KR20110039089A - Method for estimating three demensional multi-baseline angle of arrival, and device using the same - Google Patents

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KR20110039089A KR1020090096368A KR20090096368A KR20110039089A KR 20110039089 A KR20110039089 A KR 20110039089A KR 1020090096368 A KR1020090096368 A KR 1020090096368A KR 20090096368 A KR20090096368 A KR 20090096368A KR 20110039089 A KR20110039089 A KR 20110039089A
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Abstract

PURPOSE: A method and device for estimating 3D multi-baseline direction is provided to reduce an amount of memories for storing data by making lookup table data through an Euler angular transformation. CONSTITUTION: Three or more receivers(110) receive a wireless signal from a wireless signal source. A phase detector(120) receives a wireless signal from two receivers. A phase difference between wireless signals is outputted. A calculating unit(430) receives the phase difference and calculates AOA(Angle of Arrival) by referring to a direction detecting lookup table. A direction detecting lookup table(440) stores data using an Euler angular transformation.

Description

3차원 멀티베이스라인 방위추정 방법 및 장치{METHOD FOR ESTIMATING THREE DEMENSIONAL MULTI-BASELINE ANGLE OF ARRIVAL, AND DEVICE USING THE SAME}METHOD FOR ESTIMATING THREE DEMENSIONAL MULTI-BASELINE ANGLE OF ARRIVAL, AND DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 ESM/ELINT(Electronic Support Measures/ELectronics INTelligence; 전자 지원/전자 정보 수집)에서 사용될 수 있는 3차원 멀티베이스라인 방위 추정방법에 관한 것으로, 특히 위상차에 대한 오일러 각 변환을 사용하여 무선 신호원의 방향을 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional multibaseline orientation estimation method that can be used in ESM / ELINT (Electronic Support Measures / ELectronics INTelligence), in particular a wireless signal source using Euler angle transformation for phase difference. A method and apparatus for estimating the direction of a.

일반적으로, 전자기원이 위치한 방향을 탐지하는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 첫 번째 방식은 전자기원이 발산한 신호를 다수의 수신기로 수신하여, 수신된 신호들의 크기를 비교하는 것이고, 두 번째 방식은 상기 수신된 신호들의 위상을 비교하는 것이다.In general, there are two ways to detect the direction in which the electromagnetic source is located. The first method is to receive the signals emitted by the electromagnetic source to a plurality of receivers, to compare the magnitude of the received signals, and the second method is to compare the phase of the received signals.

특히, 배열수신기로 수신한 신호들의 위상차를 통해 도래방위(AOA: Angle of Arrival)를 탐지하는 방식이 크기를 비교하는 방식에 비해 높은 해상도를 갖는다고 알려져 있다.In particular, a method of detecting an angle of arrival (AOA) through a phase difference between signals received by an array receiver is known to have a higher resolution than a method of comparing sizes.

도 1은 ESM/ELINT 시스템에서 사용되는 3차원 멀티베이스라인 방향탐지 배열 수신기로 구성된 위상비교 방향탐지 장치의 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a phase comparison direction detection device including a three-dimensional multibaseline direction detection array receiver used in an ESM / ELINT system.

상기 방향탐지 장치는 보어사이트(boresight; 방향성 수신기의 광학 축)와 입사되는 무선신호(100) 간의 도래각 AOA를 측정하기 위한 것이다.The direction detecting device is for measuring the angle of arrival AOA between the boresight (optical axis of the directional receiver) and the incident radio signal 100.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 방향탐지 장치는 수신기(110), 위상검출기(120), AOA 연산부(130) 및 방향탐지 룩업테이블(140)을 포함한다.As illustrated in FIG. 1, the direction detecting apparatus includes a receiver 110, a phase detector 120, an AOA calculator 130, and a direction lookup table 140.

또한 상기 방향탐지 장치는 4개의 수신기를 사용하였으며, 수신기 간의 거리는 각각 d 12, d 34d 14이다.In addition, the direction detecting apparatus used four receivers, and the distances between the receivers are d 12 , d 34, and d 14, respectively.

상기 방향탐지 장치의 동작을 아래에서 설명한다.The operation of the direction detecting device will be described below.

무선신호(100)가 각각의 수신기(110)에 의해 수신되면, 각 수신채널의 위상검출기(120)에서 신호의 위상차

Figure 112009062080335-PAT00001
12,
Figure 112009062080335-PAT00002
34
Figure 112009062080335-PAT00003
14 를 출력한다.When the radio signal 100 is received by each receiver 110, the phase difference of the signal in the phase detector 120 of each reception channel
Figure 112009062080335-PAT00001
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00002
34 and
Figure 112009062080335-PAT00003
Print 14

상기 위상검출기(120)를 통한 출력에 위상차 오차가 포함되지 않는 경우, 출력되는 상기 위상차는 수학식 1과 같다.When the phase difference error is not included in the output through the phase detector 120, the output phase difference is expressed by Equation 1 below.

Figure 112009062080335-PAT00004
Figure 112009062080335-PAT00004

여기서,here,

λ : 수신된 신호의 파장 λ : wavelength of the received signal

d ij :i번째 수신기와 j번째 수신기 사이의 거리 d ij : distance between the i th receiver and the j th receiver

AOA : 신호의 방위각 AOA : Azimuth angle of the signal

이다.to be.

도 2는 3차원적으로 도시된 출력 위상차의 예시도이다. 도 2는 각각의 AOA에 대한 상기 수학식 1에 따른 위상차를,

Figure 112009062080335-PAT00005
12를 x축으로,
Figure 112009062080335-PAT00006
34를 y축으로,
Figure 112009062080335-PAT00007
14를 z축으로 하는 점으로 도시하였다.2 is an exemplary view of an output phase difference shown in three dimensions. 2 is a phase difference according to Equation 1 for each AOA;
Figure 112009062080335-PAT00005
12 on the x-axis,
Figure 112009062080335-PAT00006
34 on the y axis,
Figure 112009062080335-PAT00007
14 is shown as a point on the z-axis.

출력된 위상차들은 무선 신호원의 AOA에 관한 정보를 가지고 있으며, 따라서 상기 출력된 위상차들을 이용하여 상기 무선 신호원의 AOA를 구할 수 있다.The output phase differences have information on the AOA of the wireless signal source, and thus the AOA of the wireless signal source can be obtained using the output phase differences.

방향탐지 장치는 편파의 특성에 관계없이 신호를 수신하여 AOA를 구해야 한다. 따라서, 방향탐지 장치는 AOA를 구할 때 수신된 신호의 수평편파의 위상차

Figure 112009062080335-PAT00008
h 12,
Figure 112009062080335-PAT00009
h 34
Figure 112009062080335-PAT00010
h 14와 수직편파의 위상차
Figure 112009062080335-PAT00011
v 12,
Figure 112009062080335-PAT00012
v 34
Figure 112009062080335-PAT00013
v 14를 모두 고려하여야 한다. 상기 수평편파는 진행방향에 대해 수평방향으로 진동하는 전파이고, 상기 수직편파는 진행방향에 대해 수직방향으로 진동하는 전파이다.The direction finder must obtain the AOA by receiving a signal regardless of the polarization characteristics. Therefore, the direction detecting device calculates the phase difference of the horizontal polarization of the received signal when obtaining the AOA.
Figure 112009062080335-PAT00008
h 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00009
h 34 and
Figure 112009062080335-PAT00010
phase difference between h 14 and vertical polarization
Figure 112009062080335-PAT00011
v 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00012
v 34 and
Figure 112009062080335-PAT00013
v shall consider all of the 14. The horizontal polarized wave is a radio wave oscillating in the horizontal direction with respect to the traveling direction, and the vertical polarized wave is a radio wave oscillating in the vertical direction with respect to the traveling direction.

위상차를 통해 AOA를 구하기 위해서 일반적으로 방향탐지 룩업테이블(140)이 사용된다. In order to obtain the AOA through the phase difference, the direction lookup table 140 is generally used.

도 3은 종래 기술에 따른 방향탐지 룩업테이블의 구성을 도시한다.3 illustrates a configuration of a direction lookup table according to the prior art.

무선신호(100)가 특정 주파수 f(310), 신호세기 A(320) 및 AOA(330)를 가지고 방사되었을 때, 상기 주파수 f(310), 상기 신호세기 A(320), 상기 AOA(330) 및 상기 방향탐지 장치를 통해 수신된 신호의 위상차 데이터(340)가 상기 방향탐지 룩업테이블(140)의 한 행으로 저장한다. 전술한 것처럼 수신된 신호의 수평편파와 수 직편파를 모두 고려하기 위하여, 상기 위상차 데이터(340)는 수평편파의 위상차와 수직편파의 위상차의 평균값이다.When the radio signal 100 is radiated with a specific frequency f 310, signal strength A 320 and AOA 330, the frequency f 310, the signal strength A 320, and the AOA 330 And phase difference data 340 of the signal received through the direction detecting apparatus as one row of the direction detecting lookup table 140. As described above, in order to consider both the horizontal polarization and the vertical polarization of the received signal, the phase difference data 340 is an average value of the phase difference of the horizontal polarization and the phase difference of the vertical polarization.

즉,

Figure 112009062080335-PAT00014
12 = (
Figure 112009062080335-PAT00015
h 12 +
Figure 112009062080335-PAT00016
v 12) / 2 이고,
Figure 112009062080335-PAT00017
34 = (
Figure 112009062080335-PAT00018
h 34 +
Figure 112009062080335-PAT00019
v 34) / 2 이며,
Figure 112009062080335-PAT00020
14 = (
Figure 112009062080335-PAT00021
h 14 +
Figure 112009062080335-PAT00022
v 14) / 2 이다.In other words,
Figure 112009062080335-PAT00014
12 = (
Figure 112009062080335-PAT00015
h 12 +
Figure 112009062080335-PAT00016
v 12 ) / 2,
Figure 112009062080335-PAT00017
34 = (
Figure 112009062080335-PAT00018
h 34 +
Figure 112009062080335-PAT00019
v 34 ) / 2,
Figure 112009062080335-PAT00020
14 = (
Figure 112009062080335-PAT00021
h 14 +
Figure 112009062080335-PAT00022
v 14 ) / 2.

상기 위상차를 통해 상기 AOA(330)를 구하기 위해서는, 상기 도 3에서 도시된 것처럼 상기 방향탐지 룩업테이블(140)이 각각의 주파수 f n(310), 신호세기 A n(320) 및 AOA(330)에 대한 위상차 측정값을 저장하고 있어야 한다. 더욱 정밀한 방향탐지 룩업테이블(140)을 만들기 위해서는, 온도 등도 상기 방향탐지 룩업테이블(140)의 항목으로 포함될 수 있다.In order to obtain the AOA 330 through the phase difference, as shown in FIG. 3, the direction detection lookup table 140 may have a frequency f n 310, a signal strength A n 320, and an AOA 330. It should store the phase difference measurement for. In order to make the direction detection lookup table 140 more precise, temperature and the like may be included as an item of the direction detection lookup table 140.

종래 기술에 의한 방향탐지 룩업테이블(140)을 사용하여 AOA를 구하기 위한 절차는 아래와 같다.A procedure for obtaining an AOA using the direction lookup table 140 according to the prior art is as follows.

우선, 수신된 신호의 주파수 f와 신호세기 A에 따른 영역을 확정한다. 예를 들어, 상기 도 3의 방향탐지 룩업테이블(140)에서, 주파수가 f 1이고, 신호세기가 A 1일 때의 영역(350)이 점선으로 도시되었다.First, the area according to the frequency f and the signal strength A of the received signal is determined. For example, in the direction lookup table 140 of FIG. 3, the area 350 when the frequency is f 1 and the signal strength is A 1 is illustrated by a dotted line.

다음으로, 상기 영역(350)의 위상차 데이터 값 중 상기 수신된 신호의 위상차와 일치하거나 가장 근접한 값을 찾는다. 상기 값이 속하는 행의 AOA 값이 무선신호(100)의 AOA이다.Next, the phase difference data value of the region 350 is found to match or closest to the phase difference of the received signal. The AOA value of the row to which the value belongs is the AOA of the radio signal 100.

ESM/ELINT 등에 사용되는 방향탐지 장치는 광대역의 주파수범위에서 방향탐지를 수행한다.Direction detection devices used in ESM / ELINT and the like perform direction detection in a wide frequency range.

종래 기술에 따른 방향탐지 장치의 룩업테이블(140)은 주파수(310), 신호세기(320), AOA(330) 및 이에 따른 출력 위상차(340)들의 데이터를 저장하여야 한다. 따라서, 상기 방향탐지 룩업테이블(140)은 많은 양의 데이터를 저장해야 한다.The lookup table 140 of the direction detecting apparatus according to the related art should store data of the frequency 310, the signal strength 320, the AOA 330, and the output phase difference 340. Therefore, the direction lookup table 140 needs to store a large amount of data.

또한, 수신된 무선신호(100)의 AOA를 구할 때 상기 룩업테이블(140)을 사용하여 AOA 연산부(130)는 출력 위상차와 상기 룩업테이블(140)의 데이터 간의 값 비교 등 많은 연산을 수행해야 한다.In addition, when obtaining the AOA of the received radio signal 100, the AOA operator 130 must perform many operations such as comparing the output phase difference and the data of the lookup table 140 using the lookup table 140. .

본 발명은 종래 기술이 갖고 있는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.The present invention is intended to solve the above problems with the prior art.

따라서, 본 발명의 목적은 방향탐지에 필요한 룩업테이블의 데이터 양을 줄이고, 방향탐지시 수행되는 연산의 횟수를 감소시키는 3차원 멀티베이스라인 방향탐지 방법 및 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a three-dimensional multibaseline direction detection method and apparatus for reducing the amount of data in the lookup table required for direction detection and reducing the number of operations performed in the direction detection.

본 발명에 따른 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법은, 무선 신호원으로부터의 무선 신호를 3개 이상의 수신기를 통해 수신하는 단계, 상기 수신기 중 2개의 수신기를 통해 수신된 무선 신호간의 출력 위상차를 측정하는 단계, 상기 출력 위상차를 오일러 각 변환하여 오일러 각 변환된 출력 위상차를 생성하는 단계 및 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차와 룩업테이블 저장 데이터를 사용하여 무선 신호원의 방향을 추정하는 단계를 포함하고, 상기 룩업테이블 저장 데이터는 상기 무선 신호원의 AOA의 특정 구간을 나타내는 군에 따라 분류된 것을 특징으로 한다.The direction detecting method using the Euler angle transformation according to the present invention comprises the steps of receiving a radio signal from a radio signal source through three or more receivers, and measuring an output phase difference between radio signals received through two of the receivers. Step of Euler angle transforming the output phase difference to generate Euler angle transformed output phase difference and estimating the direction of a wireless signal source using the Euler angle transformed output phase difference and lookup table stored data; The lookup table stored data may be classified according to a group representing a specific section of the AOA of the radio signal source.

바람직하게, 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차를 사용하여 룩업테이블 저장 데이터를 생성하고, 상기 생성된 룩업테이블 저장 데이터를 룩업테이블에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include generating lookup table stored data using the Euler angle transformed output phase difference, and storing the generated lookup table stored data in a lookup table.

바람직하게, 상기 출력 위상차는 상기 수신된 무선 신호의 수평편파의 위상차와 수직편파의 위상차의 평균값인 것을 특징으로 한다.Preferably, the output phase difference is characterized in that the average value of the phase difference of the horizontal polarization and the vertical polarization of the received radio signal.

바람직하게, 상기 군은 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계에서 2π 주기 배수에 따라 정해지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the group is determined according to a multiple of 2π periods in the relationship between the output phase difference between two specific receivers and the AOA of the radio signal.

바람직하게, 상기 룩업테이블 저장데이터는 상기 군에 대한, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차의 평균 변동값, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차를 오일러 각 변환한 값의 평균값 및 상기 2π 주기 배수를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the lookup table stored data includes an average value of an average change value of the output phase difference between the two specific receivers, the output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers, and the mean value of the Euler angle conversion for the group. It characterized in that it comprises a 2π cycle multiple.

바람직하게, 상기 무선 신호원의 방향을 추정하는 단계는, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차의 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차를 상기 룩업테이블 저장 데이터 중 상기 각 군의 상기 평균값과 비교하는 단계, 상기 비교의 결과 가장 근접한 상기 평균값을 갖는 상기 군으로 대체할 군을 선택하는 단계, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차를 상기 가장 근접한 평균값으로 대체하는 단계, 상기 대체 된 가장 근접한 평균값에 대해 역변환을 수행하여 역변환된 값을 구하는 단계, 상기 역변환된 값에서 상기 대체할 군의 상기 평균 변동값을 제거하여 평균 변동값이 제거된 값을 구하는 단계 및 상기 평균 변동값이 제거된 값 및 상기 대체할 군의 상기 2π 주기 배수 값으로, 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계를 사용하여 상기 AOA를 계산하는 단계를 포함한다.Preferably, the step of estimating the direction of the radio signal source, wherein the Euler angle transformed output phase difference of the output phase difference except for the output phase difference between the two specific receivers, the average value of each group of the lookup table stored data Comparing with and, selecting a group to be replaced by the group having the nearest average value as a result of the comparison, replacing the output phase difference except for the output phase difference between the two specific receivers with the nearest average value, Performing an inverse transform on the replaced nearest average value to obtain an inverse transformed value, removing the average variation value of the group to be replaced from the inverse transformed value, and obtaining a value from which the average variation value is removed and the average variation The value with the value removed and the 2π period multiple of the group to be replaced. , And a step of computing the AOA with the relationship between the output phase and the AOA of the radio signal.

바람직하게, 상기 2개의 특정 수신기는 서로 간의 거리가 가장 멀리 떨어진 2개의 수신기인 것을 특징으로 한다.Preferably, the two specific receivers are two receivers that are farthest from each other.

본 발명에 따른 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치는, 무선 신호원으로부터 무선 신호를 수신하는 3개 이상의 수신기, 상기 수신기 중 2개의 수신기로부터 수신된 상기 무선신호를 전달받아 상기 무선신호 간의 위상차를 출력하는 위상검출기, 상기 위상차를 입력받아 방향탐지 룩업테이블을 참조하여 상기 무선 신호원의 AOA를 계산하는 연산부 및 오일러 각 변환을 사용한 데이터를 저장하는 상기 방향탐지 룩업테이블을 포함하고, 상기 방향탐지 룩업테이블의 데이터는 상기 AOA의 특정 구간을 나타내는 군에 따라 분류된 것을 특징으로 한다.The direction detecting apparatus using the Euler angle transformation according to the present invention, receiving the radio signal received from two or more receivers, two of the receivers receiving a radio signal from a radio signal source and outputs a phase difference between the radio signals A phase detector configured to receive the phase difference, calculate an AOA of the wireless signal source with reference to a direction lookup table, and the direction lookup table for storing data using Euler angle transformation; The data is characterized in that classified according to the group representing a particular section of the AOA.

바람직하게, 상기 위상차는 상기 무선신호의 수평편파 간의 위상차와 수직편파 간의 위상차의 평균값인 것을 특징으로 한다.Preferably, the phase difference is an average value of the phase difference between the horizontal polarization and the vertical polarization between the horizontal polarization of the radio signal.

바람직하게, 상기 룩업테이블의 저장 데이터는 군에 따라 분류되고, 상기 군은 상기 2개의 수신기 중, 2개의 특정 수신기 간의 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계에서 2π 주기 배수에 따라 정해지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the stored data of the lookup table is classified according to a group, wherein the group is determined according to a multiple of 2π periods in the relationship between the output phase difference between two specific receivers of the two receivers and the AOA of the radio signal. It is characterized by.

바람직하게, 상기 룩업테이블 저장데이터는 상기 군에 대한, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차의 평균 변동값, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차를 오일러 각 변환한 값의 평균값 및 상기 2π 주기 배수를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the lookup table stored data includes an average value of an average change value of the output phase difference between the two specific receivers, the output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers, and the mean value of the Euler angle conversion for the group. It characterized in that it comprises a 2π cycle multiple.

바람직하게, 상기 AOA의 계산은, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차의 오일러 각 변환된 출력 위상차를 상기 룩업테이블 저장 데이터 중 상기 군의 상기 평균값과 비교하고, 상기 비교의 결과 가장 근접한 상기 평균값을 갖는 상기 군으로 대체할 군을 선택하고, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차를 상기 가장 근접한 평균값으로 대체하고, 상기 대체된 가장 근접한 평균값에 대해 역변환을 수행하여 역변환된 값을 구하고, 상기 역변환된 값에서 상기 대체할 군의 상기 평균 변동값을 제거하여 평균 변동값이 제거된 값을 구하고, 상기 평균 변동값이 제거된 값 및 상기 대체할 군의 상기 2π 주기 배수 값으로 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA간의 관계를 사용하여 상기 AOA를 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the calculation of the AOA compares the Euler angle transformed output phase difference of the remaining output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers with the average value of the group of the lookup table stored data, Selecting a group to be replaced by the group having the closest average value, replacing the output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers with the closest average value, and performing an inverse transform on the replaced nearest average value Obtaining an inverse transformed value, removing the mean variation value of the group to be replaced from the inverse transformed value to obtain a value from which the average variation is removed, and a value from which the average variation is removed and the 2π period of the group to be replaced Using the relationship between the output phase difference and the AOA of the radio signal as a multiple value It is characterized by obtaining the AOA.

바람직하게, 상기 2개의 특정 수신기는 서로 간의 거리가 가장 멀리 떨어진 2개의 수신기인 것을 특징으로 한다.Preferably, the two specific receivers are two receivers that are farthest from each other.

위에서 상세히 전술한 것처럼, 종래의 발명에서는 주파수, 신호세기, AOA 및 이에 따른 출력 위상차 값들로 구성된 방향탐지 룩업테이블(140)을 사용하였다. 그러나 본 발명은 오일러 각 변환을 통한 데이터를 사용하여 룩업데이터를 작성하므 로, 종래의 기술에 비해 더 적은 데이터로 방향탐지에 필요한 룩업테이블이 구성된다. 따라서, 데이터 저장을 위해 필요한 메모리(Memory)의 양이 감소된다.As described above in detail, the conventional invention used the direction detection lookup table 140 composed of frequency, signal strength, AOA and corresponding output phase difference values. However, since the present invention creates the lookup data using data through Euler angle transformation, the lookup table required for the direction detection is configured with less data than in the prior art. Thus, the amount of memory required for data storage is reduced.

또한, 상기 룩업테이블을 구성하는 데이터가 감소되었기 때문에, 방향탐지시 출력 위상차와 룩업테이블의 데이터 간의 값 비교 등 연산 횟수가 감소한다. 따라서, AOA 계산에 필요시 되는 시간 또한 단축될 수 있다.In addition, since the data constituting the lookup table is reduced, the number of operations such as the comparison of the value between the output phase difference and the data of the lookup table during direction detection is reduced. Therefore, the time required for AOA calculation can also be shortened.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도면 전체에 걸쳐 동일 도면 부호는 동일 구성요소를 의미한다.Like reference numerals denote like elements throughout the drawings.

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. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, the terms "... unit", "... group", "module", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which is hardware or software or a combination of hardware and software. It can be implemented as.

본 발명은 3차원 멀티베이스라인 방향탐지 방법 및 장치에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 방향탐지 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.The present invention is applied to a three-dimensional multibaseline direction detection method and apparatus. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to any direction detecting method and apparatus to which the technical spirit of the present invention can be applied.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오일러 각 변환을 사용한 위상비교 방향탐지 장치의 구성을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오일러 각 변환을 사용한 위상비교 방향탐지 장치의 구성도이다.First, the configuration of a phase comparison direction detection apparatus using Euler angle transformation according to an embodiment of the present invention will be described. 4 is a block diagram of a phase comparison direction detection apparatus using Euler angle transformation according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 방향탐지 장치는 수신기(110), 위상검출기(120), 방향탐지 룩업테이블을 사용한 연산을 수행하는 연산부(430) 및 오일러 각 변환을 사용하여 작성된 방향탐지 룩업테이블(440)을 포함한다. 상기 방향탐지 장치의 구성은 도 1의 장치에 비교하였을 때, 오일러 각 변환을 사용한 데이터를 저장한 방향탐지 룩업테이블(440) 및 상기 방향탐지 룩업테이블을 사용한 연산을 수행하는 연산부(430)를 특징으로 갖는다.As shown in FIG. 4, the direction detecting apparatus includes a direction detecting lookup prepared using a receiver 110, a phase detector 120, an operation unit 430 performing an operation using a direction detecting lookup table, and an Euler angle transformation. Table 440. The configuration of the direction detecting apparatus includes a direction detecting lookup table 440 storing data using Euler angle transformation and an arithmetic unit 430 performing the calculation using the direction detecting lookup table when compared to the apparatus of FIG. 1. To have.

이하, 상기 오일러 각 변환을 사용한 데이터를 저장한 방향탐지 룩업테이블(440)을 방향탐지 룩업테이블(440) 또는 룩업테이블(440)로, 상기 방향탐지 룩업테이블을 사용한 연산을 수행하는 연산부(430)를 연산부(430)로 칭한다.Hereinafter, an arithmetic lookup table 440 storing data using the Euler angle transformation is a direction detection lookup table 440 or a lookup table 440, and an arithmetic unit 430 which performs calculation using the direction detection lookup table. The operation unit 430 is called.

아래에서는, 본 발명의 실시를 위해 사용되는 오일러 각 변환과 AOA 및 출력 위상차와의 관계를 수학식 2 내지 수학식 13 등을 사용하여 설명한다.In the following, the relationship between Euler angle transformation and AOA and output phase difference used for the practice of the present invention will be described using Equations 2 to 13, and the like.

전술한 AOA와 출력 위상차 간에는 아래의 수학식 2와 같은 관계가 있다. 상기 수학식 2는 주기 배수 k를 2π배 한 항 (2πkj)과 위상차 오차항 (

Figure 112009062080335-PAT00023
e ij )을 포함한다.The above-described AOA and output phase difference have a relationship as shown in Equation 2 below. Equation 2 is a term (2πk j ) and a phase difference error term (
Figure 112009062080335-PAT00023
e ij ).

상기 위상차 오차항은 방향탐지 장치 내부의 소자 특성 및 외부의 환경요인 으로 인해 발생하는 위상차 오차를 의미한다.The retardation error term means a retardation error caused by device characteristics inside the direction detecting device and environmental factors outside.

Figure 112009062080335-PAT00024
Figure 112009062080335-PAT00024

여기서,here,

λ : 수신된 신호의 파장 λ : wavelength of the received signal

d ij :i번째 수신기와 j번째 수신기 사이의 거리 d ij : distance between the i th receiver and the j th receiver

k j = round(d ji sinθ/λ) ("round()"는 반올림함수임.) k j = round ( d ji sinθ / λ ) ("round ()" is the rounding function.)

Figure 112009062080335-PAT00025
e ij : i번째 수신기와 j번째 수신기로 수신되는 신호 사이의 위상차 오차
Figure 112009062080335-PAT00025
e ij : phase difference error between the signal received by the i th receiver and the j th receiver

이다.to be.

오일러 각 변환을 하기 위해서는

Figure 112009062080335-PAT00026
12 축과
Figure 112009062080335-PAT00027
34 축에 대한 변환 행렬이 필요하다. 상기 변환 행렬은 아래의 수학식 3으로 정의된다.To do Euler angle conversion
Figure 112009062080335-PAT00026
With 12 axes
Figure 112009062080335-PAT00027
We need a transformation matrix for 34 axes. The transformation matrix is defined by Equation 3 below.

Figure 112009062080335-PAT00028
Figure 112009062080335-PAT00028

여기서,here,

A :

Figure 112009062080335-PAT00029
12축에 오일러 각 변환을 수행하는 행렬A:
Figure 112009062080335-PAT00029
Matrix to perform Euler angle transformation on 12 axes

B :

Figure 112009062080335-PAT00030
34축에 오일러 각 변환을 수행하는 행렬
Figure 112009062080335-PAT00031
B:
Figure 112009062080335-PAT00030
Matrix to perform Euler angle transformation on 34 axes
Figure 112009062080335-PAT00031

이다.to be.

도 5는 변환각을 구하는 방법을 도시한다. 상기 도 5에서 도시된 것처럼

Figure 112009062080335-PAT00032
12에 대해서는 수신기 거리 d 12 d 34 를 이용하여 변환각 α를 구하고, 이에 따라 변환 행렬 A를 구한다. 또한,
Figure 112009062080335-PAT00033
34에 대해서는 수신기 거리 d 12 , d 34 d 14 를 이용하여 변환각 β를 구하고, 이에 따라 변환 행렬 B를 구한다.5 shows a method for obtaining the conversion angle. As shown in FIG.
Figure 112009062080335-PAT00032
For 12 , the conversion angle α is obtained using the receiver distances d 12 and d 34 , and accordingly, the conversion matrix A is obtained. Also,
Figure 112009062080335-PAT00033
For 34 , the conversion angle β is obtained using the receiver distances d 12 , d 34, and d 14 , and accordingly, the transformation matrix B is obtained.

따라서, 출력 위상차를 오일러 각 변환 하기 위한 식은 아래의 수학식 4로 정의된다.Therefore, the equation for Euler angle conversion of the output phase difference is defined by Equation 4 below.

Figure 112009062080335-PAT00034
Figure 112009062080335-PAT00034

즉, 행렬 B, 행렬 A 및 출력 위상차들로 이루어진 행렬을 곱한 결과가, 오일러 각 변환된 위상차인

Figure 112009062080335-PAT00035
12,
Figure 112009062080335-PAT00036
34
Figure 112009062080335-PAT00037
14 이다.That is, the product of the matrix of matrix B, matrix A, and output phase differences is Euler angle transformed phase difference.
Figure 112009062080335-PAT00035
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00036
34 and
Figure 112009062080335-PAT00037
14

도 6은 위상차 오차가 없을 경우, 오일러 각 변환을 수행한 결과를 도시한 도이다. 출력 위상차에 대해 상기 수학식 4를 사용하여 오일러 각 변환을 수행할 경우, 상기 오일러 각 변환에 의해 축 변환이 이루어진다. 그 결과로 도 2에서 서로 인접하여 선을 이루었던 점들이 오일러 각 변환평면(

Figure 112009062080335-PAT00038
12,
Figure 112009062080335-PAT00039
34)에서는 하나의 점을 이루게 된다. 여기서 x축(610)은
Figure 112009062080335-PAT00040
12 이고, y축(620)은
Figure 112009062080335-PAT00041
34 이다.6 is a diagram illustrating a result of performing Euler angle transformation when there is no phase difference error. When Euler angle transformation is performed using Equation 4 with respect to the output phase difference, the axis transformation is performed by the Euler angle transformation. As a result, the points forming the line adjacent to each other in FIG.
Figure 112009062080335-PAT00038
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00039
34 ), it forms a point. Where the x-axis 610 is
Figure 112009062080335-PAT00040
12 and the y-axis 620 is
Figure 112009062080335-PAT00041
34

단, 전술한 것처럼 방향탐지 장치는 편파의 특성에 관계없이 신호를 수신하여, 상기 수신된 신호를 통해 AOA를 구해야 하기 때문에, 수평편파와 수직편파를 함께 고려해야 한다.However, as described above, since the direction detecting apparatus receives a signal regardless of the polarization characteristic and obtains an AOA through the received signal, horizontal direction and vertical polarization must be considered together.

도 7은 일정한 AOA 하에서, 수신된 수평편파 및 수직편파 신호의 위상차를 도시한 도이다. x축은

Figure 112009062080335-PAT00042
12이고, y축은
Figure 112009062080335-PAT00043
34이다.7 is a diagram illustrating the phase difference between received horizontally and vertically polarized signals under a constant AOA. x-axis
Figure 112009062080335-PAT00042
12 , the y-axis is
Figure 112009062080335-PAT00043
34

출력된 위상차에 오차가 포함되지 않는 경우, 상기 위상차는 상기 도 7에서 도시된 것과 같이 하나의 점(710)으로서 나타난다.When no error is included in the output phase difference, the phase difference is represented as one point 710 as shown in FIG. 7.

그러나 실제 측정시, 방향탐지 장치를 통해 출력된 위상차에는 측정할 때마다 다른 오차값이 포함된다. 측정된 위상차에 오차가 포함되는 경우, 상기 도 7에서 실선으로 도시된 것과 같이, 수 회 측정된 수직편파(730)와 수평편파(740)의 출력 위상차는 일정한 집합(720)을 형성한다. 상기 집합(720) 내의 마름모 형의 점들(730)은 상기 수직편파에 대한 측정 데이터이다. 상기 집합(720) 내의 원형의 점들(740)은 수평편파에 대한 측정 데이터이다. 사각형의 점(750)은 상기 수직편파의 측정 데이터 및 상기 수평편파의 측정 데이터의 평균값을 나타낸다.However, in actual measurement, the phase difference output through the direction detecting device includes a different error value every time the measurement is made. When the measured phase difference includes an error, as shown by the solid line in FIG. 7, the output phase difference between the vertical polarization 730 and the horizontal polarization 740 measured several times forms a constant set 720. Points 730 of the rhombus in the set 720 are measurement data for the vertical polarization. Circular points 740 in the set 720 are measurement data for horizontal polarization. The square point 750 represents an average value of the measurement data of the vertical polarization and the measurement data of the horizontal polarization.

도 8은 동일한 주파수 하에서, AOA를 일정 간격으로 변경해가면서 수평편파 와 수직편파를 수신하였을 때 측정된 위상차를 도시한다.8 shows phase differences measured when horizontal and vertical polarizations are received while changing the AOA at regular intervals under the same frequency.

도 8의 테이블의 각 행은, AOA를 -60°부터 -52°까지 1°씩 변경하면서 각각 측정을 수행하였을 때 그 결과값들이다. 상기와 같이, AOA를 일정 범위 내에서 변경하여 측정을 수행하였을 때, 그 결과값들의 집합을 군이라고 한다.Each row of the table of FIG. 8 shows the results when the measurements were made with each change of AOA from -60 ° to -52 ° by 1 °. As described above, when the measurement is performed by changing the AOA within a predetermined range, the result set is referred to as a group.

다음으로, 도 8의 테이블의 각 열을 설명한다.

Figure 112009062080335-PAT00044
12,
Figure 112009062080335-PAT00045
34
Figure 112009062080335-PAT00046
14 (810)는 각각 오차가 없는 것을 가정하였을 때의 위상차를 나타낸다.
Figure 112009062080335-PAT00047
h 12,
Figure 112009062080335-PAT00048
h 34
Figure 112009062080335-PAT00049
h 14 (820)는 수평편파의 실제 위상차 측정값을 나타내고,
Figure 112009062080335-PAT00050
v 12,
Figure 112009062080335-PAT00051
v 34
Figure 112009062080335-PAT00052
v 14 (830)는 수직편파의 실제 위상차 측정값을 나타낸다.
Figure 112009062080335-PAT00053
12,
Figure 112009062080335-PAT00054
34
Figure 112009062080335-PAT00055
14 (840)는 대응하는 상기 수평편파(820) 및 상기 수직편파(830)의 평균값을 나타낸다. 즉
Figure 112009062080335-PAT00056
ij = (
Figure 112009062080335-PAT00057
h ij +
Figure 112009062080335-PAT00058
v ij) / 2 이다. AOA별 측정 평균차(870)는 상기 오차가 없을 경우의
Figure 112009062080335-PAT00059
14 (850)와 상기 편파 측정값 평균
Figure 112009062080335-PAT00060
14 (860)의 차이다. 평균 변동값 Δ
Figure 112009062080335-PAT00061
14 (880)은 한 군에서의 모든 상기 AOA별 측정 평균차(870) 값의 평균이다.Next, each column of the table of FIG. 8 will be described.
Figure 112009062080335-PAT00044
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00045
34 and
Figure 112009062080335-PAT00046
14 denotes a phase difference when each assumes no error.
Figure 112009062080335-PAT00047
h 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00048
h 34 and
Figure 112009062080335-PAT00049
h 14 (820) represents the actual phase difference measurement of the horizontal polarization,
Figure 112009062080335-PAT00050
v 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00051
v 34 and
Figure 112009062080335-PAT00052
v 14 (830) represents the actual phase difference measurement of the vertical polarization.
Figure 112009062080335-PAT00053
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00054
34 and
Figure 112009062080335-PAT00055
14 (840) represents an average value of the horizontal polarization 820 and the vertical polarization 830 corresponding to each other. In other words
Figure 112009062080335-PAT00056
ij = (
Figure 112009062080335-PAT00057
h ij +
Figure 112009062080335-PAT00058
v ij ) / 2. Measurement average difference 870 for each AOA is obtained when there is no above error.
Figure 112009062080335-PAT00059
Average of 14 (850) and the polarization measurement
Figure 112009062080335-PAT00060
14 860 cars. Average change Δ
Figure 112009062080335-PAT00061
14 (880) is an average of all the AOA-specific measured mean difference 870 values in a group.

위에서 설명한 군 평균 변동값을 사용하면, 오차가 없을 때의 위상차와 측정된 위상차와의 관계를 아래의 수학식 5 처럼 특정 군에서 형성되는 평균 변동값과 각각의 위상차에 대한 위상차 오차를 사용하여 나타낼 수 있다. Using the group average variation value described above, the relationship between the phase difference when there is no error and the measured phase difference is represented by using the average variation value formed in a specific group and the phase difference error for each phase difference as shown in Equation 5 below. Can be.

Figure 112009062080335-PAT00062
Figure 112009062080335-PAT00062

여기서,here,

Δ

Figure 112009062080335-PAT00063
12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00064
34Δ
Figure 112009062080335-PAT00065
14 : 출력 위상차들의 특정 군에서의 평균 변동값 Δ
Figure 112009062080335-PAT00063
12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00064
34 and Δ
Figure 112009062080335-PAT00065
14 : average variation value in a specific group of output phase differences

Figure 112009062080335-PAT00066
12 e,
Figure 112009062080335-PAT00067
e 34
Figure 112009062080335-PAT00068
e 14 , 및 : 각각의 출력 위상차에서 평균 변동값을 고려하고 남은 위상차 오차
Figure 112009062080335-PAT00066
12 e ,
Figure 112009062080335-PAT00067
e 34 and
Figure 112009062080335-PAT00068
e 14 , and: remaining phase difference error considering the average variation value at each output phase difference

이다.to be.

상기 수학식 5와 같이 실제로는 오차를 가지고 출력되는 각각의 출력 위상차에 대해 오일러 각 변환을 수행한 경우, 상기 오일러 각 변환의 결과는 수학식 6과 같이 3가지 항목으로 구성된다.When Euler angle transformation is performed on each output phase difference actually output with an error as shown in Equation 5, the result of the Euler angle transformation is composed of three items as shown in Equation 6.

Figure 112009062080335-PAT00069
Figure 112009062080335-PAT00069

상기 수학식 6에서 행을 구분하여 표시한 것과 같이, 상기 3가지 항목은 오차가 없을 경우의 위상차 항목, 오차가 있을 때 평균 변동값 항목 및 위상차 오차 항목이다.As shown by dividing the rows in Equation 6, the three items are the phase difference item when there is no error, the average variation value item and the phase difference error item when there is an error.

도 9는 수신된 신호의 위상차를 오일러 각 변환한 결과를 상기 수학식 6의 항목에 따라 분류하여 도시한 도이다.FIG. 9 is a diagram illustrating the result of Euler angle conversion of the phase difference of the received signal, classified according to Equation 6 above.

오차가 없는 경우의 점 (

Figure 112009062080335-PAT00070
o 12,
Figure 112009062080335-PAT00071
o 34) (910)은 출력 위상차에 오차가 없을 경우의 오일러 각 변환 값이다. 즉, 상기 점 (
Figure 112009062080335-PAT00072
o 12,
Figure 112009062080335-PAT00073
o 34) (910)은 상기 수학식 6의 상기 오차가 없을 경우의 위상차 항목에 대응한다.Point without error (
Figure 112009062080335-PAT00070
o 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00071
o 34 ) (910) is the Euler angle conversion value when there is no error in the output phase difference. That is, the point (
Figure 112009062080335-PAT00072
o 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00073
o 34 ) 910 corresponds to a phase difference item when the error of Equation 6 does not exist.

(Δ

Figure 112009062080335-PAT00074
o 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00075
o 34) (960)은 평균 변동값에 따른 오일러 각 변환 값의 변동을 의미한다. 즉, 상기 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00076
o 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00077
o 34) (960)은 상기 수학식 6의 상기 오차가 있을 때 평균 변동값 항목에 대응한다. 상기 (
Figure 112009062080335-PAT00078
o 12,
Figure 112009062080335-PAT00079
o 34)와 상기 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00080
o 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00081
o 34)를 더하면, 수직편파와 수평편파들의 평균값인 (
Figure 112009062080335-PAT00082
12,
Figure 112009062080335-PAT00083
34) (950)가 된다. 값 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00084
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00085
e 34) (970)은 오일러 각 변환된 수직편파(930) 또는 수평편파(940)의 평균 변동값을 제외한 오차를 의미한다. 즉, 상기 값 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00086
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00087
e 34) (970)은 상기 수학식 6의 상기 위상차 오차 항목에 대응한다. 상기 평균값 (
Figure 112009062080335-PAT00088
12,
Figure 112009062080335-PAT00089
34) (950)에 상기 오차 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00090
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00091
e 34) (970)를 더하면 측정된 수직편파(930) 또는 수평편파(940)의 위상차의 오일러 각 변환된 값이 된다.( Δ
Figure 112009062080335-PAT00074
o 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00075
o 34 ) (960) means the variation of the Euler angle conversion value according to the mean variation value. That is, the above ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00076
o 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00077
o 34 ) 960 corresponds to an average variation value item when the error of Equation 6 exists. remind (
Figure 112009062080335-PAT00078
o 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00079
o 34 ) and the above ( Δ)
Figure 112009062080335-PAT00080
o 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00081
o 34 ), the mean value of the vertical and horizontal polarizations (
Figure 112009062080335-PAT00082
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00083
34 ) (950). Value ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00084
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00085
e 34 ) 970 denotes an error excluding an average variation value of the Euler angle-converted vertical polarization 930 or horizontal polarization 940. That is, the value ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00086
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00087
e 34 ) 970 corresponds to the phase difference error item of Equation 6. The average value (
Figure 112009062080335-PAT00088
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00089
34 ) Above error in 950 ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00090
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00091
e 34 ) 970 is equal to the Euler angle converted value of the phase difference of the measured vertical polarization 930 or horizontal polarization 940.

따라서, 오일러 각 변환된 측정 위상차 또한 수학식 6에서 보여진 것처럼 3개의 항목으로 나뉠 수 있다. 아래의 수학식 7은 상기 3개의 항목으로 나뉜 오일러 각 변환된 측정 위상차를 보인다.Thus, Euler angle converted measurement phase difference can also be divided into three items as shown in equation (6). Equation 7 below shows Euler angle converted measurement phase difference divided into three items.

Figure 112009062080335-PAT00092
Figure 112009062080335-PAT00092

여기서,here,

Figure 112009062080335-PAT00093
o 12,
Figure 112009062080335-PAT00094
o 34 : 출력 위상차에 오차가 없는 경우 오일러 각 변환 값
Figure 112009062080335-PAT00093
o 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00094
o 34 : Euler angle conversion value when there is no error in output phase difference

Δ

Figure 112009062080335-PAT00095
o 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00096
o 34 : 오일러 각 변환 후 평균 변동값 Δ
Figure 112009062080335-PAT00095
o 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00096
o 34 : Average change after Euler angle conversion

Δ

Figure 112009062080335-PAT00097
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00098
e 34 : 오일러 각 변환 후 위상차 오차 Δ
Figure 112009062080335-PAT00097
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00098
e 34 : Phase difference error after Euler angle conversion

이다.to be.

서로 다른 AOA를 갖는 신호로부터 측정된 오일러 각 변환된 출력 위상차

Figure 112009062080335-PAT00099
12,
Figure 112009062080335-PAT00100
34,
Figure 112009062080335-PAT00101
14 들을 일정한 군으로 나눌 수 있다. 예를 들면 후술할 실시예에서와 같이 상기 수학식 2의 2π주기 배수 kj를 기준으로, 상기 kj의 값이 같은 AOA에 대한 오일러 각 변환된 출력 위상차
Figure 112009062080335-PAT00102
12,
Figure 112009062080335-PAT00103
34,
Figure 112009062080335-PAT00104
14를 하나의 군으로 묶을 수 있다.Euler angle converted output phase difference measured from signals with different AOAs
Figure 112009062080335-PAT00099
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00100
34 ,
Figure 112009062080335-PAT00101
14 can be divided into groups. For example, a period 2π, based on the multiple k j of the expression (2) as in the embodiment to be described hereinafter, the Euler angles of the conversion of the value of the phase difference output AOA k j
Figure 112009062080335-PAT00102
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00103
34 ,
Figure 112009062080335-PAT00104
14 can be grouped into one group.

이렇게 오일러 각 변환된 출력 위상차

Figure 112009062080335-PAT00105
12,
Figure 112009062080335-PAT00106
34,
Figure 112009062080335-PAT00107
14를 일정한 군들로 나누었을 때, 각각의 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차 (
Figure 112009062080335-PAT00108
12,
Figure 112009062080335-PAT00109
34)의 위상차 오차 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00110
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00111
e 34) (970)가 비교적 적다면, 상기 위상차 오차 (Δ
Figure 112009062080335-PAT00112
e 12, Δ
Figure 112009062080335-PAT00113
e 34) (970)를 상기 수학식 7에서 제거하여, 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차 (
Figure 112009062080335-PAT00114
12,
Figure 112009062080335-PAT00115
34)를 평균값 (
Figure 112009062080335-PAT00116
12,
Figure 112009062080335-PAT00117
34) (950)중 가장 가까운 값으로 대체시킬 수 있다. 즉, 도 9에서의 수직편파(930) 및 수평편파(940) 군이 이들의 평균값 좌표인 (
Figure 112009062080335-PAT00118
12,
Figure 112009062080335-PAT00119
34) (950)로 대체되는 것이다. 상기 설명은 아래의 수학식 8로 나타낼 수 있다.Euler angle converted output phase difference
Figure 112009062080335-PAT00105
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00106
34 ,
Figure 112009062080335-PAT00107
When 14 is divided into groups, each Euler angle transformed output phase difference (
Figure 112009062080335-PAT00108
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00109
34 difference in phase difference ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00110
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00111
e 34 ) If 970 is relatively small, the phase difference error ( Δ
Figure 112009062080335-PAT00112
e 12 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00113
e 34 ) by eliminating 970 from Equation 7, wherein the Euler angle converted output phase difference (
Figure 112009062080335-PAT00114
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00115
34 ) is the mean value (
Figure 112009062080335-PAT00116
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00117
34 ) can be replaced with the nearest value of (950). That is, the group of vertical polarization 930 and horizontal polarization 940 in FIG.
Figure 112009062080335-PAT00118
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00119
34 ) replaced by (950). The above description may be represented by Equation 8 below.

Figure 112009062080335-PAT00120
Figure 112009062080335-PAT00120

대체된 상기 (

Figure 112009062080335-PAT00121
12,
Figure 112009062080335-PAT00122
34) (950)는 단지 평균값 중의 하나이기 때문에, 상기 (
Figure 112009062080335-PAT00123
12,
Figure 112009062080335-PAT00124
34) (950) 만으로는 정확한 AOA를 알아낼 수 없고. 단지 AOA가 속하는 군만을 구할 수 있다. 따라서, 정확한 AOA를 구하기 위해
Figure 112009062080335-PAT00125
14는 위상차 오차등을 사용한 대체를 하지 않고, 원래의 오일러 각 변환된 출력 위상차 값을 그대로 유지한다.Replaced above (
Figure 112009062080335-PAT00121
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00122
34 ) Since 950 is just one of the mean values,
Figure 112009062080335-PAT00123
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00124
34 ) (950) alone can't determine the correct AOA. Only the group to which the AOA belongs can be obtained. Therefore, to find the correct AOA
Figure 112009062080335-PAT00125
14 maintains the original Euler angle converted output phase difference value without making a replacement using a phase difference error lamp.

상기 수학식 8의 우측 항에서 보여지는, 위상차 오차를 제외한 대표되는 값으로 AOA를 찾기 위해서는 우선 아래의 수학식 9와 같은 역변환을 수행해야 한다.In order to find the AOA as a representative value excluding the phase difference error shown in the right term of Equation 8, an inverse transform as shown in Equation 9 below should be performed.

Figure 112009062080335-PAT00126
Figure 112009062080335-PAT00126

AOA 값을 구할 때, 일반적으로 수신기 간의 거리가 멀면 위상 오차에 적은 영향을 미친다. 따라서 도 3에 도시된 것처럼 가장 수신기 사이의 거리가 먼

Figure 112009062080335-PAT00127
' 14가 정확한 AOA를 구하는데 사용된다. In calculating the AOA value, in general, if the distance between receivers is large, the phase error is less affected. Therefore, as shown in FIG. 3, the distance between the receivers is farthest.
Figure 112009062080335-PAT00127
"14 is used to obtain an accurate AOA.

상기 수학식 9에 따른 역변환을 수행한 경우,

Figure 112009062080335-PAT00128
' 14은 아래의 수학식 10과 같이 나타내어진다.When the inverse transformation according to Equation 9 is performed,
Figure 112009062080335-PAT00128
"14 is expressed as shown in Equation 10 below.

Figure 112009062080335-PAT00129
Figure 112009062080335-PAT00130
Figure 112009062080335-PAT00131
Figure 112009062080335-PAT00132
' 14 = 14 + Δ 14 + e' 14
Figure 112009062080335-PAT00129
Figure 112009062080335-PAT00130
Figure 112009062080335-PAT00131
Figure 112009062080335-PAT00132
'14 = 14 + Δ 14 + e' 14

여기서,here,

Figure 112009062080335-PAT00133
Figure 112009062080335-PAT00133

이다.to be.

상기 수학식 10의 결과와 상기 수학식 5를 비교하면, AOA의 오차는

Figure 112009062080335-PAT00134
e' 14 만큼 부가된 것을 알 수 있다. Comparing the result of Equation 10 and Equation 5, the error of AOA is
Figure 112009062080335-PAT00134
e 'it can be seen that the portion 14 as much.

상기 수학식 2의 좌항에는

Figure 112009062080335-PAT00135
ij
Figure 112009062080335-PAT00136
e ij가 있다. 상기 수학식 10에서, Δ
Figure 112009062080335-PAT00137
14는 일정한 군에 대한 평균 변동값이며, 전술한 것과 같이 일 군에 해당하는 출력 위상차를 측정하여 알 수 있는 값이다. 따라서, 아래의 수학식 11을 통해
Figure 112009062080335-PAT00138
ij +
Figure 112009062080335-PAT00139
e ij 의 값을 구할 수 있다.In the left column of Equation 2
Figure 112009062080335-PAT00135
ij and
Figure 112009062080335-PAT00136
There is e ij In Equation 10, Δ
Figure 112009062080335-PAT00137
14 is an average variation value for a certain group, and as described above, it is a value that can be known by measuring an output phase difference corresponding to one group. Therefore, through Equation 11 below
Figure 112009062080335-PAT00138
ij +
Figure 112009062080335-PAT00139
We can get the value of e ij .

Figure 112009062080335-PAT00140
Figure 112009062080335-PAT00141
Figure 112009062080335-PAT00142
Figure 112009062080335-PAT00143
14 + e' 14 = ' 14 - Δ 14
Figure 112009062080335-PAT00140
Figure 112009062080335-PAT00141
Figure 112009062080335-PAT00142
Figure 112009062080335-PAT00143
14 + e '14 =' 14 - Δ 14

상기 수학식 2에서, i = 1, j = 4 이면, 아래의 수학식 12가 된다.In Equation 2, when i = 1, j = 4, the following Equation 12 is obtained.

Figure 112009062080335-PAT00144
Figure 112009062080335-PAT00144

상기 수학식 12를 AOA에 관하여 정리하면, 아래의 수학식 13이 되며, 상기 수학식 13을 통해 AOA를 구할 수 있다.If Equation 12 is summarized with respect to AOA, Equation 13 below can be used, and AOA can be obtained through Equation 13.

Figure 112009062080335-PAT00145
Figure 112009062080335-PAT00145

본 발명의 실시 예는, 오일러 각 변환을 사용하여 방향탐지 룩업테이블(440)을 작성하는 부분과 상기 작성된 방향탐지 룩업테이블(440)을 사용하여 무선신호원의 방향을 추정하는 부분으로 나뉠 수 있다.An embodiment of the present invention may be divided into a portion for preparing a direction lookup table 440 using Euler angle transformation and a portion for estimating a direction of a radio signal source using the generated direction detection lookup table 440. .

수신된 신호의 출력 위상차에 대해 오일러 각 변환을 적용하여 방향탐지 룩업테이블(440)을 작성하는 과정을 도 10의 방향탐지 룩업테이블 작성 흐름도를 참조하여 설명한다.A process of creating the direction lookup table 440 by applying Euler angle transformation to the output phase difference of the received signal will be described with reference to the direction lookup table creation flowchart of FIG. 10.

방향탐지 룩업테이블(440)을 작성하기 위해서 사전 측정이 필요하다. 사전 측정시 상기 룩업테이블(440) 작성자는 무선신호(100)을 발산하는 무선신호원의 AOA를 알고 있어야 한다. 이를 위해 테이블 작성자는 상기 무선신호원이 특정한 AOA를 갖도록 위치시키거나 별개의 방법을 통해 상기 무선신호원의 상기 AOA를 알아야 한다.Preliminary measurements are required to create the direction finding lookup table 440. The author of the lookup table 440 should know the AOA of the radio signal source that emits the radio signal 100 in advance measurement. To this end, the table author must locate the radio signal source to have a particular AOA or know the AOA of the radio signal source through a separate method.

다음, 상기 무선신호원이 발산하는 상기 무선신호(100)를 각각의 수신기(110)가 수신하여, 상기 수신된 신호를 위상검출기(120)에 전달한다. 각각의 상기 위상검출기(120)를 통해 채널 출력 위상차

Figure 112009062080335-PAT00146
12,
Figure 112009062080335-PAT00147
34
Figure 112009062080335-PAT00148
14 를 측정한다(S100). Next, each receiver 110 receives the radio signal 100 emitted by the radio signal source, and transmits the received signal to the phase detector 120. Channel output phase difference through each of the phase detectors 120
Figure 112009062080335-PAT00146
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00147
34 and
Figure 112009062080335-PAT00148
14 is measured (S100).

방향탐지 룩업테이블(440)은 수개의 행으로 구성된다. 상기 방향탐지 룩업테이블을 작성하기 위해서는 전술한 것과 같이, 무선신호원의 AOA를 변경해 가면서 그에 따른 출력 위상차를 측정하여야 한다. The direction detection lookup table 440 is composed of several rows. In order to prepare the direction lookup table, as described above, the AOA of the radio signal source should be changed and the output phase difference according thereto should be measured.

단, AOA를 변경할 때마다 그에 대한 측정 데이터로 하나의 행을 만들지 않고, 상기 수학식 2의 2π주기 배수 kj의 값이 동일한 AOA들을 하나의 군으로 보아, 한 군 내의 상기 AOA 각각에 대해 측정하고 계산한 데이터들을 통합하여 하나의 행 을 작성한다. 즉, 방향탐지 룩업테이블(440)은 군 단위로 하나의 행을 갖게 된다. 이는 상기 방향탐지 룩업테이블(440)의 크기를 줄이기 위해서이다. 상기 군의 번호는 m으로 표시한다.However, each time the AOA is changed, a single row is used as measurement data for the AOA, and AOAs having the same value of 2π period multiple k j of Equation 2 are regarded as one group, and measured for each of the AOAs in the group. And combine the calculated data into a single row. That is, the direction detection lookup table 440 has one row in group units. This is to reduce the size of the direction lookup table 440. The group number is indicated by m.

방향탐지 룩업테이블(440)의 한 행은 (

Figure 112009062080335-PAT00149
12,
Figure 112009062080335-PAT00150
34, Δ
Figure 112009062080335-PAT00151
14, k j )로 구성된다.One row of the direction lookup table 440 is (
Figure 112009062080335-PAT00149
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00150
34 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00151
14 , k j ).

k j 는 룩업테이블(440)의 행이 나타내는 군 m의 2π주기 배수이다. k j is a multiple of 2π periods of the group m indicated by the rows of the lookup table 440.

(

Figure 112009062080335-PAT00152
12,
Figure 112009062080335-PAT00153
34)는 상기 m 군의 출력 위상차들을 상기 수학식 4에 따라 오일러 각 변환 하였을 때, 상기 오일러 각 변환된 값의 평균값이다.(
Figure 112009062080335-PAT00152
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00153
34 ) is an average value of the Euler angle transformed values when the output phase differences of the group m are Euler angle transformed according to Equation 4.

Δ

Figure 112009062080335-PAT00154
14는 상기 m 군의 출력 위상차들의 오일러 각 변환 전의 평균 변동값이다. Δ
Figure 112009062080335-PAT00154
14 is an average variation value before the Euler angle transformation of the output phase differences of the m group.

상기에서 설명한 것과 같이, 연산부(430)은 한 군에 대해 (

Figure 112009062080335-PAT00155
12,
Figure 112009062080335-PAT00156
34, Δ
Figure 112009062080335-PAT00157
14, k j )를 계산하여 이를 방향탐지 룩업테이블(440)에 기록한다(S120). 이러한 작업을 모든 군에 대해 수행하면 상기 방향탐지 룩업테이블(440)의 작성이 완료된다.As described above, the calculation unit 430 for the group (
Figure 112009062080335-PAT00155
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00156
34 , Δ
Figure 112009062080335-PAT00157
14 , k j ) is calculated and recorded in the direction lookup table 440 (S120). If such a task is performed for all groups, the preparation of the direction lookup table 440 is completed.

도 11는 AOA 및 그에 따른 위상차를 측정한 값과 이를 이용하여 작성한 룩업테이블의 예이다.11 is an example of a measured value of AOA and its phase difference and a lookup table prepared using the same.

오일러 각 변환을 사용하여 방향탐지 룩업테이블(440)을 작성할 경우에도, 무선신호(100)의 주파수와 신호세기에 따른 위상차 데이터가 필요하나, 편의상 도 11에서는 단일한 주파수와 신호세기 하에서 작성된 방향탐지 룩업테이블(440)을 도시하였다. Even when the direction detection lookup table 440 is generated using the Euler angle transformation, phase difference data according to the frequency and signal strength of the radio signal 100 is required, but for convenience, the direction detection created under a single frequency and signal strength is illustrated in FIG. The lookup table 440 is illustrated.

상기 도 11에서, 2 번째 그룹(m = 2)에 해당하는 AOA는 -51°에서 -47°까지이다. 이 범위 내에서 AOA를 1°씩 변경해 가며 수평편파 측정 위상차(

Figure 112009062080335-PAT00158
h 12,
Figure 112009062080335-PAT00159
h 34
Figure 112009062080335-PAT00160
h 14)과 수직편파 측정 위상차(
Figure 112009062080335-PAT00161
v 12,
Figure 112009062080335-PAT00162
v 34
Figure 112009062080335-PAT00163
v 14)를 구하고, 상기 수평편파와 상기 수직편파의 평균값(
Figure 112009062080335-PAT00164
12,
Figure 112009062080335-PAT00165
34
Figure 112009062080335-PAT00166
14) 및 오일러 각 변환 값(
Figure 112009062080335-PAT00167
12,
Figure 112009062080335-PAT00168
34
Figure 112009062080335-PAT00169
14)을 계산한다. 상기 도11 에서 도시된 것처럼 군 내 모든 AOA에 대해 수평편파와 수직편파의 평균값과 그에 따른 오일러 각 변환 값을 계산하면, 오일러 각 변환 후의 평균값 (
Figure 112009062080335-PAT00170
12,
Figure 112009062080335-PAT00171
34)은 (122, 278)이고,
Figure 112009062080335-PAT00172
14는 23이다.. 따라서, 2 번째 그룹에 해당하는 kj,2의 값은 -6 이므로, (122, 278, 23 ,6)을 방향탐지 룩업테이블(440)에 저장한다. In FIG. 11, the AOA corresponding to the second group (m = 2) is from −51 ° to −47 °. Within this range, change the AOA in 1 ° increments,
Figure 112009062080335-PAT00158
h 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00159
h 34 and
Figure 112009062080335-PAT00160
h 14 ) and the vertical polarization measurement phase difference (
Figure 112009062080335-PAT00161
v 12 ,
Figure 112009062080335-PAT00162
v 34 and
Figure 112009062080335-PAT00163
v 14 ), and the average value of the horizontal polarization and the vertical polarization (
Figure 112009062080335-PAT00164
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00165
34 and
Figure 112009062080335-PAT00166
14 ) and Euler angle conversion value (
Figure 112009062080335-PAT00167
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00168
34 and
Figure 112009062080335-PAT00169
14 ). As shown in FIG. 11, when the average value of the horizontal and vertical polarizations and the resulting Euler angle conversion values are calculated for all AOAs in the group, the average value after the Euler angle conversion (
Figure 112009062080335-PAT00170
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00171
34 ) is (122, 278),
Figure 112009062080335-PAT00172
14 is 23. Therefore, since the value of k j, 2 corresponding to the second group is -6, (122, 278, 23, 6) is stored in the direction lookup table 440.

다음으로, 작성된 방향탐지 룩업테이블을 사용하여 무선신호원의 방향을 추정하는 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Next, a process of estimating the direction of the radio signal source using the generated direction detection lookup table will be described with reference to the accompanying drawings.

무선신호원이 발산하는 무선신호(100)를 각각의 수신기(110)가 수신하여, 수신된 신호를 위상검출기(120)에 전달한다. 각각의 위상검출기를 통해 채널 출력 위상차

Figure 112009062080335-PAT00173
12,
Figure 112009062080335-PAT00174
34
Figure 112009062080335-PAT00175
14 를 측정할 수 있다. 연산부(430)는 측정된 출력 위상차를 가 지고 방향탐지 룩업테이블(440)을 참조하여 AOA를 계산한다.Each receiver 110 receives the radio signal 100 emitted by the radio signal source, and transmits the received signal to the phase detector 120. Channel Output Phase Difference Through Each Phase Detector
Figure 112009062080335-PAT00173
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00174
34 and
Figure 112009062080335-PAT00175
14 can be measured. The calculator 430 calculates the AOA by referring to the direction lookup table 440 with the measured output phase difference.

도 12는 상기 출력 위상차로 AOA를 추정하는 각 단계를 도시한 것이다.12 shows each step of estimating AOA with the output phase difference.

우선, 출력 위상차를 상기 수학식 4를 사용하여 오일러 각 변환 한다(S1100)First, Euler angle conversion of the output phase difference by using Equation 4 (S1100)

수신된 출력 위상차는 외부 환경 및 장치 내부 소자의 영향으로 인한 위상 오차를 갖는다. 상기 위상 오차를 고려했을때, 오일러 각 변환의 식은 상기 수학식 6과 같다.The received output phase difference has a phase error due to the influence of external environment and device internal elements. In consideration of the phase error, the equation of Euler angle transformation is shown in Equation 6 above.

다음으로, 상기 오일러 각 변환된 값을 상기 룩업테이블(440)의 데이터와 비교한다(S210). 상기 수학식 6에 의해 계산된 오일러 각 변환된 위상차 중 (

Figure 112009062080335-PAT00176
12,
Figure 112009062080335-PAT00177
34)을 상기 룩업테이블(440)에 저장된 데이터 (
Figure 112009062080335-PAT00178
12,
Figure 112009062080335-PAT00179
34)와 비교하여(S220), 상기 룩업테이블(440)에 저장된 상기 (
Figure 112009062080335-PAT00180
12,
Figure 112009062080335-PAT00181
34)들 중 상기 (
Figure 112009062080335-PAT00182
12,
Figure 112009062080335-PAT00183
34)와 가장 가까운 값을 갖는 데이터의 행을 찾고, 상기 오일러 각 변환된 위상차 값을 상기 행의 위상차 데이터로 교체한다(S230).Next, the Euler angle transformed value is compared with the data of the lookup table 440 (S210). Of Euler angle transformed phase difference calculated by Equation 6 (
Figure 112009062080335-PAT00176
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00177
34 ) the data stored in the lookup table 440 (
Figure 112009062080335-PAT00178
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00179
Compared to 34 ) (S220), the (stored in the lookup table 440)
Figure 112009062080335-PAT00180
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00181
34 of the above (
Figure 112009062080335-PAT00182
12 ,
Figure 112009062080335-PAT00183
A row of data having a value closest to 34 ) is found, and the Euler angle transformed phase difference value is replaced with phase difference data of the row (S230).

다음 단계로, 역변환을 수행하고 평균 변동값을 제거한다(S240).In the next step, the inverse transformation is performed and the average variation is removed (S240).

AOA를 구하기 위해 상기 수학식 9와 같이 역변환을 수행한 다음

Figure 112009062080335-PAT00184
'14를 얻는다. 상기
Figure 112009062080335-PAT00185
'14는 상기 수학식 10에서와 같이 일정한 군에 대한 평균 변동값 Δ
Figure 112009062080335-PAT00186
14를 포함하고 있고, 상기 Δ
Figure 112009062080335-PAT00187
14는 상기 룩업테이블(440)의 상기 행에 저장되어 있는 값 이다. 따라서 상기 수학식 11을 사용하여
Figure 112009062080335-PAT00188
14 +
Figure 112009062080335-PAT00189
e 14를 구할 수 있다.Inverse transformation is performed as shown in Equation 9 to obtain an AOA.
Figure 112009062080335-PAT00184
'Get 14 remind
Figure 112009062080335-PAT00185
"14 is the average variation value for a given group, as shown in Equation 10 Δ
Figure 112009062080335-PAT00186
14 , wherein Δ
Figure 112009062080335-PAT00187
14 is a value stored in the row of the lookup table 440. Therefore, using Equation 11 above
Figure 112009062080335-PAT00188
14 +
Figure 112009062080335-PAT00189
e 14 can be found.

다음 단계로, AOA를 계산한다(S250). 전술한 방법으로

Figure 112009062080335-PAT00190
14 +
Figure 112009062080335-PAT00191
e 14를 구했으며, 상기 행에 2π주기 배수 kj,m이 저장되어 있다. 따라서, 상기 수학식 13을 통해 AOA를 구할 수 있다.In a next step, AOA is calculated (S250). In the manner described above
Figure 112009062080335-PAT00190
14 +
Figure 112009062080335-PAT00191
e 14 was obtained, and a 2π period multiple k j, m is stored in the row. Therefore, AOA can be obtained through Equation 13.

여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다. 이러한 구현은 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The method according to the invention described thus far can be implemented in software, hardware or a combination thereof. For example, the method according to the present invention may be stored on a storage medium (eg, memory, hard disk, etc.) and may be implemented with codes or instructions within a software program that may be executed by a processor. . Such an implementation can be easily implemented by those skilled in the art.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경 또는 개선될 수 있으며, 이러한 수정, 변경 또는 개선된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.In the above description of the preferred embodiments of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited only to these specific embodiments, the present invention is in various forms within the scope of the spirit and claims of the present invention The present invention may be modified, changed or improved, and such modified, changed or improved forms are also within the scope of the present invention.

도 1은 ESM/ELINT 시스템에서 사용되는 3차원 멀티베이스라인 방향탐지 배열 수신기로 구성된 위상비교 방향탐지 장치의 구성도.1 is a configuration diagram of a phase comparison direction detection device composed of a three-dimensional multibaseline direction detection array receiver used in an ESM / ELINT system.

도 2는 3차원적으로 도시된 출력 위상차의 예시도.2 is an exemplary diagram of an output phase difference shown in three dimensions.

도 3은 종래 기술에 따른 방향탐지 룩업테이블의 구성도.3 is a block diagram of a direction detection lookup table according to the prior art.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오일러 각 변환을 사용한 위상비교 방향탐지 장치의 구성도.Figure 4 is a block diagram of a phase comparison direction detection apparatus using the Euler angle transformation in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5는 변환각을 구하는 방법을 도시한 도.5 is a diagram illustrating a method for obtaining a conversion angle.

도 6은 위상차 오차가 없을 경우, 오일러 각 변환을 수행한 결과를 도시한 도.6 is a view showing a result of performing Euler angle transformation when there is no phase difference error.

도 7은 일정한 AOA 하에서, 수신된 수평편파 및 수직편파 신호의 위상차를 도시한 도.FIG. 7 illustrates the phase difference of received horizontally and vertically polarized signals under constant AOA.

도 8은 동일한 주파수 하에서, AOA를 일정 간격으로 변경해가면서 수평편파와 수직편파를 수신하였을 때 측정된 위상차를 도시한 도.FIG. 8 is a diagram illustrating phase differences measured when horizontal and vertical polarizations are received while changing the AOA at regular intervals under the same frequency.

도 9는 수신된 신호의 위상차를 오일러 각 변환한 결과를 수학식 6의 항목에 따라 분류하여 도시한 도.9 is a diagram illustrating the result of Euler angle conversion of the phase difference of the received signal classified according to the equation (6).

도 10은 방향탐지 룩업테이블 작성 흐름도.10 is a flowchart for creating a direction lookup table.

도 11은 AOA 및 그에 따른 위상차를 측정한 값과 이를 이용하여 작성한 룩업11 is a view illustrating a value measured by the AOA and its phase difference and a lookup prepared using the same.

테이블의 예시도.Example diagram of a table.

도 12는 상기 출력 위상차로 AOA를 추정하는 각 단계를 도시한 도.12 shows each step of estimating AOA with the output phase difference.

Claims (13)

무선 신호원으로부터의 무선 신호를 3개 이상의 수신기를 통해 수신하는 단계;Receiving via a three or more receivers a wireless signal from a wireless signal source; 상기 수신기 중 2개의 수신기를 통해 수신된 무선 신호간의 출력 위상차를 측정하는 단계;Measuring an output phase difference between radio signals received through two of the receivers; 상기 출력 위상차를 오일러 각 변환하여 오일러 각 변환된 출력 위상차를 생성하는 단계; 및Euler angle transforming the output phase difference to generate an Euler angle converted output phase difference; And 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차와 룩업테이블 저장 데이터를 사용하여 무선 신호원의 방향을 추정하는 단계를 포함하고,Estimating a direction of a wireless signal source using the Euler angle transformed output phase difference and lookup table stored data, 상기 룩업테이블 저장 데이터는 상기 무선 신호원의 AOA의 특정 구간을 나타내는 군에 따라 분류된 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.And the lookup table stored data are classified according to a group representing a specific section of the AOA of the radio signal source. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차를 사용하여 룩업테이블 저장 데이터를 생성하고, 상기 생성된 룩업테이블 저장 데이터를 룩업테이블에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.Generating lookup table stored data using the Euler angle transformed output phase difference, and storing the generated lookup table stored data in a lookup table. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 출력 위상차는 상기 수신된 무선 신호의 수평편파의 위상차와 수직편파의 위상차의 평균값인 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.And the output phase difference is an average value of a phase difference of horizontal polarization and a vertical polarization of the received radio signal. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 군은 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계에서 2π 주기 배수에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.And the group is determined according to a multiple of 2π periods in a relationship between an output phase difference between two specific receivers and the AOA of the radio signal. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 룩업테이블 저장데이터는 상기 군에 대한, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차의 평균 변동값, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차를 오일러 각 변환한 값의 평균값 및 상기 2π 주기 배수를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.The lookup table stored data is an average value of an average variation value of the output phase difference between the two specific receivers, the output value of the output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers, and the 2π period multiple for the group. Direction detection method using the Euler angle conversion, characterized in that it comprises a. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 무선 신호원의 방향을 추정하는 단계는,Estimating the direction of the wireless signal source, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차의 상기 오일러 각 변환된 출력 위상차를 상기 룩업테이블 저장 데이터 중 상기 각 군의 상기 평균값과 비교하는 단계;Comparing the Euler angle transformed output phase difference of the output phase difference other than the output phase difference between the two specific receivers with the average value of the respective groups of the lookup table stored data; 상기 비교의 결과 가장 근접한 상기 평균값을 갖는 상기 군으로 대체할 군을 선택하는 단계;Selecting a group to be replaced by the group having the nearest mean value as a result of the comparison; 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차를 상기 가장 근접한 평균값으로 대체하는 단계;Replacing the output phase difference except for the output phase difference between the two specific receivers with the closest average value; 상기 대체된 가장 근접한 평균값에 대해 역변환을 수행하여 역변환된 값을 구하는 단계;Performing an inverse transform on the replaced nearest average value to obtain an inverse transformed value; 상기 역변환된 값에서 상기 대체할 군의 상기 평균 변동값을 제거하여 평균 변동값이 제거된 값을 구하는 단계; 및Obtaining a value from which the average variation is removed by removing the average variation of the group to be replaced from the inversely transformed value; And 상기 평균 변동값이 제거된 값 및 상기 대체할 군의 상기 2π 주기 배수 값으로, 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계를 사용하여 상기 AOA를 계산하는 단계를 포함하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.Calculating the AOA using the relationship between the output phase difference and the AOA of the radio signal, at which the average variation is removed and the 2π period multiple value of the group to be replaced, using the Euler angle transformation. Direction detection method. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 2개의 특정 수신기는 서로 간의 거리가 가장 멀리 떨어진 2개의 수신기인 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 방법.And the two specific receivers are two receivers having a farthest distance from each other. 무선 신호원으로부터 무선 신호를 수신하는 3개 이상의 수신기;Three or more receivers for receiving a wireless signal from a wireless signal source; 상기 수신기 중 2개의 수신기로부터 수신된 상기 무선신호를 전달받아 상기 무선신호 간의 위상차를 출력하는 위상검출기;A phase detector for receiving the radio signals received from two receivers of the receiver and outputting a phase difference between the radio signals; 상기 위상차를 입력받아 방향탐지 룩업테이블을 참조하여 상기 무선 신호원 의 AOA를 계산하는 연산부; 및A calculator configured to receive the phase difference and calculate an AOA of the radio signal source by referring to a direction lookup table; And 오일러 각 변환을 사용한 데이터를 저장하는 상기 방향탐지 룩업테이블을 포함하고, 상기 방향탐지 룩업테이블의 데이터는 상기 AOA의 특정 구간을 나타내는 군에 따라 분류된 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.And a direction detection lookup table for storing data using Euler angle transformation, wherein the data of the direction detection lookup table are classified according to a group representing a specific section of the AOA. . 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 위상차는 상기 무선신호의 수평편파 간의 위상차와 수직편파 간의 위상차의 평균값인 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.And the phase difference is an average value of the phase difference between the horizontal polarization and the vertical polarization of the radio signal. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 룩업테이블의 저장 데이터는 군에 따라 분류되고, 상기 군은 상기 2개의 수신기 중, 2개의 특정 수신기 간의 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA 간의 관계에서 2π 주기 배수에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.The stored data of the lookup table is classified according to a group, and the group is determined according to a multiple of 2π periods in a relationship between the output phase difference between two specific receivers and the AOA of the radio signal among the two receivers. A direction finder using Euler angle conversion. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 룩업테이블 저장데이터는 상기 군에 대한, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차의 평균 변동값, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차를 오일러 각 변환한 값의 평균값 및 상기 2π 주기 배수를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.The lookup table stored data is an average value of an average variation value of the output phase difference between the two specific receivers, the output value of the output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers, and the 2π period multiple for the group. Direction detecting device using the Euler angle conversion, characterized in that it comprises a. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 AOA의 계산은, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 출력 위상차의 오일러 각 변환된 출력 위상차를 상기 룩업테이블 저장 데이터 중 상기 군의 상기 평균값과 비교하고, 상기 비교의 결과 가장 근접한 상기 평균값을 갖는 상기 군으로 대체할 군을 선택하고, 상기 2개의 특정 수신기 간의 출력 위상차를 제외한 나머지 상기 출력 위상차를 상기 가장 근접한 평균값으로 대체하고, 상기 대체된 가장 근접한 평균값에 대해 역변환을 수행하여 역변환된 값을 구하고, 상기 역변환된 값에서 상기 대체할 군의 상기 평균 변동값을 제거하여 평균 변동값이 제거된 값을 구하고, 상기 평균 변동값이 제거된 값 및 상기 대체할 군의 상기 2π 주기 배수 값으로 상기 출력 위상차와 상기 무선 신호의 상기 AOA간의 관계를 사용하여 상기 AOA를 구하는 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.The calculation of the AOA compares the Euler angle transformed output phase difference of the remaining output phase difference except the output phase difference between the two specific receivers with the average value of the group of the lookup table stored data, and the closest average value as a result of the comparison. Select a group to be replaced by the group having a value, replace the output phase difference except for the output phase difference between the two specific receivers with the closest average value, and perform an inverse transform on the replaced nearest average value to perform an inverse transformed value Obtain a value from which the mean variation is removed by removing the average variation of the group to be replaced from the inversely transformed value, and remove the average variation from the value and remove the average variation from the 2π period multiple of the group to be replaced. The AOA is obtained by using the relationship between the output phase difference and the AOA of the radio signal. Direction-finding apparatus using the Euler angle transformation characterized in that. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 2개의 특정 수신기는 서로 간의 거리가 가장 멀리 떨어진 2개의 수신기인 것을 특징으로 하는 오일러 각 변환을 사용한 방향탐지 장치.And the two specific receivers are two receivers having a farthest distance from each other.
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