KR102205478B1 - Apparatus for Scanning Detection Region - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탐지 영역 스캔 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 기계식 빔과 전자식 빔을 사용하여 표적을 탐지 및 추적하기 위한 탐지 영역을 스캔하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for scanning a detection area, and more particularly to an apparatus and method for scanning a detection area for detecting and tracking a target using a mechanical beam and an electronic beam.
큰 표적 불확실성으로 인한 넓은 탐지 영역이 요구되고 빠르게 기동하는 비행체 또는 유도발사체에 탑재되는 레이더에 적용되는 탐지 영역 스캔 장치에 관한 것으로 종래의 기계식 김발구조의 탐지 영역 스캔 장치의 경우 좁은 빔폭으로 넓은 영역을 빠르게 스캔하는 것이 기계적 김발의 속도 제한으로 인하여 많은 문제가 있었다. It relates to a detection area scanning device that requires a large detection area due to large target uncertainty and is applied to a radar mounted on a fast moving vehicle or a guided launch vehicle. In the case of a detection area scanning device of a conventional mechanical gimbal structure, a wide area is covered with a narrow beam width. Scanning quickly has many problems due to the speed limit of the mechanical gimbal.
따라서, 종래의 기계식 김발구조의 탐지 영역 스캔 장치의 한계점을 극복하기 위한 탐지 영역 스캔 장치 및 방법이 시급히 요구된다.Accordingly, there is an urgent need for a detection area scanning apparatus and method for overcoming the limitations of the conventional mechanical gimbal structure detection area scanning apparatus.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 김발 구조의 탐지 영역 스캔 장치를 보완하여 좁은 빔폭을 가지는 김발 구조의 탐지 영역 스캔 장치에 위상 변위기를 적용하여 김발 구조의 물리적 한계를 극복하는 탐지 영역 스캔 장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to supplement the detection area scanning apparatus of the existing gimbal structure to apply a phase shifter to the detection area scanning apparatus having a narrow beam width. It is to provide an apparatus and method for scanning a detection area that overcomes the physical limitations of
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Still other objects, not specified, of the present invention may be additionally considered within the range that can be easily deduced from the following detailed description and effects thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치는, 현재 레이더의 위치 정보와 표적 정보를 포함하는 신호를 수신 받아 탐지 영역 및 스캔 설정 정보에 대한 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 스캔 설정 정보를 이용하여 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 서보 제어부 및 상기 스캔 설정 정보를 이용하여 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 위상 변위기 제어부를 포함할 수 있다.A detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a data acquisition unit for acquiring data on the detection area and scan setting information by receiving a signal including current radar position information and target information, A servo control unit for generating a servo control signal for steering a mechanical beam using the scan setting information, and a phase shifter control unit for generating a phase conversion control signal for steering an electronic beam using the scan setting information.
상기 스캔 설정 정보는, 표적 탐지를 위한 최소 조사 시간(Dwell Time), 방위각 방향 풋프린트(Foot-print) 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함할 수 있다.The scan setting information may include a minimum irradiation time (Dwell Time) for target detection, an azimuth direction footprint (Foot-print) value, an elevation direction footprint value, a gimbal steering angle, and gimbal scan speed.
상기 서보 제어부는, 상기 고각 방향 풋프린트 값을 기반으로 래스터 스캔(Raster Scan)으로 동작 하며, 상기 김발 조향각과 상기 방위각 스캔 속도를 기반으로 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성할 수 있다.The servo control unit may generate a servo control signal for steering a mechanical beam based on a raster scan based on the elevation direction footprint value and the gimbal steering angle and the azimuth scan speed.
상기 위상 변위기 제어부는, 상기 최소 조사 시간을 기반으로 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각에서 하단 전자빔 조향각까지 스캔을 하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다.The phase shifter control unit may generate a phase conversion control signal for scanning from an upper electron beam steering angle of the phase shifter to a lower electron beam steering angle based on the minimum irradiation time.
상기 서보 제어부는, 상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면 방위각 방향으로 1회 스캔을 하고, 상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 상기 고각 방향 풋프린트 값만큼 방위각 방향으로 스캔을 하는 서보 제어 신호를 생성할 수 있다.The servo control unit is a servo control signal that scans once in an azimuth direction when the elevation direction footprint value is less than 1, and scans in the azimuth direction as much as the elevation direction footprint value when the elevation direction footprint value is more than 1 Can be created.
상기 데이터 획득부는, 상기 위치 정보와 상기 표적 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정하는 탐지 영역 결정부 및 상기 탐지 영역을 스캔하기 위한 스캔 설정 정보를 계산하는 스캔 설정 정보 계산부를 포함할 수 있다.The data acquisition unit may include a detection area determination unit that determines a detection area using the location information and the target information, and a scan setting information calculation unit that calculates scan setting information for scanning the detection area.
상기 탐지 영역으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적 탐지를 수행하는 표적 탐지 수행부를 더 포함할 수 있다.It may further include a target detection performing unit that performs target detection by using the signal reflected from the detection area.
상기 표적 탐지 수행부는, 상기 반사된 신호를 정렬하고 요동보상을 수행한 후 표적 탐지 맵을 형성하여 표적 탐지를 수행할 수 있다.The target detection performing unit may perform target detection by aligning the reflected signals and performing shaking motion compensation, and then forming a target detection map.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이더 시스템은, 전자기파를 송수신하는 안테나, 상기 안테나에 연결되며 현재 레이더의 위치 정보와 표적 정보를 포함하는 신호를 수신 받아 탐지 영역 및 스캔 설정 정보에 대한 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 상기 스캔 설정 정보를 이용하여 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 서보 제어부 및 상기 스캔 설정 정보를 이용하여 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 위상 변위기 제어부를 포함할 수 있다.A radar system according to another embodiment of the present invention to achieve the above object, an antenna for transmitting and receiving electromagnetic waves, connected to the antenna and receiving a signal including current radar position information and target information to set a detection area and scan A data acquisition unit that acquires data for information, a servo control unit that generates a servo control signal for steering a mechanical beam using the scan setting information, and a phase conversion control signal that steers an electronic beam using the scan setting information It may include a phase shifter control unit.
상기 안테나부는, 상기 탐지 영역을 스캔하도록 방위각 방향 및 고각 방향 회전 동작하는 김발을 더 포함하며, 상기 김발은 서보 제어 신호에 의해 제어될 수 있다.The antenna unit further includes a gimbal that rotates in an azimuth direction and an elevation direction to scan the detection area, and the gimbal may be controlled by a servo control signal.
상기 안테나부는, 상기 서보 제어 신호와 상기 위상 변환 제어 신호에 의해 상기 탐지 영역을 스캔하며, 상기 탐지 영역에서 반사된 신호를 수신 받을 수 있다.The antenna unit may scan the detection area by the servo control signal and the phase conversion control signal, and receive a signal reflected from the detection area.
상기 데이터 획득부는, 상기 위치 정보와 상기 표적 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정하는 탐지 영역 결정부 및 상기 탐지 영역을 스캔하기 위한 스캔 설정 정보를 계산하는 스캔 설정 정보 계산부를 포함할 수 있다.The data acquisition unit may include a detection area determination unit that determines a detection area using the location information and the target information, and a scan setting information calculation unit that calculates scan setting information for scanning the detection area.
상기 탐지 영역으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적 탐지를 수행하는 표적 탐지 수행부를 더 포함하며, 상기 상기 표적 탐지 수행부는, 상기 반사된 신호에 포함된 표적 신호와 표적 이외의 클러터 신호를 이용하여 표적 탐지 맵을 형성하고 표적 탐지를 수행할 수 있다.Further comprising a target detection performing unit for performing target detection using a signal reflected from the detection area, the target detection performing unit, by using a target signal included in the reflected signal and a clutter signal other than the target A detection map can be formed and target detection can be performed.
상기 서보 제어부는, 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면 방위각 방향으로 1회 스캔을 하고, 상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 상기 고각 방향 풋프린트 값만큼 방위각 방향으로 래스터 스캔(Raster Sacn)을 하며, 상기 김발 조향각과 상기 방위각 스캔 속도를 기반으로 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성할 수 있다.The servo control unit performs a single scan in the azimuth direction if the elevation direction footprint value is less than 1, and if the elevation direction footprint value exceeds 1, performs a raster scan (Raster Sacn) in the azimuth direction as much as the elevation direction footprint value. And, it is possible to generate a servo control signal for steering a mechanical beam based on the gimbal steering angle and the azimuth scan speed.
상기 위상 변위기 제어부는, 최소 조사 시간을 기반으로 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각에서 하단 전자빔 조향각까지 스캔을 하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다.The phase shifter controller may generate a phase conversion control signal that scans from an upper electron beam steering angle of the phase shifter to a lower electron beam steering angle based on a minimum irradiation time.
본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치 및 방법은 기계적 빔 조향과 전자적 빔 조향을 사용하여 빠른 스캔 속도 및 넓은 영역을 스캔할 수 있다.The apparatus and method for scanning a detection area according to an embodiment of the present invention can scan a large area with a fast scan speed using mechanical beam steering and electronic beam steering.
또한, 작은 스캔 속도로도 탐색 영역을 탐지하기 위한 조사 시간을 만족하는 김발을 구현 가능하여 공간적 기계 구조물 소형화가 가능하다.In addition, it is possible to implement a gimbal that satisfies the irradiation time for detecting the search area even with a small scan speed, thereby miniaturizing the spatial mechanical structure.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effect described in the following specification expected by the technical features of the present invention and the provisional effect thereof are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템 및 탐지 영역 스캔 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 획득부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더에서 하방으로 빔을 조향했을 때 풋프린트를 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역을 스캔하는 상황에서 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 동작을 예시한 흐름도 이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 데이터 획득부에 대한 동작을 예시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 동작을 구체적으로 설명하기 위해 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치에서 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하일때, 측정 결과를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치에서 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과일때, 측정 결과를 나타낸 예시도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a radar system and a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a data acquisition unit according to an embodiment of the present invention.
3A is a view showing a footprint when a beam is steered downward from a radar equipped with a detection area scanning device according to an embodiment of the present invention.
3B is a diagram illustrating a radar equipped with a detection area scanning device in a situation of scanning a detection area according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating an operation of a data acquisition unit of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an operation of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention in detail.
7 is an exemplary view showing a measurement result when a footprint value in an elevation direction is less than 1 in the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view showing a measurement result when a footprint value in an elevation direction exceeds 1 in the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the implementation of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the described embodiments. Further, in order to clearly describe the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록”등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “... unit”, “... unit”, “module”, and “block” described in the specification mean units that process at least one function or operation, which is hardware, software, or hardware. And software.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof may be omitted.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a configuration of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the related drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템 및 탐지 영역 스캔 장치의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a radar system and a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 레이더 시스템(10)은 탐지 영역 스캔 장치(20) 및 안테나(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the
본 발명의 레이더 시스템(10)은 주기적으로 회전하면서 일정 거리 이상 및 360도 전방위를 탐지하며, 전자기파를 방사하고 반사된 전자기파를 수신하여 탐지 영역으로부터 표적을 분석하는 장치이다.The
레이더 시스템(10)은 수동 전자 주사식 위상 배열(Passive Electronically Scanned Array, PESA) 타입의 시스템일 수 있으며, 수동 전자 주사식 위상 배열 시스템은 기계식 회전 레이더보다 빠르게 360도 전방위를 탐지할 수 있는 특징이 있으나, 레이더 시스템(10)이 이에 한정되는 것은 아니다.The
본 발명의 탐지 영역 스캔 장치(20)는 데이터 획득부(100), 서보 제어부(200), 위상 변위기 제어부(300) 및 표적 탐지 수행부(400)를 포함할 수 있다.The detection area scanning apparatus 20 of the present invention may include a
본 발명의 실시예인 탐지 영역 스캔 장치(20)는 표적에서 반사되는 신호를 감지하여 표적을 추적하는 추적 레이더에 적용되어 표적의 대략적인 위치가 있는 탐지 영역을 스캔하는 장치로서, 좁은 빔폭으로 넓은 탐지 영역을 스캔하기 위해 기계식 빔과 전자식 빔을 같이 사용한다. 탐지 영역 스캔 장치가 적용된 추적 레이더는 비행체 및 유도 발사체에 탑재되어 운용될 수 있다. The detection area scanning device 20 according to an embodiment of the present invention is a device that is applied to a tracking radar that tracks a target by detecting a signal reflected from a target to scan a detection area with an approximate position of the target. Mechanical and electronic beams are used together to scan an area. The tracking radar to which the detection area scanning device is applied can be mounted and operated on the vehicle and the guided projectile.
탐지 영역 스캔 장치(20)는 레이더에서 표적을 탐지하기 위한 탐지 영역 탐색을 수행하며, 적의 선박 및 차량, 전차의 위치를 신속, 정확하게 탐지하고 탐지된 표적을 추적하여 격추할 때 사용되는 레이더에 적용될 수 있다.The detection area scanning device 20 performs a detection area search for detecting a target from a radar, and is applied to a radar used to quickly and accurately detect the location of enemy ships, vehicles, and tanks, and track and shoot down the detected target. I can.
본 발명의 실시예인 데이터 획득부(100)는 외부로부터 수신된 표적 정보와 현재 레이더의 위치 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정하고 스캔 정보에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 스캔 정보는 표적 탐지를 위한 최소 조사 시간(Dwell Time), 방위각 방향 풋프린트(Foot-print) 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함할 수 있다. 데이터를 획득하는 구체적인 설명은 도2 내지 도3b를 통해 후술하도록 한다.The
본 발명의 실시예인 서보 제어부(200)는 탐지 영역을 스캔하기 위한 기계적 빔을 조향하는 제어 신호를 생성할 수 있다. The
서보 제어부(200)는 기계식 김발의 구동을 제어하는 서보 제어 신호를 생성함으로써 기계적 빔의 조향을 제어 할 수 있다. 여기서 서보 제어 신호는 데이터 획득부(100)에서 계산된 김발 조향각을 기반으로 기계식 김발의 각도를 제어 하고, 김발 스캔 속도(scan_rate)를 적용하여 래스터 스캔(Raster Scan)방식으로 스캔을 하도록 제어 할 수 있다. 예를 들어, 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면, 방위각 1회 스캔만 하도록 제어 신호를 생성하고, 만약 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 방위각 1회 스캔을 완료한 후 래스터 스캔 방식으로 고각 방향 풋프린트 값까지 스캔을 수행하는 서보 제어 신호를 생성할 수 있다. The
본 발명의 실시예인 위상 변위기 제어부(300)는 탐지 영역을 스캔하기 위한 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다. 여기서 위상 변환 제어 신호는 위상 변위기를 통해 변환된 제어 신호로써 상단 전자빔 조향각에서 스캔을 시작하여 풋프린트 당 연산시간(tdwell)을 수행하면 상단 전자빔 조향각에서 -1도 이동하여 하단 전자빔 조향각까지 스캔을 수행하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다.The phase shifter controller 300 according to an embodiment of the present invention may generate a phase conversion control signal for steering an electronic beam for scanning a detection area. Here, the phase conversion control signal is a control signal converted by a phase shifter, and if scanning starts at the upper electron beam steering angle and the calculation time per footprint (t dwell ) is performed, the scan is performed by moving -1 degrees from the upper electron beam steering angle to the lower electron beam steering angle. It is possible to generate a phase conversion control signal to perform.
또한 위상 변위기 제어부(300)는 탐지 영역 내의 기울어진 전자빔의 배열을 기계적 빔 스캔 방향과 수직인 가상의 선을 기준으로 방위각을 보정하여 수직인 가상의 선에 일치하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기계적 빔 스캔 방향을 기준으로 선배열 전자빔의 상단부가 기계적 빔 스캔 방향과 수직인 가상의 선에서 우측으로 10도 기울어져있으며, 선배열 전자빔의 하단부가 기계적 빔 스캔 방향과 수직인 가상의 선에서 좌측으로 10도 기울어져 있다면, 우측으로 10도 기울어진 선배열 전자빔의 상단부를 좌측으로 10도 보정하여 0도로, 좌측으로 10도 기울어진 선배열 전자빔의 하단부를 우측으로 10도 보정하여 0도로 보정하는 제어 신호를 생성하여 선배열 전자빔 배열을 보정할 수 있다.In addition, the phase shifter controller 300 may generate a control signal to match the vertical virtual line by correcting the azimuth angle based on a virtual line perpendicular to the mechanical beam scan direction for the array of inclined electron beams in the detection area. . For example, based on the mechanical beam scanning direction, the upper end of the prearranged electron beam is inclined 10 degrees to the right from a virtual line perpendicular to the mechanical beam scanning direction, and the lower end of the prearranged electron beam is perpendicular to the mechanical beam scanning direction. If it is inclined 10 degrees to the left from the line of, correct the upper end of the pre-array electron beam inclined 10 degrees to the right by 10 degrees to the left and correct the lower part of the pre-array electron beam tilted to the right by 0 degrees and 10 degrees to the right by By generating a control signal that corrects 0 degrees, the prearray electron beam arrangement can be corrected.
서보 제어부(200)와 위상 변위기 제어부(300)는 안테나(30)에 제어 신호를 전달하여 안테나를 구동함으로써 빔 조향을 제어 할 수 있다. The
본 발명의 실시예인 표적 탐지 수행부(400)는 탐지 영역을 스캔하기 위해 조사했던 빔이 표적 또는 지형지물 등에 반사되어 되돌아온 반사 신호를 이용하여 표적 탐지 및 추적을 수행할 수 있다. 구체적으로, 표적 탐지 수행부(400)는 반사된 신호에 포함된 표적 신호와 표적 이외의 클러터 신호를 이용하여 표적 탐지 맵을 형성하고 표적 탐지를 수행할 수 있다. 예를 들어, 반사된 신호에 관한 원시 데이터를 이용하여 표적 탐지 맵을 형성하기 위한 데이터 재정렬과 요동보상 및 불필요한 클러터 신호를 제거한 후 데이터를 보간 및 압축하여 표적 탐지 맵을 형성할 수 있다. 곡선 일치법(Curve Fitting)을 이용하여 불필요한 클러터 신호가 제거된 표본화 데이터를 얻을 수 있다. 다음으로 표본화 데이터에 요동보상을 수행한 후 거리 및 방위 방향으로 보간 및 압축하여 표적 탐지 맵을 형성할 수 있다. 곡선 일치법, 요동보상 및 데이터를 보간 및 압축하는 방법은 일반적으로 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 표적 탐지 맵을 형성하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.The target
본 발명의 실시예인 안테나(30)는 외부로부터 신호를 수신하고 내부로부터 생성된 신호를 송신할 수 있다. 이러한 안테나(30)는 외부 즉, 지상 탐지 레이더 또는 인공위성으로부터 표적 정보를 제공받을 수 있다. 표적 정보는 표적과의 거리, 속도, 표적의 수량 및 표적의 대략적인 위치 등을 포함한다.The
안테나(30)는 빔을 조향하는 제어 신호에 따라 표적의 대략적인 위치가 포함된 탐지 영역을 스캔할 수 있다. 여기서 안테나(30)는 탐지 영역을 스캔하도록 방위각 방향 및 고각 방향 회전 동작하는 김발 장치가 포함되어, 서보 제어 신호에 의해 제어 될 수 있다.The
안테나(30)는 서보 제어 신호와 위상 변환 제어 신호에 의해 탐지 영역을 스캔하며, 탐지 영역에서 반사된 신호를 수신 받을 수 있다. 이러한 반사 신호에는 표적 신호와 표적 이외의 클러터 신호가 포함될 수 있다. The
안테나(30)는 탐지 영역에서 반사된 신호를 수신하여 표적 탐지 수행부(400)로 전달할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 획득부의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a data acquisition unit according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예인 데이터 획득부(100)는 탐지 영역 결정부(110) 및 스캔 정보 계산부(120)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
본 발명의 실시예인 탐지 영역 결정부(110)는 표적의 대략적인 위치 정보와 표적 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정할 수 있다. 탐지 영역은 레이더 표적 정보의 불확실도를 바탕으로 탐지 영역을 최종 결정할 수 있다. 여기서 레이더 표적 정보의 불확실도는 지상 탐지 레이더 또는 인공위성으로부터 제공받은 초기 표적 정보의 부정확성을 의미한다. 본 발명의 실시예에선 넓은 탐지 영역을 다룬다. The detection area determination unit 110 according to an embodiment of the present invention may determine the detection area using rough location information and target information of the target. The detection area can be finally determined based on the uncertainty of the radar target information. Here, the uncertainty of the radar target information means the inaccuracy of the initial target information provided from a ground detection radar or an artificial satellite. In an embodiment of the present invention, a wide detection area is covered.
본 발명의 실시예인 스캔 설정 정보 계산부(120)는 탐지 영역을 스캔하기 위한 스캔 설정 정보를 계산할 수 있다. 스캔 설정 정보는 표적 탐지를 위한 최소 조사 시간(Dwell Time), 방위각 방향 풋프린트 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함한다. 여기서 최소 조사 시간은 표적의 레이더 반사 면적(RCS) 및 레이더 시스템 사양에 따라 줄어들거나 늘어날 수 있으며, 표적을 탐지 할 수 있는 신호대잡음비(SNR)를 만족하는 최소의 시간 이상을 만족하여야 한다. 예를 들어, 본 발명에서는 1ms ~ 100ms으로 가정하였다.The scan setting information calculation unit 120 according to an embodiment of the present invention may calculate scan setting information for scanning the detection area. The scan setting information includes a minimum irradiation time for target detection (Dwell Time), azimuth direction footprint value, elevation direction footprint value, gimbal steering angle, and gimbal scan speed. Here, the minimum irradiation time can be reduced or increased according to the radar reflection area (RCS) of the target and the radar system specifications, and must satisfy more than the minimum time that satisfies the signal-to-noise ratio (SNR) for detecting the target. For example, in the present invention, it is assumed to be 1 ms to 100 ms.
스캔 설정 정보를 계산하기 위한 구체적인 방법을 도 3a 내지 도 3b를 이용하여 설명하겠다.A specific method for calculating scan setting information will be described with reference to FIGS. 3A to 3B.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더에서 하방으로 빔을 조향했을 때 풋프린트를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역을 스캔하는 상황에서 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더를 나타낸 도면이다.FIG. 3A is a view showing a footprint when a beam is steered downward from a radar equipped with a detection area scanning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a diagram illustrating a detection area according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing a radar equipped with a detection area scanning device in a situation where:
도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스캔 정보 계산부(120)는 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더에서 하방(Look-Down)으로 빔을 조향했을 때 풋프린트와 탐지 영역 스캔 장치를 탑재한 레이더와 탐지 영역의 관계를 이용하여 스캔 설정 정보를 계산할 수 있다.3A and 3B, the scan information calculation unit 120 according to an embodiment of the present invention provides a footprint when a beam is steered downward (Look-Down) from a radar equipped with a detection area scanning device. Scan setting information can be calculated using the relationship between the detection area and the radar equipped with the detection area scanning device.
하기 [수학식 1]을 이용하여 스캔 정보를 계산할 수 있다.Scan information can be calculated using the following [Equation 1].
여기서, tdwell은 풋프린트 당 연산 시간, PRI는 펄스 반복 주기, NCI는 누적 적분수, NCR은 방위각 방향 풋프린트 값, w는 탐색 영역 방위각 방향 길이, θCR은 빔폭 방위각 길이, NR은 고각 방향 풋프린트 값, h는 탐색 영역 고각 방향 길이, θR은 빔폭 방위각 길이, θ는 기계식 김발 조향각, scan_rate는 총 방위각 스캔 시간 또는 김발 스캔 속도를 의미한다. Where t dwell is the operation time per footprint, PRI is the pulse repetition period, NCI is the cumulative integral, N CR is the azimuth direction footprint value, w is the search area azimuth direction length, θ CR is the beam width azimuth length, and N R is Elevation direction footprint value, h is the search area elevation direction length, θ R is the beam width azimuth length, θ is the mechanical gimbal steering angle, and scan_rate is the total azimuth scan time or gimbal scan speed.
펄스 반복 주기는 레이더 시스템에서 가용한 펄스 반복 주기 중에서 탐지 영역과의 상대거리를 불확실 영역 없이 획득할 수 있는 펄스 반복 주기를 선택해야 한다. As for the pulse repetition period, among the pulse repetition periods available in the radar system, a pulse repetition period that can obtain a relative distance to the detection area without an uncertain area should be selected.
표적 탐지를 위한 [수학식 1] (a)를 고려하여 탐지 영역에 대한 [수학식 1]의 (e)를 결정한다. 여기서 고각 방향의 전자 빔 조향을 고려해야 한다.In consideration of [Equation 1] (a) for target detection, (e) of [Equation 1] for the detection region is determined. Here, the steering of the electron beam in the elevation direction must be considered.
방위각 방향에서 빔폭 방위각 길이(θCR)는, θCR = Rθ3dB 이다. 즉, Rθ3dB 값을 구하면 θCR 값을 구할 수 있다. 여기서 R은 탐지 영역 중심에서 레이더까지의 상대 거리, θ3dB은 안테나 빔 폭을 의미한다.In the azimuth direction, the beam width azimuth length θ CR is θ CR = Rθ 3dB . That is, if Rθ 3dB is obtained, the θ CR value can be obtained. Here, R is the relative distance from the center of the detection area to the radar, and θ 3dB is the antenna beam width.
고각 방향에서 빔폭 방위각 길이(θR)은, θR = R((2N+1)θ3dB)cscψg 이다. 즉, N은 전자적 빔 최대 조향각, ψg은 숙임각(Grazing Angle)을 의미한다.The beam width azimuth length θ R in the elevation direction is θ R = R((2N+1) θ 3dB ) cscψ g . That is, N denotes the maximum electronic beam steering angle, and ψ g denotes the grazing angle.
여기서 기계식 김발 조향각(θ)는 탐지 영역 방위각 길이를 풋프린트로 모두 덮을 수 있는 최대 기계식 김발 조향각을 의미한다. Here, the mechanical gimbal steering angle (θ) refers to the maximum mechanical gimbal steering angle that can cover all the azimuth length of the detection area with a footprint.
스캔 설정 정보 계산부(120)는 [수학식 1]을 이용하여 계산된 스캔 설정 정보를 서보 제어부(200)와 위상 변위 제어부(300)로 전달할 수 있다.The scan setting information calculation unit 120 may transmit the scan setting information calculated using [Equation 1] to the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 동작을 예시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예인 탐지 영역 스캔 장치의 동작은 먼저 S410 단계에서 표적 탐지를 위한 신호를 수신 받을 수 있다. 여기서 표적 탐지를 위한 신호는 지상 탐지 레이더 또는 인공위성으로부터 수신 받는 표적 정보를 말하며, 표적 정보에는 표적과의 거리, 속도, 표적의 수량 및 표적의 대략적인 위치 등이 포함될 수 있다.As shown in FIG. 4, in the operation of the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention, a signal for target detection may be received in step S410. Here, the signal for target detection refers to target information received from a ground detection radar or satellite, and the target information may include a distance to a target, a speed, a number of targets, and an approximate position of the target.
다음으로 S420 단계에서 수신 신호에 포함된 표적 정보와 현재 레이더의 위치 정보를 이용하여 탐지 영역 및 스캔 정보에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 스캔 설정 정보는 표적 탐지를 위한 최소 조사 시간(Dwell Time), 방위각 방향 풋프린트 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함할 수 있다.Next, in step S420, data on the detection area and scan information may be obtained using target information included in the received signal and location information of the current radar. The scan setting information may include a minimum irradiation time (Dwell Time) for target detection, an azimuth direction footprint value, an elevation direction footprint value, a gimbal steering angle, and gimbal scan speed.
다음으로 S430 단계에서 스캔 설정 정보를 이용하여 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각에서 최소 조사 시간만큼 스캔한 후 하단 전자빔 조향각까지 -1도 이동하며 스캔을 수행하는 위상 변환 제어 신호를 생성할 수 있다.Next, in step S430, a phase conversion control signal for steering the electronic beam may be generated using the scan setting information. Specifically, it is possible to generate a phase conversion control signal that scans for a minimum irradiation time from the upper electron beam steering angle of the phase shifter and then moves -1 degrees to the lower electron beam steering angle to perform the scan.
다음으로 S440 단계에서 스캔 정보를 이용하여 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 스캔 정보에 포함된 김발 조향각과 방위각 스캔 속도, 고각 방향 풋프린트 값을 이용하여 기계적 빔을 조향하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면, 방위각 1회 스캔만 하도록 제어 신호를 생성하고, 만약 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 방위각 1회 스캔을 완료한 후 래스터 스캔 방식으로 고각 방향 풋프린트 값까지 스캔을 수행하는 제어 신호를 생성할 수 있다.Next, in step S440, a servo control signal for steering a mechanical beam may be generated using the scan information. Specifically, a control signal for steering a mechanical beam may be generated by using the gimbal steering angle, azimuth scan speed, and elevation direction footprint values included in the scan information. For example, if the elevation direction footprint value is less than 1, a control signal is generated to scan only one azimuth angle, and if the elevation direction footprint value exceeds 1, after completing the azimuth angle scan once, the elevation direction is performed using a raster scan method. A control signal that scans up to the footprint value can be generated.
다음으로 생성된 제어 신호를 안테나(30)에 전달하고 S450 단계에서 안테나(30)는 제어 신호에 의해 탐지 영역을 스캔하고 탐지 영역에서 반사된 신호를 수신 받을 수 있다. Next, the generated control signal is transmitted to the
구체적으로, 제어 신호에 의해 기계적 빔과 전자적 빔을 조향하여 탐지 영역을 스캔하고, 탐지 영역에서 표적 또는 지형지물 등에 의해 반사 되는 신호를 수신 받을 수 있다.Specifically, it is possible to scan a detection area by steering a mechanical beam and an electronic beam by a control signal, and receive a signal reflected by a target or a feature in the detection area.
다음으로 S460 단계에서 탐지 영역에서 반사된 신호를 이용하여 표적 탐지를 수행할 수 있다. Next, in step S460, target detection may be performed using a signal reflected from the detection area.
구체적으로, 반사된 신호에는 표적 신호와 표적 이외의 클러터 신호가 포함되어 있으며, 반사된 신호에 관한 원시 데이터를 이용하여 표적 탐지 맵을 형성하기 위한 데이터 재정렬과 요동보상 및 불필요한 클러터 신호를 제거한 후 데이터를 보간 및 압축하여 표적 탐지 맵을 형성할 수 있다.Specifically, the reflected signal includes a target signal and a clutter signal other than the target, and data rearrangement to form a target detection map using raw data about the reflected signal, vibration compensation, and unnecessary clutter signals are removed. After that, the data can be interpolated and compressed to form a target detection map.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 데이터 획득부에 대한 동작을 예시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an operation of a data acquisition unit of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예인 탐지 영역 스캔 장치의 데이터 획득부에 대한 동작은 먼저 S421 단계에서 수신 신호에 포함된 표적 정보의 불확실도를 바탕으로 표적 탐지 영역을 결정할 수 있다.As shown in FIG. 5, in the operation of the data acquisition unit of the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention, the target detection area may be determined based on the uncertainty of target information included in the received signal in step S421.
다음으로 S422 단계에서 현재 레이더의 위치 정보와 표적 정보를 이용하여 최소 조사 시간, 방위각 방향 풋프린트 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함하는 스캔 설정 정보를 계산할 수 있다. 여기서 최소 조사 시간은 풋프린트 당 연산 시간을 말하며, 김발 스캔 속도는 총 방위각 스캔 시간으로 계산될 수 있다. Next, in step S422, scan setting information including a minimum irradiation time, azimuth direction footprint value, elevation direction footprint value, gimbal steering angle, and gimbal scan speed may be calculated using the current radar location information and target information. Here, the minimum irradiation time refers to an operation time per footprint, and the gimbal scan speed can be calculated as the total azimuth scan time.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치의 동작을 구체적으로 설명하기 위해 시간의 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of a detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention in detail.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예인 탐지 영역 스캔 장치의 동작은 먼저 S610 단계에서 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각인 θM에서 스캔을 시작한다.As shown in FIG. 6, the operation of the detection area scanning apparatus according to the embodiment of the present invention starts scanning at θ M , which is the upper electron beam steering angle of the phase shifter in step S610.
다음으로 S620 단계에서 위상 변위기의 조향각에 의해 조사된 풋프린트를 tdwell만큼 스캔을 수행한다.Next, in step S620, the footprint irradiated by the steering angle of the phase shifter is scanned by t dwell .
다음으로 S630 단계에서 상단 전자빔 조향각인 θM이 하단 전자빔 조향각인 θm과 값이 같다면 S650 단계로 진행할 수 있다.Next, in step S630, if the upper electron beam steering angle θ M is the same as the lower electron beam steering angle θ m , the process may proceed to step S650.
만약, 상단 전자빔 조향각인 θM이 하단 전자빔 조향각인 θm과 값이 같지 않다면, 상단 전자빔 조향각인 θM에서 -1도 만큼 조향하여 S620 단계로 진행하여 Foot-print 스캔을 수행한다.If the value of the upper electron beam steering angle θ M is not the same as the lower electron beam steering angle θ m , the upper electron beam steering angle θ M is steered by -1 degrees and proceeds to step S620 to perform a footprint scan.
상단 전자빔 조향각인 θM에서 하단 전자빔 조향각인 θm까지 풋프린트 스캔이 완료되었다면 S650 단계에서 고각 방향 풋프린트 값인 NR과 i를 비교하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 i는 1보다 큰 자연수이며, 고각 방향으로 i만큼 이동하는 것을 말한다.If the footprint scan from the upper electron beam steering angle of θ M to the lower electron beam steering angle of θ m is completed, a step of comparing N R and i that is the elevation direction footprint value in step S650 may be performed. Here, i is a natural number greater than 1 and means moving by i in the elevation direction.
만약, NR의 값이 i 값 초과라면 고각방향으로 i+1만큼 기계식 빔을 조향하여 이동할 수 있다(s660).If the value of N R exceeds the value i, the mechanical beam may be steered and moved by i+1 in the elevation direction (s660).
다음으로 고각방향으로 i+1 이동한 기계식 빔은 래스터 스캔모드로 스캔을 수행할 수 있다(S670).Next, the mechanical beam moving i+1 in the elevation direction may be scanned in a raster scan mode (S670).
다음으로, 위상변위기의 상단 전자빔 조향각 θM에서 다시 스캔을 수행할 수 있다(S610).Next, the scan may be performed again at the top electron beam steering angle θ M of the phase shifter (S610).
탐지 영역의 모든 풋프린트가 스캔 완료되었다면 스캔을 종료할 수 있다(S680).When all the footprints of the detection area have been scanned, the scanning may be terminated (S680).
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치에서 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하일때, 측정 결과를 나타낸 예시도이다.7 is an exemplary view showing a measurement result when a footprint value in an elevation direction is less than 1 in the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시한 바와 같이, 탐지 영역은 27km x 27km 로 숙임각은 50도로 가정하였으며, 기계적 빔 조향 제한 요소는 김발 스캔 속도이며, 전자적 빔 조향 제한 요소는 풋프린트 연산 시간(Dwell Time)으로 두었다.As shown in FIG. 7, the detection area was assumed to be 27km x 27km and the tilt angle was 50 degrees, the mechanical beam steering limiting element was the gimbal scan speed, and the electronic beam steering limiting factor was set as the footprint calculation time (Dwell Time). .
도 7의 (a)는 기계식 빔 조향으로 스캔을 한 측정 결과를 나타내는 것으로, 참조번호 710은 단일 빔 조사 영역을 나타낸다. 따라서 모든 탐지 영역을 단일 빔 조사영역으로 스캔을 하므로, 김발 스캔 속도는 최대 100 deg/s 이고, 총 스캔 시간은 7.54초가 소요되었다.7(a) shows a measurement result of scanning by mechanical beam steering, and
도 7의 (b)는 본 발명의 실시예로 기계식 빔과 전자식 빔을 이용하여 스캔을 한 측정 결과를 나타낸 것으로, 참조번호 720은 기계식 빔과 전자식 빔의 조사 영역을 나타낸다. 따라서 조사 영역이 커진 만큼 김발 스캔 속도는 최대 72 deg/s로 줄었으며, 총 스캔 시간은 0.8초가 소요되었다. 여기서 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하여서 방위각 방향 스캔은 1회만 수행되었다.7B shows a measurement result obtained by scanning using a mechanical beam and an electronic beam according to an embodiment of the present invention, and
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탐지 영역 스캔 장치에서 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과일때, 측정 결과를 나타낸 예시도이다.8 is an exemplary view showing a measurement result when a footprint value in an elevation direction exceeds 1 in the detection area scanning apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8에 도시한 바와 같이, 탐지 영역은 30km x 30km 로 숙임각은 70도로 가정하였으며, 기계적 빔 조향과 전자적 빔 조향의 제한 요소는 도 7의 제한 요소와 동일하다. 도 8은 기계식 빔과 전자식 빔을 이용하여 스캔을 한 측정 결과를 나타낸 것으로, 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과일 때 방위각 방향 스캔을 1회 수행한 후 래스터 스캔 모드로 방위각 방향 스캔을 수행하는 것을 확인할 수 있다. 기계적 빔 조향으로 스캔을 수행하였을 경우, 김발 스캔 속도는 최대 513 deg/s 였으며, 본 발명안으로 스캔을 수행하였을 경우, 김발 스캔 속도는 최대 73.3 deg/s로 측정되었다.As shown in FIG. 8, it is assumed that the detection area is 30 km x 30 km and the tilt angle is 70 degrees, and the limiting elements of mechanical beam steering and electronic beam steering are the same as those of FIG. 7. 8 shows the measurement results obtained by scanning using a mechanical beam and an electronic beam. When the elevation footprint value exceeds 1, performing azimuth scan once and then performing azimuth scan in raster scan mode. I can confirm. When the scan was performed by mechanical beam steering, the gimbal scan speed was at most 513 deg/s, and when the scan was performed with the present invention, the gimbal scan rate was measured at a maximum of 73.3 deg/s.
이상 설명한 바와 같이, 기계식 빔만을 사용하여 탐지 영역을 스캔하는 것보다 기계식 빔과 전자식 빔을 같이 사용하여 스캔하는 것이 김발의 모터 과부하를 줄이고 스캔 속도를 향상할 수 있다. As described above, rather than scanning a detection area using only a mechanical beam, scanning by using a mechanical beam and an electronic beam together can reduce the motor overload and improve the scan speed.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. Even if all the components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined into one or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. That is, as long as it is within the scope of the object of the present invention, one or more of the components may be selectively combined and operated. In addition, although all of the components can be implemented as one independent hardware, a program module that performs some or all functions combined in one or more hardware by selectively combining some or all of the components. It may be implemented as a computer program having
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 레이더 시스템
20: 탐지 영역 스캔 장치
30: 안테나
100: 송수신부
200: 데이터 획득부
300: 제어 신호 생성부
400: 표적 탐지 수행부10: radar system
20: detection area scanning device
30: antenna
100: transceiver
200: data acquisition unit
300: control signal generation unit
400: target detection execution unit
Claims (15)
현재 레이더의 위치 정보와 표적 정보를 포함하는 신호를 수신 받아 탐지 영역 및 스캔 설정 정보에 대한 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
상기 스캔 설정 정보를 이용하여 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 서보 제어부; 및
상기 스캔 설정 정보를 이용하여 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 위상 변위기 제어부를 포함하며,
상기 스캔 설정 정보는, 표적 탐지를 위한 최소 조사 시간(Dwell Time), 방위각 방향 풋프린트(Foot-print) 값, 고각 방향 풋프린트 값, 김발 조향각 및 김발 스캔 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.In the detection area scanning device,
A data acquisition unit that receives a signal including current radar position information and target information and obtains data on the detection area and scan setting information;
A servo controller for generating a servo control signal for steering a mechanical beam using the scan setting information; And
And a phase shifter control unit generating a phase conversion control signal for steering an electronic beam using the scan setting information,
The scan setting information includes a minimum irradiation time (Dwell Time) for target detection, an azimuth direction footprint (Foot-print) value, an elevation direction footprint value, a gimbal steering angle, and a gimbal scan speed. Scanning device.
상기 서보 제어부는,
상기 고각 방향 풋프린트 값을 기반으로 래스터 스캔(Raster Scan)으로 동작 하며, 상기 김발 조향각과 방위각 스캔 속도를 기반으로 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.The method of claim 1,
The servo control unit,
The detection area scanning apparatus, characterized in that for generating a servo control signal for steering a mechanical beam based on the gimbal steering angle and the azimuth scan speed, operating as a raster scan based on the elevational footprint value.
상기 위상 변위기 제어부는,
상기 최소 조사 시간을 기반으로 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각에서 하단 전자빔 조향각까지 스캔을 하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.The method of claim 1,
The phase shifter control unit,
And generating a phase conversion control signal for scanning from an upper electron beam steering angle of a phase shifter to a lower electron beam steering angle based on the minimum irradiation time.
상기 서보 제어부는,
상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면 방위각 방향으로 1회 스캔을 하고, 상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 상기 고각 방향 풋프린트 값만큼 방위각 방향으로 스캔을 하는 서보 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.The method of claim 3,
The servo control unit,
If the elevation direction footprint value is less than 1, a servo control signal is generated to scan once in the azimuth direction, and when the elevation direction footprint value is more than 1, the servo control signal is generated as much as the elevation direction footprint value. A detection area scanning device.
상기 데이터 획득부는,
상기 위치 정보와 상기 표적 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정하는 탐지 영역 결정부; 및
상기 탐지 영역을 스캔하기 위한 스캔 설정 정보를 계산하는 스캔 설정 정보 계산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.The method of claim 1,
The data acquisition unit,
A detection area determination unit that determines a detection area using the location information and the target information; And
A scan setting information calculation unit that calculates scan setting information for scanning the detection area
Detection area scanning apparatus comprising a.
상기 탐지 영역으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적 탐지를 수행하는 표적 탐지 수행부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.According to claim 6
A target detection execution unit that performs target detection using a signal reflected from the detection area
The detection area scanning apparatus further comprising a.
상기 표적 탐지 수행부는,
상기 반사된 신호를 정렬하고 요동보상을 수행한 후 표적 탐지 맵을 형성하여 표적 탐지를 수행하는 것을 특징으로 하는 탐지 영역 스캔 장치.According to claim 7
The target detection performing unit,
The detection area scanning apparatus, characterized in that the target detection is performed by aligning the reflected signals and performing shaking motion compensation, and then forming a target detection map.
상기 안테나에 연결되며 현재 레이더의 위치 정보와 표적 정보를 포함하는 신호를 수신 받아 탐지 영역 및 스캔 설정 정보에 대한 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
상기 스캔 설정 정보를 이용하여 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 서보 제어부; 및
상기 스캔 설정 정보를 이용하여 전자적 빔을 조향하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 위상 변위기 제어부를 포함하며,
상기 안테나는, 상기 탐지 영역을 스캔하도록 방위각 방향 및 고각 방향 회전 동작하는 김발을 더 포함하며,
상기 김발은 서보 제어 신호에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.An antenna for transmitting and receiving electromagnetic waves;
A data acquisition unit connected to the antenna and receiving a signal including current radar position information and target information to obtain data on detection area and scan setting information;
A servo controller for generating a servo control signal for steering a mechanical beam using the scan setting information; And
And a phase shifter control unit generating a phase conversion control signal for steering an electronic beam using the scan setting information,
The antenna further includes a gimbal rotating in an azimuth direction and an elevation direction to scan the detection area,
Radar system, characterized in that the gimbal is controlled by a servo control signal.
상기 안테나는,
상기 서보 제어 신호와 상기 위상 변환 제어 신호에 의해 상기 탐지 영역을 스캔하며, 상기 탐지 영역에서 반사된 신호를 수신 받는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.The method of claim 9,
The antenna,
The radar system according to claim 1, wherein the detection area is scanned by the servo control signal and the phase shift control signal, and a signal reflected from the detection area is received.
상기 데이터 획득부는,
상기 위치 정보와 상기 표적 정보를 이용하여 탐지 영역을 결정하는 탐지 영역 결정부; 및
상기 탐지 영역을 스캔하기 위한 스캔 설정 정보를 계산하는 스캔 설정 정보 계산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.The method of claim 9,
The data acquisition unit,
A detection area determination unit that determines a detection area using the location information and the target information; And
A scan setting information calculation unit that calculates scan setting information for scanning the detection area
Radar system comprising a.
상기 탐지 영역으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적 탐지를 수행하는 표적 탐지 수행부를 더 포함하며,
상기 표적 탐지 수행부는, 상기 반사된 신호에 포함된 표적 신호와 표적 이외의 클러터 신호를 이용하여 표적 탐지 맵을 형성하고 표적 탐지를 수행하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.The method of claim 12
Further comprising a target detection performing unit for performing target detection by using the signal reflected from the detection area,
And the target detection performing unit forms a target detection map and performs target detection using a target signal included in the reflected signal and a clutter signal other than the target.
상기 서보 제어부는,
고각 방향 풋프린트 값이 1 이하라면 방위각 방향으로 1회 스캔을 하고, 상기 고각 방향 풋프린트 값이 1 초과라면 상기 고각 방향 풋프린트 값만큼 방위각 방향으로 래스터 스캔(Raster Sacn)을 하며, 김발 조향각과 방위각 스캔 속도를 기반으로 기계적 빔을 조향하는 서보 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.The method of claim 11,
The servo control unit,
If the elevation direction footprint value is less than 1, one scan is performed in the azimuth direction, and if the elevation direction footprint value exceeds 1, a raster scan is performed in the azimuth direction as much as the elevation direction footprint value, and the gimbal steering angle and Radar system, characterized in that generating a servo control signal for steering a mechanical beam based on the azimuth scan speed.
상기 위상 변위기 제어부는,
최소 조사 시간을 기반으로 위상 변위기의 상단 전자빔 조향각에서 하단 전자빔 조향각까지 스캔을 하는 위상 변환 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.The method of claim 11,
The phase shifter control unit,
A radar system, comprising: generating a phase conversion control signal that scans from an upper electron beam steering angle of a phase shifter to a lower electron beam steering angle based on a minimum irradiation time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190120702A KR102205478B1 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Apparatus for Scanning Detection Region |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR102205478B1 true KR102205478B1 (en) | 2021-01-20 |
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ID=74304613
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004212285A (en) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Mitsubishi Electric Corp | Radar apparatus, radar system and radar scanning control method |
KR20170096190A (en) * | 2015-01-12 | 2017-08-23 | 레이던 컴퍼니 | Dynamic azimuthal scanning for rotating active electronic scan array radar |
JP6554205B2 (en) * | 2014-11-28 | 2019-07-31 | 古野電気株式会社 | Tracking processing apparatus and tracking processing method |
-
2019
- 2019-09-30 KR KR1020190120702A patent/KR102205478B1/en active IP Right Grant
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