• 제목/요약/키워드: Doppler FFT

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CW 도플러 레이더의 시각 분해능과 시선 속도 정확도의 관계 (The Relation of Time Resolution and Radial Velocity Accuracy of a CW Doppler Radar)

  • 류충호;장용식;최익환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.815-821
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    • 2012
  • CW 도플러 레이더는 움직이는 물체의 속도에 비례하는 도플러 주파수 편이를 검출함으로써 속도를 계측한다. 도플러 주파수 편이를 검출하기 위해서 시간영역에서 획득한 수신 신호를 주파수 영역으로 변환하기 위한 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행한다. 이때 FFT 개수에 의해 도플러 레이더의 시각 분해능이 달라진다. 또한, FFT 개수는 수신 신호의 신호 대 잡음비에도 영향을 미치므로, 결국 시선 속도의 정확도와도 관련 있다. 따라서 본 논문에서는 FFT 개수에 따라 달라지는 시각 분해능과 시선 속도 정확도의 관계를 제시하였다.

Target Velocity Estimation using FFT Method

  • Lee, Kwan Hyeong
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제12권3호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • This paper studied a method of estimating target information using a radar in wireless communication. Position information on the target can be estimated angle, distance and velocity. The velocity information can be estimated since the Doppler frequency is changed in the moving target. The signal incident on the receiving array antenna is multiplied by the delay time and the reference signal to represent the output signal. This output signal is estimated by applying FFT (Fast Fourier Transform) after calculating signal correlation through correlation integrator. Since the output signal must be calculated within the correlator, it should be processed with the Dwell time. The correlation signal of the correlation integrator outside this Dwell time is indicated by the velocity measurement error. The FFT is applied to the signal that has passed through the correlated integrator in order to estimate the distance of the signal. The Doppler resolution must be improved because the FFT estimates target information using the Doppler information. The Doppler resolution decreases with increasing the integration time. The velocity information estimation should have no spread of the velocity. As a result of the simulation, there was no spread of the target velocity in this study.

CW 도플러 레이더와 FFT를 이용한 물체의 접근 이탈 정보 판단 알고리즘 (Detection Algorithm for Information on Approach or Deviation of Objects Using CW Doppler Radar and FFT)

  • 신현준;한병훈;오창헌
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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    • pp.999-1001
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    • 2015
  • CW 도플러 레이더는 도플러 효과를 이용하여 특정한 물체의 상대 속도를 획득할 수 있다. 하지만 두 개 이상의 물체를 탐지하기 위해서는 CW 도플러 레이더에 FFT를 사용하여 주파수 영역에서 분석해야하며, 이러한 경우 주파수 영역에서는 물체의 개수와 속도를 구할 수 있지만 물체의 접근 또는 이탈 정보를 판단하기에는 어렵다는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 두 개 이상의 물체를 탐지하기 위해 FFT를 사용할 경우 주파수 영역에서 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 판단하기 위한 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 주파수 영역에서 실수부와 허수부로 나눈 후 각 주파수들의 진폭을 합한 값이 주파수의 좌측에 있으면 이탈, 우측에 있으면 접근으로 판단한다.

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항공기용 레이다에서의 도플러 스펙트럼 분석 (Analysis of Doppler Spectra in an Airborne Radar)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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    • pp.628-631
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    • 2008
  • 원격탐지를 목적으로 하는 레이다 시스템에서는 일반적으로 도플러 필터뱅크를 적용하여 목표물 반사 신호들의 스펙트럼을 분석함으로서 반사 신호의 크기 및 속도정보 등을 얻게 된다. 이러한 스펙트럼 추정방법은 오래 전부터 널리 이용되고 있는 FFT(Fast Fourier Transform) 기법을 이용한 것으로 대부분의 레이다 시스템에서 채택하고 있는 방식이다. 그러나 레이다 시스템에서의 목표물 반사 신호 획득시간이 현저히 짧은 경우, 즉 고속으로 이동하는 항공기용 시스템이나 매우 빠른 목표물들의 즉각적인 탐지가 목적인 시스템에서는 기존 FFT 스펙트럼 추정방식으로는 높은 도플러 주파수 해상도를 얻을 수 없기 때문에 정확도가 현저히 떨어질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 해상도 문제가 발생하지 않는 파라메터 추정방식인 AR 스펙트럼 추정 방법에 대하여 고찰하였다.

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FFT를 이용한 연속초음파 도플러 장치에 관한 연구 (A study on the development of CW(Continuous-Wave) Doppler System using FFT)

  • 이대형;강충신;박세현;김영길
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1988년도 전기.전자공학 학술대회 논문집
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    • pp.709-712
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    • 1988
  • Ultrasonic Doppler Diagnostic System utilizes the Doppler effect for measurement of blood velocity. The sign of the Doppler frequency shift represents blood flow direction. CW(Continuous-Wave) Doppler System uses quadrature detection and phase rotation method to produce simultaneous independent audio and velocity signals for forward and reverse blood flow direction in the time-domain, had been fabricated. But time-domain analyzing such as audio evaluation and zero- crossing detection for instantaneous and mean frequnecy measurement do not provide both an accurate and quantitative result. Therefore, it is necessary to adopt frequency-domain technique to improve system performance. In this paper, we describe a unit which is composed of CW Doppler System and real-time spectrum analyzer (installed TMS 32010 DSP Chip). This unit shows time-dependent spectrum variation and mean velocity of Blood signal.

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레이다 시스템에서의 효율적인 도플러 스펙트럼 추정 (Efficient Doppler Spectrum Estimation in Radar Systems)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.605-608
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    • 2009
  • 이동 목표물 및 기상 현상 등의 원격탐지를 위한 레이다 시스템에서는 수신되는 전자파 반사 신호로부터 유용한 정보를 추출하기 위하여 각 거리별로 도플러 스펙트럼의 추정이 필요할 수 있다. 그러나 이제까지 일반적으로 적용되어졌던 FFT 주파수 추정방법은 안테나의 dwell time 이 짧은 경우 해상도 문제가 발생하거나 또는 상대적으로 강한 반사 신호의 부엽 확산으로 인하여 상대적으로 약한 목표물의 탐지가 어려울 수 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기위하여 시간영역에서의 도플러 신호모델 파라메터 추정을 통한 효율적인 도플러 스펙트럼 추정방법에 관하여 비교하고 고찰하였다.

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전차 탑재 L-밴드 펄수 도플러 레이더 설계 및 제작 (L-band Pulsed Doppler Radar Development for Main Battle Tank)

  • 박규철;하종수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.580-588
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    • 2009
  • 전차 탑재 레이더는 기상에 관계없이 전천후로 대전차 미사일을 탐지하는 능동 방호 장치의 필수적인 센서이다. 본 논문에서는 전차 탑재 레이더의 설계, 제작 및 시험 결과를 제시한다. 레이더 시스템은 안테나부, 송수신부, 신호처리부의 3개의 LRU로 구성되며, 개발 기술은 패치 안테나, SSPA 송신기, coherent I/Q detector, DSP기반 도플러 FFT 필터, 적응 CFAR, TWS 추적기 및 위협 판단을 포함한다. 개발된 레이더 시스템의 설계 성능은 고정 및 기동 시험을 통하여 확인한다.

멀티모드 레이다 신호처리를 위한 저복잡도 FFT 프로세서 설계 (Design of Low-complexity FFT Processor for Multi-mode Radar Signal Processing)

  • 박예림;정용철;정윤호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.85-91
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    • 2020
  • 최근 다양한 환경에서 무인기를 효율적으로 운용하기 위한 목적으로 멀티모드 레이다 시스템이 고안되었으며, 이는 PD (pulse Doppler) 방식과 FMCW (frequency modulated continuous wave) 방식을 통합하여 활용할 수 있다는 장점을 가진다. 멀티모드 레이다 시스템의 하드웨어 구조의 경우 FFT (fast Fourier transform) 프로세서와 IFFT (inverse fast Fourier transform) 프로세서가 필수적이지만, FFT 프로세서는 큰 복잡도를 갖는 구조 중 하나로 FFT 프로세서의 복잡도를 감소시키는 방향으로의 구조 설계가 필요하다. 또한, 다양한 거리 해상도를 요구하는 레이다 응용 환경을 고려했을 때, FFT 프로세서는 가변 길이의 연산을 지원할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 멀티모드 레이다 신호처리 프로세서 거리 추정부의 FFT 프로세서와 IFFT 프로세서를 16~1024 포인트의 가변 길이 연산을 지원하는 단일 FFT 프로세서의 하드웨어로 설계하여 제안한다. 제안된 FFT 프로세서는 MATLAB 기반 알고리즘 설계를 수행한 뒤, 그 결과를 토대로 Verilog-HDL (hardware description language)을 활용하여 RTL (register transfer level) 설계가 수행되었으며, 논리 합성 결과 총 총 7,452개의 logic elements, 5,116개의 registers로 구현 가능함을 확인하였다.

ADCP에서의 유속 추정 방법 개선에 관한 연구 (Improvement of Current Velocity Estimation Method in an ADCP)

  • 이종길
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1818-1825
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    • 2017
  • ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 는 초음파의 도플러 효과를 이용하여 수중에서 유속의 측정 및 교란 정도를 분석한다. 따라서 수신되는 각 공간 영역에 대한 속도 정보를 추출하기 위하여 수신 펄스 신호에 대한 자기 상관 함수나 FFT(Fast Fourier Transform) 스펙트럼을 추정한다. 그러나 자기 상관 함수 추정은 수신되는 반사 신호가 가우시안 형태의 대칭적인 도플러 스펙트럼을 가진다는 가정이 필요하며 이러한 조건이 만족 되지 않는 경우 추정치에서의 큰 편향오차가 발생할 수 있다. 또한 유속의 변화가 빠르게 나타나는 경우 신호 획득시간이 짧아 유속을 측정하기 위한 자기 상관 함수 나 FFT 스펙트럼의 정확한 추정이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 반사 신호가 대칭형 또는 비대칭형 가우시안 형태의 스펙트럼을 보이면서 상대적으로 짧은 반사 획득 신호인 경우에도 정확한 유속 추정이 가능한 AR(Autoregressive) 스펙트럼 첨두치 추정 방법을 제안하였다. 이러한 방법을 이용하면 기존 방법에 비하여 그 정확도를 개선할 수 있음을 보였다. 제안된 방법의 평가를 위하여 다양한 환경에서의 모의 신호들을 구현하였으며 그 결과들을 비교하고 분석하였다.

Design and Implementation of a Microwave Motion Detector with Low Power Consumption

  • Sohn, Surg-Won
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권7호
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    • pp.57-64
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    • 2015
  • In this paper, we propose a design of microwave motion detector using X-band doppler radar sensor to minimize the power consumption. To minimize the power consumption and implement battery operated system, pulse input with 2 KHz, 4% duty cycle is exerted on the doppler radar sensor. In order to simplify the process of working with ATmega2560 microcontroller unit, Arduino compatible board is designed and implemented. Arduino is open source hardware and many library software is published as open source tools. Smartphone app is also proposed and designed as a real-time user interface of the motion detector. The SQLite database on the Android mobile operating system is used for recording raw data of motion detection for post-processing job, such as fast Fourier transform (FFT). Bluetooth interface module is implemented on the motion detection board as a wireless communication interface to the smartphone. The speed of human movement is identified by post-processing FFT.