KR20120013805A - 표적 안테나 신호 추적을 위한 계측 레이더 시뮬레이션 장치 및 방법 - Google Patents

표적 안테나 신호 추적을 위한 계측 레이더 시뮬레이션 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 계측 레이더 표적 안테나 신호 추적시뮬레이터 및 그 방법에 관한 것으로, 풀-웨이브(full-wave)방식의 표적 안테나 전자계 해석결과와 예상 비행궤적 및 자세변화로 표적을 모델링하고, 레이더의 송수신 특성 및 서보 루프를 포함한 계측레이더 모델링을 통해 표적 안테나의 이득을 결정하고 거리에 따른 신호 대 잡음비를 예측할 수 있다. 또한, 계측레이더 추적 상태를 시뮬레이션하여 다중경로간섭과 같이 추적오차가 증가하는 구간을 식별하여 비행 시험 시, 예상되는 추적 실패 위험구간의 설정이 가능하다.

Description

표적 안테나 신호 추적을 위한 계측 레이더 시뮬레이션 장치 및 방법{A SIMULATION SYSTEM AND METHOD FOR INSTRUMENTATION RADAR TRACKING AN ANTENNA SIGNAL FROM THE TARGET}
본 발명은 비행 시험 전 계측 레이더 추적 상태 시뮬레이션을 통한 성공적인 시험 계측을 위한 계측 레이더의 추적 상태 및 계측 시스템의 운영 방법에 관한 것이다.
기존의 레이더 시뮬레이터는 대상 표적의 레이더 반사특성을 상수로 나타내거나 통계적으로 표현한 Swerling 모델로 나타냄으로써 추가적으로 획득할 수 있는 비행궤적 및 자세 변화에 따른 변수를 레이더 시뮬레이션에 사용하기가 어려웠다. 이는 실제 비행 시험 환경에 대한 이론적인 결과만을 제공함으로써 실제 비행시험에서 생성되는 각종 신호의 이상상태에 대하여 설명할 수 없으며 시험계측 계획수립에 적용하기에는 미흡하다.
미래 전장에서 운용되는 정밀타격 무기체계의 시험평가 단계 중 비행시험은 다중표적 추적과 같은 고난이도 계측 요구조건을 갖게 되므로 시험 전 계측레이더 추적상태 시뮬레이션을 통해 성공적인 시험계측을 위한 시험 전 계측 레이더 추적상태 예측과 계측 시스템의 운영방안에 대한 검증이 필요하다. 계측 레이더 추적 시뮬레이션 기술은 계측 시스템과 디지털 지형정보 DB 그리고 표적에 대한 정보를 이용하여 3차원 가시화 기반의 시뮬레이션 결과를 획득하여 계측장비의 임무계획 수립 방안으로 선진시험장에 적용하고 있다.
추적 시스템에 대한 모델링은 세부 사항까지 수행되고 있으며, 표적에 대한 모델링은 단순 자세와 낮은 주파수 대역에 대한 전자기 표적 모델링을 적용하고 있고, 실제 레이더 주파수 대역에서의 전자기적으로 해석한 시뮬레이션 결과를 모델에 적용하고 있지 않는 상태로 판단된다. 또한 시험장의 환경적 요소까지 고려한 계측레이더의 추적 오차 분석은 각각의 사례에 대한 분석용으로 사용되고 있으며, 이를 모두 고려한 통합적인 추적 모사 기술 적용까지는 아직 도달하지 못하였다고 판단된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 시험장 및 우주센터에서 수행되는 비행시험을 수행하기 전에 계측레이더의 표적 안테나 신호 추적 시뮬레이션을 통해 계측 시스템의 추적 위험구간을 설정하여 효율적인 계측 계획을 수립하고자함에 있다.
본 발명은 계측 레이더에서 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법에 있어서, 표적 안테나에 대한 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 및 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하는 단계; 레이더의 송수신 특성 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행하는 단계; 및 레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위험도 판단을 위해 추적 알고리즘을 구동하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 표적을 모델링하는 단계는 풀 웨이브(full-wave)방식으로 획득된 전계 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표적 안테나의 전자계 해석은 표적 및 상기 표적에 장착되는 안테나 모델을 선정하는 단계; 상기 선정된 안테나에 대해 전계 해석 및 안테나 특성에 대한 결과를 얻기 위해 상기 안테나에 대해 독립적으로 시뮬레이션을 수행하는 단계; 실제 안테나의 방사 패턴 측정값과 상기 수행된 시뮬레이션 값을 비교하는 단계; 표적에 대한 시뮬레이션 형상을 제작하고 상기 안테나 장착시의 전자기 해석을 위한 모델로 변환하는 단계; 표적 안테나의 위치 및 개수를 설정하는 단계; 및 상기 안테나 모델을 표적 모델에 장착하여 표적 안테나에 대한 전자기 해석을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표적을 모델링하는 단계는 시간에 대한 표적의 위치에 롤, 피치, 요의 자세 변화에 대한 회전행렬을 적용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보 루프는 PI 제어기를 사용하여 모델링하는 것을 특징으로 한다.
또한, 계측 레이더에서 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템에 있어서, 표적 안테나에 대한 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 및 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하기 위한 표적 모델링부; 레이더의 송수신 특성 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행하는 계측 레이더 시뮬레이터; 및 레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위험도 판단을 위해 추적 알고리즘을 구동하는 알고리즘 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 알고리즘 구동부는 표적의 예상 궤적 및 움직임에 따른 표적의 전자파 특성과 안테나 선택에 따른 특정 변수에 대한 계산을 수행하며, 상기 계산된 값에 레이더의 서보 특성에 따른 오차를 계산하여 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 계측 레이더의 표적 안테나 추적 시뮬레이터 및 방법은 기존에 제시하지 못하였던 비행시험에서의 계측장비의 추적상태 예측과 위험구간 판단능력을 보유하게 됨으로서 계측 레이더의 최적의 계측 성능방안을 제시하는데 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 계측 레이더의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법을 나타내는 도.
도 2a는 표적 안테나의 풀 웨이브(full-wave) 방식으로 전자계 해석을 수행하는 순서도.
도 2b는 표적 안테나의 풀 웨이브(full-wave) 방식으로 전자계 해석을 수행하는 절차를 나타낸 도.
도 3은 표적 모델링을 통해 획득한 안테나 자체에 대한 빔 방사 패턴의 전자계 해석 결과를 나타낸 도.
도 4는 유도 무기체계 형상을 가진 표적 안테나에 대한 빔 방사 패턴 해석 결과를 나타낸 도.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 시간에 따른 표적의 예상 비행 궤적 및 표적의 자세 변화를 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)에 대해 나타낸 도. 도 6은 표적 안테나의 레이더 방향 벡터로부터 안테나 이득을 결정하기 위한 방위각(), 고각()을 정의한 도.
도 7은 [수학식 4]를 이용한 시간에 대한 방위각 및 고각의 변화를 나타낸 도.
도 8은 계측 레이더 추적 상태 시뮬레이션 결과, 획득된 거리에 대한 계측 레이더의 신호 대 잡음비 변화를 나타낸 도.
도 9는 도 8의 결과를 바탕으로 계측레이더의 추적 위험구간을 설정하여 나타낸 도.
도 10은 본 발명에 따른 계측 레이더의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템을 나타내는 도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 전자계 분석 및 연산을 통한 표적 안테나 신호의 빔 방사 패턴 결과를 이용하여 계측 레이더의 추적 상태를 시뮬레이션하여 계측상태를 추정하는 방법에 관해 설명한다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 계측 레이더의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법을 나타내는 도면이다.
우선, 표적 안테나에 대한 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 또는 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링한다.(S-11) 여기서, 표적 형성 과정은 풀 웨이브(full-wave)방식으로 획득된 전계 특성을 갖는다.
또한, 상기 표적 안테나의 전자계 해석은 실제 형상에 설계 또는 도입된 안테나에 대하여 실측된 안테나 패턴과 비교를 위하여, 실제 안테나를 무지향성 챔버에 넣어서 계측한다. 상기에서 사용된 치구와 동일한 접지면을 사용하여 모델링을 수행한 후, 그 결과를 상호 비교한다.
안테나에 대한 설계 및 분석이 완료되었다면 근사화된 모델이나 실제 형상을 편집하여 CAD 자료를 작성한다.
CAD 치구위에 설계된 안테나를 장착하여 조건에 따른 전자계 분석을 수행한다. 상기 전자계 분석을 수행하는 과정은 하기 도 2에서 설명하기로 한다. 또한, 표적의 예상 궤적 또는 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하는 자세한 과정은 하기 도 5 내지 8에서 설명하기로 한다.
다음으로, 레이더의 추적 특성인 모노 펄스 특성(레이더의 송수신 특성) 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행한다.(S-12)
안테나 페데스털을 구동하기 위한 서보 루프를 간단한 PI제어기로 모델링할 수 있다. 여기서, 서보 루프에 대한 입력은 계측레이더의 모노펄스 추적을 모델링하여 다중 경로 간섭 상황에서 고각 방향의 오차 신호가 된다.
다음으로, 레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위험도 판단을 위해 추적 알고리즘을 구동한다.(S-13)
상기 추적 알고리즘을 구동하는 과정은, 표적의 예상 궤적 및 움직임에 따른 표적의 전자파 특성과 안테나 선택에 따른 특정 변수에 대한 계산을 수행한다. 그 후, 상기 계산된 값에 레이더의 서보 특성에 따른 오차를 계산하여 적용한다. 따라서 이를 통해 최종적으로 레이더의 추적오차를 확인할 수 있을 뿐 아니라, 이에 따른 계측 위험도를 판단할 수 있는 상태 판단 방법을 추가하여 최종적으로 레이더 계측 위험도를 판단하게 된다.
도 2는 표적 안테나의 풀 웨이브(full-wave) 방식으로 전자계 해석을 수행하는 순서도이다.
먼저, 표적 안테나의 전자계 해석을 위한 표적 및 안테나 모델을 선정한다.(S-21) 여기서, 표적 및 안테나 모델은 계측 레이더의 추적 대상이 되는 항공무기체계 및 유도무기체계와 여기에 장착되는 안테나의 CAD(Computer Aided Design)를 이용하여 형상화한 것을 말한다. 전자기 해석에 영향이 적은 부분의 형상 구조는 간이화하여 적용한다. 또한, 표적 및 안테나 모델은 실제로 수행되는 시험의 대상여부에 따라 선정된다.
다음으로, 상기 항공무기체계 및 유도무기체계에 장착되는 안테나에 대해서 독립적으로 시뮬레이션을 수행한다.(S-22) 즉, 안테나에 대한 시뮬레이션 과정을 수행한다. 여기서 전자기 해석 방식인 MoM(Moment of Method), FEM(Finite Element Method), FDTD(Finite Differential Time Domain) 등을 이용하여 전계 해석 및 안테나 특성에 대한 결과를 얻는다. 직접 계산 코드를 작성하여 구현하거나, 상용으로 사용되는 전자기 해석 도구인 CST, FEKO, HFSS 등으로 결과를 얻을 수 있다.
표적 모델링을 통한 임의의 전자계 모델링 값, 표적의 자세 및 궤적 추적 정보, 그리고 환경 모델링 값을 고려하여 실제 비행시험과 유사한 환경에서의 계측 레이더 추적 상태를 얻기 위한 시뮬레이션을 수행한다.
다음으로, 실제 안테나의 방사 패턴 측정값과 상기 시뮬레이션을 수행한 값을 비교한다.(S-23) 안테나의 전자기 해석 결과를 검증하기 위해 실제 안테나의 방사패턴을 측정하여 그 결과를 비교한다. 측정값과의 비교를 통해 안테나 형상에 대한 모델링 결과와 전자기 해석 시뮬레이션 결과를 검증한다.
비교결과에 따라, 필요시 안테나 모델에 대한 형상을 실제 형상에 일치시켜 나가는 과정을 반복적으로 수행한다.
다음으로, 상기 유도무기체계와 같은 표적의 형상을 제작하고 변환하는 과정을 수행한다.(S-24)
대상이 되는 표적인 무기체계의 도면이나, 기 구현된 CAD 자료를 이용하여 안테나가 장착되었을 때 전자기 해석을 시뮬레이션하기 위한 모델로 변환하거나 디자인하는 단계이다. 그러나 일반적으로 무기체계의 실제 형상에 대한 정보가 공개되지 않는 경우가 많이 있으므로, 이러한 경우에는 사진이나, 기 공개된 유사한 형상을 바탕으로 크기와 위치를 결정하고, 해당 무기체계에 대한 표적 모델을 CAD를 이용하여 나타낸다.
다음으로, 표적 안테나에 대한 위치 및 개수를 설정한다.(S-25)
표적 안테나의 위치 및 개수는 개발자가 제공하는 실제 통신 시스템의 위치 및 가용한 공간에 따라서 결정된다. 또한, 실제 가용 위치나 개수를 고려하여 시뮬레이션을 실시하여 최적화된 안테나 위치 및 개수를 획득하는 방안으로 사용할 수 도 있다.
마지막으로, 상기 안테나 모델을 표적에 장착한 후, 표적 안테나에 대한 시뮬레이션을 수행한다.(S-26)
검증이 완료된 안테나 모델을 표적 모델에 장착하여 표적 안테나에 대한 전자기 해석을 수행하는 단계이다. 이때 전 단계에서 설정한 표적 안테나의 위치 및 개수가 시뮬레이션 결과, 특정방향의 지향성이 좋지 않아서 최적화 되지 않은 것으로 판단될 경우, 재조정하여 표적 안테나 시뮬레이션을 다시 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표적의 안테나 시뮬레이션을 종료 한 뒤 표적 형상을 간이화하고 표적에 사용하는 안테나의 위치에 시뮬레이션이 완료된 안테나 값을 입력한다. 그리고 해석을 위한 최적 알고리즘을 검토하여 소요시간 동안 분석시간을 수행한 후, 해석결과를 분석한다.
도 3은 표적 모델링을 통해 획득한 안테나 자체에 대한 빔 방사 패턴의 전자계 해석 결과를 나타내며, 도 4는 유도 무기체계 형상을 가진 표적 안테나에 대한 빔 방사 패턴 해석 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 시간에 따른 표적의 예상 비행 궤적 및 표적의 자세 변화를 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)에 대해 나타낸 도면이다. 또한, 도 6은 표적 안테나의 레이더 방향 벡터로부터 안테나 이득을 결정하기 위한 방위각(
Figure pat00001
), 고각(
Figure pat00002
)을 정의한 도이다.
상기 도 5 및 6을 참조하여, 표적의 예상 궤적 또는 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하는 방법에 대해 설명한다.
우선, 시간에 대한 표적의 위치는 계측 레이더를 기준의ENU(East, North, Up) 직교 좌표계 위의 한 지점(E(t), N(t), U(t))으로 표현할 수 있다. 표적의 자세변화가 이루어질 경우에는, 표적의 위치가 ENU 직교 좌표계 위의 한 지점에서 X, Y ,Z축이 정확히 East, North, Up을 가리키지 않게 된다. 이 경우에는 롤, 피치, 요의 자세 변화에 대한 회전행렬 RYPR을 고려해야 한다.
상기의 회전행렬 RYPR은 하기 수학식 1 및 2를 이용하여 계산할 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
또한, 계측 레이더의 방향 벡터
Figure pat00005
는 하기 수학식 3을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure pat00006
또한, 상기 계측 레이더 방향 벡터
Figure pat00007
로부터 도 6에 도시된 바와 같이, 방위각(
Figure pat00008
) 및 고각(
Figure pat00009
)은 하기 수학식 4를 이용하여 계산할 수 있으며, 시간에 대한 함수가 된다.
Figure pat00010
도 7은 상기 수학식 4를 이용한 시간에 대한 방위각 및 고각의 변화를 나타내고 있다.
도 8은 계측 레이더 추적 상태 시뮬레이션 결과, 획득된 거리에 대한 계측 레이더의 신호 대 잡음비 변화를 나타낸다.
계측 레이더의 신호 대 잡음비 변화를 나타내기 위한 일반적인 레이더 비콘 방정식은 하기 수학식 5와 같다.
Figure pat00011
여기서, PB[Watt]는 비콘 송신기의 첨두 전력, GTB[dB]는 표적 방향 비콘 송신 안테나 이득, GR[dB]는 레이더 안테나 이득,
Figure pat00012
[m]는 레이더 파장,
Figure pat00013
[m]는 비콘 펄스 폭, R[m]는 레이더와 표적사이의 거리, K[J/deg.]는 볼츠만 상수, TS는 시스템 잡음 온도, L[dB]은 레이더 비콘 추적 간 손실을 나타내는 파라미터이다.
상기 수학식 5에서, 레이더와 표적간 거리 R은 시간에 대해 변화하는 값이 되며 또한, 표적의 궤적 및 자세 변화로 인해 표적 방향 비콘 송신 안테나 이득은 GTB는
Figure pat00014
,
Figure pat00015
로부터 결정되므로, 상기 수학식 5는 하기 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00016
도 8에서 도시한 바와 같이, 거리에 대한 계측 레이더의 신호 대 잡음비 변화를 본 발명에 따른 경우와 안테나 이득이 일정하다고 가정했을 경우를 비교하여 나타내었다.
또한, 본 발명에서는 계측 레이더의 특성을 상기 수학식 6을 이용하여 모델링할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 페데스털을 구동하기 위한 서보 루프를 간단한 PI제어기로 모델링할 수 있다. 모델링을 위한 서보 루프의 전달함수는 하기 수학식 7과 같을 수 있다.
Figure pat00017
여기서, 서보 루프에 대한 입력은 계측레이더의 모노펄스 추적을 모델링하여 다중 경로 간섭 상황에서 고각 방향의 오차 신호가 된다.
도 9는 도 8의 결과를 바탕으로 계측레이더의 추적 위험구간을 설정하여 나타낸 도이다. 이는 본 발명의 최종 결과물로서 제시될 추적 실패 위험구간을 설정하여 나타낸 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 안테나 이득이 일정하다고 가정했을 경우에 비해, 시뮬레이션 결과 신호 대 잡음비가 10dB이상 급격히 감소한 구간이 설정된 것을 볼 수 있다. 즉, 도 8에서 신호 대 잡음비가 첫 번째로 급격히 감소한 부분은 도 9의 세 번째 추적 위험 구간에 대응되고, 도 8에서 신호 대 잡음비가 두 번째로 급격히 감소한 부분은 도 9의 두 번째 추적 위험 구간에 대응된다. 또한, 도 8에서 신호 대 잡음비가 세 번째로 급격히 감소한 부분은 도 9의 세 번째 추적 위험 구간에 대응된다.
도 10은 본 발명에 따른 계측 레이더의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템(100)을 나타내는 도이다.
상기 시스템은 표적 모델링부(110), 계측 레이더 시뮬레이터(120), 알고리즘 구동부(130)로 구성된다.
표적 모델링부(110)는 표적 안테나 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 및 표적의 자세 변화를 고려하여 표적을 형성하게 된다.
상기 표적 안테나의 전자계 해석은 실제 형상에 설계 또는 도입된 안테나에 대하여 실측된 안테나 패턴과 비교를 위하여, 실제 안테나를 무지향성 챔버에 넣어서 계측한다. 상기에서 사용된 치구와 동일한 접지면을 사용하여 모델링을 수행한 후, 그 결과를 상호 비교한다. 안테나에 대한 설계 및 분석이 완료되었다면 근사화된 모델이나 실제 형상을 편집하여 CAD 자료를 작성한다. CAD 치구위에 설계된 안테나를 장착하여 조건에 따른 전자계 분석을 수행한다.
계측 레이더 시뮬레이터(120)는 레이더의 송수신 특성 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행한다. 안테나 페데스털을 구동하기 위한 서보 루프를 간단한 PI제어기로 모델링할 수 있다. 여기서, 서보 루프에 대한 입력은 계측레이더의 모노펄스 추적을 모델링하여 다중 경로 간섭 상황에서 고각 방향의 오차 신호가 된다.
알고리즘 구동부(130)에서는 레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위함도 판단을 수행한다. 상기 알고리즘 구동부에서 추적 알고리즘을 구동하는 과정은, 표적의 예상 궤적 및 움직임에 따른 표적의 전자파 특성과 안테나 선택에 따른 특정 변수에 대한 계산을 수행한다. 그 후, 상기 계산된 값에 레이더의 서보 특성에 따른 오차를 계산하여 적용한다. 따라서 이를 통해 최종적으로 레이더의 추적오차를 확인할 수 있을 뿐 아니라, 이에 따른 계측 위험도를 판단할 수 있는 상태 판단 방법을 추가하여 최종적으로 레이더 계측 위험도를 판단하게 된다.
100: 시뮬레이션 시스템
110: 표적 모델링부
120: 계측 레이더 시뮬레이터
130: 알고리즘 구동부

Claims (9)

  1. 계측 레이더에서 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법에 있어서,
    표적 안테나에 대한 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 및 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하는 단계;
    레이더의 송수신 특성 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행하는 단계; 및
    레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위험도 판단을 위해 추적 알고리즘을 구동하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 추적 알고리즘을 구동하는 단계는,
    표적의 예상 궤적 및 움직임에 따른 표적의 전자파 특성과 안테나 선택에 따른 특정 변수에 대한 계산을 수행하는 단계; 및
    상기 계산된 값에 레이더의 서보 특성에 따른 오차를 계산하여 적용하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 표적 안테나의 전자계 해석은,
    표적 및 상기 표적에 장착되는 안테나 모델을 선정하는 단계;
    상기 선정된 안테나에 대해 전계 해석 및 안테나 특성에 대한 결과를 얻기 위해 상기 안테나에 대해 독립적으로 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    실제 안테나의 방사 패턴 측정값과 상기 수행된 시뮬레이션 값을 비교하는 단계;
    표적에 대한 시뮬레이션 형상을 제작하고 상기 안테나 장착시의 전자기 해석을 위한 모델로 변환하는 단계;
    표적 안테나의 위치 및 개수를 설정하는 단계; 및
    상기 안테나 모델을 표적 모델에 장착하여 표적 안테나에 대한 전자기 해석을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표적을 모델링하는 단계는 풀 웨이브(full-wave)방식으로 획득된 전계 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 표적을 모델링하는 단계는 시간에 대한 표적의 위치에 롤, 피치, 요의 자세 변화에 대한 회전행렬을 적용하는 것을 특징으로 하는 계측레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 서보 루프는 PI 제어기를 사용하여 모델링하는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 방법.
  7. 계측 레이더에서 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템에 있어서,
    표적 안테나에 대한 전자계 해석, 표적의 예상 궤적 및 자세 변화 예측 자료를 이용하여 표적을 모델링하기 위한 표적 모델링부;
    레이더의 송수신 특성 및 서보 루프의 구동을 고려하여 계측 레이더에 대한 모델링을 수행하는 계측 레이더 시뮬레이터; 및
    레이더의 추적 오차 확인 및 계측 위험도 판단을 위해 추적 알고리즘을 구동하는 알고리즘 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 알고리즘 구동부는,
    표적의 예상 궤적 및 움직임에 따른 표적의 전자파 특성과 안테나 선택에 따른 특정 변수에 대한 계산을 수행하며, 상기 계산된 값에 레이더의 서보 특성에 따른 오차를 계산하여 적용하는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 서보 루프는 PI 제어기를 사용하여 모델링하는 것을 특징으로 하는 계측 레이더에서의 표적 안테나 신호 추적을 위한 시뮬레이션 시스템.
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