DOI QR코드

DOI QR Code

The Efficient Clutter Simulation Method for Airborne Radars

항공기용 레이다를 위한 효율적인 클러터 모의 방법

  • Lee, Jonggil (Department of Information and Telecommunication Engineering, Incheon National University)
  • Received : 2019.06.09
  • Accepted : 2019.06.21
  • Published : 2019.09.30

Abstract

Simulation of the strong clutter occurring from the airborne radar is essential in the efficient development and performance evaluation of the aircraft radar system. If the efficient simulation of the clutter can be successful, algorithms can be proved and analyzed and also the performance evaluation is possible in the laboratory environment. Therefore, development and implementation of the airborne radar system can be achieved very economically in the effective way. However, the clutter simulation procedure is very difficult and tedious since the clutter environment changes in numerous ways as it depends on the flight path, direction of antenna beam, reflectivity of the surface, etc.. Thus, in this paper, the general Doppler spectrum model is suggested for efficient simulation of the various clutter environment. Also, it is shown that the various type of clutter in time domain can be generated easily by changing and adjustment of parameters in the general Doppler spectrum model.

항공기용 레이다 시스템의 효율적인 개발 및 성능 시험을 위해서는 탑재된 레이다 시스템의 특성 때문에 발생하는 강력한 클러터들의 모의 구현이 필수적이다. 이러한 클러터들의 모의 구현이 효율적으로 이루어질 수 있다면 실험실내에서의 알고리즘 검증, 분석 및 성능 평가 등이 가능하다. 따라서 매우 경제적이면서도 효과적인 시스템 설계 및 구현이 이루어질 수 있다. 그러나 이러한 클러터들은 항공기의 비행경로 또는 안테나 빔의 조향 각도, 지표면 반사정도 등에 따라 매우 다양한 형태로 발생하게 되고 따라서 클러터의 모의 구현이 매우 까다롭고 번거롭다는 것이 가장 큰 문제점이다. 따라서 본 논문에서는 항공기용 레이다에서 발생하는 다양한 형태의 클러터들을 효율적으로 모의구현할 수 있는 범용 도플러 전력 스펙트럼 모델을 제안하였다. 또한 이러한 범용 스펙트럼 모델에서의 파라미터 값들의 변경 및 조정을 통하여 실제로 시스템에서 필요로 하는 시간영역에서의 다양한 클러터들을 가변적으로 용이하게 발생시킬 수 있음을 보였다.

Keywords

References

  1. F. Barbaresco, V. Brion, and N. Jeannin, "Radar wakevortices cross-section/Doppler signature characterisation based on simulation and field test trials," IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 10, no. 1, pp. 82-96, Jan. 2016. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2015.0132
  2. G. M. Herbet, "Clutter modelling for space-time adaptive processing in airborne radar," IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 4, no. 2, pp. 178-186, April 2010. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2009.0064
  3. M. Kirscht, J. Mietzner, B. Bickert, A. Dallinger, J. Hippler, J. Meyer-Hilberg, R. Zahn, and J. Boukamp, "An airborne radar sensor for maritime and ground surveillance and reconnaissance-algorithmic issues and exemplary results," IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 9, no. 3, pp. 971-979, Mar. 2016. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2015.2418173
  4. Z. Feng, Y. Chen, J. Hyyppa, T. Hakala, H. Zhou, Y. Wang, and M. Karjalainen, "Estimating ground level and canopy top elevation with airborne microwave profiling radar," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 56, no. 4, pp. 2283-2294, April 2018. https://doi.org/10.1109/TGRS.2017.2778024
  5. J. W. Sapp, S. O. Alsweiss, Z. Jelenak, P. S. Chang, S. J. Frasier, and J. Carswell, "Airborne co-polarization and cross-polarization observations of the ocean-surface NRCS at C-band," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 54, no. 10, pp. 5975-5992, Oct. 2016. https://doi.org/10.1109/TGRS.2016.2578048
  6. J. Xu, S. Zhu, and G. Liao, "Range ambiguous clutter suppression for airborne FDA-STAP radar," IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, vol. 9, no. 8, pp. 1620-1631, Dec. 2015. https://doi.org/10.1109/JSTSP.2015.2465353
  7. G. Morris and L. Harkness, Airborne Pulsed Doppler Radar, 2nd ed. Norwood, MA: Artech House, 1996.
  8. S. Watts, L. Rosenberg, S. Bocquet, and M. Ritchie, "Doppler spectra of medium grazing angle sea clutter; part 1: characterisation," IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 10, no. 1, pp. 24-31, Jan. 2016. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2015.0148
  9. S. Watts, L. Rosenberg, S. Bocquet, and M. Ritchie, "Doppler spectra of medium grazing angle sea clutter; part 2: model assessment and simulation," IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 10, no. 1, pp. 32-42, Jan. 2016. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2015.0149