Ship Positioning Estimation Using Phased Array Antenna in FMCW Radar System for Small-Sized Ships
소형 선박용 FMCW 레이더 시스템에서의 위상 배열 안테나를 사용한 선박의 위치 추정

Seongwook Lee, Seong Ro Lee, Seong-Cheol Kim
2015 The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences  
약 기존에 중·대형 선박용 레이더로서 널리 사용되는 펄스 레이더는 주로 원거리에 위치하는 다른 선박이나 장애 물을 감지하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 펄스 레이더는 높은 출력을 요구하며 장착 및 유지비용이 많이 들기 때문에 소형용 선박에는 장착하지 못하고 있다. 따라서 그 대안으로 제시되는 것이 FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더이다. FMCW 레이더 시스템은 낮은 전력으로도 운용이 가능하며 비교적 가까운 곳에 있 는 물체에 대한 거리 분해능이 좋기 때문에 소형 선박용 레이더에 적합하다. 기존에 제안된 소형 선박용 FMCW 레이더 시스템은 단일 수신 안테나를 사용하기 때문에 한 번 수신된 신호를 가지고는 특정 방향에 존재하는 선박 의 위치 정보만을 추출할 뿐, 동시에 여러 선박의 위치 정보를 파악하는 것은 힘들다. 따라서 본 논문에서는 위상 배열 안테나를 사용하여 받은 FMCW 레이더 신호에 MUSIC(multiple signal
more » ... lassification) 알고리즘을 적용함으 로써, 여러 대의 선박의 위치를 동시에 추정할 수 있는 방법을 제안한다. 또한, 디지털 빔 형성 기법을 기존 MUSIC 알고리즘에 결함함으로써 각도 분해능을 향상시키고자 한다. ABSTRACT Conventionally, a pulse radar is used for middle-sized or large-sized ships to detect other ships or obstacles located at a long distance. However, it is hardly equipped for most of the small-sized ships due to mounting and maintenance costs. Therefore, FMCW(frequency modulated continuous wave) radar is suggested as an alternative for the small-sized ships. Since it operates with low power and has good range resolution for relatively close objects, it is eligible for the small-sized ships. In previously proposed FMCW radar system, it only estimates distance and velocity of a target ship placed in the direction of main beam and is hard to detect several ships simultaneously. Thus, we suggest the method for detecting several ships at the same time by applying MUSIC(multiple signal classification) algorithm to FMCW radar signal received by a phased array antenna. In addition, by combining digital beam forming with the MUSIC algorithm, better angle resolution is achievable.
doi:10.7840/kics.2015.40.6.1130 fatcat:qroadetcn5be7dsdcooha3l5uq