KR20190129282A - 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템 - Google Patents

복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템 Download PDF

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KR20190129282A
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Abstract

본 발명에 따른 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템은, 원거리 타겟을 검출하기 위해 긴 펄스 듀레이션(long pulse duration)을 갖는 제1 펄스를 생성하여 상기 원거리 타겟으로 상기 제1 펄스를 전송하는 제1 전자 스캐너; 및 근거리 타겟을 검출하기 위해 짧은 펄스 듀레이션(short pulse duration)을 갖는 제2 펄스를 생성하여 상기 근거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 전송하는 제2 전자 스캐너를 포함하여, 다양한 펄스 듀레이션에 따라 근거리/원거리 타겟 검출이 가능한 전자 스캐너들을 서로 다른 방식으로 동시에 동작하여, 타겟을 정확하게 검출할 수 있다.

Description

복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템{Target detection system to detect target using multiple electronic scanners}
본 발명은 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 파도의 형태와 높이를 검출하는 선박용 전자 스캐너들을 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템에 관한 것이다.
전자 스캐너(Electronic Scanner)는 이동체, 즉 타겟의 위치와 특성을 검출하는 전자 장치이다. 이러한 전자 스캐너는 송신된 신호가 타겟에 입사되고 이로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다. 이때, 전자 스캐너는 송신된 신호에 특정 정보, 즉 디지털 정보를 포함하여 전송할 수 있다. 이에 따라 수신된 신호에 포함된 특정 정보, 즉 디지털 정보를 디코딩하여 원래 송신된 특정 정보와 비교할 수 있다.
이러한 디지털 정보 기반의 전자 스캐너를 이용하면 다른 간섭 신호로부터의 간섭 영향을 감소시킬 수 있다. 하지만, 디지털 정보 기반의 전자 스캐너는 수신된 신호로부터 디지털 신호 처리 등을 통하여 디지털 정보를 디코딩하여야 하므로 처리 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 이동체의 속도와 전파 반사 특성에 따라, 이동체 타겟으로부터 반사된 신호의 레벨이 낮아, 이러한 신호 레벨을 갖는 디지털 정보의 신뢰성이 낮다는 문제점도 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 고출력 저주파수 대역, 예를 들어 X-대역, 예컨대 9GHz 대역에서 전자 스캐너 등 탐지 센서들에 대한 개발이 이루어지고 있다. 하지만, 이러한 X-대역과 같은 주파수 대역에서는 소형화되고 정밀한 타겟의 검출이 어렵다는 문제점이 있다.
한편, 이러한 전자 스캐너를 이용하여 선박에서 파도 등의 타겟을 검출하는 경우에, 타겟의 거리에 따라 서로 다른 방식으로 구동될 필요가 있다. 이때, 복수의 타겟을 검출할 필요가 있거나 또는 타겟이 근거리 또는 원거리에 있는지 사전 정보가 없는 경우에는 하나의 전자 스캐너만으로는 정확한 타겟에 대한 정보를 검출할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 파도의 형태와 높이를 검출하는 선박용 전자 스캐너들을 이용하여 타겟에 대한 보다 정확한 정보를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템은, 원거리 타겟을 검출하기 위해 긴 펄스 듀레이션(long pulse duration)을 갖는 제1 펄스를 생성하여 상기 원거리 타겟으로 상기 제1 펄스를 전송하는 제1 전자 스캐너; 및 근거리 타겟을 검출하기 위해 짧은 펄스 듀레이션(short pulse duration)을 갖는 제2 펄스를 생성하여 상기 근거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 전송하는 제2 전자 스캐너를 포함하여, 다양한 펄스 듀레이션에 따라 근거리/원거리 타겟 검출이 가능한 전자 스캐너들을 서로 다른 방식으로 동시에 동작하여, 타겟을 정확하게 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 송신하는 제1 송수신부를 포함하고, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 상기 제2 펄스를 송신하도록 구성된 제2 송수신부를 포함한다. 이때, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 내에 포함되고, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 상기 원거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 상기 근거리 타겟으로 동시에 송신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 송신하는 제1 송수신부를 포함하고, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 상기 제2 펄스를 송신하도록 구성된 제2 송수신부를 포함한다. 이때, 상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 내에 포함되고, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스를 상기 타겟으로 동시에 송신할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 송수신부는 상기 제1 시간 구간에 후속하는 제1 수신 구간 동안 상기 원거리 타겟으로부터 상기 제1펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신하고, 상기 제2송수신부는 상기 제1 수신 구간 동안 상기 근거리 타겟으로부터 상기 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신할 수 있다. 이때, 상기 수신된 제1 전파의 제1위상(phase)에 기반하여 상기 원거리 타겟인 제1 파도의 유형을 판단하고, 상기 수신된 제2전파의 제2 위상에 기반하여 상기 근거리 타겟인 제2파도의 유형을 판단할 수 있다. 또한, 상기 수신된 제1 전파의 제1 크기(amplitude)에 기반하여 상기 제 1파도의 높이를 판단하고, 상기 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 제2 파도의 높이를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 송수신부는 상기 제1 시간 구간에 후속하는 제1 수신 구간 동안 상기 타겟으로부터 상기 제1펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신하고, 상기 제2송수신부는 상기 제1 수신 구간 동안 상기 타겟으로부터 상기 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신할 수 있다. 이때, 상기 수신된 제1 전파의 제1위상(phase) 및 상기 수신된 제2 전파의 제2 위상에 기반하여 상기 타겟에 해당하는 파도의 유형을 판단하고, 상기 수신된 제1 전파의 제1 크기 및 상기 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 파도의 높이를 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치될 수 있다. 이때, 상기 제1 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 제1 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치될 수 있다. 상기 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제1 배열 안테나를 더 포함하고, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제2 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제2 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 타겟이 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 배열 안테나 일부를 이용하여 넓은 빔폭(WB: Wide Beamwidth)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 근거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 상기 근거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정할 수 있다. 또한, 상기 타겟이 이동하여 멀어짐에 따라 상기 제1 전자 스캐너에서 상기 원거리 타겟에 해당하지만 상기 제2 전자 스캐너에서 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 제2 배열 안테나 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB: Narrow Beamwidth)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 원거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 상기 원거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제1 배열 안테나를 더 포함하고, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제2 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제2 배열 안테나를 더 포함할 수 있다. 상기 타겟이 상기 원거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 배열 안테나 전체를 이용하여 일정 빔 간격을 갖는 좁은 빔폭(WB)으로 상기 원거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 원거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 상기 원거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정할 수 있다. 이때, 상기 타겟이 이동하여 상기 제2 전자 스캐너에 근접함에 따라 상기 제2 전자 스캐너에서 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 제2 배열 안테나 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 근거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 상기 근거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제1 전자 스캐너로 입력되는 입력 신호는 위치 및 시각, 속도, 선수 방향, 항해 방향 및 선회율을 나타내는 제1 내지 제5 입력 신호를 포함한다. 이때, 상기 제1 전자 스캐너에서 출력되는 출력 신호는 WDD (Wave Detector Data)이고, 상기 WDD는 파도 레이더에 해당하는 상기 제1전자 스캐너에 의해 제공되는 시각, 위도, 경도, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction) 정보를 포함한다. 한편, 상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치될 수 있다. 이때, 상기 제1 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 제1 파도의 유형, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction)에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 파도의 유형 및 파고에 관한 정보는 상기 WDD로부터 획득되고, 상기 제1 파도의 파도 각도에 관한 정보는 상기 제1 전자 스캐너 내의 센서로부터 획득된 대략적인 거리 및 방향 정보, 상기 제1 배열 안테나의 조향 방향 및 상기 WDD에 기반하여 획득될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 검출 시스템은, 다양한 펄스 듀레이션에 따라 근거리/원거리 타겟 검출이 가능한 전자 스캐너들을 서로 다른 방식으로 동시에 동작하여, 타겟을 정확하게 검출할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 검출 시스템은, 파도의 형태와 높이를 검출하는 선박용 전자 스캐너들을 이용하여 타겟에 대한 사전 정보 없이도 타겟의 위치와 타겟에 대한 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 타겟을 검출하는 전자 스캐너가 활용될 수 있는 분야를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 전자 스캐너와 인접하는 구성 요소들 간의 인터페이스를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 타겟을 검출하는 선박용 전자 스캐너의 블록도를 나타낸다.
도 4는 하나의 선박에서 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템을 나타낸다.
도 5는 서로 다른 선박 내의 각각의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 타겟 검출 시스템을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너의 상세 구성을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너의 송신 구간과 수신 구간에서의 파형을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 입력 신호의 신호 종류에 우선 순위를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1 , 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 타겟을 검출하는 전자 스캐너가 활용될 수 있는 분야를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 스캐너는 선박에서 파고 측정 레이다 또는 항해용 선박 레이다로 활용 가능하다. 또한, 전자 스캐너는 조류 탐지 레이다 뿐만 아니라 조류 탐지 레이다로도 활용 가능하다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 전자 스캐너와 인접하는 구성 요소 들 간의 인터페이스를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 전자 스캐너(레이다) (100)는 레이돔 으로 내부를 보호하고, 내부에는 안테나, 송수신부 및 제어부 등을 구비한다. 한편, 전자 스캐너(레이다) (100)는 외부 PC의 AD 변환부와 인터페이스(IF: Interface) 및 Clock/Trigger가 이루어진다. 또한, 전자 스캐너(100)는 외부 PC와 이더넷을 통해 네트워킹이 가능하다. 또한, 전자 스캐너(100)는 전력 공급부(Power Supply)로부터 전력을 공급받고, 전력 공급부는 외부 PC에도 전력을 공급할 수 있다. 한편, 외부 PC는 표시부(Monitor)와 인터페이스될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 타겟을 검출하는 선박용 전자 스캐너의 블록도를 나타낸다. 도 3의 (a)를 참조하면, 선박용 전자 스캐너(100)는 제어부(110), 송수신부(120) 및 안테나(130)를 포함한다. 한편, 본 발명에 따른 전자 스캐너(100)는 Ku 대역, 예컨대 17GHz와 같은 고주파수 대역을 이용하여 소형의 이동체, 즉 소형 타겟도 높은 정밀도로 탐지 (검출)할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 본 발명에 따른 전자 스캐너(100)는 고주파수 대역을 사용하면서도 2W급의 저전력 전자 스캐너로 제공될 수 있다. 한편, 전술된 고주파수 대역의 저전력 전자 스캐너는 17GHz와 2W급에 한정되는 것은 아니라, 응용에 따라 고정밀/저전력 사양을 유지하면서 자유롭게 변형 가능하다.
한편, 송수신부(120)는 RF 회로보드로 구현될 수 있고, 안테나(130)와 연결된다. 이와 관련하여, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 전자 스캐너의 배열 안테나의 구조를 나타낸다. 도 3 의 (a)와 (b)를 참조하면, 안테나(130)는 패치 안테나와 같은 단일 안테나 소자가 2차원 평면 상에서 배열 형태로 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 가로 방향으로 배열된 M개의 안테나 소자에 의한 빔폭은 q1이고, 세로 방향으로 배열된 N개의 안테나 소자에 의한 빔폭은 q2이다. 안테나 소자의 개수가 증가함에 따라 빔폭은 감소하여 검출 분해능은 증가한다. 하지만, 감소된 빔폭에 의해 탐색 영역을 스캔하는 탐색 (스캔) 소요 시간은 증가한다. 이와 관련하여, 안테나(130)의 전체 소자들 중 일부 소자만을 이용하여 전파를 타겟으로 방사하면 빔폭은 증가하여 검출 분해능은 감소한다. 하지만, 증가된 빔폭에 의해 탐색 영역을 스캔하는 탐색(스캔) 소요 시간은 감소한다.
한편, 제어부(110)는 선형 주파수 변조(LFM: Linear Frequency Modulation)부 (111), 스위치(112), PLL/VCO(113), 주파수 체배기(114)를 더 포함한다. 한편, 대역 통과 필터(115)는 325 내지 375MHz의 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency) 대역의 신호를 통과시키거나, 또는 17.9 ± 0.125GHz의 RF 주파수 대역의 신호를 통과시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복수의 전자 스캐너를 이용하여 선박에서 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 이와 관련하여, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 복수의 전자 스캐너를 이용하여 선박에서 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템을 나타낸다. 구체적으로, 도 4는 하나의 선박에서 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템을 나타낸다. 한편, 도 5는 서로 다른 선박 내의 각각의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 타겟 검출 시스템을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 하나의 선박에서 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟, 예컨대 파도를 정밀하게 측정할 수 있다. 이를 위해, 선박(1000)은 제1 전자 스캐너(200)와 제2 전자 스캐너(300)을 구비한다.
또는, 도 5를 참조하면, 서로 다른 선박(1000, 2000) 내의 각각의 전자 스캐너(200, 300)를 이용하여 타겟, 예컨대 파도를 정밀하게 측정할 수 있다.
이와 관련하여, 제1 전자 스캐너(200)는 원거리 타겟을 검출하기 위해 긴 펄스 듀레이션(long pulse duration)을 갖는 제1 펄스를 생성하여 원거리 타겟으로 상기 제1 펄스를 전송한다. 한편, 제2 전자 스캐너(300)는 근거리 타겟을 검출하기 위해 짧은 펄스 듀레이션(short pulse duration)을 갖는 제2 펄스를 생성하여 근거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 전송한다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너의 상세 구성을 나타낸다. 도 6을 참조하여, 제1 및 제2 전자 스캐너(200, 300)에서의 타겟 검출 방법 관점에서 제1 및 제2 제어부(210, 310)와 제1 및 제2 송수신부(220, 320)의 구체적인 동작에 대해 살펴보면 다음과 같다.
이와 관련하여, 제1 전자 스캐너(200)는 제1 제어부(210)와 제1 송수신부(220)를 포함한다. 제2 전자 스캐너(300)는 제2 제어부(220)와 제2 송수신부(320)를 포함한다. 한편, 도 7은 본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너의 송신 구간과 수신 구간에서의 파형을 나타낸다.
제1 송수신부(220)는 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간(T1) 동안 상기 제1 펄스를 송신한다. 반면에, 제2 송수신부(320)는 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간(T2) 동안 제2 펄스를 송신하도록 구성된다. 또는, 이에 한정되는 것이 아니라 제1 송수신부(220)와 제2 송수신부(320)가 각각 짧은 펄스 듀레이션과 긴 펄스 듀레이션으로 펄스를 송신할 수 있다.
이때, 제2 시간 구간(T2)은 제1 시간 구간(T1) 내에 포함된다. 이에 따라, 제2 시간 구간(T2) 동안 제1 펄스를 원거리 타겟으로, 제2 펄스를 근거리 타겟으로 동시에 송신할 수 있다. 따라서, 근거리 타겟과 원거리 타겟을 포함하는 복수의 타겟으로 제1 전자 스캐너(200) 및 제2 전자 스캐너(300)를 통해 서로 다른 펄스를 동시에 전송할 수 있다. 이에 따라, 복수의 타겟을 동시에 검출할 수 있어, 선박에서 검출해야 할 필요가 있는 여러 파도 형태를 동시에 검출할 수 있다는 장점이 있다.
구체적으로, 제1 송수신부(220)는 제1 시간 구간(T1)에 후속하는 제1 수신 구간(R1) 동안 원거리 타겟으로부터 제1 펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신한다. 한편, 제2송수신부(320)는 제1 수신 구간(R1) 동안 근거리 타겟으로부터 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신한다.
이에 따라, 제1 제어부(110)는 수신된 제1 전파의 제1위상(phase)에 기반하여 상기 원거리 타겟인 제1 파도의 유형을 판단한다. 또한, 제2 제어부(110)는 수신된 제2전파의 제2 위상에 기반하여 상기 근거리 타겟인 제2파도의 유형을 판단한다. 한편, 제1 전자 스캐너(200) 및 제2 전자 스캐너(300)는 선내 통신 및/또는 선상 통신을 통해 상호 간에 통신 가능하다. 이에 따라, 제1 제어부(110)와 제2 제어부(110)는 상호 간에 제1 파도와 제2 파도의 유형 및/또는 높이에 관한 정보를 교환할 수 있다. 따라서, 제1 제어부(110) 및/또는 제2 제어부(110)는 수신된 제1 전파의 제1 크기(amplitude)에 기반하여 제 1파도의 높이를 판단하고, 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 제2 파도의 높이를 판단할 수 있다.
반면에, 하나의 타겟으로 제1 전자 스캐너(200) 및 제2 전자 스캐너(300)를 통해 서로 다른 펄스를 동시에 전송할 수 있다. 이와 관련하여, 하나의 선박의 서로 다른 위치에 설치된 복수의 전자 스캐너들을 통해 하나의 타겟을 검출할 수 있다. 또는, 서로 다른 선박에서 각각 설치된 전자 스캐너를 통해 하나의 타겟을 검출할 수 있다.
이를 위해, 제1 송수신부(220)는 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간(T1) 동안 상기 제1 펄스를 송신한다. 반면에, 제2 송수신부(320)는 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간(T2) 동안 제2 펄스를 송신하도록 구성된다. 또는, 이에 한정되는 것이 아니라 제1 송수신부(220)와 제2 송수신부(320)가 각각 짧은 펄스 듀레이션과 긴 펄스 듀레이션으로 펄스를 송신할 수 있다.
이때, 제2 시간 구간(T2)은 제1 시간 구간(T1) 내에 포함된다. 이에 따라, 제2 시간 구간(T2) 동안 제1 펄스와 제2 펄스를 하나의 타겟으로 동시에 송신할 수 있다. 따라서, 하나의 타겟으로 제1 전자 스캐너(200) 및 제2 전자 스캐너(300)를 통해 서로 다른 펄스를 동시에 전송하여 타겟을 정밀하게 검출할 수 있다.
구체적으로, 제1 송수신부(220)는 제1 시간 구간(T1)에 후속하는 제1 수신 구간(R1) 동안 타겟으로부터 제1 펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신한다. 한편, 제2송수신부(320)는 제1 수신 구간(R1) 동안 상기 타겟으로부터 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신한다.
이에 따라, 제1 제어부(110)는 수신된 제1 전파의 제1위상(phase)에 기반하여 상기 타겟인 제1 파도의 유형을 판단한다. 또한, 제2 제어부(110)는 수신된 제2전파의 제2 위상에 기반하여 상기 타겟인 제2파도의 유형을 판단한다. 한편, 제1 전자 스캐너(200) 및 제2 전자 스캐너(300)는 선내 통신 및/또는 선상 통신을 통해 상호 간에 통신 가능하다. 이에 따라, 제1 제어부(110)와 제2 제어부(110)는 상호 간에 제1 파도와 제2 파도의 유형 및/또는 높이에 관한 정보를 교환할 수 있다. 따라서, 제1 제어부(110) 및/또는 제2 제어부(110)는 수신된 제1 전파의 제1 크기 및 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 파도의 높이를 판단할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 제1 전자 스캐너(200)와 제2 전자 스캐너(300)는 서로 다른 선박에 설치될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5를 참조하면 제1 전자 스캐너(200)는 제1 선박(1000)에 설치되고, 제2 전자 스캐너(300)는 제2 선박(2000)에 설치될 수 있다. 한편, 제1 파도가 제1 선박(1000)에서 원거리 타겟이지만 제2 선박(2000)에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 다음과 같은 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제1 선박(1000)은 제1 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 제2 선박(2000)으로 전달할 수 있다. 따라서, 제2 선박(2000)은 제1 선박(1000)으로부터의 정보에 기반하여 파도 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
또는, 단일 타겟에 해당하는 파도가 제1 선박(100)에서 원거리 타겟이지만 제2 선박(2000)에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 다음과 같이 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제1 선박(1000)은 상기 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 제2 선박(2000)으로 전달할 수 있다. 따라서, 제2 선박(2000)은 제1 선박(1000)으로부터의 정보에 기반하여 파도 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 제어부(210, 310)는 원거리 타겟을 검출하기 위해 긴 펄스 듀레이션(long pulse duration)을 갖는 제1 펄스 및/또는 근거리 타겟을 검출하기 위해 짧은 펄스 듀레이션(short pulse duration)을 갖는 제2 펄스를 생성한다. 이때, 제1 펄스는 선형 주파수 변조부(211a, 311a)에 의해 제1 시간 구간 동안 제1 주파수에서 제2 주파수로 선형 주파수 변조된다. 또한, 제2 펄스는 선형 주파수 변조부(211b, 311b)에 의해 제2 시간 구간 동안 제1주파수에서 제2 주파수로 선형 주파수 변조된다. 또는, 제2 펄스는 선형 주파수 변조부(211b, 311b)에 의해 제2 시간 구간 동안 제2 주파수에서 제1 주파수로 선형 주파수 변조될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 주파수는 325 내지 375MHz일 수 있다. 한편, 선형 주파수 변조(LFM: Linear Frequency Modulation)를 구현하기 위해 Direct Digital Synthesizer 방식이 사용될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 송수신부(220, 320)는 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 제1펄스를 송신 및/또는 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 제2펄스를 송신하도록 구성된다. 이때, 제1 송수신부(220) 및/또는 제2 송수신부(320)는 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 제1펄스를 배열 안테나(130, 230) 전체를 이용하여 원거리 타겟으로 송신할 수 있다. 또한, 제1 송수신부(220) 및/또는 제2 송수신부(320)는 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 제2펄스를 배열 안테나(130, 230) 일부를 이용하여 근거리 타겟으로 송신할 수 있다.
한편, 타겟과의 거리에 따라 제1 및 제2 배열 안테나(230, 330)의 일부/전체를 이용하여 빔폭을 조절하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이때, 제1 전자 스캐너(200)는 제1 송수신부(220)에 연결되어 타겟으로 전파를 방사하는 제1 배열 안테나(230)를 포함한다. 한편, 제2 전자 스캐너(200)는 제2 송수신부(320)에 연결되어 타겟으로 전파를 방사하는 제2 배열 안테나(330)를 포함한다.
본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너(200, 300)는 원거리 타겟 검출을 위해 제1 및 제2 배열 안테나(230, 330) 전체를 이용하여 좁은 빔으로 탐색 가능하다. 즉, 배열 안테나(130) 전체를 이용하여 좁은 빔으로 타겟 검출함에 따라 저전력 특성을 유지하면서 타겟 검출이 가능하다. 이와 관련하여, 원거리 타겟은 검출 시간 보다는 정확한 타겟 검출이 더 중요하기 때문에 이러한 좁은 빔 탐색 방식이 더 유리하다.
반면에, 본 발명에 따른 제1 및 제2 전자 스캐너(200, 300)는 근거리 타겟 검출을 위해 배열 안테나(130) 일부를 이용하여 넓은 빔으로 탐색 가능하다. 즉, 제1 및 제2 배열 안테나(230, 330) 일부를 이용하여 넓은 빔으로 타겟 검출함에 따라 빠른 타겟 검출이 가능하다. 이와 관련하여, 근거리 타겟, 예를 들어 파도가 선박에 근접한 경우에는 빠른 타겟 검출 시간이 중요한 문제이기 때문이다. 이러한 빠른 타겟 검출을 통해 파도를 회피하면서 선박의 방향 선회가 가능하다.
따라서, 타겟이 근거리 타겟으로 판단된 경우, 제1 전자 스캐너(200)는 제1 배열 안테나(230) 일부를 이용하여 넓은 빔폭(WB: Wide Beamwidth)으로 근거리 타겟으로 전파를 방사한다. 이에 따라, 제1 전자 스캐너(200)는 근거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 근거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정할 수 있다.
한편, 타겟이 이동하여 멀어짐에 따라 제1 전자 스캐너(200)에서 원거리 타겟에 해당하지만, 제2 전자 스캐너(300)에서 근거리 타겟으로 판단된 경우 다음과 같은 동작이 수행된다. 이때, 제2 전자 스캐너(300)는 근거리 타겟에 대한 정보를 제1 전자 스캐너(200)를 통해 이미 수신하였으므로, 빠른 타겟 검출보다는 정확한 타겟 검출이 더 중요할 수 있다.
따라서, 제2 전자 스캐너(300)는 제2 배열 안테나(330) 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB: Narrow Beamwidth)으로 근거리 타겟으로 전파를 방사한다. 또한, 제2 전자 스캐너(300)는 근거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 근거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정할 수 있다. 즉, 제2 전자 스캐너(300)는 제1 전자 스캐너(200)에 의해 추정된 영역 내에서 더 세밀하게 타겟 검출이 가능하다는 장점이 있다.
한편, 타겟이 원거리 타겟으로 판단된 경우, 제1 전자 스캐너(200)는 제1 배열 안테나(230) 전체를 이용하여 일정 빔 간격을 갖는 좁은 빔폭(WB)으로 원거리 타겟으로 전파를 방사한다. 또한, 제1 전자 스캐너(200)는 원거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 원거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정한다.
이와 관련하여, 타겟이 이동하여 제2 전자 스캐너(300)에 근접함에 따라 제2 전자 스캐너(300)에서 근거리 타겟으로 판단된 경우, 제2 전자 스캐너(300)는 다음과 같은 동작을 수행한다. 이때, 제2 전자 스캐너(300)는 근거리 타겟에 대한 정보를 제1 전자 스캐너(200)를 통해 이미 수신하였으므로, 빠른 타겟 검출보다는 정확한 타겟 검출이 더 중요할 수 있다.
이와 관련하여, 제2 전자 스캐너(300)는 제2 배열 안테나(330) 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB)으로 근거리 타겟으로 전파를 방사한다. 이에 따라, 제2 전자 스캐너(300)는 근거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 근거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정할 수 있다. 즉, 제2 전자 스캐너(300)는 제1 전자 스캐너(200)에 의해 추정된 영역 이외에 상기 추정된 영역을 포함한 일정 범위 내에서 유사한 빔폭의 분해능으로 타겟 검출이 가능하다는 장점이 있다.
한편, 표 1은 송신 시 사용되는 short/long 펄스의 파형에 대한 정보를 나타낸다. 표 1에서는 원거리(far)/근거리(near)의 범위(Range), 송신/수신 지연(Delay), 펄스(Pulse) 듀레이션 및 펄스 주기에 해당하는 펄스 반복 인터벌(PRI: Pulse Repetition Interval)을 나타낸다.
Zone Range(m) Delay(㎲) Pulse(㎲) PRI(㎲)
Far 1072 - 2002 7.15-13.35 7.15 20.50
Near 75-1072 0.50-7.15 0.50 7.65
한편, 송신/수신 지연과 관련하여, 7.15-13.35㎲의 의미는 다음과 같다. 즉, long 펄스의 송신 구간인 제1 시간 구간이 7.15㎲이고, short펄스의 송신 구간인 제2 시간 구간까지의 지연이 13.35㎲라는 의미이다. 한편, 송신/수신 지연과 관련하여, 0.5-7.15㎲의 의미는 다음과 같다. 즉, short 펄스의 송신 구간인 제2 시간 구간이 0.5㎲이고, long 펄스의 다음 송신 구간인 제2 시간 구간까지의 지연이 7.15㎲라는 의미이다.
한편, 근거리/원거리에 따라 short/long 펄스를 이용하는 방식과 함께 다음과 같이 방식이 가능하다. 근거리/중거리/원거리에 따라 short/middle/long 펄스를 이용하는 방식이 가능하다. 이와 관련하여, 표 2는 송신 시 사용되는 우short/middle/long 펄스의 파형에 대한 정보를 나타낸다. 표 2에서는 원거리(far)/중거리(middle)/근거리(near)의 범위(Range), 송신/수신 지연(Delay), 펄스(Pulse) 듀레이션 및 펄스 주기에 해당하는 펄스 반복 인터벌(PRI: Pulse Repetition Interval)을 나타낸다.
Zone Range(m) Delay(㎲) Pulse(㎲) PRI(㎲)
Far 2000 - 4000 13.33 - 26.66 13.33 39.99
Middle 1072 - 2000 7.15-13.33 7.15 20.48
Near 75-1072 0.50-7.15 0.50 7.65
한편, 표 2는 타겟, 예컨대 8m의 파도 검출 분해능에 대한 파형 정보를 나타낸다. 표 1과 비교하면, 표 2의 중거리(middle)는 표 1의 원거리에 해당하고, 추가적인 범위를 스캔하는 추가적인 펄스를 고려한 경우에 해당한다.
한편, 타겟과의 거리가 원거리/근거리인지, 즉 원거리 타겟인지 또는 근거리 타겟인지를 구별하기 위해 센서 (미도시)를 이용할 수 있다. 센서는 타겟과의 대략적인 거리를 검출하도록 구성된다.
이와 관련하여, 전자 스캐너의 원활한 동작을 위하여 위치 센서 및 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서, 및 거리센서를 사용하여 구성할 수 있다. 한편, 장착된 센서의 데이터를 수집하여 신호처리하기 위하여 별도의 데이터 처리 모듈이 사용될 수 있다. 또한, 출력되는 레이다 신호의 정확성을 높이기 위하여 신호처리 모듈을 통해서 전달되어 온 레이다 데이터를 센서 데이터와 함께 처리할 수 있다.
한편, 타겟으로부터 수신된 전파의 크기 및 위상 정보를 이용하여 전술된 바와 같이 파도에 관한 정보를 판단하는 것이 가능하다.
전술된 WB을 갖는 넓은 빔과 NB을 갖는 좁은 빔을 이용한 타겟 탐색 (스캔)과 관련하여, 전자식 스캔 방식, 기계식 스캔 방식 및 하이브리드 스캔 방식이 활용될 수 있다. 전자식 스캔 방식은 위상 변위기를 이용하여 안테나 소자 별로 위상을 조절하여 빔을 전자적으로 스캔하는 방식이다. 전자식 스캔 방식은 빔 탐색 시간이 짧은 장점이 있으나, 위상 변위기 등의 동작 불량 문제와 스캔 각도가 커짐에 따라 빔 특성 열화 단점이 있다. 기계식 스캔 방식은 빔 탐색 시간이 다소 증가하는 단점이 있으나, 빔 특성 열화가 없고 위상 변위기 등의 동작 불량 문제가 없다는 장점이 있다. 하이브리드 방식은 안테나 서브 배열 형태로 위상을 조절하는 전자식 스캔 방식과 함께 기계식 스캔 방식을 결합한 방식이다. 큰 각도 범위 내의 탐색에서는 기계식 스캔 방식을 이용하고 작은 각도 범위 내의 탐색에서는 전자식 스캔 방식을 이용한다.
한편, 본 발명에 따른 전자 스캐너의 신호처리 알고리즘에 대해 상세히 살펴보면 아래와 같다.
이와 관련하여, 제1 전자 스캐너(100)로 입력되는 입력 신호는 위치 및 시각, 속도, 선수 방향, 항해 방향 및 선회율을 나타내는 제1 내지 제5 입력 신호를 포함한다. 이와 관련하여, 도 8은 본 발명에 따른 입력 신호의 신호 종류에 우선 순위를 나타낸다. 여기서, 위치 및 시각, 속도, 선수 방향 (True), 선수 방향 (Magnetic), 항해 방향 (True), 항해 방향 (Magnetic) 및 선회율에 따라 각 데이터의 우선 순위가 상이하다. 이때, GGA는 Global Positioning System Fix Data를, RMC는 Recommended Minimum Specific GNSS Data를, GLL은 Geographic Position Latitude / Longitude를 나타낸다. 또한, VTG는 Course Over Ground & Ground Speed를, VHW는 Water Speed and Heading을 나타낸다. 또한, HDT는 Heading, True를, HDG는 Heading, Deviation & Variation을, HDM은 Heading, Magnetic을 나타낸다. 또한, ROT는 Rate Of Turn을 나타낸다.
다음으로, 제1 전자 스캐너(100)에서 출력되는 출력 신호는 WDD (Wave Detector Data)이다. 이때, WDD는 파도 레이더에 해당하는 상기 전자 스캐너에 의해 제공되는 시각, 위도, 경도, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction) 정보를 포함한다.
이때, 제1 전자 스캐너(200)는 제1 선박(1000)에 설치되고, 제2 전자 스캐너(300)는 제2 선박(2000)에 설치될 수 있다. 한편, 제1 파도가 제1 선박(1000)에서 원거리 타겟이지만 제2 선박(2000)에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 다음과 같이 동작이 수행될 수 있다. 이때, 제1 선박(1000)은 제1 파도의 유형, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction)에 관한 정보를 상기 제2 선박(2000)으로 전달한다. 한편, 제1 파도의 유형 및 파고에 관한 정보는 WDD로부터 획득된다. 또한, 제1 파도의 파도 각도에 관한 정보는 제1 전자 스캐너(200) 내의 센서로부터 획득된 대략적인 거리 및 방향 정보, 제1 배열 안테나(230)의 조향 방향 및 WDD에 기반하여 획득될 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 복수의 전자 스캐너를 이용하여 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템에 대해 살펴보았다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 검출 시스템은, 다양한 펄스 듀레이션에 따라 근거리/원거리 타겟 검출이 가능한 전자 스캐너들을 서로 다른 방식으로 동시에 동작하여, 타겟을 정확하게 검출할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 검출 시스템은, 파도의 형태와 높이를 검출하는 선박용 전자 스캐너들을 이용하여 타겟에 대한 사전 정보 없이도 타겟의 위치와 타겟에 대한 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 제어부
111, 111a, 111b: 선형 주파수 변조부
112: 스위치
113: PLL/VCO
114: 주파수 체배기
115: 대역 통과 필터
120: 송수신부
130: 배열 안테나
200, 300: 제1 및 제2 전자 스캐너
210, 310: 제1 및 제2 제어부
211, 211a, 211b, 311, 311a, 311b: 선형 주파수 변조부
212, 312: 스위치
213, 313: PLL/VCO
214, 215: 주파수 체배기(114)
215, 225: 대역 통과 필터
220, 320: 제1 및 제2 송수신부
230, 330: 제1 및 제2 배열 안테나
1000, 2000: 제1 및 제2 선박

Claims (10)

  1. 복수의 전자 스캐너를 이용하여 선박에서 타겟을 검출하는 타겟 검출 시스템에 있어서,
    원거리 타겟을 검출하기 위해 긴 펄스 듀레이션(long pulse duration)을 갖는 제1 펄스를 생성하여 상기 원거리 타겟으로 상기 제1 펄스를 전송하는 제1 전자 스캐너;
    근거리 타겟을 검출하기 위해 짧은 펄스 듀레이션(short pulse duration)을 갖는 제2 펄스를 생성하여 상기 근거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 전송하는 제2 전자 스캐너를 포함하는, 타겟 검출 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는,
    상기 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 송신하는 제1 송수신부를 포함하고,
    상기 제2 전자 스캐너는,
    상기 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 상기 제2 펄스를 송신하도록 구성된 제2 송수신부를 포함하고,
    상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 내에 포함되고, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 상기 원거리 타겟으로 상기 제2 펄스를 상기 근거리 타겟으로 동시에 송신하는, 타겟 검출 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는,
    상기 긴 펄스 듀레이션에 해당하는 제1 시간 구간 동안 상기 제1 펄스를 송신하는 제1 송수신부를 포함하고,
    상기 제2 전자 스캐너는,
    상기 짧은 펄스 듀레이션에 해당하는 제2 시간 구간 동안 상기 제2 펄스를 송신하도록 구성된 제2 송수신부를 포함하고,
    상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 내에 포함되고, 상기 제2 시간 구간 동안 상기 제1 펄스와 상기 제2 펄스를 상기 타겟으로 동시에 송신하는, 타겟 검출 시스템.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 송수신부는 상기 제1 시간 구간에 후속하는 제1 수신 구간 동안 상기 원거리 타겟으로부터 상기 제1펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신하고,
    상기 제2송수신부는 상기 제1 수신 구간 동안 상기 근거리 타겟으로부터 상기 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신하고,
    상기 수신된 제1 전파의 제1위상(phase)에 기반하여 상기 원거리 타겟인 제1 파도의 유형을 판단하고, 상기 수신된 제2전파의 제2 위상에 기반하여 상기 근거리 타겟인 제2파도의 유형을 판단하고,
    상기 수신된 제1 전파의 제1 크기(amplitude)에 기반하여 상기 제 1파도의 높이를 판단하고, 상기 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 제2 파도의 높이를 판단하는 것을 특징으로 하는, 타겟 검출 시스템.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 송수신부는 상기 제1 시간 구간에 후속하는 제1 수신 구간 동안 상기 타겟으로부터 상기 제1펄스 내에 변조된 제1신호에 의해 반사된 제1 전파를 수신하고,
    상기 제2송수신부는 상기 제1 수신 구간 동안 상기 타겟으로부터 상기 제2펄스 내에 변조된 제2신호에 의해 반사된 제2 전파를 수신하고,
    상기 수신된 제1 전파의 제1위상(phase) 및 상기 수신된 제2 전파의 제2 위상에 기반하여 상기 타겟에 해당하는 파도의 유형을 판단하고,
    상기 수신된 제1 전파의 제1 크기 및 상기 수신된 제2 전파의 제2 크기에 기반하여 상기 파도의 높이를 판단하는 것을 특징으로 하는, 타겟 검출 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치되고,
    상기 제1 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 제1 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달하는 것을 특징으로 하는, 타겟 검출 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치되고,
    상기 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 파도의 유형 및 높이에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달하는 것을 특징으로 하는, 타겟 검출 시스템.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제1 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제2 전자 스캐너는 상기 제2 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제2 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 타겟이 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 배열 안테나 일부를 이용하여 넓은 빔폭(WB: Wide Beamwidth)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 근거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 상기 근거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정하고,
    상기 타겟이 이동하여 멀어짐에 따라 상기 제1 전자 스캐너에서 상기 원거리 타겟에 해당하지만 상기 제2 전자 스캐너에서 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 제2 배열 안테나 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB: Narrow Beamwidth)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 근거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 상기 근거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정하는, 타겟 검출 시스템.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제1 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 제1 전자 스캐너는 상기 제2 송수신부에 연결되어 상기 타겟으로 전파를 방사하는 제2 배열 안테나를 더 포함하고,
    상기 타겟이 상기 원거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제1 전자 스캐너는 상기 제1 배열 안테나 전체를 이용하여 일정 빔 간격을 갖는 좁은 빔폭(WB)으로 상기 원거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 원거리 타겟으로부터 수신된 제1 전파에 기반하여 상기 원거리 타겟의 대략적인 거리와 각도를 추정하고,
    상기 타겟이 이동하여 상기 제2 전자 스캐너에 근접함에 따라 상기 제2 전자 스캐너에서 상기 근거리 타겟으로 판단된 경우, 상기 제2 전자 스캐너는 상기 제2 배열 안테나 전체를 이용하여 상기 추정된 각도를 포함하는 일정 범위 내에서 좁은 빔폭(NB)으로 상기 근거리 타겟으로 상기 전파를 방사하고, 상기 근거리 타겟으로부터 수신된 제2 전파에 기반하여 상기 근거리 타겟의 정밀한 거리와 각도를 추정하는, 타겟 검출 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전자 스캐너로 입력되는 입력 신호는 위치 및 시각, 속도, 선수 방향, 항해 방향 및 선회율을 나타내는 제1 내지 제5 입력 신호를 포함하고,
    상기 제1 전자 스캐너에서 출력되는 출력 신호는 WDD (Wave Detector Data)이고, 상기 WDD는 파도 레이더에 해당하는 상기 제1전자 스캐너에 의해 제공되는 시각, 위도, 경도, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction) 정보를 포함하고,
    상기 제1 전자 스캐너는 제1 선박에 설치되고, 상기 제2 전자 스캐너는 제2 선박에 설치되고,
    상기 제1 파도가 상기 제1 선박에서 원거리 타겟이지만 상기 제2 선박에서 근거리 타겟이라고 판단되면, 상기 제1 선박은 상기 제1 파도의 유형, 파고(wave height) 및 파도 각도(wave direction)에 관한 정보를 상기 제2 선박으로 전달하고,
    상기 제1 파도의 유형 및 파고에 관한 정보는 상기 WDD로부터 획득되고, 상기 제1 파도의 파도 각도에 관한 정보는 상기 제1 전자 스캐너 내의 센서로부터 획득된 대략적인 거리 및 방향 정보, 상기 제1 배열 안테나의 조향 방향 및 상기 WDD에 기반하여 획득되는, 타겟 검출 시스템.
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KR102174057B1 (ko) * 2020-04-13 2020-11-04 엘아이지넥스원 주식회사 레이더를 이용한 표적 탐지 방법 및 장치

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