KR20190059384A - Apparatus and method for measuring of radar cross section based on physical theory of diffraction - Google Patents

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Abstract

Provided are an apparatus for measuring a radar cross section and a method thereof, estimating first and second surface current induced at an illumination region and a corner region of a scatterer by an incident electromagnetic wave using an approximation method of the physical optics and an approximation method of the physical theory of diffraction, estimating a third surface current induced into a dead region of the scatterer based on a first electromagnetic value by the first surface current estimated through the approximation method of the physical optics, a second electromagnetic value by the second surface current estimated through the approximation method of the physical theory of diffraction and a third electromagnetic value by the incident electromagnetic wave, calculating a first scattered electric field by repetitively calculating an initial surface current value resulted by summing the first and the third surface current through the repetitive approximation method of the physical optics based on a preset magnetic field integral equation, and calculating the total scattered wave electric field by summing the first scattered electric field with a second scattered electric field based on the second surface current, to measure the radar cross section. The present invention can enhance accuracy in measuring the radar cross section of the scatterer.

Description

물리광학회절이론 기반의 레이더 반사 면적 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING OF RADAR CROSS SECTION BASED ON PHYSICAL THEORY OF DIFFRACTION}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a radar reflection area based on physical optical diffraction theory,

본 발명은 반복적 물리광학(Iterative Physical Optics, IPO) 기법과 물리광학회절이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 기법을 함께 적용하여 산란체(scatterer)의 레이더 반사 면적(Radar Cross Section, RCS)을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring a radar cross section (RCS) of a scatterer by applying an iterative physical optics (IPO) technique and a physical theory of diffraction (PTD) And more particularly,

우주항공시스템(aerospace systems)에서는, 안테나 대 안테나 커플링(antenna to antenna coupling), 대형 구조물 근처의 안테나 배치(antenna placement near large structures), 케이블 간의 크로스 토크 문제(cross talk problems between cables) 등과 같은 EMC(Electro-Magnetic Compatibility)/EMI(Electro-Magnetic interference) 문제가 존재한다. 특히, 대규모 물체에 의한 산란(scattering)을 예측하는 것은 그 계산을 위한 연산량과 메모리 사용량이 많이 소요되기 때문에, 현재 기술 수준에서 매우 중요한 문제이다.In aerospace systems, EMC, such as antenna to antenna coupling, antenna placement near large structures, and cross talk problems between cables, (Electro-Magnetic Compatibility) / EMI (Electro-Magnetic Interference). In particular, predicting scattering by a large-scale object is a very important problem at the present technology level because it requires a large amount of calculation and memory usage for the calculation.

예를 들어, 레이더가 표적에 전자파를 가한 후 그 표적으로부터 되돌아 오는 신호는 인간이 시각적으로 보는 광학적 영상이 아니라 레이더 반사 면적(Radar Cross Section, RCS[m2])이다. 이때, RCS는 대상 물체의 전자파의 반사 정도를 의미하며, 레이더에서 송신한 전자파가 대상물에 의해 산란되어 되돌아오는 산란파의 전력[W]과 레이더가 가한 송신 전자파의 전력밀도[W/m2] 간의 비율로 표현될 수 있다. 즉, 표적물이 레이더 방향으로 산란시키는 전자파의 양과 관계되며, RCS 수치가 낮은 전투기와 같은 경우가 일반적으로 이야기하는 스텔스(stealth) 전투기이다.For example, after a radar applies electromagnetic waves to a target, the signal returned from the target is not an optical image that a human can see visually, but a radar cross section (RCS [m 2 ]). In this case, RCS means the degree of reflection of the electromagnetic wave of the object. The RCS is the ratio between the power [W] of the scattered wave that is returned from the electromagnetic waves transmitted from the radar and scattered by the object, and the power density [W / m 2 ] Ratio. In other words, the target is related to the amount of electromagnetic waves scattering in the direction of the radar, and the stealth fighter, which is generally talked about as a low-RCS fighter.

이와 관련하여, 대한민국등록특허 제 2014-0011153 호(발명의 명칭: 레이더 반사 단면적 측정장치 및 이를 이용한 측정방법)에서는, 측정 대상체의 레이더 반사 단면적을 무반사실 내부가 아닌 반사가 존재하는 일반 환경에서 측정하기 위해, 레이더 신호에 의해 반사되는 반사체를 기준으로 측정영역에서 회전하며 안테나의 방사패턴에 따른 반사체의 레이더 반사 단면적 값을 산출하고, 반사체 및 측정 대상체를 기준으로 측정영역에서 회전하며 안테나의 방사패턴에 따른 반사체 및 측정 대상체의 레이더 반사 단면적 값을 산출하고, 반사체의 레이더 반사 단면적 값과 반사체 및 측정 대상체의 레이더 반사 단면적 값을 디컨볼루션하여 측정 대상체의 레이더 반사 단면적 값을 계산하는 구성을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Registration No. 2014-0011153 (entitled "Radar Cross Sectional Area Measurement Apparatus and Measurement Method Using the Same") discloses that the radar cross sectional area of a measurement object is measured in a general environment in which reflection exists A radar cross sectional area value of the reflector corresponding to the radiation pattern of the antenna is calculated and the antenna is rotated in the measurement area with respect to the reflector and the measurement target, Sectional area value of a reflector according to the present invention and the radar reflection sectional area value of the object to be measured are deconvoluted with the reflector cross sectional area value of the reflector and the reflector and the radar reflection sectional area value of the object to be measured, have.

한편, 종래에는 대규모 물체의 RCS를 수치적으로 시뮬레이션하기 위해, 대표적인 고주파 근사 방법인 물리광학(Physical Optics, PO) 방법을 사용하였다. 즉, PO 방법을 사용하여 입사파에 의해 산란체의 표면에 여기된(induced) 전류(표면 전류)를 예측하고, 이를 기반으로 산란파를 계산하였다. 최종 산란파의 정확도는 예측된 표면 전류의 정확도에 비례하나, PO방법에서는 산란체의 다중 반사, 모서리에서의 회절 및 음영 지역에 유도될 수 있는 표면 전류에 대해서는 무시하므로 그 정확도에 한계가 있다. 또한, 반복적 물리광학(Iterative Physical Optics, IPO) 기법에서는 산란체의 다중 반사 성분을 포함하여 PO 방법의 정확도를 향상시켰으나, 전술한 이외의 성분들(즉, 모서리에서의 회절 및 음영 지역에 유도될 수 있는 표면 전류)을 여전히 무시하므로 그 정확도에 한계가 있다.Conventionally, in order to numerically simulate the RCS of a large scale object, a typical high frequency approximation method called Physical Optics (PO) is used. In other words, the induced current (surface current) on the surface of the scattering body was predicted by the incident wave using the PO method and the scattering wave was calculated based on the predicted current. The accuracy of the final scattered wave is proportional to the accuracy of the predicted surface current. However, the accuracy of the PO method is negligible because it neglects the surface currents that can be induced in the multiple reflections of the scatterer, the diffraction at the edges, and the shadow area. In addition, the Iterative Physical Optics (IPO) technique improves the accuracy of the PO method by including multiple reflections of the scatterer, but the other components described above (i.e., The surface current that can be ignored) is still negligible.

본 발명의 실시예는 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 산란체의 조명지역의 반사파 뿐만 아니라 음영 지역으로 회절되는 회절파까지 고려된 다중 산란파를 계산하여 산란체의 표면 전류를 예측함으로써, 높은 정확도의 레이더 반사 면적(RCS)을 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention solve the problems of the conventional art described above. The present invention provides a method of estimating a scattered wave by calculating multiple scattered waves considering diffracted waves diffracted not only in a reflection area of an illuminated area of a scatterer but also in a shadow area, , And an apparatus and method for measuring a high accuracy radar reflection area (RCS).

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 레이더 반사 면적 측정 장치는, 레이더 반사 면적 측정 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는 상기 레이더 반사 면적 측정 프로그램의 실행에 따라, 기설정된 물리 광학(Physical Optics, PO) 근사법 및 물리 광학 회절 이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 근사법을 사용하여 입사 전자기파(incident electromagnetic wave)에 의해 산란체(scatterer)의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 추정하고, 상기 PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, 상기 PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 상기 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 상기 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 추정하고, 상기 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 기설정된 자기장 적분 방정식(Magnetic Field Integral Equation, MFIE)에 기반한 반복적 물리 광학(Iterative Physical Optics, IPO) 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 제 1 산란파 전계를 산출하고, 상기 제 1 산란파 전계와 상기 제 2 표면 전류에 기초한 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출하되, 상기 IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간 반복 절차를 중지한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a radar reflection area according to an aspect of the present invention, comprising: a memory for storing a radar reflection area measurement program; And a processor for executing a program stored in the memory, wherein the processor is configured to perform a predetermined physical-optics (PO) approximation method and a physical theory of diffraction (PTD) ) Approximation method to estimate the surface current induced in the illumination region and the edge region of the scatterer by an incident electromagnetic wave respectively and to estimate the surface current induced in the first region by the first surface current estimated through the PO- Estimates a third surface current induced in the shaded region of the scatterer based on a magnetic field value, a second magnetic field value due to the second surface current estimated through the PTD approximation method, and a third magnetic field value due to the incident electromagnetic wave , The initial value of the surface current according to the sum of the first and third surface currents is set to a preset Magnetic Field Integral Equation (MFIE) ) Based on the first scattered wave electric field and the second scattered wave electric field based on the second surface electric current to calculate a total scattered wave electric field by summing the first scattered wave electric field and the second scattered wave electric field based on the second surface electric current, The repeating operation according to the IPO is stopped and the repeating procedure is suspended at the moment when the current size diverges.

그리고, 본 발명의 다른 측면에 따른 레이더 반사 면적 측정 장치를 통한 레이더 반사 면적 측정 방법은, 기설정된 물리 광학(Physical Optics, PO) 근사법 및 물리 광학 회절 이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 근사법을 사용하여 입사 전자기파(incident electromagnetic wave)에 의해 산란체(scatterer)의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 추정하는 단계; 상기 PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, 상기 PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 상기 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 상기 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 추정하는 단계; 상기 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 기설정된 자기장 적분 방정식(Magnetic Field Integral Equation, MFIE)에 기반한 반복적 물리 광학(Iterative Physical Optics, IPO) 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 제 1 산란파 전계를 산출하는 단계; 및 상기 제 1 산란파 전계와 상기 제 2 표면 전류에 기초한 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출하는 단계를 포함하며, 상기 IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간 반복 절차를 중지한다.A method of measuring a radar reflection area using a radar reflection area measuring apparatus according to another aspect of the present invention uses a predetermined physical optical (PO) approximation method and a physical theory of diffraction (PTD) approximation method Estimating a surface current induced in an illumination region and an edge region of a scatterer by an incident electromagnetic wave; Based on the first magnetic field value by the first surface current estimated through the PO approximation method, the second magnetic field value by the second surface current estimated by the PTD approximation method, and the third magnetic field value by the incident electromagnetic wave, Estimating a third surface current induced in a shadow region of the scatterer; The initial value of the surface current according to the sum of the first and third surface currents is subjected to iterative calculation processing through an iterative physical optics (IPO) approximation method based on a predetermined magnetic field integral equation (MFIE) 1) calculating a scattering wave field; And calculating a total scattered wave electric field by summing the first scattered wave electric field and a second scattered wave electric field based on the second surface electric current, and repeating an instant repetition procedure in which the current size diverges during the repeated calculation process according to the IPO do.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 항공기와 같이 크고 복잡한 물체(즉, 산란체)에 의한 산란을 계산하는데 효율적인 반복적 물리 광학(IPO) 방법을 적용하여 RCS를 측정하되, IPO 기법에 PO 기법 및 PTD 기법을 함께 적용함으로써 산란체의 음영 지역으로 회절되는 회절파까지 고려한 RCS 산출이 가능하다. 이에 따라, 산란체 RCS 측정 결과의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.According to the above-mentioned object of the present invention, the RCS is measured by applying a repetitive physical optical (IPO) method, which is effective for calculating scattering by a large and complex object (i.e., scattering body) such as an aircraft, And PTD technique, it is possible to calculate the RCS considering the diffracted wave diffracted to the shadow region of the scattering body. Thus, the accuracy of the scatterer RCS measurement result can be greatly improved.

또한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, RCS 측정 시 적용되는 IPO 기법을, 행렬 연산에 사용할 수 있는 수치 해석 기법 중 자코비(Jacobi) 반복법, 가우스 지델(Gauss-Seidel) 반복법, SOR(Successive Over Relaxation) 반복법 및 리처드슨(Richardson) 반복법 중 적어도 하나를 사용함으로써, IPO 연산 시 수렴성을 조절할 수 있는 효과가 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the IPO technique applied in RCS measurement can be applied to a Jacobi, Gauss-Seidel, Successive Over Relaxation (SOR) By using at least one of the iterative method and the Richardson iteration method, the convergence can be controlled in the IPO calculation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 반사 면적 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란체 표면 전류를 모델링하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 산란체의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PO 기법 및 IPO 기법을 사용한 다중 산란파 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTD 기법을 사용한 회절파 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTD 기법에 따른 산란체 모서리에서의 표면 전류 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사파 및 회절파를 모두 고려한 레이더 반사 면적 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a configuration diagram of a radar reflection area measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a method of modeling a scatterer surface current according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a view showing an example of a scattering body to which an embodiment of the present invention is applied.
4 and 5 are views for explaining a multiple scattered wave estimation method using the PO technique and the IPO technique according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining a diffraction wave estimation method using the PTD technique according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a surface current estimation method at a corner of a scatterer according to the PTD technique according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a method of measuring a radar reflection area considering both reflected waves and diffracted waves according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 반사 면적 측정 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a radar reflection area measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 레이더 반사 면적 측정 장치(100)는 메모리(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the radar reflection area measuring apparatus 100 includes a memory 110 and a processor 120.

메모리(110)에는 PO 근사법, PTD 근사법 및 IPO 기법을 사용하여 산란체의 RCS를 측정하는 레이더 반사 면적 측정 프로그램이 저장되어 있다.The memory 110 stores a radar reflection area measurement program for measuring the RCS of the scatterer using the PO approximation method, the PTD approximation method, and the IPO method.

그리고, 메모리(110)에는 다양한 산란체 별로 기설정된 종류의 물리적 특성 값들이 자료 데이터로서 저장되어 있을 수 있으며, 이들 자료 데이터는 프로세서(120)가 대상체의 물리적 특성에 대응하는 RCS를 추정하는데 사용된다.In the memory 110, physical characteristic values of a predetermined type may be stored as data data for the various scatterers, and these data data are used by the processor 120 to estimate the RCS corresponding to the physical characteristics of the object .

프로세서(120)는 메모리(110)에 저장된 프로그램을 실행하되, 레이더 반사 면적 측정 프로그램의 실행에 따라 다음과 같은 처리를 수행한다. The processor 120 executes the program stored in the memory 110, and performs the following processing according to the execution of the radar reflection area measurement program.

프로세서(120)는 기설정된 물리 광학(Physical Optics, PO) 근사법 및 물리 광학 회절 이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 근사법을 사용하여 입사 전자기파(incident electromagnetic wave)에 의해 산란체(scatterer)의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 추정한다.The processor 120 uses an incident electromagnetic wave using a predetermined physical optics (PO) approximation method and a physical theory of diffraction (PTD) approximation method to determine the illumination area of the scatterer And the surface current induced in the edge region, respectively.

그리고 프로세서(120)는 PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, 상기 PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 추정한다.The processor 120 calculates a first magnetic field value by the first surface current estimated through the PO approximation method, a second magnetic field value by the second surface current estimated by the PTD approximation method, and a third magnetic field value by the incident electromagnetic wave And estimates a third surface current induced in the shadow region of the scatterer.

그런 다음, 프로세서(120)는 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 기설정된 자기장 적분 방정식(Magnetic Field Integral Equation, MFIE)에 기반한 반복적 물리 광학(Iterative Physical Optics, IPO) 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 제 1 산란파 전계를 산출한다. 이때, 프로세서(120)는 IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간 반복 절차를 중지한다.The processor 120 then computes the surface current initial values according to the sum of the first and third surface currents in accordance with the Iterative Physical Optics (IPO) approximation method based on a predetermined Magnetic Field Integral Equation (MFIE) And the first scattered wave field is calculated. At this time, the processor 120 stops the momentary repetition process when the current size diverges in the iterative calculation process according to the IPO.

다음으로, 프로세서(120)는 제 1 산란파 전계와 제 2 표면 전류에 기초한 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출한다.Next, the processor 120 calculates the total scattered wave electric field by summing the second scattered wave electric field based on the first scattered wave electric field and the second surface electric current.

이하 도 2 내지 7을 참조하여, 이상에서와 같이 프로세서(120)가 산란체 표면 전류를 수치 해석적으로 모델링하는 과정에 대해서 상세히 설명하도록 한다.2 to 7, the process of numerically modeling the scatterer surface current by the processor 120 as described above will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란체 표면 전류를 모델링하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 산란체의 일례를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a method of modeling a scatterer surface current according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 is a view showing an example of a scattering body to which an embodiment of the present invention is applied.

전자기파(electromagnetic wave)가 산란체에 입사되면, 임의의 지점에서 관측되는 전파는 산란체가 존재하지 않을 경우의 전파(즉, 입사파(incident wave))와, 산란체가 존재함에 따라 산란체에 의해 교란되는 전파(즉, 산란파(scattered wave))의 합으로 나타낼 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 산란체에 대해 입사파가 도달하는 영역(즉, 조명 영역(lit-region))과 입사파가 가려지는 영역(즉, 음영 영역(shadow-region))을 구분하여, 입사되는 전자파에 의해 산란체의 표면에 유도되는 전류를 추정할 수 있다. 이때, 산란체의 조명 영역 및 음영 영역의 표면에 유도되는 전류는 반사파를 발생시키고, 산란체의 모서리 영역에 유도된 전류는 회절파(diffracted wave)를 발생시킨다. 즉, 전체적으로 산란파(반사파 + 회절파)가 발생된다. 참고로, 전체적인 산란파는 산란체 표면 상의 전기 전류(electric currents)와 자기 전류(magnetic currents)의 통합에 의해 획득될 수 있다.When an electromagnetic wave is incident on the scattering body, the radio wave observed at an arbitrary point is propagated in the absence of the scattering body (that is, incident wave) and in the presence of the scattering body, (I.e., a scattered wave) that is transmitted through the antenna. As shown in Fig. 2, an area where an incident wave reaches (that is, an illumination area (lit-region)) and an area where an incident wave is blocked (i.e., a shadow area) , It is possible to estimate the current induced on the surface of the scattering body by the incident electromagnetic wave. At this time, the current induced in the surface of the illuminated area and the shaded area of the scatterer generates a reflected wave, and the current induced in the edge area of the scatterer generates a diffracted wave. That is, scattered waves (reflected waves + diffracted waves) are generated as a whole. For reference, the overall scattered wave can be obtained by integrating electric currents and magnetic currents on the surface of the scatterer.

본 발명의 일 실시예에서는, 산란체의 크기가 대규모로 크고 그 표면이 충분히 매끄럽다(smooth)라고 가정하며, 이에 따라 산란체의 표면은 국소적으로 무한 평면으로 간주할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(120)는 산란체의 구조를 추정하기 위해, 산란체의 표면을 특정한 기본 형상(예를 들어, 작은 삼각형)들로 이산화하고, 각 기본 형상 표면에 여기되는 전류를 PO 근사법을 사용하여 산출할 수 있다. 이때, 산란체의 각 기본 형상들에 대해 요구되는 표면 적분은 가우스 구적법(Gauss quadrature)을 사용하여 수치적으로 계산될 수 있다.In an embodiment of the present invention, it is assumed that the size of the scatterer is large and the surface is smooth enough, so that the surface of the scatterer can be regarded as a locally infinite plane. Accordingly, in order to estimate the structure of the scatterer, the processor 120 discretizes the surface of the scatterer into a specific basic shape (for example, small triangles) Can be calculated. At this time, the required surface integral for each basic shape of the scatterer can be computed numerically using Gauss quadrature.

구체적으로, 프로세서(120)는 PO 근사법 및 PTD 근사법을 사용하여 산란체의 표면 전류 초기 값을 산출한다. 이하에서는 PO 근사법에 의해 추정된 표면 전류를 JPO로 지칭하며, 이는 산란체의 조명 영역에서 입사파에 의해 1차적으로 유도된 초기 표면 전류이다. 또한, PTD 근사법에 의해 추정된 표면 전류는 JPTD라고 지칭하며, 이는 산란체의 입사파에 의해 모서리 영역에 유도된 표면 전류이다. 이러한 JPTD에 의해 회절파가 발생되어 음영 영역의 표면 전류를 유도하는 하나의 조건이 된다.Specifically, the processor 120 calculates the surface current initial value of the scatterer using the PO approximation method and the PTD approximation method. Hereinafter, the surface current estimated by the PO approximation method is referred to as J PO , which is the initial surface current primarily induced by the incident wave in the illumination region of the scatterer. Also, the surface current estimated by the PTD approximation is referred to as J PTD , which is the surface current induced in the edge region by the incident wave of the scatterer. Diffracted waves are generated by the J PTD , which is one condition for inducing the surface current in the shadow region.

도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 산란체가 비행기 꼬리 날개인 것을 예로서 도시하였다. 도 3을 참조하면, 입사파에 의해 비행기 꼬리 날개의 조명 영역에 유도된 표면 전류가 산란파(scattered field)를 발생시키고, 모서리 영역에 유도된 표면 전류가 회절파(diffracted filed)를 발생시키는 것을 알 수 있다. 이때, 산란파를 발생시키는 표면 전류는, JPO 및 음영 영역에 유도된 표면 전류(이하, Jx라고 지칭함)를 표면 전류 초기값으로 하여 IPO 근사법에 의한 반복 연산을 처리하여 추정한 IPO 전류(이하, JIPO라고 지칭함) 이다.In FIG. 3, the scattering body applied to an embodiment of the present invention is an airplane tail blade. Referring to FIG. 3, it can be seen that a surface current induced in an illumination region of an airplane tail wing generates a scattered field by an incident wave, and a surface current induced in an edge region generates a diffracted filed . In this case, surface currents that generates a scattered wave has, J PO and the surface current (hereinafter, J x as hereinafter), the surface current initial value with the one IPO current estimated by processing a repeated operation by IPO approximations introduced in the shaded area (the , Referred to as J IPO ).

먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 JPO, 그리고 JPO를 표면 전류 초기 값으로 설정한 경우에 JIPO를 산출하는 과정을 설명하도록 한다. First, 4 and 5 to be described the procedure for calculating J in IPO J PO, and PO is set to J as a surface current initial value.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 PO 기법 및 IPO 기법을 사용한 다중 산란파 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.4 and 5 are views for explaining a multiple scattered wave estimation method using the PO technique and the IPO technique according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 전계(electro field)

Figure pat00001
와 자계(magnetic field)
Figure pat00002
로 정의되는 입사파(incident field)가 모서리(wedge) 형상의 산란체에 입사되면, 먼저 산란체의 조명 영역에서 PO 전류(즉, JPO )를 여기하고 1차 반사된다. 그리고 1차 반사된 반사파는 산란체의 조명 영역 상에서 반복적으로 반사(즉, 다중 반사)되므로 반복적으로 PO 전류를 업데이트한다. 즉, MFIE에 기반하여 반사파에 의한 표면 전류를 반복적으로 연산하여 IPO 전류를 산출함으로써 조명 영역에서의 반사파를 산출할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, an electro-
Figure pat00001
And a magnetic field.
Figure pat00002
Is incident on the wedge-shaped scattering body, the PO current (that is, J PO ) is first excited in the illumination region of the scattering body and is firstly reflected. The reflected primary reflected light is repeatedly reflected (that is, multiple reflected) on the illuminated area of the scattering body, so that the PO current is repeatedly updated. That is, the reflected wave in the illumination region can be calculated by calculating the IPO current by repeatedly calculating the surface current by the reflected wave based on the MFIE.

산란체의 표면 상의 전체 전류는 아래 수학식 1과 같이 입사파와 산란파의 합으로 근사화될 수 있다.The total current on the surface of the scatterer can be approximated by the sum of the incident wave and the scattered wave as shown in Equation 1 below.

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

Figure pat00003
Figure pat00003

수학식 1에서

Figure pat00004
는 산란체 표면 전류이고,
Figure pat00005
는 입사 자계이고,
Figure pat00006
는 반사 자계이며,
Figure pat00007
은 산란체 표면 밖으로 향하는 단위법선벡터(unit normal vector)이다.In Equation (1)
Figure pat00004
Is the scatterer surface current,
Figure pat00005
Is an incident magnetic field,
Figure pat00006
Is a reflection magnetic field,
Figure pat00007
Is a unit normal vector that points out of the scatterer surface.

이에 기반하여, 아래 수학식 2에서와 같이 PO 근사법을 사용해 JPO를 근사화할 수 있다.Based on this, it is possible to approximate J PO by using the PO approximation method as shown in Equation 2 below.

<수학식 2>&Quot; (2) &quot;

Figure pat00008
Figure pat00008

수학식 2에서는 JPO가 실제적으로 IPO 처리의 첫 번째 전류 값이므로

Figure pat00009
로 표시하였으며, 음영 영역에서의 전류 값은 0인 것을 가정하는 것을 나타냈다.In Equation (2), J PO is actually the first current value of the IPO process
Figure pat00009
And that the current value in the shaded region is assumed to be zero.

한편, JPO 이후의 반복적인 반사파에 의한 표면 전류들은 다음의 수학식 3에서와 같이 근사화될 수 있다.On the other hand, surface currents due to repetitive reflected waves after J PO can be approximated as shown in Equation (3).

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure pat00010
Figure pat00010

위의 수학식 3에서

Figure pat00011
은 n번째 차수로 업데이트되는 표면 전류이다. 그리고
Figure pat00012
은 반사파를 유도하는 소스 표면 전류
Figure pat00013
부터 반사파에 의해 발생된 타겟 표면 전류
Figure pat00014
까지의 벡터 값(즉, 관측점의 위치 벡터)이다. 그리고 R은
Figure pat00015
이며, k0는 자유 공간의 파수로서
Figure pat00016
이고, c는 광속이며, f0는 관심 주파수(frequency of interest)이다. In Equation 3,
Figure pat00011
Is the surface current updated to the nth order. And
Figure pat00012
Is the source surface current
Figure pat00013
The target surface current generated by the reflected wave
Figure pat00014
(I.e., the position vector of the viewpoint). And R is
Figure pat00015
And k 0 is the wave number of the free space
Figure pat00016
, C is the speed of light, and f 0 is the frequency of interest.

즉, 이상에서와 같은 JPO 및 JIPO를 자기장 적분 방정식(MFIE)에 기반하여 나타내면, 각각 다음의 수학식 4 및 5와 같다. That is, if J PO and J IPO as described above are expressed based on the magnetic field integral equation (MFIE), they are expressed by the following equations (4) and (5), respectively.

<수학식 4> &Quot; (4) &quot;

Figure pat00017
Figure pat00017

<수학식 5>Equation (5)

Figure pat00018
Figure pat00018

이때, 수학식 4 및 5에서

Figure pat00019
은 표면 전류의 위치 벡터이고, 적분은 코시의 원칙에 따른 값(Cauchy’s principle value)이다.At this time, in equations (4) and (5)
Figure pat00019
Is the position vector of the surface current, and the integral is the Cauchy's principle value.

한편, IPO 방법은 표면 전류를 다음과 같은 수학식 6 및 수학식 7에 따른 반복법을 이용하여 예측할 수 있다. 이때, 하기 수학식 6 및 수학식 7에 따른 반복법은 자코비(Jacobi) 반복법을 적용하였다.On the other hand, the IPO method can predict the surface current using an iterative method according to Equations (6) and (7) as follows. At this time, the Jacobi repeating method is applied to the iterative method according to the following equations (6) and (7).

<수학식 6>&Quot; (6) &quot;

Figure pat00020
Figure pat00020

<수학식 7>&Quot; (7) &quot;

Figure pat00021
Figure pat00021

수학식 7에서의 수렴은 산란체의 크기가 작은 경우에 보장될 수 있다. 즉, 산란체의 크기가 매우 큰 경우,

Figure pat00022
일 때
Figure pat00023
은 일반적으로 발산한다. 따라서, 프로세서(120)는 전류 크기가 최초 지엽적 최소값(first local minimum)에 이르면 반복 절차를 중지시켜 수렴성을 조절한다.The convergence in Equation (7) can be guaranteed when the size of the scatterer is small. That is, when the size of the scatterer is very large,
Figure pat00022
when
Figure pat00023
Generally diverge. Thus, the processor 120 stops the iterative process and adjusts the convergence when the current magnitude reaches the first local minimum.

구체적으로, 원거리(far-field)에서의 산란파는 헤르츠 벡터(Hertz vector)를 이용하여 계산한다. 헤르츠 벡터는 하기 수학식 8과 같다.Specifically, the scattered wave at the far-field is calculated using a Hertz vector. The Hertz vector is represented by the following equation (8).

<수학식 8>&Quot; (8) &quot;

Figure pat00024
Figure pat00024

수학식 8에서 Z0는 자유 공간 상의 특성 임피던스이다. 이때, 산란파의 전계는 하기 수학식 9와 같다. In Equation (8), Z 0 is a characteristic impedance on free space. At this time, the electric field of the scattered waves is represented by the following equation (9).

<수학식 9>&Quot; (9) &quot;

Figure pat00025
Figure pat00025

이에 따른 산란 행렬(scattering matrix)은 다음 수학식 10에서와 같이 표현된다.The resulting scattering matrix is expressed as shown in Equation (10).

<수학식 10>&Quot; (10) &quot;

Figure pat00026
Figure pat00026

수학식 10에서 하첨자 h는 수평 편파(h-pol)을 의미하고, 하첨자 v는 수직 편파(v-pol)을 의미한다.In Equation 10, the subscript h means horizontal polarization (h-pol), and the subscript v means vertical polarization (v-pol).

프로세서(120)는 아래 수학식 11에 따라 산란체의 레이더 반사 면적을 산출할 수 있다.The processor 120 may calculate the radar reflection area of the scatterer according to Equation (11) below.

<수학식 11>Equation (11)

Figure pat00027
Figure pat00027

상기 수학식 11에서 m과 n은 수학식 10에서와 같은 h 또는 v를 나타낸다.In Equation (11), m and n represent h or v as in Equation (10).

한편, 수학식 6 및 수학식 7은 자코비 반복법에 기초한 표면 전류 산출식이다. 그런데 프로세서(120)는 자코비 반복법과 동일 또는 상이한 수렴 조건을 갖는 반복법을 사용하여 산란체의 레이더 반사 면적을 산출함으로써, IPO의 수렴성을 조절할 수 있다.Equations (6) and (7) are surface current calculation expressions based on Jacoby iteration. However, the processor 120 can adjust the convergence of the IPO by calculating the radar reflection area of the scatterer using an iterative method having the same or different convergence conditions as the Jacobi repeating method.

아래의 가우스-지델 반복법, SOR 반복법 및 리처드슨 반복법을 사용하여 레이더 반사 면적을 산출할 수 있다.The following Gauss-Giddel iteration, SOR iteration and Richardson iteration can be used to calculate the radar reflection area.

우선, 수학식 5는 다음 수학식 12 및 수학식 13과 같이 표현될 수 있다.First, Equation (5) can be expressed as Equation (12) and Equation (13).

<수학식 12>&Quot; (12) &quot;

Figure pat00028
Figure pat00028

<수학식 13>&Quot; (13) &quot;

Figure pat00029
Figure pat00029

여기서, I는 항등 행렬을 의미하고 L1은 상기 수학식 3의 적분 연산자(integral operator)이다. 그리고 L=I+ L1이다.Here, I denotes an identity matrix and L 1 denotes an integral operator of Equation (3). And L = I + L 1 .

이때, 행렬 L을 대각 행렬(W)와 비대각 행렬(R)로 나누면 L=W-R이 되고, 수학식 13은 다음 수학식 14와 같이 표현될 수 있다.At this time, if the matrix L is divided by the diagonal matrix W and the non-diagonal matrix R, L = W-R, and the equation (13) can be expressed by the following equation (14).

<수학식 14>&Quot; (14) &quot;

Figure pat00030
Figure pat00030

MFIE에서는 W=I이고, 수학식 14에서

Figure pat00031
를 계산하기 위해, 자코비(Jacobi) 반복법을 사용하면 다음 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.W = I in the MFIE, and
Figure pat00031
Using the Jacobi iteration method can be expressed by the following equation (15).

<수학식 15>&Quot; (15) &quot;

Figure pat00032
Figure pat00032

여기서, 가우스-지델(Gauss-Seidel) 반복법을 적용하면, 행렬 L을 대각 행렬과 하부삼각행렬(E), 상부삼각행렬(F)로 나눈다. 즉, L=W-E-F이다.Here, when a Gauss-Seidel iteration is applied, the matrix L is divided into a diagonal matrix, a lower triangular matrix E, and an upper triangular matrix F. That is, L = W-E-F.

이에 따라, 수학식 13을 다시 표현하면 다음의 수학식 16과 같다.Accordingly, Equation (13) can be expressed as Equation (16).

<수학식 16>&Quot; (16) &quot;

Figure pat00033
Figure pat00033

따라서, 가우스-지델 반복법은 다음 수학식 17과 같이 정의된다.Thus, the Gauss-Gedle iteration is defined as: &quot; (17) &quot;

<수학식 17>&Quot; (17) &quot;

Figure pat00034
Figure pat00034

한편, 가우스-지델 반복법의 수렴 조건은 자코비 반복법과 동일하나, 수렴 및 발산 속도가 자코비 반복법의 2배이므로, 수렴 시 자코비 반복법보다 효율적으로

Figure pat00035
를 산출할 수 있다.On the other hand, the convergence condition of the Gauss-Giddel iteration is the same as the Jacoby iteration, but since convergence and divergence are twice the Jacoby iteration,
Figure pat00035
Can be calculated.

또한, 가우스-지델 반복법의 수렴 속도를 개선하기 위하여 SOR 반복법을 사용할 수도 있다. SOR 반복법은 이완법(relaxation method) 중 하나로서, 가우스-지델 반복법을 수정하여 구현할 수 있다.Also, the SOR iterative method may be used to improve the convergence speed of the Gauss-Gedel iteration. The SOR iteration is one of the relaxation methods and can be implemented by modifying the Gauss-Giedel iteration.

이러한 SOR 반복법은 다음의 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.This SOR iteration method can be expressed by the following Equation (18).

<수학식 18>&Quot; (18) &quot;

Figure pat00036
Figure pat00036

이때, GS는 가우스-지델 반복법의 결과이며,

Figure pat00037
는 가중치이다. 참고로,
Figure pat00038
= 1 이면, 수학식 18은 가우스-지델 반복법과 동일하다. 따라서,
Figure pat00039
를 조절하여 SOR 반복법은 가우스-지델 반복법에 비해 수렴 속도를 개선할 수 있다.At this time, GS is the result of the Gauss-Giedel iteration,
Figure pat00037
Is the weight. Note that,
Figure pat00038
= 1, Equation (18) is the same as Gauss-Gedle iteration. therefore,
Figure pat00039
The SOR iterative method can improve the convergence speed as compared with the Gauss-Gedle iteration method.

그런데, 면적이 거대한 산란체인 경우 IPO 시 거의 모든 경우 발산하므로, 가능한 수렴 속도를 빠르게 하는데 중점을 둔 SOR 반복법보다, 느리더라도 향상된 해(improved solution)에 접근할 수 있는 반복법을 사용할 수 있다.By the way, if the area is a large scattering chain, it can emit almost all of the time at IPO, so it is possible to use an iterative method that can approach the improved solution even if it is slower than the SOR iterative method which focuses on speeding up possible convergence speed.

리처드슨(Richardson) 반복법은 수렴성을 늦출 수 있다. 이러한 리처드슨 반복법을 통해 IPO 시 최종 산출된 표면 전류의 정확도를 향상시킬 수 있다. 참고로, 리처드슨 반복법 또한 SOR 반복법과 같이

Figure pat00040
를 조절하여 수렴 속도를 개선할 수 있다.Richardson iterations can slow down convergence. This Richardson iteration method can improve the accuracy of the final calculated surface current at IPO. For reference, Richardson iteration also works with SOR iterations.
Figure pat00040
The convergence speed can be improved.

리처드슨 반복법은 다음의 수학식 19 및 수학식 20과 같다.The Richardson iteration method is expressed by the following equations (19) and (20).

<수학식 19>&Quot; (19) &quot;

Figure pat00041
Figure pat00041

<수학식 20>&Quot; (20) &quot;

Figure pat00042
Figure pat00042

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 프로세서(120)는 JIPO를 산출함에 있어서 JPO와 Jx를 합산한 값을 IPO의 표면 전류 초기값으로 사용한다. On the other hand, as described above, the processor 120 uses the sum of J PO and J x as the initial value of the surface current of IPO in calculating J IPO .

즉, JPO 및 Jx 는 소스(source)로 작용하여 반복적으로 표면 전류 JIPO를 여기하고 다중 반사(즉, 반복적으로 반사)된다.That is, J PO And J x acts as a source to repeatedly excite the surface current J IPO and multiply reflect (i.e., iteratively reflect).

이때, Jx는 음영 영역의 표면 전류로서 아래의 수학식 21을 통해 추정할 수 있다.At this time, J x can be estimated as the surface current of the shaded region by the following expression (21).

<수학식 21>&Quot; (21) &quot;

Figure pat00043
Figure pat00043

수학식 21에서,

Figure pat00044
는 산란체의 모서리에 의하여 회절되는 자계이고,
Figure pat00045
는 산란체의 조명 영역에 여기된 JPO에 의해 투과되는 자계이며,
Figure pat00046
는 산란체에 입사되는 자계(즉, 입사파의 자계)이다.In Equation 21,
Figure pat00044
Is a magnetic field that is diffracted by the corners of the scatterer,
Figure pat00045
Is a magnetic field transmitted by J PO excited in the illumination region of the scatterer,
Figure pat00046
Is a magnetic field (that is, a magnetic field of an incident wave) incident on the scattering body.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 JPTD를 산출하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, the process of calculating J PTD will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTD 기법을 사용한 회절파 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTD 기법에 따른 산란체 모서리에서의 표면 전류 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a view for explaining a diffraction wave estimation method using the PTD technique according to an embodiment of the present invention. And FIG. 7 is a diagram for explaining a surface current estimation method at a corner of a scatterer according to the PTD technique according to an embodiment of the present invention.

도 6에서와 같이, 산란체의 모서리(edge)에서는 회절이 발생되되 모서리 영역의 표면에는 표면 전류 JPTD를 여기하고 1차 회절된다. As shown in Fig. 6, diffraction occurs at the edge of the scattering body, and the surface current of the corner region excites the surface current J PTD and is first diffracted.

구체적으로, 도 7에서와 같이 임의의 곡선 형태의 모서리에 입사파가

Figure pat00047
방향으로 입사하고, 산란파를
Figure pat00048
방향에서 관측할 경우, 곡선을 짧은 직선 형태의 모서리들로 차분화하면 n 번째 직선 모서리는
Figure pat00049
의 위치에 놓인다. 이때, 전체 모서리에 의한 회절파는 각각의 촤분화된 모서리에 의한 회절파들의 합이다.More specifically, as shown in FIG. 7,
Figure pat00047
Direction, and a scatter wave
Figure pat00048
If you observe in the direction, if you divide the curve into short straight-line corners, the nth straight-line corner
Figure pat00049
. At this time, the diffraction wave due to all the corners is the sum of the diffraction waves due to the respective differentiated edges.

이때, PTD 근사법을 적용하기 위해서 전역 좌표계(global coordinates)를 국소 좌표계(local coordinates)로 변환한다.At this time, the global coordinates are converted into local coordinates to apply the PTD approximation.

아래의 수학식 22를 통해 산란체 모서리 영역의 전계를 구할 수 있다.The electric field in the corner area of the scatterer can be obtained by the following equation (22).

<수학식 22>&Quot; (22) &quot;

Figure pat00050
Figure pat00050

수학식 22에서

Figure pat00051
는 JPTD에 의한 회절파의 전계이고,
Figure pat00052
는 이산화된 세그먼트의 기여도이며, D는 기설정된 회절계수(diffraction coefficients)이고, L은 이산화된 세그먼트의 길이이고, r은 세그먼트로부터 관측지점까지의 거리이고, Z0는 자유 공간의 고유 임피던스이며,
Figure pat00053
은 모서리를 따른 접선 단위 벡터이다.In Equation 22,
Figure pat00051
Is the electric field of the diffracted wave by J PTD ,
Figure pat00052
Where D is the predetermined diffraction coefficients, L is the length of the discretized segment, r is the distance from the segment to the observation point, Z 0 is the intrinsic impedance of the free space,
Figure pat00053
Is a tangential unit vector along an edge.

산란체의 표면 전류는 전기적 성분 e와 자기적 성분 m이 함께 존재하므로, 아래 수학식 23을 통해 JPTD의 전기적 성분

Figure pat00054
및 자기적 성분
Figure pat00055
을 산출할 수 있다.Since the surface current of the scattering body exists together with the electric component e and the magnetic component m, the electric component of J PTD
Figure pat00054
And a magnetic component
Figure pat00055
Can be calculated.

<수학식 23>&Quot; (23) &quot;

Figure pat00056
Figure pat00056

이때,

Figure pat00057
는 비균일 전류(non-uniform current)의 전기적 성분
Figure pat00058
로부터 JPO 의 전기 전류
Figure pat00059
를 제한 값이고,
Figure pat00060
는 비균일 전류의 자기적 성분
Figure pat00061
로부터 JPO 의 자기 전류
Figure pat00062
를 제한 값이다.At this time,
Figure pat00057
Is an electrical component of a non-uniform current
Figure pat00058
The electric current of J PO from
Figure pat00059
Lt; / RTI &gt;
Figure pat00060
Is a non-uniform current magnetic component
Figure pat00061
The magnetic current of J PO
Figure pat00062
Is a limiting value.

Figure pat00063
, ,
Figure pat00065
Figure pat00066
는 각각 아래의 수학식 24 내지 27과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00063
, ,
Figure pat00065
And
Figure pat00066
Can be expressed by the following equations (24) to (27), respectively.

<수학식 24>&Quot; (24) &quot;

Figure pat00067
Figure pat00067

<수학식 25>&Quot; (25) &quot;

Figure pat00068
Figure pat00068

<수학식 26>&Quot; (26) &quot;

Figure pat00069
Figure pat00069

<수학식 27>&Quot; (27) &quot;

Figure pat00070
Figure pat00070

도 7의 (b)를 참조하면, 이상에서

Figure pat00071
이고,
Figure pat00072
이며,
Figure pat00073
이다.Referring to Fig. 7 (b)
Figure pat00071
ego,
Figure pat00072
Lt;
Figure pat00073
to be.

이에 따라, 위의 수학식 22를 다시 표현하면 다음의 수학식 28과 같다.Accordingly, Equation (22) can be expressed as Equation (28).

<수학식 28>&Quot; (28) &quot;

Figure pat00074
Figure pat00074

이상의 과정에 따라 산출된 PO 전류 및 PTD 전류를 이용하여, 다음의 수학식 29와 같이 IPO 근사법의 초기 값(즉, 표면 전류 초기 값)을 산출할 수 있다.The initial value of the IPO approximation method (i.e., the initial value of the surface current) can be calculated using the PO current and the PTD current calculated according to the above process, as shown in the following equation (29).

<수학식 29>&Quot; (29) &quot;

Figure pat00075
Figure pat00075

이때,

Figure pat00076
이고,
Figure pat00077
은 입사 자계이며,
Figure pat00078
이고,
Figure pat00079
이다.At this time,
Figure pat00076
ego,
Figure pat00077
Is an incident magnetic field,
Figure pat00078
ego,
Figure pat00079
to be.

그리고, PDT 전류(즉,

Figure pat00080
Figure pat00081
)에 의해 발생된 회절파의 자계는 다음의 수학식 30을 통해 산출할 수 있다.Then, the PDT current (i.e.,
Figure pat00080
And
Figure pat00081
) Can be calculated by the following equation (30). &Quot; (30) &quot;

<수학식 30>&Quot; (30) &quot;

Figure pat00082
Figure pat00082

이때,

Figure pat00083
이고,
Figure pat00084
이고,
Figure pat00085
이다.At this time,
Figure pat00083
ego,
Figure pat00084
ego,
Figure pat00085
to be.

이상에서와 같이, 프로세서(120)는 JPO 및 Jx의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 IPO에 사용하여 JIPO 를 추정하고, JIPO에 기초하여 산란체의 조명 영역 및 음영 영역의 반사파 전계를 산출한다. 그리고 프로세서(120)는 JPTD에 기초하여 산란체의 모서리 영역의 회절파의 전계를 산출한다. 그런 다음 프로세서(120)는 조명 영역, 음영 영역 및 모서리 영역의 각 산란파(즉, 반사파 및 회절파)의 전계를 합산하여 전체 산란파 전계를 산출한다.As described above, the processor 120 is configured to receive the J PO And the initial value of the surface current according to the sum of J x is used for the IPO to estimate J IPO and the reflected wave electric field of the illuminated area and shaded area of the scatterer is calculated based on J IPO . Then, the processor 120 calculates the electric field of the diffraction wave in the corner region of the scatterer based on J PTD . Then, the processor 120 calculates the total scattered wave field by summing the electric fields of the respective scattered waves (that is, the reflected wave and the diffracted wave) in the illumination area, the shaded area and the edge area.

프로세서(120)는 산란파 전계 및 입사 전자기파의 전력의 진폭 비에 기초하여 산란체의 레이더 반사 면적을 산출한다.The processor 120 calculates the radar reflection area of the scatterer based on the amplitude ratio of the power of the scattered wave electric field and the incident electromagnetic wave.

이때, 프로세서(120)는 메모리(110)에 산출된 레이더 반사 면적을 상기 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장할 수 있으며, 복수의 종류의 산란체 별로 기설정된 물리적 특성에 따른 변수를 적용하여 레이더 반사 면적을 산출하여 저장할 수 있다.At this time, the processor 120 may store the radar reflection area calculated in the memory 110 as the scattering body identification reference information by matching with the incident electromagnetic wave, and a variable according to a predetermined physical property is applied to each of the plurality of scattering bodies The radar reflection area can be calculated and stored.

한편, 메모리(110)에는 복수의 종류의 산란체 별로 크기, 형상 및 매질 중 적어도 하나에 따른 물리적 특성에 대응하여 설정된 반사 계수 및 회절 계수가 저장되어 있다. 이에 따라, 프로세서(120)는 산란체 별로 해당하는 상기 반사 계수 및 회절 계수를 선택하여 상기 PO, IPO 및 PTD 근사법에 적용할 수 있다.Meanwhile, the memory 110 stores reflection coefficients and diffraction coefficients set corresponding to physical characteristics of at least one of size, shape, and medium for each of a plurality of types of scatterers. Accordingly, the processor 120 may apply the reflection coefficient and the diffraction coefficient corresponding to the scatterers to the PO, IPO, and PTD approximation methods.

또한, 프로세서(120)는 사전에 설정된 복수의 산란체 크기 범위 중 해당 산란체의 형상에 따른 크기 값이 해당하는 크기 범위를 검출하여, 검출된 크기 범위에 사전에 매칭된 IPO 근사법 중 적어도 하나를 선택하여 반복 연산을 처리할 수도 있다.In addition, the processor 120 detects a corresponding size range of a size value according to the shape of the corresponding scatterer among a plurality of scatterer size ranges set in advance, and determines at least one of the previously matched IPO approximation methods to the detected size range You can also choose to process iterative operations.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 레이더 반사 면적 측정 장치(100)는 임의의 방향을 향해 기설정된 전자기파를 송출하고, 상기 송출된 전자기파에 대응하는 산란파를 측정하는 송수신기(130)를 더 포함할 수 있다.1, the radar reflection area measuring apparatus 100 further includes a transceiver 130 that emits predetermined electromagnetic waves toward an arbitrary direction and measures scattered waves corresponding to the transmitted electromagnetic waves .

이때, 프로세서(120)는 메모리(110)에 저장된 산란체 식별 기준 정보 중 송수신기(130)를 통해 송출된 전자기파 및 측정된 산란파에 대응하는 상기 입사 전자기파 및 상기 레이더 반사 면적을 검출하여 대상체를 식별할 수 있다.At this time, the processor 120 detects the incident electromagnetic wave and the radar reflection area corresponding to the electromagnetic wave and the scattered wave measured through the transceiver 130 among the scatterer identification reference information stored in the memory 110, and identifies the object .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 반사 면적 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a method of measuring a radar reflection area according to an embodiment of the present invention.

먼저, PO 근사법 및 PTD 근사법을 사용하여 입사 전자기파에 의해 산란체의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 산출하고, PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 산출한다(S110, 210).First, the surface currents induced in the illumination area and the edge area of the scatterer are respectively calculated by the incident electromagnetic waves using the PO approximation method and the PTD approximation method, and the first magnetic field value based on the first surface current estimated through the PO approximation method, PTD A third surface current induced in the shaded region of the scatterer based on the second magnetic field value due to the second surface current estimated through the approximation method and the third magnetic field value due to the incident electromagnetic wave is calculated S110 and 210.

그럼 다음, 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 MFIE에 기반한 IPO 근사법을 통해 반복 연산 처리한다(S120).Then, the initial value of the surface current according to the sum of the first and third surface currents is repeatedly processed through the IPO approximation method based on the MFIE (S120).

이때, IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간을 검출하여(S130), 반복 절차를 중지한다(S140).At this time, the instant when the current size diverges in the iterative calculation process according to the IPO is detected (S130), and the iterative procedure is stopped (S140).

참고로, IPO 기법으로서 자코비(Jacobi) 반복법, 가우스 지델(Gauss-Seidel) 반복법, SOR(Successive Over Relaxation) 반복법 및 리처드슨(Richardson) 반복법 중 적어도 하나를 사용하여 상기 반복 연산을 처리할 수 있다.For reference, as the IPO technique, the iterative operation can be processed using at least one of Jacobi, Gauss-Seidel, Successive Over Relaxation (SOR), and Richardson iteration.

또한, 사전에 설정된 복수의 산란체 크기 범위 중 해당 산란체의 형상에 따른 크기 값이 해당하는 크기 범위를 검출하고, 검출된 크기 범위에 사전에 매칭된 IPO 근사법 중 적어도 하나를 선택하여 상기 반복 연산을 처리할 수도 있다.In addition, a size range corresponding to a size value according to the shape of the scatterer may be detected from among a plurality of scatterer size ranges set in advance, and at least one of the IPO approximation methods previously matched to the detected size range may be selected, . &Lt; / RTI &gt;

그런 다음, 상기 단계(S120) 내지 (S140)을 통해 산출된 산란체의 조명 영역 및 음영 영역의 표면 전류 값에 기초하여 제 1 산란파(즉, 반사파) 전계를 산출하고(S150), 상기 단계 (S210)을 통해 산출된 산란체의 모서리 영역의 표면 전류 값에 기초하여 제 2 산란파(즉, 회절파) 전계를 산출한다(S220).The first scattered wave (i.e., reflected wave) electric field is calculated (S150) based on the surface current values of the illuminated area and the shaded area of the scatterer calculated through the above steps S120 to S140, The second scattered wave (i.e., diffraction wave) electric field is calculated based on the surface current value of the corner area of the scatterer calculated through the first scattered wave (S210) (S220).

다음으로, 제 1 산란파 전계와 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출한다(S160).Next, the total scattered wave electric field is calculated by summing the first scattered wave electric field and the second scattered wave electric field (S160).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계 (S160) 이후에, 총 산란파 전계 및 입사 전자기파의 전력의 진폭 비에 기초하여 해당 산란체의 레이더 반사 면적을 산출하는 단계, 및 산출된 레이더 반사 면적을 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 복수의 종류의 산란체 별로 기설정된 물리적 특성에 따른 변수를 적용하여 상기 레이더 반사 면적을 산출하여 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of calculating a radar reflection area of a scatterer, comprising the steps of: calculating a radar reflection area of the scatterer based on the amplitude ratio of the total scattered wave electric field and the incident electromagnetic wave power after the step (S160) And storing the scattering body identification reference information as the scattering body identification reference information by matching with the incident electromagnetic wave. At this time, the radar reflection area can be calculated and stored by applying a variable according to predetermined physical characteristics to a plurality of kinds of scatterers.

또한, 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 추정하는 단계 이전에, 복수의 종류의 산란체 별로 크기, 형상 및 매질 중 적어도 하나에 따른 물리적 특성에 대응하여 설정된 반사 계수 및 회절 계수를 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이때, 복수의 종류의 산란체 별로 해당하는 반사 계수 및 회절 계수를 선택하여 상기 PO, IPO 및 PTD 근사법에 적용할 수 있다.Also, before estimating the surface currents induced in the illumination region and the edge region, the reflection coefficient and the diffraction coefficient set corresponding to the physical characteristics according to at least one of size, shape, and medium are stored for each of the plurality of kinds of scatterers The method further comprising the steps of: At this time, reflection coefficients and diffraction coefficients corresponding to a plurality of kinds of scatterers can be selected and applied to the PO, IPO, and PTD approximation methods.

또한, 산출된 레이더 반사 면적을 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장하는 단계 이후에, 임의의 방향을 향해 기설정된 전자기파를 송출하고, 상기 송출된 전자기파에 대응하는 산란파를 측정하는 단계, 및 저장된 산란체 식별 기준 정보 중 상기 송출된 전자기파 및 상기 측정된 산란파에 대응하는 상기 입사 전자기파 및 상기 레이더 반사 면적을 검출하여 대상체를 식별하는 단계를 더 포함할 수도 있다.Measuring a scattered wave corresponding to the transmitted electromagnetic wave by transmitting a predetermined electromagnetic wave toward an arbitrary direction after storing the calculated radar reflection area with the incident electromagnetic wave and storing the scattered body identification reference information; And identifying the object by detecting the incident electromagnetic wave and the radar reflection area corresponding to the transmitted electromagnetic wave and the measured scattering wave among the stored scattering body identification reference information.

이상에서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 반사 면적 측정 장치를 통한 레이더 반사 면적 측정 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. The method of measuring the radar reflection area using the radar reflection area measuring apparatus according to an embodiment of the present invention described above may also be implemented in the form of a recording medium including a program executable by a computer such as a program module executed by a computer . Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 레이더 반사 면적 측정 장치
110: 메모리
120: 프로세서
130: 송수신기
100: Radar reflection area measuring device
110: Memory
120: Processor
130: Transceiver

Claims (12)

레이더 반사 면적(Radar Cross Section, RCS) 측정 장치에 있어서,
레이더 반사 면적 측정 프로그램이 저장된 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는 상기 레이더 반사 면적 측정 프로그램의 실행에 따라, 기설정된 물리 광학(Physical Optics, PO) 근사법 및 물리 광학 회절 이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 근사법을 사용하여 입사 전자기파(incident electromagnetic wave)에 의해 산란체(scatterer)의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 표면 전류를 각각 추정하고, 상기 PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, 상기 PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 상기 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 상기 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 추정하고, 상기 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 기설정된 자기장 적분 방정식(Magnetic Field Integral Equation, MFIE)에 기반한 반복적 물리 광학(Iterative Physical Optics, IPO) 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 제 1 산란파 전계를 산출하고, 상기 제 1 산란파 전계 및 상기 제 2 표면 전류에 기초한 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출하되, 상기 IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간 반복 절차를 중지하는, 레이더 반사 면적 측정 장치.
In a radar cross section (RCS) measuring apparatus,
A memory for storing a radar reflection area measurement program; And
And a processor for executing a program stored in the memory,
The processor is configured to perform a radar reflection area measurement program on the incident electromagnetic wave using a predetermined physical optics (PO) approximation method and a physical theory of diffraction (PTD) Estimating a surface current induced in an illumination area and a corner area of a scatterer by a first surface current, estimating a first magnetic field value by a first surface current estimated through the PO approximation method, Estimating a third surface current induced in the shaded area of the scatterer based on a second magnetic field value due to the current and a third magnetic field value caused by the incident electromagnetic wave, The initial value of the surface current is determined by an iterative physical optics (IPO) approximation method based on a predetermined magnetic field integral equation (MFIE) The first scattered wave electric field and the second scattered wave electric field based on the first scattered wave electric field and the second surface electric current are summed to calculate a total scattered wave electric field, The radar reflection area measuring device stops the repeating procedure at the moment of divergence.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 IPO 기법으로서 자코비(Jacobi) 반복법, 가우스 지델(Gauss-Seidel) 반복법, SOR(Successive Over Relaxation) 반복법 및 리처드슨(Richardson) 반복법 중 적어도 하나를 사용하여 상기 반복 연산을 처리하는, 레이더 반사 면적 측정 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
Wherein the IPO technique is a radar reflection area measuring device that processes the repetitive calculation using at least one of Jacobi, Gauss-Seidel, SOR, and Richardson iterative methods. .
제 2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
사전에 설정된 복수의 산란체 크기 범위 중 상기 산란체의 형상에 따른 크기 값이 해당하는 크기 범위를 검출하고,
상기 검출된 크기 범위에 사전에 매칭된 IPO 근사법 중 적어도 하나를 선택하여 상기 반복 연산을 처리하는, 레이더 반사 면적 측정 장치.
3. The method of claim 2,
The processor comprising:
Detecting a size range corresponding to a size value according to a shape of the scatterer among a plurality of scatterer size ranges set in advance,
And at least one of the IPO approximation methods previously matched to the detected size range is selected to process the iterative calculation.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 총 산란파 전계 및 상기 입사 전자기파의 전력의 진폭 비에 기초하여 상기 산란체의 레이더 반사 면적을 산출하고,
상기 메모리에 상기 산출된 레이더 반사 면적을 상기 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장하되,
복수의 종류의 산란체 별로 기설정된 물리적 특성에 따른 변수를 적용하여 상기 레이더 반사 면적을 산출하여 저장하는, 레이더 반사 면적 측정 장치.
The method according to claim 1,
The processor comprising:
Calculating a radar reflection area of the scatterer based on the amplitude ratio of the total scattered wave electric field and the incident electromagnetic wave power,
Storing the calculated radar reflection area in the memory as scattering body identification reference information by matching with the incident electromagnetic wave,
Wherein a radar reflection area is calculated and stored by applying a parameter according to predetermined physical characteristics to a plurality of kinds of scatterers.
제 4 항에 있어서,
상기 메모리에는,
상기 복수의 종류의 산란체 별로 크기, 형상 및 매질 중 적어도 하나에 따른 물리적 특성에 대응하여 설정된 반사 계수 및 회절 계수가 저장되어 있으며,
상기 프로세서는 상기 산란체 별로 해당하는 상기 반사 계수 및 회절 계수를 선택하여 상기 PO, IPO 및 PTD 근사법에 적용하는 것인, 레이더 반사 면적 측정 장치.
5. The method of claim 4,
In the memory,
A reflection coefficient and a diffraction coefficient set corresponding to physical characteristics of at least one of a size, a shape, and a medium are stored for each of the plurality of types of scatterers,
Wherein the processor selects the reflection coefficient and the diffraction coefficient corresponding to the scatterer, and applies the selected reflection coefficient and diffraction coefficient to the PO, IPO, and PTD approximation methods.
제 4 항에 있어서,
임의의 방향을 향해 기설정된 전자기파를 송출하고, 상기 송출된 전자기파에 대응하는 산란파를 측정하는 송수신기를 더 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 메모리에 저장된 산란체 식별 기준 정보 중 상기 송출된 전자기파 및 상기 측정된 산란파에 대응하는 상기 입사 전자기파 및 상기 레이더 반사 면적을 검출하여 대상체를 식별하는, 레이더 반사 면적 측정 장치.
5. The method of claim 4,
Further comprising a transceiver for transmitting predetermined electromagnetic waves toward an arbitrary direction and measuring scattered waves corresponding to the transmitted electromagnetic waves,
The processor comprising:
And detects the incident electromagnetic wave and the radar reflection area corresponding to the transmitted electromagnetic wave and the measured scattered wave among the scatterer identification reference information stored in the memory to identify the object.
레이더 반사 면적(Radar Cross Section, RCS) 측정 장치를 통한 레이더 반사 면적 측정 방법에 있어서,
기설정된 물리 광학(Physical Optics, PO) 근사법 및 물리 광학 회절 이론(Physical Theory of Diffraction, PTD) 근사법을 사용하여 입사 전자기파(incident electromagnetic wave)에 의해 산란체(scatterer)의 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 제 1 및 제 2 표면 전류를 각각 추정하는 단계;
상기 PO 근사법을 통해 추정된 제 1 표면 전류에 의한 제 1 자계 값, 상기 PTD 근사법을 통해 추정된 제 2 표면 전류에 의한 제 2 자계 값, 및 상기 입사 전자기파에 의한 제 3 자계 값에 기초하여 상기 산란체의 음영 영역에 유도된 제 3 표면 전류를 추정하는 단계;
상기 제 1 및 제 3 표면 전류의 합에 따른 표면 전류 초기 값을 기설정된 자기장 적분 방정식(Magnetic Field Integral Equation, MFIE)에 기반한 반복적 물리 광학(Iterative Physical Optics, IPO) 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 제 1 산란파 전계를 산출하는 단계; 및
상기 제 1 산란파 전계 및 상기 제 2 표면 전류에 기초한 제 2 산란파 전계를 합산하여 총 산란파 전계를 산출하는 단계를 포함하며,
상기 IPO에 따른 반복 연산 처리 시 전류 크기가 발산하는 순간 반복 절차를 중지하는 것인, 레이더 반사 면적 측정 방법.
A method for measuring a radar cross-sectional area (RCS)
Using an incident electromagnetic wave using a predetermined physical optical (PO) approximation method and a physical theory of diffraction (PTD) approximation method, the incident light is guided to the illumination area and the corner area of the scatterer Estimating the first and second surface currents, respectively;
Based on the first magnetic field value by the first surface current estimated through the PO approximation method, the second magnetic field value by the second surface current estimated by the PTD approximation method, and the third magnetic field value by the incident electromagnetic wave, Estimating a third surface current induced in a shadow region of the scatterer;
The initial value of the surface current according to the sum of the first and third surface currents is subjected to iterative calculation processing through an iterative physical optics (IPO) approximation method based on a predetermined magnetic field integral equation (MFIE) 1) calculating a scattering wave field; And
And summing the first scattered wave electric field based on the first scattered wave electric field and the second scattered wave electric field based on the second surface electric current to calculate a total scattered wave electric field,
Wherein the instantaneous repeat procedure is terminated when the current magnitude diverges during the iterative calculation process according to the IPO.
제 7 항에 있어서,
상기 IPO 기법으로서 자코비(Jacobi) 반복법, 가우스 지델(Gauss-Seidel) 반복법, SOR(Successive Over Relaxation) 반복법 및 리처드슨(Richardson) 반복법 중 적어도 하나를 사용하여 상기 반복 연산을 처리하는, 레이더 반사 면적 측정 방법.
8. The method of claim 7,
The IPO technique is a radar reflection area measurement method that processes the repetitive calculation using at least one of a Jacobi iteration method, a Gauss-Seidel iteration method, a Successive Over Relaxation (SOR) iteration method, and a Richardson iteration method .
제 8 항에 있어서,
상기 IPO 근사법을 통해 반복 연산 처리하여 반사파 전계를 산출하는 단계는,
사전에 설정된 복수의 산란체 크기 범위 중 상기 산란체의 형상에 따른 크기 값이 해당하는 크기 범위를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 크기 범위에 사전에 매칭된 IPO 근사법 중 적어도 하나를 선택하여 상기 반복 연산을 처리하는 단계를 포함하는, 레이더 반사 면적 측정 방법.
9. The method of claim 8,
The step of calculating the reflected wave electric field by performing the repetitive calculation processing through the IPO approximation method includes:
Detecting a size range corresponding to a size value according to a shape of the scatterer among a plurality of scatterer size ranges set in advance; And
And selecting at least one of the IPO approximation methods previously matched to the detected size range to process the iterative calculation.
제 7 항에 있어서,
상기 총 산란파 전계를 산출하는 단계 이후에,
상기 총 산란파 전계 및 상기 입사 전자기파의 전력의 진폭 비에 기초하여 상기 산란체의 레이더 반사 면적을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 레이더 반사 면적을 상기 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장하는 단계를 더 포함하며,
복수의 종류의 산란체 별로 기설정된 물리적 특성에 따른 변수를 적용하여 상기 레이더 반사 면적을 산출하여 저장하는, 레이더 반사 면적 측정 방법.
8. The method of claim 7,
After the step of calculating the total scattered wave field,
Calculating a radar reflection area of the scatterer based on the amplitude ratio of the total scattered wave electric field and the incident electromagnetic wave power; And
And storing the calculated radar reflection area as scattering body identification reference information by matching with the incident electromagnetic wave,
Wherein the radar reflection area is calculated and stored by applying a parameter according to predetermined physical characteristics to a plurality of kinds of scatterers.
제 10 항에 있어서,
상기 조명 영역 및 모서리 영역에 유도된 제 1 및 제 2 표면 전류를 각각 추정하는 단계 이전에,
상기 복수의 종류의 산란체 별로 크기, 형상 및 매질 중 적어도 하나에 따른 물리적 특성에 대응하여 설정된 반사 계수 및 회절 계수를 저장하는 단계를 더 포함하며,
상기 산란체 별로 해당하는 상기 반사 계수 및 회절 계수를 선택하여 상기 PO, IPO 및 PTD 근사법에 적용하는 것인, 레이더 반사 면적 측정 방법.
11. The method of claim 10,
Before each step of estimating the first and second surface currents induced in the illumination region and the edge region,
And storing reflection coefficients and diffraction coefficients set corresponding to physical characteristics of at least one of size, shape and medium for each of the plurality of kinds of scatterers,
Wherein the reflection coefficient and the diffraction coefficient corresponding to each scattering body are selected and applied to the PO, IPO, and PTD approximation methods.
제 10 항에 있어서,
상기 산출된 레이더 반사 면적을 상기 입사 전자기파와 매칭하여 산란체 식별 기준 정보로서 저장하는 단계 이후에,
임의의 방향을 향해 기설정된 전자기파를 송출하고, 상기 송출된 전자기파에 대응하는 산란파를 측정하는 단계; 및
상기 저장된 산란체 식별 기준 정보 중 상기 송출된 전자기파 및 상기 측정된 산란파에 대응하는 상기 입사 전자기파 및 상기 레이더 반사 면적을 검출하여 대상체를 식별하는 단계를 더 포함하는, 레이더 반사 면적 측정 방법.
11. The method of claim 10,
After the calculated radar reflection area is matched with the incident electromagnetic wave and stored as scattering body identification reference information,
Transmitting predetermined electromagnetic waves toward an arbitrary direction and measuring scattered waves corresponding to the transmitted electromagnetic waves; And
Further comprising the step of identifying a target object by detecting the incident electromagnetic wave and the radar reflection area corresponding to the transmitted electromagnetic wave and the measured scattered wave among the stored scatterer identification reference information.
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