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KR102100913B1 - System and method for finding 2-d direction - Google Patents

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KR102100913B1
KR102100913B1 KR1020180070999A KR20180070999A KR102100913B1 KR 102100913 B1 KR102100913 B1 KR 102100913B1 KR 1020180070999 A KR1020180070999 A KR 1020180070999A KR 20180070999 A KR20180070999 A KR 20180070999A KR 102100913 B1 KR102100913 B1 KR 102100913B1
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signal
elevation
unit
relative
azimuth
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채명호
안준일
김옥휴
송규하
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 방향탐지 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치는, 소정 개수의 안테나 배열로 이루어진 배열안테나부; 상기 소정 개수만큼의 수신 채널을 갖고, 상기 배열안테나부로부터 수신되는 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 및 필터부; 상기 증폭 및 필터링한 신호를 분석하여, 특정 신호를 지속적으로 추적하면서 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부를 제어하는 제어부;를 포함한다. The present invention relates to a direction detecting device and method. The two-dimensional direction detecting apparatus according to the present invention includes an array antenna unit comprising a predetermined number of antenna arrays; A signal amplification and filter unit having a predetermined number of reception channels and amplifying and filtering signals received from the array antenna unit; A signal processing unit that analyzes the amplified and filtered signals and acquires relative elevation and relative azimuth information while continuously tracking a specific signal; And a control unit controlling the signal processing unit.

Description

2차원 방향탐지 장치 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FINDING 2-D DIRECTION}Two-dimensional direction detection device and method {SYSTEM AND METHOD FOR FINDING 2-D DIRECTION}

본 발명은 방향탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a direction detecting device and method.

탐지 대상의 신호원의 방향을 탐지하는 기술은 크게 수동형 방향탐지 방식과 능동형 방향탐지 방식으로 나뉜다. 능동형 방향탐지 방식은 레이더와 같이 신호를 송신하여, 목표물에 맞고 돌아오는 신호를 수신하여 방향을 탐지하는 방식이다. 반면, 수동형 방향탐지 방식은 신호의 송신 없이 탐지 대상의 신호원을 수신하여 방향을 탐지하는 방식이다. The technology of detecting the direction of the signal source of the detection target is largely divided into a passive direction detection method and an active direction detection method. The active direction detection method is a method of transmitting a signal like a radar and detecting a direction by receiving a signal that hits a target and returns. On the other hand, the passive direction detection method is a method of detecting a direction by receiving a signal source of a detection target without transmitting a signal.

능동형 방향탐지 방식에 비해 수동형 방향탐지 방식은 신호원을 송신하지 않으므로, 다른 전자감시 장비가 수동형 방향탐지 방식을 사용하는 장치의 특성 및 위치 또는 방향 등의 정보를 파악하기 어렵다. Compared to the active direction detection method, since the passive direction detection method does not transmit a signal source, it is difficult for other electronic monitoring equipment to grasp the characteristics of the device using the passive direction detection method and information such as location or direction.

수동형 방향탐지 방식은 진폭 비교 방향탐지, 위상비교 방향탐지 방식, 모노펄스 합/차 방식 등 여러 방식으로 나뉜다. 위상비교 방향탐지 방식은 하나의 베이스라인에 배치된 두 개 안테나에 수신된 신호의 위상차를 이용하여 방향탐지를 수행하는 방식이다. 이는 도래각을 갖는 신호원은 공간 차에 따른 전파지연시간을 갖게 되어, 두 개의 수신 신호 간 위상차가 발생되는 원리를 이용한 것이다. The passive direction detection method is divided into several methods such as amplitude comparison direction detection, phase comparison direction detection method, and monopulse sum / difference method. The phase comparison direction detection method is a method of performing direction detection by using a phase difference of signals received at two antennas disposed on one baseline. This is based on the principle that a signal source having an arrival angle has a propagation delay time according to a spatial difference, and a phase difference between two received signals is generated.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각정보를 획득할 수 있도록 하는 2차원 방향탐지 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention aims to solve the above and other problems. Another object is to provide a two-dimensional direction detection device and method for continuously tracking a specific signal desired to obtain relative azimuth and relative elevation information.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 개수의 안테나 배열로 이루어진 배열안테나부; 상기 소정 개수만큼의 수신 채널을 갖고, 상기 배열안테나부로부터 수신되는 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 및 필터부; 상기 증폭 및 필터링한 신호를 분석하여, 특정 신호를 지속적으로 추적하면서 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention to achieve the above or other object, the array antenna unit consisting of a predetermined number of antenna array; A signal amplification and filter unit having a predetermined number of reception channels and amplifying and filtering signals received from the array antenna unit; A signal processing unit that analyzes the amplified and filtered signals and acquires relative elevation and relative azimuth information while continuously tracking a specific signal; And a control unit for controlling the signal processing unit.

실시 예에 있어서, 상기 신호처리부는, 상기 증폭 및 필터링한 신호의 신호 제원을 획득하고, 상기 신호 제원을 이용하여 신호의 형태를 식별하는 신호분석부; 상기 신호분석부에서 획득한 신호 제원을 이용하여 고각 및 방위각 채널 간 위상차를 획득하고, 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터와 위상차 데이터를 이용하여, 상기 신호의 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 추정하는 도래각 추정부; 및 상기 신호분석부에서 식별한 신호의 형태 정보와 상기 도래각 추정부에서 추정한 상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 이용하여, 상기 특정 신호인지 여부를 식별하는 신호 추적부;를 포함할 수 있다. In an embodiment, the signal processing unit may include: a signal analysis unit that acquires a signal specification of the amplified and filtered signal, and identifies a signal type using the signal specification; The arrival of estimating the relative elevation and relative azimuth information of the signal by obtaining the phase difference between the elevation and azimuth channels using the signal specifications obtained from the signal analysis unit, and using the direction detection data and the phase difference data that are the predetermined reference. Each estimation unit; And a signal tracking unit identifying whether the signal is the specific signal by using the shape information of the signal identified by the signal analysis unit and the relative elevation and relative azimuth information estimated by the arrival angle estimation unit.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 배열안테나부는, 방위각 및 고각 베이스라인을 갖는 3소자 이상의 안테나 배열로 이루어질 수 있다. In another embodiment, the array antenna unit may include an antenna array of three or more elements having azimuth and elevation elevation baselines.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 신호 제원은, 주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In another embodiment, the signal specification may include at least one of frequency, phase, phase difference between channels, and signal strength information.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 신호분석부는, 선형 주파수 스윕 신호, 잡음 신호, 다중 톤 신호, 단일 톤 신호 중 적어도 하나로 신호의 형태를 식별할 수 있다. In another embodiment, the signal analysis unit may identify a signal type as at least one of a linear frequency sweep signal, a noise signal, a multi-tone signal, and a single tone signal.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터는, 상기 배열안테나부의 위상 특성과 상기 신호 증폭 및 필터부의 각 채널 별 위상특성, 연결 케이블의 위상 특성을 고려하여 산출한 방위각 및 고각 채널 간 위상차에 따른 방향 탐지 데이터일 수 있다. In another embodiment, the direction detection data serving as the predetermined reference is azimuth and elevation calculated by considering the phase characteristics of the array antenna unit, the phase characteristics of each channel of the signal amplification and filter unit, and the phase characteristics of the connecting cable. It may be direction detection data according to a phase difference between channels.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 소정 개수의 안테나 배열로 이루어진 배열안테나부를 통해, 신호를 수신하는 단계; 상기 소정 개수만큼의 수신 채널을 통해, 상기 수신한 신호를 증폭 및 필터링하는 단계; 및 상기 증폭 및 필터링한 신호를 분석하여, 특정 신호를 지속적으로 추적하면서 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법을 제공한다. In addition, according to another aspect of the present invention, receiving a signal through an array antenna unit consisting of a predetermined number of antenna arrays; Amplifying and filtering the received signal through the predetermined number of receive channels; And analyzing the amplified and filtered signals to obtain relative elevation and relative azimuth information while continuously tracking a specific signal.

실시 예에 있어서, 상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 단계;는, 상기 증폭 및 필터링한 신호의 신호 제원을 획득하고, 상기 신호 제원을 이용하여 상기 신호의 형태를 식별하는 단계; 상기 획득한 신호 제원을 이용하여 고각 및 방위각 채널 간 위상차를 획득하고, 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터와 위상차 데이터를 이용하여, 상기 신호의 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 추정하는 단계; 및 상기 식별한 신호의 형태 정보와 상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 이용하여, 상기 특정 신호인지 여부를 식별하는 단계;를 포함할 수 있다. In an embodiment, the step of obtaining the relative elevation and relative azimuth information may include: obtaining a signal specification of the amplified and filtered signals, and identifying the shape of the signal using the signal specification; Acquiring a phase difference between elevation and azimuth channels using the acquired signal specification, and estimating relative elevation and relative azimuth information of the signal using direction detection data and phase difference data serving as preset criteria; And using the type information of the identified signal and the relative elevation and relative azimuth information to identify whether the signal is the specific signal.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 배열안테나부는, 방위각 및 고각 베이스라인을 갖는 3소자 이상의 안테나 배열로 이루어질 수 있다. In another embodiment, the array antenna unit may include an antenna array of three or more elements having azimuth and elevation elevation baselines.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 신호 제원은, 주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In another embodiment, the signal specification may include at least one of frequency, phase, phase difference between channels, and signal strength information.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 신호의 형태를 식별하는 단계;는, 선형 주파수 스윕 신호, 잡음 신호, 다중 톤 신호, 단일 톤 신호 중 적어도 하나로 신호의 형태를 식별하는 단계;를 포함할 수 있다. In another embodiment, the step of identifying the shape of the signal; may include the step of identifying the shape of the signal as at least one of a linear frequency sweep signal, a noise signal, a multi-tone signal, a single tone signal.

또 다른 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터는, 상기 배열안테나부의 위상 특성과 상기 수신 채널 별 위상특성, 연결 케이블의 위상 특성을 고려하여 산출한 방위각 및 고각 채널 간 위상차에 따른 방향 탐지 데이터일 수 있다. In another embodiment, the direction detection data serving as the predetermined reference is based on a phase difference between the azimuth and elevation channels calculated by considering the phase characteristics of the array antenna unit, the phase characteristics of each receiving channel, and the phase characteristics of the connecting cable. It may be direction detection data.

본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effects of the two-dimensional direction detection apparatus and method according to the present invention are as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각 정보를 획득하는 2차원 방향탐지 장치를 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명을 이용하면 특정 신호원의 방향을 지속적으로 제공하여 플랫폼의 이동 방향을 제공하는데 사용할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to implement a two-dimensional direction detection device that continuously tracks a specific signal desired to obtain relative azimuth and relative elevation information. And, using the present invention has the advantage that it can be used to provide the direction of movement of the platform by continuously providing the direction of a specific signal source.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. However, various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention may be clearly understood by those skilled in the art, and thus, it should be understood that specific embodiments such as detailed description and preferred embodiments of the present invention are given as examples only.

도 1은 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치의 실시 예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 도 2에서 설명한 탐색단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 2에서 설명한 추적단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 신호 제원 및 형태를 식별하는 단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 방위각과 고각 베이스 라인을 갖는 안테나 배열의 실시 예를 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a block diagram illustrating an embodiment of a two-dimensional direction detecting device according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating an embodiment of a two-dimensional direction detection method according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a specific embodiment of the search step described in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating a specific embodiment of the tracking step described in FIG. 2.
5 is a flow chart for explaining a specific embodiment of the step of identifying the signal specifications and forms described in FIGS. 3 and 4.
6 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an antenna array having an azimuth and elevation base line.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same reference numerals will be assigned to the same or similar elements regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for the components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprises" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 기술할 것이다. 이하의 설명에서 본 발명의 모든 실시형태가 개시되는 것은 아니다. 본 발명은 매우 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에 개시되는 실시형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시형태들은 출원을 위한 법적 요건들을 충족시키기 위해 제공되는 것이다. 동일한 구성요소에는 전체적으로 동일한 참조부호가 사용된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Not all embodiments of the present invention are disclosed in the following description. The invention can be implemented in a wide variety of forms, and should not be construed as limited to the embodiments disclosed herein. These embodiments are provided to meet legal requirements for filing. The same reference numerals are used throughout the same components.

본 발명에서는 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각 정보를 획득하는 2차원 방향탐지 장치에 대해 기술하였다. 현재 개발된 방향탐지 장치들은 대부분 방위각 정보만을 생성하며, 일부 방위각 고각 정보를 생성하는 장치도 있으나, 이것들은 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 방향탐지 정보를 획득하는 기능을 보유하지 않는다. In the present invention, a two-dimensional direction detecting device for obtaining a relative azimuth and relative elevation information by continuously tracking a specific signal desired is described. Most of the current direction detection devices generate only azimuth information, and some devices generate some azimuth elevation information, but they do not have a function of continuously tracking specific signals desired to obtain direction detection information.

도 1은 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치의 실시 예를 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of a two-dimensional direction detecting device according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치는, 배열안테나부(10), 신호 증폭 및 필터부(20), 신호처리부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.  Referring to FIG. 1, the two-dimensional direction detecting device according to the present invention includes an array antenna unit 10, a signal amplification and filter unit 20, a signal processing unit 30, and a control unit 40.

배열안테나부(10)는, 고각과 방위각 베이스라인을 갖고, 안테나 소자 개수만큼 채널을 갖는다. The array antenna unit 10 has a high-angle and azimuth-baseline, and has as many channels as the number of antenna elements.

신호 증폭 및 필터부(20)는, 배열안테나로부터 수신된 신호를 증폭하고 원하는 대역만 통과하도록 필터링하는 안테나 소자 개수만큼 수신 채널을 갖는다. The signal amplification and filter unit 20 has a reception channel as many as the number of antenna elements that amplify the signal received from the array antenna and filter to pass only a desired band.

신호처리부(30)는, 신호분석부(31), 도래각 추청부(32) 및 신호 추적부(33)를 포함한다. The signal processing unit 30 includes a signal analysis unit 31, an arrival angle tracking unit 32, and a signal tracking unit 33.

신호분석부(31)는, 수신된 신호 제원인 신호세기, 주파수, 위상 정보 등을 획득하고, 이를 이용하여 신호의 형태를 식별하는 기능을 수행한다. The signal analyzer 31 acquires signal strength, frequency, phase information, etc., which are specifications of the received signal, and performs a function of identifying the shape of the signal using the signal.

도래각 추정부(32)는, 신호분석부(31)에서 획득한 위상정보를 이용하여 고각 및 방위각 채널 간 위상차를 획득하고, 미리 저장된 기준이 되는 방향탐지 데이터와 위상차 데이터를 이용하여 신호원의 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 추정한다. The arrival angle estimator 32 acquires the phase difference between the elevation and azimuth channels using the phase information obtained from the signal analysis unit 31, and uses the direction detection data and the phase difference data that are pre-stored criteria to determine the signal source. Relative elevation and relative azimuth information is estimated.

신호 추적부(33)는, 신호분석부(31)에서 식별한 신호원의 형태 정보와 도래각 추정부(32)에서 획득한 상대 고각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 특정 신호원인지 식별한다. The signal tracking unit 33 identifies whether a specific signal source is desired by using the shape information of the signal source identified by the signal analysis unit 31 and the relative elevation and azimuth information obtained by the arrival angle estimation unit 32.

배열안테나부(10)는 방위각 및 고각 베이스라인을 갖는 3소자 이상의 안테나 배열로 이루어진 것을 의미한다. 안테나 소자는 각각의 출력 채널을 갖는다. 따라서, 신호 증폭 및 필터부(20)의 채널수는 안테나 소자의 개수를 따른다.  The array antenna unit 10 means that the antenna array is composed of three or more elements having azimuth and elevation elevation baselines. The antenna elements have respective output channels. Therefore, the number of channels of the signal amplification and filter unit 20 depends on the number of antenna elements.

신호 증폭 및 필터부(20)는 증폭 및 필터링 기능 뿐 만 아니라 수신 대역폭과 주파수에 따라 수신신호의 주파수 변환을 수행할 필요가 있으며, 이와 같을 경우 슈퍼헤테로다인 수신 구조를 갖는다. 주파수 변환이 필요 없을 경우, 직접샘플링 수신구조를 갖는다. 수신호 증폭 및 필터부(20)의 각 채널은 모두 동일한 구조를 갖으며, 같은 이득 및 위상 특성이 나오도록 제작될 수 있다. The signal amplification and filter unit 20 needs to perform frequency conversion of the received signal according to the reception bandwidth and frequency as well as the amplification and filtering function, and in this case, has a superheterodyne reception structure. When frequency conversion is not required, it has a direct sampling reception structure. Each channel of the hand signal amplification and filter unit 20 has the same structure, and may be manufactured to have the same gain and phase characteristics.

신호처리부(30)는 신호 증폭 및 필터부(20)에서 입력 받은 RF신호를 디지털 IQ 데이터로 변환하여 신호처리 하는 기능을 수행한다. 신호처리부(30)의 세부적으로 구성되어있는 신호분석부(31)에서는 RF 신호를 디지털 IQ 데이터로 변환 후 고속푸리에 변환을 수행하여, 수신 임계치 이상의 신호의 주파수, 신호세기, 위상, 채널 간 위상차 정보를 추출한다. 또한, 추출한 정보를 이용하여 신호의 형태를 식별한다. The signal processing unit 30 performs signal amplification and conversion of the RF signal input from the filter unit 20 into digital IQ data and signal processing. The signal analysis unit 31, which is composed in detail of the signal processing unit 30, converts the RF signal into digital IQ data and then performs a fast Fourier transform, so that the frequency, signal strength, phase, and phase difference information between channels are received above the reception threshold. To extract. In addition, the type of signal is identified using the extracted information.

도래각추정부(32)는 배열안테나부(10)의 위상특성과 신호 증폭 및 필터부(20)의 각 채널별 위상특성, 연결 케이블의 위상특성을 미리 측정하여 얻은 방위각 및 고각 채널 간 위상차에 따른 방향탐지 데이터를 저장하고 있다. 저장된 방향탐지 데이터와 신호분석부(31)에서 추출한 채널 간 위상차 정보를 비교 후 최소거리를 갖는 방향탐지 값을 도출하여 상대 고각 및 상대 방위각을 추정한다. The arrival angle estimator 32 depends on the phase difference between the azimuth and elevation channels obtained by previously measuring the phase characteristics of the array antenna unit 10, the signal amplification and the phase characteristics of each channel of the filter unit 20, and the phase characteristics of the connecting cable. It stores direction detection data. After comparing the stored direction detection data with the phase difference information between the channels extracted by the signal analysis unit 31, a direction detection value having a minimum distance is derived to estimate a relative elevation angle and a relative azimuth angle.

신호추적부(33)에서는 신호분석부(31)에서 식별한 신호원의 형태 정보와 도래각 추정부(32)에서 획득한 상대 고각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 특정 신호원의 상대 고각 및 방위각 정보, 신호의 형태 정보와 유사한지를 판단한다. 만약, 원하는 특정 신호원을 별도로 지정하지 않았을 경우, 최초 수신된 신호를 원하는 특정 신호원으로 자동 지정하고, 이와 동일한 신호가 지속적으로 수신되는 경우에 방향탐지 결과를 추정한다. The signal tracking unit 33 uses the shape information of the signal source identified by the signal analysis unit 31 and the relative elevation and azimuth information obtained from the arrival angle estimation unit 32 to determine the relative elevation and azimuth information of a specific signal source desired. , It is judged whether it is similar to the signal type information. If the desired specific signal source is not separately designated, the first received signal is automatically designated as the desired specific signal source, and the direction detection result is estimated when the same signal is continuously received.

이와 같은 구성으로, 2차원 방향탐지 장치는 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각 정보를 획득 할 수 있다. With such a configuration, the two-dimensional direction detecting device can continuously acquire a relative azimuth and relative elevation information by continuously tracking a specific signal desired.

도 2는 본 발명에 따른 2차원 방향탐지 방법의 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of a two-dimensional direction detection method according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 2차원 방향탐지장치는 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각 정보를 획득 할 수 있다. Referring to FIG. 2, the two-dimensional direction detecting apparatus according to the present invention can continuously acquire a relative azimuth and relative elevation information by continuously tracking a specific signal desired.

구체적으로, 2차원 방향탐지장치의 흐름도는 신호를 수신하기 위한 준비를 마친 상태의 대기단계(100)와, 신호원을 수집하고 원하는 특정 신호원이 획득 되었는지 확인하는 상태의 탐색단계(200)와, 탐색에서 원하는 특정 신호원이 획득 되었을 때 지속적으로 그 신호원을 추적하며 상대 방위각과 상대 고각정보를 생성하는 추적단계(300)로 구성된다.Specifically, the flowchart of the two-dimensional direction detecting apparatus includes a standby step 100 in a state of being ready for receiving a signal, and a searching step 200 in a state of collecting a signal source and confirming that a specific signal source desired is obtained. It consists of a tracking step (300) for continuously tracking the signal source when generating a specific signal source desired in the search and generating relative azimuth and relative elevation information.

대기단계(100)에서 도 1의 제어부(40)가 신호처리부(30)에 신호 수신을 시작하라는 명령을 전달하면, 2차원 방향탐지장치는 탐색단계(200)로 전환하여 신호를 수신 및 검출하고, 신호의 제원을 도출한다.  When the control unit 40 of FIG. 1 transmits a command to start receiving a signal to the signal processing unit 30 in the waiting step 100, the two-dimensional direction detecting device switches to the searching step 200 to receive and detect the signal, , Derive the specifications of the signal.

그리고, 도출한 제원을 이용하여 수신된 신호의 형태를 식별한 뒤, 고각 및 방위각 채널의 위상차를 이용하여 상대 고각과 방위각 정보를 도출한다. 그 후, 신호의 형태와 신호의 상대 고각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 특정 신호원과 동일한지 판단하고, 일정 확률이상 신호가 동일 할 경우 추적단계(300)로 전환한다. Then, after identifying the shape of the received signal using the derived specifications, the relative elevation and azimuth information is derived using the phase difference of the elevation and azimuth channels. Thereafter, it is determined whether the signal is the same as the desired specific signal source by using the signal type and the relative elevation and azimuth information of the signal, and if the signal having a certain probability or more is the same, the process is switched to the tracking step 300.

만약, 그렇지 않은 경우 탐색단계(200)에서 폐루프를 형성하여 지속적으로 머물게 되며, 일정 확률이상 신호가 동일한지 루프가 돌 때마다 확인하게 된다. If it is not, the closed loop is formed in the search step 200 to continuously stay, and it is checked whenever the loop is over whether the signal is equal to or higher than a certain probability.

추적단계(300)에서는 신호를 수신 및 검출하고, 신호의 제원을 도출한다. 도출한 제원을 이용하여 수신된 신호의 형태를 식별한 뒤, 고각 및 방위각 채널의 위상차를 이용하여 상대 고각과 방위각 정보를 도출한다. In the tracking step 300, a signal is received and detected, and specifications of the signal are derived. After identifying the shape of the received signal using the derived specifications, the relative elevation and azimuth information is derived using the phase difference of the elevation and azimuth channels.

그 후, 신호의 형태와 신호의 상대 고각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 특정 신호원과 동일한지 판단하고, 일정 확률이하로 신호가 동일하지 않을 경우, 제어부(40)에 추적 실패를 알리고, 제어부(40)가 대기로 전환하라는 명령을 신호처리부(30)에 전달하면, 대기상태(100)로 전환한다. Thereafter, it is determined whether the signal is the same as the desired specific signal source using the signal type and the relative elevation and azimuth information of the signal, and if the signal is not equal to a certain probability or less, the control unit 40 is notified of the tracking failure, and the control unit ( When 40) transmits a command to switch to the standby to the signal processing unit 30, it switches to the standby state 100.

일정 확률이상 신호가 동일 할 경우, 추적단계(300)에 폐루프를 형성하여 지속적으로 머물게 되며, 일정 확률이상 신호가 동일한지 루프가 돌 때마다 확인한다.  If the signal above a certain probability is the same, a closed loop is formed in the tracking step 300 to continuously stay, and it is checked whenever the loop is over whether the signal above a certain probability is the same.

만약, 원하는 특정 신호원이 지정되지 않았을 경우, 최초 수신된 신호원을 원하는 특정 신호원으로 자동 지정하여 동일 신호 판단을 한다. 만약, 추적단계(300)에서 추적실패를 하게 되고 대기단계(100)로 전환 후, 다시 탐색단계(200)로 전환될 경우에는, 새로운 최초 수신신호원을 원하는 특정 신호원으로 자동 지정하게 된다.  If the desired specific signal source is not specified, the same signal is determined by automatically designating the first received signal source as the desired specific signal source. If, in the tracking step 300, the tracking fails, and after switching to the standby step 100 and then to the searching step 200 again, the new initial received signal source is automatically designated as a desired specific signal source.

도 3은 도 2에서 설명한 탐색단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a specific embodiment of the search step described in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 탐색단계(200)는 신호원을 수집하고 원하는 특정 신호원이 획득되었는지 확인하는 상태이다. 탐색 상태에서의 세부 흐름도를 살펴보면, 먼저 신호를 수신하고 수신한 신호가 수신임계치 이상에 존재하는지 확인한다. Referring to FIG. 3, the search step 200 is a state in which a signal source is collected and a specific signal source desired is obtained. Looking at the detailed flow chart in the search state, first receive the signal and check whether the received signal is above the reception threshold.

만약, 수신임계치 이상의 신호가 존재하지 않는다면, 수신임계치 이상의 신호가 존재할 때까지 신호를 지속적으로 수신한다.  If there is no signal above the reception threshold, the signal is continuously received until a signal above the reception threshold exists.

이와 달리, 수신임계치 이상의 신호가 존재한다면, 이 신호를 검출하여 신호의 제원 및 형태를 식별하게 된다. 식별한 신호의 제원 중 고각 및 방위각 채널 간 위상차 정보를 이용하여, 신호원의 방향탐지 정보를 산출한다. On the other hand, if there is a signal above the reception threshold, the signal is detected to identify the specification and shape of the signal. Among the specifications of the identified signal, direction detection information of the signal source is calculated by using phase difference information between elevation and azimuth channels.

그 후, 식별한 신호원의 신호 형태와 방향탐지 정보를 이용하여 원하는 특정 신호와 동일신호인지 판단하고, 동일신호 판정 확률이 일정 수준이상이 될 경우 추적상태로 전환한다. 만약, 동일신호 판정 확률이 일정 수준이하 일 경우, 지속적으로 탐색 상태 알고리즘을 수행하게 된다.After that, it is determined whether the signal is the same as the desired specific signal by using the signal type and direction detection information of the identified signal source, and when the probability of determining the same signal exceeds a certain level, it is switched to the tracking state. If the probability of determining the same signal is below a certain level, the search state algorithm is continuously performed.

신호수신 단계(210)는 배열안테나부(10)에서 수신 받아, 신호 증폭 및 필터부(20)를 통과한 신호를 신호처리부(30)에서 신호처리하기 시작하는 것을 의미한다. 이 때, 아날로그 신호를 신호처리부(30)에서 디지털 신호로 변환 후, 고속 푸리에 변환을 수행하게 된다.  The signal receiving step 210 means that the signal processing unit 30 starts to process signals received by the array antenna unit 10 and passed through the signal amplification and filter unit 20. At this time, after converting the analog signal to a digital signal in the signal processing unit 30, a fast Fourier transform is performed.

그 후 수신임계치 이상 신호 유무를 확인하는 단계(220)가 진행된다. 신호검출(230)을 통해 수신임계치를 넘는 신호를 검출하고, 신호제원 및 형태 식별단계(240)에서 해당 신호의 주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 및 신호 형태를 식별한다. Thereafter, a step 220 of checking whether there is an abnormal signal or not is received. The signal detection signal 230 detects a signal exceeding a reception threshold, and identifies the frequency, phase, phase difference between channels, signal strength information, and signal type in the signal specification and shape identification step 240.

방향탐지 정보 산출단계(250)에서는, 기 획득한 채널 간 위상차 정보를 이용하여 기준이 되는 방향탐지 데이터와 비교하여 최소거리의 상대 고각 및 방위각 정보를 산출한다. In the direction detection information calculation step 250, the relative elevation and azimuth information of the minimum distance is calculated by comparing with the reference direction detection data using the previously obtained phase difference information between channels.

그리고, 동일신호 판단단계(260)에서는, 신호제원 및 형태 식별단계(240)와 방향탐지 정보 산출단계(250)에서 얻은 신호 형태 및 상대 방위각 및 상대 고각 정보를 이용하여, 원하는 특정 신호와 동일한지 확인한다.And, in the same signal determination step 260, using the signal type and the relative azimuth and relative elevation information obtained in the signal specification and shape identification step 240 and the direction detection information calculation step 250, whether the desired specific signal is the same To confirm.

도 4는 도 2에서 설명한 추적단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a specific embodiment of the tracking step described in FIG. 2.

도 4를 참조하면, 추적단계(300)는 탐색에서 원하는 특정 신호원이 획득 되었을 때, 지속적으로 그 신호원을 추적하며 상대 방위각과 상대 고각정보를 생성하는 상태이다. 탐색 상태에서의 세부 흐름도를 살펴보면, 먼저 신호를 수신하고 수신한 신호가 수신임계치 이상에 존재하는지 확인한다. Referring to FIG. 4, when the specific signal source desired in a search is acquired, the tracking step 300 continuously tracks the signal source and generates relative azimuth and relative elevation information. Looking at the detailed flow chart in the search state, first receive the signal and check whether the received signal is above the reception threshold.

만약, 수신임계치 이상의 신호가 특정 확률 이하로 존재하지 않는다면, 제어부(40)에 추적 실패를 알리고, 제어부(40)가 대기로 전환하라는 명령을 신호처리부(30)에 전달하여, 대기단계(100)로 전환된다.  If the signal above the reception threshold does not exist below a certain probability, the control unit 40 notifies the tracking failure, and the control unit 40 transmits a command to switch to the standby to the signal processing unit 30 to wait 100 Is switched to.

만약, 수신임계치 이상의 신호가 존재한다면, 이 신호를 검출하여 신호의 제원 및 형태를 식별하게 된다. 식별한 신호의 제원 중 고각 및 방위각 채널 간 위상차 정보를 이용하여 신호원의 방향탐지 정보를 산출한다. If there is a signal above the reception threshold, this signal is detected to identify the source and form of the signal. Among the specifications of the identified signal, direction detection information of the signal source is calculated using phase difference information between elevation and azimuth channels.

그 후 식별한 신호원의 신호 형태와 방향탐지 정보를 이용하여 원하는 특정 신호와 동일신호인지 판단한다. 동일신호 판정 확률이 일정 확률이하로 신호가 동일하지 않을 경우, 제어부(40)에 추적 실패를 알리고, 제어부(40)가 대기로 전환하라는 명령을 신호처리부(30)에 전달하면 대기단계(100)로 전환된다. 일정 확률이상 신호가 동일 할 경우 추적단계(300)에 폐루프를 형성하여 지속적으로 머물게 되며, 일정 확률이상 신호가 동일한지 루프가 돌 때마다 확인하게 된다.Then, it is determined whether the signal is the same as a specific signal desired using the identified signal source signal type and direction detection information. If the same signal determination probability is less than a certain probability and the signals are not the same, the control unit 40 notifies the tracking failure, and when the control unit 40 sends a command to switch to the standby, the signal processing unit 30 waits (100) Is switched to. If the signal with a certain probability or more is the same, the closed loop is formed in the tracking step 300 to continuously stay, and it is checked whenever the loop goes through whether the signal with a certain probability or more is the same.

신호수신단계(310)는 배열안테나부(10)에서 수신 받아, 신호 증폭 및 필터부(20)를 통과한 신호를 신호처리부(30)에서 신호처리하기 시작하는 것을 의미한다. The signal receiving step 310 means that the signal processing unit 30 starts to process signals received by the array antenna unit 10 and passed through the signal amplification and filter unit 20.

이 때 아날로그 신호를 신호처리부(30)에서 디지털 신호로 변환 후 고속 푸리에 변환을 수행하게 된다. 그 후 수신임계치 이상 신호 유무를 확인하는 단계(320)가 진행된다. At this time, the analog signal is converted to a digital signal by the signal processor 30 and then a fast Fourier transform is performed. Thereafter, a step 320 of checking whether there is an abnormal signal or not is received.

신호검출단계(330)를 통해 수신임계치를 넘는 신호를 검출하고, 신호제원 및 형태 식별단계(340)에서 해당 신호의 주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 및 신호 형태를 식별한다. The signal detection step 330 detects a signal exceeding the reception threshold, and the signal specification and shape identification step 340 identifies the frequency, phase, inter-channel phase difference, signal strength information, and signal shape of the signal.

방향탐지 정보 산출단계(350)에서는 기 획득한 채널 간 위상차 정보를 이용하여 기준이 되는 방향탐지 데이터와 비교하여 최소거리의 상대 고각 및 방위각 정보를 산출한다. In the direction detection information calculation step 350, relative elevation and azimuth information of a minimum distance is calculated by comparing the obtained direction detection data with reference to the obtained phase difference information between channels.

동일신호 판단단계(360)에서는 신호제원 및 형태 식별단계(340)와 방향탐지 정보 산출단계(350)에서 얻은 신호 형태 및 상대 방위각 및 상대 고각 정보를 이용하여 원하는 특정 신호와 동일한지 확인한다.In the same signal determination step 360, it is determined whether the desired specific signal is the same using the signal shape and the relative azimuth and relative elevation information obtained in the signal specification and shape identification step 340 and the direction detection information calculation step 350.

도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 신호 제원 및 형태를 식별하는 단계의 구체적인 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 5 is a flow chart for explaining a specific embodiment of the step of identifying the signal specifications and forms described in FIGS. 3 and 4.

도 5를 참조하면, 신호 제원 및 형태 식별단계(240, 340)에서는, 해당 신호의 주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 및 신호 형태를 식별한다. 도 5에서는 신호 형태를 식별하는 흐름도를 상세히 나타내었다.Referring to FIG. 5, in the signal specification and shape identification steps 240 and 340, frequency, phase, phase difference between channels, signal strength information and signal shape of the corresponding signal are identified. In FIG. 5, a flowchart for identifying the signal type is shown in detail.

본 발명에서는 선형 주파수 스윕 신호, 잡음 신호, 다중 톤 신호, 단일 톤 신호 총 4 가지 신호 식별이 가능한 방법을 제시하였다. 신호검출 후, 신호 검출 개수(241, 341)에서는 검출된 신호의 개수를 확인하여 특정 개수 A 미만일 경우 단일 톤 신호(248, 348)로 신호 형태를 식별하게 된다. In the present invention, a method for discriminating a total of four signals is proposed: a linear frequency sweep signal, a noise signal, a multi-tone signal, and a single-tone signal. After the signal is detected, the number of detected signals is checked in the number of detected signals 241 and 341 to identify the signal type as the single tone signals 248 and 348 when the number is less than a certain number A.

특정 개수 A 이상일 경우 다수 bin 연속성 유무(242, 342)를 판단한다. 이 때 다수 bin 연속성의 의미는 고속 푸리에 변환 후 얻을 수 있는 bin이 검출된 신호에 의해 연속되어 있는지를 말한다. In the case of a specific number A or more, it is determined whether there are multiple bin continuities (242, 342). In this case, the meaning of the multiple bin continuity refers to whether the bins obtained after the fast Fourier transform are continuous by the detected signal.

만약 연속되어 있을 경우, 검출된 신호의 I/Q 데이터를 이용하여 주파수 변화 규칙성 유무(244, 344)를 확인하고, 규칙성이 있을 경우 선형 주파수 스윕 신호(245, 345)로 신호 형태를 식별한다. If it is continuous, the presence / absence of the frequency change is checked using I / Q data of the detected signal, and if there is regularity, the signal type is identified by the linear frequency sweep signals 245 and 345 do.

만약 규칙성이 없을 경우 잡음 신호(246, 346)로 신호 형태를 식별한다. If there is no regularity, the signal type is identified by noise signals 246 and 346.

다수 bin 연속성 유무(242, 342)에서 연속성이 없을 경우, 불연속 지점의 개수(243, 343)를 파악하여 불연속 지점의 개수가 B보다 클 경우 위상 규칙성 유무(244, 344)를 판단하며, B보다 작을 경우 다중 톤 신호(247, 347)로 신호 형태를 식별한다. If there is no continuity in the presence or absence of multiple bin continuity (242, 342), the number of discontinuous points (243, 343) is determined, and if the number of discontinuous points is greater than B, phase regularity (244, 344) is determined, and B If it is smaller, the signal type is identified by the multi-tone signals 247 and 347.

신호 형태를 식별하게 된 후에는 신호 제원 식별(249, 349)에서 신호의 주파수, 위상, 채널간 위상차, 크기를 식별하고 방향탐지 정보 산출(250, 350)을 수행한다.After the signal type is identified, the signal frequency identification (249, 349) identifies the frequency, phase, inter-channel phase difference, and magnitude of the signal and calculates direction detection information (250, 350).

도 6은 방위각과 고각 베이스 라인을 갖는 안테나 배열의 실시 예를 설명하기 위한 개념도이다. 6 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an antenna array having an azimuth and elevation base line.

도 6을 참조하면, 2차원 방향탐지를 위해서는 방위각과 고각 베이스라인을 갖는 안테나 배열이 필요하다. 도 6은 배열안테나부(10)에 해당하는 고각과 방위각 베이스라인을 갖는 4소자 배열안테나를 나타내었다. Referring to FIG. 6, an antenna array having an azimuth angle and an elevation angle baseline is required for two-dimensional direction detection. 6 shows a four-element array antenna having elevation and azimuth baselines corresponding to the array antenna section 10.

4소자의 안테나를 이용하면 방위각과 고각의 베이스라인을 같은 길이로 작은 공간 안에 배치할 수 있다. 배열안테나부(10)는 고각 제1안테나(11), 고각 제2 안테나(12), 방위각 제1 안테나(13), 방위각 제2 안테나(14)로 구성되며, 고각 제1안테나(11)와 고각 제2 안테나(12)가 이루는 선을 고각 베이스라인이라 한다. Using a four-element antenna, the azimuth and elevation elevation baselines can be placed in a small space with the same length. The array antenna unit 10 includes an elevation first antenna 11, an elevation second antenna 12, an azimuth first antenna 13, and an azimuth second antenna 14, and the elevation first antenna 11 and The line formed by the second elevation antenna 12 is referred to as the elevation baseline.

또한, 방위각 제1 안테나(13)와 방위각 제2 안테나(14)가 이루는 선을 방위각 베이스라인이라 한다. 각 베이스라인을 구성하는 두 안테나에서 수신된 신호는, 수신된 방향에 따른 공간위상차를 갖게 되고, 수신된 신호의 위상차를 이용하여 상대 고각과 상대 방위각 정보를 추정할 수 있다.In addition, the line formed by the azimuth first antenna 13 and the azimuth second antenna 14 is referred to as an azimuth baseline. The signals received from the two antennas constituting each baseline have a spatial phase difference according to the received direction, and the relative elevation and relative azimuth information can be estimated using the phase difference of the received signals.

본 발명에 따른 2차원 방향탐지 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effects of the two-dimensional direction detection apparatus and method according to the present invention are as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 원하는 특정 신호를 지속적으로 추적하여 상대 방위각과 상대 고각 정보를 획득하는 2차원 방향탐지 장치를 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명을 이용하면 특정 신호원의 방향을 지속적으로 제공하여 플랫폼의 이동 방향을 제공하는데 사용할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to implement a two-dimensional direction detection device that continuously tracks a specific signal desired to obtain relative azimuth and relative elevation information. And, using the present invention has the advantage that it can be used to provide the direction of movement of the platform by continuously providing the direction of a specific signal source.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (12)

소정 개수의 안테나 배열로 이루어진 배열안테나부;
상기 소정 개수만큼의 수신 채널을 갖고, 상기 배열안테나부로부터 수신되는 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 증폭 및 필터부;
상기 증폭 및 필터링한 신호를 분석하여, 특정 신호를 지속적으로 추적하면서 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 신호처리부; 및
상기 신호처리부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 신호처리부는,
상기 증폭 및 필터링한 신호의 신호 제원을 획득하고, 상기 신호 제원을 이용하여 신호의 형태를 식별하는 신호분석부;
상기 신호분석부에서 획득한 신호 제원을 이용하여 고각 및 방위각 채널 간 위상차를 획득하고, 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터와 위상차 데이터를 이용하여, 상기 신호의 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 추정하는 도래각 추정부; 및
상기 신호분석부에서 식별한 신호의 형태 정보와 상기 도래각 추정부에서 추정한 상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 이용하여, 상기 특정 신호인지 여부를 식별하는 신호 추적부를 포함하고,
상기 신호처리부는,
상기 특정 신호와 일정 확률 이상 동일한 신호가 식별될 때까지 기 배열안테나부로부터 수신되는 신호와 상기 특정 신호의 동일성을 판단하고,
상기 특정 신호와 일정 확률 이상 동일한 신호가 식별되는 경우, 상기 식별된 신호의 상대 고각 및 방위각 정보를 지속적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치.
An array antenna unit comprising a predetermined number of antenna arrays;
A signal amplification and filter unit having a predetermined number of reception channels and amplifying and filtering signals received from the array antenna unit;
A signal processing unit that analyzes the amplified and filtered signals and acquires relative elevation and relative azimuth information while continuously tracking a specific signal; And
Includes a control unit for controlling the signal processing unit;
The signal processing unit,
A signal analysis unit acquiring a signal specification of the amplified and filtered signal and identifying a signal type using the signal specification;
The arrival of estimating the relative elevation and relative azimuth information of the signal by acquiring the phase difference between the elevation and azimuth channels using the signal specifications obtained from the signal analysis unit, and using the direction detection data and the phase difference data that are preset criteria. Each estimation unit; And
And a signal tracking unit for identifying whether the signal is the specific signal using the shape information of the signal identified by the signal analysis unit and the relative elevation and relative azimuth information estimated by the arrival angle estimation unit,
The signal processing unit,
The signal received from the pre-arranged antenna unit and the specific signal are determined until the same signal is identified with a certain probability or more,
When a signal equal to or greater than a certain probability is identified, the two-dimensional direction detecting device, characterized in that it continuously generates relative elevation and azimuth information of the identified signal.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배열안테나부는,
방위각 및 고각 베이스라인을 갖는 3소자 이상의 안테나 배열로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치.
According to claim 1,
The array antenna portion,
A two-dimensional direction detection device, characterized in that it consists of an array of three or more elements having azimuth and elevation elevation baselines.
제1항에 있어서,
상기 신호 제원은,
주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치.
According to claim 1,
The signal specifications,
A two-dimensional direction detecting device comprising at least one of frequency, phase, phase difference between channels, and signal strength information.
제1항에 있어서,
상기 신호분석부는,
선형 주파수 스윕 신호, 잡음 신호, 다중 톤 신호, 단일 톤 신호 중 적어도 하나로 신호의 형태를 식별하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치.
According to claim 1,
The signal analysis unit,
A two-dimensional direction detecting device characterized by identifying a signal type as at least one of a linear frequency sweep signal, a noise signal, a multi-tone signal, and a single-tone signal.
제1항에 있어서,
상기 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터는,
상기 배열안테나부의 위상 특성과 상기 신호 증폭 및 필터부의 각 채널 별 위상특성, 연결 케이블의 위상 특성을 고려하여 산출한 방위각 및 고각 채널 간 위상차에 따른 방향 탐지 데이터인 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 장치.
According to claim 1,
The direction detection data serving as the predetermined reference is:
A two-dimensional direction detection device, characterized in that it is direction detection data according to the phase difference between azimuth and elevation channels calculated by considering the phase characteristics of the array antenna unit, the signal amplification and the phase characteristics of each channel of the filter unit, and the phase characteristics of the connecting cable. .
소정 개수의 안테나 배열로 이루어진 배열안테나부를 통해, 신호를 수신하는 단계;
상기 소정 개수만큼의 수신 채널을 통해, 상기 수신한 신호를 증폭 및 필터링하는 단계; 및
상기 증폭 및 필터링한 신호를 분석하여, 특정 신호를 지속적으로 추적하면서 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 단계;를 포함하고,
상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 획득하는 단계는,
상기 증폭 및 필터링한 신호의 신호 제원을 획득하고, 상기 신호 제원을 이용하여 상기 신호의 형태를 식별하는 단계;
상기 획득한 신호 제원을 이용하여 고각 및 방위각 채널 간 위상차를 획득하고, 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터와 위상차 데이터를 이용하여, 상기 신호의 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 추정하는 단계; 및
상기 식별한 신호의 형태 정보와 상기 상대 고각 및 상대 방위각 정보를 이용하여, 상기 특정 신호인지 여부를 식별하는 단계를 포함하며,
상기 특정 신호와 일정 확률 이상 동일한 신호가 식별될 때까지 기 배열안테나부로부터 수신되는 신호와 상기 특정 신호의 동일성을 판단하는 단계; 및
상기 특정 신호와 일정 확률 이상 동일한 신호가 식별되는 경우, 상기 식별된 신호의 상대 고각 및 방위각 정보를 지속적으로 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법.
Receiving a signal through an array antenna unit comprising a predetermined number of antenna arrays;
Amplifying and filtering the received signal through the predetermined number of receive channels; And
Including the step of obtaining the relative elevation and relative azimuth information while continuously tracking a specific signal by analyzing the amplified and filtered signals; and,
The obtaining of the relative elevation and relative azimuth information may include:
Obtaining a signal specification of the amplified and filtered signal, and identifying the signal type using the signal specification;
Acquiring a phase difference between elevation and azimuth channels using the acquired signal specification, and estimating relative elevation and relative azimuth information of the signal using direction detection data and phase difference data that are preset criteria; And
And identifying whether the signal is the specific signal by using the identified signal type information and the relative elevation and relative azimuth information.
Determining the identity of a signal received from a pre-arranged antenna unit and the specific signal until a signal equal to or greater than a certain probability is identified with the specific signal; And
And when the same signal is identified with a certain probability or more, the step of continuously generating relative elevation and azimuth information of the identified signal.
삭제delete 제7항에 있어서,
상기 배열안테나부는,
방위각 및 고각 베이스라인을 갖는 3소자 이상의 안테나 배열로 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법.
The method of claim 7,
The array antenna portion,
A two-dimensional direction detection method, characterized in that it consists of an array of three or more elements with azimuth and elevation baselines.
제7항에 있어서,
상기 신호 제원은,
주파수, 위상, 채널 간 위상차, 신호세기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법.
The method of claim 7,
The signal specifications,
A two-dimensional direction detection method comprising at least one of frequency, phase, phase difference between channels, and signal strength information.
제7항에 있어서,
상기 신호의 형태를 식별하는 단계;는,
선형 주파수 스윕 신호, 잡음 신호, 다중 톤 신호, 단일 톤 신호 중 적어도 하나로 신호의 형태를 식별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법.
The method of claim 7,
Identifying the form of the signal; is,
And identifying the shape of the signal as at least one of a linear frequency sweep signal, a noise signal, a multi-tone signal, and a single-tone signal.
제7항에 있어서,
상기 기 설정된 기준이 되는 방향탐지 데이터는,
상기 배열안테나부의 위상 특성과 상기 수신 채널 별 위상특성, 연결 케이블의 위상 특성을 고려하여 산출한 방위각 및 고각 채널 간 위상차에 따른 방향 탐지 데이터인 것을 특징으로 하는 2차원 방향탐지 방법.
The method of claim 7,
The direction detection data serving as the predetermined reference is:
A two-dimensional direction detection method, characterized in that it is direction detection data according to a phase difference between azimuth and elevation channels calculated by considering the phase characteristics of the array antenna unit, the phase characteristics of each receiving channel, and the phase characteristics of the connecting cable.
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