KR19990056389A - 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템 - Google Patents

안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것으로, 정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서, 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부; 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부; 시험모드에서 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 안테나 빔 패턴을 고려하여 레이다 시스템을 시험하므로써 송수신부 및 신호처리부의 정상동작 여부를 장비동작중이나 시험모드에서 점검할 수 있다. 또한, 레이다 신호를 송출하지 않고서도 실내에서 충분히 여러 안테나 빔 패턴을 가상적으로 시험할 수 있으며, 장비의 정비시 분해능과 같은 레이다 성능도 확인할 수 있다.

Description

안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템
본 발명은 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것으로, 특히 방위각에 따른 안테나 빔 특성이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 레이다 시스템은 그 성능과 기능을 장비 동작중이나 시험모드에서 확인하기위해 생성된 신호를 결합부(coupler)나 무선주파수(Radio Frequency) 스위치를 통해 수신기에 인가하여 송수신부와 신호처리부의 동작이상 여부를 판단할 수 있게 되어있다. 즉, 레이다 시스템은 시험모드가 설정되어 있어서, 송수신부의 비선형적인 특성이나 잡음영향을 모의시험하여 장비의 이상 여부파악 및 정상동작 상태에서 정확하게 검출되도록 표적신호를 보정한다.
도 1은 종래의 레이다 시스템에 대한 블록도로서, 도 1에 따른 레이다 시스템은 타이밍부(100), 신호생성부(102), 제1스위치(104), 고출력송신부(106), 써큘레이터(Circulator, 108), 제2스위치(110), 결합부(114), 수신부(116) 및 신호처리부(118)를 구비한다.
정상모드에서 동작은 다음과 같다. 먼저, 타이밍부(100)에서 생성된 시스템 동기신호에 따라 신호생성부(102)를 통해 표적신호가 생성되고, 송신 주파수(보통 수 GHz급의 초고주파)로 출력신호를 증가시킨다. 생성되는 신호는 사용자에 의해 정해진 표적위치, 즉 거리, 방위각 및 고도등에 따른 표적신호에 송수신부의 회로특성 및 자체 발생한 잡음 등이 포함되어 있는 모의표적신호이다. 이 신호는 제1스위치(104)를 통해 고출력송신부(106)로 입력되고, 고출력송신부(106)에서 증폭된 신호는 써큘레이터(108) 및 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 공중의 표적에 의해 반사되는 에코신호는 안테나 및 써큘레이터(108)를 거쳐 수신부(116) 및 신호처리부(118)를 거쳐 표적정보로 추출된다.
시험모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 신호생성부(102)는 정해진 시험표적정보가 내장되어 있어 신호처리부(118)의 명령에 따라 표적신호를 생성한다. 생성된 신호는 제1스위치(104), 제2스위치(110) 및 결합부(114)를 통해 수신부(116)에 인가되고 신호처리부(118)에서 신호처리되어 장비의 이상 여부 파악 및 정상동작 상태에서 정확하게 표적이 검출되도록 표적신호를 보정한다. 제2스위치(110)는 정상동작 모드에서 50오옴의 저항(112)에 연결된다.
일반적으로, 레이다 시스템의 동작에 영향을 주는 요소는 시험모드에서 감안하지않는 고출력송신부나 써큘레이터의 특성 또는 성능뿐 만이 아니라, 안테나의 빔 패턴이다. 그러나, 종래의 레이다 동작에서는 이를 고려하지않고 시험하므로써 분해능 등과 같은 레이다 성능을 정확하게 점검하지 못하는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 레이다 시스템의 동작에 영향을 끼치는 안테나 빔 패턴을 내부에서 발생시켜서 레이다 시스템을 시험하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 레이다 시스템에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 대한 블록도이다.
도 3은 도 2의 신호조정부에 대한 블록도이다.
도 4는 도 3의 안테나 빔 패턴생성부에서 생성되는 빔 패턴의 일례를 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 상기 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서, 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부; 상기 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부; 상기 시험모드에서 상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및 상기 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 상기 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템에 대한 블록도이다. 도 2에 따른 레이다 시스템은 제어부(200), 신호생성부(202), 제1스위치(204), 고출력송신부(206), 써큘레이터(208), 제2스위치(210), 저항부(212), 신호조정부(214), 결합부(216), 제3스위치(218), 수동 빔패턴 선택부(220), 수신부(222) 및 신호처리부(224)를 포함한다.
제어부(200)는 시스템 동기신호와 안테나 빔선택신호를 생성한다. 신호생성부(202), 고출력송신부(206, 결합부(216), 수신부(222) 및 신호처리부(224)의 동작은 각각 상술한 바와 같다.
신호조정부(214)는 제어부(200)의 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 의해 선택된 안테나 빔 패턴에 따라 신호생성부(202)에서 생성된 표적신호를 조정한다. 도 3은 신호조정부(214)에 대한 내부 블럭도이다. 도 3에 따른 신호조정부(214)는 시험모드 선택부(300), 안테나 빔 패턴부(302), 코드발생부(304) 및 감쇠부(306)를 구비한다.
상술한 구성에 따른 신호조정부(214)의 동작은 다음과 같다. 시험모드 선택부(300)에서는 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 따라 여러가지 시험모드중 하나가 선택된다. 안테나 빔 선택부(302)는 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔을 발생한다. 감쇠부(306)는 신호생성부(202)에서 생성된 표적신호를 안테나 빔 패턴에 따라 감쇠하고, 코드발생부(304)는 안테나 빔 패턴부(302)에서 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상술한 감쇠부(306)의 비선형 특성을 제어하는 코드를 생성하여 감쇠부(306)의 감쇠도를 조절한다. 감쇠부(306)에서 생성된 코드에 따라 감쇠된 표적신호는 결합부로 출력된다. 도 4는 안테나 빔 패턴의 일례를 도시한 것으로, 도 4에 따르면 안테나 빔 패턴은 방위각에 따라 그 세기가 달라지며, 감쇠부(306)는 이와 같은 빔 패턴에 따라 표적신호를 조정한다.
이와 같은 구성에 따른 본 발명의 정상모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 제어부(200)에서 생성된 시스템 동기신호에 따라 신호생성부(202)를 통해 표적신호가 생성되고, 송신 주파수(보통 수 GHz급의 초고주파)로 출력신호를 증가시킨다. 생성된 표적신호는 제1스위치(204)를 통해 고출력송신부(206)로 입력되고, 고출력송신부(206)에서 증폭된 신호는 써큘레이터(208) 및 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 공중의 표적에 의해 반사되는 에코신호는 안테나 및 써큘레이터(208)를 거쳐 수신부(222) 및 신호처리부(224)를 거쳐 보정되고 신호처리되어 표적정보로 추출된다.
본 발명의 시험모드에서의 동작은 다음과 같다. 먼저, 신호생성부(202)는 정해진 시험표적정보가 내장되어 있어 신호처리부(224)의 명령에 따라 표적신호를 생성한다. 생성된 표적신호는 제1스위치(204), 제2스위치(210)를 통해 신호조정부(214)에 입력된다. 신호조정부(214)에서는 제어부(200)에서 생성된 시스템 동기신호 및 빔 선택신호에 의해 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔 패턴이 생성된다. 신호조정부(306)에 입력되는 표적신호는 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 감쇠되어 결합부(216)를 통해 레이다 시스템의 수신부(222)로 출력된다. 이 때, 시스템의 정비 등을 위해서 빔 패턴은 제어부(200)가 아닌 수동 빔 패턴 선택부(220)를 통해서 선택될 수 있다. 신호처리부(224)에서는 수신부(222)를 통해 수신되고 이득제어된 표적신호가 보정되고 처리되어 장비의 이상 여부 및 성능이 점검된다.
제2스위치(210)는 정상동작 모드에서 50오옴의 저항(212)에 연결되어 신호조정부(214)에서 발생되는 안테나 빔 패턴이 수신부에 영향을 미치지 않도록한다.
본 발명에 의하면, 안테나 빔 패턴을 고려하여 레이다 시스템을 시험하므로써 송수신부 및 신호처리부의 정상동작 여부를 장비동작중이나 시험모드에서 점검할 수 있다. 또한, 레이다 신호를 송출하지 않고서도 실내에서 충분히 여러 안테나 빔 패턴을 가상적으로 시험할 수 있으며, 장비의 정비시 분해능과 같은 레이다 성능도 확인할 수 있다. 특히, 야전시험시 야기될 수 있는 안테나 빔 패턴과 관련되는 문제점을 사전에 파악할 수 있다.

Claims (5)

  1. 정상동작 모드에서는 표적에 대한 신호를 발생하고 증폭하여 안테나를 통해 송출하고, 시험모드에서는 내부적으로 상기 표적신호를 발생하여 자기진단하는 레이다 시스템에 있어서,
    시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호를 발생하는 제어부;
    상기 시스템 동기신호에 따라 사용자에 의해 정해진 표적의 위치에 따른 표적신호를 생성하는 신호생성부;
    상기 시험모드에서 상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔패턴 선택신호에 따라 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 생성된 표적신호를 조정하는 신호조정부; 및
    상기 신호조정부의 출력신호를 수신, 보정 및 처리하므로써 상기 레이다 시스템의 성능을 점검하는 수신부를 포함함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호조정부는
    상기 시스템 동기신호 및 안테나 빔 선택신호에 따라 여러가지 시험모드중 하나가 선택되는 시험모드 선택부;
    상기 선택된 시험모드에 따라 안테나 빔을 생성하는 안테나 빔 선택부; 및
    상기 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 표적신호를 감쇠하는 감쇠부를 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감쇠부는
    상기 생성된 안테나 빔 패턴에 따라 상기 감쇠부의 비선형 특성을 조절하는 코드를 발생하여 상기 감쇠부의 감쇠도를 제어하는 코드 발생부를 더 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 감쇠부는
    방위각 방향에 따라 감쇠도가 결정됨을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호조정부는
    수동으로 안테나 빔 패턴을 선택할 수 있는 수동 빔 패턴 선택부; 및
    상기 제어부 및 상기 수동 빔 패턴 선택부중 하나를 선택하는 제2스위치를 더 구비함을 특징으로하는 안테나 빔 패턴이 고려된 시험장치를 구비한 레이다 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100610919B1 (ko) * 1998-12-30 2007-03-02 삼성탈레스 주식회사 레이더 시스템의 수신전력 패턴 발생 장치
KR101472413B1 (ko) * 2012-12-13 2014-12-12 국방과학연구소 영상 레이더 성능 분석 기법
KR102354896B1 (ko) * 2021-06-23 2022-01-24 한화시스템 주식회사 보정경로를 가지는 인공위성의 합성 개구 레이다 장치 및 레이다 성능 확인 방법

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