RCS에 대한 최적 주파수를 적용한 주파수 가변형 레이더 성능 분석

Abstract

레이더 단면적(RCS: Radar Cross Section)은 레이더가 전자기파를 이용하여 목표물을 탐지할 때, 전자기파가 목표물에 반사되는 순간의 반사량을 규정된 평면 면적의 단위로 나타낸 것이다. 이는 해당 목표물의 모양, 크기, 재질, 관측 방향, 레이더 운용 주파수 등에 따라 바뀌며, 레이더 수신 신호의 세기 및 탐지확률에 영향을 미친다. 따라서 레이더에서 각 목표물의 RCS 값이 최대가 되는 최적 주파수를 이용해 운용한다면 목표물에 대한 레이더 탐지확률을 높일 수 있다. 이 논문에서는 다양한 형태를 가진 목표물에 대하여 주파수에 따른 RCS를 살펴보고 각 목표물의 RCS 값이 최대가 되는 최적 주파수를 찾아 레이더의 탐지확률을 높일 수 있는 방안을 제시한다. 다중경로 채널 환경에서 목표물의 거리 및 각도 오차에 대하여 최적 주파수 및 주파수 가변기법으로 추정된 3차원 궤적 정보의 평균 제곱근 오차(RMSE: Root-Mean-Square Error)를 계산하여 제안 방식을 검증한다.Radar cross section (RCS) represents the instantaneous amount of target reflection as a standardized planar area when a radar detects a target using microwaves. It changes according to the parameters including target’s shape, size, material, direction of observation, and radar operating frequency, and influences radar’s received signal strength and detection probability. Therefore, detection probability of radar can be enhanced by operating a radar system using the optimal frequency which maximizes an RCS value of each target. In this paper, we propose a method to improve detection probability of a radar system by finding the optimal frequency based on RCS values of various targets over variable frequencies. The proposed method is verified by calculating root mean square error of 3-dimensional trajectory data estimated using the variable optimal frequency method with distance and angle inaccuracy of target in multipath fading environment.