KR102336597B1

KR102336597B1 - 재밍 신호 회피를 위한 부엽제거 기능 최적화 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102336597B1
Application number: KR1020200112479A
Authority: KR
Inventors: 김효성
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-12-07

Abstract

본 발명은 재밍 신호 회피를 위한 부엽제거 기능 최적화 장치 및 방법에 관한 것이며, 본 명세서의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치는 표적신호 및 재밍 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나, 기 설정된 주파수 범위의 잡음신호를 발생시키는 잡음 발생기, 잡음 발생기에서 발생된 잡음신호의 크기를 안테나에서 입력되는 신호와 유사한 크기로 조정하는 이득 조절기, 이득 조절기를 통해 조정된 잡음신호를 부엽신호가 억압되도록 크기를 조절하는 전자식 가변 감쇄기, 안테나를 통해 표적신호 및 재밍 신호를 수신하고, 잡음 발생기를 통해 발생된 잡음신호의 크기가 조절된 신호를 전자식 가변 감쇄기를 통하여 수신하여 기저대역 신호로 주파수 변환하고 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 수신기 및 수신기의 주파수 하향 및 위상 조절된 신호를 수신하여 재밍 신호를 제거하는 재밍 제거회로를 포함한다.

Description

재밍 신호 회피를 위한 부엽제거 기능 최적화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR OPTIMIZING SIDELOBE CANCELLING FUNCTION AVOIDING JAMMING SIGNAL}

본 발명은 재밍 신호 회피를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 부엽제거 기능 조정 및 최적화를 통한 재밍 신호 회피 장치 및 방법에 관련된 것이다.

현대의 통신 및 레이더 장비는 전자전 위협에 대비하여 여러 가지의 대전자전 능력을 보유하고 있으며, 특히 안테나 부엽으로 유입되는 재머(Jammer) 신호는 제거하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 부엽으로 유입되는 재머 신호를 효과적으로 제거하기 위해 부엽제거장치를 적용하고 있으며, 다수의 채널을 보유하는 레이더의 경우 부엽제거 채널의 위상 및 크기를 장비 별로 최적화하여 부엽제거 능력을 극대화하고 있다.

종래에는 부엽으로 유입되는 재밍 신호 회피를 위해 안테나 채널 별 수동으로 위상 및 감쇄값을 조정하는 부엽제거 회로를 적용하여 재밍 신호를 회피하였다. 그러나, 이와 같은 종래기술은 장비 lot별 생산 후 요구되는 부엽 억압도 규격 세팅을 위해 수동으로 위상 및 크기를 조정하는 방식을 이용하기 때문에, 채널이 많은 경우 부엽제거성능 만족을 위한 조정시간이 과다하게 소요되며, 시스템에서 만들 수 있는 최대한의 억압능력을 구현할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 부엽제거요구 성능을 일부 약속된 레벨에 대해서만 측정하여 실제 환경에서는 효율성이 떨어지는 문제점을 가지고 있으며, 실제 Field 환경에서 외부환경 요인에 의해 초기 부엽세팅 값이 변경되어 부엽제거성능이 저하되는 단점을 가지고 있다.

즉, 종래기술에 따르면, 부엽억압도를 만족시키기 위해서는 수신기 내부의 감쇄값 및 위상조정을 수동으로 조정하여야 하기 때문에 생산품별 부엽 억압도 세팅을 위한 감쇄값 및 위상 조정에 과다한 시간이 소요되는 문제점이 있으며, 부엽제거 요구성능을 일부 약속된 레벨에 대해서만 측정 후 상위 적용하기 때문에 실제 Field 환경에서는 요구성능이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 장비 운용 중 구성품(증폭기, 믹서 등)의 수리 소요 발생 시 구성품 변동이 생기는 경우 초기 세팅된 위상 및 감쇄값이 변경되어 부엽제거 성능이 저하될 가능성이 있으며, 현장에서 개별 수신기별 초기 세팅된 위상 및 감쇄값을 알 수 없으므로 장비의 유지보수가 어려운 문제점이 있다.

나아가서, 실제 Field 환경에서는 온도, 습도 등의 외부 환경 변화의 영향으로 부엽신호의 크기나 위상의 변동사항 발생시 부엽제거 요구성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전자식 가변 감쇄기 및 가변 위상 조정기 등을 적용하여 자동으로 부엽제거 능력을 조정할 수 있는 부엽제거 기능 최적화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치는 표적신호 및 재밍 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나; 기 설정된 주파수 범위의 잡음신호를 발생시키는 잡음 발생기; 상기 잡음 발생기에서 발생된 잡음신호의 크기를 상기 안테나에서 입력되는 신호와 유사한 크기로 조정하는 이득 조절기; 상기 이득 조절기를 통해 조정된 잡음신호를 부엽신호가 억압되도록 크기를 조절하는 전자식 가변 감쇄기; 상기 안테나를 통해 표적신호 및 재밍 신호를 수신하고, 상기 잡음 발생기를 통해 발생된 잡음신호의 크기가 조절된 신호를 상기 전자식 가변 감쇄기를 통하여 수신하여 기저대역 신호로 주파수 변환하고 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 수신기; 및 상기 수신기의 주파수 하향 및 위상 조절된 신호를 수신하여 재밍 신호를 제거하는 재밍 제거회로를 포함한다.

바람직하게는, 상기 수신기는, 안테나로부터 수신된 RF 신호를 통과하거나 차단시키는 RF 스위치; 상기 RF 스위치로부터 통과된 RF 신호를 저잡음으로 증폭하는 저잡음증폭기; 국부발진신호를 입력 받아 상기 저잡음 증폭된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 주파수 컨버터; 및 상기 주파수 컨버터를 통해 기저대역으로 변환된 신호의 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 전자식 위상 조정기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 재밍 제거회로로부터 출력된 신호를 분석하는 스펙트럼 분석기; 및 상기 스펙트럼 분석기로부터 전달된 신호를 기반으로 부엽 억압도를 추출하여 기 설정된 부엽 억압도 목표값을 만족하는지 판단하고, 상기 목표값을 만족하지 못하는 경우 상기 이득 조절기, 상기 전자식 가변 감쇄기 및 상기 전자식 위상 조정기로 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변하는 제어기를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제어기는 상기 추출된 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족할 때까지 반복하여 상기 이득 조절기, 상기 전자식 가변 감쇄기 및 상기 전자식 위상 조정기로 상기 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변하며, 상기 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값에 기반하여 상기 추출된 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족시키는 경우에 상기 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 저잡음 증폭기의 앞단에는 고출력 신호로부터 수신기를 보호하기 위한 제한기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 안테나는 주빔 안테나 및 복수의 부엽 안테나를 포함하며, 상기 수신기는 상기 안테나 별로 각각 신호를 수신하는 복수의 수신기들로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 재밍 제거회로는, 상기 주빔 안테나 신호와 상기 부엽 안테나 신호의 시간차를 조정하는 Delay line; 상기 주빔 안테나 신호와 상기 부엽 안테나 신호의 크기를 비교하여 목표값 이상으로 재밍 신호가 억압되면 재밍 제거회로의 출력값으로 출력하고, 상기 비교결과 목표값에 도달하지 못하면 레벨 조정이 요구되는 신호로 출력하는 비교기; 상기 비교기의 레벨 조정이 요구되는 신호를 입력 받아서 신호의 크기를 조정하는 레벨 조정기; 이전 신호 대비하여 재밍 신호의 크기량을 조절하여 재밍 신호를 최소화할 수 있는 크기의 신호코드를 계산하는 계산기; 및 상기 계산기로부터 입력된 신호코드를 이용하여 입력되는 신호의 레벨 조정을 통해서 상기 비교기에서 출력된 재밍 신호의 크기와 일치되도록 재밍 신호의 크기를 복제하고, 상기 복제된 신호에 복소 신호를 적용하여 음의 신호를 취하여 상기 비교기로 전달하는 신호 복제기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 주파수 컨버터는, 입력되는 신호를 상기 제어기의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제2 가변 감쇄기; 1차 국부발진신호와 상기 제2 가변 감쇄기를 통해 감쇄된 중간주파수 신호를 혼합하는 제1 혼합기; 상기 제1 혼합기를 통과한 신호를 증폭하는 제1 증폭기; 상기 제1 증폭기를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제1 대역통과필터; 상기 제1 대역통과필터를 통과한 신호와 2차 국부발진신호를 혼합하여 기저대역의 신호로 변환하는 제2 혼합기; 상기 제2 혼합기를 통과한 신호를 증폭하는 제2 증폭기; 상기 제2 증폭기를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제2 대역통과필터; 상기 제2 대역통과필터를 통과하여 입력되는 신호를 상기 제어기의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제3 가변 감쇄기; 및 상기 제3 가변 감쇄기를 통하여 일정 레벨로 감쇄된 신호 전력을 n개 방향으로 분배하는 N방향 전력분배기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 일실시예에 따른 합성 부엽제거 기능 최적화 방법은 재밍 신호를 제거하기 위한 목표 억압도를 설정하는 제1 단계; 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 설정하는 제2 단계; 표적신호 및 재밍 신호를 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신하는 제3 단계; 상기 수신된 신호에 대해서 상기 설정된 초기값을 기반으로 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하여 상기 수신된 재밍 신호를 제거하여 1차 출력하는 제4 단계: 스펙트럼 분석기를 통해서 상기 1차 출력된 신호의 부엽 억압도를 측정하는 제5 단계; 상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는지 판단하는 제6 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법에서 상기 제6 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 제2 단계에서의 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하는 제7 단계; 상기 수신된 신호에 대해서 상기 가변된 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하여 상기 수신된 재밍 신호를 제거하여 2차 출력하는 제8 단계: 스펙트럼 분석기를 통해서 상기 2차 출력된 신호의 부엽 억압도를 측정하는 제9 단계; 상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는지 판단하는 제10 단계를 포함한다.

바람직하게는 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하고, 상기 제8 단계 내지 제10 단계를 상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족할 때까지 반복 수행한다.

바람직하게는, 상기 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하고, 상기 제8단계 내지 제10단계를 소정 횟수까지 반복하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는 경우에는, 상기 가변된 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 가변값을 메모리에 저장한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전자식 가변 감쇄기 및 가변 위상 조정기 등을 적용하여 자동으로 부엽제거 능력을 조정할 수 있는 부엽제거 기능 최적화 장치 및 방법이 제공되는 효과가 있다.

또한, 입력되는 재밍 신호의 크기 및 위상을 미리 약속된 룩업테이블을 적용하여 능동 제어할 수 있으므로, 생산품별 부엽 억압도 세팅을 위한 감쇄값 및 위상 조정에 요구되는 조정시간을 단축시킬 수 있으며, 작업자의 숙련도에 따라서 발생할 수 있는 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 최적화된 가변감쇄기 및 위상조정기의 설정값을 룩업테이블에 저장하여 사용함으로써 실제 Field 환경에서 요구성능이 저하되는 문제점을 방지할 수 있으며, 장비 운용 중 구성품(증폭기, 믹서 등)의 수리 소요 발생 시 구성품 변동에 따라 최적화된 위상 및 감쇄값을 룩업테이블로 보정할 수 있어서 유지보수가 용이하며 부엽 억압도 요구성능 저하가 방지되는 효과가 있다.

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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치에서 주파수 컨버터의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치에서 재밍 제거회로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 안테나 구성을 개략적으로 도시한 참고도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치는 안테나, 잡음 발생기(100), 제1 방향성 결합기(101), 이득 조절기(102), N채널 분배기(103), 전자식 가변 감쇄기(104), 제1 수신기(220), 재밍 제거회로(109), 스펙트럼 분석기(201), 제어기(200) 등을 포함한다.

안테나는 표적신호 및 재밍 신호를 수신하며 적어도 하나 이상의 안테나로 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이 주엽 신호를 수신하는 주빔 안테나(250)와 복수의 부엽 안테나(111, 112, 113)를 포함하며, 각각 독립된 채널을 형성할 수 있다.

잡음 발생기(100)는 제어기(200)의 제어명령에 따라서 기 설정된 주파수 범위의 잡음신호를 발생시킨다.

이득 조절기(102)는 잡음 발생기(100)에서 발생된 잡음신호의 크기를 안테나(250)에서 입력되는 신호와 유사한 크기로 조정한다. 이득 조절기(102)를 통과한 잡음신호들은 N채널분배기(103)를 통해서 주엽 및 부엽 신호를 수신하는 N개의 수신기로 수신되도록 분배된다.

전자식 가변 감쇄기(104)는 제어기(200)의 제어명령을 통해서 이득 조절기(102)를 통해 조정된 잡음신호가 억압되도록 신호의 크기를 조절한다.

수신기(220, 300, 301, 302)는 안테나의 개수만큼 각각 구성될 수 있으며, 주빔 안테나를 통해서 주엽 신호를 수신하는 제1 수신기(220)는 주빔 안테나(250)를 통해 표적신호 및 재밍 신호를 수신하고, 잡음 발생기(100)를 통해 발생된 잡음신호의 크기가 조절된 신호를 전자식 가변 감쇄기(104)를 통하여 수신하여 기저대역 신호로 주파수 변환하고 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절한다.

제어기(200)의 제어명령을 통해서 이득 조절기(102), 전자식 가변 감쇄기(104) 및 전자식 위상조정기(108)의 설정값은 가변될 수 있으며, 이를 통해서 부엽신호의 억압도가 최적화될 수 있다.

재밍 제거회로(109)는 수신기의 주파수 하향 및 위상 조절된 신호를 수신하여 재밍 신호를 제거하고 이를 표적 처리부(도시하지 않음)로 전달한다.

한편, 제1 수신기(220)는 주빔 안테나(250)로부터 수신된 RF 신호를 통과하거나 차단시키는 RF 스위치(105)와, RF 스위치(105)로부터 통과된 RF 신호를 저잡음으로 증폭하는 저잡음증폭기(LNA, 106)와, 제1 및 제2 국부발진신호(LO1, LO2)를 입력 받아 저잡음 증폭된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 주파수 컨버터(107)와, 주파수 컨버터(107)를 통해 기저대역으로 변환된 신호의 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 전자식 위상 조정기(108)를 포함한다. 또한, 저잡음 증폭기(106)의 앞단에는 고출력 신호로부터 수신기를 보호하기 위한 제한기(도시하지 않음)를 더 포함할 수도 있다.

스펙트럼 분석기(201)는 재밍 제거회로(109)로부터 출력된 신호를 분석하여 부엽 억압도를 측정할 수 있다.

제어기(200)는 스펙트럼 분석기로부터 분석된 신호를 기반으로 부엽 억압도를 추출하여 기 설정된 부엽 억압도 목표값을 만족하는지 판단한다. 만약, 상기 목표값을 만족하지 못하는 경우에는 제어기(200)는 이득 조절기(102), 전자식 가변 감쇄기(104) 및 수신기(220)의 전자식 위상 조정기(108)로 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변하도록 제어한다. 제어기(200)는 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족할 때까지 반복하여 이득 조절기(102), 전자식 가변 감쇄기(104) 및 수신기(220)의 전자식 위상 조정기(108)로 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변할 수 있으며, 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값에 기반하여 상기 추출된 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족시키는 경우에는 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 각각 메모리에 저장하여 룩업테이블을 구성한다. 이 때, 위상값 및 감쇄값은 제1 메모리(110)에 저장되고, 위상값은 제2 메모리(203)에 저장하여 향후 구성품 수리나 교환 시에 해당값을 호출하여 사용할 수도 있다. 여기서, 제1 메모리(110)는 통제 장치(200)에 위치하며, 제2 메모리(203)는 N개의 수신기 각각에 위치할 수 있다.

도 1에 도시된 장치의 동작을 살펴보면, 우선 주빔 안테나(250)로부터 표적신호 및 클러터, 재밍 신호가 유입되며, 이 중 재밍 신호 제거를 위해 재밍 제거회로(109)에서 채널 별로 재밍을 제거하게 된다. 이때, 레이더의 표적신호와 재밍 신호는 실 환경 및 시험환경에서 사용하기가 어려우므로 잡음 발생기(100)를 내부에 장착하여 잡음을 발생시킨 후 제1 수신기(220)에 잡음 신호를 인가하여 재밍 제거회로(109)의 재밍 제거능력을 확인하게 된다. 재밍 제거회로(109) 및 제1 수신기(220)는 주빔의 수에 따라 동일하게 회로의 개수(N)를 구성할 수 있다.

또한, 잡음 발생기(100)는 항상 약속된 주파수 범위의 잡음신호를 발생 시키므로, 실제 환경에서 발생하는 다양한 재밍 신호에 대한 대응이 부족할 수 있기 때문에, 주빔 안테나(250)로 유입되는 실 환경의 레이더 표적신호 및 재밍 신호를 제2 방향성결합기(251)를 이용하여 추출하고 제3 메모리(253)에 저장한 후, 신호동기부(254), 신호발생장치(255)를 이용하여 제1 수신기(220)로 인가하여 재밍 신호 제거 능력을 확인할 수 있다. 이때, 제2 RF 스위치(256)와 제1 방향성 결합기(101)를 통해서 제1 수신기(220)로 입력이 될 수 있다.

또한 기존에 축적된 표적신호 및 재밍 신호를 신호 모의기로 입력 받아 재밍 신호 제거 능력을 확인 할 수도 있다.

한편, 초기 레이더 세팅 시 수신기 채널이 다수 존재 할 경우 채널 별로 전자식 가변감쇄기, 전자식 위상조정기를 두어 부엽 채널의 신호와 주엽 채널의 신호 비교 시 잡음 신호의 크기, 위상을 조정할 수 있으며, 수동 조정으로 인하여 제품 생산 시 신호의 크기 및 위상 조정시간이 과다하게 소요되거나, 정확한 조정이 어려웠던 문제점이 있었다. 또한, 온도에 따른 재밍 억압도 성능 변화값이 나쁜 값으로 변경되는 문제점을 개선하여, 본 발명에서는 제어기(200)의 제어에 재밍 목표값을 만족하도록 전자식 가변감쇄기의 감쇄값, 전자식 위상조정기의 위상값을 변경하여 목표값이 달성될 때까지 가변하여 원하는 목표값을 만족하면, 그때의 전자식 가변감쇄기의 감쇄값, 전자식 위상조정기의 위상값을 선택하고 검증 후 검증이 완료되면, 그때의 감쇄값을 제1메모리, 위상값을 제2메모리에 저장하여 향후 구성품 수리나 교환 시 해당값을 불러와서 사용할 수 있도록 하는 특징을 가진다. 이와 같이 구성함으로써 야전에서 시스템의 정비 및 교환 수리를 용이하게 할 수 있으며, 재밍 억압 능력의 감소 없이 유지보수 할 수 있는 장점이 있다.

도시된 바와 같이, 잡음 발생기(100)로 입력되는 신호는 신호 모의기를 통해서도 제1 방향성 결합기(101)를 통해 선택적으로 제1 수신기(220)로 인가 가능하며, 실제 환경에서 유입된 신호를 저장해 두었을 경우 해당 신호 모의기로 장입하여 재밍 제거 능력을 확인 할 수 있다.

제1 부엽안테나(111)는 안테나의 부엽으로 미리 선정된 위치 1에서 유입되는 신호를 수신하며, 제2 부엽안테나(112)는 안테나의 부엽으로 미리 선정된 위치 2에서 유입되는 신호를 수신하며, 제K 부엽안테나(113)은 안테나의 부엽으로 미리 선정된 위치 k에서 유입되는 신호를 수신한다.

제3 방향성 결합기(114)는 채널 별로 복수 개로 구성될 수 있으며 설명의 편의상 1개만 표현하였다. 제3 방향성결합기(114)의 역할은 제1 부엽안테나 내지 제K 부엽안테나로 입력된 신호를 신호의 감쇄없이 제2 수신기(300) 내지 제n 수신기(302)로 통과시켜 안테나1 내지 k의 위치에서 입력되는 부엽 신호를 수신하는 역할을 수행한다.

재밍 제거회로(150)는 채널 별로 다수의 채널(n개)로 구성될 수 있으나, 회로의 개수가 증가할 수록 복잡도가 높아지기 때문에, 바람직하게는 2개 내지 3개 정도로 구성한다. 주빔 안테나(250)로 유입되는 신호의 재밍 제거를 수행하는 재밍 제거회로(109)를 주채널로 정의하며, 이 채널 신호는 주빔 안테나(250)에 의해 정의되는 채널이다.

주빔 안테나(250)는 제2 방향성결합기(251)를 통해 신호를 수신하고 필요에 따라 2~ 3개 채널이상으로 구성될 수 있으며 설명의 편의상 1개 채널에 대해서 설명한다.

주빔 안테나(250)로부터 수신된 수신신호는 제2 방향성결합기(251)를 통해서 낮은 손실로 RF 스위치1(105)로 전달하고 저잡음증폭기(106,LNA)를 통해 저잡음으로 신호를 증폭하고, 필요 시 제한기(리미터)를 LNA(106) 앞단에 적용하여 과도한 입력신호 및 고출력 송신신호의 수신부 유입에 따른 수신단을 보호하는 역할을 수행하도록 구성할 수도 있다. 주파수 컨버터(107)는 제1 국부발진신호(LO1)와 제2 국부발진신호(LO2)를 입력 받아 수신 신호를 기저대역신호(Base band)로 주파수로 변환하여 비디오신호를 만들어내고 표적 처리부(도시하지 않음)로 전달하여 표적신호를 추출한다. 이때 표적의 정보는 거리, 고각, 방위각 등이 될 수 있다.

스펙트럼 분석기(201)는 재밍 제거 회로 신호를 제4 방향성결합기를 통해 일부 추출하여 표적 처리부로 가는 신호의 재밍 신호 제거 능력을 확인 할 수 있다. 이때, 재밍 신호의 제거 능력은 제어기(200)에 연동된 케이블을 통해 실시간으로 제어기로 측정치가 제공되고, 계측기 제어도 수행된다. 이때 통신은 LAN통신 또는 GPIB통신 등으로 설계될 수 있다.

제1 메모리(110)은 제어기(200)에서 확정된 채널 별 전자식 가변 감쇄기(104) 및 전자식 위상 조정기(108)의 값을 저장할 수 있으며 필요 시 저장된 데이터를 불러 올 수 있다.

제2 방향성결합기(251)는 주빔 안테나(250)신호의 일부를 추출하여 신호분석기(252)로 전달한다. 신호분석기(252)를 통해 신호를 입력 받아 분석하고 분석된 신호를 제3 메모리(253)에 저장하고, 신호동기부(254)를 통해 시스템 클럭과 동기를 맞춘 뒤, 신호발생장치(255)를 통해 수신 주파수 신호대역의 신호로 변환하며, 이후, RF스위치2(256)를 통과하여 선택적으로 제1 방향성결합기(101)에 입력되어 수신경로로 전달되며, 재밍 제거회로(109)를 통해 재밍 억압을 수행한 후 표적 처리부로 전달되어 표적신호를 추출하고, 동시에 스펙트럼 분석기(201)에서 전달되어 재밍 억압 능력을 확인 할 수 있다.

제1 부엽안테나(111) 내지 제k 부엽안테나(113)신호는 재밍 제거회로(150, 151, 152)에 제공되어 주빔 안테나 수신신호와 비교하여 주빔신호는 통과시키고 재밍 신호는 제거하는 기능을 수행하여, 표적 처리부로 재밍 신호가 재거된 표적의 신호만 제공되도록 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치에서 주파수 컨버터의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도시된 바와 같이, 주파수 컨버터(107)는 입력되는 신호를 상기 제어기의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제2 가변 감쇄기(121), 1차 국부발진신호(LO1)와 제2 가변 감쇄기(121)를 통해 감쇄된 중간주파수 신호를 혼합하는 제1 혼합기(122), 제1 혼합기(122)를 통과한 신호를 증폭하는 제1 증폭기(123), 제1 증폭기(123)를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제1 대역통과필터(124), 제1 대역통과필터(124)를 통과한 신호와 2차 국부발진신호(LO2)를 혼합하여 기저대역의 신호로 변환하는 제2 혼합기(125), 제2 혼합기(125)를 통과한 신호를 증폭하는 제2 증폭기(126), 제2 증폭기(126)를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제2 대역통과필터(127), 제2 대역통과필터(127)를 통과하여 입력되는 신호를 제어기(200)의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제3 가변 감쇄기(128), 제3 가변 감쇄기(128)를 통하여 일정 레벨로 감쇄된 신호 전력을 n개 방향으로 분배하는 N방향 전력분배기(129)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치에서 재밍 제거회로의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

재밍 제거회로(109)는 Dealy line(1000), 비교기(1001), 신호복제기(1002), 계산기(1003) 및 레벨조정기(1004)를 포함한다.

Delay line(1000)은 주빔 안테나 신호와 부엽 안테나 신호의 시간차를 조정하며, 비교기(1001)는 주빔 안테나 신호와 부엽 안테나 신호의 크기를 비교하여 목표값 이상으로 재밍 신호가 억압되면 재밍 제거회로(109)의 출력값으로 출력하고, 상기 비교한 목표값에 도달하지 못하면 레벨 조정이 요구되는 신호로 출력한다. 레벨조정기(1004)는 비교기(1001)의 레벨 조정이 요구되는 신호를 입력 받아서 신호의 크기를 조정하며, 계산기(1003)는 이전 신호 대비하여 재밍 신호의 크기량을 조절하여 재밍 신호를 최소화할 수 있는 크기의 신호코드를 계산한다. 또한, 신호 복제기(1002)는 계산기(1003)로부터 입력된 신호코드를 이용하여 입력되는 신호의 레벨 조정을 통해서 비교기(1001)에서 출력된 재밍 신호의 크기와 일치되도록 재밍 신호의 크기를 복제하고, 상기 복제된 신호에 복소 신호를 적용하여 음의 신호를 취하여 비교기(1001)로 전달한다. 즉, 신호 복제기(1002)는 계산기에서 계산된 가중치 값을 부엽 신호에 적용한 후, 증폭 및 위상을 가변하여 비교기로 전달하는 역할을 수행한다.

부엽 신호는 내부 스위치를 통해 선택적으로 제어될 수 있으며, A1 내지 An번까지 순차적으로 계산될 수 있다. 이와 같은 피드백 루프는 원하는 시간조건 또는 원하는 목표치의 재밍 신호가 제거될 때까지 반복 수행될 수 있으며, 정해진 조건의 시간을 초과하는 경우에는 반복을 종료하도록 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

앞서 설명한 실시예에서는 전력분배기(129)를 통하여 신호를 N채널로 분배하였으나, 본 실시예에서는 N개의 신호 모의기를 구성하고 복수의 신호 모의기를 통해서 각각 전력을 N개 채널의 수신기로 인가하는 구성이다. 이외 다른 구성요소는 앞서 설명한 실시예와 동일한 바, 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 장치의 안테나 구성을 개략적으로 도시한 참고도이다.

도시된 바와 같이 안테나는 1개의 주안테나와 4개의 부안테나(A1, A2, A3, A4)로 구성되며, 주 안테나와 부 안테나의 개수는 사용자의 설정이나 시스템 요구조건에 따라서 다양한 개수로 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 부엽제거 기능 최적화 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.

우선, 재밍 신호를 제거하기 위한 목표 억압도를 설정한다(S601).

그리고, 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 설정한다(S603).

표적신호 및 재밍 신호를 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신한다(S605).

수신된 신호에 대해서 S603 단계를 통해서 기 설정된 초기값을 기반으로 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하고(S607), 이후 앞서 설명한 재밍 신호 제거 과정을 수행한다(S609).

재밍 제거회로의 출력신호를 스펙트럼 분석기를 통해서 분석하여 재밍 제거회로의 부엽 억압도를 측정한다(S611).

상기 측정된 부엽 억압도가 S601 단계에서 기 설정된 목표값을 만족하는지 판단한다(S613).

S613 단계에서 판단결과 측정된 부엽 억압도가 기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, S603 단계에서의 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변한다(S615).

이후, 수신된 신호에 대해서 상기 가변된 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하여 상기 수신된 재밍 신호를 제거하여 2차 출력하고, 스펙트럼 분석기를 통해서 상기 2차 출력된 신호의 부엽 억압도를 측정하는 과정을 반복 수행한 후, 상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는지 판단한다.

상기 판단결과, 앞서 상기 설정된 목표 억압도에 여전히 미치지 못하는 경우에는, 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 2차 가변하고, 상기 S607단계 내지 S613단계를 반복 수행한다.

최종적으로 S613단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는 경우에는, 최종적으로 가변된 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 가변값을 메모리에 저장한다(S621).

한편, N개의 채널에 대해서 각 채널 별로 목표값을 만족할 때까지 상기 S607단계 내지 S613단계를 반복 수행한다. 또한, 제1 국부발진신호(LO1)와 제2 국부발진신호(LO2)의 사용 주파수를 변경하여 N개의 채널에 대해서 상기 S607단계 내지 S613단계를 반복 수행하며, 각 채널 별, 주파수 별 목표 억압도가 만족하면 부엽제거 기능 최적화 장치의 셋팅을 완료한다.

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 잡음 발생기
102: 이득 조절기
103: N채널 분배기
104: 전자식 가변 감쇄기
109: 재밍 제거회로
200: 제어기
201: 스펙트럼 분석기
220: 제1 수신기

Claims

표적신호 및 재밍 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나;
기 설정된 주파수 범위의 잡음신호를 발생시키는 잡음 발생기;
상기 잡음 발생기에서 발생된 잡음신호의 크기를 상기 안테나에서 입력되는 신호와 유사한 크기로 조정하는 이득 조절기;
상기 이득 조절기를 통해 조정된 잡음신호를 부엽신호가 억압되도록 크기를 조절하는 전자식 가변 감쇄기;
상기 안테나를 통해 표적신호 및 재밍 신호를 수신함과 동시에, 상기 잡음 발생기를 통해 발생된 잡음신호의 크기가 조절된 신호를 상기 전자식 가변 감쇄기를 통하여 수신하여 기저대역 신호로 주파수 변환하고 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 수신기; 및
상기 수신기의 주파수 하향 및 위상 조절된 신호를 수신하여 재밍 신호를 제거하는 재밍 제거회로를 포함하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제1항에 있어서, 상기 수신기는,
상기 안테나로부터 수신된 RF 신호를 통과하거나 차단시키는 RF 스위치;
상기 RF 스위치로부터 통과된 RF 신호를 저잡음으로 증폭하는 저잡음증폭기;
국부발진신호를 입력 받아 상기 저잡음 증폭된 RF 신호를 기저대역 신호로 변환하는 주파수 컨버터; 및
상기 주파수 컨버터를 통해 기저대역으로 변환된 신호의 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하는 전자식 위상 조정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제2항에 있어서,
상기 재밍 제거회로로부터 출력된 신호를 분석하는 스펙트럼 분석기; 및
상기 스펙트럼 분석기로부터 전달된 신호를 기반으로 부엽 억압도를 추출하여 기 설정된 부엽 억압도 목표값을 만족하는지 판단하고, 상기 목표값을 만족하지 못하는 경우 상기 이득 조절기, 상기 전자식 가변 감쇄기 및 상기 전자식 위상 조정기로 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변하는 제어기를 더 포함하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어기는 상기 추출된 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족할 때까지 반복하여 상기 이득 조절기, 상기 전자식 가변 감쇄기 및 상기 전자식 위상 조정기로 상기 제어신호를 전달하여 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 가변하며,
상기 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값에 기반하여 상기 추출된 부엽 억압도가 기 설정된 목표값을 만족시키는 경우에 상기 가변된 이득값, 감쇄값 및 위상 조정값을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제2항에 있어서,
상기 저잡음 증폭기의 앞단에는 고출력 신호로부터 수신기를 보호하기 위한 제한기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제1항에 있어서,
상기 안테나는 주빔 안테나 및 복수의 부엽 안테나를 포함하며,
상기 수신기는 상기 안테나 별로 각각 신호를 수신하는 복수의 수신기들로 구성되는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제6항에 있어서, 상기 재밍 제거회로는,
상기 주빔 안테나 신호와 상기 부엽 안테나 신호의 시간차를 조정하는 Delay line;
상기 주빔 안테나 신호와 상기 부엽 안테나 신호의 크기를 비교하여 목표값 이상으로 재밍 신호가 억압되면 재밍 제거회로의 출력값으로 출력하고, 상기 비교한 목표값에 도달하지 못하면 레벨 조정이 요구되는 신호로 출력하는 비교기;
상기 비교기의 레벨 조정이 요구되는 신호를 입력 받아서 신호의 크기를 조정하는 레벨 조정기;
이전 신호 대비하여 재밍 신호의 크기량을 조절하여 재밍 신호를 최소화할 수 있는 크기의 신호코드를 계산하는 계산기; 및
상기 계산기로부터 입력된 신호코드를 이용하여 입력되는 신호의 레벨 조정을 통해서 상기 비교기에서 출력된 재밍 신호의 크기와 일치되도록 재밍 신호의 크기를 복제하고, 상기 복제된 신호에 복소 신호를 적용하여 음의 신호를 취하여 상기 비교기로 전달하는 신호 복제기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
제3항에 있어서, 상기 주파수 컨버터는,
입력되는 신호를 상기 제어기의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제2 가변 감쇄기;
1차 국부발진신호와 상기 제2 가변 감쇄기를 통해 감쇄된 중간주파수 신호를 혼합하는 제1 혼합기;
상기 제1 혼합기를 통과한 신호를 증폭하는 제1 증폭기;
상기 제1 증폭기를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제1 대역통과필터;
상기 제1 대역통과필터를 통과한 신호와 2차 국부발진신호를 혼합하여 기저대역의 신호로 변환하는 제2 혼합기;
상기 제2 혼합기를 통과한 신호를 증폭하는 제2 증폭기;
상기 제2 증폭기를 통해서 증폭된 신호의 특정 주파수 대역 신호를 통과시키는 제2 대역통과필터;
상기 제2 대역통과필터를 통과하여 입력되는 신호를 상기 제어기의 제어명령에 의해 일정 레벨로 감쇄하는 제3 가변 감쇄기; 및
상기 제3 가변 감쇄기를 통하여 일정 레벨로 감쇄된 신호 전력을 n개 방향으로 분배하는 N방향 전력분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 장치.
재밍 신호를 제거하기 위한 목표 억압도를 설정하는 제1 단계;
이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 설정하는 제2 단계;
표적신호 및 재밍 신호를 적어도 하나 이상의 안테나를 통해서 수신하는 제3 단계;
상기 수신된 신호에 대해서 상기 설정된 초기값을 기반으로 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하여 상기 수신된 재밍 신호를 제거하여 1차 출력하는 제4 단계:
스펙트럼 분석기를 통해서 상기 1차 출력된 신호의 부엽 억압도를 측정하는 제5 단계;
상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는지 판단하는 제6 단계를 포함하고,
상기 재밍 신호를 제거하여 1차 출력하는 제4 단계는, 잡음 발생기를 통해 발생된 기 설정된 주파수 범위의 잡음신호의 크기를 상기 안테나에서 입력되는 신호와 유사한 크기로 조정하고, 상기 조정된 잡음신호를 수신하여 기저대역 신호로 주파수 변환하고 부엽신호가 억압되도록 위상값을 조절하며, 상기 주파수 변환 및 위상값이 조절된 신호의 재밍 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 방법.
제9항에 있어서,
상기 제6 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 제2 단계에서의 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하는 제7 단계;
상기 수신된 신호에 대해서 상기 가변된 이득 조절, 감쇄값 및 위상값을 적용하여 상기 수신된 재밍 신호를 제거하여 2차 출력하는 제8 단계:
스펙트럼 분석기를 통해서 상기 2차 출력된 신호의 부엽 억압도를 측정하는 제9 단계;
상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는지 판단하는 제10 단계를 포함하는 부엽제거 기능 최적화 방법.
제10항에 있어서,
상기 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하고, 상기 제8 단계 내지 제10 단계를 상기 측정된 부엽 억압도가 상기 설정된 목표 억압도를 만족할 때까지 반복하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 방법.
제10항에 있어서,
상기 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도에 미치지 못하는 경우에는, 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 초기값을 가변하고, 상기 제8 단계 내지 제10 단계를 소정 횟수까지 반복하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 방법.
제10항에 있어서,
상기 제10 단계의 판단결과 상기 설정된 목표 억압도를 만족하는 경우에는, 상기 가변된 상기 이득 조절기, 전자가변 감쇄기 및 전자식 위상 조절기의 가변값을 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는 부엽제거 기능 최적화 방법.