바이스태틱 역합성 개구 레이다(Inverse Synthetic Aperture Radar: ISAR) 영상은 표적에 대한 2차원 산란분포를 나타내고, 이는 바이스태틱 표적식별에 이용될 수 있다. 하지만 바이스태틱 ISAR 영상은 바이스태틱 기하구조에 따라 그 산란 메커니즘이 다양하게 변화하고, 고유의 왜곡 때문에 표적의 정확한 거리-도플러 정보를 나타낼 수 없다. 따라서 이를 이용한 표적식별에서 효율적인 훈련 DB 구축은 핵심사항이 된다. 최근 모노스태틱 표적식별에서 효율적인 성능을 보였던 비행 시나리오 기반 훈련 데이터베이스(database: DB) 구축 기법을 바이스태틱 고해상도 거리측면도(High Resolution Range Profile: HRRP) 표적식별에 적용하여 바이스태틱 기하구조 내 효율적인 훈련 DB를 구축하는 연구가 수행되었고, 상기 연구는 레이다와 표적 사이의 거리가 충분히 먼 경우, 적은 양의 훈련 DB로도 높은 표적식별 성능을 획득할 수 있음을 보여주었다. 따라서 본 논문에서는 비행 시나리오 기반 훈련 DB 구축 기법을 바이스태틱 ISAR 영상 표적식별에 적용한 후, 그 성능과 효율성을 분석한다.
Surface Image Velocimetry(SIV) is an instrument to measure water surface velocity by using image processing techniques. Since SIV is a non-contact type measurement method, it is very effective and useful to measure water surface velocity for steep mountainous streams, such as streams in Jeju island. In the present study, a surface imaging velocimetry system was used to calculate the flow rate for flood event due to a typhoon. At the same time, two types of electromagnetic surface velocimetries (electromagnetic surface current meter and Kalesto) were used to observe flow velocities and compare the accuracies of each instrument. The comparison showed that for velocity distributions root mean square error(RMSE) was 0.33 and R-squared was 0.72. For discharge measurements, root mean square error(RMSE) reached 6.04 and R-squared did 0.92. It means that surface image velocimetry could be used as an alternative method for electromagnetic surface velocimetries in measuring flood discharge.
테라헤르츠 레이다를 이용하여 알루미늄 거울 및 도체와 부도체로 이루어진 각각의 물질에 대한 테라헤르츠 전자기 펄스의 반사특성을 측정하였다. 알루미늄 거울로부터 반사된 테라헤르츠 펄스의 크기변화를 측정하기 위하여 최고 9회까지 테라파를 반사시켜 펄스의 크기에 대한 변화가 없음을 확인하였다. 또한 알루미늄 거울의 반사각도에 대한 테라파의 영향을 측정하였다 알루미늄 거울에 대한 반사파를 reference로 하여 알루미늄 board, 순수실리콘, quartz, 그리고 LDPE 에 대한 테라파의 반사를 측정하여 각각의 물질에 대한 테라헤르츠 영역의 반사계수와 굴절률을 측정하였다. 이러한 측정법은 sample의 두께에 무관한 비접촉 테라헤르츠 분석법의 적용이라할 수 있다.
이 논문에서는 FRP(Fiber Reinforced Polymer)의 내부 결함이나 물리적 손상을 검출하기 위하여 SAR(Synthetic Aperture Radar)를 이용한 마이크로파 비파괴 검사법(Microwave Nondestructive Inspecting)을 제안한다. 전파가 다층 유전체인 FRP에 수직으로 입사되면 계면이나 횡축 균열과 같은 결함에 좋은 반응을 나타낸다. 이때 반사파로부터 계면 깊이나 결함 위치를 SAR 이미지 기법으로 결함을 형상화할 수 있다. 그 결과, SAR 시스템으로 FRP 복합 소재 내부 결함들의 종류, 크기나 위치를 효율적으로 진단할 수 있음을 확인하였다.
최근 탄두와 기만체 간의 변별을 수행하기 위하여 미세도플러 현상과 관련된 연구들이 활발히 진행되어 왔다. 여기서, 탄두와 기만체는 다양한 형상들로 정의될 수 있으며, 이들은 일반적으로 각각의 고유한 미세운동을 가지면서 기동한다. 이때, 이 표적들의 미세도플러 현상은 크기 및 위상 변조 특성으로 나뉘어 해석될 수 있으며, 대부분의 기존 연구들에서는 다양한 형상에 상관없이 크기 변조 특성을 근사적인 수학식으로만 정의하였다. 하지만, 보다 효율적인 변별을 위해서는 이 표적들의 크기 변조 현상에 대한 정확한 수학적 표현이 필요하다. 본 연구에서는 물리광학 기반의 크기 변조 특성을 모델링하기 위하여 다양한 형상의 탄두 및 기만체에 대한 새로운 레이다 수신신호 모델을 제안한 후, 전자기 수치해석 도구 및 캐드 모델을 사용한 수신신호들과 비교하여 제안된 레이다 수신신호 모델의 타당성을 검증하였다.
전자기파 시뮬레이션을 통해 SAR 영상을 생성하는 방법은 그동안 많은 연구가 이루어져 왔다. 특히, SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상 생성 전용 분석 S/W가 있긴 하지만, 대부분 국방 및 보안 특성상 일반인들에게 공개되지 않고 있다. 본 논문에서는 범용 EM(Electro Magnetic) simulator를 이용하여 다양한 방법으로 사실적 표적 모델을 분석하는 방법에 대해 설명한다. 특히, 역합성 개구면 레이다(inverse synthetic aperture radar) 영상을 생성하고, 처리하는 방법을 설명한다. 이 방법을 잘 활용하면, 막대한 비용이 들어가는 수많은 실제 표적들에 대한 표적 인식(target recognition) 데이터베이스 구축을 상대적으로 저렴하고 시간효율적으로 수행할 수 있게 된다.
본 논문에서는 주파수 영역에서 3차원 임의형태의 유전체 산란 해석을 위하여 다양한 결합 적분방정식(combined field integral equation, CFIE)의 구성을 제안한다. 서로 다른 시험 함수의 조합으로 8 가지의 CFIE를 제안하였다. 본 논문의 목적 중의 하나는 제안된 모든 CFIE가 구조물의 내부공진 주파수에서 공진문제를 극복하지 못함을 보이는 것이다. 또한 이 8가지의 CFIE는 네 개의 항으로 구성되는데, 이 중에서 하나를 무시하는 방법으로 16가지의 새로운 CFIE를 제안하였다. 수치 예로서 유전체로부터의 원거리장과 레이다 단면적(radar cross section, RCS) 계산 결과들을 보이며, 제안되는 각 CFIE의 동작 특성을 비교하여 고찰하였다.
레이다 간섭계에서 표적의 공간 도달 각도를 추정하는 방법 중에서 위상 비교 모노 펄스 알고리즘의 추정 각도 정확도를 향상시키기 위한 위상평균법 및 시간 지연 보상 방안을 제안하였다. 실시간 신호처리 시스템에 적용할 경우, 저역 통과 필터의 특성을 갖는 위상평균법을 적용하면 필연적으로 시간 지연이 발생한다. 이 문제점을 보완하기 위해 곡선 맞춤법을 이용하여 추정된 각도의 변화율을 계산하고 보상하여 실시간 신호처리 시스템에 적용 가능하도록 하였다. 제안 방법의 효용성을 입증하기 위해 실제 레이다 간섭계를 이용하여 획득된 데이터에 적용하여 추정된 각도의 정확도를 비교하였다.
본 논문에서는 레이다 시스템의 수신단의 도파관 리미터와 대역 통과 여파기를 하나의 소자로 구현하는 방법을 제시하고자 한다. 먼저 대역 통과 여파 특성을 갖는 아이리스 구조를 제안하고 PIN 다이오드를 연결하여 도파관에 입사되는 전력의 크기에 따른 PIN 다이오드 바이어스 동작 특성에 따라서 각각 여파기와 리미터로 동작하는 구조를 설계하였다. 제작된 구조는 낮은 전력의 마이크로파가 입사하는 경우, 10 GHz에서 -0.7 dB의 삽입 손실을 갖는 통과 대역을 형성하는 여파기로, 높은 전력의 마이크로파가 입사하는 경우 대략 25 dB의 분리도를 갖는 리미터로 동작한다.
다기능 레이다(multi-function radar: MFR)는 탐지, 추적, 식별 등 다양한 기능을 동시에 수행하는 레이다 시스템이다. 이러한 MFR은 여러 기능을 실시간 내에 수행해야 하기 때문에, 탐지 모드를 위한 측정 시간이 매우 짧은 특징을 갖고 있다. 또한, 저 레이다 단면적(radar cross section: RCS)을 갖는 해상표적을 탐지하기 위해 개발된 기존의 다양한 탐지기법들이 존재하며, 해당 기법들을 MFR 탐지모드에도 사용할 수 있다. 그러나 기존에 연구된 많은 해상표적 탐지기법은 상대적으로 긴 시간 측정된 해상 신호에 대해 효과적 해상표적 탐지가 가능하도록 개발되었기 때문에, 매우 짧은 측정시간을 갖는 MFR 탐지 모드에는 적합하지 않은 부분이 있다. 본 논문에서는 MFR 탐지 모드의 짧은 측정 시간을 고려한 해상클러터 모델링 방법을 제시하고, 이를 이용하여 해상 클러터 신호를 생성하였다. 또한 해상표적 RCS를 수치해석기법을 이용하여 계산하고, 앞에서 계산된 클러터 신호와 결합하였다. 이렇게 생성된 최종 레이다 수신 신호를 이용하여 기존에 개발된 4가지 서로 다른 해상표적 탐지기법을 적용하고, 탐지성능을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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