KR102509098B1 - 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치 - Google Patents

모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치 Download PDF

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국방과학연구소
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Abstract

본 명세서의 실시예들은 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법은, 신호를 수신하는 단계; 상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하는 단계; 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하는 단계; 상기 후보, 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여, 상기 중심점을 추정하는 단계; 및 추정된 상기 중심점 및 상기 신호의 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법은, 상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계; 상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하는 단계; 및 상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치{Method and apparatus for calculating slant range using monopulse radar}
본 명세서의 실시예들은 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
항공기는 무장 투하 또는 항법 정보 갱신을 위해 항공기로부터 지상의 특정 지점까지의 거리를 측정하는 기능을 필요로 한다. 정확한 거리 측정을 위해 레이더 센서, 레이저 센서, 기압계, 디지털 지형 고도 정보 등을 이용한 다양한 기술이 사용되는데, 악천후의 기상과 부정확한 지형정보 조건에서의 성공적 임무 수행을 위해서는 레이더를 이용한 거리 측정이 특히 중요하다.
한편 모노펄스 레이더란 무선 신호의 추가 인코딩을 사용하여 정확한 방향 정보를 제공 하는 레이더 시스템이다.
모노펄스 레이더의 표적 탐지 동작을 살피면, 모노펄스 레이더는 탐지를 위해 빔을 송신한다. 이후 신호는 표적에서 반사되고 레이더에 의해 수신된다. 레이더는 이러한 수신 신호를 비교하는 과정을 통해 표적의 범위와 방향을 추출할 수 있다.
하지만 기존의 모노펄스 레이더를 이용한 경사거리 측정 방법은 임무 지형 환경이 복잡해지면 거리 측정 정확도가 저하되는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 명세서의 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 방법 및 장치를 제공한다
상술한 과제를 달성하기 위한 본 명세서의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법은, 신호를 수신하는 단계; 상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하는 단계; 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하는 단계; 상기 후보, 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여, 상기 중심점을 추정하는 단계; 및 추정된 상기 중심점 및 상기 신호의 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 상기 중심점을 추정하는 단계는, 상기 후보와 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 무게중심을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 상기 후보를 획득하는 단계는, 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계; 상기 신호에서, 상기 모노펄스 비율의 근사값이 0인 지점을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법은, 상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계; 상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하는 단계; 및 상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 상기 경사거리를 산출하는 단계는, 상기 모노펄스 비율의 선형도에 기초하여 환경 가중치를 결정하는 단계;및 상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리 및 환경 가중치에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법은, 상기 부엽차단신호 및 상기 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인하는 단계; 상기 주엽빔 영역의 상기 모노펄스 비율에 기초하여 상기 제2 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더는, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하고, 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하며, 상기 후보, 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여, 상기 중심점을 추정하고, 추정된 상기 중심점 및 상기 신호의 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 후보와 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 무게중심을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하고, 상기 신호에서, 상기 모노펄스 비율의 근사값이 0인 지점을 확인하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하고, 상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하며, 상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 부엽차단신호 및 상기 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인하고, 상기 주엽빔에서의 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하며, 상기 모노펄스 비율에 기초하여 상기 제2 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 모노펄스 비율의 선형도에 기초하여 환경 가중치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 일실시예에 따른 프로세서는, 상기 부엽차단신호 및 상기 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인하고, 상기 주엽빔 영역의 상기 모노펄스 비율에 기초하여 상기 제2 경사거리를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 다양한 지상 환경에 제약받지 않고 강건한 경사거리 측정을 하는 방법 및 레이더를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 환경 가중치를 적응적으로 조절함으로써, 비교적 적은 연산을 통해 다양한 환경 아래서도 높은 정확도의 경사거리 측정을 하는 방법 및 레이더를 제공할 수 있다.
실시예의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 비율을 이용하여 경사거리를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 채널별 패턴 및 모노펄스 비율을 도식화한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 이동 거리별 모노펄스 비율에 관한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 환경 가중치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 환경 가중치를 나타내기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이다.
도 12은 본 발명의 일실시예에 따른 제3 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 블록 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. 이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
본 발명에 따른 모노펄스란 단일 펄스로부터 완전한 각도 오차정보를 획득 하는 방법 및 시스템을 의미할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 모노펄스 레이더는 수신신호를 4개의 혼안테나를 통해 형성된 채널로부터 합신호, 방위각방향 차신호 및 앙각방향 차신호를 수신할 수 있으며, 합신호, 차신호의 진폭 비 또는 모노펄스 비율(monopulse ratio)을 이용하여 표적을 추적할 수 있다.
도 1은 모노펄스 레이더를 이용하여 경사거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에서 도시된 것과 같이 항공용 모노펄스 레이더는 레이더로부터 지면까지의 정밀한 거리를 측정하여 항공기에 제공할 수 있다. 이와 같은 지면 거리 측정 시스템을 Air-to-Ground Ranging(AGR) 이라 하며, AGR에 의해 제공되는 거리 중 경사거리(100)(slant range)는 두 지점 사이의 경사 방향을 따른 가시선 거리를 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 비율을 이용하여 경사거리를 산출하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 모노펄스 레이더는 제1 단계에서 경사거리 측정을 위해 빔을 송수신하여 지면으로부터의 반사 신호를 수신할 수 있다. 이러한 모노펄스 레이더는 한번의 송수신 과정으로 세가지 채널의 신호를 획득할 수 있다.
구체적으로 모노펄스 레이더가 4개의 A, B, C, D 혼 안테나를 구비하고 있는 경우 합채널(A+B+C+D)로부터 합신호(
Figure 112022096976229-pat00001
)를 획득할 수 있으며, 방위각 방향으로의 차채널((A+C)-(B+D))로부터 방위각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00002
)를 획득할 수 있으며, 앙각 방향으로의 차채널((A+B)-(D+C))로부터 앙각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00003
)를 획득할 수 있다. 이하에서의 차신호(
Figure 112022096976229-pat00004
)는 방위각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00005
) 및/또는 앙각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00006
)를 의미할 수 있다.
이외에도 초단파 대역의 안테나는 빔폭이 상대적으로 크기 때문에 부엽에서 반사된 표적 신호를 처리하지 않으면 주엽 신호에서 들어온 것으로 인식하여 레이더의 탐지 오경보율이 증가한다. 따라서 모노펄스 레이더는 부엽 차단을 위해 부엽차단채널로부터 부엽차단신호(SLB)를 획득할 수 있다.
모노펄스 레이더는 제2 단계에서 수신된 신호로부터 합신호와 차신호의 비인 모노펄스 비율을 계산할 수 있다.
모노펄스 비율은 하기의 수학식 1으로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112022063172759-pat00007
MR은 모노펄스 비율,
Figure 112022063172759-pat00008
는 허수 영역 함수, atan는 역탄젠트함수,
Figure 112022063172759-pat00009
는 합신호,
Figure 112022063172759-pat00010
는 차신호, x는 방위각(az) 또는 앙각(el)을 의미한다.
이와 같은 모노펄스 비율은 합신호과 차신호의 비율로서 지형에 따른 변화에 강건한 특성을 가질 수 있으며, 경사거리 측정 및 표적 거리 측정에 이용할 수 있다. 구체적으로 모노펄스 비는 안테나 빔 중심(boresight)에서 0의 값을 가지고, 주엽빔(mainlobe beam) 영역에서 선형적으로 증가하고, 주엽빔 영역에서의 해를 찾아 경사거리를 찾을 수 있다.
모노펄스 레이더는 제3 단계에서 합채널에서의 합신호 세기와 부엽차단채널에서의 부엽차단신호 세기를 비교하여 주엽빔을 탐색할 수 있다. 예컨대 합신호의 세기가 부엽차단신호보다 큰 구간을 확인하고, 해당 구간을 주엽빔 영역으로 결정할 수 있다.
모노펄스 레이더는 제4 단계에서 신호 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율을 확인한다. 구체적으로 수신신호를 확인하여 샘플링하고, 주엽빔 영역의 수신신호만을 필터링한 뒤, 샘플링 된 수신신호의 모노펄스 비율을 확인할 수 있다. 이러한 샘플링이란, 특정 시간간격으로 수신신호를 샘플링하는 것을 의미한다. 이후 모노펄스 레이더는 커브 피팅을 이용하여 신호 이동 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율함수를 추정하고, 모노펄스 비율함수가 0의 값을 가지는 해를 찾아서 해당 해의 값을 경사거리로 추정할 수 있다. 이러한 신호 이동 거리는 반사된 신호가 수신되기 까지 이동한 거리를 의미하거나, ToF(Time of Flight)에 의해 추정되는 안테나와 반사지면과의 거리를 의미할 수 있다. 모노펄스 레이더가 이와 같이 경사거리를 구하는 방법은 도 4내지 6에서 설명한다.
다만 모노펄스 비율에 커브 피팅을 이용하여 경사거리를 산출하는 방법은, 산간 지역과 같이 반사 신호의 복합적인 상쇄 보강 간섭이 발생하여 수신 신호의 복잡도가 큰 경우, 신호 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율의 선형성이 담보되지 않아 커브 피팅하여 산출된 경사거리의 오차가 문제될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고하면, 모노펄스 레이더는 S301 단계에서 복수개의 채널 각각에 대응하는 신호를 획득할 수 있다. 이러한 모노펄스 레이더는 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득할 수 있다. 예컨대 모노펄스 레이더는 경사거리 측정을 위해 빔을 송수신하여 지면으로부터의 반사되는 신호를 수신할 수 있다. 이와 같은 수신 신호는 수신되는 채널에 따라 구분될 수 있다. 구체적으로 신호와 합채널로부터 합신호(
Figure 112022063172759-pat00011
)를 획득할 수 있으며, 신호와 방위각 방향 및 앙각 방향으로의 차채널로부터 차신호(
Figure 112022063172759-pat00012
)를 획득할 수 있으며, 신호와 부엽차단채널로부터 부엽차단신호(SLB)를 획득할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S303 단계에서 모노펄스 비율을 산출하고 주엽빔을 탐색할 수 있다. 이러한 모노펄스 레이더는 수신된 신호로부터 합신호와 차신호의 비인 모노펄스 비율을 산출할 수 있다. 또한 모노펄스 레이더는 합신호의 세기가 부엽차단신호보다 큰 구간을 확인하고, 해당 구간을 주엽빔 영역으로 결정할 수 있다.
구체적으로 모노펄스 레이더는 수신신호를 확인하고 특정 시간 간격으로 샘플링할 수 있다. 이후 모노펄스 레이더는 샘플링된 수신신호 각각에 대해서 합신호와 차신호의 비인 모노펄스 비율을 산출하고, 주엽빔 영역의 수신신호를 필터링 하여 주엽빔 영역에서의 모노펄스 비율을 확인할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S305 단계에서 제1 경사거리를 산출할 수 있다. 예컨대 모노펄스 레이더는 합신호 및 차신호에 기초하여, 수신 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하고, 후보, 합신호 및 부엽차단신호에 기초하여, 중심점을 추정하며, 추정된 중심점 및 신호의 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출할 수 있다. 구체적으로 4개의 안테나로부터 송수신 되는 빔의 중심점인 빔조향 중심점을 추정하고, 빔조향 중심점으로부터의 경사거리를 산출하는 방식을 통해 제1 경사거리를 산출할 수 있다. 제1 경사거리를 산출하는 방법은 도 7에 의해 상세하게 설명된다.
모노펄스 레이더는 S307 단계에서 제2 경사거리를 산출할 수 있다. 예컨대 모노펄스 레이더는 모노펄스 비율 및 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출할 수 있다. 제2 경사거리를 산출하는 방법은 도 4 내지 도 6에 의해 상세하게 설명된다.
모노펄스 레이더는 S309 단계에서 제1 경사거리, 제2 경사거리 및 환경 가중치에 기초하여 경사거리를 산출할 수 있다. 경사거리는 수학식 2에 의해 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112022063172759-pat00013
R은 경사거리, R1은 제1 경사거리 R2는 제2 경사거리, a는 환경 가중치이다.
모노펄스 레이더는 두 가지 방법에 의해 측정된 경사거리 값을 환경 가중치에 따라 함께 고려하여 경사거리를 산출할 수 있다. 예컨대 모노펄스 레이더는 경사거리 측정 과정에 따라 적응적으로 환경 가중치를 적용할 수 있으며 경우에 따라 제1 경사거리를 경사거리로 하거나 제2 경사거리를 경사거리로도 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 제2 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수개의 채널별 패턴 및 모노펄스 비율을 도식화한 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 신호 이동 거리별 모노펄스 비율에 관한 그래프이다.
도 4에서의 모노펄스 레이더의 동작은 도 3에서의 S303 및 S307 단계와 대응될 수 있다.
도 4를 참고하면 모노펄스 레이더는 S401 단계에서 합신호 및 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출할 수 있다. 모노펄스 비율은 합신호과 차신호의 비율로서 산출할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S403 단계에서 부엽차단신호와 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인할 수 있다. 부엽차단채널은 주엽 영역에서는 합채널 신호보다 세기가 약하고 부엽 영역에서는 합채널 신호보다 세기가 강하도록 설계되므로 모노펄스 레이더는 수신구간에서 합신호가 부엽차단신호보다 큰 경우를 만족하는 구간을 식별하여 주엽빔 영역을 찾을 수 있다.
도 5에서 도시된 것과 같이 위상에 따른 합신호와, 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출할 경우, 모노펄스 비율은 다수의 위상에서 0 값을 가지게 된다. 주엽빔 영역에서 모노펄스 비율은 선형적으로 증가하고, 주엽빔 이외의 위상에서 모노펄스 비율은 선형특성을 가지지 않는다. 따라서 모노펄스 레이더는 모노펄스 비율을 산출한 뒤, 주엽빔 영역을 확인하고, 경사거리를 산출할 수 있다.
구체적으로 모노펄스 레이더는 수신신호를 확인하여 샘플링하고, 샘플링 된 수신신호의 모노펄스 비율을 산출할 수 있다. 이후 모노펄스 레이더는 주엽빔 영역의 수신신호만을 필터링하여 주엽빔 영역의 모노펄스 비율을 확인할 수 있다. 도 6에서 도시된 것과 같이 모노펄스 레이더는 샘플링 된 수신신호의 주엽빔 영역의 모노펄스 비율을, 신호 이동 거리별 모노펄스 비율로서 나타낼 수 있다.
모노펄스 레이더는 S405 단계에서 신호 이동 거리별 모노펄스 비율을 확인하고, 모노펄스 비율에 기초하여 제2 경사거리를 산출할 수 있다. 구체적으로 모노펄스 레이더는 커브 피팅을 이용하여 신호 이동 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율함수를 추정하고, 모노펄스 비율이 0인 해를 찾는 경우, 해당 해의 값을 경사거리로 추정할 수 있다.
수신 신호는 항공기의 이동, 주파수 변화, 지형 변화 등 수 많은 환경적 이유로 신호의 크기 및 위상이 조금씩 변화하게 된다. 모노펄스 비율이 0인 신호 이동 거리 값은 수신 신호의 이러한 변화에 따라 위치가 조금씩 변하므로 측정 오차가 발생할 수 있다. 모노펄스 레이더가 이를 보정하기 위해 모노펄스 비율에 커브 피팅을 수행하고, 피팅 된 커브의 값이 0인 거리 값을 구하면 더 편차가 작은 경사거리를 산출할 수 있다.
예컨대 모노펄스 레이더는 D차 방정식의 커브피팅을 수행하는 경우 하기의 수학식3에 의해 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112022063172759-pat00014
Figure 112022063172759-pat00015
는 신호 이동 거리k에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율에 관한 D차 함수, c는 계수이다.
샘플링 된 수신신호의 모노펄스 비율을 이용하여 P(k)를 추정하기 위해 하기의 수학식 4에 의해 계수 c를 추정할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112022063172759-pat00016
Figure 112022063172759-pat00017
MR은 모노펄스 비율, c는 계수, kn은 n 번째 샘플링 된 신호 이동 거리이다. (n은 1≤n≤N 인 정수, N은 샘플링 개수)
모노펄스 레이더는 수학식 3 및 수학식 4를 이용하여 신호 이동 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율에 관한 D차 함수, P(k)를 추정할 수 있다.
이후 모노펄스 레이더는 P(k)에서 모노펄스 비율이 0인 k 값을 해로 찾고, 제2 경사거리로 결정할 수 있다.
이와 같은 제2 경사거리를 산출하는 방법은 모노펄스 비의 선형 특성이 유지되는 경우 적용이 가능하나, 빔이 송수신되는 지형이 비균질한 특성을 갖는 복잡한 지형일 경우 모노펄스 비의 선형성이 유지되지 않을 수 있다. 예컨대 도 6에서 도시된 것과 같이 샘플링된 신호 이동 거리별 모노펄스 비율이 비교적 복잡한 경우 15차 함수와 같은 고차 함수를 사용하여도 신호 이동 거리에 따른 주엽빔 영역의 모노펄스 비율함수를 추정하는데 문제가 있으며, 또한 연산 복잡도가 증가하는 문제가 있을 수 있다. 따라서 별도의 방안이 요구된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 제1 경사거리를 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서의 모노펄스 레이더의 동작은 도 3의 S303, S305 단계와 대응될 수 있다.
도 7을 참고하면 모노펄스 레이더는 S701 단계에서 합신호 및 차신호에 기초하여, 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득할 수 있다. 구체적으로 모노펄스 레이더는 샘플링된 수신신호 각각에 대해서 합신호와 차신호의 비인 모노펄스 비율을 산출하고, 주엽빔 영역의 수신신호를 필터링 하여 주엽빔 영역에서의 모노펄스 비율을 확인한다.
이러한 모노펄스 레이더는 필터링된 신호에서 모노펄스 비율이 특정 값인 샘플링 지점을 확인하여 빔조향 중심점의 후보를 획득할 수 있다. 예컨대 모노펄스 레이더는 필터링된 신호에서 모노펄스 비율이 0인 샘플링 지점을 확인하여 빔조향 중심점의 후보를 획득할 수 있다. 또한 모노펄스 레이더는 필터링된 신호에서 모노펄스 비율의 근사값이 0인 샘플링 지점을 확인하여 빔조향 중심점의 후보를 획득할 수 있다. 또는 모노펄스 레이더는 모노펄스 비율이 제1 임계값 이상, 제2 임계값 이하인 샘플링 지점을 확인하여 빔조향 중심점의 후보를 획득할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S703 단계에서 빔조향 중심점 후보, 합신호 및 부엽차단신호에 기초하여, 빔조향 중심점을 추정할 수 있다. 예컨대 상기 후보와 상기 합신호 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 무게중심을 중심점으로 추정할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S705 단계에서 추정된 중심점에 기초하여 제1 경사거리를 산출할 수 있다. 예컨대 추정된 빔조향 중심점에서 송신된 신호 이동 거리를 산출하고, 이동거리를 제1 경사거리로 산출할 수 있다.
다른 실시예에 따른 모노펄스 레이더는 합신호과 부엽차단신호의 크기 차이와 샘플링된 수신신호의 신호 이동 거리를 이용하여 제1 경사거리를 산출할 수 있다. 구체적으로 빔조향 중심점 후보에 합신호과 부엽차단신호의 크기 차이에 가중치를 두어 제1 경사거리를 산출할 수 있다.
예컨대 M 개의 빔조향 중심점 후보가 있는 경우, 제1 경사거리는 하기의 수학식 5에의해 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112022063172759-pat00018
Figure 112022063172759-pat00019
은 제1 경사거리,
Figure 112022063172759-pat00020
는 m번째 후보의 합신호,
Figure 112022063172759-pat00021
는 m번째 후보의 신호 이동 거리,
Figure 112022063172759-pat00022
는 m번째 후보의 부엽차단신호이다. (m은 1≤m≤M 인 정수, M은 상기 후보의 개수)
이상적인 경우 모노펄스 비가 0이 되는 신호 이동 거리는 주엽빔 이내에서 하나이나, 빔이 송수신되는 지형이 비균질한 특성을 갖는 복잡한 지형일 경우 위와 같이 모노펄스 비의 선형성이 유지되지 않을 수 있다. 따라서 도 6에서 도시된 것과 같이 모노펄스 비율이 0인 지점이 복수개일 수 있다. 모노펄스 레이더는 빔패턴에 따라 빔조향 중심에서의 합신호와 부엽차단신호의 특성을 이용하여 수학식 5에서와 같이 복수개 지점에서 경사거리를 산출할 수 있다.
상술한바와 같이 모노펄스 레이더는 제1 경사거리 및 제2 경사거리를 산출하고 환경 가중치를 적용하여 경사거리를 산출할 수 있다. 이하에서는 모노펄스 레이더가 환경 가중치를 결정하는 방법에 관하여 제안한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 모노펄스 레이더에 따른 환경 가중치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 환경 가중치를 나타내기 위한 그래프이다.
도 8을 참고하면 모노펄스 레이더는 S801 단계에서 환경에 따른 모노펄스 비율을 확인할 수 있다.
모노펄스 레이더는 S803 단계에서 확인된 모노펄스 비율의 선형 정도를 산출할 수 있다. 이러한 선형 정도는 신호 이동 거리별 모노펄스 비율의 선형도를 의미한다.
선형 정도는 하기의 수학식 6에 의하여 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112022063172759-pat00023
Figure 112022063172759-pat00024
는 선형 정도, MRn은 n 번째 샘플링 된 신호의 모노펄스 비율,
Figure 112022063172759-pat00025
는 커브 피팅을 통해 추정되는 모노펄스 비율에 관한 D차 함수에 n 번째 샘플링 된 신호의 이동거리 kn 을 대입한 값,
Figure 112022063172759-pat00026
는 커브 피팅을 통해 추정되는 모노펄스 비율에 관한 1차 함수에 n 번째 샘플링 된 신호의 이동거리 kn 을 대입한 값이다.
결과적으로 선형 정도란 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과에 관한 값의 유사도 정도로서, 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과가 유사하면 할수록
Figure 112022063172759-pat00027
값이 0에 근접하고, 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과가 유사하지 않으면 않을수록
Figure 112022063172759-pat00028
값이 커진다.
모노펄스 레이더는 S805 단계에서 모노펄스 비율의 선형 정도에 기초하여 복수개의 환경 각각에 대한 환경 가중치를 결정할 수 있다. 이러한 환경 가중치는 수학식 7 및 도 9에 의해 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112022063172759-pat00029
a는 환경 가중치, b는 가중치 조절 계수,
Figure 112022063172759-pat00030
는 선형 정도이다. 도 9에 도시된 것과 같이 환경 가중치 a는 μ가 0에 근접할수록 1에 가까워지며, μ가 큰 값을 가질수록 0에 가까워진다.
즉 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과가 유사하면 할수록 선형 정도
Figure 112022063172759-pat00031
값이 0에 근접하고 환경 가중치 a 값이 1에 가까워진다. 이와 같은 환경 가중치를 수학식 2에 적용하면
Figure 112022063172759-pat00032
로서 경사거리는 제2 경사거리의 영향을 많이 받을 수 있다.
모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과가 비유사 할수록 선형 정도
Figure 112022063172759-pat00033
값이 커지고 환경 가중치 a 값이 0에 가까워진다. 이와 같은 환경 가중치를 수학식 2에 적용하면
Figure 112022063172759-pat00034
로서 경사거리는 제1 경사거리의 영향을 많이 받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선형 정도 및 환경 가중치는 상술한 수학식 6 및 수학식 7에 의해 한정되는 것은 아니다. 환경 가중치는 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과의 차이가 크면 제1 경사거리의 비중을 높여 경사거리를 결정하고, 모노펄스 비율과 D차 커브 피팅 결과의 차이가 작으면 제2 경사거리의 비중을 높여 경사거리를 결정하도록 하는 가중치이다.
이러한 모노펄스 레이더는 S805 단계에서 복수개의 환경 각각의 가중치 조절 계수(b)를 미리 결정해두고 모노펄스 레이더에서의 경사거리를 환경에 따라 적응적으로 산출할 수 있다.
예컨대 모노펄스 레이더는 평지, 산간 및 복합환경 등에 관하여 S801 내지 S805 단계를 수행하기 위해 평지 환경에 대응하는 가중치 조절 계수, 산간 환경에 대응하는 가중치 조절 계수 및 복합환경에 대응하는 가중치 조절 계수를 미리 결정할 수 있다.
이러한 모노펄스 레이더는 제1 경사거리, 제2 경사거리 및 미리 결정된 가중치 조절 계수를 이용하여 경사거리를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출한 경사거리는 지형 환경의 복잡도에 따라 측정 정확도가 증가할 수 있다.
다른 실시예에 따른 모노펄스 레이더는 S803 단계에서 모노펄스 비율의 선형도를 산출할 수 있다. 이러한 선형도는 샘플링 된 수신신호의 모노펄스 비율의 분포정도에 기초하여 결정될 수 있다. 모노펄스 레이더는 S805 단계에서 환경에 따라 가중치 조절 계수를 미리 결정해두고 선형도를 이용하여 환경 가중치를 결정할 수 있다. 이처럼 모노펄스 레이더는 경사거리를 환경에 따라 적응적으로 산출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이며, 도 12은 본 발명의 일실시예에 따른 제3 환경에서의 경사거리 오차를 비교하기 위한 그래프이다.
이와 같은 제1 환경은 고저차가 거의 없고 반사 계수가 일정한 지면의 환경, 제2 환경은 고저차는 심하지 않고 반사 계수가 다른 지면의 환경, 제3 환경은 반사 계수는 동일하지만 고저차가 극심한 지면일 수 있다.
예컨대 제1 환경은 wooded hills로 반사 계수가 -10dB일 수 있다. 제2 환경은 Sea state로 반사 계수가 -30dB일 수 있다. 제3 환경은 반사 계수가 -10dB이며, 30m 해상도의 지형고도정보 지도(DEM, Digital Elevation Model)를 이용하여 지형 고저차가 있는 환경일 수 있다.
도 10 내지 12에서 모노펄스 레이더를 활용하여 클러터 환경을 구현하고, 구현된 클러터 환경에서 500번에 걸쳐 반복적으로 실제 경사거리와 추정 경사거리의 오차를 확인하였다.
표 1은 도 10 내지 12에서 모노펄스 레이더 시뮬레이션 공통 환경을 나타내는 예시이다.
변수 항공기 고도 항공기 속도 빔 조향각
설정값 1700 m 200 m/s 방위각 0°앙각 -9.79°
표 2는 도 10 내지 12에서 제2 경사거리를 통해 추정한 경사거리의 오차와 제1 경사거리와 제2 경사거리를 같이 이용하여 추정한 경사거리의 오차를 비교하는 예시이다.
구분 R2
오차[m] (표준편차)		 R1+R2
오차[m] (표준편차)
제1 환경 7.31(3.42) 11.78(5.18)
제2 환경 14.72(7.89) 20.91(25.28)
제3 환경 584.08(45.37) 52.28(11.95)
표 2 및 도 10 내지 12에서 도시된 것과 같이 제2 경사거리를 통해 추정한 경사거리의 오차 및 편차는 균질 클러터 환경인 제1 환경, 비균질 정도가 적은 비균질 환경인 제2 환경 에서는 높은 정확도와 정밀도를 가진다.
하지만 비균질 클러터 환경인 제3 환경에서는 제1 경사거리와 제2 경사거리에 기초하여 추정한 경사거리의 오차 및 편차가 더 높은 정확도와 정밀도를 가진다.
위와 같이 모노펄스 비의 선형 정도 및 환경에 따라 가중치를 부여해 제1 경사거리 및 제2 경사거리를 함께 고려하여 경사거리를 산출하면, 비균질 환경에서도 신뢰도 높은 거리측정 결과를 도출할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 모노펄스 레이더의 블록 구성을 나타내는 블록도이다. 모노펄스 레이더(1300)는 프로세서(1310) 및 송수신부(1320)에 의해 구성되는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것이 아니며, 프로세서(1310) 및 송수신부(1320)는 각각 물리적으로 독립한 하나의 구성부로서 존재할 수 있다. 예컨대 송수신부(1320) 송수신되는 신호를 별도의 컴퓨터 장치에 의해 구현되는 프로세서(1310)에서 처리하여 경사거리를 산출할 수 있다.
프로세서(1310)는 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1310)는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 프로세서(1310)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 모노펄스 레이더(1300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면 프로세서는 복수개의 채널 각각에 대응하는 합신호 및 부엽차단신호를 획득하고, 합신호 및 부엽차단신호에 기초하여 수신된 신호에 대응되는 빔조향 중심점을 추정하며, 추정된 중심점 및 신호의 이동 거리에 기초하여 제1 경사거리를 산출할 수 있다.
송수신부(1320)는 레이더로부터 지면 또는 레이더로부터 표적 까지의 거리를 산출하기 위한 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1320)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 송수신부(1320)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1310)로 출력하고, 프로세서(1310)로부터 출력된 신호를 전송할 수 있다.
이러한 송수신부(1320)는 경사거리 측정을 위해 빔을 송신하고, 지면 또는 표적으로부터 반사되는 반사 신호를 수신할 수 있다. 또한 송수신부(1320)는 4개의 A, B, C, D 혼 안테나를 구비하고 이용하여 복수개의 채널을 형성할 수 있다. 예컨대 송수신부(1320)는 합채널(A+B+C+D)을 형성하여 합신호(
Figure 112022096976229-pat00035
)를 수신할 수 있으며, 방위각 방향으로의 차채널((A+C)-(B+D))을 형성하여 방위각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00036
)를 수신할 수 있으며, 앙각 방향으로의 차채널((A+B)-(D+C))을 형성하여 앙각 차신호(
Figure 112022096976229-pat00037
)를 수신할 수 있다. 이외에도 송수신부(1320)는 부엽차단채널로부터 부엽차단신호(SLB)를 수신할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1300: 모노펄스 레이더
1310: 프로세서
1320: 송수신부

Claims (20)

  1. 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하는 단계;
    상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하는 단계;
    상기 후보의 합신호 크기, 상기 후보의 부엽차단신호 크기 및 상기 후보의 신호 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 경사거리는 하기의 수학식 1에의해 산출되는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112023001958080-pat00067

    [여기서,
    Figure 112023001958080-pat00068
    은 제1 경사거리,
    Figure 112023001958080-pat00069
    는 m번째 후보의 합신호,
    Figure 112023001958080-pat00070
    는 m번째 후보의 신호 이동 거리,
    Figure 112023001958080-pat00071
    는 m번째 후보의 부엽차단신호이다. (m은 1≤m≤M 인 정수, M은 상기 후보의 개수)]
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 후보를 획득하는 단계는,
    상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계;
    상기 신호에서, 상기 모노펄스 비율의 근사값이 0인 지점을 확인하는 단계를 포함하는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계;
    상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 더 포함하는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리 및 환경 가중치에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계; 및
    상기 경사거리는 하기의 수학식 2에 의해 산출되는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112022096976229-pat00043

    [여기서, R은 상기 경사거리, R1은 상기 제1 경사거리 R2는 상기 제2 경사거리, a는 상기 환경 가중치이다.]
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 경사거리를 산출하는 단계는,
    상기 모노펄스 비율의 선형도에 기초하여 환경 가중치를 결정하는 단계;및
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리 및 환경 가중치에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 환경 가중치는 하기의 수학식 3에 의해 산출되는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
    [수학식 3]
    Figure 112023001958080-pat00044

    [여기서, a는 상기 환경 가중치, b는 가중치 조절 계수,
    Figure 112023001958080-pat00081
    는 선형 정도이다.]
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 부엽차단신호 및 상기 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인하는 단계;
    상기 주엽빔 영역의 상기 모노펄스 비율에 기초하여 상기 제2 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
  10. 모노펄스 레이더에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하고, 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하며, 상기 후보의 합신호 크기, 상기 후보의 부엽차단신호 크기 및 상기 후보의 신호 이동 거리에 기초하여 제1 경사거리를 산출하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제1 경사거리는 하기의 수학식 4에의해 산출되는 모노펄스 레이더.
    [수학식 4]
    Figure 112023001958080-pat00074

    [여기서,
    Figure 112023001958080-pat00075
    은 제1 경사거리,
    Figure 112023001958080-pat00076
    는 m번째 후보의 합신호,
    Figure 112023001958080-pat00077
    는 m번째 후보의 신호 이동 거리,
    Figure 112023001958080-pat00078
    는 m번째 후보의 부엽차단신호이다. (m은 1≤m≤M 인 정수, M은 상기 후보의 개수)]
  11. 삭제
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하고, 상기 신호에서, 상기 모노펄스 비율의 근사값이 0인 지점을 확인하는 모노펄스 레이더.
  13. 삭제
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하고, 상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하며, 상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 모노펄스 레이더.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리 및 환경 가중치에 기초하여, 경사거리를 산출하고, 상기 경사거리는 하기의 수학식 5에 의해 산출되는, 모노펄스 레이더.
    [수학식 4]
    Figure 112022096976229-pat00051

    [여기서, R은 상기 경사거리, R1은 상기 제1 경사거리 R2는 상기 제2 경사거리, a는 상기 환경 가중치이다.]
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 모노펄스 비율의 선형도에 기초하여 환경 가중치를 결정하는 모노펄스 레이더.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 환경 가중치는 하기의 수학식 6에 의해 산출되는, 모노펄스 레이더.
    [수학식 6]
    Figure 112023001958080-pat00052

    [여기서, a는 상기 환경 가중치, b는 가중치 조절 계수,
    Figure 112023001958080-pat00082
    는 선형 정도이다.]
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 부엽차단신호 및 상기 합신호에 기초하여 주엽빔을 확인하고, 상기 주엽빔 영역의 상기 모노펄스 비율에 기초하여 상기 제2 경사거리를 산출하는 모노펄스 레이더.
  19. 신호를 수신하는 단계;
    상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하는 단계;
    상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하는 단계;
    상기 후보의 합신호 크기, 상기 후보의 부엽차단신호 크기 및 상기 후보의 신호 이동 거리에 기초하여, 제1 경사거리를 산출하는 단계;
    상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하는 단계;
    상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 단계를 포함하는, 모노펄스 레이더의 경사거리 산출 방법.
  20. 모노펄스 레이더에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 신호, 합채널, 차채널 및 부엽차단채널에 기초하여, 합신호, 차신호, 부엽차단신호를 획득하고, 상기 합신호 및 상기 차신호에 기초하여, 상기 신호에 대응하는 빔조향 중심점의 후보를 획득하며, 상기 후보의 합신호 크기, 상기 후보의 부엽차단신호 크기 및 상기 후보의 신호 이동 거리에 기초하여 제1 경사거리를 산출하며, 상기 합신호, 상기 차신호에 기초하여 모노펄스 비율을 산출하고, 상기 모노펄스 비율 및 상기 부엽차단신호에 기초하여 제2 경사거리를 산출하는 단계; 및
    상기 제1 경사거리 및 상기 제2 경사거리에 기초하여, 경사거리를 산출하는 프로세서를 포함하는, 모노펄스 레이더.
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