한국통신학회논문지 (The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences)

한국통신학회 (The Korean Institute of Commucations and Information Sciences)
권호 표지

도플러 주파수가 보상된 고속 표적 탐지 및 레인징 알고리즘

Doppler Frequency Compensated Detection and Ranging Algorithm for High-speed Targets

  • 윤재혁 (광운대학교 전자융합공학과) ;
  • 김관수 (광운대학교 전자융합공학과) ;
  • 양훈기 (광운대학교 전자융합공학과) ;
  • 정용식 (광운대학교 전자융합공학과) ;
  • 이원우 (육군사관학교 전자정보공학과) ;
  • 배경빈 (국방과학연구소)
  • 투고 : 2010.08.01
  • 심사 : 2010.12.01
  • 발행 : 2010.12.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

본 논문에서는 고속으로 이동하는 표적을 탐지 및 레인징하기 위해서 높은 PRF(Pulse repetition frequency)로 동작하는 레이더의 신호처리 알고리즘을 제시한다. 제시된 방법은 준주기성(quasi-periodic) 펄스열을 사용하므로써 이동표적의 도플러 정보를 추정하고 이를 보상해서 코히어런트하게 레인지 프로세싱 하는 것으로 기존 방식과는 달리 도플러 프로세싱이 레인지 프로세싱에 선행되며 이를 통해서 SNR이 낮은 잡음 환경에서도 표적 탐지 및 레인징이 가능함을 보인다. 제시된 알고리즘을 수학적으로 유도하고 디지털 신호처리를 위한 도플러/레인징 샘플링 조건, 프로세싱 시간 및 도플러 오차가 성능에 미치는 영향에 대해 기술하고 시뮬레이션을 통해서 이를 검증한다.

This paper presents a detection and ranging algorithm for a high-speed targets in the high PRF radar. We show, unlike the conventional methods, it firstly estimates Doppler frequency with a quasi-periodic pulse train prior to range processing. The estimated Doppler frequency can compensate the phase error enbeded in the received signal, which makes the signal integrated coherently in the range direction and localizes the target's signiture in low SNR. We present the derivation of the proposed algorithm and discuss how the system parameters such as the range/Doppler sampling condition, processing time and Doppler estimation error affect the performance of the proposed algorithm, which is verified by simulations.

키워드

참고문헌

  1. Merrill l. Skolnik, "Introduction to Radar System 3rd Edition," McGraw Hill, 2003.
  2. D. R. Wehner, "High Resolution Radar. Boston," MA: Artech House, 1994.
  3. X. Zhang, P. Willett, Y. Bar-Shalom, "Monopulse radar detection and localization of multiple unresloved targets via joint bin processing," IEEE Trans. on Signal Processing, Vol.53, No.4, pp.1225-236, April, 2005. https://doi.org/10.1109/TSP.2005.843732
  4. Z. Wang, A. Sinha, P. Willett, Y. Bar-Shalom, "Angle estimation for two unresolved targets with monopulse radar," IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol.40, No.3, pp.998-1019, July, 2004. https://doi.org/10.1109/TAES.2004.1337470
  5. Y. P. Cheng, Z. Bao, P. F. Zhao, et al, "Doppler compensation for binary phase-coded waveforms," IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol.38, pp.1068-1072, July, 2002. https://doi.org/10.1109/TAES.2002.1039424
  6. Khan H. A., Edwards D. J., "Doppler problems in orthogonal MIMO radars," in Proc. of IEEE Int. Conf. Radar, pp.244-247, April, 2006.
  7. L. Mo, S. Wu, H. Li, "Radar detection of range migrated weak target through long-term integration," Chinese Journal of Electronic, Vol.12, No.4, pp. 539-544, October, 2003.
  8. S. S. Zhang, T. Zeng, T. Long, H. P. Yuan, "Dim target detection based on keystone transform," IEEE Int. Conf. Radar, pp.889-894, May, 2005.
  9. M. R. Morelande, C. M. Kreucher, K. Kastella, "Bayesian approach to multiple target detection and tracking," IEEE Trans. on Signal Process, Vol.55, pp.1589-1604, May, 2007. https://doi.org/10.1109/TSP.2006.889470
  10. W. Zhaoping, H. Xuehui, S. Tao, "Coheret integration detection of multiple high speed targets with range migration and Doppler spread," IEEE Int. Conf. Radar, pp.1-5, April, 2009.
  11. S. Haykin, "Communication Systems 4th Edition," Wiley, 2001.