KR20120100039A - 레이더 시스템 및 그 보정 방법 - Google Patents

레이더 시스템 및 그 보정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120100039A
KR20120100039A KR1020110018655A KR20110018655A KR20120100039A KR 20120100039 A KR20120100039 A KR 20120100039A KR 1020110018655 A KR1020110018655 A KR 1020110018655A KR 20110018655 A KR20110018655 A KR 20110018655A KR 20120100039 A KR20120100039 A KR 20120100039A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
difference
sum
azimuth
elevation
Prior art date
Application number
KR1020110018655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101201901B1 (ko
Inventor
서승희
박재형
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020110018655A priority Critical patent/KR101201901B1/ko
Publication of KR20120100039A publication Critical patent/KR20120100039A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101201901B1 publication Critical patent/KR101201901B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
    • G01S13/4454—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing phase comparisons monopulse, i.e. comparing the echo signals received by an interferometric antenna arrangement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 명세서는 레이더 시스템 내의 다수의 채널 경로들의 길이가 서로 다름으로 인해 발생하는 수신 신호의 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 레이더 시스템 및 그 보정 방법에 관한 것이다. 본 명세서의 실시예에 따른 레이더 시스템은, 송신신호에 의해 표적으로부터 반사된 수신 신호를 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해 수신하는 안테나부와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기와; 다수의 채널 경로들을 통해 상기 안테나에 연결되고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 점검 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 상기 수신 신호를 보정하는 송수신부를 포함할 수 있다.

Description

레이더 시스템 및 그 보정 방법{RADAR SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING SIGNAL THEREOF}
본 명세서는 레이더 시스템 및 그 보정 방법에 관한 것이다.
일반적인 레이더 시스템은, 안테나 4분면으로부터 분리된 합(Σ)과 두 차 채널의 신호(ΔAZ, ΔEL)를 생성하지만, 안테나 급전부 구성의 복잡성과 다수의 수신부와의 연결 문제로 채널 경로가 서로 달라서 각 채널 경로의 길이 차이에 의한 위상차가 발생하여 각 채널 경로를 통해 수신된 신호의 크기와 위상을 동일하게 보정하는 것이 어려웠다.
본 명세서의 목적은, 레이더 시스템 내의 다수의 채널 경로들의 길이가 서로 다름으로 인해 발생하는 수신 신호의 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 레이더 시스템 및 그 보정 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 레이더 시스템은, 송신신호에 의해 표적으로부터 반사된 수신 신호를 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해 수신하는 안테나부와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기와; 다수의 채널 경로들을 통해 상기 안테나에 연결되고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 점검 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 상기 수신 신호를 보정하는 송수신부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 송수신부는 상기 다수의 채널 경로들 간의 서로 다른 길이로 의해 발생하는 상기 수신 신호의 위상차를 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 실시예에 따른 레이더 시스템은, 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 근거로 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 생성하는 안테나부와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기와; 상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 생성된 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 제1 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 송수신부를 포함하며, 여기서, 상기 안테나부는 상기 점검 신호를 근거로 상기 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 다수의 채널 경로는 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로를 포함하며, 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로는 각각은 상기 제2 합 신호의 채널 경로, 상기 제2 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제2 고각 차 신호의 채널 경로와 각각 동일한 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 송수신부는 상기 위상차를 보정한 후 상기 보정된 신호에 90도의 위상을 더하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 신호 처리부는 상기 제1 및 제2 합 신호와 상기 제1 및 제2 두 차 신호 간의 크기를 보정하기 위해 상기 다수의 채널 경로에 상기 점검 신호를 인가한 후 각 채널 경로의 출력단에서의 신호 세기를 측정하고, 상기 신호 세기를 근거로 상기 제1 합 신호에 대해 제1 두 차 신호의 상대적인 크기를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 안테나부는 상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 합 신호를 생성하는 합성부와; 상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 방위각 방향 차 신호를 생성하는 방위각 방향 차 신호 생성부와; 상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 고각방향 차 신호를 생성하는 고각방향 차 신호 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 송수신부는 상기 제1 및 제2 합 신호를 수신하는 제1 수신부와; 상기 제1 및 제2 방위각 방향 차 신호를 수신하는 제2 수신부와; 상기 제1 및 제2 고각방향 차 신호를 수신하는 제3 수신부와; 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 실시예에 따른 레이더 시스템의 보정 방법은, 송신신호에 의해 표적으로부터 반사된 수신 신호를 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해 수신하는 단계와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치된 결합기에 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 단계와; 상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 점검 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 상기 수신 신호를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 수신 신호를 보정하는 단계는 상기 다수의 채널 경로들 간의 서로 다른 길이로 의해 발생하는 상기 수신 신호의 위상차를 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 보정하는 단계일 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 레이더 시스템의 보정 방법은, 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 수신하는 단계와; 상기 수신 신호를 근거로 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 생성하는 단계와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치된 결합기에 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 단계와; 상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해 상기 생성된 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 수신하는 단계와; 상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하는 단계와; 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하는 단계와; 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호는 상기 점검 신호를 근거로 생성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 다수의 채널 경로는 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로를 포함하며, 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로는 각각은 상기 제2 합 신호의 채널 경로, 상기 제2 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제2 고각 차 신호의 채널 경로와 각각 동일할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템 및 그 보정 방법은, 레이더 시스템 내의 다수의 채널 경로들의 길이가 서로 다름으로 인해 발생하는 수신 신호의 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 효과가 있다.
도1 및 도2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템을 설명하기 위한 일반적으로 모노펄스 원리를 사용하는 레이더용 안테나 구조를 나타낸 예시도 이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템을 나타낸 구성도이다.
이하에서는, 레이더 시스템 내의 다수의 채널 경로들의 길이가 서로 다름으로 인해 발생하는 수신 신호의 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 레이더 시스템 및 그 보정 방법을 도1 내지 도3을 참조하여 상세히 설명한다.
도1 및 도2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템을 설명하기 위한 일반적으로 모노펄스 원리를 사용하는 레이더용 안테나 구조를 나타낸 예시도 이다. 도1은 4분면으로 나누어진 안테나 구조로서, 십자가 형태의 모노 펄스 구조를 나타내며. 도2는 "X" 형태의 모노 펄스 구조를 나타낸다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 일반적으로 모노펄스 원리를 사용하는 레이더용 안테나는, 4 분면(A, B, C, D)으로 분리되어 있으며, 레이더 신호를 송신 시에는 각 4분면으로부터 동일한 위상과 크기를 갖는 신호가 대기 중으로 방사되고, 수신된 신호는 모노펄스 처리를 위해 다음과 같이 3개의 신호로 분리되며, Σ은 합 신호, ΔAZ는 방위각 방향의 차 신호, ΔEL는 고각 방향의 차 신호를 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 모노 펄스 방식의 레이더 시스템에서 표적을 방위각과 고각 방향에 대해 추적하는 방식은 합(Σ)과 두 차 신호(ΔAZ, ΔEL)의 비인 (ΔAZ/Σ 또는 ΔEL/Σ)로부터 얻어진 결과를 이용한다. 이러한 개념을 적용하기 위해서는 각 3 채널 수신 경로에서의 신호의 크기와 위상이 서로 동일해야 하며, 만약 그렇지 못한 경우에는 표적의 추적각도의 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 대부분의 레이더 시스템의 경우 안테나 급전 경로를 포함한 모든 채널의 급전 경로에 대해 크기와 위상을 하드웨어적으로 정확히 일치시키거나 또는 소프트웨어적으로 보정작업을 수행해야 한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템을 나타낸 구성도이다.
도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템은, 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 근거로 제1 합 신호(Σ), 제1 방위각 차 신호(ΔAZ), 제1 고각 차 신호(ΔEL)를 생성하는 안테나부와; 상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기(100)와; 상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 생성된 제1 합 신호(Σ), 제1 방위각 차 신호(ΔAZ), 제1 고각 차 신호(ΔEL)를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 제1 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 송수신부를 포함하며, 상기 안테나부는 상기 점검 신호를 근거로 상기 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 생성한다. 여기서, 상기 합 신호, 방위각 차 신호, 고각 차 신호 자체를 생성하는 기술은 이미 공지된 기술이다.
상기 신호 처리부(51)는 상기 위상차(
Figure pat00004
,
Figure pat00005
)를 보정한 후에 그 보정된 신호에 추가적으로 90도의 위상을 더해줄 수 있다.
반면, 상기 신호 처리부(51)는, 상기 합 신호와 두 차 신호(방위각 차 신호, 고각 차 신호를) 간의 크기를 보정할 때 상기 점검 채널을 통해 상기 점검 신호를 인가한 후 각 채널 출력단(또는 각 수신부의 입력단)에서의 신호의 세기를 측정하고, 상기 합 신호에 대해 두 차 신호의 상대적인 크기를 보정한다.
상기 송수신부에 포함된 신호 발생부(31)(예를 들면, 레이더 송신기)로부터 인가된 송신 신호는 순환기(21)를 거처 순차적으로 3개의 분배기(예를 들면, 전력 분배기 또는 Magic-T)(11, 12, 14)로 인가된 후 안테나의 4 분면(A,B,C,D)을 통해 크기 및 위상이 동일한 신호가 대기 중으로 방사된다.
반면, 상기 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사된 신호(수신 신호)는 합 신호(Σ)의 경우에는 안테나의 각 4분면으로부터 제2 분배기(12) 및 제3 분배기(14)에 동시에 인가된 후 제1 분배기(11)를 거처 합성되고(합 신호), 방위각 방향 차 신호(ΔAZ)는 제1 분배기(11)를 거처 생성되며, 고각방향 차 신호(ΔEL)는 제4 분배기(13)를 거처 생성된다. 여기서, 상기 합 신호, 방위각 방향 차 신호(ΔAZ), 고각방향 차 신호(ΔEL) 자체를 생성하는 기술은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
예를 들면, 상기 제1 분배기(11)는, 상기 안테나의 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 합성하여 합 신호(Σ)를 생성하는 합성부(도시하지 않음)와, 상기 안테나의 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 방위각 방향 차 신호(ΔAZ)를 생성하는 방위각 방향 차 신호 생성부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 상기 제4 분배기(13)는 상기 안테나의 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 고각방향 차 신호(ΔEL)를 생성하는 고각방향 차 신호 생성부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도3에 도시한 바와 같이, 안테나 후단의 4분면 출력 경로 4개소(A, B, C, D) 중 임의의 위치(예를 들면, D분면 채널)에 결합기(100)를 구성하고, 상기 결합기(100)에 송신 신호와 동일한 신호(점검 신호)를 인가하면 안테나를 포함한 수신 경로인 3채널 경로 전체에 대한 점검 및 보정을 쉽고 간단하게 수행할 수 있다. 즉, 도3과 같이 안테나 후단의 4 분면 출력 채널인 4개소 중 임의의 한 분면 채널에 상기 결합기(100)를 설치하고, 이 결합기(100)의 입력단에 상기 점검 신호를 인가함으로써 쉽게 레이더 시스템의 각 채널에 대한 신호의 위상 및 크기를 보정할 수 있다.
상기 결합기(100)는 안테나 급전부가 도파관일 경우 도파관 결합기를 사용하고, 기판형태일 경우에는 마이크로스트립 선로 형태의 결합기를 사용할 수도 있다.
이하에서는, 상기 레이더 시스템의 각 채널에 대한 신호의 위상 보정 방법을 설명한다.
먼저, 상기 신호 발생부(31)는 상기 점검 신호를 상기 결합기(100)에 인가한다. 상기 점검 신호를 상기 결합기(100)에 인가하면, 상기 점검 신호는 상기 제3 분배기(14)를 통해 두 개의 경로로 분리되고, 그 분리된 신호 중 한 신호(제1 신호)는 상기 합성부 및 상기 방위각 방향 차 신호 생성부에 의해 상기 합 신호(Σ) 및 상기 방위각 방향 차 신호(ΔAZ)로 변환된 후 그 합 신호는 합 신호 수신부(41)에 인가되고, 상기 방위각 방향 차 신호(ΔAZ)는 방위각 방향 차 신호 수신부(42)에 인가된다(합 채널 경로 및 방위각 방향 차 채널 경로). 또한, 상기 제3 분배기(14)로부터 분리된 다른 신호(제2 신호)는 상기 고각방향 차 신호 생성부에 의해 상기 고각방향 차 신호(ΔEL)로 변환되고, 그 변환된 고각방향 차 신호는 고각방향 차 신호 수신부(43)에 인가된다(고각방향 차 채널 경로). 이때, 상기 결합기(100)로부터 인가되는 점검 신호의 이동 경로(3개의 채널 경로(합 채널 경로, 방위각 방향 차 채널 경로, 고각방향 차 채널 경로))의 길이는 실제 원전계 거리에서 표적신호로부터 안테나로 인가된 수신신호가 안테나 후단의 급전부를 거쳐 각 신호(Σ, ΔAZ, ΔEL)의 수신부(41, 42, 43)로 입력되는 경로 길이와 동일하고, 합 신호(Σ)와 두 차 신호(ΔAZ, ΔEL) 간의 상대 위상은 정확히 90도의 위상차를 갖는다.
예를 들면, 원전계(Far-Field) 거리에서 인가된 수신 신호로부터 생성된 수신부(41, 42, 43)의 입력단에서의 합과 두 차 신호의 상대적인 위상차는 3 채널 경로(합 채널 경로, 방위각 방향 차 채널 경로, 고각방향 차 채널 경로)의 길이가 동일하다면 벡터 합과 차의 원리로부터 정확히 90도의 위상차가 발생하지만, 실제적으로 3 채널 경로의 길이가 서로 다르므로 90도의 위상차와 경로 차이에 의한 위상차가 추가로 발생한다. 이를 수식으로 표현하면 수학식 4 및 5와 같다.
Figure pat00006
Figure pat00007
여기서, 상기
Figure pat00008
는 합(Σ) 신호의 채널 경로와 방위각 방향 차 신호(ΔAZ)의 채널 경로의 차이에 의해 발생하는 위상차를 의미하며,
Figure pat00009
는 합 신호(Σ)의 채널 경로와 고각방향 차 신호(ΔEL)의 채널 경로의 차이에 의해 발생하는 위상차를 의미한다.
다음으로 도3의 점검 채널로부터 인가된 신호에 의해 발생하는 수신부 입력단에서의 합 신호(Σ)와 두 차 신호(ΔAZ, ΔEL) 간의 상대 위상차는 합 신호(Σ)와 두 차 신호(ΔAZ, ΔEL) 간의 경로 차이에 의한 상대 위상차만 발생한다. 이를 수식으로 표현하면 수학식 6 및 수학식 7과 같다.
Figure pat00010
Figure pat00011
수학식 4, 5와 수학식 6, 7의 관계식으로부터 원전계로부터 인가된 합 신호와 두 차 신호 간의 상대 위상차와 점검 채널(합 신호의 채널 경로, 방위각 방향 차 신호의 채널 경로, 고각방향 차 신호의 채널 경로)로부터 인가된 합 신호와 두 차 신호(ΔAZ, ΔEL) 간의 상대 위상차는 정확히 90도의 위상차를 갖는다. 따라서, 상기 점검 채널에 점검신호를 인가하여 각 채널의 신호들 간의 위상 보정을 수행하는 경우 합 신호와 두 차 신호 간의 상대 위상차를 측정하여 이 위상차(
Figure pat00012
,
Figure pat00013
)를 보정한 후 90도 위상차를 더해주면 된다.
예를 들면, 상기 신호 처리부(51)는, 4분면 구조를 갖는 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 근거로 생성된 제1 합 신호(Σ), 제1 방위각 차 신호(ΔAZ), 제1 고각 차 신호(ΔEL)를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정한다. 여기서, 상기 합 신호(Σ), 방위각 차 신호(ΔAZ), 고각 차 신호(ΔEL) 자체를 생성하는 기술은 이미 공지된 기술이다.
상기 신호 처리부(51)는 상기 위상차(
Figure pat00014
,
Figure pat00015
)를 보정한 후에 그 보정된 신호에 추가적으로 90도의 위상을 더해준다.
반면, 상기 신호 처리부(51)는, 상기 합 신호와 두 차 신호 간의 크기를 보정할 때 상기 점검채널을 이용하여 점검 신호를 인가한 후 각 채널 출력단에서의 신호의 세기를 측정하고, 상기 합 신호에 대해 두 차 신호의 상대적인 크기를 보정한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템 및 그 보정 방법은, 레이더 시스템 내의 다수의 채널 경로들의 길이가 서로 다름으로 인해 발생하는 수신 신호의 오차를 효과적으로 보정할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 송신신호에 의해 표적으로부터 반사된 수신 신호를 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해 수신하는 안테나부와;
    상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기와;
    다수의 채널 경로들을 통해 상기 안테나에 연결되고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 점검 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 상기 수신 신호를 보정하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 다수의 채널 경로들 간의 서로 다른 길이로 인해 발생하는 상기 수신 신호의 위상차를 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 보정하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  3. 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 수신하고, 상기 수신 신호를 근거로 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 생성하는 안테나부와;
    상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치되고, 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 결합기와;
    상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 생성된 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 송수신부를 포함하며, 여기서, 상기 안테나부는 상기 점검 신호를 근거로 상기 2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 다수의 채널 경로는 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로를 포함하며, 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로는 각각은 상기 제2 합 신호의 채널 경로, 상기 제2 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제2 고각 차 신호의 채널 경로와 각각 동일한 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 위상차를 보정한 후 상기 보정된 신호에 90도의 위상을 더하는 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 제1 및 제2 합 신호와 상기 제1 및 제2 두 차 신호 간의 크기를 보정하기 위해 상기 다수의 채널 경로에 상기 점검 신호를 인가한 후 각 채널 경로의 출력단에서의 신호 세기를 측정하고, 상기 신호 세기를 근거로 상기 제1 합 신호에 대해 제1 두 차 신호의 상대적인 크기를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 안테나부는,
    상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 합 신호를 생성하는 합성부와;
    상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 방위각 방향 차 신호를 생성하는 방위각 방향 차 신호 생성부와;
    상기 안테나 각 4분면으로부터 수신된 신호들을 근거로 상기 고각방향 차 신호를 생성하는 고각방향 차 신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 제1 및 제2 합 신호를 수신하는 제1 수신부와;
    상기 제1 및 제2 방위각 방향 차 신호를 수신하는 제2 수신부와;
    상기 제1 및 제2 고각방향 차 신호를 수신하는 제3 수신부와;
    상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하고, 상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  9. 송신신호에 의해 표적으로부터 반사된 수신 신호를 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해 수신하는 단계와;
    상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치된 결합기에 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 단계와;
    상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해 상기 수신 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 상기 점검 신호를 수신하고, 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 상기 수신 신호를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수신 신호를 보정하는 단계는,
    상기 다수의 채널 경로들 간의 서로 다른 길이로 의해 발생하는 상기 수신 신호의 위상차를 상기 다수의 채널 경로들을 통해 수신된 상기 점검 신호를 근거로 보정하는 단계인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 보정 방법.
  11. 4분면 구조를 갖는 안테나를 통해, 레이더 시스템의 송신 신호에 의해 표적으로부터 반사되는 수신 신호를 수신하는 단계와;
    상기 수신 신호를 근거로 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 4분면 중 어느 하나의 분면에 설치된 결합기에 상기 송신 신호와 동일한 점검 신호를 인가하는 단계와;
    상기 안테나에 연결된 다수의 채널 경로들을 통해 상기 생성된 제1 합 신호, 제1 방위각 차 신호, 제1 고각 차 신호를 수신하는 단계와;
    상기 다수의 채널 경로들을 통해, 상기 점검 신호를 근거로 생성된 제2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호를 수신하는 단계와;
    상기 제1 합 신호과 상기 제1 방위각 차 신호간의 제1 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 방위각 차 신호간의 제2 위상차를 근거로 보정하는 단계와;
    상기 제1 합 신호과 상기 제1 고각 차 신호간의 제3 위상차를 상기 제2 합 신호와 상기 제2 고각 차 신호간의 제4 위상차를 근거로 보정하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 2 합 신호, 제2 방위각 차 신호, 제2 고각 차 신호는 상기 점검 신호를 근거로 생성되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 보정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 채널 경로는 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로를 포함하며, 상기 제1 합 신호의 채널 경로, 상기 제1 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제1 고각 차 신호의 채널 경로는 각각은 상기 제2 합 신호의 채널 경로, 상기 제2 방위각 차 신호의 채널 경로, 상기 제2 고각 차 신호의 채널 경로와 각각 동일한 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 보정 방법.
KR1020110018655A 2011-03-02 2011-03-02 레이더 시스템 및 그 보정 방법 KR101201901B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110018655A KR101201901B1 (ko) 2011-03-02 2011-03-02 레이더 시스템 및 그 보정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110018655A KR101201901B1 (ko) 2011-03-02 2011-03-02 레이더 시스템 및 그 보정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120100039A true KR20120100039A (ko) 2012-09-12
KR101201901B1 KR101201901B1 (ko) 2012-11-16

Family

ID=47109845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110018655A KR101201901B1 (ko) 2011-03-02 2011-03-02 레이더 시스템 및 그 보정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101201901B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102151073B1 (ko) 2019-12-10 2020-09-02 한화시스템 주식회사 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101544821B1 (ko) 2014-11-18 2015-08-17 엘아이지넥스원 주식회사 모노펄스 레이더 시스템
KR101544820B1 (ko) 2014-11-18 2015-08-17 엘아이지넥스원 주식회사 모노펄스 레이더 시스템의 수신 채널 보정 방법
KR101961804B1 (ko) * 2017-06-21 2019-03-26 국방과학연구소 간섭계 방식을 이용한 합차 모노펄스의 부엽 식별 장치 및 방법
KR102088913B1 (ko) * 2018-07-18 2020-04-23 국방과학연구소 최적화 기법을 이용한 단원형배열안테나의 합차 모노펄스 부엽식별 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952367B2 (ja) 2001-12-11 2007-08-01 日本電気株式会社 レーダ装置
KR100517641B1 (ko) 2003-02-26 2005-09-29 국방과학연구소 송신파형 점검 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102151073B1 (ko) 2019-12-10 2020-09-02 한화시스템 주식회사 위상 보정방법, 위상 보정장치, 및 완전디지털 레이더

Also Published As

Publication number Publication date
KR101201901B1 (ko) 2012-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE49619E1 (en) Radar device
US10578707B2 (en) Radar apparatus and method for processing radar signal
Schmid et al. An FMCW MIMO radar calibration and mutual coupling compensation approach
KR101201901B1 (ko) 레이더 시스템 및 그 보정 방법
US9910150B2 (en) Method, antenna array, radar system and vehicle
GB2572511A (en) Method and system for using a receive planar phased array antenna on a communication platform to estimate a pointing error of the antenna
US11269070B2 (en) Radar apparatus
JP2013174498A (ja) モノパルス測角装置およびモノパルス測角方法
RU2507647C1 (ru) Фазированная антенная решетка с управляемой шириной диаграммы направленности
CN109116297A (zh) 一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法
US11493620B2 (en) Distributed monopulse radar antenna array for collision avoidance
CN108089161B (zh) 一种基于功率反馈的天线阵列合成波束空域选择方法
EP3825716B1 (en) Radar device and target angle measurement method
US11933875B2 (en) Radar apparatus
JP2009204420A (ja) 測角装置
JP2005140639A (ja) 分散開口レーダー装置
Kurganov Antenna array complex channel gain estimation using phase modulators
CN112213702A (zh) 一种geo sar卫星波束指向标定方法
RU2577827C1 (ru) Многолучевая самофокусирующаяся антенная решетка
JP2015200562A (ja) レーダ用給電回路
CN112152689A (zh) 波束发送控制方法、装置及发送端
Klare et al. First imaging and change detection results of the MIMO radar MIRA-CLE Ka
CN113412433A (zh) 测角装置、测角方法及车载装置
CN103579759A (zh) 一种实现阵列天线波束全向覆盖的方法
Rommel et al. Development of a MIMO Radar System demonstrator-Calibration and demonstration of first results

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee