REMI Lab강의 노트

Radar Signal Processing R03

3장 표적과 RCS

aspect angle에 따라 요동하는 RCS

표적이 여러 부분으로 되어 있으면 RCS는 어떻게 되는가? 가장 간단한 예로, 에코를 되돌려 보내는 점인 산란점 둘이 DD만큼 떨어진 표적을 본다. 레이다는 두 에코를 따로 받지 못하고 더한 것을 받는다. 레이다가 표적을 보는 각을 aspect angle이라 한다. 표적이 θ\theta만큼 돌아 aspect angle이 θ\theta만큼 바뀌면 산란점 2가 Dsin⁡θD\sin\theta만큼 멀어지고, 그 에코는 왕복 2Dsin⁡θ2D\sin\theta만큼 늦게 온다. 1장의 규칙대로 늦게 온 에코의 위상이 크다.

φ=4πDsin⁡θλ,σ=∣σ1+σ2 ejφ∣2=σ1+σ2+2σ1σ2cos⁡φ\varphi=\frac{4\pi D\sin\theta}{\lambda},\qquad \sigma=\left|\sqrt{\sigma_1}+\sqrt{\sigma_2}\,e^{j\varphi}\right|^2=\sigma_1+\sigma_2+2\sqrt{\sigma_1\sigma_2}\cos\varphi

①은 77 GHz에서 σ₁ = 1 m², σ₂ = 0.5 m²인 산란점 둘이 D = 20 cm 떨어진 표적과 레이다 쪽 방향이고, 회전은 보이도록 12배 크게 그렸다. ②는 산란점 1의 위상을 0으로 둔 두 산란점의 에코 페이저, ③은 θ에 따른 합성 RCS이고, 점선은 두 RCS의 합 1.5 m²이다.

77 GHz에서 D=20D=20 cm이면 θ\theta가 0.56°0.56° 바뀔 때마다 φ\varphi가 한 바퀴 돈다. 정면(θ=0\theta=0)에서 두 에코는 같은 위상으로 더해져 σ=(1+0.707)2=2.91\sigma=(1+0.707)^2=2.91 m², 4.6 dBsm이다. θ=0.28°\theta=0.28°에서는 φ=180°\varphi=180°로 서로 상쇄되어 0.0860.086 m², −10.7-10.7 dBsm이다. 0.28° 돌았을 뿐인데 RCS가 15.3 dB 바뀐다. 두 RCS의 합 σ1+σ2=1.5\sigma_1+\sigma_2=1.5 m²는 이 진동의 평균이다.

해 보기

  1. 정면에서 볼 때 두 에코 페이저의 방향과 σ를 확인하라.
    관찰

    두 페이저가 같은 방향이라 합이 가장 길다. σ=2.91\sigma=2.91 m²이다.

  2. 표적이 0.28° 돌면 에코 2가 에코 1과 어떻게 더해지는지 확인하라.
    관찰

    φ=180.7°\varphi=180.7°로 에코 2가 에코 1을 거의 지운다. σ=0.086\sigma=0.086 m²이다.

  3. 표적이 −1° 돌면 에코 2의 위상이 얼마나 도는지 확인하라.
    관찰

    산란점 2가 가까워져 φ=−645.5°\varphi=-645.5°, 곧 +74.5°+74.5°이다. 에코 2가 시계 방향으로 거의 두 바퀴 돈다.