Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB 1

Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB (1. 7~2. ) 2012. 1. 13. 김 성환

1. 7 Radar Losses 1. 7. 1 Transmit and Receive Losses • Radar transmitter와 antenna input port • Antenna output port와 receiver front end

1. 7. 2 Antenna Pattern Loss and Scan Loss sinx/x의 antenna radiation pattern을 가지는 안테나의 average gain r : Aperture radius Gaussian antenna radiation pattern을 가지는 안테나의 gain 안테나의 scanning rate가 너무 빨라 receiver에서의 gain이 transmitter에서의 gain과 같지 않다면 scan loss가 부가적으로 발생한다. (ex : phased array radar)

1. 7. 3 Atmospheric Loss 대기 속에서의 감쇠는 radar operating frequency, target range, elevation angle의 함수로 구성된다.

1. 7. 4 Collapsing Loss • 되돌아오는 noise pulse가 target의 return pulse보다 많을 경우에 SNR이 낮아 지는데 이를 collapsing loss라고 한다. Collapsing loss factor : n : signal과 noise를 포함하는 pulse 수 m : noise만 포함하는 pulse 수

c. Quantization Loss A/D converter의 출력에서 noise level을 증가시킨다. A/D noise level은 이고 q는 quantization level이다. d. Range Gate Straddle Target이 항상 range gate의 중심에 있지 않기때문에 발생하는 loss. 두 인접한 gate사이에서 발생하기 쉽고, 이로 인해 SNR의 값이 작아진다.

e. Doppler Filter Straddle Target doppler frequency가 두 doppler filter사이에서 떨어질 수 있기 때문에 loss가 발생한다.

Total target scattered RCS는 다음과 같다.

2. 2 RCS Prediction Methods RCS 예측 방법에는 exact, approximate두 가지 방법이 존재한다. Exact method – 경계조건을 가지고 미분/적분 방정식을 풀어야 하므로 해석 및 프로그래밍이 어렵다. Approximate method – Geometrical Optics (GO), Physical Optics (PO), Geometrical Theory of Diffraction (GTD)등이 있다.

2. 3 RCS Dependency on Aspect Angle and Frequency RCS는 radar aspect angle과 frequency에 따라 변함. RCS가 radar aspect angle에 따라 변하는 경우

Aspect angle이 10도 일 경우 두 물체 간의 electrical spacing은 다음과 같다.

2. 4 RCS Dependency on Polarization 2. 4. 1 Polarization

X, Y축의 비율을 Axial Ratio(AR)라고 한다. AR이 1일 경우 circular polarization, E 1이 0이고 AR이 무한대일 경우 linearly polarization이라 한다. Z=0,

임의의 polarized electronic field는 두 circularly polarized field로 나타낼 수 있다. 위의 식으로부터

2. 4. 2 Target Scattering Matrix 임의의 linearly polarized wave가 물체에 입사될 때, backscattered field는 다음 과 같다. S : scattering matrix i : incident field s : scattered field 식 로 부터 backscattered RCS는 다음과 같이 될 수 있다. 즉, scattering matrix가 정의되면, 이를 이용하여 backscattered RCS를 계산 할 수 있다.

2. 5 RCS of Simple Objects