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전파 간섭 환경 모의 방법 및 CFAR 알고리즘에 따른 레이다 성능 변화에 관한 연구
박명훈,김현승,전우중,권세웅,이기원 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.5
레이다 운용 시 다양한 외부 원인에 의해 탐지 성능이 저하될 수 있다. 저하 원인으로는 대기 및 지형에 의한 손실뿐만아니라, 간섭, 타 표적 등이 있다. 국내 운용 중인 레이다는 복잡한 지형 특성상 서로 가깝게 설치되어 있어 간섭 영향을받아 성능이 저하된다. 본 논문에서는 이러한 레이다 성능 저하를 사전 예측 및 방지하기 위해 주변 레이다 간섭 환경및 다 표적 환경을 모의하는 방법을 기술하고, M&S 도구를 개발하였다. 이 도구를 통해 신호를 생성하여 기존 CFAR 알고리즘의 성능을 확인하고, 레이다 탐지 성능 향상을 위한 새로운 CFAR 알고리즘 사용 방법을 제안하였다. 그 결과, 레이다 간섭 및 다 표적 환경에서 제안한 CFAR 알고리즘을 통해 레이다 탐지성능이 향상된 것을 확인하였다.
박명훈,권세웅,전우중,김현승,유승기,이기원 한국전자파학회 2019 한국전자파학회논문지 Vol.30 No.10
To provide adequate radar coverage in an area with mountainous terrain, we require multiple radar stations and complex beam operations to reduce the blocking area. Consequently, the distance between two radar stations is reduced, which causes radio interference due to insufficient frequency bands and reduces the detection performance of the radar system. To prevent this, interference must be detected and avoided. However, it is difficult to predict and respond to interference as the beam operation is complicated. In this study, we developed a modeling and simulation(M&S) method that uses the actual frequency and beam operation to analyze interference and evaluated its effectiveness at different operating frequencies.
해상 상태에 따른 함정 요동에 의한 레이다 성능 변화에 관한 연구
박명훈,고진용,전우중,김현승,권세웅,이성균,유성현,김상현 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.5
함정은 임무 중 다양한 해상 상태에 놓일 수 있으며, 해상 상태가 악화되면 큰 요동이 발생할 수 있다. 이는 레이다성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 작전 운용 성능에 있어 한계점을 가져온다. 따라서 지상에 설치된 레이다와는 다르게 함정에서 운용하는 레이다는 함정 요동에 따른 빔 보상을 해야 한다. 다기능레이다의 경우, 전자식 빔 조향을 통해 함정의자세 변화에 따라 빔을 보상한다. 이때 전자식 빔 조향으로 조향 손실이 발생하지만, 그렇지 않을 경우, 표적을 인-빔처리하지 못하여 잡지 못하는 경우가 발생한다. 이러한 현상을 사전 분석하여 레이다 설계 시 마진을 고려해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 M&S 도구를 통해 해상 상태에 따른 함정 요동을 모의하고, 레이다 성능 변화에 관하여 분석하였다. 그 결과, 해상 상태가 증가함에 따라 빔 조향에 의한 레이다 성능 변동 폭이 커짐을 보였다.
시간 기반의 운용환경을 고려한 장거리 레이다 M&S 도구 개발
박명훈,김현승,전우중,유승기,권세웅,문현욱,이기원 한국전자파학회 2019 한국전자파학회논문지 Vol.30 No.7
The performance of long range radar is affected by the atmospheric conditions and terrain, as well as the beam operation of the radar system. In this paper, a modeling and simulation(M&S) tool was developed considering the external environment and radar systems of long range radars for performance prediction, and was described using the verification method. Atmospheric refraction and wave propagation were simulated using APM, to analyze the effects of the external environment. The beam template of radar, which is used for actual radar systems, was utilized to analyze the effects of beam operation. The developed M&S tool was verified by comparison with the experimental results obtained from three different situations and confirmed to be highly effective in predicting the performance of long range radar.
박명훈,김정,전우중,권세웅,이기원,김상현 한국정보통신학회 2023 한국정보통신학회논문지 Vol.27 No.6
The atmosphere has different characteristics for each altitude and it changes with place and time. The beam propagated from the radar has a different path depending on the atmosphere, thereby changing the radar performance. So, it is necessary to analyze atmospheric conditions to prevent the radar performance degradation. In this paper, based on four weather data over the past seven years(`16~`22), the analysis methods and result of atmospheric conditions affecting the radar performance were described. As a result, the refractive index tended to increase over the years and it had a larger refractive index in the east than the west. Also, comparing the frequency of ducting occurrence, the west had about 5% higher incidence than the east during seven years. 대기는 각 층별 서로 다른 특성을 가지며 시간과 장소에 따라 변한다. 레이다로부터 전파된 빔은 대기상태에 따라 전파 경로가 달라져 레이다 성능을 변화시킨다. 따라서 레이다 성능 저하를 방지하기 위한 대기상태 분석이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 과거 7년(`16~`22)간 4곳(오산, 광주, 북강릉, 포항)의 기상자료를 바탕으로 레이다 성능에 영향을 주는 대기상태에 대한 분석 방법과 결과에 대해 기술하였다. 그 결과 연도가 지날수록 굴절률이 증가하는 경향성을 보였으며, 서쪽에 비해 동쪽에서 큰 굴절률 값을 가지는 것을 보였다. 또한 덕팅(ducting) 발생빈도를 비교해보면 7년간 동쪽은 약 8.21%, 서쪽은 약 13.16%로 서쪽에서 5% 정도 높은 발생빈도를 보였다.
국내 대기 환경을 반영한 레이다 성능 분석도구 개발 및 활용
박명훈,김정,전우중,권세웅,김상현,이기원 한국전자파학회 2023 한국전자파학회논문지 Vol.34 No.7
The directionality and performance of radio waves are affected by the refractive index of the atmosphere, which varies in real time depending on the time and location. To reflect the domestic weather environment, we developed a radar modeling and simulation (M&S) analysis tool by constructing a refractive index generation model, APM, and radar model. We analyzed radar performance variations over the past five years using weather station data. For 220 nm-based radar designs, the performance variation ratios at 10 % above and below the design distance (i.e., 200 nm and 240 nm), were 0.78% and 1.45 %, respectively. The maximum detection range tended to increase in summer and then decrease in winter, with low standard deviations in both seasons.