一定한 펄스反復周波數로 動作하는 MTI信號處理器에 대하여 MTI필터나 積分器의 傳達函數가 주어졌을 때 地上클러터에 대한 性能 比較 方法을 考察하였다. MTI信號處理器는 橫斷필터(transversal filter)로, 클러터의 電力密度스펙트럼은 Gaussian形態로 모델화하였고, MTI信號處理器에 대한 MTI改善因子(Improvement Factor)를 算出하여 比較하였다. MTI필터 및 Hanning加重函數를 使用한 積分器와 이들의 從屬接續인 경우에 대하여 正規化된 스펙트럼 너비에 대한 MTI改善因子의 變化를 例示하였다.
국지적인 기상 이변이나 강우 현상 등을 분석하고 예보하기 위해서는 지역별로 저고도 탐색이 가능한 다수의 단거리 기상 레이다들이 필요하다. 그러나 이러한 레이다들의 특성인 낮은 고각의 전자파 빔 때문에 지표면 및 해수면 클러터가 기상 반사 신호를 오염시킬 가능성이 매우 높다. 대부분의 지표면 클러터는 매우 낮은 도플러 주파수 부근에 집중되어 나타나므로 주파수 대역에서의 구분이 비교적 용이한 편이다. 그러나 해수면 클러터의 경우 도플러 주파수 점유대역이 기상조건에 따라 매우 넓게 나타날 수 있기 때문에 클러터의 제거가 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전자적인 고각 빔 조향을 위하여 수직 위상 배열 안테나 구조를 갖는 기상 레이다에서의 해수면 클러터 제거 성능 정도를 분석하였다. 또한 위상배열 안테나의 수신 빔 형성을 통하여 해수면 클러터의 제거가 적절하게 이루어질 수 있음을 보였다.
국지적인 기상 이변이나 강우 현상 등을 분석하고 예보하기 위해서는 지역별로 저고도 탐색이 가능한 다수의 단거리 기상 레이다들이 필요하다. 그러나 이러한 레이다들의 특성인 낮은 고각의 전자파 빔 때문에 지표면 클러터가 기상 신호를 심하게 오염시킬 가능성이 매우 높다. 그러므로 이러한 문제를 완화시키기 위하여 일반적으로 도플러 저주파 대역 차단 필터를 사용하게 된다. 그러나 레이다 시스템에서의 위상잡음은 이러한 강력한 클러터의 제거를 제한시킬 수 있으며 잔존하는 클러터로 인하여 기상 파라미터 추정에 심각한 문제를 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 레이다의 시스템 위상 잡음 특성을 분석하고 이러한 위상 잡음이 강력한 클러터가 존재하는 환경, 즉 단거리, 저고도 기상레이다에서의 SCR(signal to clutter ratio) 개선 정도에 미치는 영향을 분석하였다.
複合클러터에 대한 MTI信號處理器의 性能은 클러터스펙트럼의 電力密度函數뿐 아니라 各 클러터의 平均 레이다平面的 및 平均 도플러周波數에 따라서도 달라진다. 본 論文에서는 地上클러터나 氣象클러터와 같이 서로 다른 特性을 갖는 클러터에 의해서 複合的으로 MTI信號處理器의 性能에 미치는 影響을 MTI改善因子로 比較, 平價할 수 있는 方法을 提示하였다.
Kim, In-Kyu;Moon, Sang-Man;Kim, Hyoun-Kyoung;Lee, Sang-Jong;Kim, Tae-Sik;Lee, Hae-Chang
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제6권1호
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pp.8-16
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2005
This paper describes target detection performance of millimeter wave radar that exits on non-stationary target detection schemes in the ground clutter conditions. The comparison of various CFAR process schemes such as CA(Cell-Average)-CFAR, GO(Greatest Of)/SO(Smallest Of)-CFAR, and OS(Order Statistics)-CFAR performance are applied. Using matlab software, we show the performance and loss between target detection probability and signal to noise ratio. This paper concludes the OS-CFAR process performance is better than any others and satisfies the optimal detection probability without loss of detection in the homogeneous clutter, When range bins increase.
Sigma, Delta 및 Guard 수신 채널을 가진 항공기 레이다의 공대지 GMTI(Ground Moving Target Indication) 모드를 위한 Sigma-Delta STAP(Space Time Adaptive Processing) 적용 방법, GMTI 처리 방법을 제시하였다. 제시한 방법들을 ICM(Internal Clutter Motion) 환경을 고려한 클러터 모의 환경 및 신호처리 시뮬레이션, MDV(Minimum Detectable Velocity)를 통해 성능을 분석하여 그 결과들을 보였다. 제시한 Sigma-Delta STAP 처리 방법 및 GMTI 처리 방법들은 특정 항공기 레이다 시스템에 의한 제약 사항에 덜 영향 받으면서 실제 적용이 용이하다.
In tactical theater, it is crucial to detect ground moving targets and to locate them precisely. This problem can be resolved by using SAR (Synthetic Aperture Radar) sensors providing GMTI (Ground Moving Target Indication) capability. In general, to implement a robust GMTI sensor is not simple because of the strong competitions between target signals and clutter signals on the ground, and low speed of moving targets. Contrary to the case that a delay canceller is mostly suitable for ground surveillance radars, DPCA (Displaced Phase Centered Antenna) or STAP (Space Time Adaptive Processing) techniques have been adapted for GMT! function of modem airborne radars. In this paper, anew scheme of DPCA using two passive antennas with vertical separation is proposed, which also provides good clutter cancellation performance. The proposed scheme enables us to scan straight ahead of the carrying platform that is impossible with typical DPCA configuration. Simulations using various conditions have been performed to validate the proposed scheme, and the results are acceptable.
In tactical theater, it is crucial to detect ground moving targets and to locate them precisely. This problem can be resolved by using SAR (Synthetic Aperture Radar) sensors providing GMTI (Ground Moving Target Indication) capability. In general, to implement a robust GMTI sensor is not simple because of the strong competitions between target signals and clutter signals from the ground, and low speed of moving targets. Contrary to the case that a delay canceller is mostly suitable for ground surveillance radars, DPCA (Displaced Phase Centered Antenna) or STAP (Space Time Adaptive Processing) techniques have been widely adapted for GMTI function of modern airborne radars. In this paper, a new scheme of DPCA using two passive antennas with vertical separation is proposed, which also provides good clutter cancellation performance. The proposed scheme realizes full azimuth coverage for DPCA operation on an airborne platform, which is impossible with classical DPCA configuration. Simulations using various conditions have been performed to validate the proposed scheme, and the results are acceptable.
재머와 클러터 간섭이 모두 존재하는 지상 환경에서 STAP 알고리즘을 적용하는 경우 STAP 알고리즘은 클러터에 비해 재머를 상대적으로 더 억제하므로써 이동 표적 성분이 클러터에 묻히는 결과를 초래한다. 본 논문에서는 공간 필터링에 의한 전처리 과정을 거친 후 STAP을 적용하므로써 클러터를 효과적으로 억제하는 두 단계 기법을 제시한다. 공간 필터 계수 찾는 방법을 제시하고 공간 필터링 과정이 표적 및 클러터 성분에 영향을 주지 않으면서 재머 성분만 감쇄시킬 수 있음을 보인다. 마지막으로 재머가 강한 STAP 시나리오를 시뮬레이션하여 제시된 방법이 STAP 성능을 개선할 수 있음을 보인다.
강우 환경에서 레이다는 기상 클러터 반사 신호에 의해 신호처리기 내 잡음레벨 증가와 적응형 CFAR의 탐지 임계값 증가로 표적에 대한 탐지거리가 감소하게 된다. 또한, 강우 클러터에 의해 발생한 고속클러터는 기존의 클러터 제거기법의 제거범위를 벗어나 사라지지 않는다. 이로 인하여 강우시 레이다는 맑은 날에 비해 고속 클러터의 추적을 방지하기 위한 확인횟수가 증가되어 표적 탐지 기회가 감소된다. 이에 본 논문은 강우에 의한 레이다 탐지성능 저하를 해결하기 위해 레이다 수신 신호 저장장치를 이용하여 비정상 수신 신호를 획득하였다. 이들에 대한 분석을 바탕으로 신호처리기 앞단에서 최적감쇄값을 결정하고, 강우 시 감쇄적용결과 레이다 탐지성능이 개선됨을 모의시험 및 수신신호 분석을 통해 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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