• 제목/요약/키워드: fast Fourier transform (FFT)

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FMCW MIMO 레이다를 이용한 거리-각도 동시 추정 기법 (Joint Range and Angle Estimation of FMCW MIMO Radar)

  • 김정훈;송성찬;전주환
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.169-172
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    • 2019
  • FMCW 배열 안테나는 저비용 고해상도라는 장점 때문에 많은 분야에 널리 사용되고 있다. FMCW 배열을 이용하여 표적의 거리와 각도를 추정하기 위해서, 우선 deramped 수신신호로부터 거리-각도 행렬을 구성하고, 그 다음에 거리-각도 행렬에 2D-FFT와 같은 2차원 주파수 추정기법을 적용한다. 하지만, 이러한 주파수 추정기법은 bias 오차를 발생시키게 된다. 그 이유는 거리-각도 행렬의 두 개의 주파수가 서로 독립적이지 않기 때문이다. 따라서 FMCW 배열 안테나를 이용하여 표적의 거리-각도 동시추정을 위한 최대우도 기반 알고리즘을 제안하고, 거리와 각도 추정에 있어서 Cramer-Rao bound에 도달함을 보인다.

Slit-jet 노즐을 통해 분사되는 초음파 무화 액체연료 화염의 거동 (Behavior of the Ultrasonically-atomized Liquid-fuel Flame Injected through a Slit-jet Nozzle)

  • 김민철;김민성;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • 초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료를 분사하는 버너에서 생성되는 화염의 거동을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 고속카메라와 열화상 카메라를 이용하여 slit-jet 버너에서 생성된 화염과 연소장 이미지를 획득하였으며, 후처리 과정을 통해 화염과 연소장의 구조변이를 면밀히 분석하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 연소반응이 촉진되어 연소반응영역이 신장되고, 반응온도가 증가하였다. 또한, 시간 변화에 따른 가시화염과 IR 연소장의 거동변화 비교를 통해 화염의 진동원인을 고찰하였으며, 화염면적의 FFT분석을 통해 생성화염의 진동주파수도 확인하였다.

엘리베이터 가이드 레일 브라켓의 방진라이너 적용효과에 관한 분석 (An Analysis on the Effect of Application on Vibration Isolation Liner of Elevator Guide Rail Bracket)

  • 노승권;김은도;오종석;조재웅
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.145-151
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    • 2019
  • 본 연구에서는 고층아파트 승강로 근접세대에 대한 진동 및 소음저감대책의 일환으로 승강기 가이드 레일 브라켓에 방진라이너를 적용하여 그 효과들을 분석하였다. 방진라이너 성능 분석결과, 카 측에서는 65.49%, 카운터 측에서는 90.05%의 방진성능을 확인할 수 있었다. 그러므로, 엘리베이터 가이드 레일 브라켓의 방진라이너의 진동저감 효과를 상당히 가지고 있다. 방진라이너 적용의 경우 제진빔 적용에 비해 승강기 운행통로(승강로) 면적은 7.26 ~ 22.22% 감소, 재료비와 설치비는 3,840,000원 ~ 9,780,000원의 절감효과를 확인할 수 있었다. 또한, 중량물인 제진빔에 비해 경량물인 방진라이너를 적용할 경우, 설치현장의 안전사고 예방에 효과가 클 것으로 사료된다.

OFDM 레이다를 위한 딥러닝 기반 표적의 거리 및 속도 추정 기법 (Deep learning-based target distance and velocity estimation technique for OFDM radars)

  • 최재웅;정의림
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.104-113
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    • 2022
  • 본 논문에서는 OFDM 레이다를 위한 딥러닝 기반 표적의 거리 및 속도 추정 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 표적으로부터 반사된 수신 신호를 받아 변조신호 제거 후 2차원 FFT를 통해 2차원 주기도를 얻는다. 주기도는 기존 및 제안 방법에서 표적의 거리 및 속도를 추정하는 입력신호이다. 주기도에서 정점은 표적의 위치를 나타내는데 표적의 거리 및 속도 추정을 위해 널리 사용되는 기존 기법은 CFAR (Constant False Alarm Rate) 알고리즘이다. 반면 제안하는 기법은 다중 출력 CNN (Convolutional Neural Network)을 이용하여 거리 및 속도를 추정한다. 기존 기법과 달리 제안 기법은 주기도 이외에 잡음 전력과 같이 추가적인 정보가 필요하지 않아 사용하기 편리하다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과에 따르면 제안 추정 기법은 기존 기법보다 거리 및 속도 추정 MSE (Mean Square Error)오차 성능을 5배 이상 개선하며 송신 OFDM 심볼 개수가 증가할수록 정확도가 향상되는 특성을 보인다.

근거리 쉐이딩 함수를 이용한 표적 거리 추정 빔형성 기법 (Beamforming Method for Target Range Estimation Using Near Field Shading Function)

  • 최주평;이원철
    • 한국음향학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.350-356
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    • 2008
  • 본 논문에서는 근거리 표적 탐지 빔형성 기법에 적합한 체비셰프 (Chebyshev) 및 해닝 (Hanning) 쉐이딩 함수를 제안하였다. 제안된 근거리 표적 탐지용 쉐이딩 함수는 최적의 센서 가중치를 얻기 위하여 비균일 견인 배열의 센서 위치 정보를 사전에 정확히 알고 있다고 가정하였으며, FFT (Fast Fourier Transform)를 통하여 시간영역으로 표현되어 있는 쉐이딩 함수 가중치를 주파수 영역으로 변환시키는 과정을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 산출된 쉐이딩 함수 가중치는 개별 센서에 대한 가중치 값으로 부여하였다. 또한 제안한 근거리 쉐이딩 기법을 기반으로 빔 패턴의 부엽 준위 저하 효과와 더불어 표적에 대한 방위각 및 거리 추정 성능이 향상됨을 모의실험을 통하여 확인하였다. 이와 더불어 수신신호 주파수 대역에 따라 차별적으로 구성된 비균일 견인 배열을 이용함으로 인해 다양한 수신신호 주파수에 따른 성능 감쇄 현상을 최소화하는 배열구조를 제안하였다.

프로니 분석을 이용한 주행 환경에서의 브레이크 래틀 소음 발생 특성 분석 (Signal Processing for MoC Brake Rattle Noise of Moving Vehicles Using Prony Analysis)

  • 이재철;곽윤상;박준홍
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.245-250
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    • 2015
  • MoC(motor on caliper)를 이용한 자동차 브레이크 시스템이 장착되었을 때 도로 조건에 의해 발생하는 진동으로 래틀 소음 발생 가능성을 검증하기 위하여, 무향실에서 가진기(quiet shaker)를 이용하여 차량상태와 동일한 진동을 인가하면서 소음을 동시에 측정하여 실제 운행 중에 발생하는 MoC 래틀 소음을 재현하였다. 소음 발생 조건 및 원인을 파악하는 신호 처리 방법을 제안하였다. 원리 시험을 통해서 충돌되는 두 부품 간의 고유 진동수를 확인하고, 소음이 발생할 때의 음압/진동 신호의 임팩트성 소음에 대해 주파수 성분을 분석하여 소음 발생 빈도에 영향을 줄 수 있는 인자를 찾는 방법을 제안하였다. 더불어 래틀 소음을 분석하기 위한 FFT 주파수 분석을 실시하고 장단점을 분석하였으며, 단점을 보완하기 위한 프로니 분석 방법에 대해서 실제 두 가지 다른 브레이크 시스템의 내구 테스트 결과에 적용하여 효율성을 입증하였다.

Nonlinear Conte-Zbilut-Federici (CZF) Method of Computing LF/HF Ratio: A More Reliable Index of Changes in Heart Rate Variability

  • Vernon Bond, Jr;Curry, Bryan H;Kumar, Krishna;Pemminati, Sudhakar;Gorantla, Vasavi R;Kadur, Kishan;Millis, Richard M
    • 대한약침학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.207-212
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    • 2016
  • Objectives: Acupuncture treatments are safe and effective for a wide variety of diseases involving autonomic dysregulation. Heart rate variability (HRV) is a noninvasive method for assessing sympathovagal balance. The low frequency/high frequency (LF/HF) spectral power ratio is an index of sympathovagal influence on heart rate and of cardiovascular health. This study tests the hypothesis that from rest to 30% to 50% of peak oxygen consumption, the nonlinear Conte-Zbilut-Federici (CZF) method of computing the LF/HF ratio is a more reliable index of changes in the HRV than linear methods are. Methods: The subjects of this study were 10 healthy young adults. Electrocardiogram RR intervals were measured during 6-minute periods of rest and aerobic exercise on a cycle ergometer at 30% and 50% of peak oxygen consumption ($VO_{2peak}$). Results: The frequency domain CZF computations of the LF/HF ratio and the time domain computations of the standard deviation of normal-to-normal intervals (SDNN) decreased sequentially from rest to 30% $VO_{2peak}$ (P < 0.001) to 50% $VO_{2peak}$ (P < 0.05). The SDNN and the CZF computations of the LF/HF ratio were positively correlated (Pearson's r = 0.75, P < 0.001). fast Fourier transform (FFT), autoregressive (AR) and Lomb periodogram computations of the LF/HF ratio increased only from rest to 50% $VO_{2peak}$. Conclusion: Computations of the LF/HF ratio by using the nonlinear CZF method appear to be more sensitive to changes in physical activity than computations of the LF/HF ratio by using linear methods. Future studies should determine whether the CZF computation of the LF/HF ratio improves evaluations of pharmacopuncture and other treatment modalities.

우드파일 메타물질의 변수 별 진동 및 충격에 끼치는 영향 (Vibration and Impact Transmission for each Variable of Woodpile Metamaterial)

  • 하영선;황희윤;전성식
    • Composites Research
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    • 제34권3호
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    • pp.155-160
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    • 2021
  • 메타물질은 자연발생 물질에서 발견되지 않는 특성을 만들 수 있는 여러가지 요소들의 복합체로, 힘의 방향을 변환하거나, 음의 강성을 만들거나, 진동 및 충격 특성을 바꿀 수 있다. 제작이 용이하고, 수직방향의 진동과 충격을 저감시키는데 탁월한 성능을 지닌 우드파일 메타물질의 경우, 충격 저감을 위해 충격 전달에 영향을 끼치는 변수에 대한 기초 연구가 필요하다. 최근 기하학적 요소에 따른 충격저감에 대해 연구가 진행되고 있지만, 재료적 변수가 충격저감에 끼치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 본 논문에서는 우드파일 실린더의 기하학적 특성(적층각도, 직경, 길이)과 재료적 특성(탄성계수, 비중, 포아송 비)을 변수화하여 유한요소해석이 진행되었다. 유한요소해석을 통해 우드파일 실린더가 충격을 전달하는 양상을 확인하고, 주효과도 분석을 통해 충격 힘과 에너지의 저감에 대한 변수 별 영향이 고찰되었고, 고속 푸리에 변환(FFT)을 통해 주파수 대역에 대한 분석이 진행되었다. 충격 힘과 진동을 저감시키기 위하여 실린더의 접촉 면적에 영향을 주는 변수들이 크게 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

방파제의 성능기반 내진설계법 (Seismic Performance-Based Design for Breakwater)

  • 김영준;박인준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권12호
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    • pp.91-101
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    • 2022
  • 1995년 일본에서 발생한 고베지진으로 인하여 고베항에 대규모 피해가 발생하면서, 기존 내진설계 기준의 문제점이 제기됨에 따라 기존의 유사정적해석 및 허용응력 설계법으로는 Level II(규모 6.5) 수준의 지진에 대하여 항만 구조물 설계가 불가능한 사실이 지적되어 내진설계에 있어서 성능기반 설계법의 필요성이 대두되었다. 지진이 빈번한 일본 및 미국의 경우 항만시설에 대한 가장 선진화된 설계기준을 도입하여 적용하고 있으며, 기존 내진설계기준을 성능기반설계로 전환하였다. 1999년 이후 현재까지 국내 항만내진설계법은 내진설계가 필요한 시설과 이들의 내진등급에 대한 정의가 불명확한 점에 대해 연구를 통해 필요한 시설과 내진등급에 대한 정의를 확립하고 실험적 검증을 바탕으로 국내 실정에 부합한 성능기반 내진설계법을 확립하고 있는 단계이다. 본 연구에서 개발한 방파제의 성능기반 내진설계법은 원지반의 지표면에서의 가속도 시간이력을 고속 푸리에 변환(FFT) 후 방파제의 해당성능수준별 최대허용변위에 대응한 주파수 특성을 보정해주는 필터처리를 하였고, 필터 처리된 스펙트럼을 다시 가속도 시간이력으로 역변환(IFFT) 하여 가속도 최대값을 산정함으로써 변위를 고려한 등가정적해석을 위한 수평지진계수를 산정하였다. 또한 국내 지진 수준에 맞는 방파제의 성능기반 내진설계법의 검증을 위해서 실험과 수치해석을 수행하였다.

다중 경로 고스트의 모델링 및 시뮬레이션 연구 (Modeling and Simulation Study of Multipath Ghosts)

  • 권성재
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제6권5호
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    • pp.675-686
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    • 2005
  • 본 논문은 고스트를 포함하는 텔레비전 영상신호의 송수신 과정을 수학적으로 모델링하여 감쇠, 지연시간, 위상 및 타이밍 지터를 고려한 고스트를 근사화를 전혀 하지 않고 컴퓨터를 이용하여 발생시킬 수 있도록 해주는 수학적 모델링 및 컴퓨터 시뮬레이션 방법을 제안한다. 종래에는 다항식 보간, 복소수 처리 등으로 고스트의 위상을 고려했으나 본 논문에서는 힐버트 변환을 도입하여 실수 처리만으로 임의의 위상을 가진 고스트를 정확하게 만들어 줄 수 있게 하고 고속 푸리에 변환을 사용하여 컴퓨터 수행시간을 단축할 수 있게 해준다. 또한 기저 대역에서가 아니라 IF 및 RF 주파수 범위에서 신호의 파형을 관찰할 수 있도록 하였다. 소프트웨어적으로 발생시킨 고스트 패턴은 고스트 제거 알고리듬의 개발에 필요한 데이터를 제공해 줄 뿐만 아니라 텔레비전 신호의 송수신계 전체를 구성하는 각 블록의 역할을 분석하는 데에도 매우 유용하다. 이러한 고스트 발생 과정의 모델링 및 시뮬레이션 작업은 고스트 제거기를 제작하기 전에 선행되어야 할 필요가 있다.

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