소형 추적 레이다 시스템은 고속으로 기동 중인 작은 레이다 단면적(RCS:Radar Cross Section)을 갖는 항공기 표적에 대하여 실시간으로 표적을 탐색, 탐지하여 추적하는 펄스 방식의 레이다 추적 시스템이다. 본 논문에서는 레이다 시스템 성능을 실험실 무반향 챔버 환경에서 확인하기 위한 종합 성능시험 장비 개발에 대하여 서술한다. 레이다 시스템의 실험실 환경에서 성능을 확인하기 위한 항공기 표적 신호를 모사하기 위한 모의 표적 신호 생성을 포함한 요구사항을 충족하기 위한 종합 성능 시험 장비의 설계 및 제작에 대하여 기술한다. 또한 추적 레이다 시스템과 연동 시험을 통하여 성능을 확인하기 위한 GUI(Graphic User Interface) 프로그램을 기술한다. 성능시험을 통해 구현한 종합 성능시험 장비를 검증한다.
본 논문은 가산성 잡음이 존재할 경우 모노펄스 알고리즘의 성능분석을 해석적으로 분석한 연구이다. 이전 연구에서는 1차 테일러 급수 전개와 2차 테일러 급수 전개를 통한 진폭비교 모노펄스 알고리즘의 해석적 성능 분석을 진행했다. 본 연구에는 3차 테일러 전개기반 해석적 분석법을 적용하여 1차 및 2차 테일러 근사기반의 해석적 분석보다 실제 모노펄스 알고리즘의 성능 분석 결과에 다가가는 것을 보인다. 성능분석은 평균제곱오차(Mean Squre Error)을 통해 분석되며 몬테카를로(Monte-Calro) 방법을 통한 시뮬레이션 MSE와 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 서로 비교한다. 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 적용하였을 경우, 이전 연구에서 제안된 2차 테일러 근사기반의 해석적 MSE의 오차를 89.5% 감소시킨다. 또한 몬테카를로 기반 MSE보다 모든 경우에서 빠른 결과를 보인다. 해당 연구를 통해 잡음 재밍이 적용된 환경에서 모노펄스 레이더의 추정 각도 능력을 명시적으로 분석이 가능하다.
고속 수중운동체 능동 탐지는 수중 무기 방어 시스템에 중요한 기술로, 정확한 표적 탐지와 거리 및 속도 추정이 필수적이다. 빔 형성 각도마다 신호를 순차적으로 송신해야 하지만 펄스 분할 송신 방법은 거리 추정의 모호성이 발생한다. 이를 보완하기 위해 다중 주파수 기반 방법이 제안되었지만 대역폭을 분할할 경우 시간-대역폭 곱에서 손실이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 대역폭을 분할하지 않아도 부펄스 간의 상관관계를 낮게 설계할 수 있는 일반화된 사인파 주파수 변조(Generalized Sinusoidal Frequency Modulation, GSFM)를 사용한 능동 고속 탐지 기법을 제안한다. 제안한 방법은 펄스 길이를 최소화시킨 GSFM을 사용함으로써 표적의 거리와 속도를 빠르게 갱신할 수 있다. 제안한 방법의 성능을 검증하기 위해 잔향이 존재하는 모의 환경을 구축하였다. 모의 실험 결과 0.05 s의 선형 주파수 변조 펄스는 한정적인 주파수 대역으로 인해 추정 거리 대비 평균적으로 50 %의 거리 추정 오차와 103 %의 속도 추정오차가 발생하였다. 이에 반해, GSFM은 같은 길이의 펄스를 사용하더라도 추정 거리 대비 거리 추정 오차와 속도 추정 오차가 각각 10 %와 14 %로 표적을 비교적 정확하고 빠르게 추적할 수 있었다. 게다가, GSFM은 방위별로 직교성이 높은 부펄스를 송신하여 표적의 대략적인 방위까지 알 수 있었다.
Binary offset carrier는 (BOC) 위성 통신 및 위성 항법 시스템 시스템에서 사용될 새로운 변조 방식으로 크게 주목 받고 있다. 본 논문에서는 sine 위상 BOC 신호를 위한 새로운 상관함수를 제안한다. 구체적으로는 BOC 신호 내의 하나의 부반송파 펄스를 다수의 구형 펄스의 합으로 해석하고, 그에 따른 다수의 부분상관함수들을 생성한다. 이후 생성한 부분상관함수들을 새롭게 결합함으로써 주변 첨두가 없는 새로운 상관함수를 생성한다. 모의실험을 통해 제안한 상관함수를 이용하는 경우, 기존의 상관함수들을 이용하는 경우들에 비해 더욱 향상된 코드 추적 성능을 가지는 것을 보인다.
고속 비행체의 궤적 추적을 위하여 사용하는 레이다 중계기의 경우, 짧은 폭의 펄스를 방사한다. 이러한 신호의 위상 변위를 위하여 branch type 위상 변위기가 사용 된다. 이 변위기는 branch 전송선 끝의 가변 리액턴스를 이용하여 전송선 상의 위상을 변화 시킨다. 또한 고출력 신호의 제어가 용이하고, 리액턴스의 고장 시에도 삽입 손실이 크지 않은 장점이 있다. 이 논문에서는 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $90^{\circ}$로 순차적으로 위상을 변위 시키는 400 W급 위상 변환기를 제작 시험 결과를 논한다.
In this paper, the wideband mono-pulse radar using AGC and limiter is designed. The output response characteristics of the mono-pulse radar using AGC and limiter are analyzed, respectively. In addition, the output response for jamming input signals is analyzed. The range tracking loop in the mono-pulse radar has robust output response to the noise jamming input signal. Although the output settling response of the AGC-based mono-pulse radar is larger than that of the limiter-based mono-pulse radar, the AGC-based mono-pulse radar has robustness to the noise jamming input signal due to feedback loop.
본 논문은 음절을 음소로 분리하고 각각의 특징을 추출하여 음소를 판별할 수 있는 패턴을 설정하는 실험에 관한 연구이다. 음소분리는 피치검출, 각 성문피크펄스의 폭, 포락실, 진폭의 바이어스, 발성시간 등의 파라메타를 적용한다. 최초의 피치는 성문펄스의 폭, 에너지, 정규화와 성문피크의 가변바이어스 등의 변화에 따라 모음 포라선의 봉우리 부분에서 검출, 이를 기준으로 전체의 피치구간을 추적한다. 모음은 포만트 패턴의 유동을 감소시키는 방법과 제2포만트만으로 모음의 판별이 가능함을 제시하며, 피치 고저에 무관한 압축파형을 추정한다. 자음은 포락실, 스펙트럼, 압추파형, 분석방법 등을 발음방법과 음소 상호 영향에서 패턴을 추출한다. 실험결과 모음음소 90%, 초성자음80%, 종성자음 60% 판별된다.
70 MeV 사이클로트론의 인젝션 빔 라인은 Multi-CUSP 이온원에서 인출된 H- 빔을 펄스 또는 번칭하여 인플렉터를 통해 사이클로트론의 가속영역인 Dee로 전송하는 역할을 한다. 이 때, 빔을 번칭 시킴으로써 가속효율을 높이고, 손실을 줄여 높은 전류의 빔을 공급할 수 있도록 해야한다. 인젝션 시스템은 einzel lens, chopper, buncher, solenoid 등으로 구성된다. Einzel lens는 빔을 buncher의 중심으로 집속시켜 buncher의 번칭 효율을 높이고, buncher는 전기장을 이용하여 빔을 진행방향으로 집속시키는 기능을 갖는다. Chopper는 번칭된 빔을 일정 주기로 편향을 시켜 펄스 빔의 형태로 전송하는 역할을 한다. 솔레노이드는 적절한 자기장을 이용하여 빔을 집속시켜 인플렉터로 전송한다. 본 연구에서는 사이클로트론의 고전류 인젝션 시스템을 구축하고 각각의 구성요소에서 빔 envelope를 계산하고 비교하였다. SIMION code는 user가 지정한 특성을 가진 개별 입자의 궤도를 추적하는 프로그램으로 인젝션 시스템을 구성하는 각각의 컴포넌트에서의 입자의 진행모습과 buncher를 이용하여 빔의 전송 밀도가 향상됨을 확인하였다. 아울러 TRANSPORT 및 TURTLE 프로그램을 이용하여 SIMION을 통해 계산된 빔의 envelope과 비교하였다.
본 논문에서는 이진 옵셋 반송파 (binary offset carrier: BOC) 신호의 추적 성능 향상을 위한 비모호 상관함수를 제안한다. 구체적으로는 BOC 신호의 부반송파를 여러 개의 펄스가 존재하는 형태로 해석하고, BOC 신호의 자기상관함수를 여러 개의 부분상관함수들의 합으로 해석한다. 이후 두 개의 부분상관함수를 조합하여 새로운 두개의 부상관함수를 생성하고, 부상관함수와 부분상관함수의 조합을 통하여 폭을 조절할 수 있으며 주변 첨두를 가지지 않는 비모호 상관함수를 제안한다. 모의실험을 통해 신호 추적에 제안한 상관함수를 이용한 경우 기존의 상관함수들을 이용한 경우에 비해 더욱 향상된 추적 오류 표준편차를 가지는 것을 확인한다.
소형 밀리미터파 추적 레이다는 저속으로 기동 중인 큰 RCS를 갖는 바다위의 함정 표적에 대하여 TWS(Track While Scan) 방식을 통하여 실시간으로 표적을 탐색, 탐지 하여 추적하는 펄스 방식의 레이더이다. 본 논문에서는 저속으로 기동을 하지만 채프, 디코이 등 다양한 기만체를 운영하는 함정 표적에 대하여 LPRF와 DBS, 및 HRR 신호처리 기법을 통하여 표적 정보를 획득하고 추적하기 위하여 고속의 CPU가 탑재된 보드 개발과 표적정보를 실시간 처리하기 위하여 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 활용하여 실시간 FFT 연산이 가능한 DFT(Discrete Fourier Transform) 모듈 설계를 포함한 신호처리기 구조를 설계하고 성능시험을 통해 구현한 신호처리기를 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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