GPS Anti-Jamming Using Beamforming Technique

최창묵,Choi, Chang-Mook The Korea Institute of Information and Commucation 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.2

Because GPS signals are weak, system jamming is a real and present danger. This can happen when the receiver is subjected to intentional or unintentional interference by a transmitter. If the jamming signal is strong enough, the receiver can be operated to take corrective action automatically. Current methods to protect GPS receiver from jamming condition are based on spatial filtering. In this paper, the beamforming as referred to in signal processing technique used in arrays for directional signal reception was suggested and analyzed for anti-jamming. In order to change the directionality of the array when receiving a jamming signal, a beamformer can control the signal at each sensor. Therefore, cutoff angle ${\theta}$ was measured in the opposite direction of the jammer. GPS signals are only processed when the antenna element is within inside the cutoff angle. As a result, GPS positioning can be used in condition under cutoff angle $30^{\circ}$. GPS 위성 신호는 매우 미약하기 때문에 시스템 재밍에 노출되어 있다. 이러한 재밍은 의도적 또는 미의도적 간섭 신호 송출에 따라 발생된다. 만약 재밍 신호가 수신기로 매우 강하게 들어온다면 수신기는 자동적으로 방어할 수 있도록 작동되어야한다. 재밍 상황에서 수신기가 정상적으로 작동할 수 있도록 하는 방법은 공간 필터링이 이용되고 있다. 본 논문에서는 재밍대응 기법으로 신호처리 방법인 빔포밍을 조사하고 사용 가능여부를 분석하였다. 재밍 신호를 받으면 어레이 방향을 바꾸기 위하여 빔포밍은 센서 신호를 통제할 수 있기 때문에 재머 반대 방향으로 제어할 수 있는 고각 ${\theta}$를 측정하였다. 측정결과 GPS 신호는 안테나가 제어각 안에 있을 때 사용가능하기 때문에 제어각 $30^{\circ}$까지 GPS 위치 측정이 가능하였다.

항법전에 대응한 항법시스템 발전방향에 관한 연구

최창묵,고광섭,Choi, Chang-Mook,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.3

군사적으로 미래전에서는 항법시스템을 무력화시키기 위한 방편으로 전자전 형태의 항법전(NAVWAR; NAVigation WARfare)이 대두 될 것으로 판단된다. 따라서 본 논문에서는 상용화 된 항법시스템을 지상항법 시스템과 위성항법 시스템으로 구분하여 발달과정을 조사하고, 항법전이 무엇인지 그리고 이에 대한 항법시스템의 취약성을 체계적으로 분석하여 미래 항법시스템 발전방향을 eLoran 시스템 구축, 통합수신기 개발, 통합감시체계 구축으로 경보단계 설정 등 다섯 가지 방향을 제시하였다. NAVWAR (NAVigation WARfare) such as an integral part of EW (Electronic Warfare) for making navigation systems malfunctioning expands rapidly in the future military warfare. First of all, Navigation systems of ground radio and satellite were investigated. And the definition of NAVWAR and vulnerability related to GNSS were analyzed. As a result, we propose the development direction for future navigation system such as constructing eLoran system, developing an integrated receiver, establishing alert steps of watch system, and so on.

국방 스텔스 기술 동향 및 전망

최창묵,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회지 Vol.13 No.2

RF 스텔스 효과를 위한 밀리미터 RAM 개발

최창묵,임봉택,고광섭,Choi, Chang-Mook,Lim, Bong-Taeck,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.6

본 논문은 상대방으로부터 탐지를 최소화시키는 스텔스 기술을 분석하고, 대부분의 레이더 반사 단면적 감소는 형상화로부터 기인되며, 특별한 부위에는 RAM을 이용하여 최소화 시키는 것을 확인하였다. 따라서 RF 스텔스를 위한 밀리미터파 대역의 레이더 반사 단면적을 최소화시키는 측면에서 94 GHz에서 전파흡수량 17 dB로 98 %를 흡수하는 RAM을 설계 및 제작하였다. 결과적으로 개발된 RAM을 플랫폼에 적용시 상대방으로부터 레이더 탐지거리를 62 % 축소시키는 효과를 얻을 수 있다. In this paper, stealth technology, which minimizes detection from the enemy, was analyzed and it was confirmed that Most RCS reduction comes from shaping and in specific parts, by applying RAM. Therefore, we designed and manufactured RAM that absorbs 98% of electromagnetic wave at 94 GHz with 17dB of radar absorption property to minimize RCS at milimeter wave range. As a result, we had 62% reduction in the detection range from the enemy by using developed RAM.

W-band 전파특성 분석용 샘플홀더 제작에 관한 연구

최창묵,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.6

본 논문에서는 W-Band(75 GHz~110 GHz) 주파수 대역에서 전파특성 분석을 위한 샘플홀더 제작을 위하여 수행되었다. 먼저 도파관 내에서 전파의 전파이론을 정립하고 재료정수 측정기법을 도출하였다. 그리고 밀리미터파 W-band에 알맞은 도파관형 샘플홀더를 설계 및 제작하고 RAM 샘플을 이용하여 재료정수 및 전파흡수능을 측정하여 분석하였다. 분석결과 샘플시료 특성을 정확하게 측정할 수 있음을 확인하였으며, 향후 이 측정 샘플홀더는 W-band 대역 전파특성 분석을 위해 매우 유용하게 쓰일 수 있을 것이다. In this paper, fabrication of sample holder was studied for an analysis of electromagnetic(EM) wave property in W-band(75 GHz~110 GHz). First of all, a propagation theory of EM wave was considered in the rectangular waveguide, and measurement technique was suggested for analysis of characteristics. A sample holder using in W-band was designed and fabricated, and used for analysis of material property and absorption ability using RAM samples. As a result, the sample holder test was verified exactly for measuring EM wave property of RAM sample. In the future, the proposed sample holder would like to be used for the EM wave property analysis in W-band.

위성항법 통합시스템을 이용한 DOP 향상에 관한 연구

최창묵,고광섭,Choi, Chang-Mook,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.9

본 논문에서는 향후 많은 항법위성이 생길 경우 통합시스템 방식을 사용할 시 원하는 위성을 선택함으로서 고의적인 재밍에 대한 대책 및 위치정보의 정밀도 향상 측면에서 매우 유용할 것으로 판단되어 GPS와 GLONASS의 통합시스템 구축 시 정밀도의 근간을 이루는 DOP 향상에 대하여 연구하였다. 데이터 분석결과 단독 GPS 사용 시 보다 통합 위성항법 시스템이 0.3 ~ 0.8 정도의 GDOP, 0.2 ~ 0.6 정도의 PDOP와 0.1 ~ 0.3 정도의 TDOP의 향상된 정보를 얻을 수 있었다. In this paper, the DOP improvement was studied for the solution to an intentional jamming and the increase of position accuracy by selecting preferred satellites with hybrid satellite navigation system(both GPS and GLONASS). As a result of data analysis, the increases in 0.3 ~ 0.8 GDOP, 0.2 ~ 0.6 PDOP, and 0.1 ~0.3 TDOP were acquired by using hybrid satellite navigation system instead of GPS-only.

RF 스텔스용 RAM의 전파흡수능 측정기법에 관한 연구

최창묵,임봉택,고광섭,Choi, Chang-Mook,Lim, Bong-Taeck,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.6

본 논문에서는 국방과학의 RF 스텔스 구현을 위해 필요한 RCS 감소용 RAM의 전파흡수능 측정기법에 대하여 연구하였다. 먼저 RAM의 전파흡수능에 대한 이론 정립 후 측정기법에 대하여 실제 레이더 시스템과 유사한 자유공간법과 실험실에서 용이한 전송선로법을 분석하여 실제 RAM 샘플을 제작하여 측정기법에 따라 측정후 비교 분석하였다. 비교 분석결과 전파흡수능은 자유공간법에서 다소 우수한 특성이 보였으나 전체적인 패턴이 유사한 것을 확인하였다. 따라서 RAM 개발시 초기단계부터 최종단계까지 단계별/주파수별 제시하는 측정기법을 차등 적용한다면 보다 효과적으로 RAM을 개발 할 수 있을 것이다. In this paper, measurement techniques of absorbing ability for a RAM were studied for RCS Reduction needed for materializing ADD's RF stealth. As for the measurement techniques of absorbing ability, the theories of the free space method, similar to real radar system, and transmission line method, suitable for lab scale, were established. And we made real RAM samples, measured absorbing ability according to each, and compared the results. After comparison, electromagnetic(EM) wave absorbing ability was measured to be somewhat superior in free space method and overall uniform pattern was observed. Therefore, by applying measurement techniques by stage and by frequency we could develop RAM in a more efficient way.

위치기반서비스의 측위시스템 정확도 향상에 관한 연구

최창묵,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.10

위치기반서비스는 사용자에게 부가 가치를 제공하기 위해 이동통신망으로 위치를 정확하게 파악하고 각종 정보를 이용하여 이를 활용하는 통합 서비스를 가리키며 이러한 서비스의 핵심기술은 위치를 찾아내는 기술이다. 따라서 본 논문에서는 위치기반서비스에 이용되는 전파신호를 이용한 측위 기법에 대하여 소개하고 최신 스마트폰의 위치 측정 원리와 위치 측정 정확도를 분석하였다. 분석결과를 토대로 사용자의 안전을 향상시키기 위한 개선방향을 제시하였다. Location-Based Services can be defined as services that integrated a mobile network device's position with other information so as to provide added value to users. One of the most important elements in the LBS is the ability to locate objects. In this paper, the positioning techniques using radio signal were introduced, and the positioning principles and accuracies for LBS of smart phone were analyzed. As a result, the some techniques for improving user security were suggested.

A Study on Absorption Properties of the EM Wave Absorber Using TiO₂ in W-band

최창묵,고광섭 한국항해항만학회 2010 한국항해항만학회지 Vol.34 No.2

In this paper, the electromagnetic (EM) wave absorbers using TiO₂ as a dielectric material with chlorinated polyethylene (CPE) were investigated in W-band radio frequencies. We compared the relative permittivity with reflectionless curve and the absorption properties of samples containing 40 wt.%, 50 wt.%, 60 wt.%, 70 wt.%, and 80 wt.% TiO₂. It is possible to realize a complex relative permittivity satisfying the reflectionless condition by choosing composition ratio of TiO₂. The optimized composition ratio of TiO₂ for the maximum absorption property is about 70 wt.%. As a result, we have confirmed the realization of an EM wave absorber with a high absorption property in W-band radio frequencies.

잠수함의 비음향 스텔스 기법에 관한 연구

최창묵,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.6

잠수함이 가장 취약한 시기는 잠수함이 스노클이나 잠망경 운용을 위하여 잠망경 심도로 항해할 경우이며, 이때에는 비음향 탐지센서인 레이더와 광학, 사람에 의한 시각에 탐지될 확률이 매우 높다. 따라서 본 논문에서는 이러한 상황에서 탐지되는 취약성을 극복하고자 잠수함 마스트 및 잠망경 부분에 비음향 스텔스를 적용하고자 한다. 먼저 비음향 탐지센서에 대해서 조사하고, 그에 따른 스텔스 기법을 분야별 분석하여 최적화한 결과 다층형 구조로 선체표면부터 RAM layer, IR layer, Camouflage layer 구조로 각각 RAM layer는 자성재료인 페라이트계열로 3~5 mm, IR layer는 Ceramic 또는 Nickel 계열로 1~2 mm, Camouflage layer는 군청색 계열 페인팅을 제시하였다. The submarines reach their weakest point when they sail on the surface to operate snorkel and periscope. At this period, however, there lies a high possibility that the submarines are detected by non-acoustic sensors such as radars, IR signatures, and human observations. In this paper, the non-acoustic stealth was adopted on the mast and periscope of submarines so as to overcome their vulnerability of being easily detected in this given situation. First of all, the non-acoustic detection sensors were investigated and the stealth methods were analyzed. And multi-layered structures consisting of RAM layer, IR layer, and Camouflage layer were proposed on the surface of the submarine. As a results, multi-layered structure was suggested with 3~5 mm of a magnetic material such as ferrite for RAM layer, 1~2 mm of ceramic or nickel for IR layer, and sea-blue paint for Camouflage layer.