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무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치 및 그 방법

  • 기술번호 : KST2020015661
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치 및 그 방법을 개시한다. 즉, 본 발명은 단일 하드웨어에 PD 레이더 신호 처리 프로세서와 FMCW 레이더 신호 처리 프로세서를 모두 지원함으로써, 장거리에 위치한 표적과 단거리에 위치한 표적을 모두 탐지할 수 있다.
Int. CL G01S 7/35 (2006.01.01) G01S 7/285 (2006.01.01) G01S 13/536 (2006.01.01) G01S 13/522 (2006.01.01) G01S 7/288 (2006.01.01)
CPC G01S 7/352(2013.01) G01S 7/352(2013.01) G01S 7/352(2013.01) G01S 7/352(2013.01) G01S 7/352(2013.01) G01S 7/352(2013.01)
출원번호/일자 1020190032167 (2019.03.21)
출원인 한국항공대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0112153 (2020.10.05) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.03.21)
심사청구항수 37

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국항공대학교산학협력단 대한민국 경기도 고양시 덕양구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정윤호 경기도 파주시 책향기로 ***, **
2 이승혁 인천광역시 서구
3 정용철 서울특별시 노원구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인메이저 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로**길 **, *층(역삼동, 쓰리엠타워)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2019.03.21 수리 (Accepted) 1-1-2019-0289826-09
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2019.03.21 수리 (Accepted) 1-1-2019-0292615-43
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2020.02.13 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.02.26 수리 (Accepted) 4-1-2020-5043901-23
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2020.04.10 수리 (Accepted) 9-1-2020-0015439-17
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.08.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0573610-44
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.08.25 수리 (Accepted) 1-1-2020-0892981-69
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.08.25 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0892982-15
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번호 청구항
1 1
수신 신호에 대해 표본화 기능을 수행하여 표본화된 비트 주파수 신호를 출력하는 ADC부;상기 ADC부에 의해 출력되는 표본화된 비트 주파수 신호에 대한 전처리 기능을 수행하여 전처리된 출력값을 출력하는 전처리부;상기 전처리된 출력값을 근거로 주파수 영역에서 곱셈연산을 수행하여 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 FFT 프로세서;상기 FFT 프로세서에 의해 산출된 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보와 참조 룩업테이블에 저장된 송신 데이터를 주파수 영역에서 곱셈 연산을 수행한 후, 다시 시간 영역으로 되돌린 결과를 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 I-FFT 프로세서;상기 수신 신호와 송신 신호를 근거로 산출된 표적과의 거리에 따라 FMCW 레이더의 출력 결과인 상기 FFT 프로세서의 출력값 또는 PD 레이더의 출력 결과인 상기 I-FFT 프로세서의 출력값을 선택하여 제 1 출력값으로 출력하는 제 1 먹스;상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 2D 메모리부에 순차적으로 저장하는 메모리 컨트롤러;상기 2D 메모리부에 저장된 데이터 중에서 동일한 거리빈 인덱스를 가지는 데이터를 제 2 출력값으로 출력하는 제 2 먹스; 및상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값과 상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 산출하고, 클러터와 잡음으로부터 실제 표적인지 여부를 판별하여, 표적인 경우 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 후처리부를 포함하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
2 2
제 1 항에 있어서,상기 전처리부는,표적에 의해 반사된 상기 수신 신호의 DC 오프셋을 제거하기 위해서, 상기 표본화된 비트 주파수 신호를 임시 저장하는 버퍼;상기 버퍼에 임시 저장되는 데이터의 개수가 미리 설정된 개수가 될 때, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터에 대해서 평균을 산출하고, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터와 상기 산출된 평균 간의 차이값을 각각 산출하는 DC 제거부; 및FFT 기능을 수행함에 따라 발생하는 측엽 신호 크기를 줄이기 위해서, 미리 설정된 가중치와 상기 산출된 복수의 차이값 간의 곱셈 연산을 수행하여, 곱셈 연산의 결과값을 상기 전처리 기능 수행에 따른 상기 전처리된 출력값으로 출력하는 해밍 윈도부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
3 3
제 1 항에 있어서,상기 FFT 프로세서는,다음의 수학식에 의해 상기 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하며,상기 R1은 FMCW 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 B는 대역폭을 나타내고, 상기 T는 한 첩의 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
4 4
제 1 항에 있어서,상기 I-FFT 프로세서는,다음의 수학식에 의해 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산을 산출하는 과정을 포함하며,상기 y[n]은 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산(correlation)이고, 상기 x[n]은 수신 신호이고, 상기 h[n]은 선형 주파수 변조된 송신 펄스 신호를 나타내고, 상기 n은 인덱스를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
5 5
제 4 항에 있어서,상기 I-FFT 프로세서는,상기 산출된 상관 연산(y[n]) 중에서 피크값을 나타내는 인덱스에 상기 수신 신호에 대한 샘플링 시간을 곱하여 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간(△t)을 산출하고, 다음의 수학식에 의해 상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리를 산출하며,상기 R2는 PD 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 △t는 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
6 6
제 1 항에 있어서,상기 후처리부는,상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 고정된 표적 성분을 제거하여 상기 움직이는 표적의 성분을 산출하는 MTI 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
7 7
제 6 항에 있어서,상기 후처리부는,상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 움직이는 표적 성분을 제거하여 고정된 표적의 성분을 산출하는 I-MTI 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
8 8
제 7 항에 있어서,상기 MTI 프로세서와 상기 I-MTI 프로세서는,복잡도를 줄이기 위해서 재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 움직이는 표적의 성분 및 고정된 표적이 성분을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
9 9
제 7 항에 있어서,상기 후처리부는,상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 움직이는 표적의 속도를 산출하는 도플러 FFT 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
10 10
제 9 항에 있어서,상기 도플러 FFT 프로세서는,한 PRI(pulse repetition interval)의 거리 빈(range bin)의 데이터를 거리 빈과 펄스 수의 곱만큼 누적하고, 상기 누적된 거리 빈의 데이터를 FFT 연산을 수행하여 도플러 주파수를 산출하고, 다음의 수학식에 의해 상기 움직이는 표적의 속도를 산출하는 과정에 의해 산출되며,상기 f0는 중심 주파수를 나타내고, 상기 fd는 도플러 주파수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
11 11
제 9 항에 있어서,상기 후처리부는,상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 근거로 CFAR 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 출력값 중 일부에 대한 평균을 산출하여 적응형 문턱값을 산출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 산출된 적응형 문턱값을 비교하는 CFAR 및 첨두 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
12 12
제 11 항에 있어서,상기 CFAR 및 첨두 검출부는,상기 비교 결과, 상기 제 1 출력값이 상기 산출된 적응형 문턱값보다 클 때, 주파수 성분으로 판단하여, 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
13 13
제 11 항에 있어서,상기 CFAR 알고리즘은,CA CFAR 알고리즘, SO CFAR 알고리즘 및 GO CFAR 알고리즘 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
14 14
ADC부에 의해, 수신 신호에 대해 표본화 기능을 수행하여 표본화된 비트 주파수 신호를 출력하는 단계;전처리부에 의해, 상기 ADC부에 의해 출력되는 표본화된 비트 주파수 신호에 대한 전처리 기능을 수행하여 전처리된 출력값을 출력하는 단계;FFT 프로세서에 의해, 상기 전처리된 출력값을 근거로 주파수 영역에서 곱셈연산을 수행하여 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 단계;I-FFT 프로세서에 의해, 상기 FFT 프로세서에 의해 산출된 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보와 참조 룩업테이블에 저장된 송신 데이터를 주파수 영역에서 곱셈 연산을 수행한 후, 다시 시간 영역으로 되돌린 결과를 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계;제 1 먹스에 의해, 상기 수신 신호와 송신 신호를 근거로 산출된 표적과의 거리에 따라 FMCW 레이더의 출력 결과인 상기 FFT 프로세서의 출력값 또는 PD 레이더의 출력 결과인 상기 I-FFT 프로세서의 출력값을 선택하여 제 1 출력값으로 출력하는 단계;메모리 컨트롤러에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 2D 메모리부에 순차적으로 저장하는 단계;제 2 먹스에 의해, 상기 2D 메모리부에 저장된 데이터 중에서 동일한 거리빈 인덱스를 가지는 데이터를 제 2 출력값으로 출력하는 단계;후처리부에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값과 상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 산출하는 단계; 및상기 후처리부에 의해, 클러터와 잡음으로부터 실제 표적인지 여부를 판별하여, 표적인 경우 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 단계를 포함하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
15 15
제 14 항에 있어서,상기 표본화된 비트 주파수 신호에 대한 전처리 기능을 수행하여 전처리된 출력값을 출력하는 단계는,표적에 의해 반사된 상기 수신 신호의 DC 오프셋을 제거하기 위해서, 상기 표본화된 비트 주파수 신호를 버퍼에 임시 저장하는 과정;상기 버퍼에 임시 저장되는 데이터의 개수가 미리 설정된 개수가 될 때, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터에 대해서 평균을 산출하는 과정;상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터와 상기 산출된 평균 간의 차이값을 각각 산출하는 과정;상기 산출된 상기 미리 설정된 개수에 대응하는 복수의 차이값을 출력하는 과정; 및 FFT 기능을 수행함에 따라 발생하는 측엽 신호 크기를 줄이기 위해서, 미리 설정된 가중치와 상기 산출된 복수의 차이값 간의 곱셈 연산을 수행하여, 곱셈 연산의 결과값을 상기 전처리 기능 수행에 따른 상기 전처리된 출력값으로 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
16 16
제 14 항에 있어서,상기 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 단계는,다음의 수학식에 의해 산출되며,상기 R1은 FMCW 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 B는 대역폭을 나타내고, 상기 T는 한 첩의 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
17 17
제 14 항에 있어서,상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계,다음의 수학식에 의해 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산을 산출하는 과정을 포함하며,상기 y[n]은 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산(correlation)이고, 상기 x[n]은 수신 신호이고, 상기 h[n]은 선형 주파수 변조된 송신 펄스 신호를 나타내고, 상기 n은 인덱스를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
18 18
제 17 항에 있어서,상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계는,상기 산출된 상관 연산(y[n]) 중에서 피크값을 나타내는 인덱스에 상기 수신 신호에 대한 샘플링 시간을 곱하여 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간(△t)을 산출하는 과정; 및다음의 수학식에 의해 상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리를 산출하는 과정을 더 포함하며,상기 R2는 PD 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 △t는 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
19 19
제 14 항에 있어서,상기 움직이는 표적과의 거리는,상기 후처리부에 포함된 MTI 프로세서에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 고정된 표적 성분을 제거하여 상기 움직이는 표적의 성분을 산출하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
20 20
제 19 항에 있어서,상기 고정된 표적과의 거리는,상기 후처리부에 포함된 I-MTI 프로세서에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 움직이는 표적 성분을 제거하여 고정된 표적의 성분을 산출하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
21 21
제 20 항에 있어서,상기 MTI 프로세서와 상기 I-MTI 프로세서는,복잡도를 줄이기 위해서 재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 움직이는 표적의 성분 및 고정된 표적이 성분을 각각 산출하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
22 22
제 20 항에 있어서,상기 움직이는 표적의 속도는,상기 후처리부에 포함된 도플러 FFT 프로세서에 의해, 상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 움직이는 표적의 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
23 23
제 14 항에 있어서,상기 움직이는 표적의 속도는,상기 후처리부에 포함된 도플러 FFT 프로세서에 의해, 한 PRI의 거리 빈의 데이터를 거리 빈과 펄스 수의 곱만큼 누적하는 과정;상기 도플러 FFT 프로세서에 의해, 상기 누적된 거리 빈의 데이터를 FFT 연산을 수행하여 도플러 주파수를 산출하는 과정; 및상기 도플러 FFT 프로세서에 의해, 다음의 수학식에 의해 상기 움직이는 표적의 속도를 산출하는 과정에 의해 산출되며,상기 f0는 중심 주파수를 나타내고, 상기 fd는 도플러 주파수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
24 24
제 14 항에 있어서,상기 실제 표적인지 여부를 판별하는 단계는,상기 후처리부에 포함된 CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 근거로 CFAR 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 출력값 중 일부에 대한 평균을 산출하여 적응형 문턱값을 산출하는 과정;상기 CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 상기 제 1 출력값과 상기 산출된 적응형 문턱값을 비교하는 과정; 및상기 비교 결과, 상기 제 1 출력값이 상기 산출된 적응형 문턱값보다 클 때, 상기 CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 주파수 성분으로 판단하여, 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
25 25
제 14 항에 있어서,상기 CFAR 알고리즘은,CA CFAR 알고리즘, SO CFAR 알고리즘 및 GO CFAR 알고리즘 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
26 26
수신 신호에 대해 표본화 기능을 수행하여 표본화된 비트 주파수 신호를 출력하는 ADC부;상기 표본화된 비트 주파수 신호를 버퍼에 임시 저장하고, 상기 버퍼에 임시 저장되는 데이터의 개수가 미리 설정된 개수가 될 때, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터에 대해서 평균을 산출하고, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터와 상기 산출된 평균 간의 차이값을 각각 산출하고, 상기 산출된 상기 미리 설정된 개수에 대응하는 복수의 차이값을 출력하는 DC 제거부;미리 설정된 가중치와 상기 산출된 복수의 차이값 간의 곱셈 연산을 수행하여, 곱셈 연산의 결과값을 전처리 기능 수행에 따른 전처리된 출력값으로 출력하는 해밍 윈도부;상기 전처리된 출력값을 근거로 주파수 영역에서 곱셈연산을 수행하여 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 FFT 프로세서;상기 FFT에 의해 산출된 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보와 참조 룩업테이블에 저장된 송신 데이터를 주파수 영역에서 곱셈 연산을 수행한 후, 다시 시간 영역으로 되돌린 결과를 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 I-FFT 프로세서;상기 수신 신호와 송신 신호를 근거로 산출된 표적과의 거리에 따라 FMCW 레이더의 출력 결과인 상기 FFT 프로세서의 출력값 또는 PD 레이더의 출력 결과인 상기 I-FFT 프로세서의 출력값을 선택하여 제 1 출력값으로 출력하는 제 1 먹스;상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 순차적으로 저장하도록 2D 메모리부를 제어하는 메모리 컨트롤러;상기 2D 메모리부에 저장된 데이터 중에서 동일한 거리빈 인덱스를 가지는 데이터를 제 2 출력값으로 출력하는 제 2 먹스;재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 고정된 표적 성분을 제거하여 상기 움직이는 표적과의 거리를 산출하는 MTI 프로세서;재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 움직이는 표적 성분을 제거하여 고정된 표적과의 거리를 산출하는 I-MTI 프로세서;상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 움직이는 표적의 속도를 산출하는 도플러 FFT 프로세서; 및상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 근거로 CFAR 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 출력값 중 일부에 대한 평균을 산출하여 적응형 문턱값을 산출하고, 상기 제 1 출력값과 상기 산출된 적응형 문턱값을 비교하고, 상기 비교 결과, 상기 제 1 출력값이 상기 산출된 적응형 문턱값보다 클 때, 주파수 성분으로 판단하여, 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 CFAR 및 첨두 검출부를 포함하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
27 27
제 26 항에 있어서,상기 FFT 프로세서는,다음의 수학식에 의해 상기 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하며,상기 R1은 FMCW 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 B는 대역폭을 나타내고, 상기 T는 한 첩의 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
28 28
제 26 항에 있어서,상기 I-FFT 프로세서는,다음의 수학식에 의해 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산을 산출하는 과정을 포함하며,상기 y[n]은 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산(correlation)이고, 상기 x[n]은 수신 신호이고, 상기 h[n]은 선형 주파수 변조된 송신 펄스 신호를 나타내고, 상기 n은 인덱스를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
29 29
제 28 항에 있어서,상기 I-FFT 프로세서는,상기 산출된 상관 연산(y[n]) 중에서 피크값을 나타내는 인덱스에 상기 수신 신호에 대한 샘플링 시간을 곱하여 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간(△t)을 산출하고, 다음의 수학식에 의해 상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리를 산출하며,상기 R2는 PD 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 △t는 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
30 30
제 26 항에 있어서,상기 도플러 FFT 프로세서는,한 PRI의 거리 빈의 데이터를 거리 빈과 펄스 수의 곱만큼 누적하고, 상기 누적된 거리 빈의 데이터를 FFT 연산을 수행하여 도플러 주파수를 산출하고, 다음의 수학식에 의해 상기 움직이는 표적의 속도를 산출하는 과정에 의해 산출되며,상기 f0는 중심 주파수를 나타내고, 상기 fd는 도플러 주파수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
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제 26 항에 있어서,상기 CFAR 알고리즘은,CA CFAR 알고리즘, SO CFAR 알고리즘 및 GO CFAR 알고리즘 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 장치
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ADC부에 의해, 수신 신호에 대해 표본화 기능을 수행하여 표본화된 비트 주파수 신호를 출력하는 단계;DC 제거부에 의해, 상기 표본화된 비트 주파수 신호를 버퍼에 임시 저장하는 단계;상기 DC 제거부에 의해, 상기 버퍼에 임시 저장되는 데이터의 개수가 미리 설정된 개수가 될 때, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터에 대해서 평균을 산출하는 단계;상기 DC 제거부에 의해, 상기 미리 설정된 개수의 임시 저장된 데이터와 상기 산출된 평균 간의 차이값을 각각 산출하고, 상기 산출된 상기 미리 설정된 개수에 대응하는 복수의 차이값을 출력하는 단계;해밍 윈도부에 의해, 미리 설정된 가중치와 상기 산출된 복수의 차이값 간의 곱셈 연산을 수행하여, 곱셈 연산의 결과값을 전처리 기능 수행에 따른 전처리된 출력값으로 출력하는 단계;FFT 프로세서에 의해, 상기 전처리된 출력값을 근거로 주파수 영역에서 곱셈연산을 수행하여 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 단계;I-FFT 프로세서에 의해, 상기 FFT에 의해 산출된 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보와 참조 룩업테이블에 저장된 송신 데이터를 주파수 영역에서 곱셈 연산을 수행한 후, 다시 시간 영역으로 되돌린 결과를 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계;제 1 먹스에 의해, 상기 수신 신호와 송신 신호를 근거로 산출된 표적과의 거리에 따라 FMCW 레이더의 출력 결과인 상기 FFT 프로세서의 출력값 또는 PD 레이더의 출력 결과인 상기 I-FFT 프로세서의 출력값을 선택하여 제 1 출력값으로 출력하는 단계;메모리 컨트롤러에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 2D 메모리부에 순차적으로 저장하는 단계;제 2 먹스에 의해, 상기 2D 메모리부에 저장된 데이터 중에서 동일한 거리빈 인덱스를 가지는 데이터를 제 2 출력값으로 출력하는 단계;MTI 프로세서에 의해, 재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 고정된 표적 성분을 제거하여 상기 움직이는 표적과의 거리를 산출하는 단계;I-MTI 프로세서에 의해, 재귀 방식의 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값에서 움직이는 표적 성분을 제거하여 고정된 표적과의 거리를 산출하는 단계;도플러 FFT 프로세서에 의해, 상기 제 2 먹스로부터 출력되는 제 2 출력값을 근거로 움직이는 표적의 속도를 산출하는 단계;CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 상기 제 1 먹스로부터 출력되는 제 1 출력값을 근거로 CFAR 알고리즘을 적용하여 상기 제 1 출력값 중 일부에 대한 평균을 산출하여 적응형 문턱값을 산출하는 단계;상기 CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 상기 제 1 출력값과 상기 산출된 적응형 문턱값을 비교하는 단계; 및상기 비교 결과, 상기 제 1 출력값이 상기 산출된 적응형 문턱값보다 클 때, 상기 CFAR 및 첨두 검출부에 의해, 주파수 성분으로 판단하여, 상기 산출된 고정된 표적과의 거리, 움직이는 표적과의 거리 및 움직이는 표적의 속도를 출력하는 단계를 포함하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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제 32 항에 있어서,상기 FMCW 레이더에서 표적과의 거리 정보를 산출하는 단계는,다음의 수학식에 의해 산출되며,상기 R1은 FMCW 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 B는 대역폭을 나타내고, 상기 T는 한 첩의 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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제 32 항에 있어서,상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계,다음의 수학식에 의해 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산을 산출하는 과정을 포함하며,상기 y[n]은 송신 신호와 수신 신호 사이의 상관 연산(correlation)이고, 상기 x[n]은 수신 신호이고, 상기 h[n]은 선형 주파수 변조된 송신 펄스 신호를 나타내고, 상기 n은 인덱스를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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제 34 항에 있어서,상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리 정보로 출력하는 단계는,상기 산출된 상관 연산(y[n]) 중에서 피크값을 나타내는 인덱스에 상기 수신 신호에 대한 샘플링 시간을 곱하여 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간(△t)을 산출하는 과정; 및다음의 수학식에 의해 상기 PD 레이더에서의 표적과의 거리를 산출하는 과정을 더 포함하며,상기 R2는 PD 레이더에 의한 표적과의 거리를 나타내고, 상기 △t는 송신 신호와 수신 신호의 지연 시간을 나타내고, 상기 c는 신호의 전파 속도를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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제 32 항에 있어서,상기 움직이는 표적의 속도를 산출하는 단계는,한 PRI의 거리 빈의 데이터를 거리 빈과 펄스 수의 곱만큼 누적하는 과정;상기 도플러 FFT 프로세서에 의해, 상기 누적된 거리 빈의 데이터를 FFT 연산을 수행하여 도플러 주파수를 산출하는 과정; 및상기 도플러 FFT 프로세서에 의해, 다음의 수학식에 의해 상기 움직이는 표적의 속도를 산출하는 과정에 의해 산출되며,상기 f0는 중심 주파수를 나타내고, 상기 fd는 도플러 주파수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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제 32 항에 있어서,상기 CFAR 알고리즘은,CA CFAR 알고리즘, SO CFAR 알고리즘 및 GO CFAR 알고리즘 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인기 탐지를 위한 다중모드 레이더 신호 처리 방법
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