KR102151073B1 - 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더 - Google Patents

위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더 Download PDF

Info

Publication number
KR102151073B1
KR102151073B1 KR1020190163895A KR20190163895A KR102151073B1 KR 102151073 B1 KR102151073 B1 KR 102151073B1 KR 1020190163895 A KR1020190163895 A KR 1020190163895A KR 20190163895 A KR20190163895 A KR 20190163895A KR 102151073 B1 KR102151073 B1 KR 102151073B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
signal
transmission
reception
transmission signal
Prior art date
Application number
KR1020190163895A
Other languages
English (en)
Inventor
서봉용
손재현
최문각
Original Assignee
한화시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화시스템 주식회사 filed Critical 한화시스템 주식회사
Priority to KR1020190163895A priority Critical patent/KR102151073B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102151073B1 publication Critical patent/KR102151073B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4021—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 방법으로서, 기준 수신신호를 발생시키는 과정; 상기 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하고, 수신신호 위상 오차가 발생한 수신장치에서 수신신호 위상 오차를 제거하는 과정; 각 채널의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키는 과정; 상기 기준 송신신호를 동일한 채널의 수신장치에서 수신하는 과정; 각 채널별로 상기 기준 송신신호의 위상을 산출하고, 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정; 및 송신신호 위상 오차가 발생한 송신장치들에서 송신신호 위상 오차를 동시에 제거하는 과정;을 포함하고, 위상 오차가 발생하면 위상을 보정해줄 수 있다.

Description

위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더{PHASE CORRECTION METHOD, PHASE CORRECTION APPARATUS AND ALL DIGITAL RADAR}
본 발명은 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위상 오차가 발생하면 위상을 보정해줄 수 있는 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더에 관한 것이다.
일반적으로 레이더는 표적을 탐지하기 장치이다. 레이더가 송신한 신호는 표적에 반사되고, 레이더는 반사된 신호를 수신하여 표적을 탐지한다. 이에, 레이더를 이용하여 표적의 위치 정보를 획득하는 임무를 수행할 수 있다.
최근에는 복수의 배열 안테나와 복수의 수신채널을 구비하는 완전디지털 레이더가 개발되고 있다. 완전디지털 레이더는 수신채널들로 수신되는 신호의 위상을 비교하여, 표적의 거리 및 입사각 등을 추정할 수 있다.
이때, 완전디지털 레이더를 가동하거나, 완전디지털 레이더가 사용하는 주파수를 변경할 때 위상 모호성이 발생할 수 있다. 따라서, 위상의 급격한 변화로 인해 완전디지털 레이더가 표적의 잘못된 위치 정보를 제공하는 문제가 발생할 수 있다.
종래에는 위상 모호성이 발생하면 이를 보정하기 위한 기술들이 개발되어 왔지만, 종래의 보정 기술은 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 따라서, 완전디지털 레이더를 운용할 수 있는 시간이 굉장히 제한될 수 있다.
KR 2012-0100039 A
본 발명은 위상 오차가 발생하면 위상을 신속하게 보정해줄 수 있는 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더를 제공한다.
본 발명은 완전디지털 레이더의 운용 효율을 높일 수 있는 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더를 제공한다.
본 발명은 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 방법으로서, 기준 수신신호를 발생시키는 과정; 상기 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하고, 수신신호 위상 오차가 발생한 수신장치에서 수신신호 위상 오차를 제거하는 과정; 각 채널의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키는 과정; 상기 기준 송신신호를 동일한 채널의 수신장치에서 수신하는 과정; 각 채널별로 상기 기준 송신신호의 위상을 산출하고, 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정; 및 송신신호 위상 오차가 발생한 송신장치들에서 송신신호 위상 오차를 동시에 제거하는 과정;을 포함한다.
상기 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호의 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정은, 상기 수신장치 각각에서 상기 기준 수신신호를 수신하는 과정; 및 상기 기준 수신신호의 위상을 상기 수신장치 각각에서 산출하고, 상기 수신장치 각각의 수신신호 위상 변화를 진단하는 과정;을 포함한다.
상기 각 채널의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키기 전에, 채널들 간에 신호가 전달되지 않도록 채널들 사이의 경로를 차단하는 과정을 포함한다.
상기 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정은, 상기 기준 송신신호의 설정 위상과, 각 채널별로 산출된 산출 위상을 비교하는 과정; 및 설정 위상과 산출 위상에 차이가 발생하면, 송신신호 위상 오차가 발생했다고 판단하는 과정;을 포함한다.
상기 송신신호 위상 오차를 제거하는 과정은, 산출되는 송신신호 위상을 0도로 정렬하는 과정을 포함한다.
본 발명은 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 장치로서, 기준 수신신호를 발생시키고, 상기 수신장치 각각으로 상기 기준 수신신호를 전달할 수 있는 신호발생부; 상기 수신장치로 전달되는 신호의 위상을 진단할 수 있는 진단부; 상기 수신장치 각각의 수신신호 위상을 보정할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 복수개의 수신장치와 각각 연결되는 수신신호 위상 보정부; 상기 송신장치가 기준 송신신호를 발생시키도록 제어할 수 있는 제어부; 및 상기 송신장치 각각의 송신신호 위상을 동시에 보정할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 복수개의 송신장치와 각각 연결되는 송신신호 위상 보정부;를 포함한다.
상기 진단부는, 상기 수신장치로 전달되는 신호의 위상을 산출할 수 있는 산출기; 및 상기 산출기에서 산출된 산출 위상을, 미리 설정된 설정 위상과 비교하여, 위상 오차가 발생했는지 진단할 수 있는 진단기;를 포함한다.
상기 채널들 사이의 신호가 전달되는 것을 차단할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 채널들 각각에 설치되는 차단부를 더 포함한다.
본 발명은 복수개의 안테나; 상기 복수개의 안테나 각각에 연결되는 복수개의 송신장치; 상기 복수개의 안테나 각각에 연결되는 복수개의 수신장치; 및 상기 송신장치 및 상기 수신장치에 연결되어, 위상 오차를 진단하고 보정할 수 있는 위상 보정장치;를 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 위상 오차를 진단하고, 위상 오차를 제거할 수 있다. 즉, 위상 변화를 보정하여 위상 오차를 제거할 수 있다. 이에, 완전디지털 레이더가 정확한 표적의 위치 정보를 안정적으로 제공해줄 수 있다.
또한, 위상 오차를 신속하게 제거할 수 있다. 이에, 위상 변화를 보정하면서 완전디지털 레이더가 운용되지 못하는 시간을 감소시킬 수 있기 때문에, 완전디지털 레이더의 운용 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 완전디지털 레이더의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 보정방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신신호 위상 오차를 진단하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신신호 위상 오차를 진단하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 오차를 제거하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 완전디지털 레이더의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 완전디지털 레이더에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 완전디지털 레이더는 디지털 방식으로 레이더 빔을 생성하여 표적의 위치를 정보를 획득하는데 사용할 수 있는 레이더이다. 완전디지털 레이더는 복수개의 기능을 가지는 다기능 레이더일 수 있다. 도 1을 참조하면, 완전디지털 레이더(1000)는 안테나(100), 송신장치(200), 수신장치(300), 분석장치(400), 및 위상 보정장치(500)를 포함한다.
안테나(100)는 복수개가 구비될 수 있고, 미리 정해진 패턴에 따라 배열될 수 있다. 안테나(100)들은 송신장치(200)에서 전달되는 신호를 외부로 방사하거나, 외부에서 반사되어 돌아오는 신호를 수신장치(300)에 전달해줄 수 있다.
송신장치(200)는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개의 안테나(100) 각각에 연결될 수 있다. 송신장치(200)는 작업자가 설정한 위상으로 송신신호를 발생시킬 수 있다. 각 송신장치(200)에서 발생시킨 송신신호는, 각 안테나(100)를 통해 외부의 표적으로 방사될 수 있다. 송신장치(200)는 신호발생기(210), 디지털 아날로그 변환기(230), 송신 필터(230), 및 송신 전달기(240)를 포함한다.
신호발생기(210)는 오실레이터일 수 있다. 신호발생기(210)는 싸인웨이브를 가지는 디지털 송신신호를 발생시킬 수 있다.
디지털 아날로그 변환기(230)는 신호발생기(210)와 연결된다. 신호발생기(210)에서 발생시킨 디지털 송신신호를, 아날로그 송신신호로 변환할 수 있다.
송신 필터(230)는 디지털 아날로그 변환기(230)와 연결된다. 송신 필터(230)는 디지털 아날로그 변환기(230)에서 변환된 아날로그 송신신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다.
송신 전달기(240)는 송신 필터(230)와 안테나(100) 사이에 배치된다. 송신 전달기(240)는 서큘레이터일 수 있다. 송신 전달기(240)는 아날로그 송신신호를 안테나(100)에 전달할 수 있다. 이에, 신호발생기(210)에서 생성된 송신신호가 송신 전달기(240)를 통해 안테나(100)로 전달되어 송신될 수 있다.
수신장치(300)는 복수개가 구비될 수 있고, 복수개의 안테나(100) 각각에 연결될 수 있다. 외부에서 반사되어 각 안테나(100)로 수신되는 신호가 각 수신장치(300)로 전달될 수 있다. 수신장치(300)는 수신 전달기(310), 수신 필터(320), 아날로그 디지털 변환기(330), 및 신호처리기(340)를 포함한다.
수신 전달기(310)는 안테나(100)와 수신 필터(320) 사이에 배치된다. 수신 전달기(310)는 서큘레이터일 수 있다. 안테나(100)로 수신된 아날로그 신호가 수신 전달기(310)를 통해 신호처리기(340)로 전달될 수 있다.
수신 필터(320)는 수신 전달기(310)와 연결된다. 수신 필터(320)는 수신 전달기(310)에서 전달되는 아날로그 신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다.
아날로그 디지털 변환기(330)는 수신 필터(320)와 연결된다. 아날로그 디지털 변환기(330)는 수신 전달기(310)에서 전달되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
신호처리기(340)는 아날로그 디지털 변환기(330)와 연결된다. 신호처리기(340)는 아날로그 디지털 변환기(330)에서 변환된 디지털 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 디지털 신호를 증폭 처리하거나 디지털 신호를 필터링 처리할 수 있다.
이때, 하나의 안테나(100), 하나의 송신장치(200), 및 하나의 수신장치(300)가 연결되어 하나의 채널을 형성할 수 있다. 채널이 복수개 구비되어 완전디지털 레이더(1000)를 형성할 수 있다.
분석장치(400)는 복수개의 수신장치(300)와 연결된다. 분석장치(400)는 수신채널들에서 제공되는 수신결과들을 분석하여, 표적을 탐지하거나 추적할 수 있다.
위상 보정장치(500)는 완전디지털 레이더(1000)의 위상을 보정하는 장치이다. 위상 보정장치(500)는 송신장치(200) 및 수신장치(300)에 연결된다. 위상 보정장치(500)는 신호발생부(510), 진단부(520), 수신신호 위상 보정부(530), 제어부(550), 및 송신신호 위상 보정부(540)를 포함한다.
신호발생부(510)는 수신장치(300)와 연결된다. 신호발생부(510)는 기준 수신신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 기준 수신신호가 수신장치(300) 각각으로 전달될 수 있다. 신호발생부(510)는 기준신호발생기(511), 기준신호 변환기(512), 기준신호 필터(513), 및 기준신호 전달기(514)를 포함한다.
기준신호발생기(511)는 오실레이터일 수 있다. 신호발생기(210)는 싸인웨이브를 가지는 디지털식 기준 수신신호를 발생시킬 수 있다.
기준신호 변환기(512)는 기준신호발생기(511)와 연결된다. 기준신호 변환기(512)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환할 수 있다. 이에, 기준신호발생기(511)에서 발생시킨 디지털식 기준 수신신호를, 아날로그식 기준 수신신호로 변환할 수 있다.
기준신호 필터(513)는 기준신호 변환기(512)와 연결된다. 기준신호 필터(513)는 기준신호 필터(513)에서 변환된 아날로그식 기준 수신신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다.
기준신호 전달기(514)는 수신장치(300)와 연결될 수 있다. 기준신호 전달기(514)는 서큘레이터일 수 있다. 기준신호 전달기(514)는 기준 수신신호를 수신장치(300)에 전달할 수 있다. 이에, 기준신호발생기(511)에서 생성된 기준 수신신호가 기준신호 전달기(514)를 통해 수신장치(300)로 전달될 수 있다.
이때, 기준 수신신호는 작업자가 설정한 위상으로 발생시키거나, 미리 정해진 위상으로 발생시킬 수 있다. 따라서, 기준 수신신호의 설정 위상 정보를 미리 획득할 수 있다.
한편, 신호발생부(510)는 하나가 구비되어, 복수개의 수신장치(300)로 기준 수신신호를 전달할 수 있다. 이에, 복수개의 수신장치(300)에 동일한 설정 위상을 가지는 기준 수신신호가 전달될 수 있다. 따라서, 동일한 기준으로 복수개의 수신장치(300)의 상태를 진단하기 때문에, 수신장치(300)들의 상태를 용이하게 비교할 수 있고, 장치의 구성도 단순해질 수 있다.
진단부(520)는 수신장치(300)와 연결될 수 있다. 이에, 진단부(520)는 수신장치(300)로 전달되는 신호의 위상 오차를 진단할 수 있다. 진단부(520)는 산출기(521) 및 진단기(522)를 포함한다.
산출기(521)는 신호처리기(340)와 분석장치(400) 사이에 진단부(520)가 배치될 수 있다. 산출기(521)는 수신장치(300)로 전달되는 신호의 위상을 산출할 수 있다. 이에, 산출기(521)는 기준 수신신호의 위상과, 송신장치(200)에서 발생시키는 송신신호의 위상 등을 산출할 수 있다.
진단기(522)는 산출기(521)와 연결된다. 진단기(522)는 산출기(521)에서 산출된 산출 위상을, 작업자가 미리 설정한 설정 위상과 비교할 수 있다. 따라서, 두 위상을 비교결과에 따라 위상 오차(또는, 위상 모호성)이 발생했는지 진단할 수 있다.
예를 들어, 수신장치(300)에 기준 수신신호가 전달되는 경우, 기준 수신신호의 산출 위상과 설정 위상을 비교할 수 있다. 따라서, 산출 위상과 설정 위상이 같으면 위상 오차가 발생하지 않았다고 진단할 수 있고, 산출 위상과 설정 위상에 차이가 있으면 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 이에, 수신장치(300)에 이상이 발생했는지 진단할 수 있다.
또는, 송신장치(200)에서 발생시킨 송신신호가 수신장치(300)로 전달되는 경우, 송신신호의 산출 위상과 설정 위상을 비교할 수 있다. 이에, 산출 위상과 설정 위상이 같으면 위상 오차가 발생하지 않았다고 진단할 수 있고, 산출 위상과 설정 위상에 차이가 있으면 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 따라서, 송신장치(200)에 이상이 발생했는지 진단할 수 있다.
수신신호 위상 보정부(530)는 복수개가 구비되어 복수개의 수신장치(300)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 수신장치(300) 각각의 수신신호 위상을 보정할 수 있다. 상세하게 수신신호 위상 보정부(530)는 아날로그 디지털 변환기(330)와 신호처리기(340) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 수신신호 위상 보정부(530)는 수신 선로 곱셈기일 수 있다. 이에, 곱셈기의 계수를 적용하여 수신신호 위상을 0°로 정렬할 수 있다. 이에, 수신신호 위상의 변화를 제거하여, 수신신호의 위상 오차를 제거할 수 있다.
제어부(550)는 복수개가 구비되어 복수개의 송신장치(200)와 각각 연결될 수 있다. 상세하게 제어부(550)는 송신장치(200)의 신호발생기(210)와 연결될 수 있다. 이에, 제어부(550)는 송신장치(200)가 기준 송신신호를 발생시키도록 제어할 수 있다.
송신신호 위상 보정부(540)는 복수개가 구비되어 복수개의 송신장치(200)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 송신장치(200) 각각의 송신신호 위상을 동시에 보정할 수 있다. 상세하게 송신신호 위상 보정부(540)는 디지털 아날로그 변환기(230)와 신호발생기(210) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 송신신호 위상 보정부(540)는 송신 선로 곱셈기일 수 있다. 이에, 곱셈기의 계수를 적용하여 송신신호 위상을 0°로 정렬할 수 있다. 이에, 송신신호 위상의 변화를 제거하여, 송신신호의 위상 오차를 제거할 수 있다.
한편, 위상 보정장치(500)는 차단부(560)를 더 구비할 수도 있다. 차단부(560)는 복수개가 구비되어 채널들 각각에 설치될 수 있다. 차단부(560)는 신호의 이동경로를 차단하여 채널들 사이의 신호가 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 송신장치(200)에서 발생시킨 기준 송신신호가 다른 채널의 수신장치(300)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 각 채널의 송신신호의 위상 오차를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 차단부(560)는 신호가 이동하는 경로를 조절할 수도 있다. 예를 들어, 완전디지털 레이더(1000)가 탐색 또는 추적 임무를 수행하기 위해, 송신장치(200)에서 송신신호를 발생시키는 경우, 차단부(560)는 송신신호가 수신장치(300)로 이동하는 경로를 차단하고, 안테나(100)로 이동하는 경로를 개방할 수 있다. 따라서, 송신신호는 안테나(100) 측으로 이동하여 외부로 방사될 수 있다. 이에, 송신신호가 수신장치(300)로 전달되어, 수신장치(300)로 전달되는 다른 신호와 교란되는 것을 방지할 수 있다.
또는, 안테나(100)에 반사된 신호가 수신되는 경우, 차단부(560)는 반사된 신호가 송신장치(200)로 이동하는 경로를 차단하고, 수신장치(300)로 이동하는 경로를 개방할 수 있다. 이에, 반사된 신호가 수신장치(300)로 이동할 수 있다. 따라서, 반사된 신호가 송신장치(200)가 발생시키는 신호에 노이즈를 발생시키는 것을 방지할 수 있다.
한편, 완전디지털 레이더(1000)는 전원 감지부(미도시), 주파수 감지부(미도시), 및 수행부(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 이에, 위상 보정장치(500)가 자동으로 위상을 진단하고 조절하는 작업을 수행할 수 있다.
전원 감지부는 완전디지털 레이더(1000)에 전원이 공급되는 것을 감지할 수 있다. 이에, 전원 감지부는 완전디지털 레이더(1000)가 작동하는 시점을 감지할 수 있다.
주파수 감지부는 완전디지털 레이더(1000)가 사용하는 주파수를 감지할 수 있다. 이에, 주파수 감지부는 완전디지털 레이더(1000)가 사용하는 주파수가 변하는 시점을 감지할 수 있다.
수행부는 전원 감지부 및 주파수 감지부와 연결되어, 위상 조정장치()의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전원 감지부가 완전디지털 레이더(1000)의 작동을 감지하면, 수행부가 위상 보정장치(500)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 수행하기 전에, 위상을 진단하고 보정하여, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 정확하게 수행할 수 있다.
또는, 주파수 감지부가 완전디지털 레이더(1000)가 사용하는 주파수의 변경을 감지하면, 수행부가 위상 보정장치(500)를 작동시킬 수 있다. 이에, 변경된 주파수로 임무들이 수행되기 전에, 위상을 진단하고 보정하여, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 계속 정확하게 수행할 수 있다.
이처럼, 위상 보정장치(500)를 이용하여 위상 오차를 진단하고, 위상 오차를 제거할 수 있다. 즉, 위상 변화를 보정하여 위상 오차를 제거할 수 있다. 이에, 완전디지털 레이더(1000)가 정확한 표적의 위치 정보를 안정적으로 제공해줄 수 있다.
또한, 위상 보정장치(500)가 복수의 송신장치(200)에 대한 위상을 보정 작업을 동시에 수행할 수 있기 때문에, 위상 오차를 신속하게 제거할 수 있다. 이에, 위상 변화를 보정하면서 완전디지털 레이더(1000)가 운용되지 못하는 시간을 감소시킬 수 있기 때문에, 완전디지털 레이더(1000)의 운용 효율을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 보정방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수신신호 위상 오차를 진단하는 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 송신신호 위상 오차를 진단하는 구조를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 오차를 제거하는 과정을 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 위상 보정방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 위상 보정방법은, 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 방법이다. 위상 보정방법은 본 발명의 실시 예에 따른 위상 보정장치를 이용하여 수행될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면 위상 보정방법은, 기준 수신신호를 발생시키는 과정(S110), 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하고, 수신신호 위상 오차가 발생한 수신장치에서 수신신호 위상 오차를 제거하는 과정(S120), 각 채널의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키는 과정(S130), 기준 송신신호를 동일한 채널의 수신장치에서 수신하는 과정(S140), 각 채널별로 기준 송신신호의 위상을 산출하고, 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정(S150), 및 송신신호 위상 오차가 발생한 송신장치들에서 송신신호 위상 오차를 동시에 제거하는 과정(S160)을 포함한다.
이때, 완전디지털 레이더(1000)를 가동하거나, 완전디지털 레이더(1000)가 사용하는 주파수를 변경할 때 위상 오차(또는, 위상 모호성)이 발생할 수 있다. 따라서, 완전디지털 레이더(1000)의 가동이나, 주파수 변경을 감지하여 위상 오차를 진단하고 보정하는 작업이 수행될 수 있다.
예를 들어, 전원 감지부가 완전디지털 레이더(1000)의 작동을 감지하면, 위상 보정장치(500)를 작동시킬 수 있다. 따라서, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 수행하기 전에, 위상을 진단하고 보정하여, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 정확하게 수행할 수 있다.
또는, 주파수 감지부가 완전디지털 레이더(1000)가 사용하는 주파수의 변경을 감지하면, 위상 보정장치(500)를 작동시킬 수 있다. 이에, 변경된 주파수로 임무들이 수행되기 전에, 위상을 진단하고 보정하여, 완전디지털 레이더(1000)가 임무들을 계속 정확하게 수행할 수 있다.
우선, 위상을 진단하는 작업이 수행될 수 있다. 진단하는 작업은 수신장치(300)를 진단하는 작업과, 송신장치(200)를 진단하는 작업으로 나뉠 수 있다. 진단하는 작업을 수신장치(300)를 이용하여 수행되기 때문에, 수신장치(300)의 위상을 진단하고 보정한 후, 송신장치(200)의 위상을 진단하고 보정하는 작업이 수행될 수 있다.
수신신호 위상을 진단하기 위해, 도 3과 같이 위상 보정장치(500)에 구비되는 신호발생기(210)가 기준 수신신호를 발생시킬 수 있다. 기준 수신신호는 작업자가 미리 설정한 위상을 가질 수 있다. 이에, 동일한 위상을 가지는 기준 수신신호가 복수의 채널에 구비되는 수신장치(300) 각각에 전달될 수 있다.
그 다음, 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호 위상 오차의 발생여부를 진단할 수 있다. 즉, 수신장치(300) 각각에서 기준 수신신호를 수신하면, 기준 수신신호의 위상을 수신장치(300) 각각에서 산출할 수 있다. 이에, 전체 수신장치(300)들의 수신신호 위상 정보를 획득할 수 있다.
수신장치(300) 각각의 위상 변화를 진단하기 위해, 기준 수신신호의 산출 위상과 설정 위상을 비교할 수 있다. 기준 수신신호의 설정 위상은 작업자가 설정한 것이기 때문에 미리 획득할 수 있고, 산출 위상은 계산을 통해 획득할 수 있다. 따라서, 산출 위상과 설정 위상이 같으면 수신신호 위상 오차가 발생하지 않았다고 진단할 수 있고, 산출 위상과 설정 위상에 차이가 있으면 수신신호 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 이에, 수신장치(300)들 중 어느 수신장치(300)에 이상이 발생했는지 진단할 수 있다.
수신신호 위상 오차가 발생하는 경우, 수신신호 위상 오차가 발생한 수신장치(300)에서 수신신호 위상 오차를 제거할 수 있다. 즉, 수신신호 위상 보정부(530)가 계수를 적용하여 기준 수신신호의 산출 위상을 0°로 정렬할 수 있다. 이에, 위상의 변화를 제거하여, 수신장치(300)의 위상 오차를 제거할 수 있다.
수신장치(300)의 위상 오차가 제거되면, 송신장치(200)의 위상 오차를 진단할 수 있다. 이때, 차단부(560)들의 작동을 제어하여 채널들 간에 신호가 전달되지 않도록 채널들 사이의 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 송신장치(200)에서 생성한 신호가 다른 채널의 수신장치(300)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
그 다음, 각 채널의 송신장치(200)들에서 기준 송신신호를 발생시킬 수 있다. 기준 송신신호는 작업자가 설정한 위상을 가질 수 있다. 각 송신장치(200)에서 발생한 기준 송신신호는 동일한 채널의 수신장치(300)로 수신될 수 있다.
이때, 채널들 사이에 신호가 이동할 수 있는 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 어느 한 채널의 송신장치(200)에서 발생시킨 신호가, 다른 채널의 수신장치(300)로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 각 채널별로 독립적으로 송신장치(200)의 상태를 점검할 수 있다.
그 다음, 기준 송신신호를 이용하여 각 채널의 송신장치에서 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단할 수 있다. 즉, 수신장치(300) 각각에서 기준 송신신호를 수신하면, 각 채널별로 기준 송신신호의 위상을 산출할 수 있다. 이에, 전체 송신장치(200)들의 송신신호 위상 정보를 획득할 수 있다.
송신장치(200) 각각의 위상 변화를 진단하기 위해, 도 4와 같이 기준 송신신호의 산출 위상과 설정 위상을 비교할 수 있다. 기준 송신신호의 설정 위상은 작업자가 설정한 것이기 때문에 미리 획득할 수 있고, 산출 위상은 계산을 통해 획득할 수 있다. 따라서, 산출 위상과 설정 위상이 같으면 송신신호 위상 오차가 발생하지 않았다고 진단할 수 있고, 산출 위상과 설정 위상에 차이가 있으면 송신신호 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 이에, 송신장치(200)들 중 어느 수신장치(300)에 이상이 발생했는지 진단할 수 있다.
그 다음, 송신신호 위상 오차가 발생한 송신장치(200)들에서 송신신호 위상 오차를 동시에 제거할 수 있다. 즉, 송신신호 위상 보정부(540)들이 각 채널별로 구비되기 때문에, 채널들에서 서로 중첩되는 시간 동안 개별적으로 송신신호 위상 오차를 제거할 수 있다. 이때, 송신신호 위상 보정부(540)들이 계수를 적용하여 기준 송신신호의 산출 위상을 0°로 정렬할 수 있다. 따라서, 위상의 변화를 제거하여, 송신장치(200)들의 송신신호 위상 오차를 제거할 수 있다.
이처럼 송신장치(200)들의 수신신호 위상 오차를 진단하여 수신신호 위상 오차를 제거한 후, 송신신호 위상 오차를 동시에 진단하여 송신신호 위상 오차를 제거할 수 있다. 이러한 작업을 수행하기 위한 타이밍 다이어그램은 도 5와 같다. 레이더 운용을 위해 펄스를 송수신해야 하며 그 시작을 의미하는 NCP(New Cycle Pulse)를 생성하면 바로 신호발생부(510)에서 수 마이크로 초(μs) 동안 수신 기준신호를 송신하고 수신 지연시간 후 수신된 수신 기준신호를 통해 수신신호 위상 오차 또는 수신신호 위상 변화를 측정하여 제거한다. 그 후에 각 채널에서 기준 송신신호를 수 마이크로 초(μs) 동안 송신하고 송/수신 지연시간 후 수신된 기준 송신신호를 통해 송신신호 위상 오차 또는 송신신호 위상 변화를 측정하여 제거한다. 이후 레이더 운용을 위한 펄스 송수신이 수행할 수 있다. 따라서, 위상 오차를 제거하는데 소용되는 시간을 단축할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 안테나 200: 송신장치
300: 수신장치 400: 분석장치
500: 위상 보정장치 510: 신호발생부
520: 진단부 530: 수신신호 위상 보정부
540: 송신신호 위상 보정부 1000: 완전디지털 레이더

Claims (9)

  1. 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 방법으로서,
    기준 수신신호를 발생시키는 과정;
    상기 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하고, 수신신호 위상 오차가 발생한 수신장치에서 수신신호 위상 오차를 제거하는 과정;
    채널들 각각의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키는 과정;
    각 채널별로 송신장치의 상태를 독립적으로 점검할 수 있도록, 기준 송신신호를 발생시킨 송신장치와 동일한 채널의 수신장치에서 기준 송신신호를 수신하는 과정;
    각 채널별로 상기 기준 송신신호의 위상을 산출하고, 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정; 및
    송신신호 위상 오차가 발생한 송신장치들에서 송신신호 위상 오차를 동시에 제거하는 과정;을 포함하는 위상 보정방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 수신신호를 이용하여 각 채널의 수신장치에서 수신신호의 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정은,
    상기 수신장치 각각에서 상기 기준 수신신호를 수신하는 과정; 및
    상기 기준 수신신호의 위상을 상기 수신장치 각각에서 산출하고, 상기 수신장치 각각의 수신신호 위상 변화를 진단하는 과정;을 포함하는 위상 보정방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 채널의 송신장치에서 기준 송신신호를 발생시키기 전에,
    채널들 간에 신호가 전달되지 않도록 채널들 사이의 경로를 차단하는 과정을 포함하는 위상 보정방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신신호 위상 오차의 발생여부를 진단하는 과정은,
    상기 기준 송신신호의 설정 위상과, 각 채널별로 산출된 산출 위상을 비교하는 과정; 및
    설정 위상과 산출 위상에 차이가 발생하면, 송신신호 위상 오차가 발생했다고 판단하는 과정;을 포함하는 위상 보정방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신신호 위상 오차를 제거하는 과정은,
    산출되는 송신신호 위상을 0도로 정렬하는 과정을 포함하는 위상 보정방법.
  6. 수신장치와 송신장치를 가지는 채널을 복수개 구비하는 완전디지털 레이더의 위상을 보정하는 장치로서,
    기준 수신신호를 발생시키고, 상기 수신장치 각각으로 상기 기준 수신신호를 전달할 수 있는 신호발생부;
    상기 수신장치로 전달되는 신호의 위상을 진단할 수 있는 진단부;
    상기 수신장치 각각의 수신신호 위상을 보정할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 복수개의 수신장치와 각각 연결되는 수신신호 위상 보정부;
    각 채널별로 송신장치의 상태를 독립적으로 점검할 수 있도록, 채널들 각각의 송신장치가 기준 송신신호를 발생시키고, 기준 송신신호를 발생시킨 송신장치와 동일한 채널의 수신장치에서 기준 송신신호를 수신하게 제어할 수 있는 제어부; 및
    상기 송신장치 각각의 송신신호 위상을 동시에 보정할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 복수개의 송신장치와 각각 연결되는 송신신호 위상 보정부;를 포함하는 위상 보정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 진단부는,
    상기 수신장치로 전달되는 신호의 위상을 산출할 수 있는 산출기; 및
    상기 산출기에서 산출된 산출 위상을, 미리 설정된 설정 위상과 비교하여, 위상 오차가 발생했는지 진단할 수 있는 진단기;를 포함하는 위상 보정장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 채널들 사이의 신호가 전달되는 것을 차단할 수 있도록, 복수개가 구비되어 상기 채널들 각각에 설치되는 차단부를 더 포함하는 위상 보정장치.
  9. 복수개의 안테나;
    상기 복수개의 안테나 각각에 연결되는 복수개의 송신장치;
    상기 복수개의 안테나 각각에 연결되는 복수개의 수신장치; 및
    상기 송신장치 및 상기 수신장치에 연결되는 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 위상 보정장치;를 포함하는 완전디지털 레이더.
KR1020190163895A 2019-12-10 2019-12-10 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더 KR102151073B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190163895A KR102151073B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190163895A KR102151073B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102151073B1 true KR102151073B1 (ko) 2020-09-02

Family

ID=72469429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190163895A KR102151073B1 (ko) 2019-12-10 2019-12-10 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102151073B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102405095B1 (ko) * 2022-03-28 2022-06-07 한화시스템(주) 완전 디지털 레이더 시스템 및 이의 다중 채널 보정 방법
KR20230029356A (ko) * 2021-08-24 2023-03-03 국방과학연구소 자가 채널보정 기능이 있는 역지향성 크로스아이 장치
KR102614394B1 (ko) * 2023-09-14 2023-12-15 한화시스템 주식회사 능동위상배열 안테나의 배열면 정렬 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090030436A (ko) * 2007-09-20 2009-03-25 한국전자통신연구원 위상배열 안테나의 위상 보정 장치 및 그 방법
KR20120100039A (ko) 2011-03-02 2012-09-12 국방과학연구소 레이더 시스템 및 그 보정 방법
KR101233025B1 (ko) * 2005-05-24 2013-02-13 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 수신기 감손 추정 및 보정을 위한 방법 및 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101233025B1 (ko) * 2005-05-24 2013-02-13 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 수신기 감손 추정 및 보정을 위한 방법 및 시스템
KR20090030436A (ko) * 2007-09-20 2009-03-25 한국전자통신연구원 위상배열 안테나의 위상 보정 장치 및 그 방법
KR20120100039A (ko) 2011-03-02 2012-09-12 국방과학연구소 레이더 시스템 및 그 보정 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230029356A (ko) * 2021-08-24 2023-03-03 국방과학연구소 자가 채널보정 기능이 있는 역지향성 크로스아이 장치
KR102672784B1 (ko) * 2021-08-24 2024-06-04 국방과학연구소 자가 채널보정 기능이 있는 역지향성 크로스아이 장치
KR102405095B1 (ko) * 2022-03-28 2022-06-07 한화시스템(주) 완전 디지털 레이더 시스템 및 이의 다중 채널 보정 방법
KR102614394B1 (ko) * 2023-09-14 2023-12-15 한화시스템 주식회사 능동위상배열 안테나의 배열면 정렬 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102151073B1 (ko) 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더
US7429947B2 (en) Radar apparatus for detecting distance or velocity with respect to an object
US7626538B2 (en) Augmented passive tracking of moving emitter
CN109901125B (zh) 一种机载二维有源相控阵雷达天线校正装置及方法
CA3099857A1 (en) Method for phase calibration of high-frequency components of a radar sensor
EP1904870B1 (en) A method of generating accurate estimates of azimuth and elevation angles of a target for a phased-phased array rotating radar
JP4737165B2 (ja) レーダの物標検知方法、およびこの物標検知方法を用いたレーダ装置
US20080186223A1 (en) Radar Sensor for Motor Vehicles
EP3913391A1 (en) Processing radar signals
WO2016085957A1 (en) Method and apparatus for increasing angular resolution in an automotive radar system
KR20150015067A (ko) 차량용 레이더 캘리브레이션 시스템
WO2006039585A2 (en) Method and apparatus for correcting range estimate phase errors in a two-tone monopulse cw radar
CN104380135B (zh) 相位单脉冲雷达系统和目标检测方法
US3947849A (en) Loran receiver-navigator
CN111175710B (zh) 确定具有多个并行传输路径的雷达的传输相移
Liu et al. Phase-based doppler disambiguation in TDM and BPM MIMO FMCW radars
KR101201900B1 (ko) 방향탐지장치 및 방향탐지장치의 오차제거방법
KR20200135432A (ko) 레이더 시스템용 레이더 센서 헤드
JP3763000B2 (ja) レーダ装置
CN112904320A (zh) 光学模组测试方法和系统
KR102059689B1 (ko) 차량 레이다용 각도 추정 방법 및 장치
KR20210109855A (ko) 차량용 레이더의 송신신호 위상 보정 장치 및 방법과, 그를 포함하는 차량용 레이더 장치
RU2788831C2 (ru) Определение фазовых сдвигов передачи для радиолокатора с множеством совмещенных трактов передачи
KR102365932B1 (ko) 국부발진 주파수 특성 정합을 위한 레이더 시스템 및 이의 구동방법
US20240061103A1 (en) Vehicle radar system and method for detecting target object

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant