Abstract
This paper describes the performance evaluation of NHD(nonhomogeneity detector) for STAP(space-time adaptive processing) airborne radar according to various normalization methods in the nonhomogeneous clutter environment. In practice, the clutter can be characterized as random variation signals, because it sometimes includes signals with very large magnitude like impulsive signal due to the system environment. The received interference signals are composed of homogeneous and nonhomogeneous data. In this situation, NHB is needed to maintain the STAP performance. The normalization using the NHD result is an effective method for removing the nonhomogeneous data. The optimum normalization can be performed by a representative value considered with a characteristic of the given data, so we propose the K-means clustering algorithm. The characteristic of random variation data due to nonhomogeneous clutters can be considered by the number of clusters, and then the representative value for selecting the homogeneous data is determined in the clustering result. In order to reflect a characteristic of the nonstationary interference data, we also investigate the algorithm for a calculation of the proper number of clusters. Through our simulations, we verified that the K-means clustering algorithm has very superior normalization and target detection performances compared with the previous introduced normalization methods.
본 논문에서는 불균일한 클러터 환경에서 다양한 정규화 방법을 사용한 NHD(nonhomogeneity detector) 기술을 통해 비행체 레이더를 위한 STAP(space-time adaptive processing)의 성능 평가를 수행하였다. 실제로 클러터는 시스템 환경에 따라 임펄스 신호와 같은 신호의 크기가 매우 큰 간섭 신호를 종종 포함하고 있기 때문에 수신된 간섭 신호는 균일한 신호와 불균일한 신호로 구성된다. 이 환경에서 STAP의 성능을 유지하기 위해서는 NHD 기술이 필수적이고, 그 NHD 결과를 이용한 정규화는 불균일한 신호를 제거하는데 효과적인 방법이다. 최적의 정규화는 주어진 데이터의 특성을 잘 고려한 대푯값을 통해서 가능하고, 이에 우리는 K 평균 군집화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘에서는 군집화에 필요한 묶음의 수를 결정할 때 불규칙한 데이터의 특성을 고려할 수 있게 되고 군집화 된 결과를 이용해 균일한 데이터만을 선택하기 위한 대푯값을 결정할 수 있게 된다. 또한 여기서 우리는 시시각각 변화하는 불규칙적인 데이터의 특성을 잘 반영하기 위해, 적절한 묶음의 수를 결정하기 위한 방법을 연구한다. 시뮬레이션 결과를 통해 K 평균 군집화 알고리즘이 기존의 정규화 방법들에 비하여 매우 우수한 정규화와 목표물 검출 성능을 갖는 것을 확인할 수 있었다.