A novel method for extracting frequency slippage signal from radar full pulse sequence is presented. For the radar full pulse sequence received by radar interception receiver, radio frequency (RF) and time of arrival (TOA) of all pulses constitute a two-dimensional information sequence. In a complex and intensive electromagnetic environment, the TOA of pulses is distributed unevenly, randomly, and in a nonstationary manner, preventing existing methods from directly analyzing such time series and effectively extracting certain signal features. This work applies Gaussian noise insertion and structure function to the TOA-RF information sequence respectively such that the equalization of time intervals and correlation processing are accomplished. The components with different frequencies in structure function series are separated using empirical mode decomposition. Additionally, a chaos detection model based on the Duffing equation is introduced to determine the useful component and extract the changing features of RF. Experimental results indicate that the proposed methodology can successfully extract the slippage signal effectively in the case that multiple radar pulse sequences overlap.
In this paper, the effects of phase noise on the radar system were analyzed in terms of 3 point of view. The impact(s) on the compressed pulse waveform, the FMICW(Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave) radar performance and the receiver sensitivity were investigated. From the investigation, it was indicated that the phase noise over 10 kHz offset frequency makes the side lobe level of compressed pulse worse. Also it was founded that the FMICW radar performance, especially at the noise level of range profile, is related to the phase noise. Finally, the investigation showed that the phase noise at local oscillator affects the receiver sensitivity.
계단 주파수 레이더(Stepped Frequency Radar: SFR)는 송신 펄스의 주파수를 점진적으로 증가시켜 넓은 합성 대역폭을 만듦으로써 높은 거리 해상도를 얻는 방식이다. 그런데 이동표적의 경우 거리-도플러 결합(range-Doppler coupling) 현상으로 정확한 거리 추정을 할 수 없게 되므로 정확한 속도 추정을 통한 보상이 필요하다. 본 논문에서는 코히어런트 펄스열(Coherent Pulse Train: CPT)을 갖는 계단 주파수 레이더 파형을 제안하고, 이를 이용한 속도 추정 및 파라미터에 따른 결과를 기존의 VMD(Velocity Measurement Data) 방식과 시뮬레이션을 통해 비교하고 분석하였다.
감시 및 정찰용 펄스 도플러 레이더(Pulse Doppler Radar : PDR)에서 이동표적의 식별은 일반적으로 레이더 운용자의 도플러 오디오 신호 청취 및 훈련 경험을 바탕으로 수행된다. 본 논문에서는 음성인식 분야에서 널리 이용되는 Mel Frequency Cepstral Coefficients(MFCC) 특징 파라미터와 Hidden Markov Model(HMM) 식별 기법을 이용하여 이동 표적의 클래스를 자동 식별하는 방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통해 식별성능을 분석하고 검증하였다.
펄스 레이다 신호는 펄스가 주기적으로 나타나며 그 이외 시간 구간에서는 잡음만 나타나는 형태를 갖는다. 본 논문에서는 이러한 특징을 효과적으로 반영하는 검출 방식을 모색하기 위하여, 관측 기간 내에 존재하는 수신 신호 샘플로부터 최대 전력과 최소 전력 간의 비율을 검정 통계량으로 사용하는 방식을 제안하고, 모의 실험을 통해 다양한 환경에서 해당 방식의 성능을 에너지 검파 방식과 비교하고자 한다.
The observational sensitivity of dual-polarization weather radar was quantitatively analyzed by using two different pulse widths. For this purpose, test radar scan strategy which consisted of consecutive radar scan using long (LP: $2{\mu}s$) and short (SP: $1{\mu}s$) pulses at the same elevation angle was employed. The test scan strategy was conducted at three operational S-band dual-polarization radars (KSN, JNI, and GSN) of Korea Meteorological Administration (KMA). First, the minimum detectable reflectivity (MDR) was analyzed as a function of range using large data set of reflectivity ($Z_H$) obtained from JNI and GSN radars. The MDR of LP was as much as 7~22 dB smaller than that of SP. The LP could measure $Z_H$ greater than 0 dBZ within the maximum observational range of 240 km. Secondly, polarimetric observations and the spatial extent of radar echo between two pulses were compared. The cross-polar correlation coefficient (${\rho}_{hv}$) from LP was greater than that from SP at weak reflectivity (0~20 dBZ). The ratio of $Z_H$ (> 0 dBZ) and ${\rho}_{hv}$(> 0.95) bin to total bin calculated from LP were greater than those from SP (maximum 7.1% and 13.2%). Thirdly, the frequency of $Z_H$ (FOR) during three precipitation events was analyzed. The FOR of LP was greater than that of SP, and the difference in FOR between them increased with increasing range. We conclude that the use of LP can enhance the sensitivity of polarimetric observations and is more suitable for detecting weak echoes.
근거리 운용 레이더는 여러 대의 레이더가 좁은 반경 내에서 동시에 운용되어야 하는 시스템으로 레이더간 간섭 배제가 매우 중요하다. 기본적으로 채널 주파수 분리를 통해서 간섭을 줄이고 있으나, 실제 구현상의 문제로 인하여 완벽하게 간섭을 배제하기가 쉽지 않다. 이에 근거리 운용 레이더에서 펄스간 코딩은 간섭을 원천적으로 배제하기 위하여 사용되었다. 본 논문에서는 펄스간 코딩의 개념, 적용 방안 및 실제 시험 결과를 제시하고자 한다.
본 논문에서는 능동 배열 레이더 시스템에 적용 가능한 S-band, $\bigcirc$ kW급 반도체형 송수신기의 설계 및 제작측정에 관해서 소개하였다. 이득 63 dB, 최장 펄스 폭 200 usec, 최대 duty 10 %, 펄스간 안정도 63 dB의 송신 특성을 가지며, 이득 23 dB, 잡음 지수 3.2 dB의 수신 특성을 갖는다. 펄스간 안정도 분석을 위해 펄스 네트워크 분석기를 수신 모드로 사용하여 별도의 실험 셋업을 구성하였다. 측정 결과, 제시된 특성을 모두 만족하는 것을 확인하였다.
수 백 미터 깊이에 위치하고 있는 폐쇄된 지하터널을 탐지하기 위하여 펄스 레이더 시스템이 최근 개발되었다 개발원 펄스 레이더 시스템의 탐지능력을 확인하기 위하여, 터널시험장에서 터널 주변의 여러 시추공 중에서 터널측과 15도 간격으로 수평각이 비틀어진 5가지 탐사경로를 선정하였다. 공기로 채워진 터널을 중심으로 20 미터 구간에 대해 레이더 신호의 측정이 이루어 졌다. 도착시간, 감쇠, 분산시간으로 구성된 세가지 기본 변수들이 수신된 신호의 첫번째 첨두치와 두번째 첨두치의 위치로부터 계산되었다. 터널측과 탐사 경로가 45도 이상 비틀어졌을 때 이러한 변수들을 사용하여 레이더 시스템이 터널을 탐지할 수 있었다.
Radar sensors are used for space situational awareness (SSA) to determine collision risk and detect re-entry of space objects. The capability of SSA radar system includes radar sensitivity such as the detectable radar cross-section as a function of range and tracking capability to indicate tracking time and measurement errors. The time duration of the target staying in a range cell is short; therefore, the signal-to-noise ratio cannot be improved through the pulse integration method used in pulse-Doppler signal processing. In this study, a method of improving the signal-to-noise ratio during range migration is presented. The improved detection performance from signal processing gains realized in this study can be used as a basis for comprehensively designing an SSA radar system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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