KR20170103263A - 고해상도 레이더 시험장치 및 그 시험 방법 - Google Patents

고해상도 레이더 시험장치 및 그 시험 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고해상도 레이더 시험장치는, 고해상도 레이더의 실내시험을 위한 레이더 대상물의 다중산란점 분포를 모사하는 모의신호를 생성하는 레이더신호발생기; 상기 레이더신호발생기로부터 수신된 상기 모의신호를 산란점 개수만큼 분기하고, 상기 분기된 신호 경로의 각각에 증폭기, 가변감쇠기 및 가변 시간지연소자를 구비하는 신호분배모듈; 및 상기 산란점 개수에 해당하는 복수의 송신안테나를 포함하고, 고해상도 레이더를 실내시험할 때, 레이더 대상물에 의해 발생하는 시변 다중산란점을 모사하여 시험할 수 있다.

Description

고해상도 레이더 시험장치 및 그 시험 방법{AN APPARATUS FOR SIMULATING A HIGH RESOLUTION RADAR AND A METHOD THEREOF}
본 발명은 고해상도 레이더 시험장치 및 상기 고해상도 레이더 시험장치를 이용한 시험 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고해상도 레이더를 위한 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치에 관한 것이다.
레이더는 방사된 전파를 통해 대상물에서 산란된 전파를 수신하여 대상물의 크기 및/또는 위치 등을 탐지하는 기능을 갖는다. 레이더 단면적(RCS; Radar Cross Section)은 레이더에서 송신한 전파가 대상물에 반사되어 돌아올 때, 그 반사체의 반사량을 나타내기 위해 규정한 평면 면적이다.
레이더 반사량은 반사체의 형상에 따라 차이가 있기 때문에 동등한 반사량을 갖는 평평한 금속판 면적으로 레이더 단면적을 표시한다. 고해상도 레이더를 통해 대상물을 탐지할 경우, 거리 방향에 대한 레이더 단면적을 얻을 수 있으며, 레이더 해상도와 대상물의 전파 산란점에 의하여 대상물의 레이더 단면적은 분포된 형태로 나타난다. 이러한 레이더 단면적 분포를 대상물의 다중산란점에 의한 분포라 한다. 도 1은 본 발명과 관련하여, 특정 대상물에 대한 레이더 단면적 분포의 예를 도시한다. 특정 대상물의 길이(L1)보다 조밀한 해상도를 갖는 레이더를 사용하면, 대상물의 전파 산란 특성에 의하여 다중산란점이 나타나며, 해상도가 높을수록 조밀한 다중산란점 분포를 갖는다. 이때, 고해상도 레이더는 주파수 변조 단속 연속파(FMICW; Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave) 신호 파형을 사용할 수 있다.
한편, 레이더 성능 검증을 위한 실내 모의시험은 야외 시험에 비해 반복성, 편의성, 경제성, 시간적 측면에서 상당한 이점을 제공하기 때문에 레이더 개발과정에서 필수적이다. 모의신호 발생장치는 대상물을 모사하는 신호를 발생시키는 장치로서, 실내 모의시험을 위하여 반드시 필요한 장치이다.
비교적 저해상도를 갖는 일반적인 펄스 도플러 레이더의 경우, 한 개의 대상물에 대한 산란점을 한 개씩만 획득하여 해상도 측면에서 한계를 갖는다. 이러한 펄스 도플러 레이더의 실내시험에서는, 모의신호 발생장치가 하나 혹은 복수의 대상물에 대한 도플러 신호를 제공할 뿐이다. 따라서 고해상도 레이더의 실내 모의시험을 위한 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치는 현재까지 알려져 있는 바가 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 위 배경기술에 따라 새로운 기술 요구에 의하여 안출된 것으로, 전파 무반향실에서 고해상도 레이더가 신호를 획득했을 때, 이동성 대상물을 포함한 특정 대상물의 다중산란점을 모사하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 거리 방향에 대한 레이더 단면적 크기가 분포된 형태를 나타내는 모의신호 발생장치 및 구현방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고해상도 레이더 시험장치는, 고해상도 레이더의 실내시험을 위한 레이더 대상물의 다중산란점 분포를 모사하는 모의신호를 생성하는 레이더신호발생기; 상기 레이더신호발생기로부터 수신된 상기 모의신호를 산란점 개수만큼 분기하고, 상기 분기된 신호 경로의 각각에 증폭기, 가변감쇠기 및 가변 시간지연소자를 구비하는 신호분배모듈; 및 상기 산란점 개수에 해당하는 복수의 송신안테나를 포함하고, 고해상도 레이더를 실내시험할 때, 레이더 대상물에 의해 발생하는 시변 다중산란점을 모사하여 시험할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호분배모듈은, 복수의 대상물에 대한 시변 다중산란점을 갖는 모의신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호분배모듈은, 복수의 대상물에 대한 다중산란점을 갖는 모의신호를 동시에 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호분배모듈을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 대상물의 다중산란점 데이터베이스를 기반으로, 상기 가변감쇠기의 감쇠 프로파일 및 상기 가변 시간지연소자의 시간지연 프로파일을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 신호분배 모듈은, 상기 레이더신호발생기와 직렬로 연결되는 복수의 신호분배블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 송신 안테나는 제1송신 안테나 및 제2송신 안테나를 포함하고, 상기 복수의 신호분배블록은 상기 레이더신호발생기로부터의 신호 중 제1비율의 제1신호를 상기 제1송신 안테나로 분배하는 제1신호분배기를 포함하는 제1신호분배블록; 및 상기 제1신호분배블록과 직렬로 연결되고, 상기 제1신호분배블록으로부터의 신호 중 제2비율의 제2신호를 제2송신 안테나로 분배하는 제2신호분배 블록을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1신호는 상기 제1신호분배블록 내의 제1증폭기, 제1가변감쇠기, 상기 제1신호분배기 및 제1가변 시간지연소자를 통해 상기 제1송신 안테나로 분배되고, 상기 제2신호는 상기 제2신호분배블록 내의 제2증폭기, 제2가변감쇠기, 상기 제1신호분배기 및 제2가변 시간지연소자를 통해 상기 제2송신 안테나로 분배될 수 있다.
본 발명에 따르면, 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 이용하여 고해상도 레이더를 실내시험할 때, 레이더 대상물에 의해 발생하는 시변 다중산란점을 모사하여 시험할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 확장하여 여러 대상물 각각의 시변 다중산란점을 동시에 모사할 수 있다. 모사된 신호를 고해상도 레이더로 획득하여 신호 분석함에 따라, 고해상도 레이더가 구축된 다중산란점에 대한 레이더 알고리즘이 정상 동작하는지 판단할 수 있다.
따라서 이러한 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 구비할 경우, 고해상도 레이더의 개발시, 다중산란점에 대한 실내시험이 가능하게 되어, 개발 비용 및 개발 기간을 절감시키는데 유리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 관련하여, 특정 대상물에 대한 레이더 단면적 분포의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 고해상도 레이더 시험 방법을 보여주는 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 이용한 고해상도 레이더의 실내시험 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호분배블록을 갖는 직렬형 신호분배모듈의 구성도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈", "블록" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고해상도 레이더를 위한 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치 및 이를 이용한 시험방법을 상세하게 설명하기로 한다.
이와 관련하여, 고해상도 레이더 대상물에 해당하는 차량, 비행체, 배 등의 크기와 형상에 대한 다중산란점 및 이와 관련된 특징을 사전에 알고 있는 경우, 레이더를 통해 획득된 다중산란점의 관찰을 통해 대상물의 크기와 형상에 대해 유추하고, 레이더로 하여금 어떤 종류의 대상물이 탐지 되었는지 알 수 있게 된다. 이와 같은 방법은 레이더에서 탐지된 다중산란점의 분석을 통해, 대상물의 종류를 유추 및 결정이 가능하기 때문에, 레이더를 운용하는 시스템에 활용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 고해상도 레이더 시험 방법을 보여주는 흐름도를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고해상도 레이더 시험 방법은 레이더 대상물 선정(S210), 레이더 해상도 결정(S220), 다중산란점 획득(S230), 다중산란점 데이터베이스 구축(S240), 레이더 알고리즘 구축(S250), 실내 모의시험(S260), 야외 시험(S270) 및 레이더 성능 검증(S280) 과정을 포함한다. 이러한 과정들은 레이더 운용 시스템 및 모의시험 장치와 이들 시스템 및 장치의 제어부에 의해 수행될 수 있다.
한편, 상기 다중산란점 획득(S230)과 관련하여, 이는 시뮬레이션 및 야외시험을 통해 레이더 대상물의 다중산란점이 획득될 수 있다.
상기 레이더 대상물 선정(S210) 과정에서는 레이더로 탐지할 대상물이 선정된다.
상기 레이더 해상도 결정(S220) 과정에서는 대상물의 크기를 고려하여 거리에 대한 다중산란점 분포의 분해능이 결정된다.
상기 다중산란점 획득(S230) 과정에서는 선정된 대상물을 시뮬레이션을 통해 다중산란점이 예측된 이후, 야외시험 결과와 비교 분석하여 시뮬레이션 결과가 검증된다. 이때 야외시험은 앞서 선정한 대상물과 동일한 외형을 갖는 대상물을 고해상도 레이더로 측정하여 다중산란점이 획득한다.
상기 다중산란점 데이터베이스 구축(S240) 과정에서는 대상물의 자세에 따른 다중산란점 분포를 데이터베이스로 구축한다.
상기 레이더 알고리즘 구축(S250) 과정에서는 대상물 식별 및 자세 판별에 대한 레이더 알고리즘 구축이 수행된다.
상기 실내 모의시험(S260) 과정에서는 무반향 측정실에서 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 이용하여, 레이더 성능이 측정될 수 있다. 이때 실내 모의시험 단계에서 성능이 정상적으로 검증되지 않는 경우, 알고리즘을 보완하여 정상적으로 검증될 때까지 실내 시험이 반복될 수 있다.
상기 야외 시험(S270) 및 레이더 성능 검증(S280) 과정에서는 실제와 유사한 환경 및 조건에서 대상물을 측정하여 레이더의 성능이 검증되게 된다.
레이더 성능 검증을 위한 실내 모의시험은 야외 시험에 비해 반복성, 편의성, 경제성, 시간적 측면에서 상당한 이점을 제공하기 때문에 레이더 개발과정에서 필수적이다. 모의신호 발생장치는 대상물을 모사하는 신호를 발생시키는 장치로서, 실내 모의시험을 위하여 반드시 필요한 장치이다. 한편, 상기 모의신호 발생장치는 고해상도 레이더 시험 장치를 지칭할 수도 있지만, 좁은 의미로는 레이더신호발생기를 지칭할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치(500)를 이용한 고해상도 레이더(200)의 실내시험 구성도이다.
도 3을 참조하면, 전파흡수체(101)가 구비된 전파무반향 챔버(100)에 고해상도 레이더(200)을 위치시키고, 맞은편에 n개의 송신안테나(601)과 수신안테나(602)를 고해상도 레이더(200)의 안테나 빔폭 이내에 위치시킨다. 예를 들어, 상기 복수의 송신안테나(601)는 산란점 개수 이상 구비될 수 있다. 즉, 상기 복수의 송신안테나(601)는 가장 많은 산란점 개수를 갖는 레이더 대상물의 산란점 개수만큼 구비될 수 있다.
스위치(102)는 수신안테나(602), 고해상도 레이더(200)와 레이더신호발생기(300)와 연결한다. 이때 고해상도 레이더의 송수신시험의 경우, 상기 스위치(102)는 1의 경로와 연결되고, 수신시험의 경우, 상기 스위치(102)는 2의 경로와 연결된다. 1의 경로는 고해상도 레이더(200)의 시험용 전파신호를 레이더신호발생기(300)에 전송하며, 2의 경로는 고해상도 레이더(200)의 송신신호를 수신안테나(602)가 수신하여 레이더신호발생기(300)에 전송한다. 즉, 상기 수신안테나(602)는 고해상도 레이더(200)의 송수신시험시 활용되며, 고해상도 레이더(200)로부터의 신호를 직접 수신한다.
상기 레이더신호발생기(300)는 고해상도 레이더(200)의 실내시험을 위한 레이더 대상물의 다중산란점 분포를 모사하는 모의신호를 생성한다. 한편, 상기 레이더신호발생기(300)는, 고해상도 레이더(200)의 수신시험시 활용되며, 고해상도 레이더(200)와 같은 신호파형인 주파수변조 단속 연속파를 제공한다. 이때 신호파형의 전력크기는 시험 구성의 링크버짓(Link Budget)을 고려하여 설정된다.
상기 레이더신호발생기(300)는 증폭기(301), 국부발진기(302), 혼합기(303), 가변 시간지연소자(304)로 구성된다. 증폭기(301)는 레이더 신호를 증폭하기 위하여 사용되고, 국부발진기(302)는 도플러 주파수를 생성하며, 혼합기(303)은 레이더 신호와 도플러 주파수를 혼합한다. 가변 시간지연소자(304)는 레이더 신호에 거리를 추가하기 위하여 사용하며, 거리를 가변하기 위하여 가변 시간지연소자를 사용한다. 레이더신호발생기(300)의 출력을 곧바로 송신안테나(601)에 연결하면, 펄스 도플러 레이더의 실내시험이 가능하다.
다중산란점을 갖는 모의신호발생장치는 상기 신호분배모듈(500)이 주요한 장치가 된다.
상기 신호분배모듈(500)은 하나의 입력단자와 여러개의 출력단자를 구비할 수 있다. 상기 신호분배모듈(500)의 입력단자는 고해상도 레이더(200)의 수신시험시에는 상기 레이더신호발생기(300)의 출력을 입력받고, 송수신시험시에는 수신안테나(602)의 신호를 입력받는다.
상기 신호분배모듈(500)은 상기 레이더신호발생기(300)로부터 수신된 상기 모의신호를 소정 개수 분기하고, 상기 분기된 신호 경로의 각각에 증폭기(502), 가변감쇠기(503) 및 가변 시간지연소자(504)를 구비한다. 한편, 상기 소정 개수는 산란점 개수 이상일 수 있다. 즉, 상기 소정 개수는 가장 많은 산란점 개수를 갖는 레이더 대상물의 산란점 개수일 수 있다. 즉, 상기 신호분배모듈(500)의 출력단자는 다중산란점 개수만큼 구비될 수 있다. 상기 신호분배모듈(500)은 하나의 입력신호를 출력단자 수만큼 분기하는 분기회로를 포함한다. 각각의 분기된 신호 경로에는 증폭기(502), 가변감쇠기(503), 가변 시간지연소자(504)가 구비된다. 또한, 시변하는 다중산란점을 구현하기 위하여, 제어부(400)가 구비되며 사용자가 상기 제어부(400)를 조작하기 위한 제어소프트웨어가 구비된다.
상기 제어부(400)는 상기 신호분배모듈(500)을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제어부(400)는 레이더 대상물의 다중산란점 데이터베이스를 기반으로, 상기 가변감쇠기(503)의 감쇠 프로파일 및 상기 가변 시간지연소자(504)의 시간지연 프로파일을 결정할 수 있다. 한편, 상기 제어부(400)는 고해상도 레이더(200) 및 레이더신호발생기(300)를 더 제어할 수 있다.
상기 신호분배모듈(500)은 병렬형 혹은 직렬형으로 구분할 수 있다. 도 3에 나타난 병렬형 신호분배모듈(500)의 경우, 레이더신호발생기(300)의 출력을 입력받아, 신호분배기(501)를 통해 n개로 분기된다. 분기된 n개의 신호 경로에는 증폭기(502), 가변감쇠기(503), 가변 시간지연소자(504)가 구비된다. 증폭기(502)는 분기된 레이더 신호를 증폭하기 위하여 사용되고, 가변 감쇠기(503)는 신호레벨을 조정하고, 출력을 보정하기 위하여 사용된다.
가변 시간지연소자(504)는 레이더 신호에 거리를 추가하고, 시간에 따라 거리를 가변하기 위하여 사용한다. 즉, 가변 시간지연소자(504)는 상기 신호분배모듈(500)의 입력 대 출력 단자들 간 거리 지연을 갖게 하기 위하여 복수로 사용된다. 각각의 시간지연소자(504)는 각각의 출력에 각각 다른 시간지연을 제공하며, 다중산란점의 산란점 간 거리만큼 계산되어 시간지연 값을 결정한다. 여기서 시간지연소자(504)는 시간지연 가변기능을 갖는 소자가 사용될 수 있다.
상기 신호분배모듈(500)은 복수의 대상물에 대한 시변 다중산란점을 갖는 모의신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 레이더신호발생기(300)는 일정 시간 간격으로 복수의 모의 신호를 상기 신호분배모듈(500)로 송신할 수 있다. 이때, 상기 일정 시간 간격마다 상기 신호분배모듈(500) 간 위상 차는 상이할 수 있다.
또한, 상기 신호분배모듈(500)은 복수의 대상물에 대한 다중산란점을 갖는 모의신호를 동시에 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 레이더신호발생기(300)가 상기 모의 신호를 동시에 생성할 수 있다. 또는 상기 레이더신호발생기(300)는 일정 시간 간격으로 복수의 신호를 상기 신호분배모듈(500)로 송신하고, 상기 신호분배모듈(500)이 상기 일정 시간 간격에 해당하는 전기적 길이로 이격되어 상호 직렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 복수의 송신 안테나(601)에 인가되는 복수의 신호는 동위상이 될 수 있다.
한편, 레이더신호발생기(300), 신호분배모듈(500)은 고해상도 레이더(200)의 신호처리 시간 동기되어 동작하며, 도 3에서는 본 특허 내용을 강조하기 위하여 동기 관련 그림은 생략되었다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호분배블록(500a)을 갖는 직렬형 신호분배모듈(500)의 구성도이다. 상기 신호분배블록(500a)는 증폭기, 가변시간지연소자, 신호분배기(501a). 가변감쇠기로 구성된다. 상기 신호분배블록(500a)의 입력과 출력의 크기가 동일하도록 설계하면, 동일한 신호분배블록을 여러 개 직렬로 연결하여 사용할 수 있다. 이때 최종단은 50Ω 종단(505)일 수 있다. 이와 같은 직렬 구조는 레이더 대상물의 산란점 수가 증가함에 따라 신호분배블록 및 안테나 개수의 확장에 유리하다.
즉, 상기 신호분배 모듈(500)은 상기 레이더신호발생기(300)와 직렬로 연결되는 복수의 신호분배블록(500a, 500b, ... , 500n)을 포함할 수 있다.
한편, 직렬로 연결된 복수의 신호분배블록(500a, 500b, ... , 500n) 중 제1신호분배블록(500a) 및 제2신호분배블록(500b)에 대해 살펴보면 다음과 같다. 여기서, 상기 제1신호분배블록(500a) 및 제2신호분배블록(500b)는 복수의 신호분배블록 중 임의의 블록에 해당할 수 있다. 마찬가지 방법으로, 상기 복수의 송신 안테나(601) 중 제1송신 안테나(601a) 및 제2송신 안테나(601b)를 고려한다.
상기 제1신호분배블록(500a)은 상기 레이더신호발생기(300)로부터의 신호 중 제1비율의 제1신호를 상기 제1송신 안테나(601a)로 분배한다.
상기 제2신호분배 블록(500b)은 상기 제1신호분배블록(500a)과 직렬로 연결되고, 상기 제1신호분배블록(500a)으로부터의 신호 중 제2비율의 제2신호를 제2송신 안테나(601b)로 분배한다.
여기서, 상기 제1신호는 상기 제1신호분배블록(500a) 내의 제1증폭기, 제1가변감쇠기, 상기 제1신호분배기(501a) 및 제1가변 시간지연소자를 통해 상기 제1송신 안테나(601a)로 분배된다.
또한, 제2신호는 상기 제2신호분배블록(500b) 내의 제2증폭기, 제2가변감쇠기, 상기 제2신호분배기 (501b)및 제2가변 시간지연소자를 통해 상기 제2송신 안테나(601b)로 분배된다.
병렬형태에서는 기준 산란점 위치가 변동될 경우, 모든 시간지연소자의 값이 변동된 만큼 동일하게 변동 되어야 하는 반면, 직렬형 신호분배모듈(500)의 경우, 시간지연소자의 값이 앞 단에 존재하는 블록들의 시간지연에 의존하므로 첫 번째 블록의 시간지연만 변동되며, 비교적 짧은 시간지연으로 구성될 수 있다.
신호분배모듈(500)의 n개 출력은 n개의 송신안테나(601)에 각각 연결된다. n개의 송신안테나(601)는 각각의 신호를 방사하여 고해상도 레이더(200)에 다중산란점을 갖는 모의 신호를 송신한다.
고해상도 레이더(200)는 수신된 모의 신호를 처리 및 분석한다. 신호처리결과(401)는 제어부(400)에서 확인할 수 있다. 제어부(400)는 고해상도 레이더(200), 레이더신호발생기(300), 신호분배모듈(500)과 통신한다. 즉, 제어부(400)는 고해상도 레이더(200), 레이더신호발생기(300), 신호분배모듈(500)을 제어할 수 있도록 소프트웨어를 구비할 수 있다.
신호분배모듈(500)의 설계는 사전에 획득된 특정 대상물의 다중산란점 데이터베이스 분석을 통해 이루어진다. 길이 L1을 갖는 특정 대상물의 다중산란점 데이터베이스가 특정시간 T1에서 거리 A, B, C,…, n에 대해 각각의 크기 A`, B`, C`…, n`를 갖는다고 하면 신호분배모듈의 출력은 n개 형성되어야한다. 따라서 1 대 n 분배기가 소요되며, n개의 증폭기, n개의 감쇠기, n개의 가변 시간지연소자를 갖게 설계할 수 있다. 증폭기와 가변감쇠기는 크기 A`, B`, C`,…, n`를 나타낼 수 있도록 증폭값과 감쇠값을 결정한다. 가변 시간지연소자는 각각의 신호경로에 대해 상대적인 거리 차이를 갖도록 설정한다. 첫 번째 신호경로의 시간지연소자가 D1의 시간지연을 가질 경우, n번째 신호경로의 시간지연소자는 수학식 1과 같이 Dn의 시간지연을 갖도록 설계한다.
Figure pat00001
여기서 n은, n번째 산란점까지의 거리로 A, B, C,…, n이 될 수 있다. 한편, C0는 광속을 의미한다.
이와 같은 방법으로, 연속적인 시간에 대해 다중산란점 데이터베이스 변화를 반영하여, 감쇠 및 시간지연 프로파일을 생성할 수 있다. 생성된 프로파일을 제어부(400)의 소프트웨어에 읽혀 신호분배모듈(500)을 제어할 경우, 시변 다중산란점 모의 신호를 생성할 수 있게 된다.
한편, 상기 신호분배모듈(500)을 직렬로 확장하여 사용할 경우, 전술한 바와 같이 여러 개의 대상물에 대한 모의 신호를 동시에 생성할 수 있다.
한편, 전술된 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 이용하여 고해상도 레이더를 실내시험할 때, 하나의 대상물에 의해 발생하는 시변 다중산란점을 모사하여 시험할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 확장하여 여러 대상물 각각의 시변 다중산란점을 동시에 모사할 수 있다. 모사된 신호를 고해상도 레이더로 획득하여 신호 분석함에 따라, 고해상도 레이더가 구축된 다중산란점에 대한 레이더 알고리즘이 정상 동작하는지 판단할 수 있다.
따라서 이러한 다중산란점을 갖는 모의신호 발생장치를 구비할 경우, 고해상도 레이더의 개발시, 다중산란점에 대한 실내시험이 가능하게 되어, 개발 비용 및 개발 기간을 절감시키는데 유리한 효과가 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능 뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.
100: 전파무반향 챔버 101: 전파흡수체
102: 스위치 200: 고해상도 레이더
300: 레이더신호발생기 301: 증폭기
302: 국부발진기 303: 혼합기
304: 가변 시간지연소자 400: 제어부
401: 신호처리결과 500: 신호분배모듈
500a: 신호분배블록 501: 신호분배기
501a: 신호분배기 502: 증폭기
503: 가변감쇠기 504: 가변 시간지연소자
505: 50Ω 종단 601: 송신안테나
602: 수신안테나

Claims (7)

  1. 고해상도 레이더 시험장치에 있어서,
    고해상도 레이더의 실내시험을 위한 레이더 대상물의 다중산란점 분포를 모사하는 모의신호를 생성하는 레이더신호발생기;
    상기 레이더신호발생기로부터 수신된 상기 모의신호를 산란점 개수만큼 분기하고, 상기 분기된 신호 경로의 각각에 증폭기, 가변감쇠기 및 가변 시간지연소자를 구비하는 신호분배모듈; 및
    상기 산란점 개수에 해당하는 복수의 송신안테나를 포함하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호분배모듈은,
    복수의 대상물에 대한 시변 다중산란점을 갖는 모의신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호분배모듈은,
    복수의 대상물에 대한 다중산란점을 갖는 모의신호를 동시에 생성하는 것을 특징으로 하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호분배모듈을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 대상물의 다중산란점 데이터베이스를 기반으로, 상기 가변감쇠기의 감쇠 프로파일 및 상기 가변 시간지연소자의 시간지연 프로파일을 결정하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호분배 모듈은,
    상기 레이더신호발생기와 직렬로 연결되는 복수의 신호분배블록을 포함하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 송신 안테나는 제1송신 안테나 및 제2송신 안테나를 포함하고,
    상기 복수의 신호분배블록은
    상기 레이더신호발생기로부터의 신호 중 제1비율의 제1신호를 상기 제1송신 안테나로 분배하는 제1신호분배기를 포함하는 제1신호분배블록; 및
    상기 제1신호분배블록과 직렬로 연결되고, 상기 제1신호분배블록으로부터의 신호 중 제2비율의 제2신호를 제2송신 안테나로 분배하는 제2신호분배 블록을 포함하는, 고해상도 레이더 시험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1신호는 상기 제1신호분배블록 내의 제1증폭기, 제1가변감쇠기, 상기 제1신호분배기 및 제1가변 시간지연소자를 통해 상기 제1송신 안테나로 분배되고,
    상기 제2신호는 상기 제2신호분배블록 내의 제2증폭기, 제2가변감쇠기, 상기 제2신호분배기 및 제2가변 시간지연소자를 통해 상기 제2송신 안테나로 분배되는, 고해상도 레이더 시험장치.
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