추적레이다는 안테나로부터 폭이 매우 좁은 펄스를 표적에 위치시켜 표적에서 돌아오는 신호를 수신하여 표적의 위치 (거리, 각도, 속도 등)를 추적하는 장비이다. 추적레이다가 특정한 표적을 탐지하고 추적하기에 앞서 표적과 주변 환경의 특성을 예측하기 위해 잡음 신호와 표적 신호의 수학적 모델이 필요하다. 본 논문에서는 일반적으로 적용되는 잡음 신호와 표적 신호의 모델에 대한 이론적인 내용을 소개하였고, 이와 더불어 표적의 탐지와 추적을 위한 거리 추적, 각도 추적 및 도플러 주파수 추적에 대한 일반적인 기법들을 기술하였다.
나로우주센터 추적레이더가 획득한 실시간 위치 정보는 발사통제시스템에서 위치, 속도, 비행궤도 표시, 예상궤도 진입여부 및 안전을 위한 비행종료시점 판단 등의 중요한 데이터로 사용된다. 추적레이더에서 발사통제시스템으로 전송하는 표적의 위치 정보는 추적레이더 중심의 좌표값 데이터이며, 발사통제시스템에서 추적레이더로 전송하는 Slaving 데이터는 발사대 중심의 좌표값 데이터이다. 이렇듯 추적레이더와 발사통제시스템 간의 송수신 데이터는 각 시스템에 맞게 적절하게 좌표 변환이 수행되어야 한다. 본 연구에서는 나로우주센터 추적레이더 간의 상호 데이터 송수신 및 발사통제시스템과의 데이터 통신에 사용되는 각각의 좌표계 및 좌표계 간의 좌표 변환에 대해 기술하였다.
An architecture for multiple radar tracking systems can be broadly categorized according to the methods in which the tracking functions are performed : central-level tracking and distributed tracking. In the central-level tracking, target tracking is performed using observations from all radar systems. This architecture provides optimal solution to target tracking. In distributed tracking, tracking is performed at each radar system and the composite track information is formed through track fusion integrating multiple radar-level tracks. Track-to-track fusion and track-to-track association are required to perform in this architecture. In this paper, issues and recent research on the two tracking architectures are surveyed.
최근 추적 레이더는 다양한 환경에서 여러 가지 제약을 받지 않고 운용이 가능한 소형 추적 레이더 개발의 필요성을 확인하였다. 또한 소형 추적 레이더의 성능은 기존 추적 레이더와 동등 이상을 요구한다. 이런 소형 추적 레이더는 기존 추적 레이더의 소형화와 저전력화를 통해 구현할 수 있다. 본 논문에서는 소형 추적 레이더를 위한 신호처리기의 역할과 기능을 정의하고, 소형 추적 레이더를 위한 신호처리기를 구현하기 위해 필요한 디바이스 사용의 최소화를 통한 소형화와 소비 전력의 효율을 높이기 위한 방안을 제안하였다. 소형화에 대한 방안으로 상용 DDC, 통신 controller등의 디바이스 기능을 FPGA에 구현하여 소형 추적 레이더를 위한 신호처리기를 설계하였다. 또한 효율이 좋은 Switching regulator를 사용한 전원부의 설계로 저전력 신호처리기를 설계하였다. 마지막으로 구현한 소형 추적 레이더를 위한 신호처리기의 성능시험과 소형 추적 레이더에 신호처리기를 적용한 도플러 추적 시험, 거리 추적 시험으로 신호처리기를 검증하였다.
본 논문에서는 재귀형 크로스아이(retrodirective cross-eye) 재머 신호와 레이다 반사 신호 비(Jamming and radar return Signal Ratio: JSR)에 따른 모노펄스 레이다의 추적 오차의 변화를 분석하였다. 레이다 추적 오차를 계산하기 위한 방법으로 크로스아이 재머 이득(Gc)이 사용되었고, 재머 이득과 재머 신호와 레이다 반사 신호의 비(JSR)의 관계를 수식으로 표현하였다. 모노펄스 레이다와 재머 사이의 조우각과 JSR을 동시에 변화 시키면서 레이다 추적 오차를 분석하였다. 그리고 재머 두 신호간의 위상(ϕ) 차이와 JSR의 변화를 분석 한 결과 두 재머 신호 위상 차이가 180°에 가까워질수록 추적 오차가 커지고 JSR이 20dB이상이 되면 추적 오차가 일정 수준을 유지하게 되는 것을 볼 수 있다. 본 연구는 레이다 반사 신호의 비(JSR)에 따른 모노펄스 레이다의 추적 오차에 대한 결과를 제시하였고 추적 방향, 두 재머 신호 위상차, 두 재머 신호 크기 비율 등에 따른 복합적인 추적오차 분석 결과를 제시하였다.
본 논문은 전투기 레이다의 표적 추적정확도(추적오차)를 분석하는 방법에 대한 연구이다. 레이다 측정 시 발생하는 측정오차, 탐지실패, radar cross section(RCS) 요동은 측정 품질을 열화시키며, 이는 추적정확도에 영향을 미치는 요인이 될 수 있다. 따라서 정확한 추적성능분석을 위해 이러한 레이다 측정 특성을 고려하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 측정오차, 탐지확률, RCS 요동과 같은 레이다 특성을 복합적으로 활용하여 추적정확도를 분석하는 방법에 대해서 제안한다. 제안한 분석 방법을 활용한 실험을 통해 탐지확률과 RCS 요동에 의한 추적정확도 열화를 확인할 수 있었다.
This paper proposes a design and fabrication of the test equipment that is implemented as a part of the airborne tracking radar inspection under the environment of indoor simulation. This test equipment provides controlling the operation status of airborne tracking radar and replicating the velocity and range information of target by generating a variety of target signal. This is mainly composed of radar operation controller, target signal generator, horn antenna driving devices. Radar operation controller is able to perform the controlling of radar operation mode and monitoring in real time by serial communication. Target signal generator is generated doppler signal and range delayed signal using virtual target of RF-band. Horn antenna driving devices perform a role of target simulating exercise. In the end, the performance is demonstrated using experiment results of test equipment for airborne tracking radar.
Recently, Sensor technologies are emerging to prevent traffic accidents and support safe driving in complex environments where human perception may be limited. The UWS is a technology that uses an ultrasonic sensor to detect objects at short distances. While it has the advantage of being simple to use, it also has the disadvantage of having a limited detection distance. The LDWS, on the other hand, is a technology that uses front image processing to detect lane departure and ensure the safety of the driving path. However, it may not be sufficient for determining the driving environment around the vehicle. To overcome these limitations, a system that utilizes FMCW radar is being used. The BSD radar system using FMCW continuously emits signals while driving, and the emitted signals bounce off nearby objects and return to the radar. The key technologies involved in designing the BSD radar system are tracking algorithms for detecting the surrounding situation of the vehicle. This paper presents a tracking algorithm for designing a BSD radar system, while explaining the principles of FMCW radar technology and signal types. Additionally, this paper presents the target tracking procedure and target filter to design an accurate tracking system and performance is verified through simulation.
The virtual target signal generator was developed to verify the shipborne tracking radar performance. It was used to DRFM(Digital RF Memory) method to generate the virtual moving targets. The target signal includes Doppler shift and RCS according to the target motion. And the signal generator can make jamming signal and clutter to test shipborne radar performance at real environmental condition. This paper described the functional diagram and the hardware configuration items to meet the test requirements for the tracking radar. And it showed the critical design points for the sub-systems. The signal generator which was developed in this paper shared the operational information of the radar with the radar command and control part. To test the frequency agility of the radar, it had the local oscillator which could do high speed frequency switching according to radar information. By communicating between the signal generator and the radar command and control part, the local oscillator of signal generator could be controlled every pulse. It reduced the instantaneous bandwidth of signal generator and minimized the spurious. So it lowered the probability of generating wrong targets.
In radar tracking, since the sensor measures range, azimuth and elevation angle of a target, the measurement equation is nonlinear and the extended Kalman filter (EKF) is applied to nonlinear estimation. The conventional EKF has been widely used as a nonlinear filter for radar tracking, but the considerably large measurement error due to the linearization of nonlinear function in highly nonlinear situations may deteriorate the performance of the EKF. To solve this problem, a fuzzy-model-based Kalman filter (FMBKF) is proposed for radar tracking. The FMBKP uses a local model approximation based on a TS fuzzy model instead of a Jacobian matrix to linearize nonlinear measurement equation. The hybrid GA and RLS method is used to identify the premise and the consequent parameters and the rule numbers of this TS fuzzy model. In two-dimensional radar tracking problem, the proposed method is compared with the conventional EKF.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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