KR20110114795A - 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법 - Google Patents

주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법에 관한 것으로, (a) 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우 간섭유무를 판단하기 위해 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 사용하여, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 레이다로부터 동기화 명령이 발생하면, 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM) 파형으로 변경하고, 레이다 신호를 획득하여 레이다에 수신된 신호를 시간 영역 CA-CFAR를 사용하여 간섭 유무를 판단하는 단계; (b) 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; (c) 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; (d) 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우, 동기화하는 단계; 및 (e) 동일한 타입 레이다간 동기화가 완료되면, 파형 발생기를 제어하여 원래 파형으로 복귀하는 단계를 포함한다. 본 발명은 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호를 이용한 레이다에서 간섭 신호를 인지하고, 강제 시간 지연 및 주파수 호핑을 통해 장비간 비동기 시간을 계산하여 보정함으로써 레이다 장비간 동기를 맞추고 동기화 작업이 완료되면 전원을 끌 때까지 레이다간 간섭 신호를 제거하며, 장비의 동시 운용성을 높여준다.

Description

주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법{Synchronization method of radar systems for the rejection of interference in FMCW radars}
본 발명은 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2대 이상의 레이더가 동시에 운용될 경우, 주파수 변조 연속파(FMCW:Frequency Modulation Continuous Wave) 신호를 이용한 레이다에서 간섭 신호를 인지하고, 강제 시간 지연 및 주파수 호핑을 통해 장비간 비동기 시간을 계산하여 보정함으로써 레이다 장비간 동기를 맞추고, 레이더간 간섭 신호를 제거하는, 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법에 관한 것이다.
레이더의 원리는 독일의 물리학자 하인리히 헤르쯔(Heinrich Hertz)의 실험에서 전파의 존재를 증명하였고, 빛이 거울에 반사하는 유사한 성질을 가지고 있다는 것을 실증했다.
전파가 물체에 의해 반사되는 현상을 물체를 탐지하는데 응용 가능성은 이탈리아 기술자인 Guhhelmo Marconi가 1922년 이 원리에 대해 연구하였으며, 이후 미해군 연구소(Naval Research Laboratory)에서 Marconi의 제안을 사용하여 송신기와 수신기 사이를 지나가는 함선을 탐지하기 위해 연속파(CW)를 사용했다.
레이더는 전파 발사 지점의 안테나로부터 극초단파를 발사하고 일정 거리 내의 비행기까지 도달하여, 목표물에 맞아 반사되는 전파를 안테나로 수신하여 신호를 처리하고 화면에 나타냄으로써 비행기까지의 방위 및 거리를 측정하는 장비이다. 레이더는 비행기의 정확한 거리와 관측 지점에 대한 목표물의 상대 속도를 정확하게 측정 가능하다.
레이더 장치는 대개 마이크로파의 전자기파를 목표물에 발사시켜 그 목표물로부터 반사되는 전자기파를 수신하여 작동한다. 수신된 전자기파 즉 반향(echo)의 성질을 신호처리기(signal processor)를 이용하여 증폭하고 분석한다. 목표물에 관한 정보(거리, 방향, 고도)는 대개 음극선관의 스크린에 표시되는데, 플랜 포지션 인디케이터(Plan Position Indicator/PPI)와 같이 레이더 빔이 주사되어 지는 지역을 지도 형태로 나타내기도 한다.
레이더 시스템은 펄스 레이더, 연속파(CW:Continous Wave) 레이더, 광선 레이더(lidar) 등의 몇가지 종류가 있는데, 이들은 레이더 송신기에 각기 다른 종류의 신호를 사용하며, 수신된 방향에서도 서로 다른 성질을 이용한다. 현재 가장 널리 사용하는 레이더는 펄스 레이더가 사용된다.
레이더의 작동은 우선 트리거(Trigger) 발진기로 펄스 전압을 변조기로 유도하여 일정 주기로 반복 발생시키며, 변조기, 발진기를 통해 마그네트론으로 강력한 마이크로파를 발진하여 도파관(Wave Guide)을 거쳐 공중선으로 발사한다. 이 펄스의 발사 회수는 트리거 발진기의 펄스 반복 주파수와 같고 연속 발사된다.
레이다는 반사파가 돌아왔을때, 공중선으로 수신하여 반사파를 증폭하여 CRT(Cathode Ray Tube)로 전송하고, 편트리거 발진기에 의해 구동되는 톱니파형(Saw Tooth Wave)의 전류가 CRT 편향 코일에 흐르게 되어 반사되는 그물표의 거리와 방향에 따른 위치로 표시되어 스크린상에 휘점으로 나타난다.
연속파(CW:Continous Wave) 레이더는 동일한 안테나를 송신기와 수신기로 동시에 사용하는 듀플렉서(duplexer)를 이용하여 펄스 변조(PM:Pulse Modulation)를 사용하지 않은 정현파를 송수신하는 레이더로써, 순수한 정현파로 거리 측정 능력이 매우 부족하므로 반복하여 주파수 변조를 가하는 일이 많으며, 이 방식을 주파수변조 연속파(FMCW:Frequency Modulation Continous Wave) 레이다라고 한다.
주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더는 전자기파를 목표물에 발사시킨 후, 목표물로부터 반사 에코와 송신 주파수의 일부를 혼합하여 비트 주파수를 계측함으로써 목표물과 레이더 간의 거리를 계측하게 된다. FMCW 레이더는 통상 항공기의 고도계 탱크 내의 조위계(潮位計), 수위계 등에 사용된다. 이 경우, FMCW 레이다는 안테나로부터 송신 신호의 주파수를 주기적으로 계속 변화시켜 송출하고, 수신되는 반향의 주파수는 그때 송신기가 방출하고 있는 파의 주파수와는 다른 값을 가진다. FMCW 레이다는 주파수가 시간에 따라 변화하는 비율을 알고 있으면, 송수신시 주파수의 차이로 목표물까지의 거리를 측정한다.
또한, 마이크로파 원격 감지는 주로 지상에 설치한 각종 대상의 산란 계수를 측정하는 센서로 사용된다. 단, 이것을 산란계로 사용하는 경우에는 거리 계측과 동시에 목표체로부터의 산란을 계측해야 한다.
지대공 유도무기 사업에 사용되는 다기능 레이다는 기능적으로 대공표적 탐지, 추적 및 교전을 실행할 수 있어야 하며, 거리 및 속도 오차를 최소화하기 위해 생성된 파형이 정밀하게 해야 한다. 이를 위해 다기능 레이다의 파형발생기는 정밀한 파형생성과 생성된 파형에 대한 정확한 진단기능을 보유하여야 한다. 다기능 레이다의 파형발생기에서 생성하는 파형은 LFM(Linear Frequency Modulation), PCM(Phase Code Modulation), PT(Pulse Train), FSK(Frequency Shift Keying), LFM-PT(Linear Frequency Modulation- Pulse Train) 등이 있다. 다기능 레이다는 파형발생에 대한 정밀성을 보장하기 위해 생성한 파형별로 진단하는 기능이 있다.
2대 이상의 레이다가 동시 운용될 경우, 레이더는 동시에 전원이 켜지고 모든 동기가 맞추어지지 않으면 장비 간 비동기에 의해 간섭 현상이 발생하게 된다.
기존 2대 이상의 레이더에서 간섭 제거 방안들은 시간 영역에서 간섭된 신호를 배제하거나, 간섭이 들어오는 방향으로의 안테나 빔 조향을 제어하는 적응형 간섭 신호 제거 장치 등을 사용하였다. 그러나, 종래의 기술은 레이더간 간섭 신호를 완벽하게 제거를 하지 못하여 표적 인지 능력의 저하 등을 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 2대 이상의 레이더가 동시에 운용될 경우, 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호를 이용한 레이다에서 간섭 신호를 인지하고, 강제 시간 지연 및 주파수 호핑(상향 도약, 하향 도약)을 통해 장비간 비동기 시간을 계산하여 보정함으로써 레이다 장비간 동기를 맞추고, 레이더간 간섭 신호를 제거하고, FMCW 레이다 장비의 동시 운용성을 높여주는, 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법은, (a) 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우 간섭유무를 판단하기 위해 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 알고리즘을 사용하여, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 레이다로부터 동기화 명령이 발생하면, 연속파-주파수 변조(CW-LFM) 파형으로 변경하고, 레이다 신호를 획득하여 레이다에 수신된 신호를 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR)를 사용하여 간섭 유무를 판단하는 단계; (b) 연속파(CW:Continuous Wave) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; (c) 선형 주파수 변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; (d) 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우, 동기화하는 단계; 및 (e) 동일한 타입 레이다간 동기화가 완료되면, 파형 발생기를 제어하여 원래의 파형으로 복귀하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 3대 이상의 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방법은, (a) 레이다의 전원을 켜고 기준 레이다만 고주파 소자의 전원을 넣어 전파를 송신하고, 간섭 제거를 위한 동기화를 위해 기준 레이다를 정하고, 동기를 맞추고자 하는 레이다 I, II, III의 파형(101, 102, 103)을 연속파(CW) 구간에서 간섭 발생시 동기화 방식 또는 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭 발생시 동기화 방식을 이용하여 기준 레이다에 동기를 맞추는 단계; (b) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추고자 하는 레이다 I의 동기화시, 레이다 II, III의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 주파수 변조(LFM) 구간에 발생한 간섭시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하고, 동기화가 완료된 레이다의 고주파 소자의 전원을 끄고, 동일한 방법으로 동기화되지 않은 다른 레이다의 고주파 소자의 전원을 넣어 상기 기준 레이다에 동기를 맞추는 단계; (c) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추려는 레이다 II의 동기화시, 레이다 I, III의 고주파 소자의 전원을 꺼진 상태로 진행하며, 연속파(CW) 구간에 발생한 간섭시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계; 및 (d) 상기 기준 레이다와 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다 III의 동기화시, 레이다 I, II의 고주파 소자의 전원을 꺼진 상태로 진행하며, 연속파(CW) 구간에 발생한 간섭 (109)은 연속파(CW) 구간 간섭 발생시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템 간 동기화 방법은, 2대 이상의 레이더가 동시에 운용될 경우, 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호를 이용한 레이다에서 간섭 신호를 인지하고, 강제 시간 지연 및 주파수 호핑(상향 도약, 하향 도약)을 통해 장비 간 비동기 시간을 계산하여 보정함으로써 레이다 장비간 동기를 맞추고, 레이더간 간섭 신호를 제거할 뿐 아니라 레이다 장비의 동시 운용성을 높여주는 효과가 있다.
도 1은 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다의 동시 운용시 주파수 할당 방안을 나타낸 도면이다.
도 2는 2대의 레이다가 동시에 운용될 경우 주파수 변조 연속파 레이다의 비동기 시 간섭 현상을 나타낸 도면이다.
도 3은 시간영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate)를 사용한 간섭여부 판단 절차에 대한 흐름도이다.
도 4는 연속파(CW:Continuous Wave) 구간에서 간섭 발생시(도2의 경우 1) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 5는 선형 주파수 변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭 발생시(도2의 경우 2) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 6은 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우(도2의 경우 3, 경우 4) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 7은 도 4의 연속파(CW) 구간에서 간섭 발생시 2대의 레이더의 동기화 알고리즘을 도식화하여 설명한 도면이다.
도 8은 도 5의 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭 발생시 동기화 알고리즘을 도식화하여 설명한 도면이다.
도 9는 도 6의 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우 동기화 알고리즘을 도식화하여 설명한 도면이다.
도 10은 3대 이상의 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방안을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법은, (a) 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우 간섭유무를 판단하기 위해 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 알고리즘을 사용하여, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다로부터 동기화 명령이 발생하면, 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM:Continuous Wave-Linear Frequency Modulation) 파형으로 변경하고, 레이다 신호를 획득하여 레이다에 수신된 신호를 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 사용하여 간섭 유무를 판단하는 단계; (b) 연속파(CW:Continuous Wave) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; (c) 선형 주파수 변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계; 및 (d) 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우, 동기화하는 단계를 제공한다.
도 1은 선형 주파수 변조 연속파 레이다의 동시 운용시 주파수 할당 방안을 나타낸 도면이다.
2대 이상의 레이더는 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 신호 제거를 위해 파형발생기의 제어를 통해 도 1과 같이 파형을 변경한다. 변조 시간 T동안 하나의 주파수를 가지는 연속파(CW) 신호가 송신되고, 다음 변조 시간 T동안 변조폭(BW) 만큼 주파수가 연속적으로 변조되는 신호가 송신된다. 최종 동기화가 완료되면, 파형발생기를 제어하여 원래 파형으로 복귀한다.
본 발명은 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다의 동시 운용성을 높이기 위해 레이다 간 중심 주파수를 △f 만큼 이격 설계한 레이다 시스템에 적용된다. △f 값은 레이다에 수신되는 표적의 정보 스펙트럼을 분석하여 최소 2배 이상이 되도록 설계한다. 레이다는 도 1에 표현된 n개의 주파수 중 하나를 선택하여 운영되며, 가용 주파수 대역 내에 최대 동시 운용 가능한 레이다 대수 n은 수학식 1과 같이 계산된다.
Figure pat00001
여기서, BW는 변조 시간 T동안 변조폭, n(n은 1 이상의 자연수), △f는 레이다의 반송파의 중심 주파수(carrier frequency)로부터 최대주파수 편이(maximum frequency deviation)를 의미한다.
2대 이상의 레이다가 동시 운용될 경우, 레이다는 동시에 전원이 켜져서 모든 동기가 맞추어지지 않으면 장비 간 비동기에 의해 간섭 현상이 발생하게 된다.
도 2는 2대의 레이다가 동시에 운용될 경우, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다의 비동기시 발생되는 간섭의 경우들을 설명한 도면이다. 도 2의 (21)은 동기를 맞추고자하는 레이다의 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM:Continous Wave-Linear Frequency Modulation) 신호이며, (22)는 동기를 맞추고자하는 레이다의 연속파(CW:Continuous Wave) 구간에 발생하는 시간-주파수 도메인에서의 간섭 영역을 나타낸다. 경우 1은 동기를 맞추고자 하는 레이다의 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생한 경우이며, 그 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 높은 경우에 발생한다.
도 2의 (23)은 동기를 맞추고자하는 레이다의 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM) 신호이며 (24)는 동기를 맞추고자하는 레이다의 주파수변조(LFM) 구간에 발생하는 시간-주파수 도메인에서 간섭 영역을 나타낸다. 경우 2는 동기를 맞추고자 하는 레이다의 선형 주파수변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭이 발생한 경우이며, 그 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 낮은 경우에 발생한다.
도 2의 (25)와 (27)은 동기를 맞추고자하는 레이다의 연속파 선형 주파수 변조(CW-LFM) 신호이며, (26)과 (28)은 동기를 맞추고자하는 레이다에서 발생하는 시간-주파수 도메인(time-frequency domain)에서 간섭 영역을 나타낸다.
경우 3과 경우 4는 기준 레이다의 선형 주파수변조(LFM) 구간 신호가 동기를 맞추고자하는 레이다의 정보 스펙트럼 대역에 들어왔을 경우이며, 강한 신호의 표적으로 인식되어 실제 표적을 인식하지 못할 수도 있다.
본 발명은 여러 대의 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭을 제거하기 위해 레이다 간 동기화 방법을 제안하였다. 초기에 레이다의 전원을 켜고 기준 레이다만 고주파 소자의 전원을 넣어 전파를 송신하고, 동기를 맞추고자 하는 레이다는 고주파 소자의 전원을 넣어 동작을 시키면서 아래의 방법을 이용하여 기준 레이다에 동기를 맞춘다. 동기화가 완료된 레이다는 고주파 소자의 전원을 끄고, 동일한 방법으로 동기화되지 않은 레이다의 고주파 소자의 전원을 넣어 기준 레이다에 동기를 맞추는 방법을 제안하였다. 이렇게 레이다의 시간영역에서 동기화 작업이 완료되면, 전원을 끌 때까지 레이다간 간섭 신호는 제거가 된다.
이하, 2대 이상의 레이더에서 간섭 신호를 이용한 동기화 방안을 설명한다.
도 3 ~ 6은 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방법을 설명한 흐름도를 나타낸다. 레이더들의 간섭 유무를 판단하기 위해, 2대 이상의 레이더는 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging - Constant False Alarm Rate)를 사용하였다.
도 3은 시간영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate)를 사용한 간섭여부 판단 절차에 대한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우, 레이다는 간섭유무를 판단하기 위해 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate)을 사용하여(S11), 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다로부터 동기화 명령이 발생하면(S12) 도 1과 같이 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM) 파형으로 변경하고(S13), 레이다 신호를 획득하여(S14) 레이다에 수신된 신호를 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 알고리즘을 통해(S15) 간섭 유무(연속파(CW) 구간에서 간섭 유무, 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭 유무, 간섭 미감지 여부)를 판단하여(S16) 각 경우에 따라 알고리즘을 적용한다.
연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우, 레이다는 각 알고리즘에 따라 동종의 레이다간 동기화가 완료되면(S45), 파형 발생기를 제어하여 원래의 파형으로 돌아간다(S46).
S15 단계의 적응 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 알고리즘은 레이더 클러터(clutter) 신호를 효과적으로 억제 및 제거하기 위해 레이더 반사파에 대한 인벨로프(envelope) 신호의 진폭이 Rayleigh 분포에 따라 변동하는 특성을 나타내지만, 클러터(clutter)의 진폭분포의 파라메터가 변동하여 분포형상이 변화하면, 오경보확률(false alarm probability)에도 변화가 발생하기 때문에 오경보확률을 충분히 낮은 일정치로써 억제시켜 일정오경보확률(CFAR:Constant False Alarm Rate)을 유지한다.
적응 일정오경보확률(CFAR) 알고리즘은 클러터 배경(clutter background) 환경에서 일정한 오경보율을 유지하면서 탐지확률을 높이기 위해 사용되며, 특히, 공간 상관관계, 크기 편차가 큰 비균일한 클러터 환경에서 탐지성능을 향상시키기 위해 공간변화에 적응적인 필터링 기법이 요구된다. 이차원 블록 보간(Two-dimensional Block Interpolation:TBI) 적응 CFAR 알고리즘은 클러터(clutter) 배경추정을 위해 이차원적으로 영역을 구분하여 각각 대표 추정 값을 구하고, 보간 필터(interpolation filter)를 이용하여 최종 추정 값을 결정한다. 이 방법은 부분영역의 히스토그램 분포 중앙값을 영역 추정 값으로 선택함으로 불규칙한 간섭신호를 제거하고, 이중 블록 노드 추정 값을 이용하여 각 셀에 대한 최종 추정 값을 출력한다.
레이다의 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 처리 블록은 입력 신호를 입력받아 Square-law 검출기(Square-law detector)를 통과한 후, 2 블록(1~M/2, M/2+1~M)으로 각각 대표 추정값을 구하고, 보간 필터(interpolation filter)를 이용하여 최종 추정값을 결정하여 셀 주위 M(M은 1이상의 자연수)개의 데이터의 평균값에 배율(α)을 곱하여 임계치를 계산하고, 비교기(comparator)에 의해 히스토그램 분포의 중앙 값인 현재 셀과 비교하여 임계치를 넘는지를 판단한다. 배율(α)은 오경보율과 M 값에 따라 결정된다.
도 4는 연속파(CW:Continous Wave) 구간에서 간섭 발생시(도 2의 경우1) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 4는 도 3의 간섭 유무 판단 절차 후 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하였을 경우 동기화 방법을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 4의 연속파(CW) 구간에서 동기화 알고리즘을 도식화한 설명한 도면이다.
연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하였을 경우 동기화 방법은, 기준 레이다에 시간 영역에서 동기를 맞추고자 하는 레이다의 중심 주파수(fc)를 수학식 2에서와 같이 fH 만큼 하향 도약을 하며(S18), 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate) 알고리즘을 실행하여(S19) 연속파(CW) 구간에서 간섭이 없을 때까지의 하향 도약 횟수(i)를 1씩 증가시키며 반복 실행한다. 도 7의 (72)와 같이 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생한 경우, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 동기를 맞추고자 하는 레이다(71)의 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 높을 때 발생한다.
도 7의 (b)의 예와 같이 수학식 2를 이용하여 1회 하향 도약 후 동기를 맞추고자 하는 레이다는 (71)에서 (73)이 되며, 간섭 유무를 판단하면 연속파(CW) 구간에서 (75)와 같이 간섭이 발생한다. 또한, 다시 1회 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다의 중심 주파수를 하향 도약 후, 동기를 맞추고자 하는 레이다는 (73)에서 (74)가 되며, 간섭 유무를 판단하여(S20) 간섭이 존재하지 않으면 주파수 도약을 중단한다.
Figure pat00002
여기서, i는 연속파(CW) 구간에서 존재하는 간섭이 사라졌을 때 하향 도약 회수로서 자연수, △f는 레이다의 반송파의 중심 주파수(carrier frequency)로부터 최대주파수 편이(maximum frequency deviation), fc는 초기 중심 주파수, fc' 도약후 중심 주파수, Fmin는 가용주파수대역 최저주파수, Fmax는 가용주파수대역 최고 주파수이다.
기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다는 중심 주파수를 하향 도약을 통해 2 레이다 간 중심 주파수 이격을 수학식 3과 같이 계산할 수 있다. 도 7의 (b)에서 도시된 바와 같이 i=1일 때 간섭이 발생하였으나, i=2일 때 간섭이 발생하지 않으면, 2 레이다 간 중심 주파수 간격(
Figure pat00003
)은 수학식 3을 사용하여 계산된다(S21).
Figure pat00004
여기서, △fB: 2 레이다 간 중심 주파수 간격, k는 연속파(CW) 구간에서 존재하던 간섭이 사라졌을 때의 하향 도약 회수i, △f: 레이다의 반송파의 중심 주파수(carrier frequency)로부터 최대주파수 편이(maximum frequency deviation)를 나타낸다.
기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 도약후 레이다의 중심 주파수(fc')를 -fH 만큼 상향 도약을 실시하여 동기를 맞추고자 하는 레이다의 원래 중심 주파수(fc)로 복귀한다(S22).
도 7의 (c)와 같이 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR)를 실시하여(S23) 인지한 간섭이 발생한 지점의 시간(tInt)을 계산하여(S24) 수학식 4를 통해 비동기 시간(tsync)을 계산한다(S25). 도 7의 (76)은 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR)를 실행할 때의 노이즈 레벨이 된다. 시간 영역(time domain)에서 획득된 신호와 이를 이용해 계산된 CA-CFAR 노이즈 레벨을 비교하여 노이즈 레벨을 넘어가면 간섭이 발생한 것으로 판단한다. 그리고, 간섭이 발생한 시점 중 최대 크기의 신호가 수신된 지점의 시간(간섭이 발생한 지점의 시간)을 tInt로 정의한다.
Figure pat00005
여기서, T는 변조 시간, BW는 대역폭,△fB는 2 레이다 간 중심 주파수 간격이다.
도 7의 (d)와 같이, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다의 시간 영역을 비동기 시간(tsync) 만큼 이전 시점으로 이동하도록 동기를 맞추고자 하는 레이다의 파형을 (71)에서 (77)로 제어하여 간섭을 제거한다(S26).
도 5는 선형 주파수 변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭 발생시(도 2의 경우2) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 5는 도 3의 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생하였을 경우, 동기화 방법을 나타낸 것이며, 도 8은 도 5의 도식화된 설명이다.
선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생하였을 경우, LFM 구간에서 동기화 방법은 기준 레이다에 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심 주파수(fc)를 수학식 5에서와 같이 fH만큼 상향 도약을 하며(S27) 시간 영역 CFAR를 실행하여(S28) 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 없을 때까지 상향 도약 횟수(i)를 1씩 증가시키며 반복 실행한다. 도 8의 (82)와 같이 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생한 경우, 도 8의 (a)에서 보듯이 동기를 맞추려는 레이다 (81)의 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 낮을 때 발생한다. 도 8의 (b)와 같이 1회 상향 도약 후 동기를 맞추려는 레이다는 (81)에서 (83)이 되며, 간섭 유무를 판단하여 연속파(CW) 구간에서 (85)와 같이 간섭이 발생한다. 또 다시 1회 상향 도약 후, 동기를 맞추고자 하는 레이다는 (83)에서 (84)가 되며, S29 단계에서 LFM 구간 간섭 유무를 판단하여(S29) 간섭이 존재하지 않으면 주파수 도약을 중단한다. 동기를 맞추고자 하는 레이다는 (84)의 상태이며 이때 기준 레이다와의 중심 주파수 이격은 항상 0.5*△f 가 된다.
Figure pat00006
여기서, i는 연속파(CW) 구간에서 존재하는 간섭이 사라졌을 때 하향 도약 회수로서 자연수, △f는 레이다의 반송파의 중심 주파수(carrier frequency)로부터 최대주파수 편이(maximum frequency deviation), fc는 초기 중심 주파수, fc' 도약후 중심 주파수, Fmin는 가용주파수대역 최저주파수, Fmax는 가용주파수대역 최고 주파수이다.
도 8의 (c)에서 동기를 맞추려는 레이다는 파형 제어를 통해 강제로 시간 지연 T/2 만큼 시킨다(S30). 1회 시간 지연을 통해 동기를 맞추려는 레이다는 (84)에서 (86)이 되며, 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 실행하여(S31) 연속파(CW) 구간 간섭 유무를 판단하고(S32) 간섭이 존재하지 않으면 횟수(i)를 1씩 증가시키며 또 1회의 T/2 만큼의 시간 지연을 실행한다.
동기를 맞추려는 레이다는 (86)에서 (87)이 되며 (88)과 같이 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하면(S32), 파형 제어를 통한 시간 강제 지연은 중단한다. 시간 강제 지연은 최대 3회 실행하며 4회 실시하면(T/2*4회 = 2T) 원래의 파형으로 돌아오게 된다.
동기를 맞추려는 레이다는 주파수 도약과 시간 강제 지연으로 도 8의 (c)에서 (87)이 되어있으며, 도 8의 (d)와 같이 시간 영역 CA-CFAR 알고리즘을 실행하여 인지한 간섭 지점이 발생한 시간(tInt)를 계산하여(S33), 비동기 시간(tsync)을 다음 수학식6에 의해 계산한다(S34).
Figure pat00007
여기서, T는 변조 시간,BW는 대역폭, △f는 레이다의 반송파의 중심주파수로부터 최대주파수편이를 나타낸다.
도 8의 (e)와 같이, 비동기 시간(tSync)만큼 이전 시점으로 이동하도록 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형을 제어하여((87)에서 (89)로) 간섭을 제거한다(S35).
도 9의 (f)와 같이, 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심 주파수를 -fH만큼 하향 도약하여((89)에서 (8A)로) 원래의 중심 주파수로 복귀한다(S36).
도 6은 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우(도2의 경우 3, 경우 4) 동기화 절차에 대한 흐름도이다.
도 6은 연속파(CW) 구간과 선형 주파수 변조(LFM) 구간 모두에서 간섭을 인지하지 못하였을 경우 동기화 방법을 나타낸 것이며, 도 9는 도 6의 도식화된 설명이다.
간섭이 발생하지 않는 경우, 동기가 완벽히 맞추어졌을 경우와 비동기 시간이 변조 시간 T보다 클 경우에 발생한다. T/2 만큼 시간 강제 지연을 통해 간섭 유무를 판단하고 간섭 발생 구간에 따라 알고리즘을 적용한다. 시간 강제 지연은 최대 3회 실행되며, 3회 후에도 간섭을 인지못하였을 경우는 기준 레이다와 동기를 맞추고자하는 레이다간 중심 주파수가 동일하여 발생하는 현상이므로 중심 주파수 재선정 후 초기부터 알고리즘을 다시 적용해야 한다.
아래는 간섭을 인지하지 못하였을 경우, 레이다의 동기화 방법이다.
① 기준 레이다에 동기를 맞추고자하는 레이다는 파형 제어를 통해 T/2 만큼 시간을 강제로 지연시킨다(S37).
② 동기를 맞추고자하는 레이다는 시간 영역 CFAR를 실행하여(S38) 간섭 발생 유무를 판단하고(S39), 간섭이 발생하지 않고 i<3 조건이면(S41), 시간 강제 지연 T/2 만큼 파형 제어를 한다.
i<3 조건을 만족하지 아니면(S41), 기준 레이다에 동기를 맞추고자하는 레이다는 그 중심 주파수를 재선정하고 초기화한다(S42).
③ 연속파 구간 간섭 여부를 판단하여(S40), 간섭이 발생하면 동가화 알고리즘은 연속파(CW) 구간 간섭과 선형 주파수 변조(LFM) 구간 간섭에 따라 각각 간섭이 발생하는 시점에 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하였을 때의 동기화 방법을 사용하고, 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생하였을 때의 동기화 방법을 각각 사용한다.
도 9의 (a)는 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심주파수가 기준 레이다보다 높은 경우이다. 도 9의 (b)에 도시된 같이, 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형 제어를 통해 시간 강제 지연을 하면 (91)에서 (92)가 되고 간섭이 발생하지 않아 다시 시간 강제 지연을 하여 (92)에서 (93)이 된다. 도 9의 (94)에 도시된 바와 같이 동기를 맞추고자하는 레이다의 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하였으므로 도 4의 알고리즘을 사용하면 된다.
또한, 도 9의 (c)는 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심주파수가 기준 레이다보다 낮은 경우이다. 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형 제어를 통해 시간 강제 지연을 하면 (94)에서 (95)가 된다. 도 9의 (96)에 도시된 바와 같이, 동기를 맞추고자하는 레이다의 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생하였으므로 도 5의 레이다의 동기화 알고리즘을 사용하면 된다.
도 10은 3대 이상의 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방법을 나타낸다. 레이다의 동기화 작업이 완료되면, 전원을 끌 때까지 레이다 간 간섭 신호는 제거된다.
3대 이상의 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방법은 (a) 레이다의 전원을 켜고 기준 레이다만 고주파 소자의 전원을 넣어 전파를 송신하고, 간섭 제거를 위한 동기화를 위해 기준 레이다를 정하고, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다 I, II, III의 파형(101, 102, 103)을 하나씩 전원을 인가하여 간섭을 판단하는 단계; (b) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추고자 하는 레이다 I의 동기화시, 레이다 II, III의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간에 발생한 간섭시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하고, 동기화가 완료된 레이다의 고주파 소자의 전원을 끄고, 동일한 방법으로 동기화되지 않은 다른 레이다의 고주파 소자의 전원을 넣어 상기 기준 레이다에 동기를 맞추는 단계; (c) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추려는 레이다 II의 동기화시, 레이다 I, III의 고주파 소자의 전원을 꺼진 상태로 진행하며, 연속파(CW) 구간에 발생한 간섭시, CW 구간 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계; 및 (d) 선형 주파수 변조(LFM) 구간 간섭 발생시, LFM 구간 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계로 구성된다.
도 10의 (a)는 초기 전원을 인가하였을 때 레이다에 할당된 파형을 보여주며, 간섭 제거를 위한 동기화(Synchronization)를 위해 기준 레이다를 정하고 동기를 맞추고자 하는 레이다 I, II, III의 파형을 각각 (101), (102), (103)으로 임의로 정하였다.
각각 동기를 맞추고자 하는 레이다는 고주파 소자의 전원을 넣어 동작시키면서 앞에서 언급한 방법을 이용하여 기준 레이다에 동기를 맞춘다.
도 10의 (b)는 기준 레이다와 동기를 맞추고자 하는 레이다 I의 동기화 과정을 보여준다. 이때, 레이다 II, III의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 발생한 간섭(105)은 도 5의 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭 발생시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거한다.
동기화가 완료된 레이다는 고주파 소자의 전원을 끈다.
동일한 방법으로, 나머지 동기화되지 않은 레이다의 고주파 소자의 전원을 넣어 기준 레이다에 동기를 맞춘다.
도 10의 (c)는 기준 레이다에 동기를 맞추고자하는 레이다 II의 동기화 과정을 보여준다. 이때, 레이다 I, III의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 연속파(CW) 구간에서 발생한 간섭(107)은 도 4의 연속파(CW) 구간 간섭 발생시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거한다.
도 10의 (d)는 기준 레이다와 동기를 맞추고자하는 레이다 III의 동기화 과정을 보여준다. 이때, 레이다 I, II의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 연속파 구간에서 발생한 간섭(109)은 도 4의 연속파(CW) 구간 간섭 발생시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거한다.
동기를 맞추려는 모든 레이다의 동기화가 완료가 되면, 모든 레이다의 고주파 소자 전원을 켜서 운용하면 된다.
기준 레이다에 대하여 3대 이상의 동기를 맞추고자 하는 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다는 각각 간섭 신호 제거를 위해 최종 동기화가 완료되면, 파형발생기를 제어하여 원래 파형으로 복귀한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
CW: Continuous Wave(연속파)
LFM: Linear Frequency Modulation(선형 주파수 변조)
tsync: 비동기 시간
tInt: 간섭 지점 발생 시간(간섭이 발생한 시점 중 최대 크기의 신호가 수신된 지점의 시간)

Claims (9)

  1. 주파수 변조 연속파(FMCW:Frequency Modulation Continuous Wave) 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법에 있어서,
    (a) 2대의 레이더가 동시에 운용될 경우 간섭유무를 판단하기 위해 시간 영역에서 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR:Cell Averaging-Constant False Alarm Rate)를 사용하여, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다로부터 동기화 명령이 발생하면, 연속파-선형 주파수 변조(CW-LFM:Continuous Wave-Linear Frequency Modulation) 파형으로 변경하고, 레이다 신호를 획득하여 레이다에 수신된 신호를 시간 영역 CFAR를 통해 간섭 유무를 판단하는 단계;
    (b) 연속파(CW:Continuous Wave) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계;
    (c) 선형 주파수 변조(LFM:Linear Frequency Modulation) 구간에서 간섭이 발생했을 경우, 레이더 시스템간 동기화하는 단계;
    (d) 상기 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우, 동기화하는 단계; 및
    (e) 동일한 타입의 레이다간 동기화가 완료되면, 파형 발생기를 제어하여 원래의 파형으로 복귀하는 단계;
    를 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b)는,
    (b1) 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 중심 주파수(fc)를 fH = -(i+0.5)*△f(여기서, i는 연속파(CW) 구간에서 존재하는 간섭이 사라졌을 때 하향 도약 회수,△f: 레이다의 반송파주파수로부터 최대주파수편이) 만큼 하향 도약을 통해, 시간영역 CFAR를 실행하여 연속파(CW) 구간에서 간섭이 없을 때까지 반복 실행하고, 연속파(CW) 구간에서 간섭 유무를 판단하는 단계;
    (b2) 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 높을 때, 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하면, 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 주파수 상향 도약을 통해 2 레이다 간 중심 주파수 간격(
    Figure pat00008
    ) (k는 연속파 구간에서 존재하던 간섭이 사라졌을 때의 하향 도약 회수i와 같은 수,△f: 레이다간 소정 주파수 간격)을 계산하는 단계;
    (b3) 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 도약후 중심 주파수(fc')를 -fH 만큼 상향 도약을 하여 원래의 중심 주파수로 복귀하는 단계;
    (b4) 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 실행하여 연속한 구간에서 발생한 간섭 시점이 발생한 시간(간섭이 발생한 시점 중 최대 크기의 신호가 수신된 지점 시간) tInt를 계산하고, 비동기 시간(tsync)을
    Figure pat00009
    식에 의해 계산하는 단계(여기서, T:변조 시간, BW:대역폭,△fB: 2 레이다 간 중심 주파수 간격); 및
    (b5) 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 시간 영역에서 비동기 시간(tsync) 만큼 이전 시점으로 이동하도록 상기 동기를 맞추고자 하는 레이다의 파형을 제어하여 간섭을 제거하는 단계;
    를 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)는, 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생했을 경우,
    (c1) 상기 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심 주파수(fc)를 fH = (i+0.5)*△f(i는 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 존재하는 간섭이 사라졌을 때 상향 도약 횟수) 상향 도약을 실시하며, 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 실행하여, 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 없을 때까지 상향 도약 횟수(i)를 1씩 증가시키며 반복 실행하는 단계;
    (c2) 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간 간섭이 없으면, 상기 동기를 맞추려는 레이다의 중심 주파수가 기준 레이다의 중심 주파수보다 낮을 때 상기 연속파(CW) 구간에서 간섭 유무를 판단하여 간섭이 발생하면, 상기 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형 제어를 하여 간섭이 없을때까지 강제로 시간 지연(T/2)을 실행하고, 시간 영역 CFAR를 실행하여, CW 구간 간섭 유무를 판단하여, 간섭이 존재하지 않으면 횟수(i)를 시간 지연(T/2)을 실행하는 단계;
    (c3) 상기 동기를 맞추려는 레이다는 주파수 도약과 시간 강제 지연으로 시간 영역 셀 평균-일정오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 사용하여 간섭이 발생한 지점 시간(tInt)를 계산하여, 비동기 시간(tsync)을
    Figure pat00010
    식에 의해 계산하는 단계(여기서, T:변조 시간,BW:대역폭,△f: 레이다의 반송파의 중심 주파수로부터 최대주파수 편이);
    (c4) 상기 비동기 시간(tSync)만큼 이점 시점으로 이동하도록 상기 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형을 제어하여 간섭을 제거하는 단계; 및
    (c5) 상기 동기를 맞추고자하는 레이다의 중심 주파수를 -fH만큼 하향 도약하여 원래의 중심 주파수(fc)로 복귀하는 단계;
    를 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d)는, 간섭 발생이 탐지되지 않았을 경우,
    (d1) 상기 동기를 맞추고자하는 레이다의 파형 제어에 의해 시간 강제 지연(T/2) 시켜 간섭이 발생하도록 하는 단계;
    (d2) 시간 영역 셀 평균-일정 오경보확률(CA-CFAR) 알고리즘을 실행하여, 간섭 발생 유무를 판단하고, 간섭이 발생하지 않고 i<3 조건이면, 시간 강제 지연 T/2 만큼 파형 제어를 실행하는 단계; 및
    (d3) 상기 연속파 구간(CW)의 간섭 유무를 판단하여, 간섭이 발생하면 연속파(CW) 구간 간섭과 선형 주파수 변조(LFM) 구간 간섭에 따라 각각 간섭이 발생하는 시점에 상기 연속파(CW) 구간에서 간섭이 발생하였을 때의 동기화 방법을 사용하고, 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간에서 간섭이 발생하였을 때의 동기화 방법을 사용하는 단계;
    를 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (d2)에서,
    i<3 조건이 아니면, 상기 동기를 맞추고자하는 레이다는 그 중심 주파수를 재선정하고 초기화하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (e)는,
    상기 2대 이상의 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다에서 간섭 신호 제거를 위해 파형발생기의 제어를 통해 파형을 변경하고, 변조 시간 T동안 하나의 주파수를 가지는 연속파 신호가 송신되고, 다음 변조 시간 T동안 변조폭(BW) 만큼 주파수가 연속적으로 변조되는 신호가 송신되며, 최종 동기화가 완료되면 상기 파형발생기를 제어하여 원래 파형으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다의 동시 운용성을 높이기 위해 레이다 간 중심 주파수를 레이다의 반송파의 중심 주파수의 최대주파수편이(△f) 만큼 이격 설계한 레이다 시스템에 적용되고, △f 값은 레이다에 수신되는 표적의 정보 스펙트럼을 분석하여 최소 2배 이상이 되도록 설계하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  8. 3대 이상의 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다가 동시에 운용될 경우, 간섭 제거를 위한 동기화 방법에 있어서,
    (a) 레이다의 전원을 켜고 기준 레이다만 고주파 소자의 전원을 넣어 전파를 송신하고, 간섭 제거를 위한 동기화를 위해 기준 레이다를 정하고, 기준 레이다에 동기를 맞추고자 하는 레이다 I, II, III의 파형(101, 102, 103)을 하나씩 전원을 인가하여 간섭을 판단하는 단계;
    (b) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추고자 하는 레이다 I의 동기화시, 레이다 II, III의 고주파 소자의 전원은 꺼진 상태로 진행하며, 상기 선형 주파수 변조(LFM) 구간에 발생한 간섭시 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하고, 동기화가 완료된 레이다의 고주파 소자의 전원을 끄고, 동일한 방법으로 동기화되지 않은 다른 레이다의 고주파 소자의 전원을 넣어 상기 기준 레이다에 동기를 맞추는 단계;
    (c) 상기 기준 레이다와 동기를 맞추려는 레이다 II의 동기화시, 레이다 I, III의 고주파 소자의 전원을 꺼진 상태로 진행하며, 연속파(CW) 구간에 발생한 간섭시, CW 구간 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계; 및
    (d) 선형 주파수 변조(LFM) 구간 간섭 발생시, LFM 구간 동기화 알고리즘을 사용하여 두 레이다 간 동기화를 통해 간섭을 제거하는 단계;
    를 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기준 레이다에 대하여 상기 3대 이상의 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이다가 각각 간섭 신호 제거를 위해 최종 동기화가 완료되면, 상기 파형발생기를 제어하여 원래 파형으로 복귀하는 단계를 더 포함하는 주파수 변조 연속파 레이다에서 간섭 제거를 위한 시스템간 동기화 방법.
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