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KR100292684B1 - Phase comparison direction detect apparatus - Google Patents

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KR100292684B1
KR100292684B1 KR1019990017814A KR19990017814A KR100292684B1 KR 100292684 B1 KR100292684 B1 KR 100292684B1 KR 1019990017814 A KR1019990017814 A KR 1019990017814A KR 19990017814 A KR19990017814 A KR 19990017814A KR 100292684 B1 KR100292684 B1 KR 100292684B1
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최동환
국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 위상 비교 방탐 장치에 관한 것으로 특히, 탐지 각도를 줄이도록 다수개의 안테나를 등간격으로 원형 배열하고 진폭 비교 기법을 이용하여 소정 간격으로 동일한 위상의 발생으로 인한 방위 측정의 모호성을 해소하도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 등각원형 배열하여 공간상에서 입사되는 신호를 수신하는 다수개의 안테나(501∼508)와, 상기 다수개의 안테나(501∼508)중 인접한 안테나에서의 고주파 신호의 위상차를 양자화하는 위상 변별기의 출력에 대해 연산이 용이하도록 해당 섹터의 빔 교차점에 섹터와 주파수별 위상값을 '0'으로 조정하는 위상 중심 보상부(711)와, 다수 파장의 입사에 따른 측정 방위의 모호성을 해결하기 위하여 진폭 방위 신호를 출력하는 진폭 방위 연산부(712)와, 이 진폭 방위 연산부(712)에서의 진폭 방위, 상기 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값을 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 모호성이 발생한 구간을 지시하는 구간 판별부(713)와, 상기 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값 및 상기 구간 판별부(713)에서의 구간 판별 지시 신호를 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 위상 방위를 보상하는 위상 방위 보상부(714)로 구성한다.The present invention relates to a phase comparison detection apparatus, and in particular, to circularly arrange a plurality of antennas at equal intervals to reduce the detection angle, and to resolve the ambiguity of azimuth measurement due to the generation of the same phase at predetermined intervals using an amplitude comparison technique. There is a purpose. The present invention for this purpose is a phase that quantizes the phase difference between a plurality of antennas 501 to 508 for receiving an incident signal in a space in an isometric circle, and adjacent high frequency signals among the plurality of antennas 501 to 508. Phase center compensator 711 adjusts the phase value of each sector and frequency to '0' at the beam intersection point of the sector to facilitate the calculation of the output of the discriminator, and resolves the ambiguity of the measurement orientation due to the incident of multiple wavelengths. In order to input the amplitude orientation signal, the amplitude orientation calculator 712 outputs an amplitude orientation signal, the amplitude orientation in the amplitude orientation calculator 712, and the phase value in the phase center compensator 711. Section discriminating unit 713 for indicating the generated section, the phase value from the phase center compensator 711 and the section discriminating signal from the section discriminating unit 713 as input. It is composed of the phase bearing compensator 714 for compensating the phase orientation using a frequency.

Description

위상 비교 방탐 장치{PHASE COMPARISON DIRECTION DETECT APPARATUS}Phase Comparison Investigation Device {PHASE COMPARISON DIRECTION DETECT APPARATUS}

본 발명은 방향 탐지 기술에 관한 것으로 특히, 위상 비교 방탐 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a direction detection technique, and more particularly, to a phase comparison detection apparatus.

일반적으로 방향 탐지 장치에 사용하는 방법으로는 방탐 정확도는 낮지만 신호 포착률이 높은 순시(instantaneous) 방위 측정용 진폭 비교 방식과, 신호 포착률은 낮지만 방탐 정확도가 높은 정밀 방위 측정용 위상 비교 방식이 근간을 이룬다.In general, the method used in the direction detection apparatus is based on the amplitude comparison method for instantaneous azimuth measurement with low detection accuracy but high signal capture rate, and the phase comparison method for precision orientation measurement with low signal capture rate but high detection accuracy. To achieve.

진폭 비교 방식은 위상 비교 방식만을 사용하는 방탐 장치에 비해 경제성이 우수하고 간단한 구조이지만 정밀 방위가 요구되는 방탐시에는 멀티-베이스라인(Multi-Basline) 위상 비교 방식이 사용된다.Although the amplitude comparison method is more economical and simple structure than the observation device using only the phase comparison method, the multi-basin phase comparison method is used when the precision direction is required.

도1은 일반적인 싱글 베이스라인(Single Baseline) 위상 비교 방탐 장치의 블럭도로서, 전방향 안테나(110-3)로 수신된 주파수를 측정하여 동조 신호를 발생시키는 동조신호 발생부(120)와, 안테나(110-1)(110-2)로 수신된 각각의 고주파신호()()와 상기 동조신호 발생부(120)에서의 동조신호()와의 차에 해당하는 중간주파수()()를 각기 발생시키는 혼합기(130)(140)와, 상기 혼합기(130)(140)에서의 중간주파수()()의 위상차를 구하는 위상차 변별부(150)와, 이 위상차 변별부(150)에서의 위상차에 해당하는 방위 데이터를 출력하는 방위데이터 출력부(160)로 구성된다.1 is a block diagram of a typical single baseline phase comparison detection apparatus, and includes a tuning signal generator 120 for generating a tuning signal by measuring a frequency received by an omnidirectional antenna 110-3, and an antenna. Each high frequency signal received by (110-1) (110-2) ) ( ) And the tuning signal from the tuning signal generator 120 Middle frequency corresponding to ) ( Mixers 130 and 140 to generate the respective, and the intermediate frequency (1) in the mixer (130, 140) ) ( A phase difference discrimination unit 150 for obtaining a phase difference of the?) And an azimuth data output unit 160 for outputting azimuth data corresponding to the phase difference in the phase difference discrimination unit 150.

상기 방위데이터 출력부(160)는 룩업 테이블(Look-Up Table)로 구성된다.The orientation data output unit 160 includes a look-up table.

이와같은 일반적인 위상 비교 방탐 장치는 정밀 방위 측정을 목적으로 널리 이용되고 있으며, 이의 동작을 설명하면 다음과 같다.Such a general phase comparison observation device is widely used for the purpose of precision orientation measurement, and its operation is as follows.

2개의 안테나(110-1)(110-2)로부터 수신되는 고주파 신호()()는 각각의 혼합기(130)(140)의 RF 입력단자에 입력되고 동조신호 발생부(120)가 전방향 안테나(110-3)로 수신된 주파수를 측정하여 발생시킨 동조 신호()는 주파수 동조를 위해 상기 혼합기(130)(140)의 LO(Local Oscillator) 단자에 입력된다.High frequency signals received from two antennas 110-1 and 110-2 ) ( ) Is a tuning signal generated by measuring the frequency input to the RF input terminal of each mixer (130, 140) and the tuning signal generator 120 received by the omnidirectional antenna (110-3) ) Is input to the LO (Local Oscillator) terminal of the mixers 130 and 140 for frequency tuning.

이때, 혼합기(130)(140)가 수신 신호()()와 동조 신호()간의 주파수 차에 해당하는 중간주파수()()를 발생시키면 상기 각각의 중간주파수 신호()()는 제한 증폭되어 위상차 변별부(150)로 입력된다.At this time, the mixer (130, 140) is a received signal ( ) ( ) And sync signal ( Middle frequency corresponding to the frequency difference between ) ( To generate the respective intermediate frequency signals ( ) ( ) Is amplified by the limit and input to the phase difference discriminator 150.

이에 따라, 위상차 변별부(150)는 2개의 중간주파수 신호()()간에 존재하는 위상차에 따라 cos과 sin 함수로 표현되는 2개의 비디오 신호를 출력하게 되며 그 2개의 비디오 신호간의 비율에 따라 위상차가 결정된다.Accordingly, the phase difference discriminating unit 150 is composed of two intermediate frequency signals ( ) ( The two video signals expressed by the cos and sin functions are output according to the phase difference between the two signals, and the phase difference is determined by the ratio between the two video signals.

따라서, 방위 데이터 출력부(160)가 위상차 변별부(150)에서의 위상차 정보를 입력으로 주파수 정보(파장 정보)와 함께 처리함으로써 방위 데이터를 출력하게 된다.Therefore, the azimuth data output unit 160 processes the phase difference information in the phase difference discriminator 150 together with the frequency information (wavelength information) to output the azimuth data.

상기 방위 데이터 출력부(160)는 위상차 정보에 해당하는 방위 데이터를 룩업 테이블로부터 읽어 출력하게 된다.The orientation data output unit 160 reads the orientation data corresponding to the phase difference information from the lookup table and outputs the orientation data.

한편, 상기와 같은 과정을 수식으로 설명하면 다음과 같다.On the other hand, when the above process is described by the formula as follows.

먼저, 공간상으로부터 2개의 안테나(110-1)(110-2)로 수신되는 신호의 경로차를 'L', 입사각을 ''라고 가정하면 상기 경로차(L)는 아래 식(1)과 같이 표현되며First, the path difference of the signal received by the two antennas 110-1 and 110-2 from the space is' L ', and the incident angle is' Assuming that the path difference L is expressed as in Equation 1 below.

두 신호()()간의 위상차 즉, 전기적 길이의 차이()는 아래의 식(2)와 같이 표현된다.Two signals ( ) ( ), That is, the difference in electrical length ) Is expressed as in Equation (2) below.

----------- 식(1) ----------- Formula (1)

----------- 식(2) ----------- Formula (2)

이때, 2개의 안테나(110-1)(110-2)에 유기되는 신호()()는 안테나의 이득 등에 의한 신호 세기 성분과 위상차 성분을 고려하면 아래의 식(3)(4)과 같이 표현할 수 있다.At this time, the signals induced in the two antennas (110-1) (110-2) ( ) ( In consideration of the signal strength component and the phase difference component due to the gain of the antenna can be expressed as Equation (3) (4) below.

------ 식(3) ------ Formula (3)

------ 식(4) ------ Formula (4)

따라서, 위상차 변별부(150)에서 측정되는 위상차는 결국값이 되므로 주파수 정보로부터 구해지는 파장()과 안테나(110-1)(110-2)간의 거리차(D)를 적용하면 원하는 방위각()를 구할 수 있다.Therefore, the phase difference measured by the phase difference discriminator 150 eventually Value, the wavelength obtained from the frequency information ( ) And the distance difference D between the antennas 110-1 and 110-2, the desired azimuth angle ( ) Can be obtained.

그런데, Sungle Baseline 위상 비교 방탐 방식은 거리차(D)를 크게 함에 의해 탐지 각도가인 경우마다 동일한 위상값이 발생하여 모호성을 유발하지만However, in the Sungle Baseline phase comparison detection method, the detection angle is increased by increasing the distance difference (D). If The same phase occurs every time, causing ambiguity

방위 변화에 대한 위상 변호가 커지므로 방탐 정확도는 향상된다.The phase accuracy for azimuth changes is increased, thus improving the accuracy of detection.

이러한 모호성을 해결하기 위하여 탐지 각도와 설계 대역의 주파수에 따라 다양한 길이차를 갖는 안테나를 여러개 구비하는데, 이를 Multi-Baseline 위상 비교 방식이라고 한다.In order to solve this ambiguity, several antennas having various length differences depending on the detection angle and the frequency of the design band are provided. This is called a multi-baseline phase comparison method.

도2 는 일반적인 Multi Baseline 위상 비교 방탐 장치를 보인 블럭도이다.2 is a block diagram showing a general multi-baseline phase comparison observation apparatus.

기준 안테나(201)의 중심과 각기 이격 거리(,,)를 갖도록 안테나(202∼204)를 구비하고 상기 안테나(201)와 상기 안테나(202∼204)간의 위상차를 양자화하기 위해 3개의 4비트 위상 변별기(205∼207)를 구비한다.Center and distance of the reference antenna 201 , , Antennas 202 to 204, and three 4-bit phase discriminators 205-207 to quantize the phase difference between the antennas 201 and 202-204.

상기 4비트 위상 변별기(205)는 안테나(201)(202)에서의 고주파 신호()()간의 위상차를 양자화하여 방위 데이터()를 출력하고 상기 4비트 위상 변별기(206)는 안테나(201)(203)에서의 고주파 신호()()간의 위상차를 양자화하여 방위 데이터()를 출력하며 상기 4비트 위상 변별기(207)는 안테나(201)(204)에서의 고주파 신호()()간의 위상차를 양자화하여 방위 데이터()를 출력하도록 구성한다.The 4-bit phase discriminator 205 is a high frequency signal from the antennas 201 and 202. ) ( To quantize the phase difference between ) And the 4-bit phase discriminator 206 is a high frequency signal from the antenna 201 (203). ) ( To quantize the phase difference between The 4-bit phase discriminator 207 outputs a high frequency signal at the antenna 201,204. ) ( To quantize the phase difference between ) To print.

이러한 도2 의 구성은 탐지 각도를 갖는 Multi-Baseline 위상 비교 방탐을 설명하기 위한 것이다.2 is a detection angle This is to explain the multi-baseline phase comparison detection method.

상기에서 기준 안테나(201)의 중심과 안테나(202∼204)의 중심간의 이격 거리(,,)는 운용 주파수 대역과 구성 방식에 따라 다르게 설정한다.The separation distance between the center of the reference antenna 201 and the center of the antenna (202 to 204) , , ) Is set differently according to operating frequency band and configuration method.

일반적으로 멀티-베이스라인 위상 비교 방식은 Harmonic(binary relationship)과 Nonharmonic 구성 방식으로 구분되어 사용된다.In general, the multi-baseline phase comparison method is classified into a harmonic (binary relationship) and a nonharmonic configuration.

도3 (a)는 Harmonic 방식을 적용하여 도2 의 장치를 구성한 경우 위상 변별기(205∼207)의 출력 파형을 보인 예시도이다.Fig. 3A is an exemplary view showing the output waveforms of the phase discriminators 205 to 207 when the apparatus of Fig. 2 is constructed by applying the Harmonic method.

이는 안테나(201)(202)간의 최소 이격 거리()는 운용 주파수 대역의 최대 주파수에서 탐지 각도내에 모호성이 없는 거리()를 기본 거리로 하고 안테나(201)(203)간의 이격 거리()는의 2배, 안테나(201)(204)간의 이격 거리()는의 2배로 증가시켜 방탐 정확도를 높이는 방식이다.This is the minimum separation distance between antennas 201 and 202 ) Is the distance (unambiguous) within the detection angle at the maximum frequency of the operating frequency band. ) As a basic distance and the separation distance between the antennas 201 and 203 ( ) Twice the separation distance between antennas 201 and 204 ) This is a method of increasing the accuracy of detection by doubling the value of.

따라서, 이격 거리()의 경우 탐지 각도내에 4개의 모호성이 발생하고 4배만큼 정확한 방위를 탐지한다.Therefore, the separation distance ( ), Four ambiguities occur within the detection angle and four times the correct orientation is detected.

도3 (b)는 Nonharmonic 방식을 적용하여 도2 의 장치를 구성한 경우 위상 변별기(205∼207)의 출력 파형을 보인 예시도이다.FIG. 3 (b) is an exemplary view showing the output waveforms of the phase discriminators 205 to 207 when the apparatus of FIG. 2 is constructed by applying the Nonharmonic method.

이는 안테나(201)(202)간의 이역 거리()는 기본 거리()의 2배(), 안테나(201)(203)간의 이격 거리()는 기본 거리의 3배(), 안테나(201)(204)간의 이격 거리() 기본 거리의 5배()로서 소수(prime number) 단위로 거리를 이격시켜 방탐 정확도를 높이는 방식이다.This is the reverse distance between antennas 201 and 202 ) Is the default distance ( 2 times ), And the separation distance between antennas 201 and 203 ) Is three times the base distance ( ), The separation distance between antennas 201 and 204 ( 5 times the basic distance ) To increase the accuracy of the exploration by separating the distance in units of prime numbers.

따라서, 이격 거리()의 경우 5개의 모호성이 발생하고 기본 거리()의 5배의 정확도로 방위를 탐지한다.Therefore, the separation distance ( ), Five ambiguities occur and the default distance ( Detect bearing with 5 times accuracy

한편, 운용 주파수 대역을 2.0∼6.0GHz, 탐지 각도를라고 가정하여 Harmonic 방식과 Nonharmonic 방식에 대한 이격 거리, 해상도 및 위상 변이를 비교하면 도4 의 표와 같다.Meanwhile, the operating frequency band is 2.0 to 6.0 GHz, and the detection angle is Assuming that is a comparison between the separation distance, resolution and phase shift for the Harmonic and Nonharmonic method is shown in the table of FIG.

즉, 도4 의 표에 도시된 바와 같이, 동일 수량의 안테나를 사용하는 경우 Harmonic 방식보다는 Nonharmonic 방식이 방탐 정확도를 더 높일 수 있고 운용 주파수 대역폭도 넓게 사용할 수 있다.That is, as shown in the table of FIG. 4, when the same number of antennas are used, the nonharmonic method can improve the detection accuracy more than the harmonic method and can also use the operating frequency bandwidth widely.

따라서, 현재의 경향은 보다 넓은 운용 대역폭을 제공하고 고대역 주파수에서 안테나 중심간 이격 거리 확보가 상대적으로 용이한 점등으로 인해 Nonharmonic 방식을 선호하고 있다.Therefore, the current trend is to favor the Nonharmonic method because it provides a wider operating bandwidth and the lighting is relatively easy to secure the separation distance between antenna centers at high band frequencies.

도3 과 같은 방식으로 모호성 해결시 Harmonic 방식은 탐지 각도만으로 간단하게 해결할 수 있으며, Nonharmonic 방식의 경우는 이격 거리에 대한 진리표 또는 룩업 테이블과 로직으로 해결함으로 좀 더 복잡하다.When the ambiguity is solved in the same manner as in FIG. 3, the Harmonic method can be solved simply by the detection angle. In the case of the Nonharmonic method, it is more complicated by solving with the truth table or lookup table and logic about the separation distance.

그러나, 종래의 기술은 안테나를 추가하여 안테나 중심간 이격 거리를 늘림으로써 방탐 정확도를 향상시키는 경우 장치의 크기, 무게, 비용 및 운용 주파수 대역등을 고려하여야 하며 만일, 모호성 해결에 실패(gross 오차의 발생)하는 경우 오차의 크기가 매우 크게 되어 방탐 정확도를 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.However, the conventional technique should consider the size, weight, cost, and operating frequency band of the device when improving the detection accuracy by increasing the separation distance between the antenna centers by adding an antenna, and failing to resolve the ambiguity. Generation), the magnitude of the error is very large, there is a problem that the accuracy of the detection is unreliable.

따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 탐지 각도를 줄이도록 다수개의 안테나를 등간격으로 원형 배열하고 진폭 비교 기법을 이용하여 소정 간격으로 동일한 위상의 발생으로 인한 방위 측정의 모호성을 해소하도록 창안한 위상 비교 방탐 장치를 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the ambiguity of the orientation measurement due to the occurrence of the same phase at a predetermined interval by circular arrangement of a plurality of antennas at equal intervals to reduce the detection angle in order to improve the conventional problem. It is an object of the present invention to provide a phase comparison observation apparatus.

도 1은 일반적인 Single Baseband 위상 비교 방탐 장치를 보인 블럭도.1 is a block diagram showing a conventional single baseband phase comparison detection device.

도 2는 일반적인 Multi Baseband 위상 비교 방탐 장치를 보인 블럭도.Figure 2 is a block diagram showing a conventional multi-baseband phase comparison detection device.

도 3은 도 2에서 구성 방식에 따른 위상 변별기의 출력 파형을 보인 예시도.3 is an exemplary view showing an output waveform of a phase discriminator according to the configuration in FIG.

도 4는 도 2에서 구성 방식에 따른 비교 결과를 보인 표.4 is a table showing a comparison result according to the configuration method in FIG.

도 5는 본 발명의 실시예를 위하여 안테나의 등각 배열한 구조도.5 is a schematic structural arrangement of antennas for an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위상 변별기의 출력 파형을 보인 예시도.6 is an exemplary view showing an output waveform of a phase discriminator according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예를 보인 장치의 블럭도.7 is a block diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

501∼508 : 방탐용 안테나 711 : 위상 중심 보상부501 to 508: probe antenna 711: phase center compensator

712 : 진폭 방위 연산부 713 : 구간 판별부712: amplitude direction calculation unit 713: interval discrimination unit

714 : 위상 방위 보상부714: phase orientation compensation unit

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 다수개의 방탐용 안테나중 인접한 안테나에서의 고주파 신호의 위상차를 양자화하는 다수개의 위상 변별기와, 이 다수개의 위상 변별기중 탐지 각도내 위상 변별기의 출력에 대해 연산이 용이하도록 해당 섹터의 빔 교차점에 섹터와 주파수별 위상값을 '0'으로 조정하는 위상 중심 보상부와, 다수 파장의 입사에 따른 측정 방위의 모호성을 해결하기 위하여 진폭 방위 신호를 출력하는 진폭 방위 연산부와, 이 진폭 방위 연산부에서의 진폭 방위 및 상기 위상 중심 보상부에서의 위상값을 입력으로 섹터와 운용 주파수를 이용하여 모호성이 발생한 구간을 지시하는 구간 판별부와, 상기 위상 중심 보상부에서의 위상값 및 상기 구간 판별부에서의 구간 판별 지시 신호를 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 위상 방위를 보상하는 위상 방위 보상부로 구성함을 특징으로 한다.The present invention calculates a plurality of phase discriminators for quantizing the phase difference of a high frequency signal in an adjacent antenna among a plurality of probe antennas, and the output of the phase discriminator within the detection angle of the plurality of phase discriminators. A phase center compensator for adjusting sector and frequency phase values to '0' at the beam intersection point of the sector so as to facilitate this, and an amplitude orientation signal outputting an amplitude orientation signal to solve the ambiguity of the measurement orientation due to the incident of multiple wavelengths. A section discriminating section for indicating a section in which ambiguity has occurred by using a sector and an operating frequency as inputs of an arithmetic section, an amplitude orientation in the amplitude orientation calculating section and a phase value in the phase center compensating section, and Phase by using a sector and a frequency as a phase value and a section discrimination indication signal in the section discriminating unit Characterized in that it comprises a phase orientation compensation unit for compensating the orientation.

상기 다수개의 방탐용 안테나는 4∼8개로서, RF/Microwave 대역에서전방위를 측정할 수 있도록,또는의 등간격으로 이격시켜 등각원형 배열 구조가 되도록 설치함을 특징으로 한다.The plurality of probe antennas 4 to 8, in the RF / Microwave band So that you can measure all directions , or Spaced at equal intervals of the is characterized in that the installation so as to have a conformal circular array structure.

상기에서 방탐용 안테나 중심간 이격 거리는 운용 주파수 대역의 최고 주파수에서 안테나의 크기와 진폭 비교 방탐의 정확도를 고려하여 2개 이상의 파장만큼 이격되도록 설치한다.The distance between the center of the probe antenna is installed so as to be spaced apart by two or more wavelengths in consideration of the accuracy of the size and amplitude comparison of the antenna at the highest frequency of the operating frequency band.

이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도4 는 본 발명의 실시예를 위하여 안테나를 등각 배열한 구조도이고, 도5 는 본 발명의 실시예를 보인 장치의 블록도이다.4 is a structural diagram in which antennas are conformally arranged for an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of a device showing an embodiment of the present invention.

즉, 본 발명의 실시예를 위한 Single Baseline 위상 비교 방탐 장치는 원형으로 등각 배열하여 공간상에서 입사되는 신호를 수신하는 다수개의 안테나(501∼508)와, 상기 다수개의 안테나(501∼508)중 인접한 안테나에서의 고주파 신호의 위상차를 양자화하는 위상 변별기의 출력에 대해 연산이 용이하도록 해당 섹터의 빔 교차점에 섹터와 주파수별 위상값을 '0'으로 조정하는 위상 중심 보상부(711)와, 다수 파장의 입사에 따른 측정 방위의 모호성을 해결하기 위하여 진폭 방위 신호를 출력하는 진폭 방위 연산부(712)와, 이 진폭 방위 연산부(712)에서의 진폭 방위, 상기 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값을 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 모호성이 발생한 구간을 지시하는 구간 판별부(713)와, 상기 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값 및 상기 구간 판별부(713)에서의 구간 판별 지시 신호를 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 위상 방위를 보상하는 위상 방위 보상부(714)로 구성한다.That is, the single baseline phase comparison observation device according to the embodiment of the present invention has a plurality of antennas 501 to 508 that receive an incident signal in space by conformal arrangement in a circle, and adjacent ones of the plurality of antennas 501 to 508. A phase center compensator 711 for adjusting sector and frequency phase values to '0' at beam intersections of the sectors so as to easily calculate the output of the phase discriminator for quantizing the phase difference of the high frequency signal in the antenna; An amplitude orientation calculation unit 712 for outputting an amplitude orientation signal in order to solve the ambiguity of the measurement orientation according to the incident of the wavelength, the amplitude orientation in the amplitude orientation calculation unit 712, and the phase in the phase center compensator 711. A section discriminating unit 713 which indicates a section in which ambiguity has occurred using a sector and a frequency as input, a phase value of the phase center compensating unit 711 and the section discriminating unit 713 A phase discrimination compensation signal 714 is configured as a phase orientation compensator 714 for compensating for phase orientation by using a sector and a frequency as an input signal.

이와같이 구성한 본 발명의 실시예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 다수개의 위상 변별기는 다수개의 안테나(501∼508)중 인접한 안테나에서의 고주파 신호의 위상차를 양자화한다.First, the plurality of phase discriminators quantizes a phase difference of a high frequency signal in an adjacent antenna among the plurality of antennas 501 to 508.

이때, 위상 중심 보상부(711)는 다수개의 안테나(501∼508)중 인접한 2개의 안테나의 운용 주파수 대역의 최대 주파수에서 탐지 각도내의 위상 변별기의 출력에 대해 연산이 용이하도록 해당 섹터의 빔 교차점에 섹터와 운용 주파수별 위상값을 '0'으로 조정한다.At this time, the phase center compensator 711 makes it easier to calculate the output of the phase discriminator within the detection angle at the maximum frequency of the operating frequency bands of two adjacent antennas among the plurality of antennas 501 to 508. Adjust the phase value by sector and operating frequency to '0'.

그리고, 진폭 방위 연산부(712)는 다수의 파장이 입사되는 경우 소정 거리마다 동일한 위상값의 발생으로 인한 모호성 해결을 위하여 진폭 방위를 연산한다.In addition, when a plurality of wavelengths are incident, the amplitude orientation calculating unit 712 calculates the amplitude orientation to solve the ambiguity caused by the generation of the same phase value every predetermined distance.

이때, 구간 판별부(713)는 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값과 진폭 방위 연산부(712)에서의 진폭 방위를 입력으로 섹터와 운용 주파수를 참조하여 모호성이 발생한 구간을 판별하고 그 구간을 위상 방위 보상부(714)에 전송한다.At this time, the section discriminating unit 713 determines the section in which ambiguity has occurred by referring to the sector and the operating frequency by inputting the phase value in the phase center compensator 711 and the amplitude orientation in the amplitude direction calculating unit 712. Is transmitted to the phase orientation compensator 714.

이에 따라, 위상 방위 보상부(714)는 위상 중심 보상부(711)에서의 위상값과 구간 판별부(713)에서의 구간 판별 지시자를 입력으로 섹터와 운용 주파수를 참조하여 위상을 보상하고 그 보상된 위상 방위 데이터를 출력함으로써 정밀 방위 측정이 가능하게 된다.Accordingly, the phase orientation compensator 714 compensates the phase by referring to the sector and the operating frequency by inputting the phase value in the phase center compensator 711 and the interval discrimination indicator in the section discriminator 713, and compensating for the phase. By outputting the phase orientation data, the precision orientation measurement can be performed.

한편, 본 발명에서는전방위를 측정할 수 있도록 4∼8개의 방탐용 안테나를,또는의 등간격으로 이격시켜 등각원형 배열 구조가 되도록 구성한다.On the other hand, in the present invention 4 to 8 probe antennas for omnidirectional measurements , or Spaced at equal intervals to form a conformal circular array structure.

상기에서 안테나 중심간 이격 거리는 운용 주파수 대역의 최고 주파수에서 안테나의 크기와 진폭 비교 방탐의 정확도를 고려하여 2개 이상의 파장만큼을 이격하여 설치한다.The separation distance between the centers of the antennas is spaced apart by two or more wavelengths in consideration of the accuracy of the size comparison and amplitude detection of the antenna at the highest frequency of the operating frequency band.

그리고, 안테나의 섹터는 플랫폼 설치 용이성과 환경적인 적응성을 고려하여 2개 또는 4개로 분리 설치할 수 있는데, 이와같이 분리된 상대적인 위상차를 정확히 측정하기 위해 분리된 수만큼의 공유 안테나를 추가적으로 필요로 한다.In addition, two or four sectors of the antenna may be separately installed in consideration of platform installation ease and environmental adaptability. In order to accurately measure the separated relative phase difference, an additional number of shared antennas is needed.

예를 들어, 상기 8개의 방탐용 안테나(501∼508)는 Single Baseline 위상 비교 방탐 기법을 사용하기 위해 도5 에 도시한 바와 같이,등간격으로 원형 배열한 구조이다.For example, the eight probe antennas 501 to 508 are shown in FIG. 5 to use a single baseline phase comparison probe technique. It is a structure arranged circularly at equal intervals.

즉, 8개의 방탐용 안테나(501∼508)는 인접한 안테나의 중심간 각도를로 하여전방위를 탐지하기 위해 8개 섹터로 구성하고 운용 주파수 대역의 최대 주파수(6GHz)에서 3개의 파장을 입사할 수 있도록 중심간 간격을 이격시켜 배열한 것이다.That is, the eight probe antennas 501 to 508 measure the angle between the centers of adjacent antennas. By It consists of eight sectors for omnidirectional detection and is arranged at intervals between centers so that three wavelengths can be incident at the maximum frequency (6 GHz) of the operating frequency band.

따라서, 섹터당 탐지 각도를로 설정함으로써 3.5 파장이 입사되고의 방탐 처리가 가능하게 된다.Therefore, the detection angle per sector 3.5 wavelength is incident by The anti-explosion process of this becomes possible.

이때, 섹터당 탐지 각도가로 설정된 2개의 안테나(601)(602)에 대해 운용 주파수 대역의 최대 주파수에서 탐지 각도내의 8비트 위상 변별기의 출력 파형은 도6 과 같다.At this time, the detection angle per sector The output waveforms of the 8-bit phase discriminator within the detection angle at the maximum frequency of the operating frequency band for the two antennas 601 and 602 set as are shown in FIG.

이 경우 모호성은 주파수에 따라 2∼4개가 발생될 수 있으며 진폭 방위에 의해 해결할 수 있다.In this case, two to four ambiguities can be generated depending on the frequency and can be solved by the amplitude orientation.

만일, 3.5 파장이 입사되는 최대 주파수일 때 오차가이내인 경우라면 모호성 해결 실패에 의한 gross 오차는 발생하지 않는다.If the 3.5 wavelength is the maximum frequency incident If not, the gross error due to the ambiguity failure does not occur.

따라서, 3옥타브(octave) 대역인 경우 가장 낮은 주파수 대역(2GHz)에서탐지각에 1.17파장이 입사되므로 일반적인 위상 비교 방탐 방식(Harmonic/Nonharmonic Phase Interferometer)을 활용한 것에 비해 구조가 간단하고 경제성이 높다.Therefore, in the 3 octave band, the lowest frequency band (2 GHz) Since the 1.17 wavelength is incident on the detection angle, the structure is simpler and more economical than using the conventional Harmonic / Nonharmonic Phase Interferometer.

또한, 방탐 정확도에서도 3.5 파장이 입사되므로 안테나와 수신기에서의 위상 편이 오차가일지라도이내(위상 변이/ 방위)의 방탐 정확도 성취가 가능하다.In addition, 3.5 wavelengths are incident even at the accuracy of detection, so that the phase shift error between the antenna and the receiver even though Within (phase variation / Bearing ) Can achieve accuracy of detection.

또한, 본 발명은 안테나 중심간 각도보다 탐지 각도의 범위를 넓힘으로써 기계적인 또는 전자적인 빔의 중심 이동에 따른 진폭 방위가 인접한 위상 방위 섹터로 지시되는 경우도 처리할 수 있다.In addition, the present invention can deal with the case where the amplitude orientation according to the center movement of the mechanical or electronic beam is directed to the adjacent phase orientation sector by widening the range of the detection angle rather than the angle between the antenna centers.

상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 다수개의 방탐용 안테나를 등각원형 배열시키고 안테나 중심간 이격 거리를 운용 주파수 대역의 최고 주파수에서 2개 이상의 파장만큼 이격시킴으로써전방위에 대해 입사 신호의 도래 방위을 정확히 탐지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention arranges a plurality of probe antennas in an isometric shape, and spaces the separation distance between the antenna centers by two or more wavelengths at the highest frequency of the operating frequency band. There is an effect that can accurately detect the direction of arrival of the incident signal for all directions.

Claims (3)

등간격으로 이격하여 등각 원형 배열 구조를 형성한 다수개의 방탐용 안테나와, 이 다수개의 안테나에서 인접한 안테나간의 위상차를 구하는 다수개의 8비트 위상 변별기와, 운용 주파수와 섹터에 따라 인접한 2개의 안테나의 운용 주파수 대역의 최대 주파수에서 탐지 각도내의 상기 위상 변별기의 출력을 연산이 용이하도록 해당 섹터의 빔 교차점에 섹터와 주파수별 위상값을 '0'으로 조정하는 위상 중심 보상부와, 다수 파장의 입사에 따른 측정 방위의 모호성을 해결하기 위하여 진폭 방위 신호를 출력하는 진폭 방위 연산부와, 이 진폭 방위 연산부에서의 진폭 방위 및 상기 위상 중심 보상부에서의 위상값을 입력으로 섹터와 운용 주파수를 이용하여 모호성이 발생한 구간을 지시하는 구간 판별부와, 상기 위상 중심 보상부에서의 위상값 및 상기 구간 판별부에서의 구간 판별 지시 신호를 입력으로 섹터와 주파수를 이용하여 위상 방위를 보상하는 위상 방위 보상부로 구성하여 RF/Microwave 대역의전방위에 대해 입사 신호의 방위를 측정하도록 함을 특징으로 하는 위상 비교 방탐 장치.Operation of a plurality of probe antennas having an equiangular circular array structure spaced at equal intervals, a plurality of 8-bit phase discriminators for obtaining a phase difference between adjacent antennas from the plurality of antennas, and operation of two adjacent antennas according to operating frequencies and sectors A phase center compensator for adjusting the sector and frequency phase values to '0' at the beam intersection of the sector so as to easily calculate the output of the phase discriminator within the detection angle at the maximum frequency of the frequency band; In order to solve the ambiguity of the measured orientation, an amplitude orientation calculator outputs an amplitude orientation signal, and an amplitude orientation in the amplitude orientation calculator and a phase value in the phase center compensator as inputs. A section discriminating unit indicating a generated section, a phase value and the sphere at the phase center compensating unit It consists of a phase orientation compensator that compensates the phase orientation by using the sector and frequency as the input of the section discrimination indication signal from the liver discriminator. A phase comparison observation apparatus characterized by measuring the orientation of an incident signal with respect to all directions. 제1항에 있어서, 다수개의 방탐용 안테나는,또는의 등간격으로 이격시켜 등각원형 배열 구조를 형성하도록 4, 6 또는 8개를 설치함을 특징으로 하는 위상 비교 방탐 장치.The antenna of claim 1, wherein , or Phase comparison observation device characterized in that 4, 6 or 8 are installed to form an equilateral circular array structure at equal intervals. 제2항에 있어서, 다수개의 방탐용 안테나의 중심간 이격 거리는 운용 주파수 대역의 최고 주파수에서 안테나의 크기와 진폭 비교 방탐의 정확도를 고려하여 2개 이상의 파장을 이격하도록 함을 특징으로 하는 위상 비교 방탐 장치.The phase comparison detection method according to claim 2, wherein the separation distances between the centers of the plurality of detection antennas are spaced apart from two or more wavelengths in consideration of the accuracy of the size and amplitude comparison detection of the antenna at the highest frequency of the operating frequency band. Device.
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