• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.448-458
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• 2013

본 논문은 능동형 평면 위상 배열 안테나를 이용한 레이더 시스템에 적용, 구현된 적응적 빔형성기의 시험결과 및 성능을 다룬다. 적응적 빔형성 알고리즘은 이미 많은 문헌 등에서 연구되고 있지만, 실제로 구현된 레이더 시스템에 대한 소개 및 결과는 찾기 어렵다. 여기서는 실시간 디지털 신호 처리까지 구현된 실제 레이더 시스템에 적용된 적응적 빔형성 알고리즘의 결과에 대해 알아본다. 또 일반 평면 위상 배열이 아닌 부배열 합성을 이용한 적응적 빔형성 알고리즘을 구현하였다. 본 알고리즘의 성능은 모델링과 시뮬레이션을 통해 먼저 입증한 다음, 실제 레이더 시스템을 이용한 원전계 시험 결과로 최종 확인한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.1-8
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• 2023

영상레이더(SAR)에서 인공표적에 대한 모델링은 주로 3차원 CAD(Computer Aided Design) 모델의 면(face) 및 모서리(edge)에서 반사되는 레이더 신호를 광선추적(ray-tracing) 방식으로 시뮬레이션하고 있고, 지구 표면의 클러터(clutter)에 대한 모델링은 영상레이더 이미지 자체에 대한 통계학적(statistical) 분석을 통해 분포(distribution) 특성이 유사한 종류들을 구분하는 방식을 사용하고 있다. 본 논문에서는 지상의 인공표적 및 지표면의 배경 클러터를 3차원 점구름(point cloud) 산란점(scatterer point) 모델로 만들고 두 개의 모델이 통합된 상황에서 계산적(computational)인 신호처리 과정을 통해 영상 레이더 이미지를 생성하였으며, 이것을 실제 차량탑재형 영상레이더 시스템의 스트립맵(stripmap) 이미지 생성 결과 및 전자기적(EM) 모델링 또는 통계학적 분포 모델을 사용하여 분석한 결과와 유사한 지 비교해 보았다. 모델링 대상은 지상의 인공표적인 교량(다리)을 선정 했는데, 그 이유는 교량의 경유 주변에 수면과 지면이 같이 존재하는 특성이 있고 또한 군사용 및 민간용 활용에서 모두 관심이 많은 표적이기 때문이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.41-48
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• 2011

함포 사격통제시스템은 수상함 전투체계에서 가장 사용빈도가 높은 무장 시스템으로 탄도 계산의 연산과정이 복잡할 뿐만 아니라 각종 레이더 및 센서등 자함에 탑재된 대부분의 장비로부터 정보를 수신하여 탄도계산을 수행하기 때문에 시뮬레이션을 통해 사전에 검증을 하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 함포 사격통제시스템을 검증하기 위한 시뮬레이션 환경 구축 기법을 제안하였으며, 구축된 시뮬레이션 환경을 통해 무기체계의 개발진행단계별로 주어진 데이터를 최대한 활용하는 효율적이며 실용적인 시뮬레이션 방법을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 검증된 사격통제시스템은 실제 수상함 전투체계에 탑재되어 함포사격에서 우수한 결과를 얻었으며, 이를 통해 제안된 시뮬레이션 방법의 정확성 또한 입증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.16-16
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• 2015

오늘날 전 세계적으로 가속화되는 기상이변에 따라 돌발성, 국지성 폭우 및 폭설의 빈도가 급격히 증가하는 추세이다. 이 같은 돌발기상 현상은 고층 건물과 인구의 과밀화로 인해 열섬효과가 자주 발생하는 도심지에서 특히 높은 발생률을 보이며, 그로 인한 막대한 인명 및 재산상의 피해가 발생하고 있는 실정이다. 하지만 이러한 돌발성 강수 현상들은 주로 저고도에서 생성 및 발달되며, 그 수명은 2~3시간에 불과하기 때문에 현재의 국내 기상관측 시스템으로는 예측 및 예보에 많은 어려움을 겪고 있다. 현재, 이러한 문제점을 해결하기 위해 국내 관련 기관들에서는 도심지를 중심으로 한 저층 기상 관측을 위한 소형 레이더 네트워크 구축을 계획하고 있다. 그와 함께, 본 논문에서는 향후 도입될 소형 레이더 네트워크의 활용성을 증대시키고, 기상재해의 피해를 줄이는 방법으로써, 구글 어스의 지도 서비스를 기반으로 한 기상 레이더 자료 활용 실시간 돌발성 기상재해 감시/추적 및 경보 시스템 플랫폼을 제안한다. 제안하는 플랫폼은 전 세계적으로 통용되는 GIS 엔진으로서, 높은 확장성이 장점인 구글어스 플랫폼을 바탕으로 하며, 레이더 자료 분석 도구, 위험도 판별 도구 및 자료 표출/경보 도구 등으로 크게 세 가지의 기술도구 집단으로 구성된다. 제안한 플렛폼 상에서 시뮬레이션을 통해 구글어스 기반에서 레이더 누적강수량의 실시간 처리와 3차원 GIS 기반에서의 직관적인 경보 메시지 표출을 구현하였으며, 향후 각 기술 도구들 상의 기법들을 연구 및 개선함으로써 국토관측센서 네트워크 및 기상 재해 예 경보 체계를 위해 활용되어질 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제40권1호
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• pp.130-138
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• 2003

Stripmap-mode 합성개구레이더의 고전적인 영상 복원기술은 Range-Doppler 알고리즘이다. 하지만 고해상도 Spotlight-mode 합성개구레이더 시스템에서는 Range-Doppler 알고리즘을 적용했을 때 성능이 상당히 나빠지므로 Spotlight-mode에 맞는 별도의 Inversion 알고리즘이 연구되어왔다. 본 논문에서는 Spotlight-mode 합성개구레이더에서 Raw-data를 처리하기 위한 알고리즘 연구를 통해 기존의 평면파 근사 방법을 이용하고 있는 Polar format 알고리즘과 근사 방법을 사용하지 않는 Wavefront Reconstruction 기법에 대한 성능분석을 시도하였다. 이 때 Source 신호의 Carrier 주파수, 합성 개구면 Size, 그리고 표적물의 위치에 따라 두 Inversion기법의 결과 영상을 비교함으로써 Wavefront Reconstruction 기법의 우수성을 입증하였다. Spotlight-mode 합성 개구 레이더 시스템을 시뮬레이션하여 Raw-data를 생성시키고 각 알고리즘에 적용하여 역변환을 통해 영상화된 표적물의 형태로 성능을 비교 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.2628-2635
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• 2010

본 논문에서는 차량용 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더의 도플러 주파수와 아날로그-디지털 변환기 비트 수에 따른 탐지 성능 분석 및 신호처리부 개발을 진행하고자 한다. 성능 평가를 위한 FMCW 레이더의 시스템 모델은 송신부와 수신부로 구성되어 있으며 채널은 가우시안 잡음 환경을 사용한다. 이론과 시뮬레이션을 통해서 시스템 모델을 검증한다. 수신부에서는 수신 신호와 기준 신호사이의 부정합으로 인한 주파수 오차가 발생하게 된다. 75cm의 분해능를 갖는 FMCW 레이더에서 도플러 주파수가 약 38KHz이하인 경우 탐지 성능의 열화가 발생하지 않음을 알 수 있다. 아날로그-디지털 변환기 비트에 따른 탐지 성능은 6비트가 최소의 비트로 결정될 수 있음을 알 수 있다. 그리고 FPGA를 이용하여 디지털 송신 파형 발생기를 위한 집적 디지털 신디사이저(Direct Digital Synthesis) 칩을 기반한 FMCW 레이더 신호처리부를 설계 및 구현을 진행한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권4호
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• pp.305-313
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• 2013

본 논문에서는 항공관제사의 훈련을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해 항공관제 시스템의 구성을 분석하여 훈련용 시뮬레이터가 만족해야 할 요구조건을 도출하였으며, 그 결과는 시뮬레이터 설계에 반영되었다. 훈련용 시뮬레이터는 조종사 인터페이스, 항공기, 레이더의 세 가지 모듈로 구성되어 있으며, 각 모듈들은 요구사항에서 도출된 알고리듬의 확장성, 편의성, 실시간성, 운용범위 등을 기준으로 엄격한 단위시험과 통합시험을 수행하였다. 최종적으로 개발된 시뮬레이터는 관제사가 항공기 관제를 위해 운용하는 관제시스템과 연동이 가능하며, 관제사의 요구에 따라 항공기 500대와 레이더 30대를 운용할 수 있으며, 확장성을 위해 최대 1200대 항공기를 운용할 수 있도록 설계되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.445-458
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• 2008

레이더 영상의 품질은 영상레이더 탑재체 뿐만 아니라 위성 본체의 성능에 크게 좌우되기 때문에, 영상레이더 위성의 영상형성구조분석(Image Chain Analysis)은 위성체 설계단계에서 가장 중요한 해석들 중 하나이다. 특히, 위성체 지향 및 안정화 오차는 탑재체 고유 설계에서 유도되는 영상 품질에 가장 나쁜 영향을 끼친다. 이 연구에서는 위성체 지향 및 안정화 오차로 인한 레이더 영상 품질 저하를 분석하기 위한 영상형성구조분석 알고리즘이 개발되었다. 개발된 소프트웨어는 궤도 모델, 자세제어 모델, 영상레이더 탑재체 모델, 클러터 모델, 영상처리 모델로 구성된다. 이 해석을 위해, $5km{\times}5km$의 관측폭을 가지는 1m고해상도 모드 레이더 영상의 원시 데이터를 시뮬레이션하고, 영상처리를 수행하였다 영상 품질을 분석하기 위해 영상 내에 총 25개 점표적들을 생성하였다. 이 연구의 결과, 레이더 영상의 방사 정밀도는 위성체 지향오차에 가장 많은 영향을 받는 것으로 해석되었으며, 최고의 영상 품질을 만족시키기 위해서는 위성체 자세제어 시스템의 성공적인 설계가 가장 중요하다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.191-199
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• 2008

본 논문에서는 호흡 및 심박수 측정을 위한 2.4 GHz 바이오 레이더 시스템의 성능을 분석하고 이를 통한 설계 및 구현 과정을 제시하였다. 먼저 2.4 GHz 시스템의 성능을 정량적으로 분석하기 위해, 인체 조직의 전자기적 성질을 이용하여 사람 몸에 의한 손실을 구하였고, 거리에 따른 복조기 출력에서의 SNR을 분석하였다. 5 Hz 대역폭일 때, 50 cm에서 90 % 이상의 success ratio를 성능지표로 삼아 바이오 레이더 성능을 MATLAB을 이용하여 시뮬레이션 하였고, 전체 시스템의 링크 버젯을 완성하였다. 분석 결과를 활용하여 4층 PCB 기판 위에 계산된 링크 버젯을 만족하는 직접 변환 방식의 바이오 레이더 수신기를 설계 및 제작하였다. 측정 결과, 0 dBm 출력에서 5 Hz 대역폭일 때, 50 cm의 거리에서 약 80 %의 success ratio가 측정되어 설계 과정을 검증하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.599-602
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• 2005

본 논문에서는 기존 단극성 원 빔 레이저 방식의 단점을 개선하기 위하여 듀얼 빔을 응용한 차량용 레이저 레이더 시스템을 설계하엿다. 양극성 m-시퀀스를 두 개의 레이저 파장에 할당함으로써 2차원 OOC(orthogonal optical codes)와 유사한 특성을 갖도록 하고 수신부에서 두 개의 단극성 신호를 차동구조를 이용하여 양극성 신호로 합성하는 방법을 이용, SNR 개선 방안을 제시한다. 시뮬레이션 결과, 제안한 듀얼 빔 방식이 기존의 원 빔 단극성 신호방식의 레이져 레이더 시스템에 비해 3dB의 SNR 개선이 가능함을 확인하였다.