정리
- 클러터는 원하지 않는 에코이다. 셀 하나의 클러터는 이고 이다. 거리가 멀수록 셀이 커져 SCR이 나빠진다.
- 서 있는 레이다의 지면 클러터는 Doppler 0 둘레에 있다. 펄스마다 변하지 않는 성분을 빼면 클러터가 지워진다.
- 2-펄스 canceller 은 , 3-펄스는 이다. 3-펄스가 0 둘레의 클러터를 더 깊이 지운다.
- 의 표적은 클러터와 함께 지워진다. 펄스 간격을 번갈아 바꾸면 블라인드 속도가 공배수로 밀려난다.
- aliasing된 속도는 두 반복 간격의 읽은 값을 맞추어 보거나, MIMO 가상 채널의 위상이 곧은 직선이 되는 가설을 골라 푼다.
- 움직이는 레이다의 클러터는 각도-Doppler 평면의 ridge 위에 있다. STAP은 이 ridge만 깎는 2차원 필터이다.
개념 확인
10 GHz 레이다의 PRF가 2 kHz이다. 첫 블라인드 속도는 몇 m/s인가?
풀이
답 29.98 m/s
힌트 이다.
cm이므로 m/s이다.
2-펄스 canceller에서 펄스마다 위상이 도는 표적의 출력 전력은 입력보다 몇 dB인가?
풀이
답 0 dB
힌트 이다.
이므로 , 곧 0 dB이다. 위상이 돌 때 입력과 출력의 크기가 같다.
77 GHz에서 µs와 µs로 같은 표적을 보았더니 m/s와 m/s로 읽혔다. 실제 속도는 몇 m/s인가? ( m/s)
풀이
답 25 m/s
힌트 첫 값에 m/s의 정수배를 더한 후보마다 두 번째 간격에서 aliasing된 값을 구해 본다.
후보는 이다. 의 25.00 m/s를 m/s로 접으면 m/s로 두 번째 값과 맞는다. 다른 는 맞지 않는다.
움직이는 비행기의 레이다에서 2-펄스 MTI만 쓰면 지면 클러터가 잘 지워지지 않는 이유로 옳은 것을 고르라.
풀이
답 (다) 지면 클러터의 Doppler가 각도마다 달라 0 둘레에 모여 있지 않기 때문이다.
- (가) 클러터는 그대로 있고, Doppler가 각도에 따라 퍼진다.
- (나) 블라인드 속도는 펄스 간격이 있으면 생긴다. 문제는 클러터가 Doppler 0에 있지 않다는 것이다.
- (라) canceller는 복소 펄스열에 그대로 쓴다.
이므로 빔 안의 각도마다 클러터의 Doppler가 다르다. Doppler 0에 영점을 두는 canceller는 빔 정면의 클러터만 지운다. 레이다를 정면에 맞추어 Doppler를 보정하는 방법(DPCA 등)이나 STAP이 필요하다.
참고 자료
- M. A. Richards, Fundamentals of Radar Signal Processing, 2nd ed. New York, NY, USA: McGraw-Hill Education, 2014, ISBN 978-0-07-179832-7. 2장(클러터 모델), 5장(Doppler 처리: MTI, 블라인드 속도, staggered PRF), 9장(빔포밍과 STAP).
- M. I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, 3rd ed. New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2001, ISBN 978-0-07-288138-7. 3장(MTI와 펄스 Doppler 레이다), 7장(레이다 클러터).
- R. M. O'Donnell, Introduction to Radar Systems, MIT Lincoln Laboratory, MIT OpenCourseWare RES.LL-001, Spring 2007, 7강(레이다 클러터와 chaff), 8강(신호 처리: MTI와 펄스 Doppler). https://ocw.mit.edu/courses/res-ll-001-introduction-to-radar-systems-spring-2007/
- R. Klemm, Principles of Space-Time Adaptive Processing, 3rd ed. London, U.K.: IET, 2006, ISBN 978-0-86341-566-1, doi: 10.1049/PBRA021E.
- 신호 및 시스템 7장 이산시간 시스템의 푸리에 해석. FIR 필터의 주파수 응답, 샘플링과 aliasing.
강의 노트