REMI Lab강의 노트

Radar Signal Processing R05

5장 펄스 압축과 chirp

사이드로브와 윈도우

압축한 피크 옆의 작은 피크는 왜 문제인가? 강한 표적의 사이드로브가 옆에 있는 약한 표적을 덮을 수 있다. 사각 윈도우(창 함수)를 그대로 쓴 chirp는 가장 높은 사이드로브가 피크보다 13.5 dB 낮을 뿐이다. 8장의 DFT에서처럼 윈도우를 곱하면 사이드로브가 낮아진다.

그림에서 ▶를 누를 때마다 replica, 윈도우를 곱해 양 끝이 줄어든 replica, 그 replica로 낸 정합 필터 출력이 차례로 그려진다. 윈도우를 바꾸면 ①에서 replica의 끝이 줄어드는 정도와 ②의 사이드로브가 함께 바뀐다.

예제 펄스(B = 15 MHz, Tp = 10 µs)를 120 MHz로 샘플링해 1/B마다 8개 점을 두었고, ①의 띠는 replica의 실수부(빠르게 흔들려 픽셀 열마다 최소에서 최대까지 칠함), 점선은 윈도우이다. ②는 피크를 0 dB로 둔 출력이고, 가로축은 1/B = 66.7 ns 단위의 지연이다.

윈도우 가장 높은 사이드로브 −3 dB 폭 SNR 손실
사각 −13.5 dB 0.87/B (8.7 m) 0 dB
Hann −31.5 dB 1.44/B (14.4 m) 1.76 dB
Hamming −41.9 dB 1.30/B (13.0 m) 1.34 dB

윈도우는 replica의 양 끝을 줄인다. 그만큼 정합 필터가 에코 에너지를 덜 쓰므로 피크 SNR이 1–2 dB 준다. 메인로브도 넓어져 분해능이 나빠진다. 따라서 윈도우를 고르는 일은 사이드로브, 분해능, SNR 사이의 트레이드오프이다. 표의 값은 이 펄스(BT = 150)에서 계산한 것이다.

해 보기

  1. Hann 윈도우를 쓰면 사이드로브와 메인로브가 어떻게 바뀌는지 확인하라.
    관찰

    사이드로브가 −31.5 dB로 18 dB 낮아지고 메인로브는 1.65배 넓어진다.

  2. Hamming 윈도우의 사이드로브, 메인로브 폭, SNR 손실을 Hann 윈도우와 비교하라.
    관찰

    사이드로브가 −41.9 dB로 가장 낮다. 메인로브와 SNR 손실은 Hann보다 조금 작다.