Abstract
In this paper, we present the basic design results for high-resolution radar development at S-band frequency that can precisely measure the miss distance between two targets. The basic system requirement is proposed for the design of a 3.5 GHz linear frequency-modulated (LFM) radar with maximum detection distance and distance resolution of 2 km and 1 m, respectively, and the specifications of each module are determined using the radar equation. Our calculations revealed a signal-to-noise ratio ${\geq}30dB$ with a bandwidth of 150 MHz, transmission power of 43 dBm for the power amplifier, gain of 26 dBi for the antenna, noise figure of 8 dB, and radar cross-section of $1m^2$ at a target distance of 2 km from the radar. Based on the calculation results and the theory and method of LFM radar design, the hardware was designed using software defined radar technology. The results of the subsequent field test are presented that prove that the designed radar system satisfies the requirements.
본 논문에서는 두 표적 간의 거리차를 정밀하게 계측할 수 있는 S-band 고 분해능 레이다 개발을 위한 시스템 기본 설계 및 구현 결과를 제시한다. 3.5 GHz LFM(Linear Frequency Modulation) 레이다 기본 설계를 위하여 제안하는 시스템 요구조건은 거리 분해능 1 m, 최대 계측 거리 2 km이며 레이다 방정식을 통해 각 모듈의 사양을 결정하였다. 최종적으로 150 MHz 대역폭, 송신 출력 43 dBm 전력 증폭기, 이득 26 dBi 안테나, 잡음 지수 8 dB 이하, RCS $1m^2$일 때, 표적과 레이다의 최대거리 2 km 기준 SNR이 30 dB 이상이 나올 수 있음을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션 결과를 토대로 하드웨어 설계를 하였으며, SDR(Software Defined Radar) 장비를 이용한 LFM 레이다 설계 이론과 방법 그리고 야외 시험 결과를 보여주고 요구조건을 만족하는 레이다 시스템 설계가 가능함을 입증하였다.