KR102426706B1 - Synthetic aperture radar and compensation method for synthetic aperture radar chirp signal - Google Patents
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Abstract
영상 레이더는 운용 모드 수행 전에 첩 샘플을 생성하는 영상 레이더 제어기, 및 운용 모드 수행 중에 상기 첩 샘플을 변환하여 첩 신호를 생성하는 첩 신호 발생기를 포함하고, 상기 영상 레이더 제어기는, 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리, 상기 운용 모드 수행을 위해 지상국 명령 생성기로부터 전송되는 첩 파라미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부, 및 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하는 첩 샘플 산출부를 포함한다. The image radar includes an image radar controller that generates a chirp sample before performing an operation mode, and a chirp signal generator that converts the chirp sample during operation mode to generate a chirp signal, wherein the image radar controller includes an error envelope in the frequency domain A memory storing an error envelope sample table including a sample and an error envelope sample in the time domain, a chirp parameter transmitted from a ground station command generator to perform the operation mode, and a predistortion phase compensation sample using the error envelope sample table and A predistortion compensation sample unit for generating a predistortion magnitude compensation sample, and a chirp sample calculation unit for calculating a chirp sample in which a phase error and a magnitude error are compensated by using the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample .
Description
본 발명은 영상 레이더 및 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주파수 영역 오차 및 시간 영역 오차를 보상할 수 있는 영상 레이더 및 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an imaging radar and a method for compensating a chirp signal of an imaging radar, and more particularly, to an imaging radar and a method for compensating a chirp signal of an imaging radar capable of compensating for a frequency domain error and a time domain error.
영상 레이더는 레이더 신호를 기반으로 주야간 전천후로 지상 영상을 획득할 수 있는 장비이다. 영상 레이더는 첩(Chirp)으로 불리는 선형 주파수 변조 신호를 신호의 송수신에 사용한다. 첩 신호는 영상 레이더 송수신 경로 상에 포함된 전송 선로 및 부품 특성으로 인해 그 크기와 위상이 왜곡될 수 있으며, 이러한 왜곡은 영상 레이더 성능에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 첩 신호의 대역폭 및 펄스폭이 클수록 왜곡은 더욱 크게 발생한다. 영상 레이더에 대한 해상도 요구 성능이 높아짐에 따라 요구되는 신호의 대역폭이 증가하고 있으며, 영상 레이더에서 지상으로 전송되는 데이터 량을 줄이기 위해 영상 레이더에서 일반적으로 사용되는 디램핑(de-ramping) 과정으로 인해, 이러한 첩 신호의 왜곡은 영상 레이더 성능 열화에 더 큰 영향을 미치게 된다.The image radar is a device that can acquire ground images in all weather day and night based on radar signals. Imaging radar uses a linear frequency modulated signal called a chirp to transmit and receive signals. The size and phase of the chirp signal may be distorted due to the characteristics of transmission lines and components included in the image radar transmission/reception path, and such distortion has a great effect on the image radar performance. In general, the greater the bandwidth and pulse width of the chirp signal, the greater the distortion. As the resolution requirement performance of the image radar increases, the bandwidth of the required signal is increasing. , the distortion of the chirp signal has a greater effect on the degradation of image radar performance.
첩 신호의 왜곡을 완화하기 위하여 통상적으로 적용하는 방법이 전치왜곡(Pre-distortion) 기법이다. 전치왜곡은 신호를 생성할 때, 송수신 경로 상에 발생될 왜곡을 사전에 그 역 방향으로 적용함으로써 영상 레이더에서의 신호 왜곡을 완화하는 방법이다. A method commonly applied to reduce distortion of a chirp signal is a pre-distortion technique. Predistortion is a method of alleviating signal distortion in an image radar by applying distortion to be generated on a transmission/reception path in the reverse direction in advance when generating a signal.
종래의 기술은 전치왜곡을 위해 주파수 영역 보상 방식을 이용한다. 즉, 영상 레이더 장비의 송수신 경로상의 오차를 주파수 영역의 크기와 위상 오차로 도출하여, 신호 생성 시점에서 미리 보상하는 방식이다. 이러한 주파수 영역 보상 방식은 영상 레이더의 송수신 경로 상의 오차가 신호의 주파수에 따라서만 변화할 뿐이고 시간에 따라서는 변화하지 않는다는 가정 하에 이루어진다. 하지만 송수신 경로 상에 포함된 증폭기 등과 같은 비선형 소자는 시간(펄스의 길이)에 따라 주파수 응답이 변화하는 특성을 갖는다. 예를 들어, 100MHz 대역폭을 갖는 50us 펄스폭의 신호와 동일한 대역폭의 100us 펄스폭의 신호가 영상 레이더를 통과하면서 서로 다른 주파수 응답 특성을 가질 수 있다. 이는 주파수 영역 보상만으로는 장비 오차의 보상이 충분하지 않을 수 있다는 의미가 된다.The prior art uses a frequency domain compensation scheme for predistortion. That is, it is a method of deriving an error on the transmission/reception path of the imaging radar equipment as the magnitude and phase error of the frequency domain, and compensates in advance at the time of signal generation. This frequency domain compensation method is made on the assumption that the error on the transmission/reception path of the image radar only changes according to the frequency of the signal and does not change with time. However, a nonlinear element such as an amplifier included in a transmission/reception path has a characteristic in which a frequency response changes according to time (pulse length). For example, a 50us pulse width signal having a 100MHz bandwidth and a 100us pulse width signal having the same bandwidth may have different frequency response characteristics while passing through an image radar. This means that frequency domain compensation alone may not be sufficient to compensate for equipment errors.
또한, 종래의 기술은 오차의 크기와 위상을 모델링하기 위해 테일러 급수 모델링 기법을 이용한다. 즉, 영상 레이더 장비에 의한 신호 오차를 지상에서 사전에 테일러급수로 모델링 하고, 운용모드를 수행할 때 지상명령(Macro-command)을 통해 지상에서 테일러급수의 계수를 올려주면, 영상 레이더에서 그 계수를 이용해 전체 신호 샘플에 대해 샘플 별로 적용할 전치왜곡 값을 계산한다. 하지만 이러한 방식은 테일러급수의 차수가 높아지면 샘플 별 전치왜곡 값을 계산하기 위한 연산량이 기하급수적으로 증가하는 문제가 있다. 통상적으로 영상 레이더에서는 2차 또는 3차의 테일러 급수 모델링 방식을 적용하고 있으며, 이에 따라 장비 오차에 대한 정확한 모델링이 어려워지고 오차에 대한 정확한 보상이 불가능해진다.In addition, the prior art uses a Taylor series modeling technique to model the magnitude and phase of the error. That is, if the signal error caused by the image radar equipment is modeled as a Taylor series in advance on the ground, and the coefficient of the Taylor series is increased on the ground through a macro-command when performing the operation mode, the coefficient in the image radar is is used to calculate the predistortion value to be applied to all signal samples for each sample. However, this method has a problem in that the amount of computation for calculating the predistortion value for each sample increases exponentially as the order of the Taylor series increases. In general, a second or third order Taylor series modeling method is applied to an image radar, and accordingly, accurate modeling of equipment errors becomes difficult and accurate compensation for errors becomes impossible.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 주파수 영역 오차 및 시간 영역 오차를 보상할 수 있는 영상 레이더 및 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide an image radar capable of compensating for a frequency domain error and a time domain error and a method for compensating a chirp signal of an image radar.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더는 운용 모드 수행 전에 첩 샘플을 생성하는 영상 레이더 제어기, 및 운용 모드 수행 중에 상기 첩 샘플을 변환하여 첩 신호를 생성하는 첩 신호 발생기를 포함하고, 상기 영상 레이더 제어기는, 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리, 상기 운용 모드 수행을 위해 지상국 명령 생성기로부터 전송되는 첩 파라미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부, 및 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하는 첩 샘플 산출부를 포함한다. An image radar according to an embodiment of the present invention includes an image radar controller for generating a chirp sample before performing an operation mode, and a chirp signal generator for generating a chirp signal by converting the chirp sample while performing an operation mode, the image radar The controller includes a memory storing an error envelope sample table including an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain, a chirp parameter transmitted from a ground station command generator for performing the operation mode, and the error envelope sample table A predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using and a book sample calculation unit for calculating.
영상 레이더 제어기는 수학식 로 최적 첩 위상 샘플을 산출하고, 상기 최적 첩 위상 샘플에 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하고, 상기 는 최적 첩 위상 샘플이고, 상기 는 첩 기울기이고, 상기 는 시작 주파수이고, 상기 은 시작 위상이고, 상기 는 샘플의 길이 또는 펄스폭일 수 있다.The image radar controller is calculating an optimal chir phase sample with , and adding the predistortion phase compensation sample to the optimal chir phase sample to calculate a chirp sample for which a phase error is compensated, and is the optimal chirp phase sample, and is the chirp slope, and is the starting frequency, and is the starting phase, and may be the length of the sample or the pulse width.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 레이더는 운용 모드 수행 중에 수신되는 정보를 기반으로 첩 신호를 생성하는 첩 신호 발생기, 및 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리를 포함하고, 운용 모드 수행 전에 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 상기 첩 신호 발생기에 전달하는 영상 레이더 제어기를 포함하고, 첩 신호 발생기는, 상기 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부, 및 상기 첩 파라미터, 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 상기 첩 신호를 생성하는 첩 신호 생성부를 포함한다. An image radar according to another embodiment of the present invention includes a chirp signal generator for generating a chirp signal based on information received while performing an operation mode, and an error envelope sample including an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain an image radar controller including a memory storing a table, and transmitting a chirp parameter and an error envelope sample in the frequency domain and an error envelope sample in the time domain to the chirp signal generator before performing an operation mode, the chirp signal generator is, a predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter, the error envelope sample in the frequency domain, and the error envelope sample in the time domain, and the chirp parameter, the and a chir signal generator configured to generate the chirp signal by using the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample.
상기 전치왜곡 보상 샘플부는, 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 제1 업샘플링부, 상기 업샘플링된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 제1 저역 통과 필터, 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 제2 업샘플링부, 상기 업샘플링된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 제2 저역 통과 필터, 및 상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 덧셈기를 포함할 수 있다.The predistortion compensation sample unit includes: a first upsampling unit for upsampling the error envelope sample of the frequency domain at a first upsampling ratio; a first low pass filter for interpolating the upsampled error envelope sample of the frequency domain; A second upsampling unit for upsampling the time domain error envelope sample at a second upsampling ratio, a second low pass filter for interpolating the upsampled time domain error envelope sample, and the interpolated frequency domain error envelope and an adder configured to generate the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample by adding a sample and an error envelope sample of the interpolated time domain.
상기 전치왜곡 보상 샘플부는, 상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 상기 덧셈기에 전달하는 제1 샘플 수 조정부, 및 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 상기 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 상기 덧셈기에 전달하는 제2 샘플 수 조정부를 더 포함할 수 있다. The predistortion compensation sample unit includes a first sample number adjusting unit that adjusts the error envelope samples of the interpolated frequency domain according to the number of transmission samples and transmits them to the adder, and transmits the interpolated time domain error envelope samples to the number of transmission samples. The method may further include a second number of samples adjusting unit that adjusts to fit and transmits it to the adder.
상기 첩 신호 생성부는, 상기 첩 파라미터에 대응하는 최적 첩 위상 샘플을 생성하는 최적 첩 위상 샘플 생성부, 상기 최적 첩 위상 샘플과 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 생성하는 덧셈기, 상기 위상 오차 보상된 첩 샘플을 위상-크기 변환하는 위상-크기 변환부, 상기 위상-크기 변환된 첩 샘플에 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 생성하는 곱셈기, 및 상기 크기 오차 보상된 첩 샘플을 아날로그 신호로 변환하여 상기 첩 신호를 생성하는 디지털-아날로그 변환기를 포함할 수 있다.The chir signal generator includes an optimal chir phase sample generator configured to generate an optimal chir phase sample corresponding to the chir parameter, and an adder configured to generate a phase error-compensated chirp sample by adding the optimal chir phase sample and the predistortion phase compensation sample , a phase-magnitude converter for phase-magnitude-converting the phase-error-compensated chirp sample, a multiplier for multiplying the phase-magnitude-transformed chirp sample by the predistortion magnitude compensation sample to generate a magnitude-error-compensated chirp sample, and the A digital-to-analog converter for generating the chirp signal by converting the magnitude error-compensated chirp sample into an analog signal.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법은 첩 파리미터가 수신되면, 상기 첩 파라미터와 메모리에 저장되어 있는 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계, 상기 첩 파리미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 단계, 상기 첩 파라미터에 대응하는 최적 첩 위상 샘플을 생성하는 단계, 상기 최적 첩 위상 샘플에 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 산출하는 단계, 상기 위상 오차 보상된 첩 샘플을 위상-크기 변환하는 단계, 상기 위상-크기 변환된 첩 샘플에 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 산출하는 단계, 및 상기 크기 오차 보상된 첩 샘플을 아날로그 신호로 변환하여 첩 신호를 생성하는 단계를 포함한다. The method for compensating for a chirp signal of an image radar according to another embodiment of the present invention includes generating a predistortion phase compensation sample using the chirp parameter and an error envelope sample table stored in a memory when a chirp parameter is received, the chirp generating a predistortion magnitude compensation sample by using the parameter and the error envelope sample table; generating an optimal chir phase sample corresponding to the chir parameter; adding the predistortion phase compensation sample to the optimal chir phase sample Calculating an error-compensated chirp sample, phase-magnitude transforming the phase-error-compensated chirp sample, and multiplying the phase-magnitude-transformed chirp sample by the predistortion magnitude compensation sample to calculate a magnitude error-compensated chirp sample and converting the magnitude error-compensated chirp sample into an analog signal to generate a chirp signal.
상기 오차 포락선 샘플 테이블은 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함할 수 있다.The error envelope sample table may include an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain.
상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계는, 상기 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계, 상기 업샘플링된 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계, 상기 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계, 상기 업샘플링된 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계, 및 상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the predistortion phase compensation sample includes upsampling the phase error envelope sample of the frequency domain by a first upsampling ratio, interpolating the upsampled phase error envelope sample of the frequency domain, the time upsampling a phase error envelope sample of the domain to a second upsampling ratio, interpolating the upsampled time domain phase error envelope sample, and the interpolated frequency domain phase error envelope sample with the interpolated time and generating the predistortion phase compensation sample by adding the phase error envelope samples of the region.
상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 단계는, 상기 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계, 상기 업샘플링된 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계, 상기 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계, 상기 업샘플링된 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계, 및 상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. The generating of the predistortion magnitude compensation sample includes upsampling the magnitude error envelope sample of the frequency domain by a first upsampling ratio, interpolating the magnitude error envelope sample of the upsampled frequency domain, the time upsampling a size error envelope sample of a region by a second upsampling ratio, interpolating the size error envelope sample of the upsampled time domain, and the interpolated frequency domain amplitude error envelope sample and the interpolated time and generating the predistortion phase compensation sample by adding the size error envelope sample of the region.
영상 레이더 장비에서 유발되는 신호의 오차를 주파수 영역 오차와 시간 영역 오차로 구분하고, 오차 모델링 방법으로 포락선 샘플링 기법과 전치왜곡 적용 방법으로 인터폴레이션 필터 기법을 적용함으로써 더욱 정확한 오차 보상이 가능하다. 이를 통해, 영상 레이더의 신호 품질을 개선하고 더 나은 성능을 보장할 수 있다. 특히, 광대역의 경우 일반적으로 신호 왜곡이 심해지지만, 제안하는 기술을 이용함으로써 광대역 신호 기반의 영상 레이더의 성능을 향상시킬 수 있다.More accurate error compensation is possible by classifying the signal error induced by the imaging radar equipment into a frequency domain error and a time domain error, and applying the envelope sampling technique as the error modeling method and the interpolation filter technique as the predistortion application method. This can improve the signal quality of the imaging radar and ensure better performance. In particular, in the case of a wideband, signal distortion is generally severe, but the performance of an image radar based on a wideband signal can be improved by using the proposed technology.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리-맵 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 영상 레이더를 나타내는 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리-맵 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 디지털 합성 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 영상 레이더를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전치왜곡 보상 샘플부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 전치왜곡 보상 샘플을 생성하는 과정의 일 예를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 첩 신호 생성부를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an image radar compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal in a memory-map method according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal in a memory-map method according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating an image radar for compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal by a direct digital synthesis method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a predistortion compensation sample unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating an example of a process of generating a predistortion compensation sample.
6 is a block diagram illustrating a chirp signal generator according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 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.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 먼저, 도 1 내지 2를 참조하여 메모리-맵 방식으로 첩 신호를 보상하는 영상 레이더 및 첩 신호 보상 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, an image radar compensating for a chirp signal in a memory-map method and a chirp signal compensation method will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리-맵 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 영상 레이더를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an image radar compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal in a memory-map method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 영상 레이더(200)는 영상 레이더 제어기(210) 및 첩 신호 발생기(220)를 포함한다. 메모리-맵 방식에서는, 영상 레이더 제어기(210)는 영상을 획득하기 위한 운용 모드 수행 전에 첩 샘플을 소프트웨어 기반으로 생성하여 첩 신호 발생기(220)에 전달하고, 첩 신호 발생기(220)가 운용 모드 수행 중에 첩 샘플을 디지털-아날로그 변환하여 첩 신호를 생성한다. Referring to FIG. 1 , the
영상 레이더 제어기(210)는 메모리(10), 전치왜곡 보상 샘플부(20) 및 첩 샘플 산출부(30)를 포함하고, 첩 신호 발생기(220)는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(40)를 포함한다. 메모리-맵 방식에서, 영상 레이더 제어기(210)의 전치왜곡 보상 샘플부(20)와 첩 샘플 산출부(30)는 소프트웨어적으로 구현된다. 특히, 전치왜곡 보상 샘플부(20)는 도 4에서 후술하는 직접 디지털 합성(Direct Digital Synthesis, DDS) 방식에서의 전치왜곡 보상 샘플부(20)를 소프트웨어적으로 구현한다.The
메모리(10)는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있다. 오차 포락선 샘플 테이블은 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함한다. 주파수 영역의 오차 포락선 샘플은 주파수 영역 위상 오차 포락선 샘플과 주파수 영역 크기 오차 포락선 샘플을 포함할 수 있다. 시간 영역의 오차 포락선 샘플은 시간 영역 위상 오차 포락선 샘플과 시간 영역 크기 오차 포락선 샘플을 포함할 수 있다. The
전치왜곡 보상 샘플부(20)는 첩 파라미터와 메모리(10)에 저장된 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 보상 샘플을 생성한다. 전치왜곡 보상 샘플은 전치왜곡 위상 보상 샘플과 전치왜곡 크기 보상 샘플을 포함할 수 있다. 첩 파라미터는 운용 모드 수행을 위해 지상국 명령 생성기(100)가 영상 레이더(200)에 전송하는 파라미터이다. 첩 파라미터는 첩 기울기, 시작 주파수, 시작 위상, 샘플의 길이 또는 펄스폭 등을 포함할 수 있다. The predistortion
첩 샘플 산출부(30)는 전치왜곡 보상 샘플부(20)에서 생성된 전치왜곡 위상 보상 샘플과 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출한다. 첩 샘플 산출부(30)는 후술하는 도 2의 단계 S130 내지 S160을 수행하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출할 수 있으며, 이에 대해서는 도 2에서 후술한다. The chirp
첩 신호 발생기(220)는 운용 모드 수행 중에 디지털-아날로그 변환기(40)를 통해 첩 샘플을 변환하여 주파수 영역 및 시간 영역의 오차가 보상된 첩 신호를 생성한다. The
이하, 도 2를 참조하여 도 1에서 예시한 영상 레이더가 메모리-맵 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method for compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal by the image radar illustrated in FIG. 1 in a memory-map method will be described with reference to FIG. 2 .
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리-맵 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal in a memory-map method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 지상국 명령 생성기(100)가 운용 모드 수행을 위한 첩 파라미터를 올려주면, 영상 레이더 제어기(210)는 수신된 첩 파라미터와 메모리(10)에 저장되어 있는 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성한다(S110). 그리고 영상 레이더 제어기(210)는 첩 파라미터와 메모리(10)에 저장된 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성한다(S120). Referring to FIG. 2 , when the ground
영상 레이더 제어기(210)는 첩 파라미터를 이용하여 최적 첩 위상 샘플을 생성한다(S130). 최적 첩 위상 샘플은 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.The
여기서, 는 최적 첩 위상 샘플이고, 는 첩 기울기이고, 는 시작 주파수이고, 은 시작 위상이고, 는 샘플의 길이 또는 펄스폭이다. here, is the optimal chirp phase sample, and is is the chirp slope, is the starting frequency, is the starting phase, is the sample length or pulse width.
영상 레이더 제어기(210)는 최적 첩 위상 샘플에 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 산출할 수 있다(S140).The
영상 레이더 제어기(210)는 위상 오차 보상된 첩 샘플을 소프트웨어의 삼각함수 라이브러리에 입력하거나 각 위상에 대해 삼각함수 크기 값이 미리 계산되어 있는 룩업테이블을 이용하여 위상-크기 변환을 수행할 수 있다(S150).The
위상-크기 변환된 첩 샘플에 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 산출한다(S160). A magnitude error-compensated chirp sample is calculated by multiplying the phase-magnitude-converted chirp sample by the predistortion magnitude compensation sample ( S160 ).
산출된 위상 오차 보상된 첩 샘플 및 크기 오차 보상된 첩 샘플은 첩 신호 발생기(220)에 전달되고, 첩 신호 발생기(220)에 의해 주파수 영역 및 시간 영역의 오차가 보상된 첩 신호이 생성된다. The calculated phase error-compensated chirp sample and the magnitude-error-compensated chirp sample are transmitted to the
이하, 도 3 내지 6을 참조하여 직접 디지털 합성(Direct Digital Synthesis, DDS) 방식으로 첩 신호를 보상하는 영상 레이더에 대하여 설명한다.Hereinafter, an image radar compensating for a chirp signal by a direct digital synthesis (DDS) method will be described with reference to FIGS. 3 to 6 .
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 디지털 합성 방식으로 첩 신호의 크기 및 위상 오차를 보상하는 영상 레이더를 나타내는 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전치왜곡 보상 샘플부를 나타내는 블록도이다. 도 5는 전치왜곡 보상 샘플을 생성하는 과정의 일 예를 나타내는 예시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 첩 신호 생성부를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an image radar for compensating for magnitude and phase errors of a chirp signal by a direct digital synthesis method according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram illustrating a predistortion compensation sample unit according to an embodiment of the present invention. 5 is an exemplary diagram illustrating an example of a process of generating a predistortion compensation sample. 6 is a block diagram illustrating a chirp signal generator according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 6을 참조하면, 영상 레이더(200)는 영상 레이더 제어기(210) 및 첩 신호 발생기(220)를 포함하고, 영상 레이더 제어기(210)는 메모리(10)를 포함하고, 첩 신호 발생기(220)는 전치왜곡 보상 샘플부(20) 및 첩 신호 생성부(50)를 포함한다. 3 to 6 , the
직접 디지털 합성 방식에서 영상 레이더 제어기(210)는 운용 모드 수행 전에 수신된 첩 파라미터와 메모리(10)에 저장되어 있는 오차 포락선 샘플을 첩 신호 발생기(220)에 전달한다. 오차 포락선 샘플은 주파수 영역 크기 오차 포락선 샘플, 주파수 영역 위상 오차 포락선 샘플, 시간 영역 크기 오차 포락선 샘플 및 시간 영역 위상 오차 포락선 샘플을 포함할 수 있다. 그리고 첩 신호 발생기(220)가 운용 모드 수행 중에 수신되는 정보를 기반으로 실시간으로 첩 신호를 생성한다. In the direct digital synthesis method, the
전치왜곡 보상 샘플부(20)는 제1 업샘플링부(21), 제2 업샘플링부(22), 제1 저역 통과 필터(23), 제2 저역 통과 필터(24), 제1 샘플 수 조정부(25), 제2 샘플 수 조정부(26) 및 덧셈기(27)를 포함한다.The predistortion
제1 업샘플링부(21)에는 주파수 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플이 입력되고, 제1 업샘플링부(21)는 제1 업샘플링 비율로 주파수 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 업샘플링(up-sampling)한다.A frequency domain magnitude (or phase) error envelope sample is input to the
제1 저역 통과 필터(23)는 업샘플링된 주파수 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 전체 송신 신호 샘플 별로 인터폴레이션(interpolation)한다. 제1 업샘플링 비율이 M1이면 제1 저역 통과 필터(23)의 통과 대역(pass band) 대역폭은 π/M1이 된다.The first low-
제1 샘플 수 조정부(25)는 인터폴레이션된 주파수 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 덧셈기(27)에 전달한다.The first sample
제2 업샘플링부(22)에는 시간 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플이 입력되고, 제2 업샘플링부(22)는 제2 업샘플링 비율로 시간 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 업샘플링한다.A time domain magnitude (or phase) error envelope sample is input to the
제2 저역 통과 필터(24)는 업샘플링된 시간 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 전체 송신 신호 샘플 별로 인터폴레이션한다. 제2 업샘플링 비율이 M2이면 제2 저역 통과 필터(24)의 통과 대역(pass band) 대역폭은 π/M2가 된다. 시간 영역의 오차 포락선 샘플 수는 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 수와 다를 수 있으므로, 제2 업샘플링 비율은 시간 영역의 송신 신호 샘플 수가 주파수 영역의 송신 신호 샘플 수에 맞추어지도록 적용될 수 있다. The second low-
제2 샘플 수 조정부(26)는 인터폴레이션된 시간 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 덧셈기(27)에 전달한다.The second sample
덧셈기(27)는 주파수 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플과 시간 영역의 크기(또는 위상) 오차 포락선 샘플을 더하여 전치왜곡 크기(또는 위상) 보상 샘플을 생성한다.The
도 5는 업샘플링, 통과 필터를 이용한 인터폴레이션 및 샘플 수 조정으로 처리 과정으로 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 처리하는 과정을 나타내고 있다. 도 5와 동일한 방식으로 업샘플링, 통과 필터를 이용한 인터폴레이션 및 샘플 수 조정으로 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 처리하는 과정이 수행될 수 있다. 처리된 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플과 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 더하여 전치왜곡 위상 보상 샘플이 생성될 수 있다. 또한, 도 5와 동일한 방식으로 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 처리하고, 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 처리할 수 있으며, 처리된 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플과 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 더하여 전치왜곡 크기 보상 샘플이 생성될 수 있다.5 illustrates a process of processing a phase error envelope sample in a frequency domain as a process by upsampling, interpolation using a pass filter, and adjusting the number of samples. In the same manner as in FIG. 5 , a process of processing the phase error envelope sample in the time domain may be performed by upsampling, interpolation using a pass filter, and adjusting the number of samples. A predistortion phase compensation sample may be generated by adding the processed frequency domain phase error envelope sample and the time domain phase error envelope sample. In addition, the frequency domain magnitude error envelope sample may be processed in the same manner as in FIG. 5, the time domain magnitude error envelope sample may be processed, and the processed frequency domain magnitude error envelope sample and the time domain magnitude error envelope sample may be obtained. In addition, a predistortion magnitude compensation sample may be generated.
첩 신호 생성부(50)는 첩 파라미터, 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 첩 신호를 생성한다. 첩 신호 생성부(50)는 최적 첩 위상 샘플 생성부(51), 덧셈기(52), 위상-크기 변환부(53), 곱셈기(54) 및 디지털-아날로그 변환기(55)를 포함한다. The
최적 첩 위상 샘플 생성부(51)에 첩 파라미터가 입력되고, 최적 첩 위상 샘플 생성부(51)는 첩 파라미터에 대응하는 최적 첩 위상 샘플을 생성한다. 최적 첩 위상 샘플 생성부(51)는 위상 누적기 기반으로 수학식 1을 모사하여 최적 첩 위상 샘플을 생성할 수 있다. The chirp parameter is input to the optimal chirped phase
덧셈기(52)는 최적 첩 위상 샘플과 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 생성하여 위상-크기 변환부(53)에 입력한다. The
위상-크기 변환부(53)는 위상 오차 보상된 첩 샘플을 소프트웨어의 삼각함수 라이브러리에 입력하거나 각 위상에 대해 삼각함수 크기 값이 미리 계산되어 있는 룩업테이블을 이용하여 위상-크기 변환을 수행한다. The phase-
곱셈기(54)는 위상-크기 변환된 첩 샘플에 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 생성하여 디지털-아날로그 변환기(55)에 입력한다. The
디지털-아날로그 변환기(55)는 크기 오차 보상된 첩 샘플을 아날로그 신호로 변환하여 주파수 영역 및 시간 영역의 오차가 보상된 첩 신호를 생성한다.The digital-to-
상술한 바와 같이, 제안하는 기술은 전치왜곡을 위해 주파수 영역 보상과 시간 영역 보상을 동시에 적용한다. 즉, 지상에서 영상 레이더 장비에 의한 오차를 모델링할 때, 장비 오차를 주파수 영역 오차(시간에 따라 불변하는 주파수 응답 오차, 즉 대역폭에 따른 신호의 오차)와 시간 영역 오차(시간에 따라 변하는 주파수 응답 오차, 즉 펄스폭에 따른 신호의 오차)로 구분하여 모델링하고, 전치왜곡 수행시에 첩 신호에 주파수 영역 오차와 시간 영역 오차를 모두 보상하는 방식이다.As described above, the proposed technique simultaneously applies frequency domain compensation and time domain compensation for predistortion. That is, when modeling errors caused by image radar equipment on the ground, equipment errors are divided into frequency domain error (time-invariant frequency response error, that is, signal error according to bandwidth) and time domain error (time-varying frequency response). It is a method of modeling by classifying the error, that is, the error of the signal according to the pulse width), and compensating for both the frequency-domain error and the time-domain error to the chirp signal when pre-distortion is performed.
제안하는 기술은 장비에 의한 신호의 오차를 모델링하는 방법으로써, 주파수 영역의 크기와 위상 오차, 시간 영역의 크기와 위상 오차 각각에 대해, 그 오차의 포락선을 샘플링하여 저장하는 포락선 샘플링 기법이다. 통상적으로 장비의 오차를 모델링하기 위해 필요한 샘플 수는, 원 신호 샘플 수의 수십(주파수 영역 오차) 또는 수백(시간 영역 오차) 분의 1 수준으로 가능하다. 이를 통해, 포락선 샘플링 기법은 테일러 급수 모델링 기법에 비해 오차를 훨씬 정확하게 모델링할 수 있다.The proposed technique is a method of modeling an error of a signal by equipment. It is an envelope sampling technique that samples and stores the envelope of the error for each of the magnitude and phase error of the frequency domain and the magnitude and phase error of the time domain. Typically, the number of samples required to model the error of the equipment is possible at the level of several tens (frequency domain error) or hundreds (time domain error) of the number of original signal samples. Through this, the envelope sampling technique can model the error much more accurately than the Taylor series modeling technique.
포락선 샘플링 기법으로 생성된 포락선 샘플들을 운용 모드 수행시마다 지상국 명령 생성기(100)에서 영상 레이더(200)로 올려주기에는 정보의 전송량이 많기 때문에, 제안하는 기술에서는 포락선 샘플을 영상 레이더(200)의 메모리(10)에 저장하는 방식을 적용한다. 즉, 신호가 가질 수 있는 최대 대역폭과 최대 펄스폭에 대해 주파수 영역 오차와 시간 영역 오차의 포락선 샘플을 도출하여 이를 영상 레이더(200)의 메모리(10)에 저장하고, 운용 모드 수행시에 해당 모드에 대한 신호의 대역폭과 펄스폭을 지상국 명령 생성기(100)에서 올려주면, 영상 레이더(200)는 그 대역폭과 펄스폭에 맞게 포락선 샘플을 잘라서 적용하는 방식이다.Since the amount of information is too large to upload the envelope samples generated by the envelope sampling technique from the ground
또한, 제안하는 기술에서는 포락선 샘플로부터 전체 송신 신호 샘플 별로 적용될 전치왜곡 값을 계산하는 방식으로 인터폴레이션 필터 기법을 적용한다. 통상적으로 인터폴레이션 방법으로써 다항식 기법(라그랑제 기법, 네빌레 기법, 뉴튼 다항식 기법 등)이 많이 사용되고 있으나, 다항식 기법은 샘플이 많을수록 인터폴레이션을 위한 연산량이 기하급수적으로 증가하기 때문에 제안하는 기술에서는 신호처리 방식인 인터폴레이션 필터 기법 적용하여 계산량을 줄일 수 있다. In addition, in the proposed technique, the interpolation filter technique is applied by calculating a predistortion value to be applied to all transmission signal samples from envelope samples. In general, polynomial methods (Lagrange method, Neville method, Newton polynomial method, etc.) are commonly used as interpolation methods. The amount of computation can be reduced by applying the interpolation filter technique.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The drawings and detailed description of the described invention referenced so far are merely exemplary of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the claims. it is not Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
10: 메모리
20: 전치왜곡 보상 샘플부
30: 첩 샘플 산출부
40: 디지털-아날로그 변환기
50: 첩 신호 생성부
100: 지상국 명령 생성기
200: 영상 레이더
210: 영상 레이더 제어기
220: 첩 신호 발생기10: memory
20: predistortion compensation sample unit
30: book sample calculation unit
40: digital-to-analog converter
50: chirp signal generation unit
100: Ground Station Command Generator
200: video radar
210: video radar controller
220: chirp signal generator
Claims (10)
운용 모드 수행 중에 상기 첩 샘플을 변환하여 첩 신호를 생성하는 첩 신호 발생기를 포함하고,
상기 영상 레이더 제어기는,
주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리;
상기 운용 모드 수행을 위해 지상국 명령 생성기로부터 전송되는 첩 파라미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부; 및
상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하는 첩 샘플 산출부를 포함하고,
상기 전치왜곡 보상 샘플부는 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하고, 상기 업샘플링된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하고, 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하고, 상기 업샘플링된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하고, 상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 영상 레이더.an imaging radar controller that generates chirp samples prior to performing an operational mode; and
and a chirp signal generator for generating a chirp signal by converting the chirp sample while performing an operation mode,
The image radar controller,
a memory for storing an error envelope sample table including an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain;
a predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter transmitted from the ground station command generator and the error envelope sample table to perform the operation mode; and
and a chirp sample calculation unit for calculating a chirp sample in which a phase error and a magnitude error are compensated by using the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample,
The predistortion compensation sample unit upsamples the error envelope sample of the frequency domain by a first upsampling ratio, interpolates the upsampled error envelope sample of the frequency domain, and performs second upsampling of the error envelope sample of the time domain The predistortion phase compensation sample and the predistortion phase compensation sample and the transpose by upsampling at a rate, interpolating the upsampled time domain error envelope sample, and adding the interpolated frequency domain error envelope sample and the interpolated time domain error envelope sample Imaging radar generating distortion magnitude compensation samples.
운용 모드 수행 중에 상기 첩 샘플을 변환하여 첩 신호를 생성하는 첩 신호 발생기를 포함하고,
상기 영상 레이더 제어기는,
주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리;
상기 운용 모드 수행을 위해 지상국 명령 생성기로부터 전송되는 첩 파라미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부; 및
상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 위상 오차 및 크기 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하는 첩 샘플 산출부를 포함하고,
상기 영상 레이더 제어기는 수학식
로 최적 첩 위상 샘플을 산출하고, 상기 최적 첩 위상 샘플에 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차가 보상된 첩 샘플을 산출하고,
상기 는 최적 첩 위상 샘플이고, 상기 는 첩 기울기이고, 상기 는 시작 주파수이고, 상기 은 시작 위상이고, 상기 는 샘플의 길이 또는 펄스폭인 영상 레이더.an imaging radar controller that generates chirp samples prior to performing an operational mode; and
and a chirp signal generator for generating a chirp signal by converting the chirp sample while performing an operation mode,
The image radar controller,
a memory for storing an error envelope sample table including an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain;
a predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter transmitted from the ground station command generator and the error envelope sample table to perform the operation mode; and
and a chirp sample calculation unit for calculating a chirp sample in which a phase error and a magnitude error are compensated by using the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample,
The image radar controller is
calculates an optimal chir phase sample with , and adds the predistortion phase compensation sample to the optimal chir phase sample to calculate a chirp sample for which a phase error is compensated,
remind is the optimal chirp phase sample, and is the chirp slope, and is the starting frequency, and is the starting phase, and is the sample length or pulse width of the imaging radar.
주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리를 포함하고, 운용 모드 수행 전에 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 상기 첩 신호 발생기에 전달하는 영상 레이더 제어기를 포함하고,
첩 신호 발생기는,
상기 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부; 및
상기 첩 파라미터, 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 상기 첩 신호를 생성하는 첩 신호 생성부를 포함하고,
상기 전치왜곡 보상 샘플부는,
상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 제1 업샘플링부;
상기 업샘플링된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 제1 저역 통과 필터;
상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 제2 업샘플링부;
상기 업샘플링된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 제2 저역 통과 필터; 및
상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 덧셈기를 포함하는 영상 레이더.a chirp signal generator for generating a chirp signal based on information received while performing an operation mode; and
and a memory storing an error envelope sample table including an error envelope sample in the frequency domain and an error envelope sample in the time domain, wherein the chirp parameter and the error envelope sample in the frequency domain and the error envelope in the time domain before performing an operation mode an imaging radar controller that delivers a sample to the chirp signal generator;
The chirp signal generator,
a predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter, the error envelope sample in the frequency domain, and the error envelope sample in the time domain; and
a chir signal generator configured to generate the chirp signal by using the chirp parameter, the predistortion phase compensation sample, and the predistortion magnitude compensation sample;
The predistortion compensation sample unit,
a first upsampling unit for upsampling the error envelope sample in the frequency domain at a first upsampling ratio;
a first low-pass filter for interpolating an error envelope sample of the upsampled frequency domain;
a second upsampling unit for upsampling the error envelope sample in the time domain at a second upsampling ratio;
a second low-pass filter for interpolating the upsampled time-domain error envelope samples; and
and an adder configured to generate the predistortion phase compensation sample and the predistortion magnitude compensation sample by adding the interpolated frequency domain error envelope sample and the interpolated time domain error envelope sample.
상기 전치왜곡 보상 샘플부는,
상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 오차 포락선 샘플을 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 상기 덧셈기에 전달하는 제1 샘플 수 조정부; 및
상기 인터폴레이션된 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 상기 송신 샘플 수에 맞게 조정하여 상기 덧셈기에 전달하는 제2 샘플 수 조정부를 더 포함하는 영상 레이더.4. The method of claim 3,
The predistortion compensation sample unit,
a first sample number adjusting unit that adjusts the error envelope samples of the interpolated frequency domain according to the number of transmission samples and transmits them to the adder; and
and a second sample number adjuster configured to adjust the interpolated time-domain error envelope samples according to the number of transmitted samples and transmit them to the adder.
주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 오차 포락선 샘플 테이블을 저장하고 있는 메모리를 포함하고, 운용 모드 수행 전에 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 상기 첩 신호 발생기에 전달하는 영상 레이더 제어기를 포함하고,
첩 신호 발생기는,
상기 첩 파라미터와 상기 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 상기 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 이용하여 전치왜곡 위상 보상 샘플 및 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 전치왜곡 보상 샘플부; 및
상기 첩 파라미터, 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플과 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 이용하여 상기 첩 신호를 생성하는 첩 신호 생성부를 포함하고,
상기 첩 신호 생성부는,
상기 첩 파라미터에 대응하는 최적 첩 위상 샘플을 생성하는 최적 첩 위상 샘플 생성부;
상기 최적 첩 위상 샘플과 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 생성하는 덧셈기;
상기 위상 오차 보상된 첩 샘플을 위상-크기 변환하는 위상-크기 변환부;
상기 위상-크기 변환된 첩 샘플에 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 생성하는 곱셈기; 및
상기 크기 오차 보상된 첩 샘플을 아날로그 신호로 변환하여 상기 첩 신호를 생성하는 디지털-아날로그 변환기를 포함하는 영상 레이더.a chirp signal generator for generating a chirp signal based on information received while performing an operation mode; and
and a memory storing an error envelope sample table including an error envelope sample in the frequency domain and an error envelope sample in the time domain, wherein the chirp parameter and the error envelope sample in the frequency domain and the error envelope in the time domain before performing an operation mode an imaging radar controller that delivers a sample to the chirp signal generator;
The chirp signal generator,
a predistortion compensation sample unit for generating a predistortion phase compensation sample and a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter, the error envelope sample in the frequency domain, and the error envelope sample in the time domain; and
a chir signal generator configured to generate the chirp signal by using the chirp parameter, the predistortion phase compensation sample, and the predistortion magnitude compensation sample;
The chirp signal generating unit,
an optimal chirped phase sample generator configured to generate an optimal chirped phase sample corresponding to the chirp parameter;
an adder for generating a phase error-compensated chirp sample by adding the optimal chir phase sample and the predistortion phase compensation sample;
a phase-magnitude converter configured to phase-magnify the phase-error-compensated chirp sample;
a multiplier for generating a magnitude error compensated chirp sample by multiplying the phase-magnitude-transformed chirp sample by the predistortion magnitude compensation sample; and
and a digital-analog converter for generating the chirp signal by converting the magnitude error-compensated chirp sample into an analog signal.
상기 첩 파라미터와 상기 오차 포락선 샘플 테이블을 이용하여 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 단계;
상기 첩 파라미터에 대응하는 최적 첩 위상 샘플을 생성하는 단계;
상기 최적 첩 위상 샘플에 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 더하여 위상 오차 보상된 첩 샘플을 산출하는 단계;
상기 위상 오차 보상된 첩 샘플을 위상-크기 변환하는 단계;
상기 위상-크기 변환된 첩 샘플에 상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 곱하여 크기 오차 보상된 첩 샘플을 산출하는 단계; 및
상기 크기 오차 보상된 첩 샘플을 아날로그 신호로 변환하여 첩 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 오차 포락선 샘플 테이블은 주파수 영역의 오차 포락선 샘플 및 시간 영역의 오차 포락선 샘플을 포함하는 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법.generating a predistortion phase compensation sample using the chirp parameter and an error envelope sample table stored in a memory when the chirp parameter is received;
generating a predistortion magnitude compensation sample using the chirp parameter and the error envelope sample table;
generating an optimal chir phase sample corresponding to the chirp parameter;
calculating a phase error-compensated chirp sample by adding the predistortion phase compensation sample to the optimal chir phase sample;
phase-magnitude transforming the phase error-compensated chirp sample;
calculating a magnitude error-compensated chirp sample by multiplying the phase-magnitude-transformed chirp sample by the predistortion magnitude compensation sample; and
converting the magnitude error-compensated chirp sample into an analog signal to generate a chirp signal,
The error envelope sample table comprises an error envelope sample in a frequency domain and an error envelope sample in a time domain.
상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계는,
주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계;
상기 업샘플링된 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계;
시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계;
상기 업샘플링된 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계; 및
상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 위상 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 위상 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법.8. The method of claim 7,
The step of generating the predistortion phase compensation sample comprises:
upsampling the phase error envelope samples in the frequency domain at a first upsampling ratio;
interpolating a phase error envelope sample of the upsampled frequency domain;
upsampling the time domain phase error envelope samples at a second upsampling ratio;
interpolating the upsampled time domain phase error envelope samples; and
and generating the predistortion phase compensation sample by adding the interpolated frequency domain phase error envelope sample and the interpolated time domain phase error envelope sample.
상기 전치왜곡 크기 보상 샘플을 생성하는 단계는,
주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 제1 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계;
상기 업샘플링된 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계;
시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 제2 업샘플링 비율로 업샘플링하는 단계;
상기 업샘플링된 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 인터폴레이션하는 단계; 및
상기 인터폴레이션된 주파수 영역의 크기 오차 포락선 샘플과 상기 인터폴레이션된 시간 영역의 크기 오차 포락선 샘플을 더하여 상기 전치왜곡 위상 보상 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 영상 레이더의 첩 신호 보상 방법.8. The method of claim 7,
The step of generating the predistortion magnitude compensation sample comprises:
upsampling the amplitude error envelope sample in the frequency domain at a first upsampling ratio;
interpolating the amplitude error envelope samples of the upsampled frequency domain;
upsampling the time domain magnitude error envelope sample at a second upsampling ratio;
interpolating the upsampled time-domain magnitude error envelope samples; and
and generating the predistortion phase compensation sample by adding the interpolated frequency domain magnitude error envelope sample and the interpolated time domain magnitude error envelope sample.
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---|---|---|---|
KR1020200146374A KR102426706B1 (en) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | Synthetic aperture radar and compensation method for synthetic aperture radar chirp signal |
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---|---|---|---|---|
KR102113567B1 (en) * | 2020-03-25 | 2020-05-21 | 아주대학교산학협력단 | Apparatus for compensating phase error of chirp signal |
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US7330073B2 (en) * | 2004-10-06 | 2008-02-12 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Arbitrary waveform predistortion table generation |
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