본 논문에서는 모노 펄스 추적용 배열안테나에서 주로 사용하는 선전원에 의한 차패턴 합성법을 새로이 제안한다. 제안한 방법에서는 잘 알려진 Bayliss의 차패턴 합성법과는 달리 Taylor의 선전원 합패턴 공식을 적절히 수정하여, 원하는 개별 sidelobe 레벨을 갖는 차패턴을 최적 합성한다. 즉, 차패턴과 해당 소스 분포함수와의 관계를 해석적으로 설정하고, 패턴이 갖는 null점을 최적으로 섭동시킴으로써 원하는 패턴과 해당 소스 분포함수를 동시에 도출한다. 더욱이 이 방법은 기존의 방법보다 빠른 sidelobe 감쇠율을 가지도록 한다. 수치적인 결과들로부터 제안한 합성과정의 타당성과 유용성을 보인다.
The power spectral density of a signal can be estimated most accurately by using a window with a narrow bandwidth and large sidelobe attenuation. Conventional windows generally control these characteristics by only one parameter, so there is a trade-off problem: if the bandwidth is reduced, the sidelobe attenuation is also reduced. To overcome this problem, we propose using a Butterworth window with two control parameters for power spectral density estimation and analyze its characteristics. Simulation results demonstrate that the sidelobe attenuation and the 3 dB bandwidth can be controlled independently. Thus, the trade-off problem between resolution and spectral leakage in the estimated power spectral density can be overcome.
수중음향 시스템에서는 빔형성 (Beamforming) 기법을 이용하여 목표물로부터 신호를 수신하고 이에 대한 정보를 얻어 낼 수 있는데, 이러한 빔형성에 있어서는 주엽 (Mainlobe)의 빔폭 (Beamwidth)과 부엽 (Sidelobe)의 크기 (Level)를 설계자가 목표하는 값에 최적화 시킬 수 있는 방법을 찾는 것이 무엇보다도 중요하다. 최근 연구된 빔형성 기법의 대표적인 결과 중 하나로는 Philip의 가중함수 방법을 들 수 있다. 이러한 Philip의 방법은 목표 주엽폭과 부엽 준위를 정하고 이를 적응필터 설계방식과 유사하게 적응시켜 나가는 과정을 이용한다. 그러나 이 방법은 주엽폭과 부엽 준위 간의 상관관계로 인해서 원하는 부엽준위에 다다르지 못하거나 결과값을 얻는데 상당한 시간이 소요되는 경우가 자주 발생하게 되는데, 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 논문에서는 부엽 준위에 미치지 못하는 일부에 대하여 부분 최적화를 하여 비교적 쉽게 설계요건을 만족시키는 새로운 알고리듬을 제안하고자 한다 제안된 알고리듬은 설계자의 의도에 따라 주엽의 빔폭과 부엽의 크기를 쉽게 조절이 가능하며 기존의 방법에 비해 계산량이 감소됨을 실험을 통해 알수 있을것이다.
본 논문에서는 선형 위상 배열 안테나 패턴 합성 문제에서, 주 빔 패턴 양쪽에 임의로 설정한 비대칭 sidelobe 레벨(SLL)들을 만족시키는 안테나 소자 가중치들을 계산하는 방법을 새로이 제안한다. 소자 가중치들을 배열인자로부터 직접 최적화하는 기존의 방법들과는 달리, 이 방법은 배열 인자를 표현하는 Schelkunoff 다항식에 내재된 복소근의 최적 섭동에 기본을 둔다. 제안한 방법으로부터 여러 개의 jammer들의 방향으로 다중 nulling도 가능하며, 이는 각 jamming 방향에 대응하는 복소근들만의 독립적인 섭동에 의해 이루어진다. 따라서 해 공간차원의 적절한 감소에 의해 수치적 절차가 간소화될 수 있다. 또한 배열 소자들의 복소 가중치들은 최적 섭동된 복소근들을 Schelkunoff 다항식에 대입함으로써 쉽게 계산된다. 몇 가지 예를 들어 검토하고, 도출된 가중치들을 배열 인자 방정식에 대입함으로써 타당성을 수치적으로 검증한다.
등간격 안테나 소자들로 구성된 모노펄스 추적용 선형 배열 안테나의 합 및 차 패턴 합성 문제에서 원하는 패턴을 만족시키도록 하는 개별 안테나 급전 여기 전류의 상대적인 가중치들을 도출하는 효율적인 수치적 방법을 제안한다. 이 방법은 패턴 배열 인자를 표현하는 Schelkunoff 다항식에 내재된 패턴 null 점들의 최적 섭동에 기본을 둔다. 따라서 여기 전류 가중치들을 직접 최적화하는 기존의 방식과는 달리, 이 방법은 null 점 제어에 의해 원하는 개별 sidelobe 레벨(SLL)들을 갖는 패턴과 해당 여기 전류 가중치들을 쉽게 합성할 수 있는 장점을 가진다. 또한, 최적화 과정에서 null 점 초기값에 따라 두 가지 형태의 차 패턴들을 합성할 수 있음을 보인다. 임의의 SLL들을 갖는 패턴들을 합성하고, 도출된 결과들을 배열 인자 식에 대입함으로써 제안한 방법의 타당성을 수치적으로 검증한다.
In a High Altitude Platform (HAP) cellular communications network, each cell may be served by a dedicated spot-beam antenna. The antennas' beam properties and their spatial overlap control the co-channel interference. In prior literature, radiation patterns have been approximated by a main lobe followed by a constant sidelobe floor. A network of 121 cells has been studied and the method is here extended to the use of more realistic radiation patterns based on the theoretical aperture antenna patterns. This allows for the comparison of the effect of different aperture field tapers, which lead to reduced sidelobe levels and hence higher system capacity but also a more massive antenna payload.
위성방송수신 및 위성 양방향 인터넷, VSAT 등의 위성통신서비스를 차량 이동시에도 이용할 수 있기 위해서는 차량에 탑재하기 용이하도록 소형이며 높이가 낮은 안테나 구조가 요구된다. 또한 중위도 지역에서 평면 안테나 상태로 45도 빔틸트 특성을 갖고, Ka 밴드의 위성통신용으로 충분한 고이득을 얻기 위해, 빔폭이 좁고 사이드로브가 적으며 저손실 구조의 배열안테나 개발이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 성능을 만족시키기 위해, 진행파형 누설파 모드를 기초로 한 도파관 종방향 슬롯 배열안테나를 제안하였으며, 특히 슬롯 배열들 각각의 폭을 조절하여 복사 전력을 제어함으로써 복사 패턴의 사이드로브 레벨을 저감시켰다. 32개 누설파 소자의 배열안테나 이득은 34 dBi 였으며, 빔폭은 3.6도, 사이드로브 레벨은 -25 dB 이하로 기존의 경우보다 약 8 dB 의 저감 개선효과를 얻었다. 중심주파수 20.0 GHz에서 빔틸트 각도는 43도를 얻었다. 급전선로는 도파관의 코퍼레이트 급전방식으로 설계하여 광대역, 저손실 특성을 얻을 수 있었다.
Echo sounder and Doppler sonar are to theultra-sonic transducers for measuring the depth and the ship's speed respectively. To measure the depth and speed with a single transducer, it is required to control the ultra-sonic beam to optional direction. In the past, the direction of the transducer itself is varied, but such a method provoked much problems in the mechanical design of the equipment. This paper deals with the method to control beam direciton by the phase control of the plural arrangement of transducers, and the results are studied by a computer simulation. The remarkable results of the study is condensed as follows; 1. The greater the interval of arrangement between transducers, the sharper the radiation pattern is, but in this case, the level of undesired sidelobe is also increased. 2. The control of radiation pattern up to 60 degree can be achieved by an adequate arrangement of more than 10 transducers. 3. It is shown that a simultaneous measurement of both depth and speed can be achieved by alternating directivity of the pulse by the method proposed in this paper.
본 논문에서는 무안경식 3차원 영상처리 기법 중 대표적인 집적 영상 기법을 고려하여 전송 에러를 극복하여 영상 품질을 향상시키는 우선순위 전송 기법을 제안한다. 집적 영상의 각 복셀을 구성하고 있는 픽셀들의 유사성에 기반하여 전송 우선순위를 다르게 설정하고 이에 따라 변조 방식을 다르게 적용한다. 즉, 복셀을 구성하는 해당 픽셀들의 분산값이 작은 경우에는 높은 우선순위를 부여하여 에러에 강인한 특성을 갖는 변조 레벨을 사용하여 전송하고, 복셀을 구성하는 해당 픽셀의 분산값이 큰 경우에는 낮은 우선순위를 부여하여 에러율은 높아지지만 빠른 전송률을 제공하는 변조 기법을 사용하여 전송한다. 우선순위의 구분 없이 동일한 변조 레벨을 사용하는 기존 방식 대비, 우선순위가 높은 중요한 영상 데이터 비트열에 에러에 강인한 변조 레벨을 적용한 제안 방식의 경우에 수신 영상의 peak to sidelobe ratio (PSR)이 개선됨을 확인할 수 있다.
본 논문에서는 GSC(Generalized Sidelobe Canceller)를 기초로 새로운 부밴드 광대역 적응 빔포밍 구조를 제안하였다. 일반적으로 여러개의 필터계수를 갖는 광대역 빔포밍에서는 그 필터길이가 커짐에 따라 많은 계산량을 필요로 하고 그 성능이 감소한다는 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위해 부밴드 필터구조를 이용함으로써 전밴드 필터구조에서보다 더 낮은 계산량과 그 pre-whitening 효과로 그 성능이 향상되었다. 부밴드 필터뱅크 구조에서 광대역 적응 빔포밍이 수행될 때 NLMS(Normalized Least Mean Squares) 적응 알고리즘을 이용하여 GSC의 수렴성능을 검증하였고, 각각의 부밴드 적응필터에서 MSE를 독립적으로 최소화시키는 적응 메카니즘을 사용하여 추정하였다. 모의실험을 통하여 제안한 부밴드 필터구조가 전밴드 구조에서보다 수렴성능이 더 우수함을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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