New Sidelobe Canceller for 3-D Phased Array Radar in Strong Interference

강한 간섭 신호를 제거하기 위한 3차원 위상배열 레이다용 새로운 부엽제거기

The array weights that will maximize the SNR for any type of noise environment are determined by the function of the antenna design configuration and the directions of receiving target and interference signals. The conventional SLCs(sidelobe cancellers) using the SNR maximization perform worst from the saturation of the receiving system of main channel when the main antenna has pattern with high gain at the arrival angle of strong interference. In this paper, the new SLC is accomplished by using two independent antenna architecture. Main antenna is implemented with adaptive nulling, which is used for rejecting high-power interference primarily. Auxiliary antenna is realized with adaptive array for receiving interference signal to be suppressed completely, which has a characteristics of sufficient gain for every direction. The new SLC is implemented with above both antennas. We show that the new SLC, which consists of the adaptive nulling main antenna and the adaptive array auxiliary antenna, is useful in reducing the effect of strong interference like jammer, because the adaptive nulling at main antenna prevents its receiver and signal processor for saturation by strong interference. The proposed SLC has improved SNR over the conventional SLCs. The improved SNR at sidelobe region is typically more than 7 dB for a given test signal. Moreover, it improves the SNR of about 20 dB under strong interference at mainlobe.

임의의 잡음 환경에서 신호 대 잡음비 (SNR; signal-to-noise ratio) 를 최대화하는 어레이 안테나 소자의 최적 가중치들은 안테나의 설계 구조와 안테나로 유입되는 표적 및 간섭 신호의 방향에 의해 결정된다. 신호 대 잡음비를 최대화시키는 방법을 이용한 기존의 부엽제거기법들은 고-전력 간섭 신호시 주 안테나의 부엽으로 수신된 간섭 신호가 매우 커서 주 안테나 수신 시스템을 포화시키므로 수신 신호 성분이 손실된다. 본 논문에서는 강한 간섭 신호에 의해 주 안테나 수신 시스템이 포화되는 것을 막기 위해 수신기 전단에서 강한 간섭 신호를 일차적으로 제거하는 적응 영 조정 기법(adaptive nulling)을 주 안테나에 적용한다. 또한, 제거할 간섭 신호를 충분히 획득하기 위해 간섭 신호 방향 적응 어레이 기법(adaptive array)을 보조 안테나에 적용한다. 제안한 부엽제거기법은 이 주/보조 안테나의 출력을 부엽제거기(SLC; sidelobe canceller)의 입력으로 사용한다. 적응 영 조정기와 적응 어레이의 결합으로 구성된 제안한 부엽제거기는 강한 간섭 신호에 의해 주 안테나 수신 시스템이 포화되는 것을 막음으로서 주어진 모의 실험 신호에 대해 기존의 부엽제거기들보다 부엽에서 평균 7 dB, 주빔 근처에서 약 20 dB 이상의 신호 대 잡음비를 개선하였다.