• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.1925-1933
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• 2015

RFID 기술에 레이더 시스템을 접목시켜 태그의 아이디 획득뿐만 아니라 위치 정보를 추가로 획득할 수 있는 기술이 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 태그가 부착된 이동하는 물체로부터 태그 아이디 및 속도를 추출하는 최근 제안된 RFID 시스템을 분석하고 성능을 검증한다. 제안된 시스템에서는 감시영역으로 진입한 태그가 지상 비콘으로 부터 트리거 신호를 받은 후 태그 아이디 정보를 FMCW 변조한 신호를 리더로 전송하면 리더는 수신 신호를 복조하여 아이디 및 속도를 동시에 획득한다. 본 논문에서는 송신 신호와 기준신호 간의 동기 오차가 발생하는 경우 및 시스템 구현을 위해 샘플링 률을 낮춘 경우 제시된 시스템의 동작 가능성 및 성능 열화 정도를 분석하고 시뮬레이션으로 이를 검증한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권1호
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• pp.21-28
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• 2003

다른 나라의 저궤도 위성에 대한 궤도 정보를 레이더 시스템을 이용하여 독자적으로 획득할 경우, 이에 필요한 궤도결정 알고리즘을 해석적 모델인 SGP4 모델과 실시간 처리방식인 확장 칼만필터를 이용하여 수치적 방법으로 개발하였다. 궤도결정 알고리즘의 상태벡터를 Kepler 6궤도 요소로 지정할 경우, 상태천이 행렬 계산시 궤도 경사각과 이심률에 대해 특이점 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 평균 궤도 요소를 평균 위치 및 속도 요소로 변환하여 상태벡터로 지정하였다. 필터 구성시 상태천이 행렬(State Transition Matrix)과 공분산 행렬(Covariance Matrix)은 SGP4모델과 수치적 방법인 finite difference방법을 이용하여 계산하였으며, 관측 자료는 방위 각, 고도각, 그리고 시선거리 형태로 각각 입력되며 각 관측 형태에 따라 일괄적으로 처리하도록 필터를 구성하였다. TOPEX/POSEIDON POE를 이용 시뮬레이션 생성한 관측간을 사용하여 개발한 궤도결정 알고리즘의 성능을 분석한 결과 개발한 알고리즘은 약 1km의 위치 오차를 가지며 7일 동안 약 3km의 위치 오차를 가지는 NORAD시스템과 동일한 성능을 가지기 위해 필요한 레이더 시스템의 최소 성능 요구조건은 방위각과 고도각은 0.1도 이내이고 시선거리는 50m이 내여야 한다.

• 융합정보논문지
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• 제11권12호
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• pp.14-21
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• 2021

본 논문은 가산성 잡음이 존재할 경우 모노펄스 알고리즘의 성능분석을 해석적으로 분석한 연구이다. 이전 연구에서는 1차 테일러 급수 전개와 2차 테일러 급수 전개를 통한 진폭비교 모노펄스 알고리즘의 해석적 성능 분석을 진행했다. 본 연구에는 3차 테일러 전개기반 해석적 분석법을 적용하여 1차 및 2차 테일러 근사기반의 해석적 분석보다 실제 모노펄스 알고리즘의 성능 분석 결과에 다가가는 것을 보인다. 성능분석은 평균제곱오차(Mean Squre Error)을 통해 분석되며 몬테카를로(Monte-Calro) 방법을 통한 시뮬레이션 MSE와 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 서로 비교한다. 3차 테일러 근사기반 해석적 MSE를 적용하였을 경우, 이전 연구에서 제안된 2차 테일러 근사기반의 해석적 MSE의 오차를 89.5% 감소시킨다. 또한 몬테카를로 기반 MSE보다 모든 경우에서 빠른 결과를 보인다. 해당 연구를 통해 잡음 재밍이 적용된 환경에서 모노펄스 레이더의 추정 각도 능력을 명시적으로 분석이 가능하다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권5호
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• pp.507-520
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• 2011

전파 고도계는 비행체의 직하방으로 펄스를 발사하고 펄스의 왕복 도달 시간을 거리로 환산하여 고도를 탐지하는 시스템으로써, 이착륙하는 항공기가 지면에 충돌하는 것을 방지함은 물론, 위성에 탑재되어 전 지구 해수면의 고도를 수 mm의 정밀도로 관측하기도 한다. 그러나 전파 고도계는 넓은 swath 내의 모든 데이터를 취득하여 이의 평균치로 고도를 측정하기 때문에 해수면과 같이 편평한 지역에서는 정밀 고도 추출이 가능하지만, 지면과 같이 변화가 심한 지형에서의 고도 탐지가 어렵다는 한계가 있다. 이러한 한계를 개선하기 위하여 본 연구에서는 지표면의 고도뿐만 아니라 3차원 위치 좌표까지 효과적으로 추출할 수 있는 간섭계 레이더 고도계 (Interferometric Radar Altimeter, IRA) 신호처리 알고리즘을 제안하였다. 이 방법은 세 개의 센서를 이용한 레이더 간섭기법 (Synthetic Aperture Radar Interferometry, InSAR)을 통하여 비행체로부터 최근거리에 위치하고 있는 타겟의 3차원 지상 좌표를 정밀하게 추출하는 신호처리 기법이다. 본 연구에서는 제안된 신호처리 기법의 정밀도를 분석하기 위하여 약 3,500여 개의 포인트 타겟을 설정하고, RAW 데이터 시뮬레이션 및 70회의 정밀 좌표 추출 시뮬레이션을 수행하였다. 추출된 좌표와 포인트 타겟 간 오차의 평균과 표준편차, Root mean square errors (RMSEs)를 계산하였고, 이러한 결과로부터 IRA 처리 기법의 좌표 추출 정밀도를 분석하였다. 관측 결과 오차의 평균은 x, y, z 방향으로 각각 -0.40 m, -0.02 m, 4.22 m 이며, 오차의 표준편차는 3.40 m, 0.30 m, 4.60 m, RMSE는 각각 3.40 m, 0.30 m, 6.20 m 로 나타났다. y축 방향으로의 오차는 다른 방향에 비해 매우 작았으며, 이는 간섭기법의 정밀도가 높기 때문이다. 이러한 결과는 고도만을 파악할 수 있었던 기존 전파 고도계의 한계를 넘어 제안된 IRA 처리 기법으로 정밀하게 지표면의 3차원 위치를 추출할 수 있음을 지시한다.

• 대한지리학회지
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• 제46권2호
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• pp.168-180
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• 2011

강수량 데이터의 정확성은 수리모델링에서 중요하다 WRS-88D (Weather Surveillance Radar - 1988 Doppler) 레이더 시스템에서 예측하는 NEXRAD (Next Generation Radar) 강수량 데이터는 높은 시, 공간 해상도를 갖는 데이터라는 장점이 있다. 이 연구에서는 검증된 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델을 이용한 이 전의 연구를 바탕으로 일반 가상관측소와 NEXRAD 강수량 데이터를 비교하여 국지적 강우와 그 강우가 유출량에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이 연구에서는 NEXRAD 강수량 데이터를 이용한 선행 연구에 기상관측소의 데이터를 대체하여 시뮬레이션을 함으로써 그 차이를 알아 보고자 하였다. 한 유역과 1년간의 데이터를 선정하여 비교 분석한 경과 두 강수량 데이터는 큰 차이를 보였다. 이는 기상관측소의 위치가 연구지역과 거리가 있기 때문이다. 가장 큰 강수량의 차이를 보일 때는 3 차이가 94.5mm (NEXRAD 데이터가 더 큰 경우) 와 71.6mm (기상 관측소의 데이터가 더 큰 경우) 까지 나타났다. 이 차이는 강우가 대부분 실제로는 연구지역 밖에서 나타났거나 연구지역만의 국지적 강우임을 나타내는 것이다. 유출량의 비교에서는 NEXRAD를 이용한 시뮬레이션이 측정치에 더 가깝게 예측하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.495-501
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• 2015

해상에서 운용되는 함정은 다양한 위협에 둘러싸여 있는데 그중에서도 가장 위협적인 것은 다양한 환경과 플랫폼에서 발사가 가능한 대함미사일이다. 대함미사일은 함정의 레이더나 전자전 장비에 대하여 회피 기능까지 보유하고 있어 함정에 치명적인 피해를 줄 수 있다. 대함미사일에 의한 함정에 직접적인 피해를 줄이는 능동기만기는 대함미사일이 함정 대신 기만기를 추적하도록 유인하여 함정의 생존성을 높이는 장비로써 대함미사일 방어에 효과적인 방법이다. 본 논문에서 제안 기법은 해상 환경에서 함정의 능동기만기를 사용하여 대함미사일에 대응하기 위해 시뮬레이션 방법론인 DEVS (Discrete Event System Specification)를 적용하여 능동기만기의 효과적인 운용 시간을 검증한다. 이를 위해 함정, 대함미사일, 그리고 능동기만기를 각각 모델링하고 정의된 모델을 결합하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 수행을 통해 도출된 결과는 수동형 기만기, 체공 고정형 기만기, 그리고 이동형 능동기만기 중에서 이동형 능동기만기의 운용 시간 우수성을 검증했고, 대함미사일로부터 함정 방어를 위한 이동형 능동기만기의 운용 시간에 따른 방어구역을 추정하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.63-71
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• 2010

현대전에서는 정보전을 기반으로 미사일, 유도무기 등의 사정거리와 정밀도가 향상됨에 따라 지대공미사일(SAM : Surface to Air Missile)의 요격성능의 중요성이 부각되고 있다. 위협적인 공중 공격을 예측 하고 방어하기 위해 최선의 방법으로 지대공 레이더와 유도미사일을 이용한 공중방어시스템 구축이 필요하다. 지대공미사일 개발 과정에서 Modeling and Simulation (M&S)을 이용하는 것은 시간적, 공간적 제한을 극복할 수 있고 시행착오를 줄임으로 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. M&S는 최신 무기체계 설계 및 교육/훈련 분야에 많이 적용되고 있다. 본 연구는 지대공미사일의 요격 성능 평가를 위한 시뮬레이터를 개발하는 것에 목적이 있다. 본 연구에서는 다양한 사양의 지대공미사일 요격 성능을 고려할 수 있는 지대공미사일 요격 성능 분석 시뮬레이터의 아키텍처를 제시하고 개발하였다. 개발된 지대공미사일 요격 성능 분석 시뮬레이터는 C++와 Direct3D를 기반으로 개발되었으며, Direct3D를 이용한 3D 가시화를 통해 사용자에게 애니메이션 창에 시각적으로 시뮬레이션의 진행 경과를 보여줄 수 있도록 개발되었다. 사용자의 교전모델 설계 운영 정보는 입력창을 통해 입력되며, 이 정보는 객체 관리자, 운영 관리자, 통합 관리자로 구성된 시뮬레이션 엔진에서 자동으로 지대공미사일을 모델링 및 시뮬레이션 하여 빠른 시간 안에 시뮬레이터 사용자에게 피드백을 제공한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권7호
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• pp.774-781
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• 2014

레이더에서 측정값은 직교 좌표계가 아니라 극 좌표계에서 얻어진다. 표적 동력학을 직교 좌표계에서 모델링하면 극 좌표계에서 획득된 측정값을 직교 좌표계로 변환한 의사 측정치를 사용하거나 확장형 칼만 필터를 사용하여 표적 추적 필터를 구현한다. 만일 표적 동력학을 극 좌표계에서 모델링하면 측정 방정식은 선형이나 동력학 방정식이 비선형이 된다. 본 논문에서는 극 좌표계에서 동력학 방정식을 모델링하고, 시스템 행렬을 시불변 형태로 모델링하여 발생한 비선형 성분을 시스템 입력으로 처리한 추적 필터를 제안한다. 이러한 추적 필터는 거리 측정값과 동시에 도플러 측정값이 가용할 경우, 측정방정식의 선형성을 그대로 유지하게 되므로 추적 필터의 알고리듬에 변동이 없고 추가된 도플러 정보를 사용하여 추적 성능을 높일 수 있다. 또한, 기존에 일반적으로 사용되고 있는 추적 필터와 제안한 모델링을 사용한 추적 필터의 추적 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1642-1648
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• 2017

초광대역 안테나는 위성통신, 레이더, 리모트 센싱 시스템, 전파 망원경, 마이크로웨이브 화상 시스템 등의 여러가지 용도로 쓰인다. 수많은 형태의 광대역 안테나 구조들이 있으나, 테이퍼 슬롯 비발디 안테나는 가격, 무게, 스캔각도, 종형 복사, 쉬운 급전과 시스템 구성의 용이성 등의 장점이 있다. 이 논문에서는 개선된 안티포달 비발디 안테나를 제안하였다. 설계에 있어서 H자 형태의 기생패치 구조를 채택하였으며 이를 통해 전체 작동 주파수에 있어서 방사특성을 개선하는 능력을 나타내었다. 비유전율(${\epsilon}_r$) 2.2, 유전체 두께 0.7874mm의 RT/duroid 5880기판을 사용해 제안된 안테나의 시작품을 제작하고 측정한 결과 7.8-52.5GHz에 걸쳐 -10dB 반사손실 대역폭과 9-12dBi의 이득을 보였으며 이는 시뮬레이션 결과와 합리적으로 일치함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.611-618
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• 2012

국제민간항공기구(ICAO)는 급증하는 항공교통 수요에 대비하고자 위성항법과 데이터 통신 기술이 접목된 차세대 항행시스템 CNS/ATM의 도입을 권고하고 있다. 차세대 항행시스템은 통신, 항법, 감시 및 교통관리로 구성되어 있다. 이중 감시 분야에 대해서는 ADS-B 정보를 바탕으로 한 CDTI가 구축이 되어 지고 있으며, 항공기 조종사, 항공교통관제사, 지상 이동체의 운용자 등에게 항공교통정보를 공유할 수 있는 장치이다. 본 논문에서는 CDTI를 통해 조종사와 관제사 사이에 어떠한 효과가 있는지 알아보기 위한 연구이다. 실제 조종사와 관제사 사이에 주고받은 ATC통신 내역을 바탕으로 시뮬레이션 환경을 구축하여 비교분석을 하였으며, 분석 결과 CDTI를 사용할 경우 ATC 환경과 기존레이더 체계보다 항공기 식별부호, 위치, 고도 정보 인식률이 향상 되는 것을 확인하였고, 조종사와 관제사의 항공교통정보 인식이 개선되어짐을 확인을 하였다.