KR102673506B1 - 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체 - Google Patents

합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성 개구 레이다의 이득 및 위상 특성을 확인하기 위한 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은, 송신부로부터 출력되어 안테나부로 전달되는 신호를 수신부를 통해 입력받을 수 있는 보정 경로를 가지는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법으로서, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정; 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 각각 누설 신호 성분을 제거하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정; 및 상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정;을 포함한다.

Description

합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체{METHOD FOR CHECKING PERFORMANCE OF SYNTHESIZED APERTURE RADAR AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성 개구 레이다의 이득 및 위상 특성을 확인하기 위한 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
합성 개구 레이다(SAR: Synthetic Aperture Radar)는 능동 위상 배열 안테나를 통해 지상으로 전파를 송신하고 반사되는 반사파를 이용하여 지표면의 영상을 생성하는 장치이다. 이는 주로 위성이나 항공기 등에 탑재되어 원하는 지역을 관측하거나 정찰 임무 등을 수행하는데 사용된다. 이와 같은, 합성 개구 레이다는 송수신 모듈을 통해 이득 및 위상을 제어하여 송신 및 수신을 위한 빔 포밍(beam forming)을 수행한다.
최근에는 초소형 위성에 합성 개구 레이다를 탑재하여 관측 또는 정찰 임무를 수행하는 기술이 활발하게 개발되고 있다. 그런데, 초소형 위성에 탑재되는 합성 개구 레이다는 높은 고도로 인하여 매우 높은 경로 감쇠량을 가진다. 이에, 초소형 위성에 탑재되는 합성 개구 레이다가 주요 성능 지표를 만족시키기 위하여는 효과적인 빔 포밍이 필수적으로 요구되며, 이를 위하여는 합성 개구 레이다에서 빔 포밍의 핵심적인 역할을 수행하는 송수신 모듈의 이득 및 위상 특성을 정확하게 확인하여 보정할 필요가 있다.
KR 10-2014-0076804 A
본 발명은 보정 경로에서 발생하는 누설 신호에 의한 영향을 최대한 배제하여 합성 개구 레이다의 이득 및 위상 특성을 정확하게 확인할 수 있는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법 및 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은, 송신부로부터 출력되어 안테나부로 전달되는 신호를 수신부를 통해 입력받을 수 있는 보정 경로를 가지는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법으로서, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정; 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 각각 누설 신호 성분을 제거하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정; 및 상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정;을 포함한다.
상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 0°의 위상과 180°의 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득할 수 있다.
상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호의 이득을 조정한 후, 상기 수신부를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득하는 과정; 및 상기 제1 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이 및 상기 제2 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호의 이득을 0으로 조정한 후, 상기 수신부를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득할 수 있다.
상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정은, 획득한 누설 신호 정보의 위상을 설정된 범위 내에서 변화시켜 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정; 상기 제1 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 가지는 차이 값을 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정; 및 상기 제2 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제2 보정 신호 정보로 선택하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정은, 상기 누설 신호 정보의 위상을 이보다 50°빠른 위상에서 50°느린 위상까지의 범위 내에서 변화시킬 수 있다.
상기 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정 및 제2 보정 신호 정보로 선택하는 과정은, 선형 추정 알고리즘을 통해 수행될 수 있다.
상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 상기 안테나부로 전달하는 과정; 및 상기 안테나부로 전달되는 신호를 분배한 후, 상기 수신부를 통해 입력받는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 상기 안테나부로 전달하는 과정; 및 상기 안테나부로 전달되는 신호를 분배한 후, 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 상기 수신부를 통해 입력받는 과정;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기록 매체는 전술한 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 보정 경로의 특성이 열악한 환경에서 보다 높은 정확도로 송수신 모듈의 이득 및 위상 특성을 확인할 수 있다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 개략적인 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 송신 성능을 확인하기 위한 보정 경로를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 수신 성능을 확인하기 위한 보정 경로를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다(SAR: Synthetic Aperture Radar)는 초소형 위성과 같은 인공 위성에 탑재되어 지상의 모습을 영상으로 생성하는 장치일 수 있다.
합성 개구 레이다는 신호, 예를 들어 신호를 생성할 수 있는 송신부(100), 상기 송신부(100)와 연결되어 상기 송신부로부터 전달되는 신호를 변환할 수 있는 제1 신호 처리부(200), 상기 제1 신호 처리부(200)와 연결되어 상기 제1 신호 처리부(200)로부터 전달되는 신호의 경로를 변경할 수 있는 경로 변환부(300), 상기 경로 변환부(300)와 연결되어 상기 경로 변환부(300)로부터 전달되는 신호의 이득과 위상을 조정할 수 있는 송수신 모듈부(400) 및 상기 송수신 모듈부(400)와 연결되어 상기 송수신 모듈부(400)로부터 전달되는 신호를 지상으로 송출할 수 있는 안테나부(500)를 포함한다. 여기서, 송신부(100)는 IF(Intermediate Frequency) 신호를 생성할 수 있으며, 제1 신호 처리부(200)는 송신부(100)로부터 생성된 IF 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환할 수 있다.
한편, 송수신 모듈부(400)는 안테나부(500)를 통해 수신되는 신호를 상기 안테나부(500)로부터 경로 변환부(300)로 전달할 수 있다. 또한, 합성 개구 레이다는 상기 경로 변환부(300)와 연결되어 상기 송수신 모듈부(400)를 거쳐 경로 변환부(300)로부터 전달되는 신호를 변환할 수 있는 제2 신호 처리부(600) 및 상기 제2 신호 처리부(600)와 연결되어 상기 제2 신호 처리부(600)로부터 전달되는 신호를 입력받을 수 있는 수신부(700)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 안테나부(500)는 후술하는 보정 신호 정보를 획득하기 위하여 송수신 모듈부(400)를 거치지 않고 경로 변환부(300)와 연결될 수 있으며, 이에 의하여 송수신 모듈부(400)를 거쳐 안테나부(500)로 전달되는 신호를 경로 변환부(300)에 입력하거나, 경로 변환부(300)를 거쳐 안테나부(500)로 직접 전달되는 신호를 송수신 모듈부(400)에 입력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 송신 성능을 확인하기 위한 보정 경로를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 수신 성능을 확인하기 위한 보정 경로를 나타내는 도면이다.
합성 개구 레이다의 송신 성능, 즉 합성 개구 레이다를 통해 신호를 송신하는 경우 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인하기 위하여, 합성 개구 레이다는 도 2에 도시된 바와 같은 보정 경로를 형성할 수 있다. 이때, 송신부(100)로부터 생성되는 신호는 제1 신호 처리부(200), 경로 변환부(300) 및 송수신 모듈부(400)를 거쳐 안테나부(500)로 전달되고, 안테나부(500)로 전달되는 신호는 적어도 일부가 분배되어 경로 변환부(300) 및 제2 신호 처리부(600)를 거쳐 수신부(700)에 입력된다. 이때, 수신부(700)에 입력되는 신호로부터 합성 개구 레이다를 통해 신호를 송신하는 경우 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인할 수 있다.
한편, 합성 개구 레이다의 수신 성능, 즉 합성 개구 레이다를 통해 신호를 수신하는 경우 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인하기 위하여, 합성 개구 레이다는 도 3에 도시된 바와 같은 보정 경로를 형성할 수 있다. 이때, 송신부(100)로부터 생성되는 신호는 제1 신호 처리부(200) 및 경로 변환부(300)를 거쳐 안테나부(500)로 전달되고, 안테나부(500)로 전달되는 신호는 적어도 일부가 분배되어 송수신 모듈부(400), 경로 변환부(300) 및 제2 신호 처리부(600)를 거쳐 수신부(700)에 입력된다. 이때, 수신부(700)에 입력되는 신호로부터 합성 개구 레이다를 통해 신호를 수신하는 경우 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인할 수 있다.
이와 같이, 보정 경로를 형성하여 합성 개구 레이다를 통해 신호를 송신 및 수신하는 경우 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인하는 기술은 합성 개구 레이다의 송신 성능 및 수신 성능을 확인하기 위하여 사용되는 일반적인 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 보정 경로를 형성하여 송신부(100)로부터 생성된 신호를 수신부(700)로 입력받는 경우, 송신부(100)와 경로 변환부(300)를 연결하는 송신 경로에서 경로 변환부(300)와 수신부(700)를 연결하는 수신 경로로 누설되는 누설 신호가 발생한다. 이와 같은 누설 신호의 영향을 제거하기 위하여 종래에는 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 송수신 모듈부(400)에서 0°의 위상과 180°의 위상을 가지도록 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력받아 두 신호의 차이를 계산하는 방법을 사용하였다. 즉, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 송수신 모듈부(400)에서 0°의 위상을 가지도록 조정한 후 수신부(700)를 통해 입력받고, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 송수신 모듈부(400)에서 180°의 위상을 가지도록 조정한 후 수신부(700)를 통해 입력받아, 두 신호의 차이를 계산하면 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성은 남고 누설 신호는 제거될 수 있다.
이와 같은 종래의 기술은 직관적으로 누설 신호를 제거할 수 있는 장점이 있지만 수신부(700)를 통해 신호를 획득할 때, 누설 신호의 특성이 변화할 경우 누설 신호 제거 성능이 크게 열화될 수 있다. 특히, 누설 신호의 크기가 매우 클 경우 누설 신호로 인해 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성이 크게 왜곡될 수 있어 정확도가 저하될 수 있다. 또한, 보정 경로의 주파수 응답 특성이 좋지 않은 상황이나, 보정 경로의 감쇠량이 매우 큰 상황에서는 수신부(700)를 통해 입력되는 신호의 크기가 매우 작아질 수 있으며, 이 경우 누설 신호가 효과적으로 제거되지 않는 경우 송수신 모듈부(400)의 특성화가 어려운 문제가 있다. 즉, 종래의 기술은 송신 경로와 수신 경로 및 해당 송신 경로와 수신 경로에 구비되는 하드웨어(hardware)가 이상적으로 설계되었을 경우에만 효과적으로 송수신 모듈부(400)의 특성화를 수행할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은, 초소형 구조로 위성을 설계하고 제작할 때 합성 개구 레이다가 계획된 설계와는 다르게 불완전한 특성을 가지고 구성품 제작이 이루어진 상황에서 효과적으로 보정 경로를 통해 입력되는 신호, 즉 보정 신호에 관한 정보를 획득할 수 있다. 세부적으로는 초소형 위성의 합성 개루 레이다에서 설계 및 제작 오차, 운용 단계에서 발생할 수 있는 하드웨어의 열화로 인해 발생할 수 있는 보정 신호의 왜곡에 대응할 수 있는 기술적 특징을 제공한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은, 송신부(100)로부터 출력되어 안테나부(500)로 전달되는 신호를 수신부(700)를 통해 입력받을 수 있는 보정 경로를 가지는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법으로서, 상기 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부(700)를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100), 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 각각 누설 신호 성분을 제거하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S200) 및 상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정(S300)을 포함한다. 이와 같은, 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은, 합성 개구 레이다와 통신하는 지상국이 원하는 신호를 입력받을 수 있도록 합성 개구 레이다를 제어하고, 합성 개구 레이다로부터 해당 신호를 전달받아 수행될 수 있다.
여기서, 원시 보정 신호라 함은 전술한 보정 경로를 통해 수신부(700)에 입력되는 신호를 의미하며, 보정 신호는 원시 보정 신호에서 본 발명의 실시 예에 따라 획득된 누설 신호를 제거한 신호를 의미한다. 또한, 원시 보정 신호 정보 또는 보정 신호 정보는 원시 보정 신호 또는 보정 신호의 이득(진폭), 위상, 주파수 등에 관한 정보일 수 있다.
제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정한 후, 수신부(700)를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득한다. 이때, 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 0°의 위상과 180°의 위상을 가지도록 조정한 후, 수신부(700)를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득할 수 있다.
즉, 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 0°의 위상을 가지도록 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력되는 제1 원시 보정 신호에 대한 이득(진폭), 위상, 주파수 등에 관한 정보를 획득한다. 또한, 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 180°의 위상을 가지도록 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력되는 제2 원시 보정 신호에 대한 이득(진폭), 위상, 주파수 등에 관한 정보를 획득한다.
이와 같이, 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송수신 모듈부(400)를 통해 송신하거나, 송수신 모듈부(400)를 통해 수신하는 경우에 모두 적용될 수 있다. 송수신 모듈부(400)를 통해 송신하는 경우에, 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 송수신 모듈부(400)를 통해 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 안테나부(500)로 전달하는 과정 및 상기 안테나부로 전달되는 신호를 분배한 후 수신부(700)를 통해 입력받는 과정을 포함할 수 있다. 한편, 송수신 모듈부(400)를 통해 수신하는 경우에, 상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S100)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호를 안테나부(500)로 전달하는 과정 및 상기 안테나부(500)로 전달되는 신호를 분배한 후, 송수신 모듈부(400)를 통해 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 수신부(700)를 통해 입력받는 과정을 포함할 수 있다.
제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S200)은 위와 같이 획득한 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 각각 누설 신호 성분을 제거하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득한다. 여기서, 상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정(S200)은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호의 이득을 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득하는 과정 및 제1 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이 및 제2 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.
누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호의 이득을 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득한다. 이때, 누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부(100)로부터 출력되는 신호의 이득을 0으로 조정한 후, 수신부(700)를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득할 수 있다.
송수신 모듈부(400)는 신호의 이득과 위상을 조정하기 위하여 감쇠기, 증폭기와 같은 다양한 부품을 포함할 수 있다. 여기서, 누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 송수신 모듈부(400)에 포함된 감쇠기가 신호를 최대로 감쇠할 수 있도록 조정하고, 증폭기가 신호를 전혀 증폭하지 않도록 조정하여 누설 신호 정보를 획득할 수 있다.
보정 경로를 거쳐 수신부(700)로 입력되는 신호는 송수신 모듈부(400)에서 이득과 위상이 조절된 신호 성분과 송신 경로로부터 수신 경로로 누설되는 누설 신호 성분을 포함한다. 이때, 송수신 모듈부(400)에 포함된 감쇠기가 신호를 최대로 감쇠할 수 있도록 조정하고, 증폭기가 신호를 전혀 증폭하지 않도록 조정하여 송신부(100)로부터 출력되는 신호의 이득을 0으로 조정하면 수신부(700)로 입력되는 신호는 누설 신호 성분만이 남게 된다. 이에, 본 발명의 실시 예에 따른 누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 송신부(100)로부터 출력되는 신호의 이득을 0으로 조정한 후, 이를 수신부(700)를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득할 수 있다.
제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정은 제1 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이 및 제2 원시 보정 신호 정보와 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출한다. 즉, 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정은 제1 원시 보정 신호 정보에서 누설 신호 정보를 차감하여 제1 보정 신호 정보를 산출하고, 제2 보정 신호 정보에서 누설 신호 정보를 차감하여 제2 보정 신호 정보를 산출한다. 이와 같이 산출된 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보는 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 누설 신호 정보가 1차적으로 제거된 상태의 정보를 가진다.
이때, 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정은, 획득한 누설 신호 정보의 위상을 설정된 범위 내에서 변화시켜 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정, 상기 제1 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 가지는 차이 값을 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정 및 상기 제2 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제2 보정 신호 정보로 선택하는 과정을 포함할 수 있다.
송신부(100)로부터 동일한 위상을 가지는 신호를 생성하여 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하고, 누설 신호 정보를 획득하는 경우, 이상적인 환경에서는 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보와, 누설 신호 정보는 동일한 위상을 가질 것이다. 그러나, 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 시간과, 누설 신호 정보를 획득하는 시간을 다를 수 밖에 없으며, 합성 개구 레이다가 계획된 설계와는 다르게 불완전한 특성을 가지는 경우에도 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보와, 누설 신호 정보의 위상은 달라질 수 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에서는 먼저, 누설 신호 정보의 위상을 설정된 범위 내에서 변화시켜 복수의 누설 신호 정보를 생성한다. 이때, 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정은, 상기 누설 신호 정보의 위상을 이보다 50°빠른 위상에서 50°느린 위상까지의 범위 내에서 변화시킬 수 있다.
제1 보정 신호로 선택하는 과정은, 상기 제1 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 가지는 차이 값을 제1 보정 신호 정보로 선택할 수 있다. 즉, 제1 원시 보정 신호 정보와, 누설 신호 정보의 위상을 설정된 범위 내에서 변화시킨 복수의 누설 신호 정보의 차이 값을 각각 계산한 후, 계산된 복수의 차이 값 중 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제1 보정 신호로 선택한다. 차이 값이 최소 전력을 나타내는 경우가 제1 원시 보정 신호 정보로부터 누설 신호 정보가 가장 효과적으로 제거된 상태를 나타내므로, 본 발명의 실시 예에서는 계산된 복수의 차이 값 중 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제1 보정 신호로 선택한다.
이는, 제2 보정 신호로 선택하는 과정에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 제2 보정 신호로 선택하는 과정은, 상기 제2 원시 보정 신호 정보와 각 누설 신호 정보의 차이를 계산하여, 최소 전력을 가지는 차이 값을 제2 보정 신호 정보로 선택할 수 있다. 차이 값이 최소 전력을 나타내는 경우가 제2 원시 보정 신호 정보로부터 누설 신호 정보가 가장 효과적으로 제거된 상태를 나타내므로, 본 발명의 실시 예에서는 계산된 복수의 차이 값 중 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제2 보정 신호로 선택한다.
이와 같이, 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정 및 제2 보정 신호로 선택하는 과정은, 선형 추정 알고리즘을 통해 수행될 수 있다. 즉, 선형 추정 알고리즘을 통해 차이 값이 최소 전력을 나타내는 위상 값을 추정하고, 이를 활용하여 원시 보정 신호 정보로부터 누설 신호 정보를 제거할 수 있다. 이와 같이 선형 추정 알고리즘을 통해 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호로 선택하는 과정은 공지된 다양한 기술이 적용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정(S300)은 전술한 과정에 의해 산출된 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 합성 개구 레이다의 성능을 평가한다. 즉, 합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정(S300)은 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 누설 신호를 2차적으로 제거하고, 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성은 남기게 된다. 이와 같은 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이 값으로부터 송수신 모듈부(400)의 이득 및 위상 특성을 확인할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따르면, 보정 경로의 특성이 열악한 환경에서 보다 높은 정확도로 송수신 모듈의 이득 및 위상 특성을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은 상기의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 기록 매체에도 적용될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터 간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
100: 송신부 200: 제1 신호 처리부
300: 경로 변환부 400: 송수신 모듈부
500: 안테나부 600: 제2 신호 처리부
700: 수신부

Claims (10)

  1. 송신부로부터 출력되어 안테나부로 전달되는 신호를 수신부를 통해 입력받을 수 있는 보정 경로를 가지는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법으로서,
    상기 송신부로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정;
    상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보에서 각각 누설 신호 성분을 제거하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정; 및
    상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보의 차이를 계산하여 합성 개구 레이다의 성능을 평가하는 과정;을 포함하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호를 0°의 위상과 180°의 위상을 가지도록 조정한 후, 상기 수신부를 통해 각각 입력받아 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 획득하는 과정은,
    상기 송신부로부터 출력되는 신호의 이득을 조정한 후, 상기 수신부를 통해 입력받아 누설 신호 정보를 획득하는 과정; 및
    상기 제1 원시 보정 신호 정보와 상기 누설 신호 정보의 차이 및 상기 제2 원시 보정 신호 정보와 상기 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정;을 포함하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 누설 신호 정보를 획득하는 과정은, 상기 송신부로부터 출력되는 신호의 이득을 0으로 조정한 후, 상기 수신부를 통해 입력받아 상기 누설 신호 정보를 획득하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 보정 신호 정보 및 제2 보정 신호 정보를 산출하는 과정은,
    상기 누설 신호 정보의 위상을 설정된 범위 내에서 변화시켜 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정;
    상기 제1 원시 보정 신호 정보와 상기 복수의 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여, 최소 전력을 가지는 차이 값을 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정; 및
    상기 제2 원시 보정 신호 정보와 상기 복수의 누설 신호 정보의 차이를 각각 계산하여, 최소 전력을 나타내는 차이 값을 제2 보정 신호 정보로 선택하는 과정;을 포함하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 누설 신호 정보를 생성하는 과정은,
    상기 누설 신호 정보의 위상을 이보다 50°빠른 위상에서 50°느린 위상까지의 범위 내에서 변화시키는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 보정 신호 정보로 선택하는 과정 및 제2 보정 신호 정보로 선택하는 과정은, 선형 추정 알고리즘을 통해 수행되는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은,
    상기 송신부로부터 출력되는 신호를 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 상기 안테나부로 전달하는 과정; 및
    상기 안테나부로 전달되는 신호를 분배한 후, 상기 수신부를 통해 입력받는 과정;을 포함하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 원시 보정 신호 정보 및 제2 원시 보정 신호 정보를 획득하는 과정은,
    상기 송신부로부터 출력되는 신호를 상기 안테나부로 전달하는 과정; 및
    상기 안테나부로 전달되는 신호를 분배한 후, 서로 다른 위상을 가지도록 조정하여 상기 수신부를 통해 입력받는 과정;을 포함하는 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 청구항에 기재된 합성 개구 레이다의 성능 확인 방법을 실현시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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