레이더의 표적 추적 원리

행동반경1m 작성일 09.06.15 00:29:17
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radar는 표적을 추적합니다.

표적에 전파를 발사해서 표적에서 반사되어 오는 전압을 측정해서 그 전압차를 비교해서

각도추적(angel tracking)을 합니다.

 

재일 먼저 표적 추적방식으로 나온것이 "lobe switching"이라는 기술입니다.

접시안테나를 사용하여....

이는 표적을 바라보는 안테나가 한개로 쉽게 표현해서 *쉬 한개를 각 사분면에서 한번씩 켰다 껐다를 반복하며 시계방향으로 움직입니다.

그림 a에서 시작해서 b, c, d로 옮겨가면서 표적으로부터 반사되어 돌아오는 전압을 비교합니다.

방위측정은 a+d=b+c가 유지되도록 지속적으로 추적하구요.

고도측정은 a+b=c+d가 유지되도록 지속적으로 수정합니다.

즉 표적이 a, b, c, d가 겹치는 가운데 사각형안에 위치되도록 하는 것입니다.

 

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그러나 lobe switching은 원 사이클(1 cycle)동안 4번밖에 표적을 추적하지 않아 쉽게

표적을 놓칠수 있습니다.

 

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(코니컬 스캔하는 파라보릭 안테나)

 

이를 개선한 것이 "코니컬 스캔(conical scan)"입니다. 원사이클동안 지속적으로 전압을 측정하는 것이죠. lobe switching에 비해 고속으로 이동하는 표적도 추적하기에 충분했죠.

그림에서 같이 지속적인 전압을 비교하기 위해서 시계방향이든 반시계방향이든 안테나를 돌립니다.

대부분의 접시안테나들이 현재 이 기술을 사용하고 있습니다.

 

그러나 이런 위의 두가지의 추적방식은 원 사이클 이후에야 표적추적을 위한 방위와 고도수정을 위한 계산을 합니다.

그래서 즉각적인 angel track을 할수 있는 추적방식을 찾게 되었습니다. 이는 안테나를 4개 사용하여

lobe switching을 원싸이클 타임없이 즉각적으로 수정하는 것입니다.

이를 "monopulse tracking"이라고 합니다.

안테나를 여러개사용하여 그 신호를 즉각 계산할 수 있는 컴퓨터의 도움이 필수이며 array 안테나 또한 필수입니다

 

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그림에서 lobe switching이 시간 지연없이 즉각적으로 이루어집니다. 최근 제작되고 있는 array안테나는 이 기술을 사용합니다.

 

(위의 세가지 추적방식은 표적을 추적하면 표적이외의 다른 항적을 볼수가 없습니다.

(물론 단순 모노펄스안테나가 아닌 array안테나는 표적을 추적하면서 주위를 탐색도 합니다)

월남전 당시에 개발된 방식중 표적을 추적하면서 주위의 다른? 무언가를 같이 탐지해야 하는 것 때문에 표적을 추적하면서 주위를 같이 볼 수있는 "track while scan"방식을 사용합니다.

 

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(지대공 유도탄인 sa-2의 추적 레이더인 fansong, 가로와 세로의 통나무같이 긴 막대모양 통나무안테나가 표적추적을 한다.)

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(지대공 유도탄 sa-3의 표적추적 레이더인 low blow, 팔자형의 막대형 안테나가 표적 추적을 한다)

 

다음 그림은 fansong레이더의 표적 추적그림입니다.

가로 통나무모양 안테나는 고도 측정을 위해 2*10도의 beam을 한방향으로 초당 16번 스캔합니다.

세로 통나무모양 안테나는 방위 측정을 위해 2*10도의 beam을 한방향으로 초당 16번 스캔합니다.

최종적으로 표적은 2*2도의 사각형안에 갇히게 됩니다.

엄격히 표현하면 track while scan은 탐색상태이나 표적을 스캔패턴의 중심에 위치시킴으로 추적이 가능토록한 것입니다. 더불어 스캔 구역내의 다른 항적도 볼 수 있는거죠.

다른 무엇은 지대공 유도탄입니다. 이는 미사일 추적 방식에서 따로 언급을 드릴 것입니다.

 

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안테나를 무수히 많이 사용하면서 새로운 추적 방식이 도입되었습니다. 안테나 소자일부는 모노펄스 방식으로 표적 추적을 위해 사용하고 나머지 안테나는 탐지에 사용합니다. 이를 "track while search"라고 합니다.

 

위에서 언급하는 추적방식이 현재까지 나온 radar의 각도추적(angel track)방식입니다.

여러분들에게 많은 도움이 되었으면 합니다.

 

출처 : military specialis

 


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