In this paper, we propose low angle tracking using vector sensor array, which has an advantage to track the target regardless of reflection coefficient. In previous estimation scheme without vector sensor array, it is needed to examine the effect of reflection coefficient and is required to search the solution to prevent failure of tracking under the worst reflection coefficient. To solve the problem, the previous scheme uses frequency diversity. However, frequency diversity scheme has some drawbacks such as limited frequency, unbias estimation, iterative method.
Now, we propose polarization diversity scheme applied under every reflection coefficient. To obtain polarization diversity, we need vector sensor array antenna. In general, vector sensor consists of three dipole antennas and three loop antennas. Since there exists just two correlated signals at low angle tracking, we can get enough diversity to decompose direct signal and specular signal by only using two dipole antennas orthogonal to impinging electromagnetic wave. Through performance comparison between polarization diversity and frequency diversity, we demonstrate the superiority of vector sensor array.
본 논문에서는 저고도 탐지에서 신호의 도래각 추정에 배열 벡터 감지기를 적용한 polarization diversity 기법을 제안하였다. 저고도에서의 수면 반사파는 tracking 하려는 target 신호에 간섭으로써 작용하게 되는데, 이러한 간섭의 영향을 제거하기 위한 방법으로 polarization diversity 가 frequency diversity 보다 더 좋은 성능을 나타냄을 모의 실험 결과로 비교 분석하였다.
Polarization diversity는 수면파의 반사계수에 영향을 받지 않기 때문에 가장 안 좋은 반사계수 환경에서도 도래각 추정을 잘 할 수 있다. 또한, diversity order가 증가함에 따라 frequency diversity는 더 많은 snapshot 개수가 필요한데 반해서 polarization diversity는 diversity order에 상관없이 최소의 snapshot 개수만으로도 원하는 성능을 낼 수 있다. Frequency diversity는 subarray와의 조건을 만족시키는 제한된 frequency를 사용하고, 충분한 bandwidth가 보장되어야 하지만, polarization diversity는 그러한 제약 요소에 자유로울 수 있는 장점이 있다.