A c-band microwave radiometer receiver for river mouth water temperature remote sensing was designed and implemented The developed receiver operated at 5.1GHz frequency with 70MHz bandwidth. It had high gain of 50dB and low noise figure of 2dB. Also we executed efficiency evaluation about detection capability of the receiver with noise source similar input signal. The experiment results showed that the c-band receiver successfully detected the antenna temperature range from 193K to 300K.
Mohammad Saleh Sharifi;Ho Seung Song;Hossein Afarideh;Mitra Ghergherehchi;Mehdi Simiari
Nuclear Engineering and Technology
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제55권12호
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pp.4570-4575
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2023
Noise and Radio-frequency interference or RFI causes a significant restriction on the Free induction Decay or FID signal detection of the Nuclear Quadrupole Resonance procedure. Therefore, using this method in non-isolated environments such as industry and ports requires extraordinary measures. For this purpose, noise reduction algorithms and increasing signal-to-noise-and-interference ratio or SNIR have been used. In this research, sodium nitrite has been used as a sample and algorithms have been tested in a non-isolated environment. The resonant frequencies for the 150 g of test sample were measured at 303 K at about 1 MHz and 3.4 MHz. The main novelty in this study was, (1) using two types of antennas in the receiver to improve adaptive noise and interference cancellation, (2) using a separate helical antenna in the transmitter to eliminate the duplexer, (3) estimating the noise before sending the pulse to calculate the weighting factors and reduce the noise by adaptive noise cancellation, (3) reject the interference by blanking algorithm, (4) pulse integration in the frequency domain to increase the SNR, and (5) increasing the detection speed by new pulse integration technique. By interference rejection and noise cancellation, the SNIR is improved to 9.24 dB at 1 MHz and to 7.28 dB at 3.4 MHz, and by pulse integration 44.8 dB FID signal amplification is achieved, and the FID signals are detected at 1.057 MHz and 3.402 MHz at room temperature.
본 논문은 Ka/K 통신 대역 및 Ku 방송 대역에서 동작하는 무궁화 3호 정지 궤도 위성을 이용하여 화상 전화, 인터넷과 같은 위성 멀티미디어 및 방송 서비스를 제공하는 이동체 탑재형 안테나 시스템 설계에 관한 것이다. 앙각 방향으로 팬 빔 특성을 갖는 안테나 시스템의 방사부는 준-오프셋 이중 성형 반사판과 삼중 대역 급전기로 구성된다. 또한, 삼중 대역 급전기는 돌출 유전체 막대를 이용한 Ka/K 이중 대역 급전기 및 원형 편파기, 직교 모드 변환기 그리고 Ku 대역 원형 편파 급전 배열로 구성된다. 특히, Ka/K 이중 대역 원형 편파기는 제작이 용이한 comb 구조를 사용하여 구현되었다. Ku 대역 급전 배열은 이동시 위성을 고속으로 추적하기 위하여 전자 빔을 형성할 수 있는 $2{\times}2$ 능동 위상 배열 구조를 갖는다. 그리고, 급전 배열에서 $90^{\circ}$ 하이브리드 결합기를 이용하여 원형 편파를 생성하는 4개의 방사 소자들을 $90^{\circ}$씩 회전하여 배열함으로써 원형 편파 특성을 개선하였다. Ku 대역 전자 빔을 생성하는 4개의 빔 성형 채널은 출력에서 주 빔 채널 및 추적 빔 채널로 구분되며, 각 채널의 내부 구성 유니트들의 잡음 온도 기여도를 바탕으로 채널 잡음 온도 특성을 분석하였다. 제작된 안테나 시스템으로부터 측정된 Ka 송신 채널의 $P_{1dBc}$ 출력은 34.1 dBm 이상, K/Ku 수신 채널의 잡음 지수는 각각 2.4 dB 및 1.5 dB 이하의 전기적인 성능들을 보여주었다. 안테나 시스템은 근접 전계 측정 방법을 사용하여 삼중 대역에서의 주 편파 및 교차 편파 방사 패턴들을 측정하였다. 특히, Ku 대역의 방사 패턴 측정은 급전 배열들의 독립 여기에 의한 부분 방사 패턴들을 측정하여 각 능동 채널들의 초기 위상들을 보정한 후 이루어졌다. 안테나 시스템의 Ka/K/Ku 대역에서 측정된 안테나 이득은 각각 39.6 dBi, 37.5 dBi, 29.6 dBi 이상이었으며, 그리고 Ka 대역 송신 EIRP는 43.7 dBW 이상, K/Ku 대역 수신 감도 G/T는 각각 13.2 dB/K와 7.12 dB/K 이상의 우수한 시스템 성능들을 보여주었다.
We present the results of KaVA SgrA* observation together with Takahagi(32m), Yamaguchi(32m) and Nobeyama(45m) telescopes at 22 and 43GHz, respectively. In early 2014, G2 cloud was expected to encounter with SgrA* and to make a significant flux variation, but it has not been measured yet. So it's worth to check our amplitude calibration method to confirm if we have a missing flux caused by uncertainty in measuring it. We have tested both a standard method using system noise temperature(Tsys) with antenna gain information, and a template method in order to calibrate antenna gain using nearby maser source. As a result, we found that the latter method is useful for antennas which have inaccurate gain information or poor Tsys measurements, and is especially effective for sources at low elevation like SgrA*. In addition, the comparison shows that the amplitude calibration by standard method can be improved up to 10% with a correction factor using a template method. This result implies we can get more accurate flux from a standard method when any maser source not exists around target.
본 논문은 생체신호 (체온, 혈압, 맥박 등)를 측정하는 웨어러블 (Wearable) 디바이스에 장착된 인체 부착용 방사패턴 재구성 안테나의 통신성능 비교에 관한 논문이다. 제안된 안테나의 동작주파수는 블루투스 (Bluetooth) 통신 대역의 2.4 - 2.5 GHz 이며, 안테나의 최대이득은 1.96 dBi 이다. 제안된 안테나는 두 개의 RF 스위치 (PIN diode)를 이용하여 서로 반대방향의 빔을 생성하여 전자기파 신호를 효율적으로 송수신 한다. 또한 제안된 안테나는 탑 로딩(Top Loading)을 이용 세 가지의 각도 변경 ($30^{\circ}$, $90^{\circ}$, $150^{\circ}$)을 통해 각 방사패턴의 지향성 변화를 조사 하였다. 본 논문에서는 방사패턴 재구성 안테나를 통해 전파 간섭이 없는 전자파 차페실의 이상적인 전파환경과 실제 전파간섭이 존재 (Universal Software Radio Peripheral, USRP)하는 스마트 하우스 내에서 웨어러블 디바이스 안테나의 신호대 집음비 (Signal-to-Noise Ratio, SNR) 및 비트 에러율 (Bit Error Rate, BER) 성능 측정을 진행하였다. 두 경우의 측정 비교 시 SNR은 평균적으로 5 dB의 성능저하를 보이며, BER은 최대 10배 증가하여 수신 에러율 (Error rate of receiving signal)이 높아지는 것을 확인하였으며, 본 논문에서 측정한 SNR과 BER의 측정 결과로 전자파기기의 방해전파로 인한 성능저하를 수치상으로 예측 하였다.
We introduce and describe performance of the 6-meter telescope of Seoul Radio Astronomy Observatory (SRAO). All the softwares and instruments except the antenna structure and its driving system are developed for ourselves. The SIS mixer type receiver resulted in the receiver noise temperature less than 50 K (DSB) over the whole 3-mm radio window. An autocorrelation spectrometer, developed first in Korea, provides maximum 50 MHz band width over 1024 channels. Antenna surface is measured and adjusted using template method and radio holography which resulted in a superb surface accuracy bet-ter than 30${\mu}m$. Accordingly, the aperture and beam efficiences amount to $70\%$ and $75\%$, respectively, largely independent of frequency in the 85 - 115 GHz range. It is also found that telescope pointing errors are less than 10" in both azimuth and elevation and that antenna gain is almost constant against elevation greater than $20^{\circ}$, without adjusting sub-reflector position. The SRAO 6-meter telescope is now fully operational and all these characteristics verify that observations are carried out with high precision and fidelity.
국내개발된 수신용 단일 MMIC 칩과 송신용 전력증폭 MMIC 칩을 W-대역 송수신모듈내에 장착하여 개발하였다. W-대역에서 중요한 잡음지수와 출력 전력 값을 계산하기 위하여 안테나 연결로부터 MMIC까지 W-대역의 전이구조 손실을 분석하였고, 수신부 12채널 및 송신부 5채널로 제작후 분석 결과와 측정값을 비교하였다. 결과적으로 송신부의 출력전력 값은 분석 결과와 상온 및 환경조건에서의 측정 결과 모두 유사한 결과를 얻었다. 수신부의 잡음지수 또한 유사한 결과를 얻었으나, W-대역의 12채널로 제작되는 다채널인 관계로 일부 채널에서는 제작 오차에 의해서 3 dB 정도의 오차를 보였다.
목적 : 본 연구는 PRF(Proton Resonance Frequency)를 이용한 MR 온도감시 영상에서 시간 해상도를 keyhole방법 적용으로 향상시키고자하였다. 제시된 keyhole방법과 기존 온도영상 방법 사이의 비교를 위해 온도 값에 대한 RMS(Root Mean Square) 오차와 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하였다. 대상 및 방법 : PRF 방법과 GRE(Gradient Recalled Echo)를 이용하여 MR 온도영상을 구현하였으며 장비로는 임상용 1.5T MRI 장치를 이용하였다. 인체모사 조직인 2% 한천 젤 팬텀과 돼지 근육조직으로 실험을 수행하였다. 2.45GHz대역의 마이크로파 발생장치로 MR호환 동축 슬롯 안테나를 구동하여 MRI장치 내에서 대상 조직과 팬텀을 5분간 가열하였다. 가열 직후 10분 동안에 순차적으로 MR 원 데이터를 획득하였다. 획득된 원 데이터는 PC로 전송되어 전체 위상을 부호화하여 얻은 원 데이터의 바깥영역과 K-space의 중앙 영역을 각각 128, 64, 32, 16으로 위상부호화된 데이터로 keyhole영상을 재구성하였다. 256개로 전체 부호화된 자체-참조 온도영상과 RMS 오차를 비교하였으며, zero-filling 영상과 SNR비교를 하였다. 결과 : keyhole 온도 영상에서 위상부호화 수가 128, 64, 32, 16으로 줄어들수록 RMS 오차로 산출한 온도의 차이가 0.538, 0.712, 0.786, 0.845$^{\circ}C$
만큼 증가하였으나 SNR 값은 keyhole의 위상부호화 수가 줄어도 유지되었다. 결론 : 본 연구는 고정된 매트릭스 크기에 keyhole 방법 적용을 이용하여 온도 감시에서의 시간해상도 증가와 SNR 값을 유지하는 결과를 도출하여 성공적인 적용을 보여 주었다. 본 연구를 기반으로 한 다음 연구에서는 최적화된 변수를 이용한 keyhole 방법 적용으로 최소 온도 오차의 실시간 MR 온도 감시가 가능할 것이라 예상된다.
DBS(Direct Broadcasting Satellite)는 광범위한 주사영역과 고품질의 서비스를 제공하므로 정보화 사회에서 매우 유용한 매체로 활용되고 있으며 이동체에서도 위성 방송을 수신할 수 있는 기술을 필요로 한다. 본 논문에서는 한반도 연근해를 항해구역으로 하는 선박과 육상 이동체에서 DBS 수신이 가능한 trracking antenna용 Dual phase LNB를 설계하였다. 설계한 Dual phase LNB는 저잡음 증폭기 대역통과 필터 발진기, 혼합기, 중간주파 증폭기로 구성하였고 위치 추적을 위해 각각 두 입 출력 위상을 동위상으로 구현하였다. 측정 결과, 11.7 GHz~12.2 GHz의 입력신호에 대하여 잡음지수는 0.87 dBmax, 변환이득 62 dB이고, 온도특성은 $-30^{\circ}C{\sim}60^{\circ}C$에서 ${\pm}400$ kHz이고 위상잡음은 100 kHz 옵셋에서 -101 dBc/Hz로서 우수한 성능을 나타내었다.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권6호
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pp.47-53
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2021
The article deals with the problems of application of microwave methods in systems of geoecological monitoring of natural environments and resources of the agro-industrial complex. It is noted that the methods of microwave radiometry make it possible, by the power of the measured intrinsic radio-thermal radiation of the atmosphere, when solving inverse problems using empirical and semi-empirical models, to determine such parameters of the atmosphere as thermodynamic temperature, humidity, water content, moisture content, precipitation intensity, and the presence of different fractions of clouds.In addition to assessing the meteorological parameters of the atmosphere and the geophysical parameters of the underlying surface based on the data of microwave radiometric measurements, it is possible to promptly detect and study pollution of both the atmosphere and the earth's surface. A technique has been developed for the analysis of sources of measurement error and their numerical evaluation, because they have a significant effect on the accuracy of solving inverse problems of reconstructing the values of the physical parameters of the probed media.To analyze the degree of influence of the limited spatial selectivity of the antenna of the microwave radiometric system on the measurement error, we calculated the relative measurement error of the ratio of radio brightness contrasts in two angular directions. It has been determined that in the system of geoecological monitoring of natural environments, the effect of background noise is maximal with small changes in the radiobrightness temperature during angular scanning and high sensitivity of the receiving equipment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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