현대 레이더의 원리(반양장)

책의 목적(Goals of the Book)

"현대 레이더 원리: 기본원리(Pinciples of Modern Radar: Basic Principle (POMR)"의 편집자로서 이 책이 계획되었을 때 두 가지 주요 목적을 가지게 되었다. 첫 번째 목적은 공학과정의 대학원생, 신규 기술자, 혹은 정부 및 산업계에 근무하는 전문가이든 간에 다음 세대의 레이더 공학자들을 위한 "Radar 101" 교재가 되도록 계획하는 것이었다. 두 번째 목적은 POMR이 특별한 주제를 연구하거나 검토하는 전문가들에게 가장 편리하고 유용한 출발점이 되도록 현대적 기술에 대한 활력을 제공하는 것이었다. 이러한 두 가지 목적을 달성하기 위해서는 이 책의 계획시 여러 가지 주요한 타협이 필요하게 되었다.

1. 역사적 배경과 낡은 시스템보다는 처음부터 현대적 기술과 시스템에 대해서 중점적으로 설명한다.
2. 정량적 수학적 모델과 기법 그리고 동기 부여 및 통찰력과의 사이에서 적절한 균형을 맞추도록 한다.
3. 논제의 활력과 시스템의 동작 영역 및 외부적 현상의 깊은 논의에 대해서 주의 깊은 균형을 이루도록 한다.
4. 편집자에 의한 일관적인 스타일과 기호를 적용하여 전문적 범위의 지식을 나타낸다-전문가들의 노력을 일관적인 전체로 통합시키기 위해 열정적인 편집 노력을 한다.

다음 내용들은 이러한 타협들에 의해 어떻게 목적이 달성되는지 설명한다.
레이더 분야에서 많은 사람들은 POMR이 1969년 이래로 Georgia Tech research faculty에 의해 수 천명의 학생들에게 교육시킨 전문 교육 단기 과정으로부터 발전되었다는 것을 알고 있다. 같은 제목으로 단기 과정에서 사용되었지만 사람들은 현재 절판된 초기의 교재를 기억하고 있다. 이 책은 레이더 기술에서 가장 현대적인 시스템과 기술을 적용하고 있으며 현재 활동하고 있는 15명의 과학자와 공학자들에 의해 개발된 완전히 새로운 책이다. 각각의 저자들은 풍부한 연구와 교육 경험을 적용하여 모든 레이더 시스템에 내재되어 있는 기본 개념을 설명하고 있다.
물론 현재의 레이더 시스템과 기술에서 대학 및 전문가-수준 과정을 위한 여러 가지 매우 좋은 책들이 있으므로 왜 POMR을 고려해야 하는지에 대한 질문을 던져보는 것도 좋은 일이다. 다음의 4가지 사항들이 그러한 해답이 될 것이다.

? 포괄성(Comprehensiveness)
? 정량적 대 정성적인 균형(Qualitative versus quantitative balance)
? 최신 논제와 방법에 대한 강조(Emphasis on the most modern topics and methods)
? 레이더 공동체의 지원(Radar community support)

가장 중요한 것으로, POMR은 현재 이용될 수 있는 입문용 교재에는 주어지지 않는 영역의 내용이 포함된다: 기본 개념, 표적과 간섭에 대한 전파와 반사 현상, 현대 레이더의 가장 주요한 서브시스템(subsystem)과 현대 실무에서 매우 중요한 모든 기본 신호처리 기능에 대해서 여러 장(chapter)으로 나누어서 설명된다. 두 번째로, 이러한 논제들은 고학년 학부생 및 저학년의 대학원생과 독자들을 위해서 정량적 및 정성적으로 적절하고 일관되게 표현된다. 기존의 어떠한 책도 그러한 주의 깊은 구성적 균형을 이루지 않는다. 어떤 책들은 최근의 신호처리에 대해서는 거의 설명하지 않으면서 전통적인 기본 개념들을 다루고 있다. 또한 어떤 책들은 거의 전부 학생들이 해석과 모델링을 이해할 수 있도록 수학적 해석이 부족한 상태로 설명이 주어진다. 많은 다른 책들은 수학적 수준은 높지만 제한된 영역을 설명하며 이러한 분야에 새로 입문하는 학생들의 이해를 돕기 위해 필요로 되는 정성적인 설명이 부족하다. POMR은 기본적인 수학적 설명을 제공할 뿐만 아니라 전문적인 저자들의 설명과 통찰력을 가지고 이러한 설명을 하고 있다.
현대 레이더에 대한 POMR의 핵심은 논제의 선택에서 분명하게 주어진다. 예를 들면, 레이더의 진보된 능력에 의해 많이 사용되는 위상 어레이 안테나로 적용 범위가 크게 확장된다. 가장 흥미있는 신호 처리의 선행 조건이 되는 코히어런트 시스템(coherent system)이 교재 전체를 통해 많이 강조된다. 가장 중요하게도, 현대 시스템에서 아주 많은 기능이 신호처리에 의해 주어지기 때문에 많은 부분이 펄스 압축과 도플러 신호처리에서 부터 추적 및 영상 처리까지 주어지는 디지털 레이더 신호처리에 의해 이루어질 수 있는 방법으로 할당된다. 이러한 논제 선택과 구성은 다른 어떠한 "Radar 101" 교재보다 더 나은 범위를 가지게 되어서 더 개선되고 전문화된 논제가 주어지는 "Radar 102"로 진보되어 학생들에게 가장 견고한 기초를 제공하고 있다.
마지막으로, POMR은 현대 레이더 공동체에 의한 엄격한 검증을 통해서 구성되고 있다. 그러한 것은 레이더에 대한 관심과 최종적인 관계를 가지는 SciTech 출판사와 대부분 레이더 교육자와 저자인 레이더 전문가들의 광범위한 공동체 지원을 통한 책을 담당한 많은 경험을 가진 저자와 편집자의 노력 때문이다. 마지막으로 학술, 정부와 군, 그리고 산업체를 대표하는 50명 이상의 레이더 전문가들에 의해서 전체 21장의 내용과 형식이 재검토 되었다. 각 장은 초안에서 먼저 검토되어 수정 수 다시 검토되었다. POMR의 편집자들은 "주 검토자(master reviewer)"에 의해 많은 검토자들의 제안을 통합시킬 때 조언을 하였으며, 또한 각각의 검토자들은 장의 내용 대부분이나 모두를 읽고 난 후 개선 사항을 조정하고 강조사항, 논제의 흐름, 그리고 일관성 있는 장으로 완결시키기 위해 검토를 거듭하였다. 레이더 공동체내에서의 동료들의 반복적이고 광범위한 재검토 과정에 의해서 POMR이 학생, 교육자, 및 전문적인 어떠한 분야에서의 필요성도 만족시킬 것이라고 확신한다.

내용의 구성(Organization of Content)

POMR은 개요, 레이더 환경, 레이더 서브시스템, 그리고 신호 및 데이터 처리의 4부로 구성된다: 레이더와 같이 광범위한 기술 영역을 가르치는데 있어서 혼란스러움 없이 처음부터 끝까지 쉽게 논제 순서를 계획하는 것은 어렵다. 1부(개요)에서는 기본적인 레이더 개념과 논의의 범위에 익숙한 높은 수준의 독자들은 바로 지나가도록 이러한 문제들을 설명하였고, 나머지 부분에서는 좀 더 자세한 고찰을 위한 단계를 설정해 두었다. 1장에서는 전자기파의 특성, 표적과 클러터 에코, 모노스태틱(monostatic) 및 바이스태틱(bistatic) 레이더, 그리고 잡음에서 탐지와 같은 기본 개념들이 소개된다. 또한 광범위한 군사적 및 상업적 응용을 통해서 레이더 기술 전망을 설명한다. 최종적으로, 1장에서는 "대역폭" 용어(즉, L-대역 및 X-대역)와 U.S. 군용 시스템에 대한 AN nomenclature(AN 명명법)와 같은 레이더의 정보가 소개된다. 2장에서는 가장 기본적인 수학적 모델인 레이더 거리 방정식에 대해 알아본다. 기본적인 점표적(point target)의 거리 방정식이 유도되고 의미가 설명된다. 다음으로 특별한 레이더 모드에 조정된 여러 가지 공통적 변수들이 설명된다. 3장에서는 탐지 과정을 설명하고 레이더 성능 평가에서 통계적 탐지 방법과 확률을 도입하여 탐지 및 추적과 같은 가장 기본적인 레이더 임무를 자세히 알아본다.
2부(레이더 환경)는 POMR의 실제적으로 구별되는 특징들 중의 하나가 된다. 일부분의 입문용 레이더 교재에서는 이 책에서 설명된 전파 영향과 표적 및 클러터 특성에 대한 논의의 범위와 깊은 내용이 제공된다. 4장은 레이더에 중요한 다양한 기후 조건에서 간단히 주어지는 감쇠로부터 굴절, 회절, 다중경로, 덕팅(ducting), 및 초수평선(over-the-horizon) 전파와 같은 좀 더 복잡한 논쟁까지 주어지는 모든 전자기적 전파 현상을 소개한다. 5장은 대기, 육상, 및 해상 클러터의 반사도(reflectivity)와 도플러 특성을 모델링 할 때 광범위한 데이터를 요약하고 클러터 해석을 위해 필요한 많은 공통적인 평균 반사도와 통계적 모델을 나타낸다. 6장은 산란과 반사의 메카니즘과 표적에 대한 레이더 단면적을 소개하며, 7장은 탐지 성능 평가시 필요한 레이더 단면적에 대한 공통적인 통계적 모델을 설명한다. 8장은 정지 및 이동 표적과 레이더 플랫폼(platform)에 대한 도플러 스펙트럼의 전형적 특성에 중심을 둔 도플러 편이를 더욱 깊이 알아본다.
3부(레이더 서브시스템)에서는 전형적인 현대 레이더 시스템에 대한 각각의 서브시스템을 설명한다. 9장은 기본 안테나 개념과 관계, 그리고 재래식 모노펄스와 기계적 주사 안테나를 통해서 레이더 안테나 기술을 설명한다. 이 장의 절반에서는 어레이 패턴, 광대역폭 영향, 그리고 어레이 구조에 대한 자세한 논의를 통해 현대 위상 어레이를 설명한다. 10장은 반도체 송신기 기술뿐만 아니라 고전력 열전자(전자관 형태) 넌코히어런트(noncoherent) 및 코히어런트(coherent) 송신기를 포함한 레이더 송신기 기술을 나타낸다. 현대 위상 어레이에 대해서 중요한 부분은 송신기 모듈과 급전 구조이다. 또한 이 장에서는 다른 교재에서는 언급하지 않는 스펙트럼 할당과 송신기 신뢰도에 대한 논의를 한다. 11장은 가장 기본적 형태로부터 다단 슈퍼헤테로다인 수신기까지의 레이더 수신기 기술을 설명한다. 잡음과 동적 범위가 논의되며, 코히어런트 시스템에 대해서 많이 사용되는 직접 샘플링 디지털 수신기 기술뿐만 아니라 재래식 아날로그 동기(synchronous) 검파기 모두가 설명된다. 12장에서 주어지는 코히어런트 엑사이터(exciter)의 내용은 입문용 교재에서 유일하게 설명되지만 현대 시스템의 구조를 이해하는데 중요하다. 현대 코히어런트 레이더 엑사이터를 실행하는데 이용될 수 있는 기술에 대한 논의를 통해서 엑사이터 성능이 설명된다. 또한 펄스-도플러 시스템을 위한 낮은 위상 잡음 유지의 중요성이 논의된다. 이 책에서 유일하게 설명되는 다른 논제는 레이더 디지털 신호 처리기 기술을 설명하는 13장이 된다. 주문 집적회로(custom integrated circuits), 재구성될 수 있는 하드웨어, 그리고 실시간 신호처리를 위한 그래픽 처리 유닛(unit)의 사용과 같은 흥미로운 새로운 기술과 같은 다른 실행 기술에 대한 논의를 통해서 처리기 부하(loading)를 평가하기 위한 측정 기준(metrics)과 처리 과정이 소개된다.
4부(신호 및 데이터 처리) 진보된 디지털 신호와 데이터 처리를 적용하여 레이더 신호로부터 더 많은 정보를 추출하기 위해 점차적으로 정교해지는 기술에 중점을 둔다. 4부의 전반은 신호처리 기초, 탐지, 및 클러터 제거를 취급한다. 14장에서는 윈도 기능(windowing)과 보간법(interpolation)을 포함하는 이산적 퓨리에 해석의 복습을 통해 샘플링, 양자화, 그리고 데이터 획득과 같은 디지털 신호 처리기 기초에 대한 간단한 요약을 시작으로 한다. 다른 절에서는 디지털 필터, 랜덤 신호의 특성, 그리고 모든 중요한 정합 필터 개념 및 데이터 통합(integration)에 대해 설명한다. 15장은 3장에서 소개된 기준선(threshold) 탐지에 대한 논제를 다시 언급한다. 여기에서는 코히어런트 및 논코히어런트 적분과 이용 가능한 데이터 적용의 다른 방법에 대해서 훨씬 더 자세히 설명된다. Neyman-Pearson 탐지 방법과 Swerling 모델이 소개되고 레이더 신호에 대한 최적 검파기가 설명된다. 편리한 계산을 위해 Albersheim과 Shnidman 방정식이 주어진다. 16장에서는 일정 오경보 비율(CFAR) 탐지 기준선과 간섭 환경에서의 실제적 요구사항이 계속적으로 소개된다. 기본적인 셀-평균(cell- averaging) CFAR의 특성, 성능, 그리고 단점들이 깊이 논의되며 많은 공통적인 "안정되고(robust)" "적응적인(adaptive)" CFAR 변수들이 비교된다. 17장은 클러터 감소를 위한 이동 표적 지시(moving target indication: MTI)와 펄스-도플러 처리로 주어지는 두 가지 주요한 도플러 처리 방식을 설명한다. MTI 설명에서는 blind speed, stagged 펄스 반복 주파수, 그리고 항공용 MTI 방법들이 포함된다. 펄스-도플러 처리를 설명하는 절에서는 blind zone, 모호성 분해능(ambiguity resolution)이 소개된다. 또한 이 장에서는 기상 레이더에서 넓게 사용되는 펄스-쌍(pulse-pair) 처리 방법을 간단히 논의한다.
4부의 후반에서는 고분해능 기법뿐만 아니라 사후 탐지(postdetection) 위치 측정과 추적에 대해 중점을 둔다. 18장에서는 거리, 각도, 및 도플러에서 위치 측정을 설명한다. 정밀도(precision)와 정확도(accuracy)의 기본 개념이 Carmer-Rao 하한 경계(lower bound)에 대한 소개로 연결된다. 거리, 도플러 편이, 그리고 각도에 대한 여러 가지 평가 요소들이 소개되고 그러한 항목에 대한 평가가 이루어진다. 19장에서는 추적 알고리즘이 소개된다. 기본 파라미터 평가 및 데이터 할당 그리고 복잡한 레이더 추적의 분해능 문제에 대해 논의한 후 기본 추적기로부터 Kalman 필터까지 주어지는 많은 추적 알고리즘이 소개된다. 20장과 21장은 고분해능 레이더 영상을 얻기 위해 필요로 되는 기법들을 나타낸다. 20장은 높은 거리 분해능을 얻기 위해 펄스 압축을 설명한다. 정합 필터가 깊이 논의되며 선형 주파수 변조 혹은"chirp"그리고 Barker 코드로부터 다양한 다중 위상(polyphase) 코드까지 포함하여 가장 일반적인 광대역 파형에 적용해 본다. 거리 부엽 제어(range sidelobe control) 방법이 설명되며 파형 설계와 이해의 수단으로서 모호성 함수가 소개된다. 마지막으로 21장은 합성 개구 레이더(SAR) 영상에 대한 개요를 나타낸다. SAR 데이터 수집이 설명되고 일반적이고 널리 적용될 수 있는 분해능과 샘플링 방정식이 유도된다. SAR 영상 형성 알고리즘의 범위가 너무 방대하여 입문용 교재로서는 너무 높은 수준이 되지만 가장 간단한 영상 알고리즘의 하나인 도플러 빔 형상(sharpening) 방법과 진보된 영상을 얻기 위한 현재의"gold standard"로 주어지는 후방투영(backprojection) 방법인 두 가지 경우에 대해 설명이 주어진다. 레이오버(layover), 그림자(shadows), 작은 반점(speckle)을 포함하는 SAR 영상의 특이한 성질에 대한 논의를 마지막으로 한다. POMR의 4부에서 설명되는 신호처리의 광범위한 영역은 개선된 SAR, 공간-시간(space-time) 적응 처리, 그리고 다중-입력 다중-출력 레이더와 같은 더욱 진보된 논제에 대해 뛰어난 연구 기초를 제공한다.
부록은 레이더를 이해하기 위해 중요하지만 반드시 요구되지 않는 Maxwell 방정식과 레이더 값들을 표시하는 데시벨에 대한 두 가지 중요한 기본 내용을 설명한다.
특징 및 자원(Features and Resources)

POMR은 쉽게 가르치거나 배울 수 있도록 계획되어 왔다. 모든 독자들에게 이용될 수 있는 특징은 다음과 같다:

? 레이더 시스템의 설계와 개발에서 실무경험을 가진 전문가들에 의해 작성
? 내용의 정확성, 수준의 일관성, 및 읽기 쉬운 스타일을 얻기 위해 레이더 전문가들에 의해 확인되며 전문적이고 출판 경험이 있는 전문가들에 의해 편집
? 전체를 통해서 일관성이 주어진 기호와 용어
? 모든 새로운 그림, 명확한 분류, 및 주의 깊은 그림으로 통합된 많은 설명
? 일반적 수식적 기호와 표기로 주어진 표
? 레이더 분야에서 많이 사용되고 알파벳 순서로 주어지는 두문자어(acronym) 표
? 참고문헌을 쉽게 사용할 수 있게 하는 광범위하고 전문적으로 비교된 색인
? 학생들의 이해와 능력을 확인하고 향상시키기 위해 전체 250문제 이상으로 주어지며 각 장에는 적어도 12문제 이상이 포함됨. 홀수 번호로 된 문제에 대한 해답이 주어짐.

교육 강사들에게 더욱 개선된 여러 가지 지원이 이용될 수 있다. 다음의 도움은 SciTech 출판사(pomr@scitechpub.com)를 통해 구할 수 있다.

? 모든 문제 해답과 자세한 해결책
? 파워포인트로 구성된 교재 설명이나 또는 전통적인 viewgraph로 보기 위한 고해상도의 JPEG 그림
? Microsoft 수식 편집기 형태로 주어진 모든 방정식

여러 가지 부가적인 도움들은-MATLAB으로 주어진 tutorial 시뮬레이션이 여러 가지 예제 혹은 과제나 연습을 위한 부가적인 문제에 적용되었다-이용될 수 있으며, 레이더 공동체에 의해서 더욱 개발될 수 있다. 새로운 세대의 레이더 공학자들을 위한 이러한 POMR의 개정판은 레이더 시스템과 기술을 소개하기 위한 자원 개발의 기초가 된다. 웹사이트는 보고된 오류(errata)에 대한 수정된 자료 및 새로운 지원 사항들을 제공하기 위해 주어졌다. 최신 지원과 알림 사항을 얻기 위해 웹사이트를 정기적으로 방문하기를 바라며 웹 주소는 다음과 같다.

머리말(Preface) xiii
감사의 말(Published Acknowledgments) xxi
편집자 및 저자(Editors and Contributors) xxv
첨두어 목록(List of Acronyms) xxx
공통 기호 목록(List of Common Symbols) xxxix

1부 개요 (Overview)

1장 소개 및 레이더 개요 3
1.1 소개 3
1.2 레이더 개념 4
1.3 EM파의 물리적 현상 5
1.4 매질과 EM파의 상호작용 12
1.5 기본 레이더 구성과 파형 19
1.6 잡음, 신호 대 잡음비, 및 탐지 26
1.7 기본적인 레이더 측정 28
1.8 기본적인 레이더 기능 33
1.9 레이더 적용 37
1.10 교재 구성 56
1.11 추천문헌(Further Reading) 56
1.12 참고문헌(References) 57
1.13 연습문제(Problems) 57

2장 레이더 거리 방정식 61
2.1 소개 61
2.2 거리 R에서 전력밀도 63
2.3 표적으로부터 수신된 전력 64
2.4 수신기의 열잡음 66
2.5 신호 대 잡음비와 레이더 거리 방정식 67
2.6 다중-펄스(Multiple-Pulse) 영향 68
2.7 손실 요약 69
2.8 다른 변수에 대한 해(Solving for Other Variables) 74
2.9 레이더 거리 방정식의 데시벨 형태 75
2.10 레이더 거리 방정식의 평균 전력 형식(Form) 76
2.11 펄스 압축: 내부펄스 변조(Intrapulse Modulation) 77
2.12 그림 예(A Graphical Example) 78
2.13 표적으로서 클러터 79
2.14 단-방향(링크) 방정식 80
2.15 탐색 형식의 레이더 거리 방정식 82
2.16 추적 형식의 레이더 거리 방정식 83
2.17 레이더 거리 방정식의 의미(Implications) 87
2.18 추천문헌 88
2.19 참고문헌 88
2.20 연습문제 89

3장 레이더 탐색과 간섭 환경에서 탐지의 개요 93
3.1 소개 93
3.2 탐색 모드 기초 95
3.3 탐지 기초 개요 101
3.4 추천문헌 120
3.5 참고문헌 120
3.6 연습문제 122

2부 외부 요인 (External Factors)

4장 전파 영향과 메카니즘 127
4.1 소개 127
4.2 전파 요인 128
4.3 전파 경로와 영역 129
4.4 대기 감쇠와 흡수 132
4.5 대기 굴절 141
4.6 변동(Turbulence) 148
4.7 전리층 조사(Exploiting the Ionosphere) 149
4.8 회절 151
4.9 다중경로(Multipath) 153
4.10 표피 깊이와 투과:벽(wall)을 통한 전송 168
4.11 상업 시뮬레이션 170
4.12 요약 및 추천문헌 172
4.13 참고문헌 173
4.14 연습문제 178



5장 클러터의 특성 181
5.1 소개와 정의 181
5.2 클러터의 일반적 특성 188
5.3 클러터 모델링 220
5.4 결언(Conclusion Remarks) 223
5.5 추천문헌 225
5.6 참고문헌 225
5.7 연습문제 229

6장 표적 반사도 231
6.1 소개 231
6.2 반사의 기본적 물리 현상 231
6.3 레이더 단면적 정의 239
6.4 세 가지 산란 구조(Regimes) 245
6.5 고주파 산란 248
6.6 예제 257
6.7 추천문헌 265
6.8 참고문헌 265
6.9 연습문제 267

7장 표적 변동 모델(Target Fluctuation Models) 269
7.1 소개 269
7.2 간단한 표적의 레이더 단면적 270
7.3 복잡한 표적의 레이더 단면적 273
7.4 복잡한 표적의 레이더 단면적에 대한 통계적 특성 275
7.5 표적 변동 모델 285
7.6 변동 표적의 도플러 스펙트럼 290
7.7 추천문헌 292
7.8 참고문헌 292
7.9 연습문제 293

8장 도플러 현상과 데이터 획득 297
8.1 소개 297
8.2 도플러 편이(Shift) 298
8.3 퓨리에 변환(Fourier Transform) 300
8.4 펄스 레이더 신호의 스펙트럼 301
8.5 왜 다중 펄스인가? 310
8.6 펄스 레이더의 데이터 획득 311
8.7 도플러 신호 모델 315
8.8 정지 레이더로부터의 거리-도플러 스펙트럼 318
8.9 이동 레이더에 대한 거리-도플러 스펙트럼 321
8.10 추천문헌 328
8.11 참고문헌 328
8.12 연습문제 329

3부 서브시스템 (Subsystems)

9장 레이더 안테나 335
9.1 소개 335
9.2 기본 안테나 개념 336
9.3 개구 테이퍼(Tapers) 341
9.4 레이더 성능에서 안테나의 영향 344
9.5 모노펄스 347
9.6 반사 안테나(Reflector Antennas) 349
9.7 위상 어레이 안테나 353
9.8 어레이 구조 367
9.9 추천문헌 372
9.10 참고문헌 372
9.11 연습문제 375

10장 레이더 송신기 377
10.1 소개 377
10.2 송신기 구조(Configurations) 381
10.3 전력원과 증폭기 388
10.4 변조기 401
10.5 전원 공급기 403
10.6 전자파 환경에서 송신기의 영향(Impacts) 406
10.7 동작 고려사항 412
10.8 요약 및 미래 경향 415
10.9 추천문헌 416
10.10 참고문헌 416
10.11 연습문제 420

11장 레이더 수신기 425
11.1 소개 425
11.2 수신기 형태의 요약 427
11.3 주요 수신기 기능 430
11.4 복조 435
11.5 수신기 잡음 전력 439
11.6 수신기 동적 범위(Range) 441
11.7 아날로그-디지털 데이터 변환 445
11.8 추천문헌 450
11.9 참고문헌 451
11.10 연습문제 452

12장 레이더 엑사이터(Exciters) 455
12.1 소개 455
12.2 엑서이터-관련 레이더 시스템 성능 논의 456
12.3 엑사이터 설계 고려사항 467
12.4 엑사이터 구성요소 479
12.5 타이밍 및 제어 회로 491
12.6 추천문헌 493
12.7 참고문헌 493
12.8 연습문제 494

13장 레이더 신호 처리기 497
13.1 소개 497
13.2 레이더 처리기 구조 498
13.3 신호 처리기 메트릭스(Metrics) 500
13.4 FLOPs 계산(Counting) : 알고리즘 계산 요구조건 평가 503
13.5 수행 기술(Implementation Technology) 511
13.6 고정 소수점 대 부동 소수점(Fixed Point versus Floating Point) 519
13.7 신호 처리기 크기(Sizing) 520
13.8 추천문헌 527
13.9 참고문헌 527
13.10 연습문제 532

4부 신호와 데이터 처리

14장 레이더를 위한 디지털 신호처리 기초 535
14.1 소개 535
14.2 샘플링 536
14.3 양자화(Quantization) 543
14.4 퓨리에 해석 546
14.5 z 변환 563
14.6 디지털 필터링 564
14.7 랜덤 신호 574
14.8 적분(Integration) 578
14.9 신호 처리 동작으로써 코릴레이션(Correlation) 581
14.10 정합 필터 583
14.11 추천문헌 586
14.12 참고문헌 587
14.13 연습문제 588

15장 레이더 표적의 기준선 탐지(Threshold Detection) 593
15.1 소개 593
15.2 다중 측정을 위한 탐지 전략 594
15.3 최적 탐지 소개 598
15.4 잠음에 대한 통계적 모델과 레이더에서 표적의 레이더 단면적 604
15.5 레이더 신호의 기준선 탐지 607
15.6 추천문헌 633
15.7 참고문헌 634
15.8 연습문제 636

16장 일정 오경보 비율 탐지기 639
16.1 소개 639
16.2 탐지 이론 개요 640
16.3 오경보 영향과 민감도 642
16.4 CFAR 탐지기 644
16.5 셀(Cell) 평균 CFAR 648
16.6 안정한 CFAR 660
16.7 알고리즘 비교 669
16.8 적응 CFAR 671
16.9 부가적 설명 672
16.10 추천문헌 673
16.11 참고문헌 673
16.12 연습문제 676

17장 도플러 신호처리 679
17.1 소개 679
17.2 도플러 편이와 펄스 레이더 데이터의 개요 680
17.3 펄스 레이더 도플러 데이터 획득과 특성 681
17.4 이동 표적 지시 684
17.5 펄스-도플러 처리 700
17.6 클러터 맵핑(mapping)과 이동 표적 지시기 723
17.7 펄스 쌍 처리(Pulse Pair Processing) 728
17.8 추천문헌 731
17.9 참고문헌 731
17.10 연습문제 734

18장 레이더 측정 737
18.1 소개 737
18.2 레이더 측정에서 정밀(Precision)도 및 정확도(Accuracy) 738
18.3 레이더 신호 모델 742
18.4 파라미터(Parameter) 평가 745
18.5 거리 측정 751
18.6 위상 측정 756
18.7 도플러와 거리비율 측정 757
18.8 RCS 평가 760
18.9 각도 측정 761
18.10 좌표계 770
18.11 추천문헌 771
18.12 참고문헌 771
18.13 연습문제 773

19장 레이더 추적 알고리즘 775
19.1 소개 775
19.2 추적 필터링의 기초 781
19.3 운동학적 이동 모델(Kinematic Motion Models) 812
19.4 측정 모델 818
19.5 레이더 추적 필터링 824
19.6 측정 대 추적 데이터 결합(Associaion) 828
19.7 추적 알고리즘의 성능 평가 835
19.8 추천문헌 836
19.9 참고문헌 836
19.10 연습문제 840

20장 펄스 압축 파형의 기초 843
20.1 소개 843
20.2 정합 필터 844
20.3 거리 분해능(Resolution) 853
20.4 스트래들(Straddle) 손실 857
20.3 펄스 압축 파형 858
20.6 펄스 압축 이득 859
20.7 선형 주파수 변조 파형 860
20.8 정합 필터 실행 866
20.9 LFM 파형에서 부엽 감소 869
20.10 모호성(Ambiguity) 함수 873
20.11 LFM 요약 881
20.12 위상-코드 파형 881
20.13 2위상(Biphase) 코드 891
20.14 다중위상(Polyphase) 코드 898
20.15 위상-코드 요약 904
20.16 추천문헌 904
20.17 참고문헌 905
20.18 연습문제 910

21장 레이더 영상 개요 913
21.1 소개 913
21.2 일반적 영상 고려사항 915
21.3 분해능 관계와 샘플링 요구조건 922
21.4 데이터 수집(Collection) 932
21.5 영상 형식 936
21.6 영상 현상 957
21.7 요약 972
21.8 추천문헌 973
21.9 참고문헌 973
21.10 연습문제 975

부록 A: 맥스웰 방정식과 데시벨 표기 977
A.1 맥스웰 방정식 977
A.2 여러 가지의 dB 979
A.3 참고문헌 981

부록 B: 선택문제에 대한 해 983

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Mark A. Richrds