Performance Assessment of Mono-Pulse Radar Air-to-Ground Ranging Algorithm for Various Clutter Environments

Abstract

An active electronically scanned array radar requires air-to-ground ranging capability to estimate the range between a platform and the ground in the boresight direction. In this paper, a modeling and simulation approach is proposed to assess the performance of air-to-ground ranging under various scenarios. The proposed approach computes the received time-domain mono-pulse signal reflected by the ground. We simulate the coherent and non-coherent processing considering the time and frequency variations of the ground clutter. Furthermore, the effects of the surface clutter environment are analyzed and the compensation of the distortion caused by rolling the platform is simulated. The simulated mono-pulse signal is processed by using a polynomial curve fitting. Accordingly, the air-to-ground ranging performance is numerically assessed under various scenarios in which heterogeneous clutters and man-made targets exist.

Airborne Monopulse Radar Echo Signal Generation from Surface Clutter Including Weather Clutter Effect

“…선행 연구에서 제안하는 방법을 이용해 지표면으로 부 터 반사된 신호의 모노펄스 신호를 계산한다 [3], [15], [16] . 기 상클러터와 같은 방법으로 펄스 간 상관관계 및 항공기 도플러 효과도 고려할 수 있다.…”

“…지표면 형상을 고려하기 위해 DEM 데이터를 이용하고, 이의 반사 신호는 표면 클 러터 종류에 따라 생성할 수 있다. 여기서는 간단히 반사 신호의 크기를 조절할 수 있는 거친 표면(rough surface)을 가정한다 [3], [15], [16] . 숲 등 다른 클러터의 효과는 필요한 후 방 산란(backscattering) 모델을 적용하면 고려할 수 있다.…”

“…레이다 조향 방향 으로 반전력빔폭을 지표면에 투영해 빔폭 안에 들어오는 꼭짓점을 판별하고 이들로 이루어진 표면 패치의 반사 신호를 레이다 방정식을 기반으로 계산한다. 자세한 계산 방법과 수식은 선행 연구에 설명되어 있다 [3], [15], [16] . [17] .…”