KR20140010825A - 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

명세서는 잡음 신호가 레이더 신호와 비슷하거나 크게 수신되는 환경에서 위협 신호(예를 들면, 레이더 신호)를 효과적으로 구분해 낼 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치는, 고주파를 사용하는 이미터 제원의 신호를 근거로 무기체계를 판별하고, 레이더 신호를 탐색하는 레이더 경보 수신기에 있어서, 레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 수신부와; 상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값을 설정하고, 상기 제1 문터값보다 작은 제2 문턱값을 설정하는 문턱값 설정부와; 상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함할 수 있다.

Description

레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치{SIGNAL FILTERING METHOD OF RADAR WARNING RECEIVER AND APPARATUS THEREOF}
본 명세서는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재 사용되고 있는 전자전 체계의 센서 장비에는 미사일 경보 수신기(MWR), 레이저 경보 수신기(LWR), 레이더 경보 수신기(RWR)가 있다. 생존 장비는 각 센서에서 들어온 정보를 식별하고, 그 식별된 정보를 통합하여 사용자에게 제공한다.
레이더 경보 수신기는 고주파를 사용하는 이미터(emitter) 제원의 신호를 수신하여, 어떠한 무기체계인지 판별할 수 있다. 또한, 레이더 경보 수신기는 레이더 신호를 탐색하는 단계인지, 미사일 발사를 위한 추적의 단계인지 구분할 수 있는 정보를 제공한다. 전자전에서 사용하고 있는 고주파 신호의 범위는 수 MHz에서 수십 GHz에 이른다. 생존 장비는 주변국 위협 상황을 고려하여, 매우 넓은 주파수 영역을 감시(monitoring)할 수 있도록 설계된다. 광대역 수신기는 제한된 주파수 사용범위로 인해 주파수를 몇 개의 구간으로 나누어 설계된다. 일부 주파수 구간은 상용 주파수와 군 주파수가 나란히 존재하는 영역이 있다. 상용 주파수 신호는 잡음 신호로 작용하여 레이더의 신호를 구분하기 어렵게 한다. 따라서 상용 주파수 신호가 강한 지역에서 효과적인 작전 수행을 위해서는 잡음 신호와 레이더 신호를 어떻게 구분하느냐가 중요한 문제로 대두된다.
레이더 경보 수신기는 신호의 크기, 형태, 주기, 지속시간, TOA(Time of Arrival), AOA(Angle of Arrival), 주파수 성분을 가지고 PDW(Pulse Description Word)를 수집한다. PDW 수집은 실시간으로 이루어지고 한정된 공간에 저장된다. 한정된 공간을 활용하여 PDW 신호를 수집하기 위해서는 저장하기 전에 식별된 신호가 레이더 신호인지 잡음 신호인지 판단하는 절차를 거처야 한다. 종래의 잡음 신호를 필터링 하는 방법은 문턱값을 잡음 신호 크기 이상으로 자동으로 조정함으로써 문턱값 보다 높게 수신되는 레이더 신호만을 분리하도록 하는 것이다. 산악 및 도서 지역에서의 상용 통신망은 신호 전달 거리를 높이기 위해 높은 곳에서 큰 전력으로 송수신하는 방법을 선택하고 있다. 따라서, 작전 지역이 산악 및 도서 지역인 경우 레이더 신호가 잡음 신호와 비슷한 경우도 발생할 수 있다. 종래 기술은 잡음 신호 크기를 판단하여 문턱값을 높이는 방법만을 택함으로써, 잡음 신호와 비슷한 크기의 레이더 신호를 식별해 낼 수 없는 문제점이 있었다.
본 명세서는 잡음 신호가 레이더 신호와 비슷하거나 크게 수신되는 환경에서 위협 신호(예를 들면, 레이더 신호)를 효과적으로 구분해 낼 수 있는 방법 및 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치는, 고주파를 사용하는 이미터 제원의 신호를 근거로 무기체계를 판별하고, 레이더 신호를 탐색하는 레이더 경보 수신기에 있어서, 레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 수신부와; 상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값을 설정하고, 상기 제1 문터값보다 작은 제2 문턱값을 설정하는 문턱값 설정부와; 상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제2 문턱값은 상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값일 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법은, 고주파를 사용하는 이미터 제원의 신호를 근거로 무기체계를 판별하고, 레이더 신호를 탐색하는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법에 있어서, 레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 단계와; 상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값을 설정하는 단계와; 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값을 설정하는 단계와; 상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 제2 문턱값은 상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치는, 잡음 신호가 레이더 신호와 비슷하거나 크게 수신되는 환경에서 위협 신호(예를 들면, 레이더 신호)를 효과적으로 구분해 낼 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 시간 변화에 따른 주파수를 스캔하는 종래 기술을 나타낸 도이며, 도 4는 시간 변화에 따른 주파수를 스캔하는 본 발명을 나타낸 도이다.
도 5는 B1, B'1 영역에서 레이더 신호와 잡음 신호가 동시에 있을 때 탐지해 낼 수 있는 레이더 신호가 무엇인지를 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는, 잡음 신호가 레이더 신호와 비슷하거나 크게 수신되는 환경에서 위협 신호(예를 들면, 레이더 신호)를 효과적으로 구분해 낼 수 있는 방법 및 그 장치를 도 1 내지 도5를 참조하여 설명한다.
먼저, 레이더 경보 수신기의 이동 통신 신호 필터링 동작 원리는 다음과 같다.
레이더 경보 수신기는 주파수 범위에 따라 4가지 주파수 Band(B1, B2, B3, B4)로 구분하여 동작한다. 동작 방법은 특정한 Td 시간 동안 Bx대역에서 신호 수집 후 Bx +1로 순차적으로 이동하여 주기적으로 반복하는 것이다. 각 밴드(Band)의 주파수 범위는 수 GHz에 이른다.
국내에서 사용하고 있는 CDMA, WCDMA, LTE 이동통신 주파수는 800~900MHz, 1700~2200MHz 영역 내에서 사용되고 있고, 무선(Wireless) LAN의 경우 2400MHz 영역을 사용하고 있다. 상용 통신망 중에 기지국을 사용하여 높은 출력으로 전송하는 영역은 상기 주파수 대역이고, 언급된 상용 주파수 대역 중 일부가 레이더 경보 수신기의 수신대역(B1)과 중첩되며, 이 중첩 대역에 해당되는 신호는 잡음으로 동작한다.
레이더 경보 수신기에는 PDW(Pulse Description Word) 측정판에 전처리 필터가 존재한다. 전처리 필터에서는 AOA(Angle of Arrival), TOA(Time of Arrival), PW(Pulse Word), 주파수(Frequency) 정보를 바탕으로 필터링하는 역할을 한다. 이때 이동통신 신호의 주파수 대역 전체를 필터링이 되도록 설정한다면 통신 잡음을 차단할 수 있다. 하지만 이동통신 주파수에 해당하는 레이더 신호들 또한 차단된다.
따라서, B1 주파수 구간을 나누어 신호 탐색을 수행하면 잡음 신호 사이에서 위협 신호를 완벽하게 구분해 낼 수 있다. 예를 들면, B1 영역은 종래기술과 같이 문턱값을 잡음 신호 세기에 따라 변경하여 측정하는 방법으로 하고, B'1 영역을 새로운 문턱값으로 고정시키고, 상용 주파수 대역을 필터링하여 측정하는 방법을 동시에 사용하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치는, 레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 수신부(10)와; 상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값(B1)을 설정하고, 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값(B'1)을 설정하는 문턱값 설정부(20)와; 상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 신호 검출부(30)를 포함한다. 상기 제2 문턱값은 상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 상기 수신부(10)는 레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신한다(S11).
상기 문턱값 설정부(20)는, 상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값(B1)을 설정하고(S12), 상기 제1 문턱값보다 작은 제2 문턱값(B'1)을 설정한다(S13). 상기 제2 문턱값은 상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값을 나타낸다.
상기 신호 검출부(30)는 상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출한다(S14).
도 3은 시간 변화에 따른 주파수를 스캔하는 종래 기술을 나타낸 도이며, 도 4는 시간 변화에 따른 주파수를 스캔하는 본 발명을 나타낸 도이다.
도 5는, B1, B'1영역에서 레이더 신호와 잡음 신호가 동시에 있을 때 탐지해 낼 수 있는 레이더 신호가 무엇인지를 설명하기 위한 예시도이다.
B1 영역으로 동작 시에는 문턱 값이 잡음 신호의 진폭 높이만큼 문턱 값(Threshold) B1 으로 형성이 된다. 이때 탐지가 가능한 레이더 신호는 제1 문턱값(B1) 보다 PA(Pulse Amplitude)가 큰 레이더 신호인 ②, ③이고, 제1 문턱값 보다 PA가 낮은 ①, ④신호는 탐지할 수가 없다.
반면 B'1 영역으로 동작 시에는 문턱값이 제2 문턱 값(Threshold) B'1으로 고정되어 있기 때문에 ①,②,③,④ 및 잡음 신호 모두 감지를 하지만, 잡음(Noise) 신호 영역을 필터링 함으로써, ①,②,④신호만을 탐지하고, 잡음 신호와 동일한 주파수를 사용하는 ③신호는 탐지할 수가 없다. 따라서, 제1 문턱값(B1) 및 제2 문턱값(B'1)을 상호보완적이고, 동시에 사용하게 되면 레이더 신호 ①,②,③,④ 모두를 탐지할 수 있다.
본 발명은 기존의 (...B1, B2, B3, B4...) 스캔방법에서 (...B1, B'1, B2, B3, B4...) 혹은 (...B1, B2, B3, B4, B'1, B2, B3, B4...) 등 다양한 스캔방법으로 변경이 가능하다. 한편, 밴드(Band) 별 탐색 시간 Td는 매우 짧기 때문에 B'1추가로 인한 탐색 지연 시간은 무시할 수 있다.
따라서, 본 발명은 신호 세기가 크고, 다양한 잡음 신호가 존재하는 환경 하에서도 레이더 신호가 레이더 경보 수신기에 의해 수집 식별이 가능하도록 도와주고 불필요한 신호가 전시되지 않도록 하여 작전 수행 능력을 향상시킬 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.
10 : 수신부 20: 문턱값 설정부
30: 신호 검출부

Claims (3)

  1. 고주파를 사용하는 이미터 제원의 신호를 근거로 무기체계를 판별하고, 레이더 신호를 탐색하는 레이더 경보 수신기에 있어서,
    레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 수신부와;
    상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값을 설정하고, 상기 제1 문터값보다 작은 제2 문턱값을 설정하는 문턱값 설정부와;
    상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 신호 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 문턱값은,
    상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값인 것을 특징으로 하는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치.
  3. 고주파를 사용하는 이미터 제원의 신호를 근거로 무기체계를 판별하고, 레이더 신호를 탐색하는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법에 있어서,
    레이더 신호와 잡음 신호를 포함하는 신호를 수신하는 단계와;
    상기 잡음 신호의 진폭 높이만큼 제1 문턱 값을 설정하는 단계와;
    상기 제1 문터값보다 작은 제2 문턱값을 설정하는 단계와;
    상기 제1 및 제2 문턱값을 근거로 상기 레이더 신호를 검출하는 단계를 포함하며, 상기 제2 문턱값은 상기 잡음 신호와 동일한 주파수를 갖는 레이더 신호를 검출하기 위한 문턱값을 나타내는 것을 특징으로 하는 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 장치.
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