The study of improving the performance of lower direction finding ability due to the interfered phase difference of circular array Antennas

원형배열안테나의 위상간섭에 의한 방향탐지 성능저하 개선연구

This paper include to study DoA(Direction of Arrival) for radio collection and monitoring system. The direction finding calculated by applying the CVDF (Correlation Vector Direction Finding) algorithm for the five circular dipole antenna over V / UHF band. To improve the accuracy of direction finding by applying CVDF algorithm needs to obtain ideal phase difference each antennas. However, a circular array antenna phase difference pattern may be distorted on a specific frequency band or to particular direction. The effect of installing each array antennas circularly and the effect of the interference of center pole (located in the center of a circular array antenna mount) may make the distortion of phase pattern. If you use an active antenna instead of passive antenna to obtain good sensitivity, you would measure the more distortion. This paper propose how to change combination of antennas to measure the phase in real-time and how to use antenna beam patterns for minimizing the degradation phenomena at applying simple CVDF algorithm and increasing the direction finding capability.

본 논문은 전파 수집 및 감시 시스템 등에 사용되는 신호의 도래 방향 측정에 관한 연구로써, V/UHF 대역의 다섯 개의 다이폴 안테나를 등 간격으로 원형 배열하여 얻어지는 안테나 간의 위상차 데이터를 CVDF(Correlation Vector Direction Finding) 알고리즘을 적용하여 방향을 추정하였다. CVDF 알고리즘을 적용하여 방향탐지 정확도를 높이기 위해서는 기본적으로 안테나로부터 얻어지는 위상 패턴이 왜곡되지 않고 이상적은 패턴을 가져야 한다. 그러나, 실 환경에서 원형 배열안테나의 위상패턴은 특정 주파수 대역, 특정 방위에서 왜곡되어 나타날 수 있다. 그 이유는 안테나 한 개의 소자만 사용할 때와는 다르게 안테나를 원형 배열구조로 배치함으로써 안테나 각 소자간의 간섭 및 센터폴(원형배열의 중앙에 위치하는 안테나 지지대)의 영향으로 인해 위상 패턴의 왜곡이 생길 수 있다. 특히 안테나 감도를 좋게 하기 위해 신호 증폭 특성을 갖는 Active 안테나를 사용하게 됐을 때는 Passive 안테나를 사용했을 때보다 이런 왜곡현상이 더 크게 나타나게 된다. 본 논문에서는 단순 CVDF 알고리즘을 적용했을 때의 방향탐지 측정 능력이 저하되는 현상을 최소화하여 방향탐지 측정능력 개선시키기 위한 방법으로, 위상을 측정하는 안테나의 조합을 실시간으로 변경하는 방법 및 안테나 빔패턴을 활용하는 방법등을 제안한다. 위의 제안된 개선알고리즘 적용 전/후의 시험결과를 통하여 이 제안방안의 타당성을 확인한다.