KR102242420B1 - 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법 - Google Patents

레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치는, 사용자 인터페이스에 대응하는 제어 명령에 따라 레이더 체계 수준에서 레이더의 각 구성품의 상태와 동작정보를 연동하고, 항전 장비의 모의(simulation)를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 항전 연동 모의부와, 상기 항전 연동 모의부로부터의 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하여 상기 항전 연동 모의부로 전달하는 레이더 체계 운용 모의부와, 상기 항전 연동 모의부로부터 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따른 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 레이더 모의 실행부를 포함할 수 있다.

Description

레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SIMULATING AVIONICS COUPLING OF RADAR}
본 발명은 항공기(비행체)에 장착되는 레이더의 운용 및 항전 연동 시뮬레이션 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항공기(비행체)와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션 환경을 구축하여 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 검증할 수 있는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 국방 관련 기술에서 무기체계의 소요 분석, 개발, 시험 평가 등의 분야에서 M&S(Modeling and Simulation, 모델링 및 시뮬레이션)의 활용은 개발 비용 절감과 개발 위험성을 낮추는 측면에서 매우 중요한 요소가 되고 있는 실정이다.
이러한 국방 관련의 요소 기술에서도 항공기(비행체)의 레이더 체계를 개발 및 검증을 하는 과정은 개발의 기술적 난이도와 막대한 예산 투입을 고려할 때, 레이더 시뮬레이션 환경 뿐만 아니라 항공기와 레이다간 항전 연동 시뮬레이션 환경을 구축하여, 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템 설계 내용을 검증하고, 항전 연동 시 운용 논리 등을 검증하는 과정이 필수적이다.
특히, 항공기 레이더 체계 개발에서 고려해야 할 중요한 요소 중의 하나는 레이더가 항공기의 항전 장비로서 MC(Mission Computer), EGI(Embedded GPS-INS), EWS(Electronic Warfare System) 및 Missile 등 다른 항공기의 부체계 및 항공기 구성요소들과 실시간으로 연동되어야 하는 것이다.
그러나, 레이더 체계 개발 과정에서 종래의 레이더 시뮬레이션 시스템은 부체계 수준의 공학급 레이다 M&S에 해당하며, 위와 같은 항전 연동에 대해서는 고려하지 않고, 레이더의 기능 또는 성능을 업무 단위별로 검증하는 것에만 집중하고 있다는 문제가 있으며, 이러한 근본적인 문제로 인해 항공기 체계 임무 수행 절차에 따른 체계 운용성을 실효적으로 검증하는 데 한계가 있다.
한국공개특허 제2018-0119931호(공개일: 2018. 11. 05.)
본 발명은, 기존의 부체계 수준의 공학급 레이더 시뮬레이션 시스템을 확장하여 항전 연동을 포함한 체계 수준 및 교전급 항공기 레이더 시뮬레이션을 실행할 수 있는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은, 항공기(비행체)와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션 환경을 구축하여 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 실효적으로 검증할 수 있는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 실효적으로 검증할 수 있는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 사용자 인터페이스에 대응하는 제어 명령에 따라 레이더 체계 수준에서 레이더의 각 구성품의 상태와 동작정보를 연동하고, 항전 장비의 모의(simulation)를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 항전 연동 모의부와, 상기 항전 연동 모의부로부터의 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하여 상기 항전 연동 모의부로 전달하는 레이더 체계 운용 모의부와, 상기 항전 연동 모의부로부터 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따른 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 레이더 모의 실행부를 포함하는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치를 제공할 수 있다.
상기 레이더 체계 운용 모의부는, 상기 레이더의 각 운용 모드에 적합한 주파수 신호파형 정보를 생성하기 위한 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 정보 송수신 모의부와, 송신신호를 위한 빔 방사와 모의 표적으로부터 수신된 신호에 안테나의 효과를 적용하기 위한 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 안테나 모의부와, 상기 정보 송수신 모의부 및 상기 안테나 모의부로부터 각각 제공되는 시뮬레이션 정보, 안테나 구성 정보, 각 구성품의 상태 정보에 의거하여, 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 동작상태 제어 및 운용 모드에 대한 모의를 수행하는 레이더 신호처리 모의부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 레이더 신호처리 모의부는, 공대공, 공대지, 공대해 모드를 선택적으로 각각 모의할 수 있다.
본 발명의 상기 레이더 체계 운용 모의부는, 전원 제어 명령에 의거하여 상기 정보 송수신 모의부, 상기 안테나 모의부 및 상기 레이더 신호처리 모의부로의 전원 공급을 모의하고, 자신의 상태 정보를 상기 레이더 신호처리 모의부로 전송하는 전원 공급 모의부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 레이더 모의 실행부는, 상기 레이더의 운용 모드 동작 및 구현, 상기 레이더의 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리의 수행, 레이더 빔의 설정을 스케쥴링하는 통제 제어 모의부와, 상기 통제 제어 모의부로부터의 요청에 의한 안테나 조향 방향에 따라 안테나 빔 패턴을 적용하여 송신 및 수신신호의 이득 및 위상에 대한 안테나 효과를 모델링하는 안테나 모의부와, 상기 안테나 모의부를 통해 수신된 신호에 대해 자기 속도 보상, 펄스 압축, 도플러 처리를 수행하고, FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 레인지 도플러 맵(range-doppler map)을 생성하는 신호처리 모의부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 통제 제어 모의부는, 상기 레이더 체계 운용 모의부로부터 명령된 레이더 운용 모드에 대하여 운용 모드의 동작 및 구현을 담당하는 세부모드 관리 모델부와, 각 모드의 탐색 범위, 탐색 패턴, 탐색 주기, 다음 탐색 위치를 포함하는 레이더 탐색 설정 값을 제어하고, 상기 신호처리 모의부로부터 수신된 표적 데이터를 이용하여 표적 연관, 표적 추적, 빔간 처리를 포함하는 레이더 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리를 수행하는 탐색 및 추적 관리 모델부와, 상기 탐색 및 추적 관리 모델부에 의해 결정된 조향 위치에 빔을 방사하기 위해 레이더 빔의 정보를 설정하고, 설정된 정보들에 대한 주기적인 스케줄링을 수행하는 빔 조향 관리 모델부를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 세부모드 관리 모델부는, 사용자 인터페이스에 따라 공대공 탐색 및 추적모드가 설정되면, 해당 모드의 실행 가능 여부 판단, 모드의 변환에 따른 레이더 설정 값 변경, 빔 조향 방식 변경 작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 신호처리 모의부는, 수신된 신호에 대해 상기 FFT를 수행하여 표적 상태를 추정하기 위한 상기 레인지 도플러 맵을 생성하는 FFT 수행 모델부와, 생성된 상기 레인지 도플러 맵을 이용하여 CFAR(Constant False Alarm Rate) 검출기를 통해 표적 정보를 추출하는 CFAR 수행 모델부와, 상기 CFAR 수행 모델부를 통해 추출된 값을 통해 표적에 대한 각도를 계산하는 각도 계산 모델부와, 계산된 상기 표적의 각도에 기반한 모호성 제거를 통해 상기 표적의 위치와 속도를 도출하는 모호성 제거 모델부를 포함할 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 사용자 인터페이스에 따라 생성되는 제어 명령에 의거하여 레이더의 항전 연동 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 단계와, 생성된 상기 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하는 단계와, 상기 모의하는 단계를 통해 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따라 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 단계를 포함하는 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은, 또 다른 관점에 따라, 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 항전 연동 시뮬레이션 방법은, 사용자 인터페이스에 따라 생성되는 제어 명령에 의거하여 레이더의 항전 연동 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 단계와, 생성된 상기 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하는 단계와, 상기 모의하는 단계를 통해 수신된 레이더 동작 상태에 따라 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 항공기 레이더 성능에 대한 분석 및 기능 요구도에 대한 실효적인 검증을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 항공기 레이더의 임무 수행 절차에 따른 레이더의 동작 상태와 운용 절차를 종합적으로 검증함으로써 체계 설계의 이상, 오류 및 누락 사항 등을 효과적으로 검증할 수 있으며, 이를 통해 항공기용 레이터의 체계 운용성 등을 효과적으로 검증할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 항공기와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션 환경을 구축하여 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 검증할 수 있도록 함으로써, 항공기 레이더 시스템의 개발 비용을 대폭적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 개발 지연 및 실패 등의 위험성을 현저하게 낮출 수 있다.
도 1은 항공기 레이더 체계의 M&S 계층도이다.
도 2는 항공기 체계 M&S 계층도에 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치를 대응시킨 대응 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 레이더 체계 운용 모의부에 대한 세부적인 블록 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 레이더 모의 실행부에 대한 세부적인 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 항공기와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션 환경 구축을 통해 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 항공기 레이더 체계의 M&S(Modeling and Simulation) 계층도로서, 항공기 M&S 계층도에서 항공기와 레이더 간의 관계를 나타낸다.
본 발명의 실시예에서는 항공기 M&S 계층도와 항공기 레이더 M&S의 관계를 정의하였으며, 항공기 체계 수준에서 레이더 운용을 모의하고 검증하기 위해, 기존의 부체계 수준의 공학급 레이더 M&S를 확장하여 항전 연동을 포함한 체계 수준의 항공기 레이더 M&S 환경을 제안한다.
도 2는 항공기 체계 M&S 계층도에 본 발명의 실시예에 따른 시뮬레이션 장치를 대응시킨 대응 개념도이다.
도 2를 참조하면, 레이더 모의 환경은 M&S 계층도에서 부체계 수준의 공학급 모델에 해당하며, 레이더 데이터 처리 및 신호처리 알고리즘 및 아키텍처를 모의할 수 있다.
여기에서, 항공기 레이더 체계 운용 모의는 레이더를 포함한 항공기 시스템의 구성, 레이더의 동작 상태 및 운용 절차를 모의를 UML(Unified Modeling Language) 등과 같은 모델 기반의 소프트웨어 설계 기법을 이용하여 구현할 수 있으며, 부체계 수준의 공학급 모델에 항전 연동을 포함함으로써, 체계 수준 및 교전급 M&S 환경을 구현할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 항공기 레이더 운용 시뮬레이션 장치에 대한 블록 구성도로서, 시뮬레이션 장치(300)는 사용자 인터페이스부(302), 항전 연동 모의부(304), 레이더 체계 운영 모의부(306) 및 레이더 모의 실행부(308) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 항공기는, 예컨대 유인 비행체 또는 무인 비행체로 정의될 수 있다.
도 3을 참조하면, 사용자 인터페이스부(302)는, 사용자 인터페이스에 따라, 레이더 체계 운용성 및 레이더 성능과 기능을 검증하기 위한 시뮬레이션 과정에서 필요로 하는 정보들(예컨대, 체계 레이더 동작 명령, 시나리오 데이터 등)을 설정 및 입력할 수 있고, 실시간 시뮬레이션에서 사용자의 레이더 제어를 위한 비행 조종관, 화면을 포함한 조종석 등과 같은 입력 수단 및 레이더 운용 시뮬레이션의 처리결과를 표출(디스플레이) 시키기 위한 표출 수단 등으로 구현될 수 있다.
그리고, 항전 연동 모의부(304)는 항공기(비행체)의 항전 장비에 대한 모의를 전반적으로 제어하는 등의 역할을 수행할 수 있는 것으로, 사용자 인터페이스(302)로부터 조작 명령(제어 명령)을 수신하여 레이더 체계 운용 모의부(306)의 체계 수준에서 각 구성품의 상태와 동작정보를 연동하는 역할 등을 수행할 수 있으며, 항전 장비의 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령 등을 후술하는 레이더 모의 실행부(308)로 전송하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, 항전 연동 모의부(304)는, 추가적인 시나리오 입력 모듈(도시 생략)을 통해 모의 표적 시나리오를 생성함으로써, 예컨대 적 항공기(적 비행체)와의 교전급 모의를 수행할 수 있다.
또한, 레이더 체계 운용 모의부(306)는 항전 연동 모의부(304)로부터의 제어 명령에 따라 레이더 각 구성품들의 동작 점검, 레이더의 동작 상태 및 레이더의 운용 모드 등을 모의하는 기능을 수행할 수 있는데, 이를 위해 레이더 체계 운용 모의부(306)는, 일례로서 도 4에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 레이더 체계 운용 모의부에 대한 세부적인 블록 구성도로서, 레이더 체계 운용 모의부(306)는 전원 공급 모의부(3062), 정보 송수신 모의부(3064), 안테나 모의부(3066) 및 레이더 신호처리 모의부(3068) 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 전원 공급 모의부(3062)는 전원 제어 명령에 의거하여 정보 송수신 모의부(3064), 안테나 모의부(3066) 및 레이더 신호처리 모의부(3068) 등으로의 전원 공급을 모의하며, 자신의 상태 정보를 레이더 신호처리 모의부(3068)로 전송하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
다음에, 정보 송수신 모의부(3064)는 레이더의 다양한 운용 모드에 적합한 주파수 신호파형 정보를 생성하기 위한 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하여 레이더 선호처리 모의부(3068)로 전송하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
또한, 안테나 모의부(3066)는 송신신호를 위한 빔 방사와 모의표적(도시 생략)으로부터 수신된 신호에 안테나의 효과를 적용하기 위한 안테나 구성 정보 등을 생성하고, 이 생성된 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 레이더 선호처리 모의부(3068)로 전송하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, 시뮬레이션을 위한 빔 방사 모의와 안테나 효과 적용은 후술하는 도 3의 레이더 모의 실행부(308)에서 수행될 수 있다.
그리고, 레이더 신호처리 모의부(3068)는, 전원 공급 모의부(3062), 정보 송수신 모의부(3064), 안테나 모의부(3066) 등으로부터 각각 제공되는 시뮬레이션 정보, 안테나 구성 정보, 각 모의부의 상태 정보 등에 의거하여, 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 동작상태 제어, 그리고 운용 모드 등에 대한 모의를 수행할 수 있다.
여기에서, 레이더의 동작 점검은 레이더 신호처리 모의부(3068)가 체계 수준에서 항전 장비의 이상 유무를 점검하기 위한 절차를 수행하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 레이더 신호처리 모의부(3068)는 레이더의 각 구성품들과 연동하여 각 구성품들의 전원인가 여부, 연결 상태 및 정상동작 여부 등을 모의할 수 있다.
또한, 레이더의 동작 상태는 전원인가 단계, 준비 단계, 동작 단계, 동작 실패 단계 등으로 이루어질 수 있는데, 이들 각 단계 간의 상태 제어가 수행되는 것을 의미할 수 있다.
그리고, 레이더 신호처리 모의부(3068)는, 예컨대 공대공, 공대지, 공대해 모드를 선택적으로 각각 모의할 수 있고, 하위의 운용 모드를 제어할 수 있으며, 각 운용 모드간의 천이를 모의하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
또한, 레이더 신호처리 모의부(3068)는 도 3의 항전 연동 모의부(304)와의 연동을 통하여 수신된 제어 명령에 따라 안테나, 전원 공급, 정보 송수신 등을 제어하고, 수신된 레이더 시뮬레이션 정보를 항전 연동 장비에 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 레이더 모의 실행부(308)는 항전 연동 모의부(304)로부터 수신된 레이더 동작 상태에 따른 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링 등을 모의하는 등의 기능을 제공할 수 있는데, 이를 위해 레이더 모의 실행부(308)는, 일례로서 도 5에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 레이더 모의 실행부에 대한 세부적인 블록 구성도로서, 레이더 모의 실행부(308)는 통제 제어 모의부(3082), 안테나 모의부(3084) 및 신호처리 모의부(3086) 등을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 통제 제어 모의부(3082)는, 예컨대 레이더의 운용 모드 동작 및 구현, 레이더 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리의 수행, 레이더 빔의 설정 등을 스케쥴링하는 등의 기능을 수행할 수 있는 것으로, 이를 위해 통제 제어 모의부(3082)는 세부모드 관리 모델부(3082-1), 탐색 및 추적 관리 모델부(3082-2) 및 빔 조향 관리 모델부(3082-3) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 세부모드 관리 모델부(3082-1)는 도 3의 레이더 체계 운용 모의부(306)에서 명령된 레이더 운용 모드에 대하여 운용 모드의 동작 및 구현 등의 기능을 담당할 수 있다.
일례로서, 사용자 인터페이스에 따라 사용자 인터페이스부(302)에서 공대공 탐색 및 추적모드가 설정되면, 세부모드 관리 모델부(3082-1)에서는 해당 모드의 실행 가능 여부 판단, 모드의 변환에 따른 레이더 설정 값 변경, 빔 조향 방식 변경 등과 같은 작업을 수행할 수 있다.
또한, 탐색 및 추적 관리 모델부(3082-2)는 각 모드에 적합한 탐색 범위, 탐색 패턴, 탐색 주기, 다음 탐색 위치 등을 포함하는 레이더 탐색 설정 값을 제어하고, 신호처리 모의부(3086)로부터 수신된 표적 데이터를 이용하여 표적 연관, 표적 추적, 빔간 처리 등을 포함하는 레이더 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리를 수행하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 빔 조향 관리 모델부(3082-3)는 탐색 및 추적 관리 모델부(3082-2)에서 결정한 조향 위치에 빔을 방사하기 위해 레이더 빔의 정보를 설정하고, 설정된 정보들을 기존에 요청된 빔 조향 요청들과 함께 관리하면서 주기적으로 스케줄링하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
다음에, 안테나 모의부(3084)는, 예컨대 안테나 패턴 형성 모델부(3084-1) 등을 포함할 수 있는 것으로, 통제 제어 모의부(3082)에서 요청한 안테나 조향 방향에 따라 안테나 빔 패턴을 적용하여 송신 및 수신신호의 이득 및 위상에 대한 안테나 효과를 모델링하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
한편, 신호처리 모의부(3086)에서는 안테나 모의부(3084)를 통해 수신된 신호에 대해 자기 속도 보상, 펄스 압축, 도플러 처리 등의 기능을 수행하고, FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 레인지 도플러 맵(range-doppler map)을 생성하는 등의 기능을 수행할 수 있는 것으로, 이를 위해 신호처리 모의부(3086)는 FFT 수행 모델부(3086-1), CFAR(Constant False Alarm Rate) 수행 모델부(3086-2), 각도 계산 모델부(3086-3) 및 모호성 제거 모델부(3086-4) 등을 포함할 수 있다.
먼저, FFT 수행 모델부(3086-1)는 수신된 신호에 대해 FFT를 수행하여 표적 상태의 추정을 위한 레인지 도플러 맵을 생성하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
그리고, CFAR 수행 모델부(3086-2)는 FFT 수행 모델부(309-86-1)를 통해 생성된 레인지 도플러 맵을 이용하여 CFAR 검출기를 통해 표적 정보를 추출하는 등의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 각도 계산 모델부(3086-3)는 CFAR 수행 모델부(3086-2)를 통해 추출된 값을 통해 표적에 대한 각도를 계산하는 등의 기능을 수행할 수 있고, 모호성 제거 모델부(3086-4)는 계산된 각도 등에 기반한 모호성 제거를 통해 표적의 위치와 속도를 도출하는 등의 기능을 수행할 수 있으며, 이러한 일련의 과정들을 통해 항공기와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션을 실행함으로써 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 검증할 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 항전 연동 시뮬레이션 장치를 장치를 이용하여 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 시뮬레이션하는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 항공기와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션 환경 구축을 통해 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 시뮬레이션하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 항전 연동 모의부(304)에서는 사용자 인터페이스(302)로부터 수신되는 조작 명령에 의하여 레이더 체계 수준에서 각 구성품의 상태와 동작정보 등을 연동 및 모의하기 위한 제어 명령을 생성하여 레이더 체계 운용 모의부(306)로 전달한다(단계 602).
이에 응답하여, 레이더 체계 운용 모의부(306)에서는 항전 연동 모의부(304)로부터의 제어명령에 따라 레이더 각 구성품의 동작 점검을 모의한 후(단계 604), 그 모의 결과를 항전 연동 모의부(304)로 전달한다.
항전 연동 모의부(304)에서는 레이더의 부체계 구성품의 동작 점검을 위한 제어 명령을 생성하여 레이더 체계 운용 모의부(306)로 전달한다(단계 606).
다시, 레이더 체계 운용 모의부(306)에서는 항전 연동 모의부(304)로부터의 제어 명령에 따라 레이더의 동작 상태를 모의하고(단계 608), 레이더의 동작 상태에 따른 운용 모드를 모의하며(단계 610), 그 모의결과는 자신의 상태 정보와 함께 항전 연동 모의부(304)로 전달한다.
이에 응답하여, 항전 연동 모의부(304)에서는 레이더의 동작 상태 모의 및 각 동작 상태에 따른 운용 모드의 모드 결과에 의거하여 항전 장비의 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하고, 이 생성된 데이터들을 레이더 모의 실행부(308)로 전달한다(단계 612).
이후, 레이더 모의 실행부(308)에서는 탐색 모의 및 표적 추적 모의, 즉 레이더 동작 상태에 따른 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능 등을 모의하고(단계 614), 통제 제어 모의부로부터 요청받은 안테나 조향 방향에 따라 안테나 빔 패턴을 적용하는 모델링을 통해 송신 및 수신신호의 이득 및 위상에 대한 안테나 효과를 생성하며(단계 616), FFT의 수행을 통해 생성한 레인지 도플러 맵을 이용하는 표적 정보의 추출에 기반하여 표적 신호에 대한 각도, 위치, 속도 등의 파일럿(plot) 데이터를 생성하는데(단계 618), 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 일련의 과정들을 통해 항공기와 레이더 간의 항전 연동 시뮬레이션을 실행함으로써 레이더의 기능 및 성능 분석을 통한 레이더 시스템의 설계 및 항전 연동의 운용을 검증할 수 있다.
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
302 : 사용자 인터페이스부
304 : 항전 연동 모의부
306 : 레이더 체계 운용 모의부
308 : 레이더 모의 실행부
3062 : 전원 공급 모의부
3064 : 정보 송수신 모의부
3066, 3084 : 안테나 모의부
3068 : 레이더 신호처리 모의부
3082 : 통제 제어 모의부
3086 : 신호처리 모의부

Claims (10)

  1. 사용자 인터페이스에 대응하는 제어 명령에 따라 레이더 체계 수준에서 레이더의 각 구성품의 상태와 동작정보를 연동하고, 항전 장비의 모의(simulation)를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 항전 연동 모의부와,
    상기 항전 연동 모의부로부터의 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하여 상기 항전 연동 모의부로 전달하는 레이더 체계 운용 모의부와,
    상기 항전 연동 모의부로부터 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따른 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 레이더 모의 실행부를 포함하고,
    상기 레이더 체계 운용 모의부는,
    상기 레이더의 각 운용 모드에 적합한 주파수 신호파형 정보를 생성하기 위한 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 정보 송수신 모의부와,
    송신신호를 위한 빔 방사와 모의 표적으로부터 수신된 신호에 안테나의 효과를 적용하기 위한 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 안테나 모의부와,
    상기 정보 송수신 모의부 및 상기 안테나 모의부로부터 각각 제공되는 시뮬레이션 정보, 안테나 구성 정보, 각 구성품의 상태 정보에 의거하여, 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 동작상태 제어 및 운용 모드에 대한 모의를 수행하는 레이더 신호처리 모의부를 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이더 신호처리 모의부는,
    공대공, 공대지, 공대해 모드를 선택적으로 각각 모의할 수 있는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이더 체계 운용 모의부는,
    전원 제어 명령에 의거하여 상기 정보 송수신 모의부, 상기 안테나 모의부 및 상기 레이더 신호처리 모의부로의 전원 공급을 모의하고, 자신의 상태 정보를 상기 레이더 신호처리 모의부로 전송하는 전원 공급 모의부를 더 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  5. 사용자 인터페이스에 대응하는 제어 명령에 따라 레이더 체계 수준에서 레이더의 각 구성품의 상태와 동작정보를 연동하고, 항전 장비의 모의(simulation)를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 항전 연동 모의부와,
    상기 항전 연동 모의부로부터의 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하여 상기 항전 연동 모의부로 전달하는 레이더 체계 운용 모의부와,
    상기 항전 연동 모의부로부터 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따른 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 레이더 모의 실행부를 포함하고,
    상기 레이더 모의 실행부는,
    상기 레이더의 운용 모드 동작 및 구현, 상기 레이더의 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리의 수행, 레이더 빔의 설정을 스케쥴링하는 통제 제어 모의부와,
    상기 통제 제어 모의부로부터의 요청에 의한 안테나 조향 방향에 따라 안테나 빔 패턴을 적용하여 송신 및 수신신호의 이득 및 위상에 대한 안테나 효과를 모델링하는 안테나 모의부와,
    상기 안테나 모의부를 통해 수신된 신호에 대해 자기 속도 보상, 펄스 압축, 도플러 처리를 수행하고, FFT(Fast Fourier Transform)를 통해 레인지 도플러 맵(range-doppler map)을 생성하는 신호처리 모의부를 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통제 제어 모의부는,
    상기 레이더 체계 운용 모의부로부터 명령된 레이더 운용 모드에 대하여 운용 모드의 동작 및 구현을 담당하는 세부모드 관리 모델부와,
    각 모드의 탐색 범위, 탐색 패턴, 탐색 주기, 다음 탐색 위치를 포함하는 레이더 탐색 설정 값을 제어하고, 상기 신호처리 모의부로부터 수신된 표적 데이터를 이용하여 표적 연관, 표적 추적, 빔간 처리를 포함하는 레이더 탐지 및 추적을 위한 데이터 처리를 수행하는 탐색 및 추적 관리 모델부와,
    상기 탐색 및 추적 관리 모델부에 의해 결정된 조향 위치에 빔을 방사하기 위해 레이더 빔의 정보를 설정하고, 설정된 정보들에 대한 주기적인 스케줄링을 수행하는 빔 조향 관리 모델부를 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 세부모드 관리 모델부는,
    사용자 인터페이스에 따라 공대공 탐색 및 추적모드가 설정되면, 해당 모드의 실행 가능 여부 판단, 모드의 변환에 따른 레이더 설정 값 변경, 빔 조향 방식 변경 작업을 수행하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호처리 모의부는,
    수신된 신호에 대해 상기 FFT를 수행하여 표적 상태를 추정하기 위한 상기 레인지 도플러 맵을 생성하는 FFT 수행 모델부와,
    생성된 상기 레인지 도플러 맵을 이용하여 CFAR(Constant False Alarm Rate) 검출기를 통해 표적 정보를 추출하는 CFAR 수행 모델부와,
    상기 CFAR 수행 모델부를 통해 추출된 값을 통해 표적에 대한 각도를 계산하는 각도 계산 모델부와,
    계산된 상기 표적의 각도에 기반한 모호성 제거를 통해 상기 표적의 위치와 속도를 도출하는 모호성 제거 모델부를 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 장치.
  9. 사용자 인터페이스에 따라 생성되는 제어 명령에 의거하여 레이더의 항전 연동 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 단계와,
    생성된 상기 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하는 단계와,
    상기 모의하는 단계를 통해 수신된 상기 레이더의 동작 상태에 따라 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 단계를 포함하고,
    상기 모의하는 단계는,
    상기 레이더의 각 운용 모드에 적합한 주파수 신호파형 정보를 생성하기 위한 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계와,
    송신신호를 위한 빔 방사와 모의 표적으로부터 수신된 신호에 안테나의 효과를 적용하기 위한 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계와,
    상기 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계 및 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계를 통해 각각 제공되는 시뮬레이션 정보, 안테나 구성 정보, 각 구성품의 상태 정보에 의거하여, 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 동작상태 제어 및 운용 모드에 대한 모의를 수행하는 단계를 포함하는
    레이더의 항전 연동 시뮬레이션 방법.
  10. 레이더의 항전 연동 시뮬레이션 방법을 프로세서가 수행하도록 하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서,
    상기 항전 연동 시뮬레이션 방법은,
    사용자 인터페이스에 따라 생성되는 제어 명령에 의거하여 레이더의 항전 연동 모의를 위한 시나리오 데이터 및 레이더 동작 명령을 생성하는 단계와,
    생성된 상기 제어 명령에 따라 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 상기 레이더의 동작 상태 및 운용 모드를 모의하는 단계와,
    상기 모의하는 단계를 통해 수신된 레이더 동작 상태에 따라 상기 레이더의 안테나 효과, 탐지 성능, 추적 성능, 빔 스케줄링에 대한 모의를 실행하는 단계를 포함하고,
    상기 모의하는 단계는,
    상기 레이더의 각 운용 모드에 적합한 주파수 신호파형 정보를 생성하기 위한 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계와,
    송신신호를 위한 빔 방사와 모의 표적으로부터 수신된 신호에 안테나의 효과를 적용하기 위한 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계와,
    상기 시뮬레이션 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계 및 안테나 구성 정보와 자신의 상태 정보를 생성하는 단계를 통해 각각 제공되는 시뮬레이션 정보, 안테나 구성 정보, 각 구성품의 상태 정보에 의거하여, 상기 레이더의 각 구성품의 동작 점검, 동작상태 제어 및 운용 모드에 대한 모의를 수행하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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