• 본 특허는 고해상도 영상을 획득하기 위해 광대역 대역폭 신호를 활용하는 영상 레이다에 있어, 빔 편이 현상으로 인해 발생하는 영상의 왜곡을 보상하는 장치에 관한 기술임

• 본 특허는 광대역 대역폭 신호의 빔 편이 현상에 따른 왜곡 보상을 위한 기술로 고해상도의 영상을 얻기 위한 위성 및 지상에 적용되는 고해상도 신호처리 분야에 적용이 가능함

∨기후 변화, 환경, 기상 영상레이다∨지형 측량, 지질자원 조사

∨재해 모니터링 시스템, 재난 모니터링 시스템∨펜스형 레이다 감지

∨가뭄, 녹조. 적조 감지, 농작물 모니터링

• 광대역 대역폭을 갖는 신호의 빔 편이 현상을 해결하기 위해서는 방위방향 영역별 이득의 역 보상을 통한 빔 편이 보상 방법에 관한 기술의 개발이 필요함

• 빔 편이 현상에 따른 왜곡 보상을 하기 위해서 전자식 빔 조향하는 능동주사전자배열 레이다에서 빔 편이 현상을 신호처리 관점으로 해결할 수 있음

• 본 특허에 따른 장치는 빔 편이 보상 장치, 수신부, 프로세서로 구성되며, 수신부는 레이다로부터 방사된 전파가 목표 영역 내의 목표 지점으로부터 반사된 반사 신호를 수신할 수 있고, 복수의 목표 지점들 각각에서 반사된 반사 신호를 수신함

• 프로세서는 거리 방향 좌표축 및 방위 방향 좌표축의 2차원 좌표계에서 주파수 영역에서의 안테나 이득에 기초하여 빔 편이를 보상하며, 보상된 수신 신호에 기초하여 목표 영역에 대한 영상 획득이 가능함

• 대역폭 내 모든 주파수에서 방위 방향의 안테나 이득은 영상중심에서 멀어질수록 영상중심영역의 안테나 이득 값과의 편차가 심해지고, 이는 벗어난 정도에 따라 수식적으로 계산 할 수 있음

• 또한, 플랫폼이 비행체인 경우, 비행체의 이동 경로, 속도, 목표 영역의 위치 정보 등에 기초하여 목표 지점의 주파수 영역에서의 안테나 이득을 프로세서에서 사전에 미리 계산할 수 있어 빔 편이 보상이 실시간으로 가능함

• 이는 프로세서에서 안테나 이득에 기초하여 수신된 신호의 주파수 별 성분에 대하여 주파수에 대응하는 안테나 이득의 역을 적용하여 수신된 신호를 보상할 수 있음

• 영상 레이다 기술은 지난 40년 동안 원격탐사 기술로 개발되어 왔지만 최근 들어 SAR을 탑재한 인공위성 연구로 운용되고 있으며, 표적 탐지와 식별이 가능해짐에 따라 군사 목적의 정밀 감시 뿐만 아니라 민간 활용범위로 개발되고 있음

• 위성용 SAR은 대기환경에 영향을 받지 않고 고해상도 지상영상 획득이 가능한 전천후 기능을 제공하지만 상당한 무게와 전력을 요구하여 시스템통합관점에서 위성에 적용가능한 수준의 경량화와 저전력화 기술개발을 필요로 함

• 이에 최근 인공위성 SAR 탑재체 기술은 이러한 한계를 극복하기 위하여 다중 수신 채널을 겸비한 디지털 빔 포밍 방식을 포함하는 다양한 형태의 SAR 기술들이 연구되고 있음

• 본 특허과 관련한 해외기업으로는 소형 고성능레이다 위성 기술을 보유한 아이스 아이가 알려져 있으며, 국내 기업으로는 LIG넥스원, AP위성, 한화시스템 등이 있음

• 2017년 세계 SAR 레이다 시장은 25억 달러로 평가되었으며, 연평균 5.45%의 성장률로 2026년에는 45억 달러 규모에 이를 것으로 예상됨

• 최근 레이다 시스템들은 기존 기계 구동식에서 위상배열 전자 빔 조향식으로 기술이 크게 발전하였으며, 특히 기존 안테나 사이즈를 증가시키지 않고서도 근접 촬영된

이미지 같은 해상도 구현이 가능한 합성개구레이다(SAR) 시장은 더욱 증가할 전망임

• 레이다는 전체 정보감시정찰체계 시장의 50%이상을 점유하며 시장을 선도할 전망이며, 향후 AESA 레이다의 시장 점유율은 26%수준에서 60% 수준까지 지속 상승할 것으로 예상됨

• 위성 영상레이다 기술은 기존의 광학식 방법보다 구름, 눈, 연기 등을 투과하는 성질이 있어 기상 조건에 영향을 받지 않고 영상을 획득하는데 적용할 수 있으며 특히 한반도는 삼면이 바다로 둘러싸여 비, 구름, 안개 등 기상 변화가 많기 때문에 고해상도 영상 획득 측면에서 다른 센서에 비해 SAR의 역할이 더욱 중요해지고 있음

• 위성 영상레이다 기술은 반송파를 발생하여 대상의 물체로부터 반사되어 오는 파를 수신하여 능동센서로 낮과 밤에 모두 관측이 가능하고 위상 데이터와 진폭 데이터로

구성되어 있어 대상물의 물리적 특성을 추출하고 지형의 구조, 표면, 토지에 함유된 수분량 등의 정보 취득이 가능함

• 따라서, 본 영상레이다 기술을 적용한다면, 광범위한 지역에서 발생하여 예측이 어려운 재해, 재난, 감시 등의 관측 임무와 환경 문제 해결을 위해 수행해야 하는 영상 레이다 모니터링 시스템 분야 등의 다양한 산업에 사용될 것으로 기대됨