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대칭적 시공간 적응 신호처리 및 시간지연 보상을 통한 GNSS 항재밍 배열안테나의 성능 향상 연구 = Study on the performance enhancement of GNSS anti-jamming array antenna by symmetric STAP and time delay compensation
서명 / 저자 대칭적 시공간 적응 신호처리 및 시간지연 보상을 통한 GNSS 항재밍 배열안테나의 성능 향상 연구 = Study on the performance enhancement of GNSS anti-jamming array antenna by symmetric STAP and time delay compensation / 이기훈.
저자명 이기훈 ; Lee, Kihoon
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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초록정보

The most effective method for overcoming the interference vulnerability of GNSS(Global Navigation Satellite System) receivers is to use an adaptive array antenna which has the capability of nulling or beamforming to a certain direction. In this paper, the STAP(Space Time Adaptive Processing) algorithm, which is very effective in signal processing of the array antenna for anti-interference, is studied. From the analysis, a new symmetric STAP algorithm, which uses an appropriate constraint condition for GNSS signals and is easy to implement, is proposed. The STAP algorithm performance is confirmed by simulations and experiments with a four-element array antenna. Also, we analyzed the effects on the position accuracy of a GNSS receiver with a precise time delay compensated array antenna. We presented the time delay measurement results in the array antenna and showed the new precise baseband linear interpolation algorithm of $0.3m(1\sigma)$ accuracy to compensate for the RF time delays. In addition the theoretical nulling pattern of array antenna was shown and confirmed. Finally we simulated the position error of the Korean SBAS dual frequency GNSS receiver with an array antenna in jamming environments. The position error of the GNSS receiver with this precise array antenna showed the possibility of implementing an accurate satellite navigation system even in the jamming environment.

매우 정밀한 위치정보를 제공할 수 있는 GNSS 기술은 재밍 등의 전파간섭에 매우 취약한데, 이를 극복할 수 있는 가장 효과적인 항재밍 방안은 특정 방향으로 널링이나 빔포밍을 형성하는 배열안테나를 이용하는 방안이다. 본 논문에서는 배열안테나의 항재밍 성능을 향상시킬 수 있는 시공간 적응 신호처리 기법에서 위치오차 유발 가능성을 완전히 제거한 새로운 대칭적 STAP 기법을 제시하고, 4소자 배열안테나의 실험적 결과에 의해 그 성능을 검증한다. 또한 배열안테나에 존재하는 다채널 시간지연을 정밀하게 측정하는 기법과 $0.3m(1\sigma)$ 수준으로 정밀 보상할 수 있는 기저대역 내삽기법을 연구한다. 그리고 배열안테나 적용시 재밍제거를 위한 널링패턴의 이론적 분석과 위성신호 영향을 실험적으로 제시한다. 마지막으로 한국형 위성기반 보강시스템의 정확도에 대한 모델링을 기반으로 재밍환경에서 배열안테나를 적용하였을 경우 예측되는 위치 정확도를 시뮬레이션으로 확인한다. 이러한 연구는 전파간섭이 존재하는 상황에서도 향후 지속적으로 발전될 예정인 GNSS 기술을 안정적인 정밀항법이 요구되는 분야에 활용할 경우 도움이 될 것이다.

서지기타정보

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청구기호 {DAE 18029
형태사항 vi, 86 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Kihoon Lee
지도교수의 한글표기 : 이지윤
지도교수의 영문표기 : Jiyun Lee
수록잡지명 : "Design and evaluation of symmetric space-time adaptive processing of an array antenna for precise global navigation satellite system receivers". IET Transactions on Signal Processing, Vol. 11, pp.758-764(2017)
수록잡지명 : "Effects on the Position Accuracy of a GPS Receiver with Array Antenna and Time Delay Compensation for the Precise Anti-Jamming". Transactions of JSASS(2018)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학과,
서지주기 참고문헌 : p. 79-86
주제 위성항법
배열안테나
항재밍
시공간 적응 신호처리
시간지연
GNSS
Array antenna
Anti-jamming
STAP
Time delay
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