KR20220029111A - Sar 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법 - Google Patents

Sar 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 SAR을 탑재한 레이더 시스템이 탐지를 원하는 특정 영역의 이미지를 탐지 및 복원할 때, 고정 지연과 가변 지연을 이용하여 보호하고 싶은 영역에 허위 표적을 생성할 수 있는 SAR 재밍 시스템을 제공한다.

Description

SAR 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법 {METHOD FOR GENERATING GHOST TARGET BY SAR JAMMING SYSTEM}
본 발명이 속하는 기술 분야는 SAR 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
합성 개구 레이더(Synthetic Aperture Radar, 이하 SAR)는 일반적으로 비행기 또는 인공 위성 등에 탑재되어 이동하는 동안, 여러 차례 지표로 빔을 방사하고 반사되어 수신된 신호에서 감지되는 도플러 주파수의 상대적 변화 특성을 이용하여 지표의 고분해능 정밀 이미지를 획득할 수 있는 레이더를 의미한다.
SAR은 극초단파 영역의 초고주파를 활용하기 때문에 아지랑이, 가랑비, 눈, 구름, 연기 등의 기후 환경에 영향을 받지 않고, 육상 지형이나 바다를 관측할 수 있으며, 스스로 관측에 사용하는 에너지원을 전파하는 능동시스템이기 때문에 밤과 낮에 상관없이 이미지를 얻을 수 있다.
SAR 시스템으로부터 아군의 정보를 보호하기 위해 SAR 재밍 기술의 개발은 필수적이다. SAR 재밍 기술로는 배리지(Barrage) 재밍과 기만(Deception) 재밍 기술이 있다. Barrage 재밍 기술은 잡음 에너지를 전체 주파수 스펙트럼에 나누어 발생시키므로 매우 높은 재밍 출력 세기가 요구되며, SAR 시스템이 손쉽게 전파 방해를 인지할 수 있다는 단점이 있다. Deception 재밍 기술은 비교적 낮은 재밍 출력 세기가 요구되어 장치 제작이 용이하지만, SAR 시스템의 영상 복원 알고리즘을 고려한 복잡한 재밍 신호처리 기술이 요구된다.
한국등록특허공보 제10-1281308호 (2013.06.26.) 한국등록특허공보 제10-2100851호 (2020.04.08.)
본 발명의 실시예들은 SAR을 탑재한 레이더 시스템이 탐지를 원하는 특정 영역의 이미지를 탐지 및 복원할 때, 고정 지연과 가변 지연을 이용한 SAR 재밍 시스템을 활용하여 보호하고 싶은 영역에 허위 표적을 생성하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, SAR(Synthetic Aperture Radar) 재밍 시스템에 의한 허위 표적 생성 방법에 있어서, 고정 지연 모드, 가변 지연 모드, 또는 복합 지연 모드를 선택하는 단계, 및 상기 고정 지연 모드, 상기 가변 지연 모드, 또는 상기 복합 지연 모드 중에서 선택된 하나의 모드에 따라 SAR의 위치의 반대 방향에 해당하는 후방 영역에 허위 표적을 생성하는 단계를 포함하는 허위 표적 생성 방법을 제공한다.
상기 고정 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 동일한 지연 시간이 설정된 모드이고, 상기 가변 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 상이한 지연 시간이 설정된 모드이고, 상기 복합 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 다수의 허위 표적 신호를 생성하는 모드일 수 있다.
상기 고정 지연 모드에서는 상기 허위 표적이 상기 SAR에 수직한 방향에 위치할 수 있다.
상기 가변 지연 모드에서는 상기 허위 표적이 상기 SAR에 대각 방향에 위치할 수 있다.
상기 SAR 재밍 시스템은 N(상기 N은 자연수) 채널로 단위 지연 시간(△t)마다 신호를 지연시키는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 포함할 수 있다.
상기 복합 지연 모드에서는 상기 다수의 허위 표적 신호의 간격과 범위가 상기 N 채널의 개수, 상기 단위 지연 시간, 및 최대 지연 조건에 따라 결정될 수 있다.
상기 SAR 재밍 시스템은 상기 SAR의 이동 경로에 따른 느린 시간(slow-time)을 예측하여 상기 느린 시간에 해당하는 상기 N 개의 지연계수를 산출하여 저장하고 상기 N 개의 지연계수를 상기 FIR 필터에 적용할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, SAR을 탑재한 레이더 시스템이 탐지를 원하는 특정 영역의 이미지를 탐지 및 복원할 때, 고정 지연과 가변 지연을 이용한 SAR 재밍 시스템을 활용하여 보호하고 싶은 영역에 허위 표적을 생성할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1 및 도 2는 기존의 재밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 신호 지연부를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 FIR 필터 및 지연계수 제어부를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 지연을 이용하여 생성한 단일 허위 표적을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 고정 지연을 이용하여 생성한 허위 표적을 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 가변 지연을 이용하여 생성한 허위 표적을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 생성한 다수 허위 표적을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 생성한 허위 표적과 보호 영역의 중첩을 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 배치된 위치를 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법을 예시한 흐름도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 기존의 재밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 1에 도시된 DRFM(Digital Radio Frequency Memory)을 활용한 기존의 재밍 시스템은 수신된 신호를 빠르게 저장 및 변조할 수 있기 때문에 Deception 재밍을 위한 구조로 많이 사용되고 있다. 하지만 SAR 재밍 시스템의 탐지 해상도 대비 DRFM의 신호 지연 시간 해상도와 허위 표적 생성 수의 제한으로 인해 SAR 재밍 효과를 기대하긴 곤란하다.
도 2에 도시된 FFT(Fast Fourier Transform)를 활용한 기존의 재밍 시스템은 수신된 SAR 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 처리하고 JFR(Jamming Frequency Response)을 적용하고 다시 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)를 처리 후 재밍 신호를 출력하는 방식이다.
최소 지연 시간을 예상해보면, 입력된 신호의 FFT 과정에서 1GHz 샘플 주파수 기준 최소 256개의 탭을 처리한다고 했을 때, 데이터 수집 시간은 256 nsec이 소요된다. 다음으로 데이터 처리 시간을 계산해보면 256 탭은 28이므로 8 개의 스테이지를 갖는데, 각 스테이지 별 최소 4 클록, 총 32 클록이 소요된다. FPGA 프로세싱 클록으로 125 MHz를 사용했을 때, 시간은 256 nsec이며, FFT를 위한 데이터 수집과 처리 시간은 512 nsec로 계산된다. IFFT도 동일한 방식으로 계산되며 합산시, 1024 nsec의 시간이 소요된다. 하지만, 256 탭은 최소로 설정한 값이며, 실제 1024 탭을 사용할 경우 2688 nsec의 시간이 소요된다.
기존의 재밍 시스템의 최소 지연 시간은 DRFM에서 소요되는 수백 nsec의 지연 시간과 앞서 구한 JFR과 DRFM의 곱셈 지연 시간까지 더해지므로, 이는 수 usec 수준으로 사실상 재밍 시스템으로써 적합하지 않은 구조이다. 즉, 이러한 방식은 FFT, IFFT 처리 과정에서 재밍 시스템의 최소 지연 시간을 만족할 수가 없기 때문에 적합하지 않다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템을 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 신호 지연부를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 신호 흐름을 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 FIR 필터 및 지연계수 제어부를 예시한 도면이다.
본 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템은 DRFM에 디지털 FIR필터를 적용한 SAR 재밍 시스템 구조이다. 허위 표적 수와 지연 시간의 해상도를 해결하기 위해 N채널 FIR필터를 적용한다. 디지털 FIR필터 기반 SAR 재밍 시스템을 활용하여 보호를 원하는 영역에 다수의 허위 표적을 생성함으로써 SAR 시스템이 탐지 영역의 이미지를 복원할 때, 보호 영역의 원래 이미지가 아닌 허위 표적이 가득한 이미지가 생성되도록 한다. SAR 시스템의 탐지 해상도에 따라 허위 이미지는 바다, 산, 나무가 가득한 이미지 또는 뿌옇게 흐려진 상태로 보일 수 있다.
본 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템은 고정 지연과 가변 지연을 이용하여 허위 표적을 생성하여, SAR 시스템이 보호 영역을 탐지하여 이미지를 복원했을 때 다수의 허위 표적으로 채워진 이미지를 생성한다.
본 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템은 SAR 시스템을 탑재한 플랫폼의 이동 방향에 따라 SAR 재밍 시스템의 수직으로 허위 표적이 생성됨에 따라 보호할 수 없는 영역이 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해서, 보호하고 싶은 지역의 중심을 기준으로 4분면의 각 꼭지점에 각각 디지털 FIR필터를 적용한 SAR 재밍 시스템을 배치한다. 배치된 SAR 재밍 시스템의 중심을 기준으로 SAR 운용 플랫폼의 위치와 상관없이 허위 표적이 생성되는 교집합 영역이 생성되게 된다. 즉, SAR 재밍 시스템은 SAR 운용 플랫폼의 이동 방향과 위치에 따라 허위 표적이 생성되는 재밍 영역이 보호 영역을 벗어나지 않도록 재밍 시스템을 4분면의 각 배치함으로써, 보호 영역의 재밍 성공률을 높일 수 있다.
본 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템은 수신된 SAR신호의 주파수를 하향변환 및 IQ형태로 변환하는 단계를 수행하고, RF신호를 디지털 데이터로 변환하는 ADC 단계를 수행하고, DRFM을 활용한 시간지연 및 신호를 저장하는 단계를 수행하고, SAR운용 플랫폼의 위치에 따른 FIR 필터의 시간지연 계수 값을 생성하는 단계를 수행하고, FIR 필터를 제어 및 필터를 통과한 신호를 원하는 시점에 출력하는 단계를 수행하고, 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 DAC 단계를 수행하고, IQ 신호를 단일 신호로 변환 및 RF 주파수로 상향 변환하는 단계를 수행한다.
도 3에 도시한 바와 같이, SAR 재밍 시스템(10)은 신호 전처리부(100), 신호 지연부(200), 및 신호 후처리부(300)를 포함한다. SAR 재밍 시스템(10)은 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. SAR 재밍 시스템(10)은 아날로그 값을 갖는 무선 주파수 신호를 송수신하는 신호 획득부를 추가로 포함할 수 있으며, 신호 획득부는 안테나로 구현될 수 있다.
신호 전처리부(100)는 아날로그 신호인 제1 무선 주파수 신호로부터 디지털 신호인 제1 동상 데이터 및 제1 직교 데이터를 추출한다.
신호 전처리부(100)는 제1 무선 주파수 신호를 동위상/직교위상(I/Q, In-phase/Quadrature-phase) 변환하여 90도의 위상차를 갖는 두 유형의 데이터로 분리하고 두 유형의 데이터를 처리한다. 신호 전처리부(100)는 무선 주파수 신호를 국부 발진기(Local Oscillator, LO)를 이용하여 I(In-Phase) 데이터와 Q(Quadrature) 신호로 분리한다. 국부 발진기는 주파수 가변적이고 사용자 조정이 가능하다. 믹서는 무선 주파수 신호 및 국부 발진기(LO)의 기준 주파수 신호 간의 합 또는 차 성분을 생성하여 동상 데이터 및 직교 데이터로 분리한다. 믹서는 입력 및 국부 발진기의 두 주파수의 합과 차 성분을 생성하고, 입력 신호 주파수를 상향변환(Up Conversion) 또는 하향변환(Down Conversion)할 수 있다. 믹서는 2 이상의 주파수 입력 신호를 곱해서 다른 주파수 출력 신호로 생성하며, 주로 비선형 소자를 사용하여 두 입력 주파수의 합과 차 성분을 생성한다. 신호 전처리부(100)는 I/Q 신호를 I/Q 데이터로 변환하는 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 포함한다.
신호 지연부(200)는 I/Q 데이터를 이용하여 신호 지연을 처리한다. 신호 지연부(200)는 제1 동상 데이터 및 제1 직교 데이터를 저장 및 변조 후 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 통해 시간을 지연시킨 제2 동상 데이터 및 제2 직교 데이터를 출력한다.
신호 지연부(200)는 신호 변조부(210), FIR 필터(220), 및 지연계수 제어부(230)를 포함한다.
신호 변조부(210)는 제1 동상 데이터 및 제1 직교 데이터를 저장한 후 변조하여 변조된 신호를 생성할 수 있다.
신호 변조부(210)는 동상 데이터(I 신호)와 직교 데이터(Q 신호)로 분리한 후 그로부터 신호의 크기/위상을 계산하고 메모리에 저장 및 신호 처리할 수 있다. 신호 변조부(210)는 신호를 변환하고 필터를 적용하며, 지연을 조절하여 오정합을 감소시킨다. 복소 좌표 및 직교 좌표에 따른 정현파 신호의 크기/위상을 표현한 값을 신호 처리할 수 있다. 신호 변조부(210)는 크기(Magnitude) 데이터와 위상(Phase) 데이터를 저장하여 변조를 수행할 수 있다.
FIR 필터(220)는 N(N은 자연수) 채널로 단위 지연 시간(△t)마다 변조된 신호를 지연시킬 수 있다. FIR 필터(220)는 변조된 신호를 수백 nsec 범위에서 지연시킨 후 출력할 수 있다.
FIR 필터(220)가 N 채널을 통해 최대 N*△t 만큼의 신호 지연을 처리하여, 신호 지연부(200)는 단위 지연 시간 간격으로 N 개의 허위 표적 신호를 형성할 수 있다. DRFM 출력 신호를 N 채널 FIR 필터를 거쳐 N 개의 신호를 생성 및 지연하여 출력할 수 있는데, 이는 최대 N 개의 허위 표적을 세우고 위치를 조절할 수 있다는 의미이다. N 채널은 1개 채널의 지연 시간 단위를 △t라고 했을 때, 최대 N*△t 만큼의 신호 지연을 처리할 수 있다는 의미이며, △t 간격으로 N개의 허위 표적을 세울 수 있다는 의미로도 해석할 수 있다. 최소 지연 시간은 DRFM 최소 지연 시간과 N 채널 FIR 필터 통과 최소 지연 시간의 합이며, N 채널 FIR 필터의 최소 지연 시간은 수 nsec 수준으로 재밍 시스템 성능에 영향이 없는 수준이다.
지연계수 제어부(230)는 SAR의 위치에 따라 N 개의 지연계수를 설정하고 설정된 지연계수를 FIR 필터에 적용할 수 있다. 지연계수 제어부(230)는 지연계수를 바이너리(0 또는 1)로 설정할 수 있다.
지연계수 제어부(230)는 SAR의 이동 경로에 따른 느린 시간(slow-time)을 예측하여 느린 시간에 해당하는 N 개의 지연계수를 산출하여 저장하고 N 개의 지연계수를 FIR 필터에 적용할 수 있다. 지연계수 제어부(230)는 SAR 운용 플랫폼의 이동경로에 따른 S(Slow time) 정보를 예측하여, S 변화에 따른 지연 시간 계수 값을 미리 계산하여 저장한다. 표적 탐지시, 기 저장된 지연계수 설정 값을 N 채널 디지털 FIR 필터로 전송한다. DRFM을 통과한 데이터는 N 채널 디지털 FIR 필터로 입력되고, 사전 계산된 지연계수에 따라 필터를 거친 데이터가 출력된다.
Figure pat00001
a는 지연 기울기이고, c는 초기 지연 설정 값이고, s는 느린 시간 데이터이다.
SAR 운용에 따라 시간을 빠른 시간(fast-time)과 느린 시간(slow-time)으로 구분한다. fast-time은 안테나 빔이 조향되는 시간 내에 샘플링되는 시간으로, 펄스반복간격(Pulse Repetition Interval, PRI) 내의 펄스를 일정 방향으로 할당한 거리 게이트이다. slow-time은 몇 번째의 빔 조향이 시작되는 시간으로, 펄스반복간격마다 fast-time에 수직한 방향으로 할당한 거리 게이트이다.
신호 후처리부(300)는 제2 크기 데이터 및 제2 위상 데이터를 통합하여 아날로그 신호인 제2 무선 주파수 신호를 생성한다. 신호 후처리부(300)는 변조된 데이터를 동위상/직교위상(I/Q, In-phase/Quadrature-phase) 변환을 통해 90도의 위상차를 갖는 두 유형의 데이터를 처리하여 제2 무선 주파수 신호를 생성한다. 신호 후처리부(300)는 I/Q 데이터를 I/Q 신호로 변환하는 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 포함한다.
신호 후처리부(300)는 I/Q 신호를 LO를 이용하여 무선 주파수 신호로 복원한다. 믹서는 동상 데이터, 직교 데이터, 및 디지털 국부 발진기의 기준 주파수 데이터 간의 합 또는 차 성분을 생성하고 혼합하여 무선 주파수 데이터를 출력한다. 믹서는 입력 및 국부 발진기의 두 주파수의 합과 차 성분을 생성하고, 입력 신호 주파수를 상향변환(Up Conversion) 또는 하향변환(Down Conversion)할 수 있다. 믹서는 2 이상의 주파수 입력 신호를 곱해서 다른 주파수 출력 신호로 생성하며, 주로 비선형 소자를 사용하여 두 입력 주파수의 합과 차 성분을 생성한다.
이하에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 SAR 재밍 시스템이 허위 표적을 생성하는 원리를 설명한다.
SAR 재밍 시스템(10)은 (i) SAR의 이동 시점에 맞춰 동일한 지연 시간이 설정된 고정 지연 모드, (ii) SAR의 이동 시점에 맞춰 상이한 지연 시간이 설정된 가변 지연 모드, 또는 (iii) SAR의 이동 시점에 맞춰 다수의 허위 표적 신호를 생성하는 복합 지연 모드로 동작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 지연을 이용하여 생성한 단일 허위 표적을 예시한 도면이다.
SAR 운용 플랫폼의 움직임에 따라 재머(재밍 시스템)을 이용한 단일 허위 표적 생성 결과를 의미한다. SAR 운용 플랫폼 ⓐ에서 ⓒ로 이동할 때, 재머와 수직으로 지난 기점을 기준으로 허위 표적은 미리 설정된 지연 시간 값만큼 재머 뒤에 생성된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 고정 지연을 이용하여 생성한 허위 표적을 예시한 도면이다. 고정 지연 재밍 기술을 이용하여 허위 표적이 생성되는 원리를 나타낸다.
도 8의 (a)에서 SAR 운용 플랫폼이 위치 ⓐ에서 ⓒ까지 이동하면서, 플랫폼과 재머 간 거리에 따라 탐지하고자 하는 표적의 점 위치를 수집하고 플랫폼과 동일 선상에 표현한 것을 나타낸다. ⓑ위치에서의 재머를 바라본 거리가 가장 짧고, ⓐ와 ⓒ에서 바라본 거리는 멀기 때문에 도 8의 (b)와 같이 곡선 형태로 표현되며, 최종 SAR 이미지 복원 알고리즘을 통해 이미지가 복원된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 가변 지연을 이용하여 생성한 허위 표적을 예시한 도면이다. 가변 거리 지연 재밍 기술을 이용한 허위 표적 생성 원리를 나타낸다.
고정 지연과 다르게 SAR 운용 플랫폼의 위치에 따른 허위 표적의 시간 지연 값을 다르게 설정한다.
도 9의 (a)는 플랫폼이 ⓐ에서 ⓒ로 이동하는 시점에 맞추어 지연 시간의 값이 증가하도록 설정했을 때, 플랫폼의 동일선상에서 바라본 표적 이미지이다. 도 9의 (b)와 같이 플랫폼의 동일선상에서 바라본 곡선 형태의 이미지들은 SAR 이미지 복원 알고리즘을 거쳐 하나의 점으로 표현되며, 재머로부터 수직이 아닌 대각선 위치에 허위 표적이 생성됨을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 생성한 다수 허위 표적을 예시한 도면이다. 고정 지연, 거리 지연 재밍 기술을 이용한 다수의 허위 표적 생성 결과를 나타낸다. N 채널 FIR 필터의 채널 수와 지연 해상도 그리고 최대 지연 성능에 따라 허위 표적 간에 간격과 범위가 결정된다.
이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여 SAR 재밍 시스템의 배치 및 커버리지를 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 생성한 허위 표적과 보호 영역의 중첩을 예시한 도면이다. SAR 운용 플랫폼의 위치 및 이동 방향 변화에 따른 허위 표적의 생성 결과를 나타낸다. 이때, 재머 위치는 고정한다.
도 11의 (a)는 SAR 운용 플랫폼이 재머를 기준으로 좌측으로 운용할 때, 허위 표적의 생성 결과를 나타내며 보호하고자 하는 영역 안에 정상적으로 허위 표적이 생성되었음을 확인할 수 있다.
도 11의 (b)는 SAR 운용 플랫폼이 재머의 상측으로 운용할 때, 허위 표적 생성 결과를 나타낸다. 허위 표적이 보호 영역 일부분에 생성되어 재밍 효과를 기대할 수 있지만, 전체 영역을 가리기에는 부족한 수준이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템이 배치된 위치를 예시한 도면이다. 도 11에서 설명한 SAR 운용 플랫폼의 위치 및 이동 방향에 따른 허위 표적 생성 문제를 해결하기 위한 재머의 배치 방안에 대한 것으로, SAR 재밍 시스템은 보호 영역의 중심을 기준으로 상하좌우 4 개의 방향에 각각 배치되어 보호 영역의 전체를 커버할 수 있다. 보호 영역의 중심을 기준으로 4분면의 끝에 각각 재머를 배치한다. SAR 운용 플랫폼이 어떤 방향에서 보호 영역을 탐지를 시도하더라도 각 재머로부터 생성된 허위표적들이 보호 영역을 커버한다.
SAR 재밍 시스템은 FIR 필터를 통해 지연 시간을 최소화하고 N 채널에 따른 허위 표적의 위치 및 거리(커버리지)를 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 SAR 재밍 시스템의 허위 표적 생성 방법을 예시한 흐름도이다.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 재밍 시스템에 의한 허위 표적 생성 방법은 고정 지연 모드, 가변 지연 모드, 또는 복합 지연 모드를 선택하는 단계(S310)를 수행하고, 고정 지연 모드, 가변 지연 모드, 또는 복합 지연 모드 중에서 선택된 하나의 모드에 따라 SAR의 위치의 반대 방향에 해당하는 후방 영역에 허위 표적을 생성하는 단계(S320)를 수행한다. SAR 재밍 시스템은 N(N은 자연수) 채널로 단위 지연 시간(△t)마다 신호를 지연시키는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 포함할 수 있다.
고정 지연 모드는 SAR의 이동 시점에 맞춰 동일한 지연 시간이 설정된 모드이고, 가변 지연 모드는 SAR의 이동 시점에 맞춰 상이한 지연 시간이 설정된 모드이고, 복합 지연 모드는 SAR의 이동 시점에 맞춰 다수의 허위 표적 신호를 생성하는 모드일 수 있다.
고정 지연 모드에서는 상기 허위 표적이 상기 SAR에 수직한 방향에 위치할 수 있다.
가변 지연 모드에서는 허위 표적이 SAR에 대각 방향에 위치할 수 있다.
복합 지연 모드에서는 다수의 허위 표적 신호의 간격과 범위가 N 채널의 개수, 단위 지연 시간, 및 최대 지연 조건에 따라 결정될 수 있다. 최대 지연 조건은 하드웨어 또는 운용상 설정되는 조건이다.
SAR 재밍 시스템은 SAR의 이동 경로에 따른 느린 시간(slow-time)을 예측하여 느린 시간에 해당하는 N 개의 지연계수를 산출하여 저장하고 N 개의 지연계수를 FIR 필터에 적용할 수 있다.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 재밍 시스템의 배치 방법은 보호 영역의 중심을 기준으로 제1 방향에 제1 SAR 재머를 배치하는 단계를 수행하고, 보호 영역의 중심을 기준으로 제2 방향에 제2 SAR 재머를 배치하는 단계를 수행하고, 보호 영역의 중심을 기준으로 제3 방향에 제3 SAR 재머를 배치하는 단계를 수행하고, 및 보호 영역의 중심을 기준으로 제4 방향에 제4 SAR 재머를 배치하는 단계를 수행한다.
제1 방향, 제2 방향, 제3 방향, 및 제4 방향은 상하좌우 4 개의 방향에 각각 대응할 수 있다.
제1 SAR 재머, 제2 SAR 재머, 제3 SAR 재머, 및 제4 SAR 재머는 N(N은 자연수) 채널로 단위 지연 시간(△t)마다 신호를 지연시키는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 포함할 수 있다.
제1 SAR 재머, 제2 SAR 재머, 제3 SAR 재머, 및 제4 SAR 재머는 SAR의 이동 경로에 따른 느린 시간(slow-time)을 예측하여 느린 시간에 해당하는 N 개의 지연계수를 산출하여 저장하고 N 개의 지연계수를 FIR 필터에 적용할 수 있다. FIR 필터는 신호를 수백 nsec 범위에서 지연시킨 후 출력할 수 있다.
제1 SAR 재머에 의해 재밍되는 제1 영역, 제2 SAR 재머에 의해 재밍되는 제2 영역, 제3 SAR 재머에 의해 재밍되는 제3 영역, 및 제4 SAR 재머에 의해 재밍되는 제4 영역이 상호 오버랩되는 방식으로 보호 영역의 전체를 커버할 수 있다.
SAR 재밍 시스템에 포함된 구성요소들이 도 3 내지 도 6에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
SAR 재밍 시스템은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
SAR 재밍 시스템은 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. SAR(Synthetic Aperture Radar) 재밍 시스템에 의한 허위 표적 생성 방법에 있어서,
    고정 지연 모드, 가변 지연 모드, 또는 복합 지연 모드를 선택하는 단계; 및
    상기 고정 지연 모드, 상기 가변 지연 모드, 또는 상기 복합 지연 모드 중에서 선택된 하나의 모드에 따라 SAR의 위치의 반대 방향에 해당하는 후방 영역에 허위 표적을 생성하는 단계를 포함하는 허위 표적 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 동일한 지연 시간이 설정된 모드이고,
    상기 가변 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 상이한 지연 시간이 설정된 모드이고,
    상기 복합 지연 모드는 상기 SAR의 이동 시점에 맞춰 다수의 허위 표적 신호를 생성하는 모드인 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정 지연 모드에서는 상기 허위 표적이 상기 SAR에 수직한 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 가변 지연 모드에서는 상기 허위 표적이 상기 SAR에 대각 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 SAR 재밍 시스템은 N(상기 N은 자연수) 채널로 단위 지연 시간(△t)마다 신호를 지연시키는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복합 지연 모드에서는 상기 다수의 허위 표적 신호의 간격과 범위가 상기 N 채널의 개수, 상기 단위 지연 시간, 및 최대 지연 조건에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 SAR 재밍 시스템은 상기 SAR의 이동 경로에 따른 느린 시간(slow-time)을 예측하여 상기 느린 시간에 해당하는 상기 N 개의 지연계수를 산출하여 저장하고 상기 N 개의 지연계수를 상기 FIR 필터에 적용하는 것을 특징으로 하는 허위 표적 생성 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102531068B1 (ko) * 2023-01-05 2023-05-10 국방과학연구소 합성개구면레이다를 모의하는 시스템 및 방법
KR20230168918A (ko) 2022-06-08 2023-12-15 국방과학연구소 수동형 레이더 기만재밍을 위한 기만표적정보 생성 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101281308B1 (ko) 2005-12-22 2013-07-05 아스트리움 게엠베하 고분해능 합성 개구면 레이더 장치 및 상기 레이더 장치를위한 안테나
KR20140078245A (ko) * 2012-12-17 2014-06-25 한국항공우주연구원 합성 개구면 레이더 능동 트랜스폰더를 이용한 재밍 신호 발생 장치 및 방법
KR20160050121A (ko) * 2014-10-28 2016-05-11 한남대학교 산학협력단 다중 샘플링 클럭 주파수를 이용한 레이더 표적 시뮬레이터
KR101876741B1 (ko) * 2016-08-18 2018-07-10 한화시스템 주식회사 위성 항법 기만에 의한 무인기 유도 기만 장치 및 방법
KR102100851B1 (ko) 2018-07-30 2020-04-14 엘아이지넥스원 주식회사 재밍신호 생성장치 및 그 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101281308B1 (ko) 2005-12-22 2013-07-05 아스트리움 게엠베하 고분해능 합성 개구면 레이더 장치 및 상기 레이더 장치를위한 안테나
KR20140078245A (ko) * 2012-12-17 2014-06-25 한국항공우주연구원 합성 개구면 레이더 능동 트랜스폰더를 이용한 재밍 신호 발생 장치 및 방법
KR20160050121A (ko) * 2014-10-28 2016-05-11 한남대학교 산학협력단 다중 샘플링 클럭 주파수를 이용한 레이더 표적 시뮬레이터
KR101876741B1 (ko) * 2016-08-18 2018-07-10 한화시스템 주식회사 위성 항법 기만에 의한 무인기 유도 기만 장치 및 방법
KR102100851B1 (ko) 2018-07-30 2020-04-14 엘아이지넥스원 주식회사 재밍신호 생성장치 및 그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230168918A (ko) 2022-06-08 2023-12-15 국방과학연구소 수동형 레이더 기만재밍을 위한 기만표적정보 생성 장치 및 방법
KR102531068B1 (ko) * 2023-01-05 2023-05-10 국방과학연구소 합성개구면레이다를 모의하는 시스템 및 방법

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