Phased array radars (PAR) have capability to direct a beam into the specific direction without inertia and is possible to instantaneously control radar parameters to transform a beam. With the ability of phased array antenna, a single radar system with phased array antenna can perform a variety of functions by illuminating a corresponding beam into relevant direction depending on the tasks. One of the main function is tracking, which is to continuously chase target movement by intermittently steering a beam into the estimated target position, obtaining the measurement information, and updating the target state. As the tracking tasks are executed frequently and the dwell time for tracking beam is long, the tracking precision could be enhanced. However, the time for beam illumination is shared resource in which the other tasks such as surveillance and weapon guidance can be executed. Thus the frequent execution of tracking tasks will result in removing other task’s running opportunity. Therefore, the number of tracking task execution should be minimized while tracking accuracy is maintained within a certain threshold by updating frequently enough when it is necessary.
In this paper, a new algorithm for controlling the update interval based on position residual is proposed in order to maintain tracking error within given threshold. By controlling the next update interval by proposed iterative equation, the short update interval is allocated to the maneuvering targets to prevent degradation of tracking quality and long update interval is allocated to the targets on constant-velocity movement to prevent waste of timing resource.
As well, the update interval control considering target priority level is also proposed. Using the proposed algorithm mostly keeping the track error below given threshold, we designed a controlling method so that the threshold value can be determined by the target priority. In military purpose radar, threatening level of each target should be considered when determining the update interval, since the cost of target miss would be different.
We present the simulation results of proposed scheme and analyze them in this thesis. By using proposed algorithm, we could keep the tracking error uniform by update interval control.
위상배열레이더는 안테나를 물리적으로 회전시키는 동작 없이도 안테나를 구성하고 있는 각 모듈의 위상을 제어함으로써 순간적으로 원하는 방향으로 원하는 형태의 빔을 조향할 수 있는 장치이다. 이러한 성질을 이용하여 매 순간 빔 방향을 제어함으로써 하나의 레이더 내에서 다수의 기능을 동시에 수행할 수 있는데, 그 가운데 추적 기능은 해당 표적이 있는 방향으로 빔을 간헐적으로 조향하여 물체의 상태 정보를 얻어 상태 정보를 업데이트 함으로써 시간에 따라 표적이 움직이는 경로를 연속적으로 파악할 수 있도록 하는 작업을 의미한다. 추적 태스크를 높은 빈도로 수행할수록, 그리고 해당 표적 방향에 빔이 머무르는 시간을 길게 할수록 추적의 정밀도를 향상시키는 데에 유리하지만, 빔을 송신하는 시간은 탐지나 미사일 유도 등의 다른 작업들과도 공유하여 사용되는 한정된 자원이므로, 추적 작업이 자주 또는 오래 수행되는 경우 상대적으로 다른 작업의 수행 기회를 박탈하게 된다. 따라서 수행되는 수는 최소화되는 것이 유리하며 추적 태스크는 가능한 적은 자원을 사용하도록 단위 시간 내에 적은 회수로 수행되도록 함과 동시에, 표적을 놓칠 확률을 최소화하도록 가능한 추적 오차가 정해진 범위를 넘어서지 않도록 수행되는 것을 필요로 한다.
본 논문에서는 추적 오차를 주어진 범위 이내에서 유지시킬 수 있도록 하는, 위치 예측 오차를 기반으로 한 최신화 주기의 제어 방법을 제안한다. 이전 주기값을 바탕으로 새 주기값을 얻는 되풀이 방식의 수식을 적용하여, 표적이 기동을 하는 경우에 대해서는 추적 성능의 감소를 방지하기 위하여 짧은 주기를 갖도록 하고, 예측 하기 쉬운 등속 운동을 하는 표적에 대해서는 긴 주기를 할당하여 시간 자원의 낭비를 방지한다.
뿐만 아니라 표적의 중요도를 포함한 최신화 주기 제어도 고려하였다. 주어진 임계값 아래로 추적 에러를 유지하는 앞서 제안된 방식을 이용하여 표적의 중요도에 따라 임계값을 조정하는 방식을 취하여 중요한 표적일수록 더 정밀하게 추적할 수 있도록 하였다. 군사 목적의 레이더의 경우, 각 표적의 위협 정도가 다르고 따라서 표적을 놓칠 경우의 손실정도도 다르므로 최신화 주기를 결정하는 데 있어 표적의 중요도 역시 고려되어야 한다.
제안된 방식을 검증하도록 시뮬레이터를 구현하여 이를 통해 결과를 평가하였으며, 제안된 방식을 적용한 경우 최신화 주기 제어를 통하여 대부분의 구간에서 추적 오차가 일정범위 이내로 유지되는 것을 확인하였다.
