재래식 탄약무기에 유도항법기능을 추가하여 정밀타격이 가능한 포발사용 유도무기체계는 위성항법 역활이 매우 중요하다. 포발사 후 비행 중 초기 항법정보, 비행 중 정렬, 낮은 관성항법 성 능 보완 등 위성항법은 포발사용 무기체계에서 필수적이며 높은 생존성이 요구된다. 이러한 이유로 항재밍 기능이 포함된 위성항법장치 적용이 필요하다. 기존 유도탄 등에 적용하던 항재밍 장치는 고충격 생존성, 크기, 소모전력 등의 제한으로 포발사 유도무기에 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 제한으로 극복하기 위해 고유전율 안테나, Radio Frequency (RF) 회로, 디지 털회로의 Application Specific Integrated Circuit (ASIC)을 통해 개발된 포발사 유도무기용 항재밍 위성항법장치 개발 결과에 대해 소개한다. 배열안테나는 4소자로 설계되었으며, 작은 패치를 적용하기 위해 높은 유전율을 갖도록 개발하였다. RF front-end 회로는 Global Positioning System (GPS)와 GLObal Navigation Satellite System(GLONASS)대역에서 항재밍 신호처리가 가능하도 록 하였고 Analog to Digital Conversion (ADC)까지 포함하여 ASIC으로 개발하였다. 디지털 회로는 기존의 Field Programmable Gate Array (FPGA) 기반으로 개발된 Space Time Adaptive Processing (STAP) 신호처리부를 ASIC으로 개발하였으며, Central Processing Unit (CPU)도 chip에 내장하여 보다 소형화할 수 있도록 개발하였다. 항재밍 위성항법장치는 ASIC을 통해 소형 화, 저전력화를 달성하였으며, 다양한 포발사 무기체계에서 검증된 내 고충격 설계를 적용하였다. 개발된 항재밍 위성항법장치는 성능 시험과 가스건, 포발사 시험 등을 통해 성능과 생존성을 검증할 예정이다.

Development of Anti-jamming GNSS System for Gun-hard Guided Munitions

Jeong-Won Kim*, Hyun-Ki Kim, Jun-Hyung Kim, Kwang-Hee Cho, Jeong-Woo Han, Jae-Hong Uhm

The role of Global Navigation Satellite System (GNSS) is very important for guided munitions that add guidance to conventional ammunition weapons for precision strikes. GNSS is essential for guided munitions to provide initial navigation information, in-flight alignment, and compensation of inertial navigation performance, and requires high survivability. For this reason, it is necessary to apply a GNSS with anti-jamming capability. Anti-jamming GNSS receiver that have been applied to conventional guided missile are difficult to apply to guided munitions due to limitations in high- shock survivability, size, and power consumption. This paper introduces the results of the development of an anti-jamming GNSS receiver for guided munitions, which was developed using a high-permittivity antenna, RF circuit, and digital circuit ASIC to overcome these limitations. The array antenna is designed with four high-permittivity elements in order to apply a small package. The RF front-end circuit was developed as an ASIC including an Analog to Digital Conversion (ADC) to enable anti-jamming signal processing in GPS and GLONASS bands. The digital circuit was developed as an ASIC with the STAP signal processing part developed based on the existing FPGA, and the CPU (ARM) was also developed for further miniaturization by embedding it in the chip. The anti-jamming GNSS receiver achieved miniaturization and low power through ASIC, and applied a high-shock design that has been proven in the conventional artillery weapon system. The developed anti-jamming GNSS receiver will be verified for its performance and survivability through performance tests, gas gun and artillery tests, etc.

Keywords: anti-jamming, STAP, gun-hard systems, RF ASIC, digital ASIC

Speaker 김정원* 한화에어로스페이스(주)