• 검색 결과가 없습니다.

Analysis of Monostatic/Bistatic Radar Cross Section of Multi-target for Target Signals Simulation

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Analysis of Monostatic/Bistatic Radar Cross Section of Multi-target for Target Signals Simulation"

Copied!
10
0
0

로드 중.... (전체 텍스트 보기)

전체 글

(1)

항적 신호 모의를 위한

다기종 모노스태틱/바이스태틱 레이다반사면적 분석

박준식*ㆍ지성환**

Analysis of Monostatic/Bistatic Radar Cross Section of Multi-target for Target Signals Simulation

Jun-Sik Park

*

ㆍSoung-Hwan Chi

**

요 약

본 연구는 레이다 시스템의 성능 검증 및 개선을 위한 표적 신호 모의장비의 표적별 레이다반사면적(RCS) 데이터의 수집 및 분석을 목적으로 민항기(B-747, B-737) 및 전투기(F-16) 기종에 대한 VHF 대역의 모노스 태틱/바이스태틱 RCS를 전자기장 분석한 연구이다. 분석에 앞서, 전자기장 분석 도구들에 대한 데이터 교차 검증 및 분석 시간 비교를 통해 소요 시간을 최소화하였으며, 분석 해상도에 따른 보간 오차를 검토하여 분석 범위를 선정하였다. 각 기종별로 획득된 RCS 데이터는 입/반사 고각 및 주파수별로 나누어 분석하였으며, 기 체 모양 및 입/반사 각도에 따른 RCS 특징을 기술하였다. 마지막으로 RCS 분포 히스토그램을 통해 각 기종 별 통계적 RCS 분포값을 제시한다. 향후 본 연구를 통해 획득한 RCS 데이터베이스는 VHF 대역 레이다 시스 템의 항적 신호 모의를 위한 신호모사장치에 활용할 예정이다.

ABSTRACT

In this study, for the purpose of collecting and analyzing target-specific RCS data of target signals simulator for verification/improvement of radar system performance, VHF band monostatic/bistatic RCS of civil aircraft(B-747, B-737) and fighter(F-16) models were analyzed by EM simulation tool. In order to reduce the RCS analysis time, the analysis time and RCS data were compared and cross-verified. Also, the analysis range was selected by examining the interpolation error according to the analysis angle resolution. The RCS data obtained for each model were analyzed separately by the incident/reflection elevation angle and frequency. The RCS characteristics according to the shape of the aircraft and the incident/reflection azimuth angle were described. Finally, the statistical RCS distribution value of each model is presented through RCS distribution histogram analysis. In the future, the RCS database obtained by this study will be used for the target signals simulator of the VHF band radar system.

키워드

RCS, Bistatic, EM Simulation, VHF Radar 레이다 반사 면적, 바이스태틱, 전자기장 분석, 초단파 레이다

* 교신저자 : 한화시스템 다계층네트워크팀

** 모아소프트 EM솔루션팀([email protected]) ㆍ접 수 일 : 2021. 07. 19

ㆍ수정완료일 : 2021. 09. 02 ㆍ게재확정일 : 2021. 10. 17

ㆍReceived : Jul. 19, 2021, Revised : Sep. 02, 2021, Accepted : Oct. 17, 2021 ㆍCorresponding Author : Jun-Sik Park

 Dept. Multi-layer Wireless Network Team, Hanwha Systems Email : [email protected]

http://dx.doi.org/10.13067/JKIECS.2021.16.5.789

(2)

Ⅰ. 서 론

일반적으로 레이다반사면적(: Radar Cross Section) 은 레이다 신호가 표적에 반사, 회절 및 산란되어 특 정 방향으로 전파되는 전자기 신호의 세기를 나타내 며 표적의 모양, 입사 및 반사되는 신호의 방향, 신호 의 주파수, 표적의 재질 및 전자기 특성 등 다양한 요 인에 의해 결정된다.

일찍이 레이다 시스템에 대한 성능 검증 및 개선을 목표로 표적 신호(레이다 반사신호)에 대한 다양한 모의 장치가 개발되어 왔지만[1-5], 표적 신호의 세기 를 결정 짓는 요소 중 하나인 레이다반사면적에 대한 결정 요인(주파수, 신호의 입/반사 각도, 기체 특성 등)이 매우 많고, 이를 모두 분석하여 표적 신호에 적 용하기에는 많은 시간이 소요되기 때문에 근사화된 RCS 분포 모델 및 일부 주파수, 각도 등에 대한 구 간 분석으로 얻은 데이터를 주로 활용하였다.

하지만 컴퓨터 연산 능력 및 다양한 전자기 분석 방법들이 발전함에 따라 표적에 대한 3-D 모델 기반 의 전자기장 분석의 소요 시간이 지속적으로 단축되 어 왔으며, 이를 통해 다양한 표적의 RCS 데이터베 이스를 구축하고 타 분석 결과와의 교차 검증을 통해 분석 방안의 적절성 및 분석 정확도를 확보하고, 종래 에는 레이다 송/수신장치를 통해 실측된 표적의 수신 신호 값을 역산함으로써 분석된 RCS 값의 효용성을 입증하는 연구가 차츰 발전되어 왔다[6-8]. 또한, 비 행체에 대한 축소형 모델을 제작하여 무반향 챔버 또 는 실내에서 각도별/주파수별 RCS 데이터를 실측하 고, 이를 보정 및 크기 조정하여 표적의 RCS 분포를 얻는 연구도 활발히 진행 중이다[9-11]. 이렇게 분석 된 다양한 RCS 데이터베이스는 레이다 표적 신호의 모의에도 활용되지만, 최근에는 레이다 수신신호세기 의 분포를 매칭시키며 탐지된 표적의 구분 및 종류를 식별하는 연구에도 활발하게 이용된다[12-14].

본 논문에서는 능동형/수동형 레이다 시스템의 표 적 신호(항적 신호)를 모의하기 위한 다양한 표적의 모노스태틱/바이스태틱 레이다반사면적을 입/반사 고 각별, 주파수별로 분석하며 각 기종별 특징 및 기체 형상에 대한 RCS 영향성에 대해 분석한다. 논문의 구 성은 다음과 같다. Ⅱ장에서는 분석 대상 모델의 기종 별 형상 및 크기 제원과 함께 전자기장 분석 도구에

대한 교차 검증, 각도 해상도별 분석 오차를 소개하며,

Ⅲ장에서는 각 기종별 모노스태틱/바이스태틱 RCS를 입/반사 고각 및 주파수별로 분석하고, RCS 분포 히 스토그램을 통해 통계적 RCS 분석값을 정리하도록 한다. 마지막으로 Ⅳ장에서는 결론을 도출한다.

Ⅱ. 분석 개요

2.1 분석 대상 모델

본 연구에서는 다양한 크기 및 형상을 갖는 비행체 기종의 모노스태틱/바이스태틱 RCS의 분석을 위하여 표 1과 같이 대형 민항기, 중형 민항기 그리고 일반 전투기 기종의 3가지 모델을 선정하였다. 대형 민항기 와 중형 민항기는 Bowing 社의 B-747, B-737 기종 을 선정하였으며, 일반 전투기는 전무장 상태의 F-16 기종을 선정하였다.

대형 민항기로 선정된 B-747 모델은 좌익과 우익 에 각각 2개의 터빈 엔진을 장착한 형상이며, 전장 70.5 m, 전폭 59.6 m, 전고 16 m의 크기를 가진다.

중형 민항기로 선정된 B-737 모델은 좌익과 우익에 각각 1개의 터빈 엔진을 장착하였으며 날개단 끝부분 은 이중 윙렛 구조의 형상으로 전장 35.4 m, 전폭 35.9 m, 전고 10.7 m의 크기를 가진다. 마지막으로 일 반 전투기로 선정된 F-16 모델은 비행체 배면에 별도 의 임무용 포드가 없는 기본 모델을 기반으로 좌/우 날개에는 각각 사인드와인더 미사일, 암람, 보조연료 탱크를 장착한 형상을 가진다. F-16은 전고 14.7 m, 전폭 10.51 m, 전고 4.22 m의 크기를 가진다.

그림 1. 분석모델의 방위각, 고각 정의 Fig. 1 Definitions of azimuth & elevation angle of

analysis model

(3)

Model B-747 B-737 F-16

Spec.

표 1. 기종별 형상 및 크기 제원

Table 1. Shape and size specifications for each model

그림 1은 분석 모델에 대한 방위각, 고각에 대한 정의를 나타낸다. 분석 방위각( φ )은 비행체 모델의 기 수를 방위각 0°로 하여 반시계 방향으로 정의하며, 분 석 고각( θ )은 비행체 모델의 측면상에서 수직 방향을 고각 0°로 하여 반시계 방향으로 정의한다. 본 연구에 서는 지상에 설치된 레이다에서 수신하는 항적 신호 를 모의하기 위한 표적의 RCS 분석을 감안하여 1°

∼ 360°의 방위각과 85° ∼ 130°의 고각을 중점적으 로 분석하였다. 고각 분석 범위는 비행체의 회전 기동 에 의한 피치(Pitch) 마진을 포함한다.

2.2 전자기장 분석 도구 비교

각 비행체 기종의 바이스태틱 RCS의 분석에는 입 사 방위각, 입사 고각, 반사 방위각, 반사 고각, 그리 고 주파수까지 총 5개 항목에 따라 RCS 값이 결정된 다. 앞서 기술한 입/반사 방위각, 고각의 범위와 주파 수까지 고려하면 경우의 수가 기하급수적으로 증가하 며, RCS 분석에 상당한 시간이 소요된다.

한편, 소요 시간을 단축하기 위해 분석 각도의 해 상도를 줄이거나 주파수 해상도를 줄이면 추후 데이

터의 보간 과정 시 급변점에서 많은 보간 오차를 유 발하게 된다. 이와 같은 이유로 본 연구에서는 사전에 다양한 전자기장 분석 도구를 이용하여 비행체 기본 모델을 분석하고 각 분석 도구별 소요 시간과 분석 데이터를 교차 검증한 후 연구 기간 내 최대한 높은 해상도를 유지하며 소요 시간을 절감할 수 있는 분석 도구를 선정하였다. 교차 검증에는 Altair 社의 FEKO 프로그램과 WIPL-D 프로그램을 활용하였다.

두 전자기장 분석 도구는 공통으로 안테나 설계 및

위치 선정, EMC(: Electro Magnetic Compativility),

전파 산란(Scattering), RCS 등을 분석하는 도구이며

FEKO는 분석 모델의 크기 및 주파수별로 MoM,

MLFMM (Multi-Level Fast Multipole Method),

PO(Physical Optics), RL-GO(Ray Launching

-Geometrical Optics), UTD(Uniform Theory of

Diffraction) 등과 같은 다양한 분석 기법들과 함께

Boolean 기능을 제공함으로써 설계 편의성 및 범용성

을 갖는다. 또한, 볼륨 기반 시뮬레이션 방식으로 구

조체의 표면과 내부의 속성을 별도로 설정하여 분석

할 수 있는 장점이 있다.

(4)

ele.

azi. 2° 3° 5° 6° 9° 10°

2° 0.19 0.23 0.57 1.13 5.29 7.52 3° 0.21 0.24 0.57 1.13 5.29 7.52 5° 0.24 0.27 0.60 1.16 5.31 7.53 6° 0.53 0.55 0.88 1.43 5.49 7.69 9° 2.23 2.26 2.56 3.06 6.88 8.90 10° 3.62 3.64 3.93 4.43 8.08 9.90

표 2. 각도 해상도별 평균오차(%) Table 2. Average error(%) for each angle resolution

그림 2. WIPL-D, FEKO 전자기장 분석 도구 비교 Fig. 2 Comparison of WIPL-D and FEKO EM analysis tools 이에 반해 WIPL-D는 사변형 메시(Quadrilateral

mesh)와 고차기저방정식(High-order basis functions) 을 기반으로 하는 MoM 분석 기법을 활용함으로써 낮은 컴퓨팅 자원 점유율 및 빠른 분석 시간을 제공 한다. WIPL-D는 Boolean 기능을 제공하지 않기 때 문에 복잡한 구조의 3-D 모델의 분석에는 설계 편의 성이 낮지만, 모델의 표면 메시만을 생성/분석하기 때 문에 구조 확정모델에서 많은 경우의 수를 해석하는 상황에 매우 높은 분석 효율성을 가진다.

그림 2는 F-16 모델에 대한 주파수별 FEKO, WIPL-D의 바이스태틱 RCS 분석 결과를 나타낸다.

분석은 80 MHz, 100 MHz, 120 MHz의 세 주파수에 서 입사 방위각 0°, 입/반사 고각 90°의 조건 하에 1°

간격으로 바이스태틱 RCS를 분석하였으며, FEKO는 MLFMM 분석 기법을 적용하였다. 분석 결과, 두 전 자기장 분석 도구는 2 dB 이내의 오차로 유사한 바이 스태틱 RCS 결과를 나타냈지만, 각각의 주파수별 분 석 시간은 FEKO의 경우 약 3 시간, WIPL-D의 경우 약 45 분이 소요되었다.

앞서 기술된 내용과 같이 본 연구에서는 입/반사 방 위각 및 고각의 범위와 주파수에 따른 경우의 수가 매 우 많기 때문에 분석 소요 시간의 단축을 위하여 WIPL-D 분석 도구를 선정하였으며, 표 2와 같이 각도 해상도별 보간 오차를 사전 분석하고 2% 이내의 평균 오차를 만족하는 최대 보간 간격(6°)을 설정함으로써 분석 소요 시간을 효과적으로 단축시킬 수 있었다.

Ⅲ. 레이다반사면적 분석 결과

본 장에서는 Ⅱ 장에서 소개한 비행체 기종 및 전 자기장 분석 도구, 분석 방위각 및 고각 범위와 간격 에 대해 RCS 분석 결과를 다양한 방식으로 기술한다.

3.1 장에서는 각 기종별 모노스태틱 RCS를 입/반사

고각에 대해 분석하고 기체 형상 및 구조물에 대한

정방향 반사 특성을 분석하였으며, 3.2 장에서는 입사

방위각에 대한 바이스태틱 각도의 RCS 그림과 함께

입/반사 고각에 대한 바이스태틱 RCS 및 고각별 최

대/최소 RCS를 분석한다. 3.3 장에서는 80 ∼ 120

MHz의 주파수 범위에서 바이스태틱 RCS 및 최대/최

(5)

소 RCS를 분석한다. 마지막으로 3.4 장에서는 RCS 분포 히스토그램 분석을 통해 각 기종별 평균 RCS, 1- σ 편차(66.6%) 분포 RCS 값에 대해 나타낸다.

3.1 기종별 모노스태틱 RCS 분석

그림 3 은 85° ∼ 130°의 고각에 따른 비행체 기종 별 모노스태틱 RCS 분석 결과를 나타낸다. 그림은 왼쪽부터 순차적으로 B-737, B-747 및 F-16이며 RCS 분포는 약 –20 ∼ 40 dBsm의 색상 분포도를 이용하여 나타낸다. 모노스태틱 RCS 분석 결과, B-737 기종은 85° ∼ 130°의 고각 범위에 대해 약 2

∼ 38 dBsm 값을 나타내며, B-747은 약 -2 ∼ 45 dBsm, F-16은 -15 ∼ 22 dBsm 값을 나타낸다.

세 기종은 공통적으로 비행체 상면도 상에서 선체 에 수직이 되는 좌/우익 부근에서 모노스태틱 RCS

값이 가장 높았으며, 전방, ±45°, ±125° 부근에서 대 체로 낮은 모노스태틱 RCS 값이 분석되었다. 또한, 좌/우익 부근의 방위각에 대한 모노스태틱 RCS 값은 고각이 90°에 가까울수록(비행체와 평행할수록) 높아 지는 경향을 보이지만, 이를 제외한 모든 방위각 방향 에서는 고각이 130°에 가까울수록(비행체 배면 방향 을 향할수록) 높은 모노스태틱 RCS 값을 나타내는 것을 알 수 있다. 마지막으로 터빈 엔진 및 미사일, 기체 변곡점 부근 방향에서 대체로 높은 RCS가 분석 되었으며, 이는 돌출 부위에서 정방향 전파 반사가 높 게 나타난 것을 의미한다. 이와 같은 이유로 스텔스기 와 같은 저피탐 비행체는 RCS를 낮추기 위해 비행체 곡면을 매끄럽게 설계하거나 내부 무장창을 활용하여 미사일 및 임무장비를 비행체 내부에 장입함으로써 기동 간 RCS를 최소화한다.

그림 3. 입/반사 고각에 따른 기종별 모노스태틱 RCS 분석 결과

Fig. 3 Monostatic RCS analysis results for each model according to the incident/reflection elevation angle

3.2 기종별 바이스태틱 RCS 분석

본 절에서는 각 기종별 바이스태틱 RCS를 분석한 다. 일반적으로 바이스태틱 RCS는 입사 방향에 대해 정방향 전파 반사하는 모노스태틱 RCS와 더불어 전 파 회절 및 표면 전파 전도에 의해 다른 방향으로 방 사되는 모든 전파 반사를 포함한다. 그림 4와 5는 각 각 비행체에 대한 바이스태틱 각도의 정의 및 이를 100 MHz 주파수 및 입/반사 고각 90° 조건 하에 입 사 방위각에 대해 바이스태틱 각도로 RCS를 분석한 결과이다.

그림 4. 바이스태틱 각도 정의

Fig. 4 Definition of bistatic angle

(6)

그림 5. 입사 방위각에 따른 바이스태틱 RCS 분석, (a) B-737, (b) B-747, (c) F-16

Fig. 5 Analysis of bistatic RCS according to the transmit angle, (a) B-737, (b) B-747, (c) F-16

분석 결과, 세 기종 모두에서 입사 방향과 반대 방 향인 180° 부근의 바이스태틱 각도(그림 5 (a)의 ①) 에서 높은 RCS 값이 도출되었으며, 앞서 3.1 절의 모 노스태틱 RCS 분석 결과와 마찬가지로 비행체 날개 에 해당하는 90° 부근 입사 방위각에서 가장 높은 RCS 값이 분석되었다. 또한, 입사 방위각에 대해 비 행체 기수축(x축)에 반사되는 각도(그림 5 (a)의 ②, ex. 입사 10° - 반사 170°, 입사 20° - 반사 160°)에서 높은 RCS 값이 나타난다. 반대로, 비행체 기수 부근 (±45°)과 꼬리인 미익 부근(180 ±30°)에 반사되는 방 위각 각도(그림 5 (a)의 ③)에서 대체로 낮은 RCS 값 이 분석되었으며, 모노스태틱 RCS 분석 결과와 유사 하게 기체 변곡점에 입/반사되는 부근에서 높은 RCS 값이 분석되었다.

그림 6 (a)와 (b)는 각각 기종별 입/반사 고각에 따 른 바이스태틱 RCS 분석데이터를 입사 방위각 0°, 25°에 대해 나타낸 그림이다. 입/반사 고각은 먼 거리 에 있는 고고도 비행체를 가정하여 같은 각도로 설정 함으로써 분석데이터를 가시적으로 표현한다. 앞서 그 림 5에서 분석한 바이스태틱 각도에 따른 RCS 값과 유사하게 입사 방위각에 대하여 180° 부근의 바이스 태틱 각도에서 가장 높은 RCS 값이 분석되었으며, 정방향 반사 및 좌/우익 방향의 반사에서 낮은 RCS 값이 분석된다. 또한, 고각에 따른 바이스태틱 RCS는 모노스태틱 RCS 분석 결과와 유사하게 비행체 배면 방향을 향할수록(고각이 90°에서 130°에 가까워질수 록) 높은 RCS 값을 보이며, 터빈 엔진, 미사일 등과 같은 돌출 부위와 기체 변곡점 등 에서 상대적으로 높은 RCS 값이 분석되었다.

그림 7은 각 기종별로 고각에 따른 모든 입/반사

방위각의 바이스태틱 RCS에 대해 최대/최소 RCS 값

을 나타낸 그림이다. 최대 RCS는 주로 배면 및 수평

방향 고각의 비행체 미익부근(바이스태틱 각도 180°)

에서 관찰되며 B-737과 B-747 모델은 각각 약 43

dBsm, 55 dBsm의 최대 RCS 값이 90° 방향 고각에

서 분석되었으며, F-16 모델은 약 30 dBsm의 최대

RCS 값이 130° 방향 고각에서 나타났다. 아울러

B-737, B-747 모델의 최소 RCS는 약 -10 ∼ -3

dBsm으로 나타났으며, F-16 모델은 약 -16 ∼ -25

dBsm의 최소 RCS 값이 분석되었다.

(7)

그림 7. 고각에 따른 최대/최소 RCS Fig. 7 Max/Min RCS according to the elevation

그림 6. 기종별 입/반사 고각에 따른 바이스태틱 RCS 분석, 입사 방위각( φ ) : (a) 0°, (b) 25°

Fig. 6 Bistatic RCS analysis according to the incidence/reflection elevation angle for each model, incident azimuth angle( φ ) : (a) 0°, (b) 25°

3.3 주파수에 따른 바이스태틱 RCS 분석 앞 절에서 고정 주파수에 대한 입/반사 고각별 각 기종의 바이스태틱 RCS를 분석한 것과 더불어 본 절 에서는 고정 입/반사 고각(90°)에 대해 80 ∼ 120 MHz 의 주파수별 각 기종의 바이스태틱 RCS를 분석한다.

그림 8은 각 기종별 80 ∼ 120 MHz 주파수에 따 른 바이스태틱 RCS 분석 결과를 나타낸 그림이다.

세 기종 모두에서 공통적으로 높은 RCS 값을 갖는 비행체의 미익 부근에서 주파수에 대한 급격한 변화 가 보이지 않지만, 입사 방위각 부근인 기수 부근에서 는 주파수에 대한 RCS 변화가 뚜렷하게 관찰된다.

이는 비행체의 구조에 대한 주파수 공진 영향보다 바

이스태틱 각도에 따른 전파 반사가 더욱 활발함을 의

미하며, 반사 방위각이 입사 방위각에 가까울수록 주

파수별로 구조 공진에 의한 RCS 급변이 활발하게 작

용하는 것을 알 수 있다.

(8)

그림 8. 기종별 주파수에 따른 바이스태틱 RCS 분석 Fig. 8 Bistatic RCS analysis according to the frequency for each model

그림 9. 주파수에 따른 최대/최소 RCS Fig. 9 Max/Min RCS according to the frequency

그림 10. 기종별 RCS 분포 히스토그램 (a) B-737, (b) B-747, (c) F-16

Fig. 10 RCS distribution histogram for each model (a) B-737, (b) B-747, (c) F-16

그림 9는 각 기종 별 주파수에 따른 모든 입/반사 방위각의 바이스태틱 RCS에 대해 최대/최소 RCS 값 을 나타낸다. 앞서 결과와 마찬가지로 최대 RCS는 주로 비행체 미익 부근에서 관찰되며 주파수에 대한 급격한 변화는 보이지 않는다. B-737 모델의 최대 RCS는 약 43 dBsm, B-747 모델의 최대 RCS는 약 55 dBsm 그리고 F-16 모델의 최대 RCS는 약 29 dBsm 값을 갖는다. 각 기종 별 최소 RCS는 주파수 에 따른 편차가 심하며, B-737, B-747 모델은 약 -20

∼ 3 dBsm, F-16 모델은 약 -50 ∼ -20 dBsm의 최

소 RCS 값을 갖는다.

(9)

3.4 RCS 히스토그램 분석

본 절에서는 분석된 모든 입/반사 방위각 및 고각, 주파수에 따른 바이스태틱 RCS 값들에 대해 히스토 그램을 통해 각 기종별 주요 RCS 분포를 분석한다.

그림 10의 (a) ∼ (c)는 순차적으로 B-737, B-747, F-16 기종에 대한 RCS 분포 히스토그램을 나타낸다.

히스토그램 분석 결과, B-737 기종은 평균 약 20 dBsm, 최대 약 43 dBsm의 RCS 값을 나타내며 약 17 dBsm에서 최대 RCS 빈도수를 갖는다. B-737은 약 13 ∼ 27 dBsm에서 1- σ 편차 분포를 갖는다.

B-747 기종은 평균 약 22.5 dBsm, 최대 약 55 dBsm 의 RCS 값을 나타내며 약 19 dBsm에서 최대 RCS 빈도수를 갖는다. B-747은 약 15 ∼ 31 dBsm에서 1- σ 편차 분포를 갖는다. F-16 기종은 평균 약 11.3 dBsm, 최대 약 33 dBsm의 RCS 값을 나타내며 약 12 dBsm에서 최대 RCS 빈도수를 갖는다. F-16은 약 4.5 ∼ 19 dBsm에서 1-σ 편차 분포를 갖는다. 각 기 종별 RCS 히스토그램 결과는 Ⅱ 장의 기종 별 크기 비율에 대해 일관성있는 RCS 분석 결과를 도출함으 로써 분석된 바이스태틱 RCS의 신뢰성을 뒷받침한다.

Ⅳ. 결 론

본 연구를 통해 대형 민항기, 중형 민항기, 그리고 일반 전투기에 대한 VHF 대역의 모노스태틱/바이스 태틱 RCS를 분석하였다. 분석에 앞서 전자기장 분석 도구에 대한 교차 검증 및 보간 단위 별 오차를 사전 분석함으로써 분석 소요 시간을 크게 단축시킬 수 있 었으며, 분석된 데이터를 종합하여 입/반사 고각 및 주파수별로 분석함으로써 기종별 VHF 대역의 RCS 특징을 분석하였다. 본 연구 결과를 통해 얻은 RCS 데이터베이스는 향후 일반 민항기 및 전투기에 대한 레이다 표적 신호 모의에 활용할 계획이며, 표적의 기 동에 따른 다양한 항적 신호의 신호세기를 입/반사 방 위각과 고각, 주파수별로 세분화하여 모의함으로써 레 이다 성능 검증 및 개선에 큰 역할을 기여할 것이다.

나아가 RCS 분포 히스토그램을 통해 미상의 레이다 수신신호에 대한 표적 분류에도 활용할 예정이다.

References

[1] S. Lee, T. Choe, Y. Jung, S. Lee, and J. Yoon,

“Development of target signal simulator for multi-beam type FMCW radar,” J. of the Korea Institute of Mulitary Science and Technology, vol.

15, no. 3, June 2012, pp. 343-349.

[2] Y. Lim, “The modelling and simulation of passive bistatic radar,” Master’s Thesis, University of Adelaide, 2013.

[3] S. Jeong, S. Lee, and K. Kim, “Study on class separability measure for radar signals,” The J. of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 29, no. 2, Feb. 2018, pp. 128-137.

[4] K. Kim, “A Study on the analysis and the test of the reflected signal of target of VHF Band,” J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 15, no. 5, Oct. 2020, pp. 813-818.

[5] K. Kim, S. Lee, and Y. Jang, “A Study on the Design and Implementation of Simulated Signal Generator for VHF Radar with High Interference and Immunity Characteristics,” J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol.

14, no. 1, Feb. 2019, pp. 27-32.

[6] A. David, C. Brousseau, and A. Bourdillon,

“Study of flight route effects on aircraft RCS signature at VHF freqeuencies by means of wire grid models,” In IEEE Int. Radar Conf., Alexandria, VA, USA, May 2000, pp. 231-235.

[7] A. David, C. Brousseau, and A. Bourdillon,

“Simulations and measurements of a radar cross section of a Boeing 747-200 in the 20-60 MHz frequency band,” Radio Science, vol. 38, no. 4, July 2003, pp. 1-8.

[8] S. Saillant, P. Dorey, and S. Azarian “Using VHF navigation aid to estimate radar cross section of airliners by inverting the radar equation,” In Int.

Conf. on Radar, Brisbane, QLD, Australia, Aug.

2018.

[9] I. M. Martin, M. A. Alves, G. G. Peixoto, and M.

C. Rezende, “Radar cross section measurements and simulations of a model airplane in the X-band,” Progress In Electromagnetics Research Symposium Online, vol. 5, no. 4, 2009, pp.

377-380.

[10] K. Kim, “A study on the measurement and the

analysis of radar cross section of the scaled

aircraft model,” J. of the Korea Institute of

(10)

Electronic Communication Sciences, vol. 15, no. 6, Dec. 2020, pp. 1055-1060.

[11] Y. Noh, C. Park, K. Kim, Y. Jang, and J. Yook,

“Measurement method for monostatic radar cross section of a scaled aircraft model in non-anechoic environment,” The J. of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, vol. 30, no. 7, July 2019, pp. 583-590.

[12] C. Barès, C. Brousseau, and A. Bourdillon, “A multifrequency HF-VHF radar system for aircraft identification,” In IEEE Int. Radar Conf., Arlington, VA, USA, May 2005.

[13] A. David, “Analyse des Signatures de Cibles à l’aide du Radar HF-VHF multifréquence et multipolarisation MOSAR,” PH. D Thesis, University of Rennes, 2006.

[14] S. Lim, “A study on RCS calculation and comparison for UHF/VHF/HF band,” Master’s Thesis, Hannam University, 2016.

저자 소개

박준식(Jun-Sik Park)

2014년 전북대학교 전자·정보공 학부 졸업(공학사)

2016년 전북대학교 대학원 전자·

정보공학부 졸업(공학석사) 2015년 ∼현재 한화시스템 미래정보통신연구소 다 계층네트워크팀 재직중

※ 관심분야 : RF송수신단, 시스템 엔지니어링, 데 이터링크, 전자전, 레이다 신호처리

지성환(Soung-Hwan Chi)

2006년 홍익대학교 전자·전기공 학부 졸업(공학사)

2011년 홍익대학교 대학원 전자·

정보통신공학과 졸업(공학석사) 2012년 ∼현재 모아소프트 디지털융합사업본부 EM솔루션팀 재직중

※ 관심분야 : 안테나 설계 및 탑재성능 분석, 무선

전력전송, 전자기 환경 분석, 낙뢰, EMP 효과

분석

수치

표  1.  기종별  형상  및  크기  제원
그림  2.  WIPL-D,  FEKO  전자기장  분석  도구  비교 Fig.  2  Comparison  of  WIPL-D  and  FEKO  EM  analysis  tools이에  반해  WIPL-D는  사변형  메시(Quadrilateral
Fig.  3  Monostatic  RCS  analysis  results  for  each  model  according  to  the  incident/reflection  elevation  angle
그림  5.  입사  방위각에  따른  바이스태틱  RCS  분석,  (a)  B-737,  (b)  B-747,  (c)  F-16
+3

참조

관련 문서

It considers the energy use of the different components that are involved in the distribution and viewing of video content: data centres and content delivery networks

After first field tests, we expect electric passenger drones or eVTOL aircraft (short for electric vertical take-off and landing) to start providing commercial mobility

1 John Owen, Justification by Faith Alone, in The Works of John Owen, ed. John Bolt, trans. Scott Clark, "Do This and Live: Christ's Active Obedience as the

Consider a cross section of large flow through which all streamlines are precisely straight and parallel. i) Forces, normal to the streamlines, on the element of fluid

For rapid detection and prediction of High Impact Weather events, the Weather Radar Center (WRC) of the KMA plans to upgrade its conventional doppler radar system to dual

Time series of vertical cross section of potential vorticity and wind vector calculated by Case 1 along the A-A' line indicated at Fig.. Same

3.9 Bead and cross section profiles of welds in LASER welding. Bead

4.2 Propagation of Radio Signals. 4.2.1