Analysis of Doppler Spectra in an Airborne Radar

항공기용 레이다에서의 도플러 스펙트럼 분석

For the remote sensing purpose, radar systems extract the target information, such as the magnitude of reflectivity and the velocity from the spectrum analysis of return echoes through the Doppler filter bank. This conventional spectrum estimation method, FFT(Fast fourier Transform) is widely used in most radar systems. However, the frequency resolution of return echoes can be seriously degraded in fast moving targets because of the short acquisition time. Since the high Doppler frequency resolution is important in the detection and tracking of fast moving targets, it can cause very unsatisfactory results. Therefore, in this paper, the parameter spectrum estimation method called AR(Autoregressive) spectrum estimation, is investigated to overcome these problems.

원격탐지를 목적으로 하는 레이다 시스템에서는 일반적으로 도플러 필터뱅크를 적용하여 목표물 반사 신호들의 스펙트럼을 분석함으로서 반사 신호의 크기 및 속도정보 등을 얻게 된다. 이러한 스펙트럼 추정방법은 오래 전부터 널리 이용되고 있는 FFT(Fast Fourier Transform) 기법을 이용한 것으로 대부분의 레이다 시스템에서 채택하고 있는 방식이다. 그러나 레이다 시스템에서의 목표물 반사 신호 획득시간이 현저히 짧은 경우, 즉 고속으로 이동하는 항공기용 시스템이나 매우 빠른 목표물들의 즉각적인 탐지가 목적인 시스템에서는 기존 FFT 스펙트럼 추정방식으로는 높은 도플러 주파수 해상도를 얻을 수 없기 때문에 정확도가 현저히 떨어질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 해상도 문제가 발생하지 않는 파라메터 추정방식인 AR 스펙트럼 추정 방법에 대하여 고찰하였다.