역 빔형성기를 이용한 3중 선배열 시스템에서의 어레이 이득향상 = Array Gain Improvement of Triple Line Array System Using Inverse Beamforming

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To detect the precise of arrival of target signal in real ocean environments, Inverse beamformnig(IBF) solutions to the Inverse beamforming integral equation are surveyed theoretically and the performance properties of the IBF are analyzed with simulations. IBF-Cardioid beamforming algorithm is proposed for port/starboard discrimination and the performance gains are studied with simulations. It is shown that IBF has a 3 dB array noise gain advantage over CBF under ideal conditions. This 3 dB array noise gain advantage is proven by theocratical studies and simulations. This array noise gain advantage leads to a minimum detectable level advantage for IBF output compared with CBF output. The fact that the IBF beamwidth is narrower than the CBF beamwidth by a factor of 0.68 proves the performance of detection and spatial resolution improvement. Comparing the simulation results of IBF-Cardioid beamforming and Conventional Cardioid beamforming, it is shown that IBF-Cardioid beamformer have performance enhancement in minimum detection level, detection accuracy and resolution.

국문 초록 (Abstract)

다중경로가 존재하는 수중환경에서 표적으로부터 발생되는 신호의 도래방위를 정확히 예측하기 위한 방법으로써. 최근 이론이 정립된 Inverse beamforming(역빔형성) integral equation의 해인 역빔형성기에 대한 이론적 고찰 및 simulation에 의한 방위탐지 성능분석을 수행하였고, 표적 도래방위의 좌우 구분을 위한 Cardioid 빔형성에 역빔형성 알고리즘을 적용한 IBF -Cardioid 빔형성기법을 고안하여 성능분석을 수행하였다. 이상적인 조건하에서 역빔형성기는 Conventional beamformed고전빔형성기)에 비해 array noise gain 3dB 이상 향상됨을 이론적으로 검증하고. simulation을 통하여 이를 입증하였다. 도래방위 탐지의 정확도를 나타내는 빔폭도 고전빔형성기에 의한 빔폭의 0.68배 정도인 것으로 입증하였다. 역빙형성 알고리즘이 적용된 Cardioid 빔형성(IBF -Cardioid 빔형성)기법은 고전 알고리즘에 의한 탐지성능에 비해 탐지의 정확도, 분해능 의 탐지성능이 우세함을 입증하였고, 특히, endfire 방향에 대한 정확한 방위탐지와 탐지성능이 향상됨을 입증 하였다.