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위상 비교 모노 펄스 알고리즘에서 위상평균법을 이용한 추정 각도 정확도 향상
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),이종민(Jong-Min Lee),선선구(Sun-Gu Sun) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.10
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. This study describes the accuracy improvement of the estimated angle using phase averaging in phase-comparison monopulse algorithm. In addition, to compensate the time-delay due to the phase averaging, we propose the time-delay compensation algorithm which uses the derivative of the estimated angle. These derivative is calculated by the curve fitting method. Using the real radar interferometer, we have verified that the phase averaging and time-delay compensation algorithms are effective in real-time signal processing application.
협대역 레이다 시스템에서 표적의 고해상도 거리 측면도 형성에 관한 연구
조병래(Byung-Lae Cho),김종만(Jong-Mann Kim),김찬홍(Chan-Hong Kim),홍성원(Sung-Won Hong) 한국정보기술학회 2020 한국정보기술학회논문지 Vol.18 No.9
This study proposes the construction method of the high-resolution range profile for target in narrowband radar systems and the quality improvement method of it. Using Time-Domain Correlation method, it was confirmed that the high-resolution range profile (HRRP) aspect of target was acquired from the data obtained in sparse frequency environment. Moreover, in the case of a target in which multiple scattering points are present within a limited range cell, it was not easy to distinguish the scattering points. To improve it, we propose a method to select the minimum value for each HRRP cell after forming the HRRP aspect of selectively excluding acquired data. Then we conformed by simulation that the proposed method was able to obtain the high-resolution range profile with the improved resolution and sidelobe level.
두 대의 FMCW 레이다에서 레이다간 상호 간섭 신호를 이용한 시간동기화 방법
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),이종민(Jong-Min Lee),선선구(Sun-Gu Sun) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.11
군사적 목적으로 많은 레이다들이 근거리에서 동시에 운용된다. 특히, 동종의 레이다가 동시에 운용될 경우 주파수 할당을 해야 한다. 많은 레이다가 동시에 운용될 때 일부 주파수를 공유하여야 하는데, 부득이하게 레이다 시스템 간 간섭이 발생하게 된다. 레이다간 간섭은 성능을 저하시킬 수 있기 때문에, 간섭 신호의 억제는 중요한 문제이다. 본 논문에서는 두 대의 FMCW 레이다간 간섭 신호를 분석하고, 간섭 신호를 이용하여 레이다간 시간 동기화 방법을 제안하였다. 실제 레이다 시스템을 통해 제안된 방법의 성능을 검증하였다. In military applications, many radar systems are simultaneously operated at a close range. In particular, the frequency allocation must be executed for operating the homogeneous radar systems at the same time. As many radar sytems are simultaneously operated with overlapping frequency bands, interference between systems inevitably occurs. Because interference can degrade radar performance, suppression of interference is a critical issue in radar systems. In this letter, we analyze the interference between two FMCW radars. In addition, time synchronization method between radars using mutual interference is proposed. Experiments are carried out to validate the proposed method. The results demonstrate that the proposed method is suitable for real radar systems.
FMCW 레이다에서 작은 간섭 신호의 효과적인 탐지 및 억제
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),이종민(Jong-Min Lee),선선구(Sun-Gu Sun) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.7
많은 레이다 시스템들이 주파수 밴드를 공유하여 동시에 운용될 때, 레이다 시스템 간 간섭은 불가피하게 발생한다. 간섭이 레이다 성능을 저하시킬 수 있기 때문에 간섭의 억제는 레이다 시스템에서 중요한 문제이다. 본 논문에서 STFT와 적응형 대역 저지 필터를 이용하여 간섭을 탐지하고 제거하는 방법을 제안하였다. 실제 FMCW 레이다를 이용하여 제안된 방법의 성능을 검증하였다. As many radar systems are simultaneously operated with overlapping frequency bands, interference between systems inevitably occurs. Because interference can degrade radar performance, suppression of interference is a critical issue in radar systems. In this letter, a new interference detection and suppression method using a short-time Fourier transform and an adaptive notch filter is proposed. An experiment is carried out to validate the proposed method and the results demonstrate that the proposed method is suitable for application in real FMCW radars.
2차원 레이다 간섭계에서 각도 추정 알고리즘의 각도 모호성 해소 성능 비교
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),이종민(Jong-Min Lee),선선구(Sun-Gu Sun) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.3
2차원 레이다 간섭계에서 표적의 공간 도달 각도를 추정하는 방법 중에서 1차원 알고리즘과 디지털 빔 포밍 알고리즘, 위상차의 최소 자승 오차 알고리즘들의 각도 모호성 해소 성능을 비교한다. 위상 비교 모노 펄스 알고리즘의 경우, 2차원 레이다 간섭계에 적용하기 위해 방위각 방향과 고각 방향으로 각각 적용하였다. 성능 비교를 위해 Monte carlo 시뮬레이션 방법을 이용하여 2차원 레이다 간섭계에서 각도 추정 알고리즘 별 각도 모호성 해소 확률과 수행 시간을 비교하였다. 각도 모호성 해소 확률과 수행 시간을 고려할 때 위 여러 방법 중에서 위상 비교 모노 펄스 알고리즘이 실시간 신호 처리 분야에 가장 효율적임을 보여준다. This study describes the performance comparison to solve angle ambiguity needed to angle of arrival estimation in 2D radiometer. There are three algorithms to solve its ambiguity such as phase-comparison monopulse method, digital beam-forming method and least square error of the phase difference in 2D radar interferometer. To estimate two direction angles, phase-comparison monopulse method is sequentially applied to azimuth and elevation direction. To analyze the performance of these methods, probability of solving angle ambiguity and execution time have been chosen as performance indexes. Through the Monte Carlo simulation, we have verified that phase-comparison monopulse method is most effective in real-time signal processing application.
능동위상배열 레이더에서 커플링 라인을 이용한 송수신 채널 보정 연구
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),선선구(Sun-Gu Sun),이종민(Jong-Min Lee),이의혁(Eui-Hyuk Lee),이석곤(Seok-Gon Lee) 한국정보기술학회 2016 한국정보기술학회논문지 Vol.14 No.10
Here, we describe the calibration method using coupling lines of transceiver channels in active phased array radar system. It is ideal to calibrate each channel of the transceiver in an anechoic chamber, but the radar system operated in battlefield should be equipped with the calibration system. The proposed method in this paper can be immediately applied when the radar system is operated in battlefield. The signal of the coupling line is received by controlling each channel of the transceiver in the radar system. And then, the difference of the amplitude and phase can be calibrated by control of each channel of the transceiver. We manufacture the active phased array radar system, and the radar system is fully calibrated in anechoic chamber. The performance of the proposed method is compared with the calibration results in anechoic chamber. The results shows that sidelobe level of both case is similar but half power beamwidth is different about 2.7%.
전방관측 영상 레이다에서 내삽 방법에 따른 영상품질 비교
조병래(Byung-Lae Cho),이정수(Jung-Soo Lee),선선구(Sun-Gu Sun) 한국정보기술학회 2015 한국정보기술학회논문지 Vol.13 No.10
This study describes an image quality comparison according to the interpolation method in Forward-Looking Imaging Radar. Generally, The imaging method of SAR technology devides into two approaches such as time domain and frequency domain. The frequency domain method has been well applied to the application which satisfies far-field condition. However, in the near-field environment, the image quality of this method is not good due to phase error. Therefore, in the short-range imaging radar, back-projection method based on time domain is better than frequency domain approach. Meanwhile, back-projection method has a weakness for the side-lobes are remained intactly. To overcome this disadvantage, we applied SVA (Spatially Variant Apodization) method to the result of back-projection. Then performance of the side-lobe suppression with different interpolation methods was analyzed and compared by using simulation data.
소형 무인기 탐지를 위한 FMCW LiDAR 구현에 관한 연구
조병래(Byung-Lae Cho),선선구(Sun-Gu Sun),이종민(Jong-Min Lee) 한국정보기술학회 2021 한국정보기술학회논문지 Vol.19 No.1
In this paper, a design and implementation of a LiDAR system using a frequency modulated continuous wave is proposed. The frequency modulation LiDAR system is designed to detect small UAVs within several hundred meters, and the components are selected as commercial parts that are easy to purchase. The proposed LiDAR sensor is made with one channel and is designed to detect a target by scanning a region of interest through a driving unit. In the signal processing unit, a moving target detection mode and a 3D imaging mode have been implemented to operate separately. Actual tests were performed using a small UAV, and it was confirmed that the designed LiDAR can detect targets from a distance of about 200 meters or more. In addition, it has been demonstrated that when a small UAV hovering near a building, the target can be detected through the 3D imaging mode.