전차 탑재 레이더는 기상에 관계없이 전천후로 대전차 미사일을 탐지하는 능동 방호 장치의 필수적인 센서이다. 본 논문에서는 전차 탑재 미사일 경고 레이더를 소개하고, 주요 핵심 기술로 고속의 멀티 DSP를 이용한 신호 처리기를 설계 및 제작 결과를 제시하였다. 핵심 알고리즘으로는 어댑티브 CFAR, 가중 선형 근사 알고리즘, 소프트웨어 추적, 위협 분석 등을 구현하였으며, 시험 결과를 제시하였다.
본 연구에서는 FFT와 파라메트릭 방법에 의한 혈류 추정방법을 연구하고 디지털 신호처리 프로세서를 이용하여 레이저 도플러 혈률계를 구현하였다. 레이저 도플러 혈류계는 피부의 모세혈류의 흐름을 측정할수 있는 장비로서 다양한 분야에 활용이 가능하다. 구현된시스템은 TI사의 TMS320C32 DSP를 사용하였으며, 전력 스펙트럼의 모멘트값을 이용하여 혈류를 추정하였다. 혈류 추정 값은 매 0.5초마다 그래픽 사용자 인터페이스를 통해서 표시하도록 하였다. 시스템의 성능을 평가하기 위해서 혈류 시뮬레이터에 흐르는 혈류를 계단함수, 삼각함수, 사인함수로 제어하여 그 결과를 비교하였으며 인체 부위에 따른 혈류를 측정하였다. 실험결과 구현된시스템의 혈류 추정성 및 재현성이 보장되고있음을 확인할수 있었다.
The purpose of this research is to investigate the relationship between the blood flow and autonomic nervous system which regulates the circulation system. After the oral glucose tolerance test(GTT) the velocity changes of the blood flow were measured from the normal, hyperglycemia and diabetic neuropathy using the laser doppler. The FFT analyses showed that the spectrums were concentrated around the particular bands(0.02-0.166Hz, 0.8-1.1Hz) for the normal, while almost uniform distribution of the spectrums was observed for the abnormal. The blood glucose affects the compliance of the blood vessels and viscosity and finally causes the resistance problem in the blood vessels. An index PG was introduced, which was determined by the ratio of the change or the integral power spectrum in the range between 0.02 and 0.166Hz to change of the blood glucose before and after GTT. The index shows 1.0. 0.3 and 0.1 for the normal, hyperglycemia and diabetic neuropathy, respectively. As a conclusion, this spectrum analysis shows the potential of checking the progress or the diabetic, also car be used to evaluate the vasomotion which are regulated by the autonomic nervous system.
본 논문에서는 실시간 SAR (synthetic aperture radar) 영상 생성을 위한 RDA (range Doppler algorithm)의 FPGA 기반 가속화 기법을 제안한다. RDA의 연산 과정인 거리 및 방위 압축 연산을 가속하기 위한 시스토릭 어레이 구조 기반 정합 필터와 RCM (range cell migration)을 보상해 주기 위한 고속의 sinc 보간 연산기의 하드웨어 구조를 제시하고, Xilinx Alveo FPGA에 다채널 커널 형태로 구현하여 가속을 진행하였다. 제안된 구조의 하드웨어를 사용하여 4096×4096 크기의 영상 생성시간을 측정한 결과, Nvidia RTX3090 GPU를 사용하여 SAR 영상을 생성하는 시간보다 약 2배 가속이 가능함을 확인하였다. 또한, 제안된 가속 하드웨어는 60,247개의 CLB LUT, 103,728개의 CLB register, 20개의 block RAM tile과 592개의 DPS로 구현 가능하며, 최대 동작속도는 312 MHz임을 확인하였다.
본 논문에서는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) SAR(Synthetic Aperture Radar) 기반 실시간 영상 형성을 위해 RDA(Range Doppler Algorithm)의 GPU 가속 커널을 개발하였다. Host와 GPU device 사이의 데이터 전송 시간을 최소화하기 위해 pinned 메모리를 사용하였고, 데이터의 전송 횟수를 최소화하기 위해 모든 RDA 연산을 GPU에서 수행하도록 커널을 구성하였다. FMCW 드론 SAR 실험을 통해 데이터셋를 획득하였고, intel i7-9700K CPU, 32GB RAM과 Nvidia RTX 3090 GPU 환경에서 GPU의 가속 효과를 측정하였다. Host-device간 데이터 전송 시간을 포함했을 경우 CPU 대비 최대 3.41배 가속된 것으로 측정되었고, 데이터 전송 시간을 포함하지 않고 연산의 가속 효과만을 측정했을 때, 최대 156배 가속 가능함을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 주파수 영역에서의 간단한 zero-forcing 기법을 이용한 속도 적응형 채널 추정 기법을 제안한다. 제안된 기법은 최적의 채널 추정 기법인 Wiener 필터의 주파수 응답을 구형(rectangular)으로 근사화하여 유도된다. 채널 추정 과정은 수신 신호에서 최대 도플러 주파수보다 큰 주파수 성분들을 제거함으로써 수행된다. 제안된 기법은 채널 계수와 이동체 속도에 대한 동시 추정 기법으로 확장 가능하며, 하나의 FFT 구조를 사용하여 효과적으로 구현 가능하다. 실험 결과를 통해 제안된 채널 추정 기법은 기존의 속도 적응형 채널 추정 기법들보다 넓은 속도 범위에서 낮은 채널 추정 MSE 성능을 보여주며, 확장된 동시 추정 기법은 다양한 채널 환경에서 안정된 추정 성능을 보인다. 마지막으로 제안된 기법에 대한 MSE 성능이 수식적으로 유도된다.
원격탐사에서 주로 사용되는 레이다 시스템에는 인공위성, 항공기 및 지상용 SAR 시스템을 비롯하여 산란계와 도플러 레이다 등이 있다. 이러한 시스템들은 고가의 장비들로 구성되며, 운용하는 데에 매우 전문적인 기술을 필요로 한다. 일반적인 대학이나 연구소에서는 장비의 구성과 운용에 대한 경험을 얻기 힘들기 때문에 레이다 및 SAR를 이용한 새로운 적용 분야를 이해하고 개척해 나아가는데 필수적인 하드웨어적 원리를 배우고 실습하기에 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위하여 이 논문에서는 미국 MIT에서 제공하는 Cantenna 시스템의 설계도를 기반으로 한 레이다 시스템을 저가로 제작하고 실험한 내용을 소개한다. 제작된 레이다는 총 세 가지의 방식으로 운영되었는데, 첫째, 도플러 레이다를 이용하여 이동하는 차량의 속도를 측정하였고 둘째, 거리해상도를 가지는 레이다 방식을 이용하여 이동하는 두 물체의 움직임을 측정하였다. 마지막으로, 지상용 SAR 방식으로 방위각 해상도를 높여 이차원의 영상을 획득하였다. 추가적으로 영상화에 사용되는 Deramp-FFT 알고리즘과 ${\omega}-k$ 알고리즘의 비교 및 안테나의 위치 측정 오차에 따른 영향을 분석하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 향후 샘플링 주파수의 증가, I/Q 샘플링 및 보다 안정적인 회로를 구현하면 무인 항공기에 탑재할 수 있는 가벼운 SAR 시스템으로도 발전할 수 있을 것으로 기대된다.
Min, Woo-Ki;Kim, Cheol-Hoo;Lukin, Constantin A.;Kim, Jeong-Phill
Journal of electromagnetic engineering and science
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제9권3호
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pp.130-140
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2009
The design theory and experimental results of a true random noise radar system are presented in this paper. Target range information can be extracted precisely by correlation processing between the delayed reference and the signal received from a target, and the velocity information by the Doppler processing with successive correlation data. A K-band noise radar system was designed using random FM noise signal, and the characteristics of the fabricated system were examined with laboratory and outdoor experiments. A C-band random FM noise signal was generated by applying a low-frequency white Gaussian noise source to VCO(Voltage Controlled Oscillator), and a K-band Tx noise signal with 100 MHz bandwidth was obtained by using a following frequency multiplier. Two modified wave-guide horn arrays were designed and fabricated, and used for the Tx and Rx antennas. The required amount of Tx/Rx isolation was attained by using a coupling cancellation circuit as well as keeping them apart with predetermined spacing. A double down-conversion scheme was used in the Rx and reference channels, respectively, for easy post processing such as correlation and Doppler processing. The implemented noise radar performance was examined with a moving bicycle and a very high-speed target with a velocity of 150 m/s. The results extracted by the Matlab simulation using the logging data were found to be in a reasonable agreement with the expected results.
In the view point of further reducing the inter-symbol interferences studied in our previous paper 〔1〕, a quadrature pair of wavelet-based filter banks that are composed of a pair of cosine and sine modulated filter banks is applied to MC-CDMA transmultiplexing. For that fact, the symbol duration gets twice longer than the one in , 〔1〕, the interference effects due to channel overlapping and Doppler spread can be effectively alleviated while increasing the channel utilization efficiency. Moreover, the well-known wavelet properties are exploited to design the prototype filter in such a way to maintain the size of sidelobes much smaller than those of the FFT, the interference reduction effect can be further obtained. To verify the behavior of our proposed quadrature filter bank based MC-CDMA system, the reverse-link bit error rates with respect to SNR under Rayleigh fading and additive white Gaussian noise channel environments are computed. The results show an improved system performance over the conventional MC-CDMA.
In this study, the nose of cam in the automobile engine was modelled into circular disk to analyze the torsional vibration of the cam shaft. The distance between disks was fixed, but the diameter of disks was changed. The torsional vibration of the cam shaft was studied experimentally by the motion of the modelled disk with changing the disk diameter. And the sizes of the modelled disk were selected not to show the natural frequencies over all the experimental ranges. The torsional vibration meter used in this study has a laser system with non-contact measurement method, which can measure both torsional angular vibration velocity and torsional angular vibration displacement simultaneously. The Experimental analysis shows that the characteristics of the torsional vibration in the horizontal rotating shaft can be considerably affected by the arrangement of the modelled disks.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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