• 제목/요약/키워드: direction-of-arrival estimation

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초음속 비행체의 소닉붐 측정과 도래각 추정 (Measurement and Arrival Direction Estimation of Supersonic Flight Sonic Boom)

  • 하재현;정석영;이영환;진현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권3호
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    • pp.175-183
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    • 2021
  • 초음속 비행체에서 발생하는 소닉붐은 일반적인 환경소음과 달리 초저주파 영역을 포함한 충격음으로 전파된다. 본 논문에서는 배열 음향센서를 이용하여 소닉붐의 특징을 왜곡 없이 측정하기 위한 계측방법과 소닉붐의 전파방향을 추정하기 위한 도래각 추정 방법에 대해 연구하였다. 음향센서의 배치에 따른 도래각 추정성능을 이론적인 방법으로 제시하였고 모의실험에서 얻은 통계값을 이용하여 본 연구에서 제안하는 도래각 추정 방법의 성능을 검증하였다. 또한 실제 초음속 비행체에서 발생한 소닉붐을 제안한 방법으로 측정하였고 그 결과를 분석하였다. 본 연구에서 얻은 결과로 소닉붐 측정을 위한 시스템 구성, 도래각 추정 방법과 그 성능에 대한 직관적인 개념을 제공하였다.

An Iterative MUSIC-Based DOA Estimation System Using Antenna Direction Control for GNSS Interference

  • Seo, Seungwoo;Park, Youngbum;Song, Kiwon
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제9권4호
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    • pp.367-378
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    • 2020
  • This paper introduces the development of the iterative multiple signal classification (MUSIC)-based direction-of-arrival (DOA) estimation system using a rotator that can control the direction of antenna for the global navigation satellite system (GNSS) interference. The system calculates the spatial spectrum according to the noise eigenvector of all dimensions to measure the number of signals (NOS). Also, to detect the false peak, the system adjusts the array antenna's direction and checks the change's peak angles. The phase delay and gain correction values for system calibration are calculated in consideration of the chamber's structure and the characteristics of radio waves. The developed system estimated DOAs of interferences located about 1km away. The field test results show that the developed system can estimate the DOA without NOS information and detect the false peak even though the inter-element spacing is longer than the half-wavelength of the interference.

Detection of Human Vital Signs and Estimation of Direction of Arrival Using Multiple Doppler Radars

  • An, Yong-Jun;Jang, Byung-Jun;Yook, Jong-Gwan
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권4호
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    • pp.250-255
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    • 2010
  • This paper presents a non-contact measurement method of vital signal by the use of multiple-input multiple-output (MIMO) bio-radar system, configured with two antennas that are separated by a certain distance. The direction of arrival (DOA) estimation algorithm for coherent sources was applied to detect vital signals coming from different spatial angles. The proposed MIMO bio-radar system was composed of two identical transceivers sharing single VCO with a PLL. In order to verify the performance of the system, the DOA estimation experiment was completed with respect to the human target at angles varying between $-50^{\circ}$ and $50^{\circ}$ where the bio-radar system was placed at distances (corresponding to 50 cm and 95 cm) in front of a human target. The proposed MIMO bio-radar system can successfully find the direction of a human target.

다중 입력 다중 출력 배열 시스템에서 목표물 추정을 위한 상관성 간섭신호 제거 알고리즘 연구 (A Study on Correlation Interference Signal Cancellation Algorithm for Target Estimation in Multi Input Multi Output)

  • 이관형;송우영;이명호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.89-93
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    • 2013
  • 본 연구는 공간상에서 수신기에 입사하는 목표물 도래방향을 추정하는 것이다. 본 연구는 다중 입력 다중 출력 배열 안테나 시스템에서 상관성 간섭신호를 제거하기 위해서 제한 행렬을 이용하여 공분산 벡터를 제시하였고 비용함수와 최소 분산방법을 이용하여 목표물 도래방향을 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 모의실험을 통하여 본 연구에서 제안된 알고리즘 성능을 기존 SPT_LCMV알고리즘과 비교분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 방법이 기존 SPT_LCMV알고리즘보다 우수함을 나타내었다.

Fast Time Difference of Arrival Estimation for Sound Source Localization using Partial Cross Correlation

  • Yiwere, Mariam;Rhee, Eun Joo
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제22권3호
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    • pp.105-114
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    • 2015
  • This paper presents a fast Time Difference of Arrival (TDOA) estimation for sound source localization. TDOA is the time difference between the arrival times of a signal at two sensors. We propose a partial cross correlation method to increase the speed of TDOA estimation for sound source localization. We do this by predicting which part of the cross correlation function contains the required TDOA value with the help of the signal energies, and then we compute the cross correlation function in that direction only. Experiments show approximately 50% reduction in the cross correlation computation time thereby increasing the speed of TDOA computation. This makes it very relevant for real world surveillance.

ML 알고리즘 기반의 도래각 추정을 위한 비용 함수의 초기화 방법 비교 (Initialization of Cost Function for ML-Based DOA Estimation)

  • 조상호;이준호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권1C호
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    • pp.110-116
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    • 2008
  • ML(Maximum Likelihood) 방법 기반의 도래각(Direction-of-Arrival, DOA) 추정은 본질적으로 다차원 비선형 비용 함수의 최적화 과정이다. 초기 추정치에 기울기(gradient) 기반 탐색을 적용하여 최종 추정치를 구하기 때문에, 초기 추청치의 정확성은 매우 중요하다. 본 논문은 균등한 전체탐색(uniform exhaustive search)과 개선된 전체탐색(improved exhaustive search)의 다차원 탐색 방법을 제안한다. 개선된 전체탐색 기법은 균등한 전체탐색의 기법에 비하여 정확성 측면과 계산량 측면에서 우수하다.

Computationally Efficient 2-D DOA Estimation Using Two Parallel Uniform Linear Arrays

  • Cao, Hailin;Yang, Lisheng;Tan, Xiaoheng;Yang, Shizhong
    • ETRI Journal
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    • 제31권6호
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    • pp.806-808
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    • 2009
  • A new computationally efficient algorithm-based propagator method for two-dimensional (2-D) direction-of-arrival (DOA) estimation is proposed, which uses two parallel uniform linear arrays. The algorithm takes advantage of the special structure of the array which enables 2-D DOA estimation without pair matching. Simulation results show that the proposed algorithm achieves very accurate estimation at a computational cost 4 dB lower than that of standard methods.

ESPRIT 알고리듬을 이용한 안테나 배열의 상호결합 보상과 도래각 추정 (Mutual Coupling Compensation for an Antenna Array and Direction Of Arrival Estimation Using ESPRIT)

  • 홍정근;안우현;서보석
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.37-42
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    • 2013
  • 이 논문에서는 비이상적인 안테나 배열을 보상하는 방법과 안테나 배열을 이용하여 계산량 관점에서 효율적으로 도래각을 추정하는 방법을 제시하였다. 도래각을 추정하기 위해서는 안테나 배열을 주로 이용한다. 배열을 이루는 각 안테나 소자에 수신되는 신호의 위상차를 이용하여 도래각을 추정한다. 그러나 실제 안테나 배열의 경우 각 안테나 사이의 상호결합 때문에 각 안테나로부터 방사되는 전파의 빔 패턴이 변형되고 이로 인해 도래각 추정 성능이 저하된다. 제안 방식에서는 먼저 상호결합의 영향을 동일하게 받는 안테나 배열의 일부분인 부분배열을 이용하여 도래각을 추정한다. 도래각을 추정하기 위해서는 계산량 관점에서 효율적인 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)알고리듬을 적용한다. 그 다음 추정한 도래각을 바탕으로 상호결합을 보상하고 부분배열의 크기를 본래의 배열 크기로 확장시킨다. 모의실험 결과 제안한 방법은 재밍대잡음비가 비교적 작을 때에도 우수한 성능을 나타내었다.

광대역 chirp 신호의 방위각 추정을 위한 적응 빔 형성 (Adaptive Chirp Beamforming for Direction-of-Arrival Estimation of Wideband Chirp Signals in Sensor Arrays)

  • 김정수;최병웅;배은현;이균경
    • 한국음향학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.87-91
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    • 2008
  • 본 논문은 동일한 주파수 파라미터를 가지고 다른 방위에서 입사하는 chirp신호의 방위각 (DOA : Direction-of-arrival) 추정에서 상호 간섭으로 인한 bias문제를 해결하기 위하여 적응 chirp 빔형성기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존의 STMV (STeered Minimum Variance)기법에 chirp 신호의 시간-주파수 특성을 고려함으로써 chirp신호들의 상호 간섭을 보다 효과적으로 감소시켜 방위각 추정성능을 향상시킨다. 모의 실험에서 제안한 기법과 기존의 기법들에 의한 방위각 추정성능을 비교한다.

The DOA Estimation of Wide Band Moving Sources

  • Cho, Mun-Hyeong
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제5권1호
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    • pp.12-16
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    • 2007
  • In this paper, a new method is proposed for tracking the direction-of-arrival (DOA) of the wideband moving source incident on uniform linear array sensors. DOA is estimated by focusing transformation matrices. To update focusing matrices along with new data snap shots, we use the FAST (Fast Approximate Subspace Tracking) method. Present focusing matrices are constructed by previous signal and its orthogonal basis vectors as well as present signal and its orthogonal basis vectors, which are the left and right singular vectors of the inner product of two approximated matrices. Simulation results are shown to illustrate the performance of the proposed method.