REMI Lab강의 노트

Radar Signal Processing R04

4장 펄스와 정합 필터

거리 모호성과 aliasing

에코가 다음 펄스보다 늦게 오면 어떻게 되는가? 레이다는 에코를 가장 최근에 보낸 펄스에서부터 잰다. τ>Tr\tau>T_r인 에코는 다음 펄스를 보낸 뒤에 돌아오므로, 레이다는 그것을 다음 펄스의 가까운 에코로 여긴다. 모호하지 않게 잴 수 있는 거리는 다음과 같다.

Ru=cTr2R_u=\frac{cT_r}{2}

Tr=500T_r=500 µs이면 Ru=74.95R_u=74.95 km이다. 90 km의 선박은 τ=600.4\tau=600.4 µs 뒤에 에코를 돌려주고, 레이다는 이것을 90−74.95=15.0590-74.95=15.05 km로 잰다. 이것을 거리 aliasing(range folding)이라 한다.

그림에서 표적 거리 R을 30 km로 줄이면 에코가 다음 펄스보다 먼저 돌아오고, 74.95 km 너머로 늘리면 에코가 다음 펄스 뒤로 넘어가 레이다가 그 펄스에서부터 지연을 잰다.

검은 막대는 송신 펄스, 파란 막대는 에코, 에코 위 화살표는 그 에코를 낸 펄스에서 잰 지연이고, 붉은 선은 레이다가 가장 최근 펄스에서 잰 지연이다. 펄스 폭 0.1 µs는 반복 간격의 0.02 %라 실제보다 넓게 그렸다.

TrT_r을 늘리면 RuR_u가 커져, 반복 간격을 1 ms로 늘리면 같은 표적에 aliasing이 생기지 않는다. 그러나 1초에 보내는 펄스가 줄어 같은 시간에 모으는 에너지가 줄고, 잴 수 있는 최대 속도 λ/(4Tr)\lambda/(4T_r)(8장)도 준다. 반복 주파수가 다른 펄스열 몇 개를 번갈아 보내 aliasing된 값을 맞추어 보면 실제 거리를 찾을 수 있다. 9장에서 같은 방법으로 속도의 aliasing을 푼다.

해 보기

  1. 반복 간격이 1 ms이면 90 km 표적의 에코에 aliasing이 생기는지, 평균 전력이 얼마가 되는지 확인하라.
    관찰

    Ru=149.9R_u=149.9 km가 되어 90 km의 에코에 aliasing이 생기지 않는다. 평균 전력은 2.51 W로 절반이 된다.

  2. 반복 간격이 500 µs일 때 160 km 표적이 몇 km로 보이는지 확인하라.
    관찰

    aliasing이 두 번 일어나 160−2×74.95=10.10160-2\times74.95=10.10 km로 보인다.