다극성 레이더

Multistatic radar
다극성 레이더 시스템

다극성 레이더 시스템은 여러 가지 공간적으로 다양한 단극성 레이더 또는 2극성 레이더 구성요소를 포함하며, 탐지 범위가 공유된다. 이러한 개별 레이더 기하학적 구조에 기초한 시스템의 중요한 구별은 구성 요소 부품 간에 어느 정도의 데이터 융합을 발생시키기 위한 추가 요건이다. 다극 시스템이 제공하는 공간적 다양성은 대상의 다양한 측면을 동시에 볼 수 있게 한다. 정보 이득의 잠재력은 종래의 시스템보다 많은 장점을 발생시킬 수 있다.

다극성 레이더는 흔히 "다중성" 또는 "넷트" 레이더라고 불리며 통신의 거시적 다양성 개념과 견줄 만하다. 통신에 뿌리를 둔 다극성 레이더의 추가 부분집합은 MIMO 레이더의 그것이다.

특성.

다극성 레이더는 단항성 및 이항성 성분을 모두 포함할 수 있으므로, 각 레이더 배열의 장단점은 다극성 시스템에도 적용된다. 송신기와 M 수신기가 있는 시스템은 이러한 구성요소 쌍의 M 을(를) 포함하며, 각각은 다른 이istic 각도와 표적 레이더 단면을 포함할 수 있다. 다중 송신기-수신기 쌍이 존재하는 다단계 배열에는 다음과 같은 특징이 있다.

탐지

다극성 레이더의 탐지 범위 증가는 감시 영역 전체에 레이더 기하형상을 확산시켜 얻을 수 있다. 즉, 표적이 송신기 수신기에 물리적으로 더 가깝고 따라서 더 높은 신호 대 잡음 비를 얻을 수 있다.

공간적 다양성은 또한 공통 커버리지가 있는 여러 송신기-수신기 쌍의 정보를 결합할 때 유용할 수 있다. (예를 들어 우도비 기반 검출기와 같은) 개별 수익에 가중치를 부여하고 통합함으로써, 표적의 존재 여부에 대한 결정을 내릴 때 특정 단일 또는 이항 레이더 단면 값 또는 유리한 전파 경로에서 얻은 더 강한 수익에 더 중점을 두도록 탐지를 최적화할 수 있다. 이는 무선 통신에서 링크를 개선하려는 시도에 안테나 다양성을 사용하는 것과 유사하다.

이는 단일 레이더만 사용할 경우 다중 경로 또는 섀도잉 효과가 감지 성능 저하를 초래할 수 있는 경우에 유용하다. 한 가지 주목할 만한 관심 분야는 바다 잡동사니인데, 반사율과 도플러 이동의 다양성이 해양 환경에서 탐지하는 데 얼마나 도움이 되는지에 대한 것이다.

많은 스텔스 차량은 가능한 한 단일 시스템으로의 복귀를 작게 나타내기 위해 레이더 에너지를 예상 레이더 소스에서 멀리 반사하도록 설계된다. 이것은 다극성 수신기만이 사용할 수 있는 방향으로 더 많은 에너지가 방출되도록 이끈다.

해상도

다극성 레이더를 이용한 다중 표적 해결

다중 공간적으로 다양한 저범위 프로파일이 사용 가능하기 때문에 해상도는 공간적 다양성의 혜택을 받을 수 있다. 기존 레이더는 일반적으로 저거리 해상도에 비해 단거리 해상도가 훨씬 낮기 때문에 일정한 이istatic 범위 타원의 교차점을 통해 얻을 가능성이 있다.

여기에는 개별 표적 탐지를 연계하여 공동 탐지를 형성하는 과정이 포함된다. 대상의 비협조적 성격 때문에 여러 대상이 존재할 경우 모호성이나 '유령 대상'이 형성될 가능성이 있다. 이것들은 정보의 증가를 통해 감소될 수 있다(예: 도플러 정보의 사용, 저범위 분해능의 증가 또는 다극성 시스템에 더 많은 공간적으로 다양한 레이더의 추가).

분류

레이더 단면 변화나 제트 엔진 변조와 같은 표적 특성은 다중 시스템 내의 송신기-수신기 쌍에 의해 관찰될 수 있다. 대상의 다른 측면의 관찰을 통한 정보 획득은 대상의 분류를 개선할 수 있다. 대부분의 기존 방공 시스템은 시스템 내에서 이istic 쌍을 사용하지 않고 네트워크로 연결된 일련의 단항 레이더를 이용한다.

강건함

다극성 레이더의 공간 분산 특성 때문에 생존성 증가와 "명확한 성능 저하"가 발생할 수 있다. 단성 또는 이성 시스템에 대한 송신기 또는 수신기의 고장은 레이더 기능의 완전한 상실을 초래할 것이다. 전술적 관점에서 보면, 대형 송신기 한 대가 여러 대의 분산 송신기에 비해 위치 파악과 파괴가 용이할 것이다. 마찬가지로, 단일 사이트에 비해 여러 수신기에 방해물을 성공적으로 집중시키는 것이 점점 더 어려울 수 있다.

스파티오-임시 동기화

다단계 시스템에 상대적인 대상의 범위나 속도를 추론하기 위해서는 송신기와 수신기의 공간적 위치에 대한 지식이 필요하다. 또한 수신기가 송신기의 직접 시야가 없는 경우 공유 시간과 주파수 표준도 유지되어야 한다. 2차 레이더에서와 같이, 이러한 지식이 없다면 레이더가 보고하는 정보에 부정확성이 있을 것이다. 감지 전 데이터 융합을 이용하는 시스템의 경우, 서로 다른 수신기의 정확한 시간 및 위상 동기화가 필요하다. 플롯 레벨 융합의 경우 표준 GPS 클럭(또는 이와 유사한 것)을 사용한 시간 태깅이 충분하다.

통신 대역폭

다단계 시스템에서 다중 단성 또는 이성 쌍으로부터의 정보 증가는 유익성이 실현되려면 결합되어야 한다. 이 융합 과정은 대상에 가장 가까운 수신기에서 플롯을 선택하는 단순한 경우로부터 (다른 것을 무시하는 경우) 복잡성이 증가하여 무선 신호 융합을 통해 효과적으로 빔포밍에 이르기까지 다양할 수 있다. 이에 따라 관련 데이터를 퓨전할 수 있는 지점까지 전달하려면 넓은 통신 대역폭이 필요할 수 있다.

처리요구사항

데이터 융합은 항상 단일 레이더에 비해 처리량이 증가하는 것을 의미한다. 그러나 분해능을 높이려는 시도와 같이 데이터 융합에 중요한 프로세싱이 관련된 경우에는 특히 계산상 비용이 많이 들 수 있다.

다극성 레이더 시스템의 예

  • 매사추세츠 공과대학교의 그물망 레이더 시스템.[1]
  • 함부르크 공대 자동차 레이더 네트워크[2]
  • 진달리 작전 레이더망
  • EISCAT 일관성 없는 산란 레이더[3]
  • 노르웨이 국방연구소의 실험용 다극성 CW 레이더[4]
  • SAIC의 수동 다중 정전기 레이더 시스템[5]
  • 유니버시티 칼리지 런던의 넷래드 시스템[6][7]
  • 시디안 대학의 코스트-선박 바이/다중 지상파 오버더-수평 레이더[8]

여러 패시브 레이더 시스템은 다중 공간적으로 다양한 송신기를 사용하므로 다변수로 작동하는 것으로 간주할 수 있다.

참조

  1. ^ G. H. 크니텔. 2단계 Netted 레이더 시연. NASA STI/Recon 기술 보고서 N, 81, 1980년 10월.
  2. ^ F. 폴스터와 H. 로울링. "자동차 레이더 네트워크에 대한 데이터 연결 및 추적" 지능형 교통 시스템, IEEE 거래, 6(4):370–377, 2005년 12월.
  3. ^ "The EISCAT facilities". EISCAT. Retrieved 2015-05-23.
  4. ^ T. Johnsen, K. E. 올슨, 그리고 R. 건더슨. "양/다중 CW 레이더로 측정한 회전식 헬리콥터." 레이더 회의, 2003. 2003 IEEE의 절차, 165~170페이지, 2003년 5월.
  5. ^ S. 카슨, D. 킬포일, 엠. 포터, J. 밴스. "패시브 멀티 정전기 레이더 시스템." 2007년 10월 레이더 시스템에 관한 IET 국제 회의의 진행.
  6. ^ T. E. Derham, S. Douty, K. 우드브릿지, 그리고 C. J. 베이커. "저비용 다단계 그물망 레이더 시스템의 설계 및 평가." 레이더, 소나 & 항법, IET, 1(5):362–368, 2007년 10월.
  7. ^ S. R. 도티. 2008년 10월 박사학위 논문 "다중 레이더 시스템의 개발 및 성능 평가"
  8. ^ C. Baixiao, C. 두오팡, Z. 쇼우홍, Z. 하오와 L. 마오캉. "해안함 2/다지상 지상파 과지평선 레이더 실험 시스템 및 실험 결과" 레이더, 2006. CIE 06. 2006년 10월 1-5페이지의 국제 회의.

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