릭스 산출부(242)는 레이더의 송출 파형과 이 송출 파형에 의한 레이더의 송출 신호가 타겟맵(M_target)에서 반사되면서 발생하는 진폭(amplitude) 변화, 시간 지연 및 도플러 효과에 의한 주파수 변화를 나타내기 위한 임펄스 매트릭스(이하, 'Imp 매트릭스' 또는 'Imp'라 한다)를 산출할 수 있다. The impulse matrix calculation unit 242 indicates an amplitude change, a time delay, and a frequency change due to the Doppler effect, which are generated when the radar transmission waveform and the radar transmission signal reflected by the transmission waveform are reflected from the target map M_target . An impulse matrix (hereinafter, referred to as an ' imp matrix' or an ' imp ') may be calculated.

즉, 임펄스 매트릭스 산출부(242)는 레이더의 송출 파형과 이 송출 파형에 의한 레이더의 송출 신호가 타겟맵(M_target)의 Visible 영역 내의 각 픽셀에서 반사되면서 발생하는 진폭 변화, 시간 지연 및 도플러 효과에 의한 주파수 변화를 모사하여 계산할 수 있다.That is, the impulse matrix calculation unit 242 is adapted to the amplitude variation, time delay, and Doppler effect that occur as the radar transmission waveform and the radar transmission signal reflected by each pixel in the visible region of the target map M_target are reflected. Can be calculated by simulating the frequency change.

[표 2]에서 레이더 송출 파형은 S(nTs)로 표기되었으며, 필요에 따라 S로 표기한다. S(nTs)는 1 x N_sample의 크기를 갖는 매트릭스이다.In Table 2, the radar transmission waveform is indicated by S (nTs), and denoted by S as necessary. S (nTs) is a matrix having a size of 1 × N_sample.

임펄스 매트릭스 산출부(242)는 진폭 변화, 시간 지연 및 도플러 효과를 나타내기 위하여 impulse_Matrix, Imp를 [수학식 4]와 같이 정의하여 임펄스 매트릭스를 산출할 수 있다.The impulse matrix calculator 242 may calculate an impulse matrix by defining impulse_Matrix and Imp as shown in [Equation 4] in order to express an amplitude change, a time delay, and a Doppler effect.

[수학식 4]에서, Imp는 임펄스 매트릭스, A_cartesian[ : ][idx_range]는 레이더의 안테나 빔 패턴값을 방위각과 레인지의 함수로 변환한 매트릭스, S_delay는 레이더의 안테나와 타겟맵의 visible 영역 내 픽셀까지의 거리에 의해 발생하는 레이더 수신신호의 시간지연에 의한 영향을 반영한 레이더 송출 파형, Dop는 시간지연에 의한 영향과 레이더의 이동속도와 Angle_offset에 의해 결정되는 도플러 주파수에 의한 레이더 수신신호의 변화, Angle_offset은 레이더의 안테나와 타겟맵 내 픽셀 간에 이루는 각도이다. In Equation 4, Imp is an impulse matrix, A_cartesian [:] [idx_range] is a matrix obtained by converting the radar antenna beam pattern value as a function of azimuth and range, and S_delay is a pixel in the visible region of the radar antenna and target map. Radar transmission waveform reflecting the effects of the time delay of the radar received signal generated by the distance to the Dop , the change of the radar received signal by the Doppler frequency determined by the influence of the time delay, the speed of the radar and the angle_offset, Angle_offset is an angle formed between the radar antenna and the pixels in the target map.

임펄스 매트릭스 산출부(242)는 [수학식 5]를 이용하여 S_delay를 산출한다. The impulse matrix calculation unit 242 S_delay is calculated using Equation 5.

[수학식 5] 및 도 5를 참조하면, S_delay의 dimension은 N_azi_beam × (N_sample - 1)이고, delta_t_i(즉, Δt₀, Δt₁, Δt₂, …)는 visible 영역의 픽셀로 이루어진 Vis 매트릭스의 각 픽셀과 안테나 간의 시간 지연을 나타내는 값이다.[Equation 5], and Referring to Figure 5, dimension of S_delay is N_azi_beam × (N_sample - 1) and, delta_t_i _{_{(i.e., Δt 0, Δt 1, Δt}} 2, ...) is of Vis matrix of the pixels of the visible region This value represents the time delay between each pixel and the antenna.

도 5는 타겟맵 스트립 결정 시 임펄스 매트릭스를 산출하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 도 5에서 h_i = 3×d_PRI이다. 5 is an exemplary diagram for describing an operation of calculating an impulse matrix when determining a target map strip. In Figure 5 h_i = 3 × d_PRI.

delta_t_i는 송출된 신호가 타겟영역 각 픽셀에 맞고 돌아오면서 발생하는 시간 지연으로서, S_delay의 각 행은 레이더에서 송출한 펄스 S(nTs)에 delta_t_i 만큼 시간지연을 준 값으로 이루어져 있음을 알 수 있다. delta_t_i is a time delay that occurs when the transmitted signal is matched with each pixel of the target area, and each row of S_delay has a time delayed by delta_t_i to the pulse S (nTs) sent by the radar.

임펄스 매트릭스 산출부(242)는 [수학식 6]을 이용하여 delta_t_i를 산출한다.The impulse matrix calculation unit 242 Delta_t_i is calculated using Equation 6.

[수학식 6]에서 distance_min은 선택된 타겟맵 스트립과 레이다 안테나 사이의 최단 거리이다. d_i는 Vis의 i 인덱스에 해당하는 픽셀과 Vis의 가운데 픽셀 간의 거리값(h_i)을 이용하여 산출된 값으로, Vis 내에서 픽셀 간 간격이 d_PRI이므로, d_i는 피타고라스 정리에 의해 계산 가능하다. In Equation 6, distance_min is the shortest distance between the selected target map strip and the radar antenna. d_i is because as the value calculated by using a distance value (h_i) between the center of the pixel and Vis pixels corresponding to the index i of Vis, the pixel spacing in the Vis d_PRI, d_i can be calculated by the Pythagorean theorem.

또한, 임펄스 매트릭스 산출부(242)는 [수학식 7]을 이용하여 Dop를 산출할 수 있다.In addition, the impulse matrix calculation unit 242 Dop can be calculated using Equation 7.

[수학식 8]은 Dop_analytic를 나타낸다. Equation 8 shows Dop_analytic .

Dop_analytic은 레이더 파라미터 및 모의표적신호 생성시 결정된 파라미터만으로 도출된 레이더 수신신호의 크기, 주파수, 위상 변화를 나타낸다. Dop_analytic represents the magnitude, frequency, and phase change of the radar received signal derived only from the radar parameters and the parameters determined when generating the simulated target signal.

[수학식 9]는 fd_i를 구하기 위한 식이다.Equation (9) is for obtaining fd_i.

[수학식 10]은 Dop_noise를 나타낸다. Equation 10 represents Dop_noise .

Dop_noise는 레이더 이동속도의 불규칙성에 의한 노이즈와 레이더 내 클럭 주파수의 위상 잡음에 의해 유발된 노이즈 성분을 나타낸다. 랜덤(random) 변수인 N_v, N_clock 은 평균 0 와 분산 Std_v, Std_clock 을 갖는 Gaussian 확률분포를 따르는 것으로 각각 모델링할 수 있으며, 추가적인 정교화 작업을 통해 다른 확률분포도 적용 가능하다. Dop_noise represents the noise component caused by the noise due to the radar movement speed irregularity and the phase noise of the clock frequency in the radar. Random variables N_v and N_clock can be modeled as following Gaussian probability distributions with mean 0, variance Std_v, and Std_clock, respectively, and other probability distributions can be applied through additional refinement.

N_v는 레이더의 이동 속도의 불규칙성을 모델링한 변수로서 Noise in Velocity를 의미한다. 모의표적신호 생성시 N_v는 매번 랜덤한 값을 갖게 되며 이 값의 확률분포는 std_v의 분산과 평균 0을 갖는 Gaussian 분포를 따른다. N_v is a variable modeling the irregularity of the radar moving speed, which means Noise in Velocity. N_v has a random value every time the simulated target signal is generated, and the probability distribution of this value follows a Gaussian distribution with a variance of std_v and an average of zero.

N_clock은 레이더의 클럭 주파수의 불규칙성을 모델링한 변수로서 Noise in Clock을 의미한다.N_clock is a variable modeling the irregularity of the clock frequency of the radar, which means Noise in Clock.

분산 Std_v는 Standard Deviation for Velocity로서, N_v가 갖는 랜덤한 값의 분산값이다. Std_clock은 Standard Deviation for Clock로서 주파수를 의미한다.The variance Std_v is a standard deviation for velocity, which is a random variance of N_v. Std_clock stands for Frequency as Standard Deviation for Clock.

[수학식 7]에서 '.x' operation은 매트릭스 간 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산으로서 다음과 같이 계산될 수 있다.In [Equation 7], the '.x' operation is an elementwise multiplication operation between matrices and may be calculated as follows.

다시 도 2를 참조하면, Vis 매트릭스 생성부(244)는 타겟맵 스트립 설정부(230)에서 설정된 타겟맵 스트립으로부터 모의표적신호를 생성하는 서브단위(Visible)에 해당하는 영역(이하, 'Visible 영역'이라 한다)을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성할 수 있다.Referring back to FIG. 2, the Vis matrix generator 244 may be a region corresponding to a sub unit (Visible) for generating a simulated target signal from the target map strip set in the target map strip setting unit 230 (hereinafter, 'Visible region'). Can be extracted to create a Vis matrix.

도 7은 Vis 매트릭스 생성부(244)를 도시한 블록도이다. 7 is a block diagram illustrating the Vis matrix generator 244.

도 7을 참조하면, Vis 매트릭스 생성부(244)는 방위각 인덱스 설정부(244a) 및 Vis 추출부(244b)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the Vis matrix generator 244 includes an azimuth index setting unit 244a and a Vis extractor 244b.

방위각 인덱스 설정부(244a)는 타겟맵(M_target)에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 방위각 방향으로 각 행마다 인덱스(이하, '방위각 인덱스' 또는 'idx_azi'라 한다)들을 설정할 수 있다. 방위각 인덱스 설정부(244a)에서 설정되는 방위각 인덱스는 다음과 같이 정의될 수 있다.The azimuth index setting unit 244a may set indices (hereinafter, referred to as 'azimuth index' or 'idx_azi') for each row in the azimuth direction in order to designate the position of the pixel located in the target map M_target . The azimuth index set by the azimuth index setting unit 244a may be defined as follows.

idx_azi = (N_target_range -1) - N_azi_beam - Iidx_azi = (N_target_range -1)-N_azi_beam-I

여기서, i = 0, 1, 2, … , (N_target_range -1) - N_azi_beam 의 값을 갖는다.Where i = 0, 1, 2,... , (N_target_range -1)-has a value of N_azi_beam.

Vis 추출부(244b)는 타겟맵 스트립으로부터 사전에 설정된 다수의 행과 하나의 열에 해당하는 픽셀들로 이루어진 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성할 수 있다.The Vis extractor 244b may generate a Vis matrix by extracting a Visible area including pixels corresponding to a plurality of rows and columns set in advance from the target map strip.

도 6은 순차적으로 선택 또는 추출되는 타겟맵 스트립들과 첫번째 타겟맵 스트립에 존재하는 Visible 영역들을 보여주는 예시도이다.FIG. 6 is an exemplary view showing target map strips sequentially selected or extracted and visible regions existing in a first target map strip.

도 6을 참조하여 설명하면, 레이더가 타겟맵(M_target)의 하단에서 상단으로 방위각 방향으로 이동하는 것으로 모델링하므로, 1번째 visible 영역에 대한 Vis 매트릭스는 최초 M_target_strip의 최하단의 픽셀들(즉, idx_range=0인 타겟맵 스트립 중 하단 더미데이터들)로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 6, since the radar is modeled as moving in the azimuth direction from the bottom to the top of the target map M_target , the Vis matrix for the first visible region is the bottom pixel of the first M_target_strip (that is, idx_range = Lower dummy data of the target map strip which is zero).

하나의 visible 영역에 대한 Vis 매트릭스는 다음과 같이 표현될 수 있다. The Vis matrix for one visible region can be expressed as

Vis = M_target_strip[idx_azi : idx_azi + N_azi_beam -1][idx_range] Vis = M_target_strip [idx_azi: idx_azi + N_azi_beam -1] [idx_range]

Vis 추출부(244b)는 후술할 R_Vis 매트릭스 생성부(244)에서 하나의 Visible 영역에 대한 R_vis 매트릭스가 생성되면, 타겟맵 스트립(M_target_strip)에서 다음에 Vis 매트릭스를 생성할 Visible 영역을 추출하여 추출된 Visible 영역에 대한 Vis 매트릭스를 생성하며, 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대한 Vis 매트릭스를 생성할 수 있다.When the Vis extractor 244b generates an R_vis matrix for one Visible region in the R_Vis matrix generator 244 which will be described later, the Vis extractor 244b extracts the Visible region to generate the next Vis matrix from the target map strip M_target_strip . Create a Vis matrix for the visible area, and create a Vis matrix for all visible areas in the target map strip.

또는, Vis 추출부(244b)는, Vis 매트릭스 생성부(244)에서 하나의 Visible 영역에 대한 Vis 매트릭스가 생성되면, 타겟맵 스트립에서 다음에 Vis 매트릭스를 생성할 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성하여, 타겟맵 스트립에 존재하는 모든 Visible 영역들에 대한 Vis 매트릭스를 순차적으로 생성한다. Alternatively, when the Vis matrix for one Visible region is generated in the Vis matrix generator 244, the Vis extractor 244b extracts a Visible region to generate a Vis matrix next from the target map strip to generate a Vis matrix. Thus, the Vis matrix is sequentially generated for all visible regions present in the target map strip.

도 6의 경우, Vis 추출부(244b)는 1번째 visible 영역에 해당하는 Vis 매트릭스에 대한 모의신호 연산이 종료되면, 타겟맵 스트립(M_target_strip) 내에서 한 픽셀 위만큼 이동한 위치의 픽셀들로 이루어진 2번째 visible 영역에 해당하는 Vis 매트릭스를 생성할 수 있다.In the case of FIG. 6, when the Vis extractor 244b finishes the simulation signal operation on the Vis matrix corresponding to the first visible region, Target map strip ( M_target_strip ) You can create a Vis matrix that corresponds to the second visible region of pixels that are moved one pixel up within the pixel.

Vis 매트릭스, 즉, 모의표적신호 생성을 위한 visible 영역이 결정되면, R_vis_pixel 매트릭스 생성부(246)는 Vis 추출부(244b)에서 생성된 Vis 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 이산 형태(discrete)의 레이더 수신 신호로 이루어진 매트릭스(이하, 'R_vis_pixel 매트릭스'라 한다)를 생성할 수 있다. When the Vis matrix, that is, the visible region for generating the mock target signal is determined, the R_vis_pixel matrix generator 246 calculates the Vis matrix and the Imp matrix generated by the Vis extractor 244b by elementwise multiplication to perform the Visible region. A matrix of discrete radar received signals simulated for each pixel of (hereinafter, referred to as an ' R_vis_pixel matrix') may be generated.

도 8은 R_vis_pixel 매트릭스 생성부(246)를 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram illustrating the R_vis_pixel matrix generator 246.

도 8을 참조하면, R_vis_pixel 매트릭스 생성부(246)는 매트릭스 확장부(246a) 및 R_vis_pixel 생성부(246b)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the R_vis_pixel matrix generator 246 includes a matrix expander 246a and an R_vis_pixel generator 246b.

매트릭스 확장부(246a)는 Vis 매트릭스 생성부(244)에서 Visible 영역이 추출되어 Vis 매트릭스가 생성되면, Vis 매트릭스를 레인지 방향으로 복사(또는 확장)하여 Imp 매트릭스와 동일한 크기의 매트릭스(이하, 'Vis_expansion 매트릭스'라 한다)를 생성할 수 있다. Matrix extension unit (246a) is Vis matrix generator 244, the Visible region is extracted from Vis When the matrix is generated, the copy Vis matrix in range direction (or extension) to a matrix of the same size as the Imp matrix (hereinafter, 'Vis_expansion Matrices').

Vis_expansion 매트릭스의 dimension은 N_azi_beam x N_sample으로서, 다음과 같이 표현할 수 있다. The dimension of the Vis_expansion matrix is N_azi_beam x N_sample, which can be expressed as follows.

Vis_expansion = [Vis Vis Vis … Vis], Vis_expansion = [ Vis Vis Vis. Vis ],

R_vis_pixel 생성부(246b)는 Vis_expansion 매트릭스와 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 R_vis_pixel 매트릭스를 생성할 수 있다. 즉, R_vis_pixel 생성부(246b)는 성분곱 연산의 결과를 R_vis_pixel 매트릭스의 원소로서 R_vis_pixel 매트릭스에 저장하여 R_vis_pixel 매트릭스를 생성할 수 있다.R_vis_pixel generating unit (246b) may generate a matrix by calculating a product R_vis_pixel (Elementwise Multiplication) component Vis_expansion the matrix and the matrix Imp. That is, R_vis_pixel generating unit (246b) can generate R_vis_pixel matrix stored in the matrix R_vis_pixel the result of multiplication as a component element of the matrix R_vis_pixel.

R_vis_pixel 매트릭스의 픽셀들(R_vis_pixel들)은 Visible 영역의 각 픽셀에 대해 모의된 이산 형태의 레이더 수신 신호가 된다. The pixels of the R_vis_pixel matrix (R_vis_pixels) become a discrete radar reception signal simulated for each pixel of the visible region.

다시 도 2를 참조하면, R_vis 매트릭스 생성부(248)는 R_vis_pixel 매트릭스를 종방향으로 성분합(Elementwise Summation) 연산하여 레이더의 수신단에서의 시간 영역 모의표적신호를 표현하는 매트릭스(이하, 'R_vis 매트릭스'라 한다)를 생성할 수 있다. 이는, R_vis_pixel 생성부(246b)에서 생성되는 R_vis_pixel 매트릭스의 각 행이 각 픽셀에 대해 모의된 신호이므로, R_vis_pixel 매트릭스의 각 열에 해당하는 값들을 더하여 R_vis 매트릭스를 생성함으로써 레이더의 수신단에서의 시간 영역 모의표적신호를 표현할 수 있기 때문이다. Referring back to FIG. 2, the R_vis matrix generator 248 performs an elementwise summation operation on the R_vis_pixel matrix in a longitudinal direction to express a time domain simulated target signal at the receiving end of the radar (hereinafter, referred to as an ' R_vis matrix'). Can be created). This, R_vis_pixel generating unit (246b) simulated time domain in the radar receiver targets where each line of R_vis_pixel matrix by adding a value corresponding to each column in the so a signal simulation for each pixel, R_vis_pixel matrix by generating R_vis matrix produced in This is because the signal can be represented.

R_vis 매트릭스 생성부(248)는 [수학식 11]에 의해 R_vis 매트릭스를 생성할 수 있다.The R_vis matrix generator 248 may generate an R_vis matrix by Equation 11 below.

SUM_column( ) 은 매트릭스 내 원소들에 대한 종방향 성분합을 의미한다. [수학식 11]에서, R_vis는 1 × N_sample 크기를 갖게 되고, 이렇게 생성된 R_vis는 타겟맵(M_target) 중 현재 선택된 타겟맵 스트립 내에서의 단일 visible 영역에 대해 생성된 시간영역 모의표적신호가 된다. 타겟맵 내의 모든 visible 영역에 대한 모의표적신호가 전부 생성되어야 전체 타겟맵에 대한 모의표적신호를 생성할 수 있다. SUM_column () is the sum of the longitudinal components of the elements in the matrix. In Equation 11, R_vis has a size of 1 × N_sample, and the generated R_vis is a time domain simulation target signal generated for a single visible region in the currently selected target map strip of the target map M_target . . The simulation target signals for the entire target map may be generated only when all the simulation target signals for all the visible regions in the target map are generated.

따라서, R_vis_discrete 매트릭스 갱신부(249)는 현재의 visible 영역에 대해 생성된 R_vis 매트릭스를 R_vis_discrete 매트릭스의 한 원소로서 저장하여 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신할 수 있다.Thus, R_vis_discrete matrix update unit 249 may save the R_vis matrix generated for the currently visible area of a single element of the matrix to update the R_vis_discrete R_vis_discrete matrix.

R_vis_discrete 매트릭스 갱신부(249)에 의해 갱신되는 R_vis_discrete 매트릭스는 [수학식 12]와 같이 표현될 수 있다. R_vis_discrete matrix is updated by R_vis_discrete matrix update part 249 it may be expressed as: [Equation 12].

[수학식 12]를 참조하면, R_vis_discrete 매트릭스 내 각각의 R_vis에 인덱스 정보를 포함하고 있다. R_vis_discrete 매트릭스는 매트릭스들로 구성된 매트릭스의 형태로 볼 수 있으며, 각 열은 타겟맵 스트립의 인덱스와 일치하며, 각 행의 경우 먼저 생성된 R_vis일수록 R_vis_discrete 매트릭스의 하단에 위치하도록 구성된다.Referring to Equation 12, index information is included in each R_vis in the R_vis_discrete matrix. R_vis_discrete matrix may be found in the form of a matrix comprised of the matrix, each row is configured so as to be positioned at the bottom of the case of a match, and an index, each line of the target map, the more first strips generated R_vis R_vis_discrete matrix.

이러한 R_vis_discrete 매트릭스는 (N_target_azi - N_azi_beam + 1) × N_target_range 개의 R_vis 매트릭스로 이루어진다. This R_vis_discrete matrix consists of (N_target_azi-N_azi_beam + 1) x N_target_range R_vis matrices.

다시 도 2를 참조하면, 판단부(250)는 현재 타겟맵 스트립에 대한 모의표적신호가 모두 생성되었는지 확인 및 판단할 수 있다. 판단부(250)는 R_vis_discrete 매트릭스 갱신부(249)에서 R_vis_discrete 매트릭스의 원소로서 저장되는 R_vis의 인덱스로부터 현재 타겟맵 스트립에 대한 모의표적신호의 생성 완료 여부를 판단할 수 있다. Referring back to FIG. 2, the determination unit 250 may check and determine whether all simulation target signals for the current target map strip are generated. The determination unit 250 may determine whether generation of the simulation target signal for the current target map strip is completed from an index of R_vis stored as an element of the R_vis_discrete matrix in the R_vis_discrete matrix updater 249.

미완료된 것으로 판단되면, 도 6에 도시된 것처럼, Vis 매트릭스 생성부(244)는 현재 타겟맵 스트립에서 한 픽셀만큼 위로 이동하여 다음 Visible 영역을 추출하여 다음 Vis 매트릭스를 생성하고, 상술한 동작을 반복한다. If it is determined to be incomplete, as shown in FIG. 6, the Vis matrix generator 244 moves up one pixel in the current target map strip, extracts the next Visible region, generates the next Vis matrix, and repeats the above-described operation. do.

또한, 판단부(250)가 현재 타겟맵 스트립에 위치하는 모든 Visible 영역들에 대한 R_vis 매트릭스가 생성된 것으로 판단하면, 타겟맵 스트립 설정부(230)는 다음에 처리할 타겟맵 스트립을 설정한다. 즉, 타겟맵 스트립 설정부(230)는 현재 타겟맵 스트립에서 레인지 방향으로 한 픽셀만큼 이동하여 다음 타겟맵 스트립을 설정하고, 마지막 타겟맵 스트립까지 모의표적신호 생성이 완료되면 상술한 loop 동작을 종료할 수 있다. In addition, when the determination unit 250 determines that the R_vis matrix for all visible regions located in the current target map strip is generated, the target map strip setting unit 230 sets a target map strip to be processed next. That is, the target map strip setting unit 230 sets the next target map strip by moving one pixel in the range direction from the current target map strip, and ends the aforementioned loop operation when the simulation target signal generation is completed up to the last target map strip. can do.

최종 모의표적신호 생성부(260)는 스트립 모의표적신호 생성부(240)에서 타겟맵에 존재하는 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스들을 포함하는 R_vis_discrete 매트릭스가 생성되면, R_vis_discrete 매트릭스 내의 모의표적신호들(R_vis 매트릭스들)에 대해 횡방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 타겟맵에 해당하는 최종 모의표적신호 매트릭스(이하, 'R 매트릭스'라 한다)를 생성할 수 있다. 즉, 최종 모의표적신호 생성부(260)는 R_vis_discrete를 이용하여 시간 영역의 최종적인 모의표적신호, 즉 R 매트릭스를 생성할 수 있다. The final simulation target signal generator 260 generates the R_vis_discrete matrix including the R_vis matrices for all target map strips existing in the target map in the strip simulation target signal generator 240, and then simulates the target signals in the R_vis_discrete matrix. It may generate (R_vis matrices) component sum in the cross direction (Elementwise sum) calculated on the final simulated target signal matrix corresponding to the target map (hereinafter referred to as, 'R matrix ") for. That is, the final simulation target signal generator 260 may generate the final simulation target signal in the time domain, that is, the R matrix by using R_vis_discrete .

최종 모의표적신호 생성부(260)는 [수학식 13]을 이용한다.The final simulated target signal generator 260 uses Equation 13.

[수학식 13]을 참조하면, 최종 모의표적신호 생성부(260)는 R_vis_discrete 내의 각 R_vis를 이용하여 R 매트릭스를 생성한다. R 매트릭스는 (N_target_azi - N_azi_beam + 1) × 1 개의 하위 매트릭스로 구성되고, 이 하위 매트릭스는 1 × N_sample의 크기를 갖는 레이더의 각 송출 신호에 대해 생성된 시간 영역의 모의표적신호이다.Referring to Equation 13, the last simulated target signal generating unit 260 generates an R matrix using each R_vis in R_vis_discrete. The R matrix is composed of (N_target_azi-N_azi_beam + 1) x 1 sub-matrix, which is a simulated target signal in the time domain generated for each outgoing signal of the radar having the size of 1 x N_sample.

[수학식 13]에서 '.+' operation은 매트릭스 간 성분합(Elementwise Multiplication) 연산으로서 다음과 같이 계산될 수 있다.In Equation 13, '. +' Operation is an elementwise multiplication operation between matrices and may be calculated as follows.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 모의표적신호 생성 방법을 도시한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of generating a simulated target signal of an image radar according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 모의표적신호 생성 방법을 실행하는 장치는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 모의표적신호 생성 장치(200) 또는 도 10을 참조하여 설명할 전자장치(1000)일 수 있으며, 이하에서는 모의표적신호 생성 장치(200)를 예로 들어 설명한다. The apparatus for executing the simulation target signal generation method illustrated in FIG. 9 may be the simulation target signal generation device 200 described with reference to FIGS. 1 to 8 or the electronic device 1000 described with reference to FIG. 10. In the following description, the simulated target signal generating apparatus 200 is taken as an example.

도 9를 참조하면, 모의표적신호 생성 장치(200)는 모의표적신호를 적용하기 위한 레이더의 동작 파라미터를 [표 2]와 같이 설정한다(S910).Referring to FIG. 9, the simulation target signal generating apparatus 200 sets an operating parameter of a radar for applying the simulation target signal as shown in [Table 2] (S910).

모의표적신호 생성 장치(200)는 안테나 빔 패턴 정보인 A(theta)를 변환하여 A_cartesian 매트릭스를 획득한다(S920).The simulation target signal generating apparatus 200 obtains an A_cartesian matrix by converting A (theta) which is antenna beam pattern information (S920).

모의표적신호 생성 장치(200)는 모의표적 원데이터를 사용하여 모의하고자 하는 표적의 데이터(이하, '모의표적데이터'라 한다)와, 모의표적데이터의 상단에 위치하는 상단 더미데이터와 하단에 위치하는 하단 더미데이터를 포함하는 타겟맵을 생성한다(S930). The simulation target signal generating apparatus 200 uses data of a target to be simulated by using the simulation target raw data (hereinafter referred to as 'simulation target data'), upper dummy data located at the top of the simulation target data, and a lower position. A target map including the bottom dummy data is generated (S930).

모의표적신호 생성 장치(200)는 모의하고자 하는 표적으로부터 생성된 매트릭스 기반의 타겟맵으로부터 모의표적신호를 생성하기 위한 타겟맵 스트립들을 기설정된 기준에 따라 순차적으로 설정한다(S940).The simulation target signal generating apparatus 200 sequentially sets target map strips for generating the simulation target signal from the matrix-based target map generated from the target to be simulated according to a predetermined reference (S940).

S940단계를 자세히 설명하면, 모의표적신호 생성 장치(200)는 모의표적신호 생성을 위해 타겟맵(M_target) 내에서 타겟맵 스트립(M_target_strip)을 선택하기 위한 레인지 방향으로 각 열마다 인덱스(idx_range)를 설정할 수 있다(S941).Referring to step S940 in detail, the simulation target signal generating apparatus 200 generates an index (idx_range) for each column in the range direction for selecting the target map strip M_target_strip in the target map M_target for generating the simulation target signal. Can be set (S941).

모의표적신호 생성 장치(200)는 idx_range가 설정되면, 타겟맵(M_target)에서 하나의 열에 해당하는 데이터를 타겟맵 스트립(M_target_strip)으로 설정할 수 있다(S942).When the simulated target signal generating unit 200 is idx_range is set, it is possible to set a target map (M_target) one target map strip (M_target_strip) data that corresponds to the column from (S942).

모의표적신호 생성 장치(200)는 S940단계에서 설정되는 타겟맵 스트립들 각각에 대한 모의표적신호 매트릭스들(이하, 'R_vis'라 한다)을 순차적으로 생성하고, R_vis 매트릭스들을 이용하여 디스크리트 모의표적 매트릭스(이하, 'R_vis_discrete 매트릭스'라 한다)를 생성한다(S950).The simulation target signal generating apparatus 200 sequentially generates simulation target signal matrices (hereinafter, referred to as 'R_vis' ) for each of the target map strips set in step S940, and uses the discrete simulation target matrix using the R_vis matrices. (Hereinafter referred to as an ' R_vis_discrete matrix') (S950).

S950단계에 대해 자세히 설명하면, 모의표적신호 생성 장치(200)는 레이더의 송출 파형과 이 송출 파형에 의한 레이더의 송출 신호가 타겟맵(M_target)에서 반사되면서 발생하는 진폭(amplitude) 변화, 시간 지연 및 도플러 효과에 의한 주파수 변화를 나타내기 위한 임펄스 매트릭스(Imp)를 산출한다(S951).In more detail with respect to step S950, the simulation target signal generating apparatus 200 is a change in amplitude (amplitude), time delay caused by the transmission waveform of the radar and the transmission signal of the radar by the transmission waveform reflected in the target map ( M_target ) And an impulse matrix Imp for representing the frequency change due to the Doppler effect (S951).

모의표적신호 생성 장치(200)는 타겟맵(M_target)에 위치하는 픽셀의 위치를 지정하기 위해 방위각 방향으로 각 행마다 인덱스(idx_azi)들을 설정한다(S952).The simulation target signal generating apparatus 200 sets indexes idx_azi for each row in the azimuth direction in order to designate the position of the pixel located in the target map M_target (S952).

모의표적신호 생성 장치(200)는 S942단계에서 설정된 타겟맵 스트립으로부터 사전에 설정된 다수의 행과 하나의 열에 해당하는 픽셀들로 이루어진 Visible 영역을 추출하여 Vis 매트릭스를 생성할 수 있다(S953).The simulation target signal generating apparatus 200 may generate a Vis matrix by extracting a Visible area including pixels corresponding to a plurality of rows and one column set in advance from the target map strip set in step S942 (S953).

모의표적신호 생성 장치(200)는 S953단계에서 Vis 매트릭스가 생성되면, Vis 매트릭스를 레인지 방향으로 복사(또는 확장)하여 Imp 매트릭스와 동일한 크기의 매트릭스(Vis_expansion)를 생성할 수 있다(S954). When the simulated target signal generating unit 200 is Vis matrix is generated in step S953, it is possible to copy (or extended) with a matrix Vis range direction to generate a matrix (Vis_expansion) of the same size as the Imp matrix (S954).

모의표적신호 생성 장치(200)는 S954단계에서 생성된 Vis_expansion 매트릭스와 S951단계에서 생성된 Imp 매트릭스를 성분곱(Elementwise Multiplication) 연산하여 R_vis_pixel 매트릭스를 생성할 수 있다(S955). 즉, 모의표적신호 생성 장치(200)는 성분곱 연산의 결과를 R_vis_pixel 매트릭스의 원소로서 R_vis_pixel 매트릭스에 저장한다. Simulated target signal generating unit 200 may be calculated by multiplying the component with the Imp Vis_expansion matrix generated by the matrix generation step S951 in step S954 (Elementwise Multiplication) to generate R_vis_pixel matrix (S955). That is, the simulation target signal generating apparatus 200 stores the result of the component product operation in the R_vis_pixel matrix as an element of the R_vis_pixel matrix.

모의표적신호 생성 장치(200)는 R_vis_pixel 매트릭스를 종방향으로 성분합(Elementwise Summation) 연산하여 레이더의 수신단에서의 시간 영역 모의표적신호를 표현하는 매트릭스(R_vis)를 생성할 수 있다(S956).Simulated target signal generating unit 200 may calculates the sum component (Elementwise Summation) R_vis_pixel the matrix in the longitudinal direction generates a matrix (R_vis) representing a time-domain simulation of the target signal from the radar receiver (S956).

모의표적신호 생성 장치(200)는 현재의 visible 영역에 대해 생성된 R_vis 매트릭스를 R_vis_discrete 매트릭스의 한 원소로서 저장하여 R_vis_discrete 매트릭스를 갱신할 수 있다(S957).Simulated target signal generating unit 200 may save the R_vis matrix generated for the currently visible area of a single element of the matrix to update the R_vis_discrete R_vis_discrete matrix (S957).

모의표적신호 생성 장치(200)는 현재 타겟맵 스트립에 대한 모의표적신호(R_vis)가 모두 생성되었는지 판단할 수 있다(S960).The simulation target signal generating apparatus 200 may determine whether all simulation target signals R_vis for the current target map strip are generated (S960).

판단 결과, 미완료된 것으로 판단되면(S960-No), 모의표적신호 생성 장치(200)는 S952단계로 진입하여 현재 타겟맵 스트립에서 한 픽셀만큼 위로 이동하여 다음 Visible 영역을 추출하여 다음 Vis 매트릭스를 생성하고, 상술한 동작을 반복한다. As a result of determination, if it is determined that it is incomplete (S960-No), the simulation target signal generating apparatus 200 enters step S952 and moves up one pixel in the current target map strip to extract the next visible region to generate the next Vis matrix. Then, the above operation is repeated.

또한, 판단 결과 현재 타겟맵 스트립에 위치하는 모든 Visible 영역들에 대한 R_vis 매트릭스가 생성된 것으로 판단되면(S960-Yes), 모의표적신호 생성 장치(200)는 모든 타겟맵 스트립들에 대해 R_vis 매트릭스 생성 완료되었는지 판단한다(S970).In addition, if it is determined that the R_vis matrix is generated for all visible regions located in the current target map strip (S960-Yes), the simulation target signal generating apparatus 200 generates the R_vis matrix for all target map strips. It is determined whether it is completed (S970).

판단 결과, 미완료된 것으로 판단되면(S970-No), 모의표적신호 생성 장치(200)는 S941단계로 진입하여 다음에 처리할 타겟맵 스트립을 설정한다. If it is determined that it is incomplete (S970-No), the simulation target signal generating apparatus 200 enters the step S941 and sets the target map strip to be processed next.

또한, 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스 생성이 완료된 것으로 판단되면(S970-Yes), 즉, 타겟맵에 존재하는 모든 타겟맵 스트립들에 대한 R_vis 매트릭스들로 갱신된 R_vis_discrete 매트릭스가 생성되면, 모의표적신호 생성 장치(200)는 R_vis_discrete 매트릭스 내의 R_vis 매트릭스들에 대해 횡방향으로 성분합(Elementwise Sum) 연산하여 타겟맵에 해당하는 최종 모의표적신호 매트릭스(R)를 생성한다(S980).Further, if it is determined that the R_vis matrix generation is completed for all of the target map strips (S970-Yes), that is, when the R_vis_discrete matrix is created, updated with R_vis matrix for all of the target map strips present in the target map, Model target signal generating unit 200 generates a final simulation target signal component by the sum matrix (Elementwise sum) operation in a lateral direction with respect to the matrix in the R_vis R_vis_discrete matrix corresponding to the target map (R) (S980).

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 영상레이더의 모의표적신호 생성 방법을 실행하는 전자장치(1000)를 도시한 블록도이다.FIG. 10 is a block diagram illustrating an electronic device 1000 that executes a method for generating a simulated target signal of an image radar, according to an exemplary embodiment.

도 10을 참조하면, 전자장치(1000)는 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 장치(1400), 스토리지(1500), 및 네트워크 인터페이스 장치(1600)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the electronic apparatus 1000 may include at least one processor 1100, a memory 1300, a user interface device 1400, a storage 1500, and a network interface device connected via a bus 1200. 1600).

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1500)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다. The processor 1100 may be a central processing unit (CPU) or a semiconductor device that executes processing for instructions stored in the memory 1300 and / or the storage 1500. The memory 1300 and the storage 1600 may include various types of volatile or nonvolatile storage media. For example, the memory 1300 may include a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1500))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. Thus, the steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be embodied directly in hardware, software module, or a combination of the two executed by the processor 1100. The software module resides in a storage medium (ie, memory 1300 and / or storage 1500), such as RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disks, removable disks, CD-ROMs. You may. An exemplary storage medium is coupled to the processor 1100, which can read information from and write information to the storage medium.

다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.In the alternative, the storage medium may be integral to the processor 1100. The processor and the storage medium may reside in an application specific integrated circuit (ASIC). The ASIC may reside in a user terminal. In the alternative, the processor and the storage medium may reside as discrete components in a user terminal.

또한, 본 발명은 레이더용 모의표적신호 생성 방법을 구현하기 위하여 상기 전자장치와 같은 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공할 수 있다.In addition, the present invention may provide a program stored in a computer-readable recording medium that is executed on a computer such as the electronic device in order to implement a method for generating a simulated target signal for a radar.

한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.On the other hand, while described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, and depart from the scope of the technical idea It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the present invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

200: 레이더용 모의표적신호 생성 장치
210: 레이더 파라미터 설정부
220: 모의표적 파라미터 설정부
230: 타겟맵 스트립 설정부
240: 스트립 모의표적신호 생성부
250: 판단부
260: 최종 모의표적신호 생성부200: simulated target signal generation device for radar
210: radar parameter setting unit
220: simulation target parameter setting unit
230: target map strip setting unit
240: strip simulation target signal generation unit
250: judgment
260: final simulation target signal generation unit

Claims

A target map strip setting unit configured to sequentially set target map strips for generating a simulation target signal from a matrix-based target map generated from a target to be simulated according to predetermined criteria;
The target map simulated target signal for the target map strips of each set in the strip setting unit matrix (hereinafter referred to as "R_vis matrix" referred to) for using the R_vis matrix generated by one, and generates a discrete simulation target matrix (hereinafter referred to as A strip simulation target signal generator for generating a ' R_vis_discrete matrix'; And
The strip simulation when the target R_vis_discrete matrix comprising R_vis matrix for all of the target map strips present in the target map, in the signal generator is generated, the R_vis_discrete (Elementwise Sum) sum component transverse to the R_vis matrix in a matrix operation And a final simulated target signal generator for generating a final simulated target signal matrix (hereinafter, referred to as an ' R matrix') corresponding to the target map.

The method of claim 1,
The target map strip setting unit,
A range index setting unit configured to set indexes (hereinafter, referred to as 'idx_range') for each column in a range direction to designate a pixel located in the matrix-based target map; And
And a strip setting unit configured to set data corresponding to one column in the target map as a target map strip.
The range direction is,
A simulation target signal generating device for radar, characterized in that the direction perpendicular to the azimuth direction, which is the direction of movement of the radar, is in the same line as the beam sending direction of the radar.

The method of claim 1,
The strip simulation target signal generation unit,
An impulse matrix calculation unit for calculating an impulse matrix (hereinafter referred to as an ' imp matrix') for indicating an amplitude change, a time delay, and a frequency change caused by the Doppler effect generated when the radar transmission signal is reflected from the target map;
The target map (hereinafter referred to as, "Visible region"), an area corresponding to the sub-unit (Visible) for generating a simulated target signal from the target map strips set in the strip setting unit the extracted Vis matrix generator for generating Vis matrix;
An R_vis_pixel matrix generator for generating a matrix (hereinafter, referred to as an ' R_vis_pixel matrix') of radar received signals simulated for each pixel of the Visible region by performing elementwise multiplication on the generated Vis matrix and the Imp matrix. ;
An R_vis matrix generator for generating a matrix (hereinafter, referred to as an " R_vis matrix") representing a time domain simulation target signal at a receiving end of the radar by performing an elementwise sum operation on the generated R_vis_pixel matrix in a longitudinal direction; And
And a R_vis_discrete matrix updater which stores the generated R_vis matrix in an R_vis_discrete matrix to update the R_vis_discrete matrix.

The method of claim 3,
The impulse matrix calculation unit,
An apparatus for generating simulated target signals for radar, comprising calculating an impulse matrix using the following equation:
Imp = A_cartesian [:] [idx_range] .x S_delay .x Dop
Where Imp is an impulse matrix, A_cartesian [:] [idx_range] is a matrix obtained by converting the radar antenna beam pattern value as a function of azimuth and range, and S_delay is the distance between the radar antenna and the pixel in the visible region of the target map. Radar transmission waveform reflecting the effects of the time-delay of the generated radar received signal, Dop is the change of the radar received signal by the Doppler frequency determined by the influence of the time-delay and the moving speed of the radar and Angle_offset, and Angle_offset is the antenna of the radar And the angle between the pixels in the target map.

The method of claim 3,
The Vis matrix generator,
An azimuth index setting unit for setting indices (hereinafter, referred to as 'idx_azi') for each row in an azimuth direction to designate a pixel located in the matrix-based target map; And
Radar simulation target signal generating apparatus comprising: a; extracts a plurality of rows and one the Visible region made up of pixels of the column that is set in advance from the target map strip Vis extraction unit for generating Vis matrix.

The method of claim 5,
The Vis extraction unit,
When Vis matrix is generated for one of the Visible region in the Vis-matrix generation unit, all Visible region to generate Vis matrix to extract the Visible region to generate Vis matrix in the target map strips, present in the target map, the strip Generate the Vis matrix for the
The R_vis matrix generator,
Generate an R_vis matrix representing a time domain simulated target signal generated for a single visible region in the target map strip, and generate an R_vis matrix for each of the visible regions existing in the target map strip; Simulated target signal generation device.

The method of claim 3,
The R_vis_pixel matrix generator,
A matrix extension unit for generating a matrix having the same size as the impulse matrix (hereinafter, referred to as a ' Vis_expansion matrix') by extending the Vis matrix in a range direction when the Visible region is extracted from the Vis matrix generator; And
And stores the calculated matrix, and the Vis_expansion Imp multiplying the matrix component (Elementwise Multiplication) as an element of R_vis_pixel R_vis_pixel matrix generator for generating a matrix R_vis_pixel; includes,
And R_vis_pixels of the R_vis_pixel matrix represent discrete radar received signals simulated for each pixel of the visible region.

The method of claim 3,
The R_vis_discrete matrix update unit,
And simulating the R_vis_discrete matrix by storing the R_vis matrices generated for all visible regions in the target map strip in the R_vis_discrete matrix.

The method of claim 1,
The final simulated target signal generation unit,
(N_target_azi-N_azi_beam + 1) Х Generate an R matrix comprising one submatrix, wherein the submatrix is the final simulated target signal of the time domain generated for each outgoing signal of the radar with the magnitude of (1Х N_sample). And N_target_azi is the number of rows of the target map, and N_azi_beam is the number of azimuth direction pixels of the target map belonging to the effective beam width of the image radar.

The method of claim 1,
Create a target map that generates a target map including data of a target to be simulated (hereinafter referred to as 'mock target data'), and top dummy data positioned at the top of the simulated target data and bottom dummy data positioned at the bottom thereof. Mock target signal generating device for a radar further comprising a.

The method of claim 10,
The target map generation unit,
Simulate target data with (N_azi Х oversampling_factor) and (N_range Х oversampling_factor) in the azimuth and range directions, respectively, by oversampling from the simulated target data, and generate the top dummy data and bottom dummy data with pixel value 0. Generate and connect to the top and bottom of the simulated target data to generate a target map,
The number of pixels of the upper dummy data and the lower dummy data is (N_azi_beam Х N_range Х oversampling_factor), respectively.
And the simulation target raw data has N_azi and N_range pixels in the azimuth direction and the range direction, respectively, and the oversampling_factor is an oversampling coefficient.

Create a target map that generates a target map including data of a target to be simulated (hereinafter referred to as 'mock target data'), and top dummy data positioned at the top of the simulated target data and bottom dummy data positioned at the bottom thereof. part;
A target map strip setting unit configured to sequentially set target map strips for generating a simulated target signal from the generated target map according to a predetermined criterion;
Simulated target signal matrix (hereinafter, referred to as 'R_vis matrix') for each target map strip set in the target map strip setting unit is sequentially generated, and the discrete simulated target matrix (hereinafter, referred to as "R_vis matrix") is generated. A strip simulation target signal generator for generating a 'R_vis_discrete matrix'; And
When the strip simulation target signal generator generates an R_vis_discrete matrix including R_vis matrices for all target map strips present in the target map, an elementwise sum operation is performed on the R_vis matrices in the R_vis_discrete matrix in a lateral direction. And a final simulation target signal generator for generating a final simulation target signal matrix (hereinafter, referred to as an 'R matrix') corresponding to the target map.
The target map strip setting unit, when generation of the R_vis matrices for one target map strip in the strip simulation target signal generation unit is completed, sets a target map strip to generate the next simulation target signal according to the preset criteria. An apparatus for generating simulated target signals for radars.