KR102333869B1 - 레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법 - Google Patents

레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법 Download PDF

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Abstract

레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이더 빔 스케줄링 장치는, 복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신하는 통신 모듈; 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하여 탐지 결과 정보를 생성하는 표적 탐지부; 탐지 결과 정보에 기초하여 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당하는 빔 할당부; 탐지 결과 정보에 기초하여, 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하는 빔 파형 결정부; 및 빔 파형에 기초하여 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 동기화부를 포함할 수 있다.

Description

레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법{RADAR BEAM SCHEDULING APPARATUS, RADAR SYSTEM WITH THE SAME, AND METHOD OF SCHEDULING RADAR BEAM}
본 발명은 레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법에 관한 것이다.
레이더는 무선 탐지와 거리 측정의 약어로 레이더 빔을 방사하고, 표적으로부터 반사되는 레이더 빔을 수신하여 표적과의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선 감시 장치이다. 이때, 표적으로부터 반사되어 돌아오는 레이더 빔의 시간을 측정하여 표적의 거리, 방향, 고도 등이 측정될 수 있다. 레이더의 일 예로서, 능동 위상 배열(active electronically scanned array) 레이더는 전자적으로 빔을 조향할 수 있다. 이러한 전자식 빔 조향 레이더가 사용됨에 따라 종래의 기계식 빔 조향 레이더에 비해 빔 조향 시간이 비약적으로 빨라지고, 레이더에서 수행할 수 있는 다중 임무 처리 능력이 크게 향상되었다.
다기능 레이더는 탐색, 일반 추적, 정밀 추적 등의 여러 기능들을 수행할 수 있다. 특히, 능동 위상 배열 레이더는 매우 짧은 시간 안에 전자적으로 빔을 조향할 수 있기 때문에, 다기능 레이더로 사용할 수 있다. 능동 위상 배열 레이더는 신속하게 빔의 방향을 조절하면서 여러 임무(또는, 자원)들을 순차적으로 수행할 수 있다.
이러한 다기능 레이더는 복수의 면(예를 들어, 4개의 면)으로 구성되는 안테나를 독립적으로 운용할 수 있다. 따라서, 각 면의 빔의 운영 방법에 따라 레이더의 전체 성능이 결정될 수 있다. 다기능 레이더의 다중 임무 처리 능력을 극대화하기 위해서는 한정된 자원을 실시간으로 그리고 효율적으로 관리, 운용할 수 있는 레이더 자원 관리 기술이 필요하다. 레이더 자원 관리 기술의 일 예로서, 레이더 빔 스케줄링은 레이더 자원 관리의 핵심적인 요소라고 할 수 있다. 여기서, 레이더 빔 스케줄링은 우선 순위, 전술적 요구 조건 및 임무 처리 성능 지표에 입각하여 실시간으로 레이더 빔의 처리 작업 순서를 결정하는 기술을 말한다.
종래에는 복수의 면 간의 전파 간섭을 피하기 위해, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 각 면을 순차적으로 운영하여 추적 빔이 송신되고 있다. 각 면을 순차적으로 운영하기 때문에, 복수의 면 간의 전파 간섭을 피할 수 있지만, 전방위를 탐지할 수 있는 시간이 느려지는 문제점이 있다. 이로 인해, 새로운 표적이나 위험이 높은 고속도 표적의 경우 탐지 시간이 느려져 위험에 대처가 늦고 위험성이 높아지는 문제점이 있다.
본 발명은 복수의 표적 각각의 위치를 고려하여 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 레이더 빔 스케줄링 장치, 이를 포함하는 레이더 시스템 및 레이더 빔 스케줄링 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이더 빔 스케줄링 장치가 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이더 빔 스케줄링 장치는, 복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신하는 통신 모듈; 상기 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하여 탐지 결과 정보를 생성하는 표적 탐지부; 상기 탐지 결과 정보에 기초하여 상기 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당하는 빔 할당부; 상기 탐지 결과 정보에 기초하여, 상기 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하는 빔 파형 결정부; 및 상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 동기화부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔 파형 결정부는 상기 복수의 표적 각각의 위치에 따라 상기 빔 파형을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔 파형 결정부는, 상기 다기능 레이더가 탐지 가능한 가장 가까운 거리에 해당하는 기준 거리 및 상기 기준 거리에 대응하는 제1 빔 파형에 기초하여, 상기 복수의 표적 각각의 거리에 따라 상기 제1 빔 파형보다 긴 파형을 갖는 제2 빔 파형을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 동기화부는, 상기 복수의 추적 빔에 대해 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔을 결정하고, 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 동기화부는, 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔이 상기 복수의 면 각각에서 동일한 시간에 방사되도록 동기화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 동기화부는 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위에 따라 상기 방사 시간을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 동기화부는 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위 정보에 기초하여 상기 복수의 추적 빔 각각의 우선 순위를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 레이더 시스템이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이더 시스템은, 복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더; 및 상기 다기능 레이더에 연결되고, 일 실시예에 따른 레이더 빔 스케줄링 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이더 빔 스케줄링 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이더 빔 스케줄링 방법은, 복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신하는 단계; 상기 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하여 탐지 결과 정보를 생성하는 단계; 상기 탐지 결과 정보에 기초하여 상기 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당하는 단계; 상기 탐지 결과 정보에 기초하여, 상기 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하는 단계; 및 상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔 파형은 상기 복수의 표적 각각의 위치에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탐지 결과 정보에 상기 복수의 추적 빔의 파형을 결정하는 단계는, 상기 다기능 레이더가 탐지 가능한 가장 가까운 거리에 해당하는 기준 거리 및 상기 기준 거리에 대응하는 제1 빔 파형에 기초하여, 상기 복수의 표적 각각의 거리에 따라 상기 제1 빔 파형보다 긴 파형을 갖는 제2 빔 파형을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계는, 상기 복수의 추적 빔에 대해 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔을 결정하는 단계; 및 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계는 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔이 상기 복수의 면 각각에서 동일한 시간에 방사되도록 동기화시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 방사 시간은 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계는 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위 정보에 기초하여 상기 복수의 추적 빔 각각의 우선 순위를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 표적의 거리를 고려하여 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하여 복수의 추적 빔을 동기화할 수 있어, 다기능 레이더의 복수의 면 간의 전파 간섭을 피할 수 있다.
또한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수의 표적을 추적하기 위해 할당되는 추적 빔의 자원을 줄일 수 있어 효율적인 추적 빔의 운용을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 동시에 전 방위의 탐지 시간을 감소시킬 수 있어, 높은 탐지 및 추적 성능을 유지할 수 있으면서 새로운 위험 표적을 빠르게 대응할 수 있다.
도 1은 종래의 다기능 레이더의 각 면을 순차적으로 운영하여 추적 빔을 송신하는 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 추적 빔의 방사 시간을 동기화하지 않은 경우에 간섭이 발생하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 동일한 위치의 표적에 동일한 빔 파형을 결정하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 표적의 거리에 따라 빔 파형을 결정하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 레이더 빔을 스케줄링하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 추적 빔을 할당하는 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 예를 나타낸 도면이다.
도 9a는 종래에 따라 5개의 표적에 대해 표적을 탐지 및 추적하는 예를 나타낸 도면이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 5개의 표적에 대해 표적을 탐지 및 추적하는 예를 나타낸 도면이다.
도 10a는 종래에 따라 1000개의 표적을 탐지 및 추적하는 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따라 1000개의 표적을 탐지 및 추적하는 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.
본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 레이더 시스템(200)은 다기능 레이더(210) 및 레이더 빔 스케줄링 장치(220)를 포함할 수 있다.
다기능 레이더(210)는 레이더 빔을 생성하고, 생성된 레이더 빔을 방사할 수 있다. 또한, 다기능 레이더(210)는 표적에 의해 반사되는 레이더 빔을 수신하여 레이더 빔 수신 데이터를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다기능 레이더(210)는 복수의 면을 통해 레이더 빔을 방사하고 표적에 의해 반사되는 레이더 빔을 수신할 수 있다. 예를 들면, 다기능 레이더(210)는 4개의 면으로 이루어진 위상 배열 안테나를 포함할 수 있다. 그러나, 다기능 레이더(210)는 반드시 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 다양한 개수의 면으로 이루어진 위상 배열 안테나를 포함할 수 있다.
레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 다기능 레이더(210)에 연결되어 다기능 레이더(210)로부터 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하고, 탐지된 복수의 표적을 추적하기 위한 복수의 추적 빔을 할당하여 스케줄링할 수 있다.
일반적으로, 다기능 레이더(210)는 위상 배열 안테나를 사용하여 상대적으로 빔을 자유롭게 운용할 수 있으므로, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 다른 레이더와는 다르게 다기능 레이더(210)의 자원 관리가 매우 중요하다. 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 자원 관리를 통해 실시간으로 빔을 상황에 맞게 생성, 변경하여 레이더 성능을 향상시킬 수 있다. 다기능 레이더(210)의 성능을 판단함에 있어서, 기본적으로 탐색과 추적으로 구분할 수 있다. 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 탐색 도중에 표적이 탐지되면, 추적 빔을 할당할 수 있다. 이때, 추적 파형에 따라 탐색 성능이 저하될 수 있으며, 다기능 레이더(210)의 복수의 면 간의 전파 간섭이 발생할 수 있어, 추적 빔의 운용 시에 고려해야 한다.
도 3은 추적 빔의 방사 시간을 동기화하지 않은 경우에 간섭이 발생하는 예를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다기능 레이더(210)의 제1 면을 통해 원거리의 대공 표적을 대상으로 긴 PRI(pulse repetition interval)를 갖는 LPRF(low pulse repetition frequency) 파형의 레이더 빔을 방사하고, 다기능 레이더(210)의 제2 면을 통해 상대적으로 가까운 대공 표적을 대상으로 짧은 PRI를 갖는 LPRF 파형의 레이더 빔을 방사하고, 다기능 레이더(210)의 제3 면을 통해 대함 표적을 대상으로 MPRF(medium pulse repetition frequency) 파형의 레이더 빔을 방사하는 경우, 표적 특성 및 위치에 따라 서로 다른 파형을 사용하여도 레이더 빔을 동기화시키지 않으면, 다기능 레이더(210)의 복수의 면 간의 전파 간섭을 줄 수 있다.
본 실시예에 따른 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 탐지된 복수의 표적에 대한 위치를 고려하여 추적 빔의 빔 파형을 결정하고, 결정된 빔 파형에 따라 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 통신 모듈(221), 표적 탐지부(222), 빔 할당부(223), 빔 파형 결정부(224) 및 동기화부(225)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(221)은 다기능 레이더(210)에 연결되어, 다기능 레이더(210)로부터 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 통신 모듈(221)은 다기능 레이더(210)로부터 복수의 표적을 탐지하기 위한 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다.
표적 탐지부(222)는 통신 모듈(221)에 연결되어, 통신 모듈(221)로부터 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 표적 탐지부(222)는 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하고 탐지 결과 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표적 탐지부(222)는 표적을 탐지할 수 있는 데이터 처리를 레이더 빔 수신 데이터에 수행하여 복수의 표적을 탐지하고, 탐지된 복수의 표적에 대응하는 탐지 결과 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 표적 탐지부(222)는 레이더 빔 수신 데이터를 레이더 방정식에 적용하여 표적의 탐지 판단을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 탐지 결과 정보는 복수의 표적 각각에 관한 표적 특성 정보 및 복수의 표적 각각에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 표적 특성 정보는 대함 표적, 대공 표적, 대전 표적 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 위치 정보는 복수의 표적 각각에 대한 거리 정보 및/또는 고도 정보를 포함할 수 있다.
추적 빔 할당부(223)는 표적 탐지부(222)에 연결되어 탐지 결과 정보를 수신할 수 있다. 또한, 추적 빔 할당부(223)는 탐지 결과 정보에 기초하여 다기능 레이더(210)의 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 추적 빔 할당부(223)는 탐지 결과 정보의 표적 특성 정보에 기초하여 다기능 레이더(210)의 복수의 면 각각에서 복수의 표적을 추적하기 위한 복수의 추적 빔을 할당할 수 있다.
빔 파형 결정부(224)는 추적 빔 할당부(223)에 연결될 수 있다. 빔 파형 결정부(224)는 탐지 결과 정보에 기초하여, 추적 빔 할당부(223)에 의해 할당된 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 빔 파형 결정부(224)는 탐지 결과 정보의 위치 정보에 기초하여 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다. 예를 들면, 빔 파형 결정부(224)는 복수의 표적 각각의 위치에 따라 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 빔 파형 결정부(224)는 도 5에 도시된 바와 같이 표적의 거리에 따라 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다. 예를 들면, 빔 파형 결정부(224)는 아래의 수학식을 통해 PRI를 산출하여 빔 파형을 결정할 수 있다.
Figure 112020091557474-pat00001
수학식 1에 있어서, R은 거리를 나타낸다.
동기화부(225)는 빔 파형 결정부(224)에 연결될 수 있다. 동기화부(225)는 빔 파형 결정부(224)에 의해 결정된 빔 파형에 기초하여 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기화부(225)는 동일한 빔 파형을 갖는 추적 빔이 다기능 레이더(210)의 서로 다른 면에서 동일 시간에 방사되도록 동기화시킬 수 있다.
본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 레이더 빔을 스케줄링하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 단계 S602에서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 다기능 레이더(210)를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)의 통신 모듈(221)은 다기능 레이더(210)로부터 복수의 표적을 탐지하기 위한 레이더 빔 수신 데이터를 수신할 수 있다.
단계 S604에서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)의 표적 탐지부(222)는 통신 모듈(221)로부터 레이더 빔 수신 데이터를 수신하고, 레이더 빔 수신 데이터에 표적을 탐지하기 위한 데이터 처리를 수행하여 복수의 표적을 탐지하며, 탐지된 복수의 표적에 대응하는 탐지 결과 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 표적 탐지부(222)는 레이더 빔 수신 데이터를 레이더 방정식에 적용하여 표적의 탐지 판단을 결정할 수 있다. 또한, 표적 탐지부(222)는 복수의 표적 각각에 해당하는 표적 특성 정보 및 위치 정보를 포함하는 탐지 결과 정보를 생성할 수 있다.
단계 S606에서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 탐지 결과 정보에 기초하여, 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당할 수 있다. 레이더 빔 스케줄링 장치(220)의 빔 할당부(223)는 표적 탐지부(222)로부터 탐지 결과 정보를 수신하고, 수신된 탐지 결과 정보에 기초하여 다기능 레이더(210)의 복수의 면 각각에 대해 복수의 추적 빔을 할당할 수 있다. 예를 들면, 빔 할당부(223)는 탐지 결과 정보의 표적 특성 정보에 기초하여 다기능 레이더(210)의 복수의 면 각각에 대해 복수의 추적 빔을 할당할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 빔 할당부(223)는 탐지 결과 정보의 표적 특성 정보에 기초하여, 도 7에 도시된 바와 같이, 다기능 레이더(210)의 복수의 면 중에서 다기능 레이더(210)의 제1 면에 대해 7개의 추적 빔을 할당하고, 제2 면에 대해 5개의 추적 빔을 할당하고, 제3 면에 대해 3개의 추적 빔을 할당하며, 제4 면에 대해 7개의 추적 빔을 할당할 수 있다.
단계 S608에서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 탐지 결과 정보에 기초하여 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)의 빔 파형 결정부(224)는 탐지 결과 정보에 기초하여, 빔 할당부(223)에 의해 할당된 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 빔 파형 결정부(224)는 다기능 레이더(210)가 탐지 가능한 가장 가까운 거리에 해당하는 기준 거리 및 기준 거리에 대응하는 제1 빔 파형에 기초하여, 복수의 표적 각각에 따라 상기 제1 빔 파형보다 긴 파형을 갖는 제2 빔 파형을 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 빔 파형은 복수의 표적 각각의 위치에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 빔 파형은 탐지 결과 정보의 위치 정보에 해당하는 표적 거리에 따라 결정될 수 있다.
단계 S610에서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)는 결정된 빔 파형에 기초하여 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이더 빔 스케줄링 장치(220)의 동기화부(225)는 복수의 추적 빔에 대해 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔을 결정하고, 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 동기화부(225)는 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔이 상기 복수의 면 각각에서 동일한 시간에 방사되도록 동기화시킬 수 있다. 예를 들면, 동기화부(225)는 도 8에 도시된 바와 같이, 다기능 레이더(210)의 제1 면에 대해 할당된 짧은 빔 파형을 갖는 제1 추적 빔과, 제2 면에 대해 제1 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제2 추적 빔과 제4 면에 대해 제2 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제3 추적 빔이 동일한 시간(예를 들어, 제1 시간)에 방사되도록 동기화시킬 수 있다. 동기화부(225)는 다기능 레이더(210)의 제1 면에 대해 할당된 짧은 빔 파형을 갖는 제4 추적 빔과, 제4 면에 대해 제4 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제5 추적 빔이 동일한 시간(예를 들어, 제2 시간)에 방사되도록 동기화시킬 수 있다. 동기화부(225)는 다기능 레이더(210)의 제1 면에 대해 할당된 긴 빔 파형을 갖는 제6 추적 빔과, 제2 면에 대해 제6 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제7 추적 빔과, 제3 면에 대해 제7 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제8 추적 빔과, 제4 면에 대해 제8 추적 빔과 동일한 빔 파형을 갖는 제9 추적 빔이 동일한 시간(예를 들어, 제3 시간)에 방사되도록 동기화시킬 수 있다. 동기화부(225)는 전술한 과정과 동일한 방법으로 빔 파형에 따라 복수의 추적 빔을 동기화시킬 수 있다.
선택적으로, 방사 시간은 복수의 표적 각각의 우선 순위에 따라 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기화부(225)는 복수의 표적 각각에 대한 우선 순위를 포함하는 사전 설정된 우선 순위 정보에 기초하여 복수의 추적 빔 각각의 우선 순위를 결정하고, 결정된 우선 순위에 따라 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시킬 수 있다.
도 9a는 종래에 따라 5개의 표적에 대해 표적을 탐지 및 추적하는 예를 나타낸 도면이고, 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따라 5개의 표적에 대해 표적을 탐지 및 추적하는 예를 나타낸 도면이다. 종래에 따르면, 다기능 레이더(210)의 제1 및 제4 면에서 각각 표적을 탐지 및 추적하는 경우, 도 9a에 도시된 바와 같이, 다기능 레이더(210)의 제1 면 내지 제4 면에 대해 방사되는 추적 빔을 동기화하지 않았기 때문에, 표적이 탐지되는 순서(즉, 표적 1 -> 표적 2 -> 표적 4 -> 표적 3 -> 표적 5)로 추적 빔을 할당하여 순차적으로 추적 빔을 방사하고 있다. 이에 반하여, 본 실시예에 따르면, 도 9b에 도시된 바와 같이, 동기화를 통해 표적 4를 탐지 후 추적 빔을 할당할 때 표적 2와 동일한 빔 파형으로 동기화되어 동일 시간에 추적 빔이 방사될 수 있다. 따라서, 표적 2와 표적 4에 대해 동일 시간에 추적 빔을 방사하기 때문에, 지속적인 탐색 중에 5개의 표적에 대해 추적 빔을 방사하는 전체 시간이 감소될 수 있다. 표적 추적에 할당되는 시간이 줄어드는 만큼 탐색 빔을 방사하는 시간이 빨라지고(탐색 속도의 향상), 이를 통해 표적의 탐색 성능이 향상될 수 있다.
도 10a는 종래에 따라 1000개의 표적을 탐지 및 추적하는 결과를 나타낸 그래프이고, 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따라 1000개의 표적을 탐지 및 추적하는 결과를 나타낸 그래프이다. 도 10a에 있어서, 붉은색으로 표시된 부분이 추적 빔에 할당된 자원의 퍼센트를 나타낸다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 추적 빔의 방사 시간을 동기화하지 않아 1000대의 표적이 170Km까지 이동하면 모든 자원이 표적 추적에 사용되어(100%), 더 이상 표적의 탐지가 불가능하게 되어, 다기능 레이더(210)가 레이더로서 기능하지 못한다. 이에 반하여, 도 10b에 도시된 바와 같이, 1000개의 표적이 약 280km까지 이동하여도 추적 빔에 약 70% 자원을 소모하여 여전히 탐색 및 추적이 가능한 것을 알 수 있다.
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.
200: 레이더 시스템, 210: 다기능 레이더, 220: 레이더 빔 스케줄링 장치, 221: 통신 모듈, 222: 표적 탐지부, 223: 빔 할당부, 224: 빔 파형 결정부, 225: 동기화부

Claims (15)

  1. 레이더 빔 스케줄링 장치로서,
    복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신하는 통신 모듈;
    상기 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하여 탐지 결과 정보를 생성하는 표적 탐지부;
    상기 탐지 결과 정보에 기초하여 상기 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당하는 빔 할당부;
    상기 탐지 결과 정보에 기초하여, 상기 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하는 빔 파형 결정부; 및
    상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 동기화부
    를 포함하고,
    상기 빔 파형 결정부는 상기 복수의 표적 각각의 위치에 기초하여 동일한 위치의 표적에 대해 동일한 빔 파형이 결정되도록 상기 빔 파형을 결정하고,
    상기 동기화부는 상기 복수의 추적 빔에 대해 상기 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔을 결정하고, 상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔이 상기 복수의 면 각각에서 동일한 시간에 방사되도록 동기화시키는 레이더 빔 스케줄링 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 빔 파형 결정부는, 상기 다기능 레이더가 탐지 가능한 가장 가까운 거리에 해당하는 기준 거리 및 상기 기준 거리에 대응하는 제1 빔 파형에 기초하여, 상기 복수의 표적 각각의 거리에 따라 상기 제1 빔 파형보다 긴 파형을 갖는 제2 빔 파형을 결정하는 레이더 빔 스케줄링 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 동기화부는 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위에 따라 상기 방사 시간을 결정하는 레이더 빔 스케줄링 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 동기화부는 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위 정보에 기초하여 상기 복수의 추적 빔 각각의 우선 순위를 결정하는 레이더 빔 스케줄링 장치.
  8. 레이더 시스템으로서,
    복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더; 및
    상기 다기능 레이더에 연결되고, 제1항, 제3항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 레이더 빔 스케줄링 장치
    를 포함하는 레이더 시스템.
  9. 레이더 빔 스케줄링 방법으로서,
    복수의 면 각각을 통해 레이더 빔을 방사하여 수신하는 다기능 레이더를 통해 레이더 빔 수신 데이터를 수신하는 단계;
    상기 레이더 빔 수신 데이터에 기초하여 복수의 표적을 탐지하여 탐지 결과 정보를 생성하는 단계;
    상기 탐지 결과 정보에 기초하여 상기 복수의 면 각각에 대한 복수의 추적 빔을 할당하는 단계;
    상기 탐지 결과 정보에 기초하여, 상기 복수의 추적 빔의 빔 파형을 결정하는 단계; 및
    상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 빔 파형은 상기 복수의 표적 각각의 위치에 기초하여 결정되고,
    상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계는,
    상기 복수의 추적 빔에 대해 동일한 빔 파형을 갖는 다수의 추적 빔을 결정하는 단계; 및
    상기 동일한 빔 파형을 갖는 상기 다수의 추적 빔이 상기 복수의 면 각각에서 동일한 시간에 방사되도록 동기화시키는 단계
    를 포함하는 레이더 빔 스케줄링 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 탐지 결과 정보에 상기 복수의 추적 빔의 파형을 결정하는 단계는,
    상기 다기능 레이더가 탐지 가능한 가장 가까운 거리에 해당하는 기준 거리 및 상기 기준 거리에 대응하는 제1 빔 파형에 기초하여, 상기 복수의 표적 각각의 거리에 따라 상기 제1 빔 파형보다 긴 파형을 갖는 제2 빔 파형을 결정하는 단계
    를 포함하는 레이더 빔 스케줄링 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서, 상기 방사 시간은 상기 복수의 표적 각각의 우선 순위에 따라 결정되는 레이더 빔 스케줄링 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 빔 파형에 기초하여 상기 복수의 추적 빔의 방사 시간을 동기화시키는 단계는
    상기 복수의 표적 각각의 우선 순위 정보에 기초하여 상기 복수의 추적 빔 각각의 우선 순위를 결정하는 단계
    를 포함하는 레이더 빔 스케줄링 방법.
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