Performance Analysis of Linear Array Antenna for Anti-jamming GPS Systems

항재밍 GPS 시스템을 위한 선형 어레이 안테나 성능 분석

  • 김기윤 (명지전문대학 공학정보학부 전기과)
  • Received : 2015.11.03
  • Accepted : 2015.12.24
  • Published : 2015.12.31

Abstract

In this paper, I design a linear array antenna simulator for anti-jamming GPS systems and perform various performance analysis by simulation. First, I generate simulated transmission signals through the analysis of GPS satellite signal structure, and analyze SNR(Signal to Noise power Ratio) performance of linear array antenna according to number of arrays under noise environments. In addition, I analyze the performance of the anti-jamming beam pattern using MMSE(Minimum Mean Square Error) signal processing method, and also analyze the anti-jamming performance considering antenna calibration problem when there are different delays between arrays.

본 논문에서는 항재밍 GPS(Global Positioning System) 시스템을 위한 선형 어레이 안테나(linear array antenna) 시뮬레이터(simulator)를 설계하고 시뮬레이션을 통해 다양한 성능 평가를 수행하였다. 먼저 GPS 위성의 신호 구조 분석을 통해 모의 송신신호를 발생시키고, 선형 어레이 안테나 고려시 잡음 환경하에서의 어레이 수에 따른 SNR(Signal to Noise power Ratio) 성능을 분석하였다. 또한 MMSE(Minimum Mean Square Error) 방식의 신호처리 시스템을 통해 재머(jammer) 수에 따른 항재밍 빔패턴(beam pattern) 성능을 분석하였으며, 안테나 칼리브레이션(calibration) 문제를 고려하여 어레이간 지연이 존재하는 경우에서의 항재밍 성능을 분석하였다.

Keywords

References

  1. 김기윤, "위성항법시스템을 위한 항재밍 기술 분석", 한국통신학회논문지, 제38권 12호, pp. 1216-1227, 2013. 12.
  2. 한정수, 김기윤, 김석중, 김현도, 최형진, "Anti-Jamming GPS 시스템을 위한 적응형 디지털 신호처리에 관한 분석", 한국통신학회논문지, 제32권 8호, pp. 745-757, 2007. 8.
  3. 임덕원, "GPS 전파교란 피해사례와 감시기술 동향", 항공우주산업기술동향, 제11권 1호, pp. 169-176, 2013.
  4. X. H. Wang, X. W. Shi, P. Li, Y. F. Bai, B. Liu, R. Li, and H. J. Lin, "Smart antenna design for GPS/GLONASS anti-jamming using adaptive beamforming," IEEE 2010 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology(ICMMT), pp. 1149-1152, May 2010.
  5. L. Li, X. Xi, and J. Wang, "Research on GPS anti-jamming algorithm based on adaptive antennas," 2010 International Symposium on Signals Systems and Electronics(ISSSE), vol. 1, pp. 1-4, Sept. 2010.
  6. 김명돈, 정영태, 김해식, 김민호, 홍성일, 박재원, 변건식, "GPS 수신기의 C/A 코드 발생기 제작 및 프로세서에 의한 수신기 제어에 관한 연구", 대한전자공학회논문지, 제17권 1호, pp. 32-36, 1994.
  7. 최헌호, 임덕원, 이상욱, 김지훈, 이상정, "GPS L1/L2C/L5 수신기를 위한 적응 코드추적루프 설계", 제어로봇시스템학회논문지, 제17권 3호, pp. 283-288, 2011. 3. https://doi.org/10.5302/J.ICROS.2011.17.3.283
  8. https://ko.wikipedia.org/wiki/GPS
  9. Harry L. Van Trees, Optimum array processing, Part IV of Detection, Estimation, and Modulation Theory, Wiley-Interscience, 2002.
  10. Fante, R. L. and Vaccaro, J. J, "WideBand cancellation of interference in a GPS receive array," IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems, vol. 36, Issue. 2, pp. 549-564, April 2000. https://doi.org/10.1109/7.845241