정밀 거리-속도 모사 기능을 갖는 레이더 반사 신호 모의장치

한일탁,김종만,김완규,이민준,Han, Il-Tak,Kim, Jong-Mann,Kim, Wan-Kyu,Lee, Min-Joon 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.6

Simulated target generators are used to evaluate the various radar performance. Using the radar parameters such as target range(time delay), doppler frequency, target RCS, simulated target generator can be developed. Especially moving targets are simulated by control time delay and update target signal intensive for target range. Base on this concepts, in this paper, simulated target generators are designed and developed for X-band Radar performance test. Developed equipment is evaluated its performance and then tested with X-band Radar. This paper presents these design, development, and test results of developed target generator.

1~6 GHz 대역 수풀 손실 특성 측정 및 모델링

한일탁,정명원,백정기,Han, Il-Tak,Jung, Myoung-Won,Back, Jung-Ki 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.1

현재 국제적으로 수풀 손실 예측 모델이나 측정 데이터가 매우 부족하다. 본 논문에서는 2005년과 2006년, 2년에 걸쳐 $1{\sim}6\;GHz$ 대역 국내 수풀 및 가로 환경에 많이 분포하는 소나무(pine tree), 히말라야시다(hymalaya cedar),플라타너스나무(plane tree), 메타나무(dawn-redwood tree)등의 수풀에 대한 수풀 손실 특성 측정 수행 결과로부터, ITU-R P.833에서 제시하고 있는 RET(radiative energy transfer) 모델 파라미터를 도출하였으며, 모델 보정을 시도하였다. 본 연구 결과는 2005년, 2006년 ITU-R SG WP 3J 회의에서 권고서에 반영되었다. Currently, there is a lack of suitable prediction model and measurement data for vegetation loss. So in this paper, vegetation loss measurement has been performed for seven different tree-species, including dawn-redwood tree, plane tree, pine tree and hymalaya cedar in the frequency range of $1.0{\sim}6.0\;GHz$, for the two years, from 2005 to 2006 years. And then, extraction and revision for the proposed RET model input parameters in ITU-R P.833 has been performed. The key results of measurement and RET modeling has been presented in this paper. The results of this study have been adapted for ITU-R recommendation at the ITU-R meeting in 2005 and 2006.

12.5 GHz 대역 위상 함수 특성 측정을 통한 RET 모델링

한일탁,배석희,정명원,백정기,Han, Il-Tak,Bae, Seok-Hee,Jung, Myoung-Won,Pack, Jung-Ki 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.3

현재 ITU-R에서 제시하고 있는 RET(Radiative Energy Transfer)모델을 이용하여 수풀에 의한 손실을 예측을 하기 위해서는 6개의 입력 파라미터가 필요하다. 이중에서 수풀의 산란 특성과 관련된 4개의 파라미터를 도출하는 방법으로는 측정된 거리에 따른 수풀 손실 곡선과 RET모델의 피팅을 통해 도출하는 방법과 수풀 손실 및 추가의 위상 함수(phase function)측정을 통해서 도출하는 방법이 있다. 첫 번째 방법을 통해 RET 모델 파라미터를 도출하는 경우 피팅이 상당히 어렵고, 측정 결과로 얻은 수풀 손실 곡선에 따라 유일한 피팅 결과가 도출되지 않는 경우가 있으며, 도출된 파라미터의 물리적 의미도 결여되어 있다. 따라서 본 논문에서는 위상 함수 측정 방법과 위상 함수 측정을 통해 보다 정확하고 물리적인 타당성을 갖는 RET모델 파라미터를 도출하는 방법, 그리고 이를 이용하여 도출된 RET 모델 파라미터를 제시하였다. 본 논문에서 제시한 RET 모델링 방법, 측정 결과, 측정 결과로부터 도출한 RET 모델 파라미터는 2006년 ITU-R 회의에 기고서로 제출하여 ITU-R 보고서, 개정 권고서로 채택되었다. The prediction for vegetation attenuation using the RET model recommended in the ITU-R requires six RET input parameters. Among these, 4 parameters are related to the scattering characteristics of vegetation. To extract these parameters, two methods can be used. One is to extract the parameters by curve fitting of the measured vegetation-attenuation curve with the RET prediction model, and the other is to use the additional phase function measurement data. In the former method, fitting is quite complex and it does not result in the unique results in some cases. In addition, the extracted parameters lack the physical meaning as well. Thus, in this paper, the measurement method of phase function, and the method of extracting the RET model parameters which lead to more accurate and physically more meaningful results are presented. The extracted RET model parameters are also presented. The RET modeling method, measurement data, and the extracted RET model parameters presented in this paper were submitted to the ITU-R meeting in 2006, and adapted for ITU-R report and recommendation P.833.

2.3 GHz 대역 산악 지형 전파 특성 분석 및 모델링

한일탁,최문영,김창구,배문관,최종찬,윤영기,백정기 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.2

군 전술이 운영되는 산악 지형에 WiBro 시스템을 도입하기 위해서는 산악 지형에 대한 전파 예측 모델이 필요하다. 기존의 전파 모델은 도심 지역에 대한 모델이 대부분이며, 도심 지역과는 전파 환경이 다른 산악 지형에 대한 전파 모델은 부족하다. 본 논문에서는 군 전술 환경의 주를 이루는 산악 지형을 전파의 기본 메커니즘을 바탕으로 개활지, 수풀 지역, 산마루 회절 지역으로 분류하였으며, 분류된 환경에 대하여 측정을 수행하였다. 측정 결과를 바탕으로 모델링을 수행하였으며, 모델링 결과로부터 산악 지형에 적합한 전파 모델을 제시하였다.

2.3 ㎓ 대역 산악 지형 전파 특성 분석 및 모델링

한일탁(Il-Tak Han),최문영(Moon-Young Choi),김창구(Chang-Gu Kim),배문관(Moon-Kwan Bae),최종찬(Jong-Chan Choi),윤영기(Young-Ki Yoon),백정기(Jung-Ki Pack) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.2

군 전술이 운영되는 산악 지형에 WiBro 시스템을 도입하기 위해서는 산악 지형에 대한 전파 예측 모델이 필요하다. 기존의 전파 모델은 도심 지역에 대한 모델이 대부분이며, 도심 지역과는 전파 환경이 다른 산악 지형에 대한 전파 모델은 부족하다. 본 논문에서는 군 전술 환경의 주를 이루는 산악 지형을 전파의 기본 메커니즘을 바탕으로 개활지, 수풀 지역, 산마루 회절 지역으로 분류하였으며, 분류된 환경에 대하여 측정을 수행하였다. 측정 결과를 바탕으로 모델링을 수행하였으며, 모델링 결과로부터 산악 지형에 적합한 전파 모델을 제시하였다. To implement a mobile radio system, wave-propagation models are necessary to determine propagation characteristics accurately. Currently, the empirical/theoretical prediction models for urban environments are fairly well-developed. But there is a lack of a suitable prediction model for mountain region. So in this paper, to develop the prediction model for mountain region, propagation environments are classified based on three basic mechanisms: reflection, diffraction, penetration(absorbtion and scattering), and measurements have been performed for the classified mountain regions including open area, forest and ridge. Using the measurement data, empirical modeling of propagation characteristics are performed, and then a prediction model for mountain region is proposed.

펄스 인식 및 지연 간격 검출을 통한 인터리브 방식의 디지털 시간 지연 모듈 개발

한일탁(Il-Tak Han) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.6

레이더의 설계에 있어 레이더 성능 평가는 중요한 단계 중 하나이다. 그러나 조우 표적을 가지고 성능 시험을 수행하는 데는 시간 및 비용과 같은 제약점이 따르기 때문에 가상의 표적을 모의할 수 있는 장치가 개발되어 레이더 성능 평가에 사용된다. 가상의 표적 모의 장치는 광 지연 선로 및 DRFM(Digital RF Memory)을 이용하여 구현되어 왔으나, 모의 거리 및 사용 용도의 차이로 인한 시험 시나리오 구현 등에 있어 제약점을 가지고 있다. 이에 본 논문에서는 임의의 레이더 송신 신호에 대하여 정밀 거리 모의가 가능하며, 시험 시나리오 구현이 용이한 레이더 반사 신호 모의 장치 개발을 목표로 구현된 디지털 시간 지연 모듈에 대하여 기술하였다. 개발된 디지털 시간 지연 모듈은 펄스 인식 및 지연 간격 검출 방법을 적용하여 왜곡이 없는 시간 지연을 모의하다. 자체 시험 결과를 통하여 성능 입증하였으며 그 결과에 대하여 기술한다. Radar performance test is one of the major steps for radar system design. However, it is restricted by time and cost when radar performance tests are performed with opportunity targets. So various simulated target generators are developed and used to evaluate radar performance. To simulate the target’s range, most of simulated target generators are developed with optical line or DRFM(Digital RF Memory) technique but there are many restrictions such as limit of range imitation and test scenario because of their original usage. In this paper, DDL(Digital Delay Line) module for development of simulated target generator is designed with precise range simulation and easily embodiment feature. And pulse recognition and delay gap detection technique are used to simulate the time delay without distortions. Developed DDL module performances are verified through their performance tests and test results are described in this paper.

다기능 레이더용 주파수합성기 개발

이희민,최재흥,한일탁,Yi, Hui-min,Choi, Jae-hung,Han, Il-tak 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.8

본 논문은 장거리 다기능레이더용 주파수합성기 개발에 관한 것으로 다기능레이더 체계의 기능 및 성능을 보장하기 위해 필요한 주파수합성기 성능지표를 도출하고 분석하였다. 다기능레이더는 위상배열 전자 스캔 방식을 적용한 레이더체계이고, 주파수합성기는 STALO를 포함하여 다기능레이더에 필요한 다양한 주파수신호를 합성하는 역할을 수행한다. 다기능레이더 요구사항 분석을 통해 최적의 주파수합성 방식을 선택하고, 회로크기를 포함한 성능 및 기능을 최적화하였다. 도출된 MFR용 주파수합성기 개발규격을 만족하기 위해 DDS-driven Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 주파수 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 제작된 다기능 레이더용 주파수합성기는 위상잡음 -131dBc/Hz@100kHz 이하, 주파수 고정시간 $4.1{\mu}s$ 이하의 성능을 측정하였다. In this paper, we developed and then analyzed the specifications of the frequency synthesizer which was applied to long range MFR (Multi-function Radar). These specifications were able to guarantee the functions and performance of MFR. MFR was the radar system that used phase array for electronically scanning. This frequency synthesizer made various frequency signals including to STALO (Stable Local Oscillator) for MFR. By analyzing the MFR requirements, we choose the optimal frequency synthesis method and then we got the best performance and functionality including to physical size for this system. We designed and fabricated DDS (Direct Digital Synthesizer)-driven Offset-PLL (Phase Locked Loop) synthesizer to meet the requirements which were low phase noise, fast switching time and low spurious. This synthesizer had less than -131dBc/Hz@100kHz phase noise and less than $4.1{\mu}s$ switching time, respectively.

능동위상배열 레이더 부배열 수신기 설계

이희민,김도훈,한일탁,Yi, Hui-min,Kim, Do-hoon,Han, Il-tak 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.5

최신의 레이더는 동시에 다양한 다수의 표적을 탐색하고, 추적하며, 외부 재밍신호를 회피할 수 있는 다기능레이더 형태로 발전하고 있다. 이러한 다기능레이더 요구사항을 만족시키기 위해서 레이더 안테나는 실시간 빔조향 뿐만 아니라 동시에 다중 빔을 형성하고, 특정 방향에 대해 수신빔 제거 등 디지털 빔 형성이 가능한 능동위상배열 안테나 형태로 구현된다. 본 논문에서는 디지털 빔 형성이 가능한 부배열 타입 배열안테나의 하드웨어 구현방안에 대해 기술하였다. 또한 배열수신빔 형성시 부엽 준위를 낮추기 위한 안테나 개구면 진폭 가중치 적용방법에 따른 부배열 수신기 설계 방법을 제시하고, 진폭 가중치 적용방법에 따른 G/T 성능을 비교하였다. 또한 설계된 부배열 마다 부배열 수신기 동적 영역에 대해 분석하고, 디지털 빔형성기의 정렬 및 보정에 더 유리한 하드웨어 구현 방안을 제시하였다. Modern Radars are evolving into MFRs which can search multiple targets simultaneously and then track them. Additionally they should be able to avoid some external jamming signals. Applying to these MFRs, Antennas should be able to perform DBF including to not only real-time beam steering but also multi-beam forming simultaneously. And they can cancel the beam at the specific direction. In this paper, we describe the implementation of sub-array type antenna hardware which can be applying DBF. Also we propose the modified amplitude aperture distribution for suppressing the side lobe level and explain the sub-array receiver design with amplitude tapering. It consists in making the amplitude weighting in 2 steps. In order to compare two weighting cases, we investigate the G/T performance for the array antenna. At the conclusion, we make a comparative study for the dynamic range of every sub-array receiver and present the hardware implementation that is more advantageous for sub-array alignment and calibration in DBF.

능동위상배열레이다용 레이다모듈 연구

양진모,최준호,권민상,김태완,한일탁,임재혁,심국보,박영규,이희민,권호상,오선진 한국전자파학회 2024 한국전자파학회논문지 Vol.34 No.1S

In this paper, we propose a radar module that can be applied to an X-band active phased-array radar. The radar module, with hardware scalability and software flexibility, is a basic block that can be freely configured according to system requirements. It generates radar waveforms using a digital-to-analog converter, frequency up-down conversion/amplification, baseband I/Q generation through an analog-to-digital converter or digital down converter, primary digital beamforming, and pre-signal processing functions. Because it has the same electrical performance and function, it has advantages such as reducing the development period, reducing the development budget, and improving maintenance and serviceability. This paper presents the radar module design and fabrication/test results applicable to X-band active phased-array radars. The hardware scalability and software flexibility of the proposed design were verified through a near-field test of a 3×3 array antenna. 본 논문에서는 X-대역 능동위상배열 레이다에 적용되는 레이다모듈을 제안한다. 하드웨어적 확장성과 소프트웨어적융통성을 갖는 레이다모듈은 레이다 요구성능에 따라 자유자재로 구성이 가능한 기본 블록이다. 레이다모듈은DAC(digital-to-analog converter)를 이용한 레이다 파형생성, 주파수 상하향변환/증폭 및 ADC(analog-to-digital converter)/ DDC(digital down converter)를 통한 I/Q생성과 1차 디지털 빔형성 및 전단 신호처리 기능들을 가진다. 또한, 레이다 모듈은 동일한 전기적 성능과 기능등을 갖기 때문에 개발 기간 단축, 예산 절감 및 공용화에 따른 이점을 가진다. 본 연구에서는 X-대역 능동위상배열 레이다에 적용할 수 있는 레이다 모듈의 개발결과와 시험결과들을 제시하였고 3×3 성능 검증배열안테나의 근접전계 시험결과를 통해 제안한 연구의 하드웨어적 확장성 및 소프트웨어적 융통성을 검증하였다.

펄스 체이싱 스캔 방식을 이용한 바이스태틱 MTI 레이더에서 시스템 불안정 요소들의 영향

양진모(Jin-Mo Yang),한일탁(Il-Tak Han),이용석(Yong-Suk Lee),이민준(Min-Joon Lee),김환우(Whan-Woo Kim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.3

본 논문에서는 펄스 체이싱 스캔 방식을 이용한 바이스태틱 MTI 레이더 시스템에서 시스템 불안정 요인들을 식별하고 MTI 개선 성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 펄스 체이싱 스캔 방법은 송신 펄스 단위로 제한된 영역을 탐지하는 스캔 방법이며, MTI 필터는 작은 수의 펄스를 이용하여 클러터와 같은 간섭으로부터 표적을 분리할 수 있는 신호 처리 방법이다. 이상적인 MTI 신호 처리 과정은 클러터 자체의 특성에 의해서 클러터 감쇄 및 시스템 개선 성능이 제한되나, 제안된 바이스태틱 레이더 구조에서 MTI 성능은 펄스 체이싱 스캔 동안 수신빔 조향 오차에 의해 영향을 받을 수 있다. 또한, 바이스태틱 수신기에서 시간 동기 오차, COHO의 위상 오차 및 주파수/위상 동기 오차로부터 야기된 다른 시스템 불안정 요소들을 정의하고, 시스템 성능 개선에 미치는 영향들을 분석하였다. In this paper, we have identified the system instability factors in a bistatic radar system using pulse chasing and considered their effects on the bistatic receiver's MTI(Moving Target Indication) improvement performance. The pulse chasing is a scan method that searchs a restricted area on the transmit pulse-to-pulse basis and the MTI filter is a signal processing that separates a target from some kinds of interferences such as clutter using small number of transmit pulses. Ideal MTI processing performance, e.g., clutter attenuation and improvement, has been limited by the property of the clutter itself, however, the MTI performance in a proposed bistatic receiver configuration could be affected by the receiving beam pointing error during pulse chasing scanning. Also, for the bistatic receiver, we have defined other system instability factors, which result from the time synchronization error, COHO's phase error, the frequency/phase synchronization error, and have analyzed their effects on the system performance improvement.