KR20230079553A - Bistatic radar system and method of compensating synchronization error - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동기 오차를 보정하는 바이스태틱 레이다 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bistatic radar system and method for correcting synchronization errors.
바이스태틱 레이다(bistatic radar)는 송신부(transmitter)와 수신부(receiver)가 물리적으로 분리된 레이다이다. 바이스태틱 레이다는 스텔스(stealth) 표적을 탐지하거나 다양한 정보를 획득하기 위해 사용되고 있다.A bistatic radar is a radar in which a transmitter and a receiver are physically separated. Bistatic radar is used to detect stealth targets or to obtain various information.
바이스태틱 레이다는 송신부와 수신부가 물리적으로 분리되어 있기 때문에, 송신부와 수신부를 동기화시키는 것이 중요하다. 송신부와 수신부를 동기화시키지 않으면, 바이스태틱 레이다에서 표적의 거리를 정확하게 검출할 수 없고, 레이다 신호를 처리할 수 없어 표적 등을 정확하게 탐지할 수 없게 된다.Since the transmitter and receiver are physically separated from the bistatic radar, it is important to synchronize the transmitter and receiver. If the transmitter and receiver are not synchronized, the bistatic radar cannot accurately detect the distance to the target and cannot accurately detect the target because the radar signal cannot be processed.
즉, 종래의 바이스태틱 레이다는 송신부와 수신부가 물리적으로 분리되어 하나의 발진기(oscillator)로 운영할 수 없다. 한편, 송신부와 수신부에 동일한 종류의 발진기를 사용하더라도 발진기의 편차에 의해 동일한 주파수로 동작하기 어려운 문제점이 있다.That is, the conventional bistatic radar cannot be operated as a single oscillator since the transmitter and receiver are physically separated. Meanwhile, even if the same type of oscillator is used in the transmitter and the receiver, it is difficult to operate at the same frequency due to variations in the oscillators.
이를 해결하기 위해, 송신부와 수신부 사이에 동기화를 위한 채널을 생성할 수 있다. 그러나, 동기화를 위한 채널을 추가적으로 생성하는 것은 추가적인 비용이 소요되거나, 송신부와 수신부 사이에 동기화를 위한 채널 생성이 불가능한 경우도 있다.To solve this problem, a channel for synchronization may be created between the transmitter and the receiver. However, there are cases in which additional cost is required to additionally create a channel for synchronization, or channel creation for synchronization between a transmitter and a receiver is impossible.
본 발명은 동기화를 위한 추가적인 채널 없이 비동기로 운용되는 바이스태틱 레이다에서 주파수 오차를 추정하여 동기 오차를 보정하는 바이스태틱 레이다 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a bistatic radar system and method for correcting a synchronization error by estimating a frequency error in a bistatic radar operated asynchronously without an additional channel for synchronization.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바이스태틱 레이다 시스템이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 바이스태틱 레이다 시스템은 레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신하고, 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 압축 및 제1 변환을 통해 주파수 오차를 추정하고, 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 압축 및 제2 변환을 수행하여 상기 레이다 송신 신호와 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차를 결정하며, 상기 최종 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 송신 신호 및 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하는 동기 오차 보정부를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a bistatic radar system may be disclosed. A bistatic radar system according to an embodiment receives a radar reception signal for a radar transmission signal, estimates a frequency error through compression and first conversion of the radar reception signal based on a preset frequency error, and estimates the frequency error. Determines a final frequency error for correcting a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal by performing the compression and second conversion on the radar reception signal based on, and the radar transmission based on the final frequency error It may include a synchronization error correction unit for correcting a synchronization error between the signal and the radar received signal.
일 실시예에 있어서, 상기 사전 설정된 주파수 오차는 1의 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the preset frequency error may have a value of 1.
일 실시예에 있어서, 상기 동기 오차 보정부는 상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 거리 압축 및 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization error correction unit may estimate the frequency error by performing distance compression and Radon transform on the radar reception signal based on the preset frequency error.
일 실시예에 있어서, 상기 동기 오차 보정부는 상기 수신된 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행하고, 상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리(range) 압축을 수행하며, 상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization error correction unit performs a filtering process on the received radar reception signal and performs the range compression on the filtered radar reception signal based on the preset frequency error, The frequency error may be estimated by performing the Radon transform on the distance-compressed radar reception signal.
일 실시예에 있어서, 상기 동기 오차 보정부는 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축 및 느린 시간(slow time) 방향 푸리에 변환을 수행하여 상기 최종 주파수 오차를 결정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization error correction unit may determine the final frequency error by performing the distance compression and slow time directional Fourier transform on the radar received signal based on the frequency error.
일 실시예에 있어서, 상기 동기 오차 보정부는 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하고, 상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하고, 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하고, 상기 결정된 정확도에 기초하여 상기 최종 주파수 오차를 결정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization error correction unit performs the distance compression on the filtered radar reception signal based on the frequency error, and performs the slow time-direction Fourier transform on the distance-compressed radar reception signal, Accuracy of the frequency error may be determined based on the slow time-direction Fourier transformed radar reception signal, and the final frequency error may be determined based on the determined accuracy.
일 실시예에 있어서, 상기 동기 오차 보정부는 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하기 위한 정확도 파라미터를 결정하고, 상기 정확도 파라미터에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization error correction unit determines an accuracy parameter for determining the accuracy of the frequency error based on the slow time direction Fourier transform radar reception signal, and based on the accuracy parameter, the accuracy of the frequency error can decide
일 실시예에 있어서, 상기 정확도 파라미터는 이미지 위치, 최대치, 엔트로피 또는 콘트라스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the accuracy parameter may include at least one of image position, maximum value, entropy, or contrast.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바이스태틱 레이다 시스템에서의 동기 오차 보정 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 동기 오차 보정 방법은 상기 바이스태틱 레이다 시스템의 동기 오차 보정 모듈에서, 레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신하는 단계; 상기 동기 오차 보정 모듈에서, 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 압축 및 제1 변환을 통해 주파수 오차를 추정하는 단계; 상기 동기 오차 보정 모듈에서, 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 압축 및 제2 변환을 수행하여 상기 레이다 송신 신호와 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차를 결정하는 단계; 및 상기 동기 오차 보정 모듈에서, 상기 최종 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 송신 신호 및 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a synchronization error correction method in a bistatic radar system may be disclosed. A synchronization error correction method according to an embodiment includes receiving a radar reception signal for a radar transmission signal in a synchronization error correction module of the bistatic radar system; In the synchronization error correction module, estimating a frequency error through compression and first conversion of the radar reception signal based on a preset frequency error; In the synchronization error correction module, determining a final frequency error for correcting a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal by performing the compression and second conversion on the radar reception signal based on the frequency error. ; and correcting, in the synchronization error correction module, a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal based on the final frequency error.
일 실시예에 있어서, 상기 사전 설정된 주파수 오차는 1의 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the preset frequency error may have a value of 1.
일 실시예에 있어서, 상기 주파수 오차를 추정하는 단계는 상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 거리 압축 및 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of estimating the frequency error may include estimating the frequency error by performing distance compression and Radon transform on the radar received signal based on the preset frequency error.
일 실시예에 있어서, 상기 주파수 오차를 추정하는 단계는 상기 수신된 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행하는 단계; 상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하는 단계; 및 상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, estimating the frequency error comprises performing filtering processing on the received radar reception signal; performing the distance compression on the filtered radar reception signal based on the preset frequency error; and estimating the frequency error by performing the Radon transform on the distance-compressed radar received signal.
일 실시예에 있어서, 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계는 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축 및 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하여 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of determining the final frequency error may include determining the final frequency error by performing the distance compression and slow time-direction Fourier transform on the radar received signal based on the frequency error. there is.
일 실시예에 있어서, 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계는 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하는 단계; 상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하는 단계; 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 정확도에 기초하여 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the determining of the final frequency error may include performing the distance compression on the filtered radar received signal based on the frequency error; performing the slow time-direction Fourier transform on the distance-compressed radar received signal; determining accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier-transformed radar reception signal; and determining the final frequency error based on the determined accuracy.
일 실시예에 있어서, 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 단계는 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하기 위한 정확도 파라미터를 결정하는 단계; 및 상기 정확도 파라미터에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, determining the accuracy of the frequency error comprises: determining an accuracy parameter for determining the accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier transformed radar received signal; and determining an accuracy of the frequency error based on the accuracy parameter.
일 실시예에 있어서, 상기 정확도 파라미터는 이미지 위치, 최대치, 엔트로피 또는 콘트라스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In one embodiment, the accuracy parameter may include at least one of image position, maximum value, entropy, or contrast.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 바이스태틱 레이다의 송수신 동기화를 위한 추가적인 하드웨어 및 채널을 필요로 하지 않아 저렴한 비용으로 구현할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, it can be implemented at low cost because additional hardware and channels for synchronization of transmission and reception of bistatic radar are not required.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비동기로 운용되는 바이스태틱 혹은 멀티스태틱 레이다에 적용 가능하다.In addition, according to various embodiments of the present invention, it is applicable to bistatic or multistatic radars that operate asynchronously.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이스태틱 레이다 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 압축(range compression) 및 라돈 변환(radon transform)을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수 오차를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 최종 주파수 오차를 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 압축 및 느린 시간 방향 푸리에 변환을 나타낸 예시도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따라 추정된 주파수 오차가 부정확한 경우를 나타낸 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 추정된 주파수 오차가 정확한 경우를 나타낸 도면이다.1 is a schematic block diagram of a bistatic radar system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating range compression and Radon transform according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a synchronization error correction method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of estimating a frequency error according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of determining a final frequency error according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating distance compression and slow temporal Fourier transform according to an embodiment of the present invention.
7A is a diagram illustrating a case where an estimated frequency error is inaccurate according to an embodiment of the present invention.
7B is a diagram illustrating a case in which the estimated frequency error is correct according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.Embodiments of the present invention are illustrated for the purpose of explaining the technical idea of the present invention. The scope of rights according to the present invention is not limited to the specific description of the embodiments or these embodiments presented below.
본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.All technical terms and scientific terms used in the present invention have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. All terms used in the present invention are selected for the purpose of more clearly describing the present invention and are not selected to limit the scope of rights according to the present invention.
본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.Expressions such as "comprising", "including", "having", etc. used in the present invention are open-ended terms that imply the possibility of including other embodiments, unless otherwise stated in the phrase or sentence in which the expression is included. (open-ended terms).
본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.Singular expressions described in the present invention may include plural meanings unless otherwise stated, and this applies to singular expressions described in the claims as well.
본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.Expressions such as "first" and "second" used in the present invention are used to distinguish a plurality of components from each other, and do not limit the order or importance of the components.
본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.The term "unit" used in the present invention means software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC). However, "unit" is not limited to hardware and software. A “unit” may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Thus, as an example, "unit" refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, It includes segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and “units” may be combined into fewer components and “units” or separated into additional components and “units”.
본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.As used herein, the expression "based on" is used to describe one or more factors that affect the action or operation of a decision judgment, described in a phrase or sentence in which the expression is included, and this expression refers to a decision However, it does not preclude additional factors that affect the act or operation of the judgment.
본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, when an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, that element is directly connectable or connectable to the other element, or a new or different configuration. It should be understood that it can be connected or connected via an element.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, identical or corresponding elements are given the same reference numerals. In addition, in the description of the following embodiments, overlapping descriptions of the same or corresponding components may be omitted. However, omission of a description of a component does not intend that such a component is not included in an embodiment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이스태틱 레이다 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 바이스태틱 레이다 시스템(100)은 레이다 송신부(110), 레이다 수신부(120) 및 동기 오차 보정부(130)를 포함할 수 있다.1 is a schematic block diagram of a bistatic radar system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the
레이다 송신부(110)는 레이다 송신 신호를 방사할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이다 송신부(110)는 바이스태틱 레이다 시스템(100)의 동기 오차를 시험하기 위한 레이다 송신 신호를 방사할 수 있다.The
일반적으로, 레이다 송신부(110)의 송신 발진기(oscillator)와 레이다 수신 부(120)의 수신 발진기 간에 주파수 편차가 발생하면, 레이다 수신 신호에서는 표적의 거리 및 위상이 시간이 경과할수록 흐르는 현상이 발생한다.In general, when a frequency deviation occurs between a transmission oscillator of the
일 실시예에 있어서, 레이다 송신부(110)는 국부 발진기(local oscillator) 주파수(ftx)를 갖는 레이다 송신 신호를 방사할 수 있다. 예를 들면, 레이다 송신부(110)로부터 방사되는 레이다 송신 신호는 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.In one embodiment, the
수학식 1에 있어서, s(t)는 레이다 송신 신호를 나타내고, t는 시간을 나타내고, PRI는 펄스 반복 주기(pulse repetition interval)을 나타내고, fc는 캐리어 주파수(carrier frequency)를 나타내고, p(t)는 기저대역 신호(baseband signal)를 나타내고, m은 펄스 횟수를 나타낸다.In
레이다 수신부(120)는 레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 레이다 수신부(120)는 레이다 송신 신호가 보정용 정지 표적에 의해 반사되는 레이다 수신 신호를 수신할 수 있거나, 혹은 송신 레이다의 신호를 수신 레이다에서 직접적으로 수신할 수 있다.The
일 실시예에 있어서, 레이다 수신부(120)에 의해 수신된 레이다 수신 신호는 국부 발진기 주파수(frx=α×ftx)를 가질 수 있다. 여기서, α는 레이다 송신 신호와 레이다 수신 신호 간의 주파수 오차를 나타낸다. 예를 들면, 레이다 수신 신호는 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.In one embodiment, the radar reception signal received by the
수학식 2에 있어서, t'는 레이다 수신부(120)에서의 시간을 나타낸다.In Equation 2, t' represents the time in the
동기 오차 보정부(130)는 레이다 수신부(120)로부터 제공되는 레이다 수신 신호에 기초하여 레이다 송신 신호와 레이다 수신 신호 간의 주파수 오차를 결정하고, 결정된 주파수 오차에 기초하여 동기 오차를 보정할 수 있다.The synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 거리 압축(range compression) 및 라돈 변환(radon transform)을 수행하여 주파수 오차를 추정할 수 있다. 예를 들면, 사전 설정된 주파수 오차는 이상적인 신호에 대한 주파수 오차로서 "1"일 수 있다.In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 따른 동기 오차 보정부(130)는 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 레이다 수신 신호로부터 표적에 해당하는 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 레이다 수신 신호를 시간 및 주파수 도메인에서 필터링하여 레이다 수신 신호로부터 표적에 해당하는 신호를 제외한 신호를 제거할 수 있다. 이와 같이, 레이다 수신 신호에 대해 필터링 처리함으로써, 주파수 오차를 추정하는데 필요한 표적 이외의 신호가 주파수 오차를 추정하는데 방해를 주는 것을 방지할 수 있다.The synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 아래의 수학식 3과 같이 m번째 펄스 신호(즉, 레이다 수신 신호)를 수신하고, 아래의 수학식 4와 같이, 수신된 레이다 수신 다운 컨버팅 처리를 수행할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여, 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차(α=1)에 기초하여, 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 아래의 수학식과 같이 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
수학식 5에 있어서, △t는 1/fs'를 나타내고, fs는 샘플링 주파수(sampling frequency)를 나타낸다.In Equation 5, Δt represents 1/f s ', and f s represents a sampling frequency.
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 라돈 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 거리 압축된 레이다 수신 신호에 라돈 변환을 수행하고, 라돈 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 아래의 수학식과 같이 주파수 오차를 추정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 추정된 주파수 오차에 기초하여 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 수학식 5에서 주파수 오차를 추정된 주파수 오차로 적용하여 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 느린 시간 방향 푸리에 변환(slow time Fourier transform)을 수행할 수 있다. In one embodiment, the synchronization
일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 전술한 과정을 반복 수행하여 주파수 오차를 결정할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 필터링 처리된 레이다 수신 신호의 거리 압축, 푸리에 변환 및 주파수 오차의 결정을 반복하여 최적의 주파수 오차에 해당하는 최종 주파수 오차를 결정할 수 있다.In one embodiment, the synchronization
본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.Although process steps, method steps, algorithms, etc. are described in sequential order in the flowcharts shown herein, such processes, methods and algorithms may be configured to operate in any suitable order. In other words, the steps of the processes, methods and algorithms described in the various embodiments of the invention need not be performed in the order described herein. Also, although some steps are described as being performed asynchronously, in other embodiments some of these steps may be performed concurrently. Further, illustration of a process by depiction in the drawings does not mean that the illustrated process is exclusive of other changes and modifications thereto, and that any of the illustrated process or steps thereof may be one of various embodiments of the present invention. It is not meant to be essential to one or more, and it does not imply that the illustrated process is preferred.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 단계 S302에서, 동기 오차 보정부(130)는 레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정 모듈(130)은 레이다 송신 모듈(110)로부터 방사된 레이다 송신 신호가 보정용 정지 표적에 의해 반사된 레이다 수신 신호 혹은 송신 모듈에서 직접적으로 전달된 신호를 레이다 수신 모듈(120)로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 레이다 송신 신호는 바이스태틱 레이다 시스템(100)의 동기 오차를 시험하기 위한 신호일 수 있다.3 is a flowchart illustrating a synchronization error correction method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , in step S302, the synchronization
단계 S304에서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 압축 및 제1 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 거리 압축 및 라돈 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정할 수 있다. 예를 들면, 사전 설정된 주파수 오차는 "1"의 값을 가질 수 있다.In step S304, the synchronization
단계 S306에서, 동기 오차 보정부(130)는 추정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 압축 및 제2 변환을 수행하여 레이다 송신 신호와 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 추정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 거리 압축 및 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하여 최적의 주파수 오차에 해당하는 최종 주파수 오차를 결정할 수 있다.In step S306, the synchronization
단계 S308에서, 동기 오차 보정부(130)는 결정된 최종 주파수 오차에 기초하여 동기 오차의 보정을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 최종 주파수 오차에 기초하여 레이다 송신 신호와 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정할 수 있다.In step S308, the synchronization
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수 오차를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 단계 S402에서, 동기 오차 보정부(130)는 수신된 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 수신된 레이다 수신 신호에 대해 표적에 해당하는 신호를 필터링하는 필터링 처리를 수행할 수 있다.4 is a flowchart illustrating a method of estimating a frequency error according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , in step S402 , the synchronization
단계 S404에서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 사전 설정된 주파수 오차(예를 들어, α=1)에 기초하여 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다.In step S404, the synchronization
단계 S406에서, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 라돈 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 라돈 변환을 수행하여 수학식 6과 같이 주파수 오차를 추정할 수 있다.In step S406, the synchronization
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 최종 주파수 오차를 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 단계 S502에서, 동기 오차 보정부(130)는 추정된 주파수 오차에 기초하여 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 추정된 주파수 오차에 기초하여, 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 거리 압축을 수행할 수 있다.5 is a flowchart illustrating a method of determining a final frequency error according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , in step S502, the synchronization
단계 S504에서, 동기 오차 보정부(130)는 거리 압축된 레이다 수신 신호에 푸리에 변환을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 거리 압축된 레이다 수신 신호에 푸리에 변환으로서 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행할 수 있다.In step S504, the synchronization
단계 S506에서, 동기 오차 보정부(130)는 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 주파수 오차의 정확도를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 주파수 오차의 정확도를 결정하기 위한 정확도 파라미터를 결정할 수 있다. 예를 들면, 정확도 파라미터는 이미지의 위치, 최대치, 엔트로피 또는 콘트라스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 동기 오차 보정부(130)는 결정된 정확도 파라미터에 기초하여, 추정된 주파수 오차의 정확도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 주파수 오차가 부정확한 경우 도 7a에 도시된 바와 같이 주파수 오차가 "m=0"이 아닌 곳에 위치하는 한편, 주파수 오차가 정확한 경우 도 7b에 도시된 바와 같이 주파수 오차가 "m=0"에 위치할 수 있다.In step S506, the synchronization
단계 S508에서, 동기 오차 보정부(130)는 결정된 정확도에 기초하여 추정된 주파수 오차가 최적의 주파수 오차인지 여부를 판단할 수 있다. 단계 S508에서 추정된 주파수 오차가 최적의 주파수 오차가 아닌 것으로 판단되면, 단계 S510에서, 동기 오차 보정부(130)는 주파수 오차를 변경할 수 있다. 예를 들면, 동기 오차 보정부(130)는 결정된 주파수 오차의 정확도에 따라 주파수 오차를 변경할 수 있다. 따라서, 동기 오차 보정부(130)는 변경된 주파수 오차에 기초하여 단계 S502 내지 단계 S508을 다시 수행할 수 있다.In step S508, the synchronization
한편, 단계 S508에서 추정된 주파수 오차가 최적의 주파수 오차인 것으로 판단되면, 단계 S512에서, 동기 오차 보정부(130)는 최적의 주파수 오차를 레이다 송신 신호와 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차로서 결정할 수 있다.On the other hand, if it is determined that the frequency error estimated in step S508 is the optimal frequency error, in step S512, the synchronization
위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Although the above method has been described through specific embodiments, it is also possible to implement the above method as computer readable code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices. In addition, the computer-readable recording medium is distributed in computer systems connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the above embodiments can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.Although the technical idea of the present invention has been described by the examples shown in some embodiments and the accompanying drawings, it does not deviate from the technical spirit and scope of the present invention that can be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. It will be appreciated that various substitutions, modifications and alterations may be made within the range. Moreover, such substitutions, modifications and alterations are intended to fall within the scope of the appended claims.
100: 바이스태틱 레이다 시스템, 110: 레이다 송신부, 120: 레이다 수신부, 130: 동기 오차 보정부100: bistatic radar system, 110: radar transmitter, 120: radar receiver, 130: synchronization error correction unit
Claims (16)
레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신하고, 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 압축 및 제1 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정하고, 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 압축 및 제2 변환을 수행하여 상기 레이다 송신 신호와 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차를 결정하며, 상기 최종 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 송신 신호 및 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하는 동기 오차 보정부
를 포함하는 바이스태틱 레이다 시스템.As a bistatic radar system,
A radar reception signal for a radar transmission signal is received, a frequency error is estimated by performing compression and a first conversion on the radar reception signal based on a preset frequency error, and a frequency error is estimated in the radar reception signal based on the frequency error. Compression and second conversion are performed to determine a final frequency error for correcting a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal, and a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal based on the final frequency error. Synchronous error correction unit for correcting
A bistatic radar system comprising a.
상기 수신된 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행하고,
상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하며,
상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정하는 바이스태틱 레이다 시스템.The method of claim 3, wherein the synchronization error correction unit
Performing filtering processing on the received radar reception signal;
performing the distance compression on the filtered radar reception signal based on the preset frequency error;
A bistatic radar system for estimating the frequency error by performing the Radon transform on the distance-compressed radar reception signal.
상기 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하고,
상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하고,
상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하고,
상기 결정된 정확도에 기초하여 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 바이스태틱 레이다 시스템.The method of claim 5, wherein the synchronization error correction unit
Performing the distance compression on the filtered radar received signal based on the frequency error;
Performing the slow time-direction Fourier transform on the distance-compressed radar received signal;
Determine accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier transformed radar received signal;
The bistatic radar system for determining the final frequency error based on the determined accuracy.
상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하기 위한 정확도 파라미터를 결정하고,
상기 정확도 파라미터에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 바이스태틱 레이다 시스템.The method of claim 6, wherein the synchronization error correction unit
Determine an accuracy parameter for determining the accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier transformed radar received signal;
A bistatic radar system for determining the accuracy of the frequency error based on the accuracy parameter.
상기 바이스태틱 레이다 시스템의 동기 오차 보정 모듈에서, 레이다 송신 신호에 대한 레이다 수신 신호를 수신하는 단계;
상기 동기 오차 보정 모듈에서, 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 압축 및 제1 변환을 수행하여 주파수 오차를 추정하는 단계;
상기 동기 오차 보정 모듈에서, 상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 압축 및 제2 변환을 수행하여 상기 레이다 송신 신호와 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하기 위한 최종 주파수 오차를 결정하는 단계; 및
상기 동기 오차 보정 모듈에서, 상기 최종 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 송신 신호 및 상기 레이다 수신 신호 간의 동기 오차를 보정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.As a synchronization error correction method in a bistatic radar system,
receiving a radar reception signal for a radar transmission signal in a synchronization error correction module of the bistatic radar system;
estimating a frequency error by performing compression and first conversion on the radar reception signal based on a preset frequency error in the synchronization error correction module;
In the synchronization error correction module, determining a final frequency error for correcting a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal by performing the compression and second conversion on the radar reception signal based on the frequency error. ; and
Correcting, in the synchronization error correction module, a synchronization error between the radar transmission signal and the radar reception signal based on the final frequency error
Synchronous error correction method comprising a.
상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 거리 압축 및 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.10. The method of claim 9, wherein the step of estimating the frequency error
Estimating the frequency error by performing distance compression and Radon transform on the radar reception signal based on the preset frequency error
Synchronous error correction method comprising a.
상기 수신된 레이다 수신 신호에 필터링 처리를 수행하는 단계;
상기 사전 설정된 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하는 단계; 및
상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 라돈 변환을 수행하여 상기 주파수 오차를 추정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.12. The method of claim 11, wherein estimating the frequency error
performing filtering processing on the received radar reception signal;
performing the distance compression on the filtered radar reception signal based on the preset frequency error; and
Estimating the frequency error by performing the Radon transform on the distance-compressed radar reception signal
Synchronous error correction method comprising a.
상기 주파수 오차에 기초하여 상기 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축 및 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하여 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.13. The method of claim 12, wherein determining the final frequency error comprises:
Determining the final frequency error by performing the distance compression and slow time-direction Fourier transform on the radar received signal based on the frequency error
Synchronous error correction method comprising a.
상기 주파수 오차에 기초하여 상기 필터링 처리된 레이다 수신 신호에 상기 거리 압축을 수행하는 단계;
상기 거리 압축된 레이다 수신 신호에 상기 느린 시간 방향 푸리에 변환을 수행하는 단계;
상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 정확도에 기초하여 상기 최종 주파수 오차를 결정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.14. The method of claim 13, wherein determining the final frequency error comprises:
performing the distance compression on the filtered radar reception signal based on the frequency error;
performing the slow time-direction Fourier transform on the distance-compressed radar received signal;
determining accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier-transformed radar reception signal; and
determining the final frequency error based on the determined accuracy;
Synchronous error correction method comprising a.
상기 느린 시간 방향 푸리에 변환된 레이다 수신 신호에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하기 위한 정확도 파라미터를 결정하는 단계; 및
상기 정확도 파라미터에 기초하여 상기 주파수 오차의 정확도를 결정하는 단계
를 포함하는 동기 오차 보정 방법.15. The method of claim 14, wherein determining the accuracy of the frequency error
determining an accuracy parameter for determining accuracy of the frequency error based on the slow time-direction Fourier-transformed radar reception signal; and
determining the accuracy of the frequency error based on the accuracy parameter;
Synchronous error correction method comprising a.
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JP2019078749A (en) * | 2017-10-11 | 2019-05-23 | シメオ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Radar method and system for determining angular position, location, and/or velocity, in particular vectorial velocity, of target |
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2021
- 2021-11-29 KR KR1020210166393A patent/KR102704934B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016031239A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 株式会社東芝 | Radar system and method for processing radar signal thereof |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Pan, Jiameng, et al. Feasibility study of passive bistatic radar based on phased array radar signals. Electronics. 2019.* * |
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