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A Study on Signal Processing of Ballistic Missile Warhead Discrimination Using ESPRIT in Millimeter-Wave(Ka-Band) Seeker

밀리미터파 탐색기에서 ESPRIT 기법을 이용한 탄도 미사일 탄두 식별 신호처리 기법 개발

  • Choi, Gak-Gyu (Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Han, Seung-Ku (Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Jo, Hee-Jin (Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Kim, Hyo-Tae (Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Kim, Kyung-Tae (Department of Electrical Engineering, Pohang University of Science and Technology) ;
  • Song, Sung-Chan (Seeker Group, Samsung Thales Co., Ltd.) ;
  • Na, Young-Jin (Seeker Group, Samsung Thales Co., Ltd.)
  • 최각규 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 한승구 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 조희진 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 김효태 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 김경태 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 송성찬 (삼성탈레스(주) 탐색기그룹) ;
  • 나영진 (삼성탈레스(주) 탐색기그룹)
  • Received : 2012.02.15
  • Accepted : 2012.02.17
  • Published : 2012.02.29

Abstract

This paper introduces a signal processing technique for discrimination of ballistic missile's warhead. An interceptor missile to destroy the enemy's ballistic missile requires an information on the location of missile's warhead. In order to detect and locate the missile's warhead, a seeker radar in the interceptor missile makes use of chirp waveform to generate high resolution range profiles(HRRPs). We applied one of the well known spectral estimation technique called ESPRIT (Estimation of Signal Parameters by Rotational Invariance Technique) to these HRRPs to estimate scattering centers on the target. Using the information on the one-dimensional(1-D) scattering centers, we can find the location of the warhead by estimating the length of the missile, Simulation results show that the proposed signal processing technique is efficient in discriminating the warhead of an ballistic missile.

본 논문은 탄도 미사일의 탄두를 식별하는 신호 처리 기법의 개발에 관하여 소개한다. 요격 미사일이 적 미사일을 파괴하기 위해서 적 미사일 탄두 위치의 정보가 필요하다. 적 미사일을 탐지하고 위치를 찾기 위해 요격미사일의 밀리미터파 탐색기(millimeter-wave seeker)는 chirp 파형을 사용하여 HRRPs(High Resolution Range Profiles)을 발생시킨다. 표적의 산란점(scattering center)을 찾아내기 위해 대표적인 스펙트럼 추정 방법(spectral estimation technique)인 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters by Rotational Invariance Technique) 기법을 HRRPs에 적용하였다. 1차원 산란점의 정보를 이용하고 미사일의 길이를 추정함으로써 탄두의 위치를 식별하였다. 시뮬레이션 결과는 이러한 신호 처리 기법이 탄도 미사일의 탄두 식별에 적용하기에 효율적임을 보여준다.

Keywords

References

  1. Merrill I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, McGraw-Hill, 2001.
  2. 김흥섭, 김기태, 전건욱, "탄도 미사일의 비행특성을 고려한 요격미사일 소요 알고리즘", 한국군사과학기술학회지, 14(6), pp. 1009-1017, 2011, 2011년 12월.
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Cited by

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