KR20180122928A - 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템 - Google Patents

전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반사단면적 측정 및 영상화 시스템으로서, 신호를 출력하는 송신 신호원; 상기 송신 신호원으로부터 출력되어 측정 대상물로부터 반사된 신호를 수신하는 수신기; 상기 수신기로부터 수신된 신호의 전압을 확인하는 검지기; 상기 검지기를 통하여 확인된 전압에 따라 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호를 감쇄시키고, 상기 송신 신호원로부터 출력되는 신호의 출력에 따라 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정하여, 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적 값을 산출하고 전자파 반사단면적 영상을 추출하는 컴퓨터를 포함한다.

Description

전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MEASURING AND IMAGING TADAR CROSS SECTION}
본 발명은 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, W-대역 밀리미터파 신호원 방사 라디오미터(signal source illuminated radiometer)를 이용하여 축소된 측정 대상물의 전자파 반사단면적을 측정할 수 있을 뿐만 아니라 3D 영상화 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템에 관한 것이다.
전자파 반사단면적(RCS: Radar Cross Section)은 항공기, 선박, 차량 등으로부터 반사되는 레이더 신호의 반사 단면적을 의미하며, RCS 면적이 작을수록 레이더로부터 검지될 확률이 작다. 따라서, 레이더에 검지되지 않도록 하기 위하여 RCS가 작게 되도록 구조물의 형상을 설계하여야 하며, 특히 이러한 스텔스(Stealth) 기능을 가지는 기술은 군에서 아주 중요한 기술로 이용되고 있다.
일반적으로 RCS 측정은 실물의 크기 또는 축소 모델을 이용하여 전자파 무반사챔버 시험실에서 레이더 또는 vector network analyzer (VNA) 등의 계측기를 이용하여 측정하고, 측정 대상물을 360도 회전하며 각도에 따라 물체로부터 반사되는 신호의 세기에 대하여 RCS 반사 면적을 dBsm로 표시하는데, 이러한 방법들은 대형 측정 시설이 필요하고 많은 측정 시간과 비용이 발생하는 문제가 있다.
한국등록특허 제 10-1026499호
본 발명의 목적은 작은 공간에서 신호원 방사 밀리미터파 라디오미터 (signal source illuminated millimeter-wave radiometer)를 이용하여 축소된 측정 대상물의 RCS 측정값과 3D영상을 기초로 측정 대상물의 RCS를 최소로 하는 기술 개발에 사용하기 위한 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법으로서, (a) 송신 신호원으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적을 측정하는 단계; (b) 상기 측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 상기 신호의 출력을 감쇄시키는 단계; (c) 상기 송신 신호원으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적을 측정하는 단계; 및 (d) 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호는 W-대역 밀리미터파 연속파(CW: contentious wave) 신호, 주파수변조연속(FMCW: Frequency modulated CW) 신호, 선형주파수변조(LFM: Linear frequency Modulation) 신호, 펄스(Pulse) 신호, 펄스변조(Pulse modulation)신호 또는 잡음(Noise) 신호일 수 있다.
바람직하게, 상기 (c) 단계 이후에, 상기 측정 대상물로부터 반사되는 감쇄된 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 감쇄된 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호의 출력을 재감쇄시키는 단계; 및 상기 재감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제3 전자파 반사단면적을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 (d) 단계는 상기 제1 내지 제3 전자파 반사단면적을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 신호의 감쇄 및 재감쇄를 통하여 상기 수신기의 동적 범위가 30dB로 확대될 수 있다.
바람직하게, 상기 (d) 단계는 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 환산 데이터로 변환하고, 환산 계수를 추출하는 단계; 상기 환산 데이터를 데시벨 데이터로 변환하고, 상기 환산 계수를 기초로 로그 환산 계수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 (d) 단계는 상기 로그 환산 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적이 합성된 전자파 반사단면적 값에 시스템 손실과 관련된 시스템 보정 계수를 반영하여 상기 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 전자파 반사단면적은 상기 측정 대상물에 대하여 측정된 특정 수직 편파(vertical polarization) 또는 수평 편파(horizontal polarization)를 기초로 측정될 수 있다.
바람직하게, 상기 측정 대상물, 송신 신호원, 및 수신기의 배열, 및 수신전력은 표준측정 대상물에 대하여 측정된 전자파 반사단면적을 기초로 미리 조정되되, 상기 표준측정 대상물은 직사각형 판, 원통, 및 구에 해당할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면은, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법으로서, (a) 송신 신호원으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계; (b) 상기 측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호의 출력을 감쇄시키는 단계; (c) 상기 송신 신호원으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계; 및 (d) 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 영상을 추출하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 신호를 출력시키지 않고 상기 측정 대상물에 대한 배경으로부터 반사되는 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계를 포함하되, 상기 측정 대상물의 배경에는 반사파를 차폐하기 위한 전자파 흡수체가 설치되고; 및 상기 배경 전자파 반사단면적을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 배경 영상을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 추출된 영상과 상기 배경 영상과의 차이 영상을 추출하여 보정한 후, 상기 측정 대상물에 대한 최종 영상을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면은, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템으로서, 신호를 출력하는 송신 신호원; 상기 송신 신호원으로부터 출력되어 측정 대상물로부터 반사된 신호를 수신하는 수신기; 상기 수신기로부터 수신된 신호의 전압을 확인하는 검지기; 및 상기 검지기를 통하여 확인된 전압에 따라 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호를 감쇄시키고, 상기 송신 신호원로부터 출력되는 신호의 출력에 따라 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정하여, 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적 값을 산출하고 전자파 반사단면적 영상을 추출하는 컴퓨터를 포함한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 측정 대상물의 RCS편파영상 자료를 이용하여 전자파 반사단면적 분포 형태와 위치를 시각적으로 확인하여 측정 대상 구조물의 RCS 최적화에 적용할 수 있는 효과가 있고, 기존의 RCS측정 장치와 달리 대형의 전자파 무반사 시설과 고가의 측정 장비를 사용하지 않아도 되고, 장치가 작고 간단하며, 기존 측정 장비에 비하여 아주 저렴한 이점이 있다. 또한, 측정대상물의 구조형상에서 발생하는 간섭파(interference, multi-path)도 영상으로 도시 할 수 있는 장점이 있으며, 간섭을 최소로하여 RCS를 축소하는 구조 형상 최적화에 적용할 수 있는 효과가 있다.
즉, 현대의 모든 전투력은 레이더로부터 검지되느냐 또는 검지되지 않느냐에 좌우되며, 항공기, 선박, 차량 등이 레이더로부터 검지되는 것을 최소화하려는 스텔스 기술은 현대 국방의 핵심 기술로 대두되는 첨단 기술이다. 따라서 군항공기, 선박, 차량 등은 반사되는 전자파 반사단면적(RCS: Radar Cross Section)이 레이더에 검지되지 않도록 최대로 작은 반사면적의 구조물 형상이 되도록 설계되어야 하며, 본 발명은 이러한 스텔스(Stealth) 기능을 가지는 형상을 설계, 제작하는데 사용하는 장비로 이용될 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템에 대한 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 측정 대상물 지지대에 대한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 편파별 수신기에 대한 블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치의 컴퓨터에 대한 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법에 대한 흐름도이다.
도 6은 표준 측정 대상물의 예시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 RCS 측정 시 측정 대상물, 송신 신호원, 및 수신기의 안테나 간의 배열을 나타내는 도면이다.
도 8은 송신 신호원으로부터 출력되는 신호의 감쇄에 따라 획득된 전자파 반사단면적 측정값을 나타내는 예시도이다.
도 9는 환산 데이터를 나타내는 예시도이다.
도 10은 최종 전자파 반사단면적 측정값을 나타내는 예시도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법에 대한 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 영상 측정 시 측정 대상물, 송신 신호원, 및 수신기의 안테나 간의 배열을 나타내는 도면이다.
도 13은 배경 전자파 반사단면적을 보정하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 14는 배경 전자파 반사단면적에 따른 배경 영상의 보정 전후를 나타내는 예시도이다.
도 15는 표준측정 대상물에 대하여 본 발명의 일 실시예에 따라 측정된 전자파 반사단면적과 시뮬레이션에 따라 획득된 전자파 반사단면적의 비교를 나타내는 예시도이다.
도 16은 표준측정 대상물에 대하여 본 발명의 다른 실시예에 따라 측정된 주파수에 따른 전자파 반사단면적과 시뮬레이션에 따라 획득된 주파수에 따른 전자파 반사단면적의 비교를 나타내는 예시도이다.
도 17은 축소된 비행기 모형에 대하여 본 발명에 따라 영상화된 전자파 반사단면적에 대한 예시도이다.
이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
또한, 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprises)" 및/또는 “포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 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.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템에 대한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템은 송신 신호원(110), 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120), 및 지지대 장치(130)를 포함한다.
송신 신호원(110)은 크기가 축소된 측정 대상물의 전자파 반사단면적을 측정하기 위한 신호를 출력시키는 장치이다. 바람직하게, 송신 신호원(110)은 연속파(CW: Continuous Wave)의 협대역 신호원, 광대역(wideband) 신호원, 잡음(noise), 주파수변조(FM: Frequency modulation), 주파수변조연속(FMCW: Frequency modulated Continuous Wave), 선형주파수변조(LFM: Linear Frequency Modulation), 펄스(Pulse), 펄스변조(Pulse modulation) 또는 이와 유사한 변조된 광대역(wideband) 신호원을 포함할 수 있고, 예를 들어, 송신 신호원(110)으로부터 출력되는 신호는 W-대역 밀리미터파 잡음 또는 연속파(CW)신호일 수 있다. 또한, 송신 신호원(110)은 앞에서 언급한 W-대역의 신호원 또는 터미네이션(termination), 아이솔레이터(isolator), 증폭기, 대역폭 필터, 가변 감쇄기, 원형 편파 변환기, 및 원형 편파 안테나로 구성될 수 있고, W-대역 이외의 다른 대역의 주파수의 신호원이 사용될 수도 있다.
전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120)는 송신 신호원(110)으로부터 출력되어 측정 대상물로부터 반사된 신호를 수신하여 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법을 수행하는 장치로서, 예를 들어, W-대역 밀리미터파 잡음 방사 라디오미터(noise illuminated radiometer)일 수 있다. 바람직하게, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120)는 측정 대상물의 위치를 고정한 후 수신기(121)의 위치를 이동하여 스캔하는 Bi-static 방법, 또는 송신 신호원(110)과 수신기(121)를 같은 위치에 장착한 후 송신 신호원(110)과 수신기(121)를 동시에 스캔하는 Mono-static 방법으로, 크기가 축소된 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정 및 영상화할 수 있다.
바람직하게, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120)는 수신기(121), 검지기(122), 비디오 카메라(123), 컴퓨터(124), 2D 스캐너(125), 전원공급기(126)를 포함할 수 있다.
수신기(121)는 측정 대상물로부터 반사된 신호를 수신하는 장치로서, 렌즈안테나(310), 반사판(320), 수신안테나(331 및 332), 도파관-마이크로스트립 변환기, 증폭기, 대역폭 필터, 및 제곱 검파기(square law detector)로 구성될 수 있다. 바람직하게, 수신기(121)는 2D 스캐너(125), 또는 3D 스캐너에 의하여 구동되고, 수신기(121)로부터 수신되어 측정된 데이터는 컴퓨터(124)로 제공된다.
바람직하게, 수신기(121)의 수신안테나는 수평편파 안테나, 수직편파 안테나, 또는 원형편파 안테나로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 수신기(121)의 수신안테나는 수평편파 안테나(331), 및 수직편파 안테나(332)로 구성될 수 있고, 이 경우에는 측정 대상물의 수평 및 수직 편파 특성이 동시에 측정될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 수신기(121)의 수신안테나는 원형편파 안테나(333)로 구성될 수 있다. 이 경우 측정 대상물의 편파 특성을 측정하기 위하여 수신기(121) 내부에서 수평 및 수직 편파로 분리되고, 각각의 편파별로 측정 대상물의 수직 및 수평 편파에 대한 전자파 반사단면적이 측정될 수 있다.
검지기(122)는 수신기(121)의 제곱 검파기로서, 라디오미터에 수집된 수신전력을 전압신호로 변환하는 회로이며, 출력전압을 증폭하여 검지기(122)의 최저 및 최고 출력 전압의 차이가 10V 또는 ADC(Analog to Digital Converter)의 입력 전압 범위에 상응하는 전압이 되도록 검지기(122)의 출력이 조정된다. 여기에서, 최저 및 최고 출력 전압의 차이는 신호의 해상도를 위하여 5V, 6V, 또는 20V 등이 모두 가능하다. 바람직하게, 검지기(122)의 출력회로는 저잡음 인스트로먼트(instrument) 증폭기, 비디오 오프셋 증폭기, 및 버퍼 증폭기로 구성될 수 있다.
비디오 카메라(123)는 RCS 측정 기록을 위하여 측정 대상물의 영상을 제공하기 위한 보조장치로서, 흑백 또는 칼라 비디오 카메라가 사용될 수 있고, 비디오 카메라 영상은 컴퓨터(124)를 통하여 출력될 수 있다. 즉, 비디오 카메라는 측정 대상물에 대한 기록을 위한 것으로서 RCS 측정에 사용되지 않을 수도 있다.
컴퓨터(124)는 2D 스캐너(125)를 제어하고, 수신기(121), 검지기(122), 및 비디오 카메라(123)로부터 정보를 제공받아 전자파 반사단면적을 측정하고, 자료 수신 및 전자파 반사단면적을 영상화 한다. 이에 대하여는 이하 도 4, 5, 및 11을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
지지대 장치(130)는 측정 대상물을 지지하기 위한 구조물로서, 바람직하게, 도 2를 참조하면, 측정 대상물이 놓여지는 지지대(131), 지지대(131)를 회전시켜 측정 대상물의 각도를 조정하는 회전판(132)을 포함할 수 있다. 여기에서, 지지대(131)는 반사가 거의 없는 RF 지지대로서 유전율 약 1의 값을 가지는 저손실 물질로 구성될 수 있고, 회전판(132)을 통하여 측정 대상물의 회전각도가 360도 회전할 수 있도록 정밀하게 약 1도씩 각도가 조정될 수 있다. 바람직하게, 지지대(131)는 수평, 수직 배열을 위한 3축 위치 센서를 구비할 수 있다. 또한, 지지대 장치(130)의 주변에는 흡수체(133) 벽이 설치될 수 있고, 흡수체(133)를 통하여 주변 환경에서 반사되는 전자파 및 전파 간섭을 최소화하여 측정 오차를 줄일 수 있다. 바람직하게, 흡수체(133)는 사용되는 신호의 주파수에서 반사가 최대로 작은 RF 흡수체에 해당할 수 있다. 즉, 측정 대상물은 반사가 거의 없는 RF 흡수체(133), RF 지지대(131)와 RF 지지대를 회전하는 회전판(132)에 장착되어 전자파 반사단면적이 측정되고 영상화될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치의 컴퓨터에 대한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 컴퓨터(124)는 자료 획득부(410), 자료 처리부(420), 스캐너 제어부(430), 및 제어부(440)를 포함하고, 바람직하게, 자료 처리부(420)는 RCS 측정 모듈(421), 및 RCS 영상화 모듈(422)을 포함할 수 있다.
자료 획득부(410)는 수신기(121), 검지기(122), 및 비디오 카메라(123)로부터 획득된 데이터를 수신하고, 자료 처리부(420)는 자료 획득부(410)로부터 제공받은 데이터를 기초로 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정하거나 또는 영상화한다. 자료 획득부(410)의 RCS 측정 모듈(421), 및 RCS 영상화 모듈(422)에서 수행되는 구체적인 동작은, 이하 도 5 및 도 11을 참조하여 설명한다.
스캐너 제어부(430)는 2D 스캐너(125)의 이동 구간, 또는 이동 속도를 제어한다.
제어부(440)는 자료 획득부(410), 자료 처리부(420), 및 스캐너 제어부(430)의 동작 및 데이터의 흐름을 제어한다.
도 5는 일 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정하기 위하여, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120)는 RCS 측정 모드로 조정될 수 있다.
단계 S510이전에, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신기(121)의 수신전력은 표준측정 대상물에 대하여 측정된 전자파 반사단면적 값을 기초로 미리 조정될 수 있다. 여기에서, 표준측정 대상물은, 이론에 근거하여 시뮬레이션한 전자파 반사단면적 측정값과 본 발명에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템을 이용하여 측정한 전자파 반사단면적 값이 동일한 대상물로서, 도 6의 (a) 내지 (c)와 같이 각각 2개 이상의 크기로 구성된 직사각형 판, 원통, 및 구에 해당할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 시스템을 이용하여 측정한 표준 측정 대상물의 전자파 반사단면적 값이 정확하다면, 다른 측정 대상물의 측정 정확도 또한 정확하다고 할 수 있으므로, 표준측정 대상물을 이용하여 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신전력을 조정하는 것이다.
보다 구체적으로, 표준측정 대상물인 직사각형 판, 원통, 및 구 각각에 대하여 수직, 수평 편파 각각에 대한 전자파 반사단면적이 측정되고, 측정된 측정값과 이론에 근거하여 시뮬레이션한 전자파 반사단면적 측정값을 비교하여 정확도가 확인되고, 기설정된 특정 기준의 정확도가 얻어지도록, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신전력을 조정한 후 전자파 반사단면적 측정 값을 재측정하고, 정확도를 다시 확인하는 동작이 반복될 수 있다.
바람직하게, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 렌즈안테나(310)의 배열은 도 7에 도시된 바와 같이 조정될 수 있고, 송신 신호원(110), 측정 대상물, 및 렌즈 안테나(310) 간의 각은 RCS 측정 범위의 각도에 따라 임의로 설정될 수 있다. 여기에서, 렌즈안테나(310)와 측정 대상물은 초점이 형성되지 않도록 근거리로 배치될 수 있고, 이를 통하여 측정 대상물에 초점 맺힘이 없는 평면 전자파(plane wave)가 측정 대상물로 향하도록 될 수 있다. 또한, 검지기(122)의 출력 전압이 최대값이 되도록 측정 대상물과 렌즈안테나(310)의 시선(Line of sight)이 정렬될 수 있다.
표준측정 대상물을 이용하여 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 렌즈안테나(310)의 배열 및 수신전력이 조정되면, 자료 처리부(420)의 RCS 측정 모듈(421)은 송신 신호원(110)으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적을 측정한다(단계 S510). 바람직하게, 전자파 반사단면적은 측정 대상물에 대하여 수직, 수평 편파별로 동시에 측정될 수 있다.
측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기(121)가 수신할 때, 검지기(122)는 수신되는 신호의 전압을 확인하고, RCS 측정 모듈(421)은 수신기(121)가 포화 상태로 되지 않도록, 송신 신호원(110)으로부터 출력되는 신호의 출력을 감쇄시킨다(단계 S520). RCS 측정 모듈(421)은 송신 신호원(110)으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적을 측정하고(단계 S530), 제1 및 제2 전자파 반사단면적을 기초로 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값을 산출한다(단계 S540). 여기에서, 수신기(121)는 스캐너(125)에 의하여 좌우로 이동하면서 각도 범위, 즉, 신호 송신원(110)과 측정 대상물과의 각도 및 렌즈 안테나(310)와의 거리에 따라 정해지는 측정 대상물을 볼 수 있는 각도 범위에서 대한 RCS 측정이 가능하도록 한다.
보다 구체적으로, RCS 측정 모듈(421)은 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 아래의 [수식 1]을 이용하여 환산 데이터로 변환하고, 환산 계수를 추출할 수 있다. 예를 들어, 출력되는 신호의 감쇄에 따른 전자파 반사단면적이 도 8과 같이 측정된 경우, 환산 데이터는 도 9에 도시된 바와 같이 획득될 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
여기에서, S는 환산 계수(scaling factor), X1은 원 신호를 이용한 측정 데이터, X2는 1차 감쇄된 신호를 이용한 측정 데이터, X3은 2차 감쇄된 신호를 이용한 측정 데이터, … X8은 7차 감쇄된 신호를 이용한 측정 데이터이다. 예를 들어, 수신안테나의 빔폭의 넓이를 -3dB 되는 점을 기준점으로 정의하는 경우, 출력되는 신호의 감쇄는 -3dB 단위로 조정될 수 있고, X1은 0dB 감쇄된 측정 데이터, X2는 3dB 감쇄된 측정 데이터, 및 X8은 21dB 감쇄된 측정 데이터에 해당할 수 있다.
또한, 출력되는 신호의 감쇄는 수신기(121)의 동적 범위가 특정 크기를 얻을 수 있도록 조정될 수도 있다. 예를 들어, 수신기(121) 자체의 동적 범위가 약 10dB 인 경우, 30dB로 동적 범위를 확장하기 위하여, 마진 포함 3dBX7단계=21dB 이므로, 전체 31dB의 동적 범위가 측정될 수 있고, 신호가 3dB씩 감쇄되도록 조정될 수 있다.
그 다음, RCS 측정 모듈(421)은 아래의 [수식 2]의 (1)을 이용하여 환산 데이터를 데시벨(dB) 데이터로 변환하고, [수식 2]의 (2)내지 (6)을 이용하여 환산 계수를 기초로 로그 환산 계수를 산출할 수 있다. [수식 2]는 신호가 3dB씩 감쇄되는 경우로서, 감쇄되는 정도에 따라 [수식 2]는 변형될 수 있다.
[수식 2]
LS
Figure pat00002
10
Figure pat00003
log (X1) = P1 ------------------- (1)
LS
Figure pat00004
10
Figure pat00005
log (X2) = P1 - 3 dB ---------------- (2)
좌변 = LS
Figure pat00006
10
Figure pat00007
log (X1
Figure pat00008
)
= P1 - LS
Figure pat00009
10
Figure pat00010
log(S) = P1 - 3 dB ------------(3)
Figure pat00011
3 dB = LS
Figure pat00012
10
Figure pat00013
log(S) --------------------- (4)
S = 1.854 ------------------------------------- (5)
Log-scaling factor LS = 1.118945 -------------- (6)
RCS 측정 모드로 측정한 RCS 값:
최종 RCS 값 = P1 + SCF ---------------------- (7)
RCS 영상화 모드로 측정한 RCS 값:
최종 RCS 값 = SUM(P1+ … + Ptotal _ piexel) + ISCF --- (8)
여기에서, LS는 로그환산계수(log-scaling factor), SCF는 시스템보정계수(system correction factor)이고, P1은 SCF가 보정되기 전의 RCS 값이다. 시스템보정계수 SCF와 환산계수(scaling factor) S는 시스템에 따라 값이 조정될 수 있다.
그 다음, RCS 측정 모듈(421)은, [수식 2]의 (7)을 이용하여, 로그 환산 계수를 기초로 제1 및 제2 전자파 반사단면적이 합성된 전자파 반사단면적 값에 시스템 손실(loss)과 관련된 시스템 보정계수를 반영하여 최종 전자파 반사단면적 값을 산출할 수 있다. 즉, RCS 추출 모듈(421)은 각 감쇄 구간별 측정된 자료를 합성하여 30dB 이상의 수신신호 세기 변동이 있는 구간의 전자파 반사단면적 측정 값을 추출하며, 최종적으로 공간 손실, 렌즈안테나(310), 반사판(320), 및 수신안테나, 및 WG transition을 포함하는 시스템 보정 계수인 SCF(system correction factor)를 고려하여 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 것이다. 여기에서, SCF는 [수식 2]의 (1)의 P1과 측정 대상물의 시뮬레이션 RCS 값과의 차이로 산출된다. 예를 들어, 최종 전자파 반사단면적 값은 도 10에 도시된 바와 같이 획득될 수 있다.
일 실시예에서, 단계 S530 이후에, 측정 대상물로부터 반사되는 감쇄된 신호를 수신기(121)가 수신할 때, RCS 측정 모듈(421)은 수신되는 감쇄된 신호의 전압을 확인하여 수신기(121)가 포화 상태로 되지 않도록, 송신 신호원(110)으로부터 출력되는 신호의 출력을 재감쇄시킬 수 있다. 여기에서, 신호의 감쇄 및 재감쇄를 통하여 수신기(121)의 동적 범위(Dynamic Range; DR)는 30dB로 확대될 수 있고, 감쇄 또는 재감쇄된 송신 신호원의 출력은 30dB 이상이다. 즉, 일반적인 라디오미터의 동적 범위는 약 10dB 정도이나, 본 발명에 의하면 전자파 반사단면적의 측정을 위하여, 신호의 감쇄 및 재감쇄를 통해 동적 범위가 30dB로 확장될 수 있는 것이다. 그 다음 RCS 측정 모듈(421)은 재감쇄된 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제3 전자파 반사단면적을 측정할 수 있다. 이 경우, 단계 S540에서는, 제1 내지 제3 전자파 반사단면적을 기초로 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값이 산출될 수 있다. 즉, 송신 신호원(110)으로부터 출력되는 신호의 감쇄는 검지기(122)의 성능에 따라 1회 또는 그 이상이 반복될 수 있고, 최종 전자파 반사단면적 값은 신호의 감쇄에 따라 측정된 전자파 반사단면적들을 이용하여 산출되는 것이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 영상화 하기 위하여, 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치(120)는 RCS 영상화 모드로 조정될 수 있다.
단계 S1110이전에, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신전력은 표준측정 대상물에 대하여 측정된 전자파 반사단면적을 기초로 미리 조정될 수 있다. 바람직하게, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신전력이 표준측정 대상물을 이용하여 조정되는 방법은 도 5를 참조하여 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있으며, 측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 렌즈안테나(310)의 배열은 도 12에 도시된 바와 같이 조정될 수 있고, 이를 통하여 송신 신호원(110)으로부터 출력된 전자파가 측정 대상물에 초점이 맺힐 수 있다. 보다 구체적으로, 도 12를 참조하면, 측정 대상물, 렌즈안테나(310), 및 반사판(320) 간의 초점거리 F는 (1/S1)+(1/S2)=(1/F) 을 만족하도록 조정될 수 있다.
측정 대상물, 송신 신호원(110), 및 수신기(121)의 배열, 및 수신전력이 조정된 후, RCS 영상화 모듈(422)은 송신 신호원(110)으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적의 영상을 측정한다(단계 S1110).
측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기(121)가 수신할 때, 수신되는 신호의 전압을 확인하여 수신기(121)가 포화 상태로 되지 않도록, RCS 영상화 모듈(422)은 송신 신호원(110)으로부터 출력되는 신호의 출력을 감쇄시키고(단계 S1120), 송신 신호원으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적의 영상을 측정한다(단계 S1130). 단계 S1110 내지 S1130에는 도 5를 참조하여 설명된 단계 S510 내지 S530에 대한 설명이 적용될 수 있다. 다만, RCS 영상화 모듈(422)에서는 측정 대상물과 렌즈안테나(310)의 거리가 멀기 때문에 렌즈안테나(310)의 빔폭을 기준으로 하면 거의 렌즈안테나(310)의 중심폭(즉, 빔폭 1~2도)에 대한 RCS가 측정되어 영상화되는 것이다.
제1 및 제2 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 측정 대상물에 대한 영상을 추출한다(단계 S1140). 바람직하게, 단계 S1110 내지 S1130와는 별도로 송신 신호원(110)으로부터 신호를 출력시키지 않고 측정 대상물에 대한 배경 전자파 반사단면적의 영상을 측정하고, 배경 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 측정 대상물에 대한 배경 영상을 추출하는 단계가 더 수행될 수 있다. 이는 측정 대상물의 주변으로부터 반사파를 차폐하기 위하여 측정 대상물의 주변에 설치된 흡수체로부터의 반사파 영향을 보정하기 위한 것이다. RCS 영상화 모듈(422)은 제1 및 제2 전자파 반사단면적을 기초로 추출된 영상과 배경 영상과의 차이 영상을 추출하여 보정한 후, 측정 대상물에 대한 최종 영상을 추출할 수 있다. 즉, 주변 환경 또는 장애물로부터의 간섭 및 반사 신호를 줄여 측정 정확도를 향상시키기 위하여, 배경 영상이 추출되어 보정 처리되는 것이다.
단계 S1140에서, 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 환산 데이터로 변환하고, 환산 계수를 추출하고, 환산 데이터를 데시벨(dB) 데이터로 변환하고, 환산 계수를 기초로 로그 환산 계수를 산출하며, 로그 환산 계수를 기초로 제1 및 제2 전자파 반사단면적이 합성된 전자파 반사단면적 값에 시스템 손실과 관련된 시스템 보정 계수를 반영하여 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 구성은, 상기 도 5, [수식 1] 및 [수식 2]를 참조하여 설명한 내용이 적용될 수 있다. 즉, RCS 영상화 모듈(422)은 각 감쇄 구간별 측정된 자료를 합성하여 30 dB이상이 되는 RCS 값을 추출하며, 최종적으로 공간 손실, 렌즈안테나, 반사기 및 수신 안테나 및 WG transition 을 포함하는 시스템손실인 영상 시스템 보정 계수 ISCF (image system correction factor)를 고려하여, 30 dB 동적 범위를 가지는 RCS 2차원 영상을 추출하는 것이다. 다만, [수식 2]에서 (1) 내지 (7)은 RCS 측정 모드에서 RCS 측정 값을 추출할 때 이용되는 것이고, [수식 2]에서 (1) 내지 (6), 및 (8)이 RCS 영상화 모드에서 RCS 영상 측정값을 추출할 때 사용되는 것이다. 즉, [수식 2]에서 (8)은 한 개의 영상 전체에서, 각 픽셀별로 측정된 값, 즉, 전력을 모두 합한 값에 ISCF를 보정한 값이 측정 대상물의 최종 RCS 영상 측정값에 해당함을 나타낸다. 여기에서, ISCF는 측정 대상물의 시뮬레이션된 RCS 영상값과 측정된 RCS 영상값과의 차이로 산출되는 것이다.
바람직하게, RCS 영상화 모듈(422)은 배경 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 데시벨(dB) 데이터로 변환하고, 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 기초로 산출된 로그 환산 계수를 이용하여 배경 전자파 반사단면적 값에 시스템 손실과 관련된 영상 시스템 보정 계수를 반영하여 배경 영상을 추출할 수 있다. 여기에서 배경 영상을 추출하는 과정도 상기에서 도 5, [수식 1], 및 [수식 2]를 참조하여 설명된 내용이 적용될 수 있다.
그 다음, RCS 영상화 모듈(422)은 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 기초로 추출된 영상과 배경 영상간의 차이 영상을 추출하여 측정 대상물에 대하여 보정한 후 최종 영상을 추출할 수 있다.
보다 구체적으로, 배경 전자파 반사단면적을 측정하는 방법을 설명한다. 여기에서, 배경 전자파 반사단면적을 측정하는 과정은 단계 S1110 전, 또는 단계 S1140 후에 수행될 수 있으나, 도 11에 도시된 각 단계들과의 순서와 무관하게 수행될 수도 있다. 바람직하게, 측정 대상물의 주변은 반사신호를 축소하기 위하여 무반사 환경으로 구성되고, 배경 전자파를 측정하는 것에 의하여, 측정 대상물의 주변으로부터 발생하는 반사 신호가 보정될 수 있다.
도 13을 참조하면, RCS 영상화 모듈(422)은 측정 대상물의 배경을 콜드(Cold) 소스(source)의 경우인 액체 질소와 핫(Hot) 흡수체(absorber)인 경우 각 편파별로 스캔하여 영상의 픽셀(pixel) 별 측정 값을 획득한다(단계 S1310). 어떠한 온도를 측정하기 위하여는 최소한 2개 이상의 기준 온도(저온과 고온)가 필요하고, 콜드 소스는 기준 온도 측정 대상물로서 지구상에 존재하는 가장 안정된 액체 질소가 사용되고 액체 질소의 경우 콜드 소스로써 저온 기준이 77Kelvin에 해당하는 바 콜드에 해당하는 저온 기준은 77Kelvin에 해당할 수 있다. 핫 소스는 고온 기준으로 사용되는 것으로서 온도가 일정할 때(예를 들어, 실내 상온인 경우 300K)의 정합부하(Matched load, 주로 50ohm termination 사용) 또는 온도가 일정한 공간에서 흡수체가 사용될 수 있다. 여기에서, 흡수체는 전자파 무반사의 목적으로 사용되며, 반사가 최대 -40~-50dB 이하여야 한다. 즉, 핫소스로 사용되는 흡수체는 반사파가 없으면서 온도가 300K로 일정한 값을 가지는 핫 소스를 의미한다.
RCS 영상화 모듈(422)은, 단계 S1310에서 획득된 영상 픽셀별 측정값을 기초로 아래의 [수식 3]을 이용하여 영상의 밝기 온도 변환을 위한 파라미터를 추출한다(단계 S1320).
[수식 3]
Figure pat00014
여기에서,
Figure pat00015
는 각 픽셀에 대한 기울기 계수,
Figure pat00016
는 각 픽셀에 대한 절편 계수,
Figure pat00017
는 핫 타겟(hot target)의 BT,
Figure pat00018
는 콜드 타겟(cold target)의 BT,
Figure pat00019
는 핫 타겟에 대한 각 픽셀의 획득전압,
Figure pat00020
는 콜드 타겟에 대한 각 픽셀의 획득전압을 나타낸다.
RCS 영상화 모듈(422)은, 아래의 [수식 4]를 이용하여 배경으로부터 발생하는 영상을 보정하기 위한 배경의 흡수체에 대한 영상의 밝기 온도를 추출한다(단계 S1330).
[수식 4]
Figure pat00021
여기에서,
Figure pat00022
는 배경 흡수체 영상의 각 픽셀에 대한 밝기온도(brightness temperature: BT), Xi,j는 영상에서 각 픽셀별 측정 위치에 따른 각 픽셀에 대한 전압값을 나타낸다. 배경 흡수체로부터 측정된 각 픽셀의 출력전압은
Figure pat00023
이며 [수식 3]에서 구한
Figure pat00024
,
Figure pat00025
값을 이용하여 흡수체 배경에 대한 밝기온도 값
Figure pat00026
이 구해진다.
RCS 영상화 모듈(422)은, 단계 S1330에서 배경 흡수체에 대한 영상의 밝기 온도 값이 추출되면, 차이를 보정한 후 보정 상태를 확인한다(단계 S1340). 일 실시예에서, 아래의 [수식 5]가 만족되면, 배경 영상이 보정되어, 도 14의 (a)와 같은 보정 전 배경 영상으로부터 도 14의 (b)와 같은 보정 후 배경영상이 획득될 수 있고, 다른 실시예에서, 아래의 [수식 5]가 만족되지 않으면, 흡수체의 배치를 조정하여 단계 S1310 내지 S1340을 반복할 수 있다.
[수식 5]
Figure pat00027
여기에서,
Figure pat00028
는 보정 후 측정된 배경의 각 픽셀별 밝기온도,
Figure pat00029
는 보정 전 각 픽셀별 밝기온도이며, 이 두 값이 일치하는지 여부로 보정이 이루어졌음 확인될 수 있다. 위의 배경에 대한 보정 예시는 RCS 배경 보정에도 같은 방법이 적용될 수 있다.
도 15 및 16은 표준측정 대상물에 대하여 본 발명에 따라 측정된 전자파 반사단면적과 시뮬레이션에 따라 획득된 전자파 반사단면적의 비교를 나타내는 예시도이다.
도 15 및 16을 참조하면, 도 15는 연속파 신호를 이용하여 측정된 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적에 대한 예시이고 도 16은 잡음 신호를 이용하여 측정된 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적에 대한 예시로서, 직사각형 판, 원동, 및 구 형상의 측정 대상물에 대한 각도별 시뮬레이션(FEKO(GO))값과 본 발명에 따른 전자파 반사단면적 측정 시스템의 RCS 측정 모드에서 측정된 전자파 반사단면적 값을 나타낸 것이다. 여기에서, 시뮬레이션 값은 이상적인 경우에 대하여 수치해석으로 계산한 값이다.
도 15 및 16에 도시된 결과는 측정 대상물이 0도 에서 관측되었을 때의 전자파 반사단면적 값 및 +/-10도 에서 관측되었을 때의 전자파 반사단면적 값으로서 시뮬레이션 값과 본 발명에 따라 측정된 값이 거의 정확하게 일치하고 있는 것을 볼 수 있다. 또한, 측정대상물이 구와 원통 형상인 경우에는 관측 각도가 변하여도 전자파 반사단면적 값이 일정하나, 직사각형 판 형상인 경우에는 관측 각도에 따라 전자파 반사단면적 값이 변하는 것을 볼 수 있다.
도 15 및 16은 측정 각도와 전자파 반사단면적 값의 관계를 X-Y 축으로 표시한 것일 뿐, 측정 대상물을 회전하여 전자파 반사단면적 값을 측정한 후 극좌표계로 전자파 반사단면적 값을 나타낼 수도 있고, 전자파 반사단면적 값을 표시하는 방법은 이에 한정되지 않고 다양한 방식이 적용될 수 있다.
도 17은 축소된 비행기 모형에 대하여 본 발명에 따라 영상화된 전자파 반사단면적에 대한 예시도이다.
도 17을 참조하면, 송신 신호원(110)에서 출력된 잡음 신호에 대하여 영상화된 전자파 반사단면적에 대한 예시로서, 본 발명에 따라 영상화된, 축소된 비행기 모형에 대한 전자파 반사단면적의 3차원 영상을 나타낸다. 도 17을 참조하면, 축소된 측정 대상물의 특징, 즉, 비행기의 특징인 양 날개 형상, 비행기 몸체 형상 등이 나타나고 있는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 도 17에 도시된 바와 같은 측정 대상물의 3차원 영상을 획득할 수 있어, 전자파 반사단면적 분포 형태와 위치를 시각적으로 확인하여 측정 대상 구조물의 RCS 최적화에 적용할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있다.
또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
110: 송신 신호원
120: 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치
121: 수신기 122: 검지기
123: 비디오 카메라 124: 컴퓨터
125: 2D 스캐너 126: 전원 공급기
130: 지지대 장치 131: 지지대
132: 회전판 133: 흡수체
310: 렌즈 안테나 320: 반사판
331: 수직편파 안테나 32: 수평편파 안테나
333: 원형편파 안테나
410: 자료 획득부 420: 자료 처리부
421: RCS 측정 모듈 422: RCS 영상화 모듈
430: 스캐너 제어부 440: 제어부

Claims (14)

  1. (a) 송신 신호원으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적을 측정하는 단계;
    (b) 상기 측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 상기 신호의 출력을 감쇄시키는 단계;
    (c) 상기 송신 신호원으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적을 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호는 연속파 신호, 광대역 신호, 잡음 신호, 주파수변조신호, 주파수변조연속신호, 선형주파수변조신호, 펄스신호, 펄스변조신호 또는 변조된 광대역 신호를 포함할 수 있는 W-대역 밀리미터파 신호인 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에,
    상기 측정 대상물로부터 반사되는 감쇄된 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 감쇄된 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호의 출력을 재감쇄시키는 단계; 및
    상기 재감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제3 전자파 반사단면적을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 제1 내지 제3 전자파 반사단면적을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 신호의 감쇄 및 재감쇄를 통하여 상기 수신기의 동적 범위가 30dB로 확대되는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적에 대한 측정 데이터를 환산 데이터로 변환하고, 환산 계수를 추출하는 단계;
    상기 환산 데이터를 데시벨 데이터로 변환하고, 상기 환산 계수를 기초로 로그 환산 계수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    상기 로그 환산 계수를 기초로 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적이 합성된 전자파 반사단면적 값에 시스템 손실과 관련된 시스템 보정 계수를 반영하여 상기 최종 전자파 반사단면적 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전자파 반사단면적은 상기 측정 대상물에 대하여 측정된 특정 수직 편파 또는 수평 편파를 기초로 측정되는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 측정 대상물, 송신 신호원, 및 수신기의 배열, 및 수신전력은 표준측정 대상물에 대하여 측정된 전자파 반사단면적을 기초로 미리 조정되되, 상기 표준측정 대상물은 직사각형 판, 원통, 및 구에 해당하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  10. (a) 송신 신호원으로부터 신호를 출력시켜 측정 대상물에 대한 제1 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계;
    (b) 상기 측정 대상물로부터 반사되는 신호를 수신기가 수신할 때, 수신되는 신호의 전압을 확인하여 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록, 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호의 출력을 감쇄시키는 단계;
    (c) 상기 송신 신호원으로부터 감쇄된 신호를 출력시켜 상기 측정 대상물에 대한 제2 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 영상을 추출하는 단계를 포함하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 송신 신호원으로부터 신호를 출력시키지 않고 상기 측정 대상물에 대한 배경으로부터 반사되는 전자파 반사단면적의 영상을 측정하는 단계를 포함하되, 상기 측정 대상물의 배경에는 반사파를 차폐하기 위한 전자파 흡수체가 설치되고; 및
    상기 배경 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 상기 측정 대상물에 대한 배경 영상을 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전자파 반사단면적의 영상을 기초로 추출된 영상과 상기 배경 영상과의 차이 영상을 추출하여 보정한 후, 상기 측정 대상물에 대한 최종 영상을 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법.
  13. 신호를 출력하는 송신 신호원;
    상기 송신 신호원으로부터 출력되어 측정 대상물로부터 반사된 신호를 수신하는 수신기;
    상기 수신기로부터 수신된 신호의 전압을 확인하는 검지기; 및
    상기 검지기를 통하여 확인된 전압에 따라 상기 수신기가 포화 상태로 되지 않도록 상기 송신 신호원으로부터 출력되는 신호를 감쇄시키고, 상기 송신 신호원로부터 출력되는 신호의 출력에 따라 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적을 측정하여, 상기 측정 대상물에 대한 전자파 반사단면적 값을 산출하고 전자파 반사단면적 영상을 추출하는 컴퓨터를 포함하는 반사단면적 측정 및 영상화 시스템.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터로 실행시킬 수 있는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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