최근 전자전 지원 시스템 분야에서는 TDOA(time difference of arrival)와 FDOA(frequency difference of arrival) 정보를 활용한 고 정밀 위치 추정 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. TDOA/FDOA 위치 추정 시스템은 TDOA와 FDOA 정보를 추출하는 단계와 추출한 정보로부터 신호원의 위치를 추정하는 두 단계로 나뉘며, 정보 추출 단계에서 보편적으로 사용하는 알고리즘으로 CAF(complex ambiguity function) 기반 방법이 알려져 있다. 하지만 기존의 CAF 기반 알고리즘은 VHF 대역의 통신 신호로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 경우, 많은 연산량으로 인해 제한된 시간에 처리하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 통신 신호 기반 TDOA/FDOA 정보 추출을 연산량 측면에서 효율적으로 수행하기 위해 개선된 CAF 기반 순차 추정 알고리즘을 제안하고, 기존 CAF기반 알고리즘과 연산량을 비교 분석한다. 또한 제안한 알고리즘의 추출 성능을 검증하기 위해 CRLB(Cramer-Lao lower bound)를 이용해 유도된 이론적 한계 성능과 비교 분석한다.
In this paper, a technique for the quantitative analysis of the noise jamming effect is proposed. This technique based upon the mathematical modeling for noise jammers and the probability theory for random processes analyses the jamming effect by means of the modeling of the relationship among jammer, radar variables and radar detection probability under noise jamming environment. Computer simulation results show that the proposed technique not only makes the quantitative analysis of the jamming effect possible, but also provides the basis for quantitative analysis of the electronic warfare environment.
Conventional methods for selecting jamming techniques in electronic warfare are based on libraries in which a list of jamming techniques for radar signals is recorded. However, the choice of jamming techniques by the library is limited when modified signals are received. In this paper, we propose a method to predict the jamming technique for radar signals by using deep learning methods. Long short-term memory(LSTM) is a deep running method which is effective for learning the time dependent relationship in sequential data. In order to determine the optimal LSTM model structure for jamming technique prediction, we test the learning parameter values that should be selected, such as the number of LSTM layers, the number of fully-connected layers, optimization methods, the size of the mini batch, and dropout ratio. Experimental results demonstrate the competent performance of the LSTM model in predicting the jamming technique for radar signals.
TDOA (time difference of arrival)와 FDOA (frequency difference of arrival) 정보를 활용한 고 정밀 위치 추정 방법에 대한 연구는 최근 전자전 시스템 분야의 핵심 주제이다. TDOA/FDOA 위치 추정 시스템은 TDOA와 FDOA 정보를 추출하는 단계와 추출한 정보로부터 신호원의 위치를 추정하는 두 단계로 나뉘며, 정보 추출 단계에서 CAF (complex ambiguity function) 기반의 다양한 알고리즘이 제안되었다. 미상 신호원과 수신단간의 이격이 수백km인 전자전 지원 시스템 환경에서 기존의 CAF 기반 알고리즘을 사용하여 통신 신호로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 경우, 고 정밀 위치 추정을 위해서는 수신단에서 장시간의 수집시간이 요구된다. 이러한 수집시간의 증가는 신호처리를 위해 수신단으로부터 중앙처리장치로 데이터를 전송하는 데 소요되는 시간을 수용할 수 없을만큼 늘어나게 할뿐만 아니라, 데이터량의 증가로 인한 연산량의 증가까지 야기하게 된다. 따라서 본 논문에서는 전자전 환경에서 통신 신호 기반 TDOA/FDOA 정보의 정밀 추정에 요구되는 수집시간을 CRLB (Cramer-Lao lower bound)를 이용하여 이론적으로 분석하고, 고 정밀 추정을 위해 장 시간동안 수집된 대용량의 데이터를 이용하였을 때, 기존의 알고리즘과 정확도는 유사하면서 전송시간 및 연산량을 최소화하는 2-단계 전역 최적화 알고리즘을 제안한다. 또한 제안한 알고리즘을 기존 CAF 기반 알고리즘과 연산량을 비교 분석하고, CRLB를 통해 유도된 한계 성능과 비교 분석하여 알고리즘의 성능을 검증한다.
본 논문에서는 새로운 구조의 방향 탐지용 소형 안테나를 제안하였다. 제안한 안테나는 800 MHz 이상의 고주파 대역에서도 안테나의 복사 패턴이 일그러지지 않도록 끝이 구부러진 스커트 모양의 디스크가 연결되었으며, 200 MHz 이하의 저주파 대역에서 증폭기와의 임피던스 매칭이 가능하도록 다단 구조의 매칭 스터브가 삽입되었다. $20{\sim}700 MHz$에서 제안된 안테나는 60cm 다이폴 안테나에 비해 크기가 1/2로 축소되었음에도 불구하고 유사한 성능을 가진다. 또한, 다이폴 안테나와 달리 $700{\sim}1,300 MHz$에서 복사 패턴이 크게 일그러지지 않고 주 빔 방향으로 널이 발생하지 않으며 넓은 빔 폭을 가진다.
본 논문에서는 넌코히어런트 비동기 조건에서 PSK, QAM 등의 선형 디지털 변조 방식을 자동으로 식별하는 알고리즘을 제안한다. 디지털 변조 신호는 심볼 천이 주기간 주파수, 위상, 진폭 등의 특성이 반복적으로 변하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 변조 방식을 식별할 수 있도록 순환 모멘트와 고차 큐뮬런트를 이용하는 방법을 제안한다. 계층적 의사 결정 트리 방식의 알고리즘 구조를 사용하여 고속으로 처리 가능하도록 구성하였으며 총 4개의 특징 추출 인자를 사용하여 식별하였다. 모의실험 결과 심볼 수 4,096개, SNR 15dB 이상에서 95% 이상의 식별 정확도를 나타내었으며, 반송 주파수와 위상 편이가 발생하더라도 신호를 분류하는데 효과적임을 확인하였다.
일반적으로 레이더는 신호 탐지를 회피하기 위해 신호를 변조해 송신한다. 전자전에서는 수신된 레이더 펄스를 분석하여 신호를 방사한 레이더의 제원을 식별한다. 본 논문에서는 자기상관계수를 활용하여 레이더 신호 변조 형태를 식별하는 알고리즘을 제안한다. 레이더 신호의 펄스반복주기 특성에 따라 자기상관을 계산할 때 비교 범위를 다르게 적용한다. 고정 펄스반복주기와 스태거 펄스반복주기에 대하여 좁은 오차 범위를 적용하고, 지터 펄스반복주기에는 넓은 오차 범위를 적용하여 자기상관계수를 계산한다. 실험에 의하여 제안하는 알고리즘은 고정 펄스반복주기, 스태거 펄스반복주기, 지터 펄스반복주기를 정확하게 구분함과 동시에 스태거의 레벨도 정확히 찾을 수 있음을 확인하였다.
현대 전자전에서는 통신 및 감시의 목적으로 무선 전파를 사용하는 다양한 장비들이 운용되고 있는데, 이러한 장비들이 동일한 대역에서 운용될 경우 서로 전파 간섭에 의한 영향을 줄 수 있다. L 대역의 경우 레이다 등의 다양한 전파 장비들이 운용 중이며, 동 대역에서 신규 전파 장비가 운용될 경우 기존 전파 장비들이 간섭원으로 작용하여 성능에 영향을 줄 수 있으므로 이런 간섭 영향에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 L 대역 간섭 환경에 대한 수학적 분석의 토대를 마련하기 위하여 실제 측정한 L 대역 전파 측정 데이터 중 특정 임계값 이상의 데이터를 활용하여 간섭 신호의 확률분포를 추정한다. 먼저 확률분포 후보군을 선정한 후 그 중 최근접 확률분포를 식별하여 제시한다. 본 연구 결과는 L 대역 간섭 환경의 수학적 접근을 위한 기초 자료로 활용이 기대된다.
Even though GNSS provides highly accurate navigation information all over the world, it is vulnerable to jamming in the electronic warfare due to its weak signal power. The United States and Korea have plans to use terrestrial navigation systems as back-up systems during outage of GNSS. In order to develop back-up systems of GNSS, an M&S software platform is necessary for performance evaluation of various vehicle trajectories and integrated navigation systems. In this paper a design method of an M&S software is proposed for evaluation of multiple radio positioning integration systems. The proposed M&S software consists of a navigation environment generation part, a navigation algorithm part, a GUI part and a coverage analysis part. Effectiveness of the proposed design method is shown by implementing an M&S software for the GPS, DME and eLoran navigation systems.
전자전의 레이더 신호식별은 신호수신기가 생성한 PDW(Pule Description Word)를 분석해서 펄스반복 간격(PRI, Pulse Repetition Interval)을 인식하는 기술이다. 일반적으로 여러 개의 PDW를 수집해 한 번에 처리하는 배치처리 방식으로 PRI를 식별한다. 본 논문에서는 스트리밍 프로세스에 기초한 신호 특성 추출 알고리즘을 제안한다. 이 기술은 신호수신기에서 PDW를 생성할 때마다 PDW 군집이 형성되는지 조사하고, 레이더 펄스의 도착시간 차이(difference of TOA(Time of Arrival)) 히스토그램을 만들고, 집중도를 기반으로 프레임 PRI를 구하고, 스태거 단계 수를 결정한다. 실험에 의하여 군집의 크기가 증가함에 따라 안정된 인식 결과를 도출한다는 것을 입증했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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