• 제목/요약/키워드: radar signal processing

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위성탑재 영상레이다 디지털 수신기에서의 양자화 영향성 분석 (Digitization Impact on the Spaceborne Synthetic Aperture Radar Digital Receiver Analysis)

  • 임성재;이현익;성진봉;김세영
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권11호
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    • pp.933-940
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    • 2021
  • 위성탑재 영상레이다 시스템은 마이크로파를 방사하여 지상에서 되튕겨온 신호를 수신한다. 수신된 신호는 영상레이다 수신경로의 마지막에 위치한 디지털 수신기에서 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 필터링, 압축 및 포맷팅 과정을 거친다. 디지털 수신기의 신호처리 과정은 두 차례의 양자화로 수행된다. 첫 번째는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정이고, 다른 하나는 BAQ를 이용한 압축과정이다. 양자화는 높은 비트에서 낮은 비트로 변환하는 과정으로 양자화 오차가 발생한다. 본 논문에서는 SNR 저하의 관점에서 디지털 수신기에서 수행되는 양자화의 영향성을 분석하였다.

IR-UWB 레이더 환경에서 적응형 다중 목표물 추정 알고리즘 (Adaptive Multi-target Estimation Algorithm in an IR-UWB Radar Environment)

  • 여봉구;이병진;김승우;염문진;김경석
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.81-88
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    • 2016
  • 본 논문은 투과성이 좋고 실내 환경에 강건하며, 수십 센티미터(cm) 급의 고정밀 측위가 가능하다는 점에서 주목 받고 있는 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) 레이더 시스템에서 신호의 특성을 이용한 적응형 다중 목표물 추정 알고리즘을 제안한다. 목표물에 의해 반사되는 신호는 Peak를 갖는 다는 특성으로 다중의 Peak를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 이러한 알고리즘의 성능을 확인하기 위해서 레이더 앞에 다중 목표물을 두고 기존의 기법과 다중 목표물 추정 알고리즘을 비교하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정한다. 기존의 최고 신호 도출 방식에 비해 추정할 수 있는 수가 늘어나고 다중으로 목표물 도출이 가능하다. 기존의 기법은 하나의 목표물만 추정하다보니 평균 제곱 오차가 1이 나오는 반면 다중 목표물 추정 알고리즘은 약 0.05의 결과가 도출된다. 본 논문에서 제시한 기법은 하나의 IR-UWB 모듈 환경에서 다중의 목표물을 추정 및 응용에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.

윈드프로파일러의 평균모멘트 값을 이용한 도플러 파워 스펙트럼 및 시계열 원시신호 시뮬레이션기법 개발 (Development of Simulation Method of Doppler Power Spectrum and Raw Time Series Signal Using Average Moments of Radar Wind Profiler)

  • 이상윤;이규원
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1037-1044
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    • 2020
  • 윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.

레이더 펄스 압축 기술의 Barker Code에 관한 연구 (A Study on Barker Code of Radar Pulse Compression Technique)

  • 김민수;구융서;이영철
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.541-547
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    • 2013
  • 레이더에서 거리분해능은 정확한 목표물 구분을 위해 판단하는 중요한 성능 파라미터이다. 기존의 아날로그 방식의 레이더시스템의 한계를 극복하기 위해, 현대 레이더 시스템 설계 목표는 적은 전송전력으로 거리분해능을 향상시키는 것으로 펄스압축기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 수신단에서 목표물 구분을 위해 펄스압축기술에 사용되는 송신신호의 변조방식은 크게 FM방식과 PM방식으로 나뉠 수 있다. 본 논문에서는 PM방식인 Barker Code를 이용하여 펄스압축 신호처리모듈을 구현하고 분석하였다.

소형 추적 레이더 신호처리기용 Random PRF 펄스 설계 (Random PRF Pulse Design for Signal Processing Unit of Small Tracking Radar)

  • 김홍락;이만희;박성호;김윤진
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.59-64
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    • 2024
  • 소형 추적 레이더는 표적에서 운용하는 RGPO(Range Gaet Pull Off)등 기만신호를 피하기 위하여 송신주기를 랜덤하게 변화하여 송신을 한다. 이때 의사랜덤코드를 활용하여 랜덤하게 송신 주기를 변경을 한다. 의사랜덤코드는 특정구간이 지나면 반복을 하기 때문에 반복이 노출되면 기만신호를 피하기 힘들어 진다. 본 논문에서는 FPGA를 통한 랜덤 코드 생성과 시스템 백색잡음을 더하여 보다 실제적인 송신 펄스 코드를 생성하였다. FPGA를 이용하여 EPROM에 의사랜덤코드를 사용하면서 반복을 피할 수 있는 PRF를 생성하는 코드 생성에 대한 연구결과를 제시한다. 또한 추적 레이더에 적용하여 랜덤한 PRF 펄스 설계된 결과를 확인하였다.

SAR에 적용된 SVD-Pseudo Spectrum 기술 (SAR Image Processing Using SVD-Pseudo Spectrum Technique)

  • 김빈희;공승현
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권3호
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    • pp.212-218
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    • 2013
  • 본 논문에서는 SAR (Synthetic Aperture Radar) 영상에 SVD (Singular Value Decomposition) - Pseudo Spectrum 알고리즘을 적용하고 그 성능을 기존 알고리즘과 비교한다. 이 논문의 목적은 SAR 영상의 해상도 및 목표물 분해능을 높이고자 하는 것이다. 본 논문에서는 신호 성분으로 이루어진 Hankel Matrix와 SVD (Singular Value Decomposition) 방법을 사용하여 잡음에 강인하고 sidelobe이 적으며 스펙트럼 추정에서 해상도를 높인 SVD-Pseudo Spectrum 방법을 제안하였다. 또한 분해될 목표물을 모델링하여 알고리즘의 성능을 분석하고 SVD-Pseudo Spectrum 방법이 기존의 퓨리에 변환 기반 방법과 고해상도 기술 기반의 MUSIC 방법보다 더 좋은 성능을 가짐을 보인다.

목표물 탐지를 고려한 자동탐색기능 압축시스템 설계 알고리듬에 관한 연구 (A Study on Joint ATR-Compression System Design Algorithm for Integrated Target Detection)

  • 남진우
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.12-18
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    • 2001
  • 비행기나 인공위성에 탑재된 SAR (Synthetic Aperture Radar) 레이더 또는 적외선 센서(FLIR)로 촬영한 데이터는 제한된 전송채널을 통해 신속히 전송하기 위해 데이터 압축을 필요로 하게된다. 이때 가능한 높은 압축율을 얻으면서 동시에 높은 목표물 탐지 능력을 유지하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 서브밴드 코딩(subband coding) 과 벡터 양자화(VQ)를 이용하여 압축 알고리듬을 목표물 탐지의 예측기(predictor) 및 분류기(classifier)로 적용시킴으로써 목표물의 탐지능력을 유지하면서 효과적으로 압축할 수 있는 자동탐색기능 압축시스템(Joint ATR-compression System)을 제안하였으며 제안된 알고리듬을 사용한 경우의 시뮬레이션 결과는 200:1 이상의 높은 압축율에 대해서 비교적 높은 목표물 탐지 능력을 유지하고 있음을 나타내었다.

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도로 장애물 경보를 위한 Ka-대역 펄스 도플러 레이다 시스템 개발 및 성능시험 (Development and Performance Test of Ka-Band Pulsed Doppler Radar System for Road Obstacle Warning)

  • 정정수;서영호;곽영길
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권1호
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    • pp.99-107
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    • 2014
  • 돌발적으로 발생하는 도로 장애물은 고속으로 주행하는 차량의 안전운행을 위협한다. 따라서, 악천후 시에도 도로상의 돌발 장애물을 탐지하고, 충돌을 방지할 수 있는 전천후 레이다 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 도로 장애물 탐지 및 경보를 위한 Ka-대역 펄스 도플러 레이다 시험모델의 설계 제작 및 성능시험 결과를 제시한다. 레이다 센서는 도로 환경조건에 적합하고, 다양한 고정 및 이동 장애물에 대하여 탐지, 추적 및 차선 식별 기능이 요구된다. 개발된 레이다는 안테나, 송수신기, 신호처리기 및 제어기로 구성된다. 주요 적용 기술은 고정 장애물 탐지를 위한 클러터 맵 기반 변화 탐지 기법, 이동 장애물 속도 탐지를 위한 도플러 추정 기법, 그리고 차선 식별을 위한 3-horn 모노펄스 방위각 추정 및 추적 기법이 포함된다. 개발된 레이다 시스템의 장애물 탐지와 차량 감시 성능은 성능시험과 환경시험을 통하여 설계 요구 조건을 만족하는 것으로 확인되었다.

SDR 기반의 LFM 레이다 설계 및 구현 (LFM Radar Implemented in SDR Architecture)

  • 윤재혁;유승오;이동주;예성혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.308-315
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    • 2018
  • 본 논문에서는 두 표적 간의 거리차를 정밀하게 계측할 수 있는 S-band 고 분해능 레이다 개발을 위한 시스템 기본 설계 및 구현 결과를 제시한다. 3.5 GHz LFM(Linear Frequency Modulation) 레이다 기본 설계를 위하여 제안하는 시스템 요구조건은 거리 분해능 1 m, 최대 계측 거리 2 km이며 레이다 방정식을 통해 각 모듈의 사양을 결정하였다. 최종적으로 150 MHz 대역폭, 송신 출력 43 dBm 전력 증폭기, 이득 26 dBi 안테나, 잡음 지수 8 dB 이하, RCS $1m^2$일 때, 표적과 레이다의 최대거리 2 km 기준 SNR이 30 dB 이상이 나올 수 있음을 확인할 수 있었다. 시뮬레이션 결과를 토대로 하드웨어 설계를 하였으며, SDR(Software Defined Radar) 장비를 이용한 LFM 레이다 설계 이론과 방법 그리고 야외 시험 결과를 보여주고 요구조건을 만족하는 레이다 시스템 설계가 가능함을 입증하였다.