멀티베이스라인 인터페로미터 시스템에서의 자체 교정 방향 탐지 방법

Abstract

본 논문에서는 멀티베이스라인 인터페로미터 방향 탐지 시스템에서 진폭 및 위상 부정합 오차를 보정할 수 있는 공분산행렬 기반 자체 교정 알고리즘을 제안한다. 제안된 기법은 비용함수를 정의한 후 제한 조건을 갖는 비선형 최소화 방법으로서, 공간 섹터를 이용하여 부정합 오차를 획기적으로 교정하는 알고리즘이다. 다만 공간 섹터를 선정하기 위하여 초기 추정각을 요구하는 단점이 있으나, 이는 일반적인 비선형 최소화 문제의 공통적인 단점이다. 적절한 공간 섹터 간격을 선정하여 시뮬레이션한 결과, 제안된 방법이 기존 인터페로미터 방식보다 표본바이어스, 표본표준편차, 평균제곱오차면에서 획기적으로 우수한 통계적 성능을 보여주었다. 더구나 섹터 간격이 도래각과 <TEX>$5^{\circ}$</TEX> 이내일 경우에, 30 dB의 진폭 부정합 및 <TEX>$50^{\circ}$</TEX> 이상 큰 값의 위상 부정합이 발생하는 경우에도 획기적인 보정 능력을 보여주었으며, 신호대 잡음비에도 덜 민감한 특징을 나타내었다. In this paper, self-calibration algorithm based on covariance matrix is proposed for compensating amplitude/phase mismatch in multi-baseline interferometer direction finding system. The proposed method is a solution to nonlinear constrained minimization problem which dramatically calibrate mismatch error using space sector concept with cost function as defined in this paper. This method, however, has a drawback that requires an estimated initial angle to determine the proper space sector. It is well known that this type of drawback is common in nonlinear optimization problem. Superior calibration capabilities achieved with this approach are illustrated by simulation experiments in comparison with interferometer algorithm for a varitiety of amplitude/phase mismatch error. Furthermore, this approach has been found to provide an exceptional calibration capabilities even in case amplitude and phase mismatch are more than 30 dB and over <TEX>$5^{\circ}$</TEX>, respectively, with sector spacing of less than <TEX>$50^{\circ}$</TEX>.