Digital RF Memory 이론 - (4)

이번 장에서는 레이다의 펄스 압축 기법 중 디지털 변조 압축의 특성과 이에 대응하는 DRFM의 기술에 대해 알아본다.

 

 

---

Barker Code 변조

펄스 압축의 또 다른 방법은 각 펄스에 BPSK(Binary Shift Keyed) 디지털 변조를 주는 방법이다.

이 방법은 각 펄스 동안 고정된 수의 비트를 포함하고 있으며, 표적에 반사된 신호가 레이다에 수신될 때에 tapped delay line 어셈블리를 통과하게 된다.

(Barker 코드 펄스 압축이 적용된 레이다 시스템)

 

Barker 코드 또는 다른 여러 코드들이 적용될 수 있는데, 이는 pseudo 랜덤이며 만약 1들에서 0들이 빼진다면 합은 0 또는 -1이 된다.

아래의 그림 중 맨 위에 있는 것과 같이, 7비트 Barker 코드는 "+"가 1을 의미하며, "-"는 0을 말한다. 

(코드화된 펄스는 모든 비트가 tap과 일치할 때에 가장 큰 delay line 출력을 갖는다)

 

여기의 예에서는 코드가 짧지만, 일반적으로 펄스 압축에 사용되는 코드는 훨씬 길다(약 1,000비트)

몇몇의 tap에는 180도 위상 변위기가 있는 것을 볼 수 있다. 

펄스가 delay line을 정확히 채우면 각 0 비트들은 위상 변위기가 있는 tap에 위치한다. 

따라서 펄스가 delay line을 채우고 tap들이 합쳐지면 펄스는 최대 크기를 갖는다 

펄스가 delay line과 정렬되지 못하면 7비트 코드에서 합쳐진 출력은 0 또는 -1이 된다.

 

다음의 그림은 레이다의 해상도 셀 상에서의 펄스폭 감소 영향성을 보여준다.

(Barker 코드 압축으로인해 줄어든 레이다 해상도 셀)

 

해상도 셀의 cross-range 면적은 여전히 레이다 안테나의 3dB 빔폭이다.

그러나 셀의 깊이는 이제 빛의 속도가 곱해진 코드 비트 동안의 절반이 되었다. 

따라서 거리 해상도는 각 펄스 동안의 비트 송신 수의 인자만큼 향상되었다.

---

 

Jamming Barker Coded Radar

Barker 코드화된 펄스를 갖는 레이다에 대해 noncoherent 재머가 동작한다고 가정하자.

표적 반사된 펄스는 tapped delay line과 매치되며 이는 후처리 된 펄스폭은 비트 동안 효과적으로 줄어들었음을 의미한다. 

예를 들면, Barker 코드 내에 13비트가 있다면 펄스는 13 인자만큼 줄어든다.

그러나 Barker 코드 변조를 포함하고 있지 않은 재밍 신호는 줄어들지 않으며 레이다는 오직 1/13의 시간 동안만 재밍 신호를 처리한다.

이는 효과적인 재밍 파워를 11dB만큼 떨어뜨리며 만약 코드가 1,000 비트를 포함하고 있다면 30dB만큼 줄어들게 된다.

(재밍신호가 BPSP 변조를 포함하고 있지 않다면, 효과적인 J/S가 압축 인자만큼 줄어든다)

 

 

반응형

 

이러한 문제를 해결하기위한 방법은 재밍 펄스에 Barker 코드를 더해주는 것이다. 

현실적으로 이것이 가능하게 해주는 것이 DRFM을 사용하는 것이다.

아래의 그림을 보면, 레이다로부터의 펄스는 DRFM으로 입력되고 여기서 수신된 첫 펄스를 디지털화하여 프로세서로 보내진다.

(DRFM을 갖는 재머는 레이다의 Barker 코드와 동일한 재밍 펄스를 만들어낼 수 있다)

 

이 프로세서는 코드 내의 1과 0의 연속을 파악하여 디지털 1비트와 0비트를 생성해 낸다. 

이후 정확한 순서로 코드 블럭을 출력하여 다시 DRFM으로 보낸다. 

그리고 지연과 주파수 변이를 통해 원하는 재밍 기능을 수행한다.

DRFM은 RF 재밍 펄스를 생성하며 재밍 대상이 되는 레이다의 운영 주파수에 coherent 하게 변환한다.

수신된 레이다 펄스들을 크기와 도플러 변이 주파수, 그리고 시간적으로 변조하여 원하는 재밍 기능을 수행한다.

---

 

재밍 효과 영향성

BPSK 코드화된 재밍 펄스가 레이다에 수신되면 레이다의 처리회로는 마치 표적에 반사된 신호인 것처럼 신호를 처리한다.

이는 J/S가 압축 인자에 의해 줄어들지 않음을 의미하며 수 데쉬벨이상 재밍 효과도를 향상시킬 수 있다.

DRFM을 포함한 재밍의 또 다른 장점은 펄스 지속시간 동안 정확한 재밍 펄스를 구성할 수 있다는 것이다.

레이다 수신기의 처리회로는 특정한 펄스 지속시간 동안으로 최적화되어있다.

따라서 재밍 펄스는 표적 반사 펄스와 동일한 처리 효과를 가질 수 있는 것이다.

 

다음 5부에서는 복잡한 RCS를 갖는 표적에 대한 DRFM의 기능에 대해 알아본다. 

 

 

출처 : EW104

 

---