Quantification of Angular Prediction Accuracy for Phased Array Radar Tracking

홍순목,Hong, Sun-Mog The Institute of Electronics and Information Engin 2012 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.37 No.3

위상배열레이더를 이용한 추적의 성능을 지수화하기 위해서 각도예측 오차공분산행렬의 함수를 이용한 정량화 방법에 대해 검토하였다. 특히, 이 오차공분산행렬의 함수로 최대고유값과 대각합을 이용하여 정량화하는 경우에 대해 안테나 빔조향 손실을 반영한 표적탐지확률을 기준으로 정량화의 일관성을 수치실험을 통해 검토하였다. 이를 통해 추적성능을 표적탐지확률로 기준하는 경우, 대각합이 최대고유값 보다 더 일관성을 갖는 정량화 함수임을 확인하였다. Scalar quantification of the angular prediction error covariance matrix is considered for characterizing tracking performances in phased array radar tracking. Specifically, the maximum eigenvalue and the trace of the covariance matrix are examined in terms of consistency in parameterizing the probability of detection, taking antenna beam-pointing losses into account, and it is shown numerically that the latter is more consistent.

위상배열 레이다를 위한 가변 표본화 빈도 추적 필터의 설계

홍순목,Hong, Sun-Mog 한국센서학회 1992 센서학회지 Vol.29 No.3

위상배열 안테나 레이다에서는 기계적 관성에 관계없이 레이다 빔의 신속한 조향이 가능하기 때문에 측정을 원하는 목표와 그 목표에 대한 측정시간, 측정표본속도를 선택적으로 취할 수 있게 된다. 이 논문에서는 주어진 측정 파라미터에 대해 이러한 위상배열 레이다 시스템을 위한 3차원 가변 포본화 빈도 추적 필터를 설계했다. 이 추적 필터는 추적목표의 탐지확률을 적정한 값 이상으로 유지하기 위해서 목표의 각도 예측오차를 안테나 빔 폭의 일정한 비율이내로 줄일 수 있어야 한다. 여기서 설계한 추적 필터는 이러한 요구를 만족하는 범위에서 표본화 빈도를 낮출 수 있도록 목표까지의 거리와 기동에 따라 표본화 빈도를 선택하게 된다. 이 추적 필터설계의 타당성은 여러가지 기동목표에 대한 수치실험을 통해 확인했다. The phased array antenna has the ability to perform adaptive sampling by directing the radar beam without inertia in any direction. The adaptive sampling capability of the phased array antenna allows each sampling time interval to be varied for each target, depending on the acceleration of each target at any time. In this paper we design a three-dimensional adaptive tracking algorithm for the phased array radar system with a given set of measurement parameters. The tracking algorithm avoids taking unnecessarily frequent samples, while keeping the angular prediction error within a fraction of antenna beamwidth so that the probability of detection will not be degraded during a track update illuminations. In our algorithm, the target model and the sampling rate are selected depending on the target range and the target maneuver status which is determined by a maneuver detector. A detailed simulation is conducted to test the validity of our tracking algorithm for encounter geometries under various conditions of maneuver.

Quantification of Angular Prediction Accuracy for Phased Array Radar Tracking

홍순목(Sun-Mog Hong) 대한전자공학회 2012 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.49 No.1

위상배열레이더를 이용한 추적의 성능을 지수화하기 위해서 각도예측 오차공분산행렬의 함수를 이용한 정량화 방법에 대해 검토하였다. 특히, 이 오차공분산행렬의 함수로 최대고유값과 대각합을 이용하여 정량화하는 경우에 대해 안테나 빔조향 손실을 반영한 표적탐지확률을 기준으로 정량화의 일관성을 수치실험을 통해 검토하였다. 이를 통해 추적성능을 표적탐지확률로 기준하는 경우, 대각합이 최대고유값 보다 더 일관성을 갖는 정량화 함수임을 확인하였다. Scalar quantification of the angular prediction error covariance matrix is considered for characterizing tracking performances in phased array radar tracking. Specifically, the maximum eigenvalue and the trace of the covariance matrix are examined in terms of consistency in parameterizing the probability of detection, taking antenna beam-pointing losses into account, and it is shown numerically that the latter is more consistent.

위상배열 레이다를 위한 가변 표본화 빈도 추적 필터의 설계

홍순목 ( Sun Mog Hong ) 한국센서학회 1992 센서학회지 Vol.1 No.1

The phased array antenna has the ability to perform adaptive sampling by directing the radar beam without inertia in any direction. The adaptive sampling capability of the phased array antenna allows each sampling time interval to be varied for each target, depending on the acceleration of each target at any time. In this paper we design a three-dimensional adaptive tracking algorithm for the phased array radar system with a given set of measurement parameters. The tracking algorithm avoids taking unnecessarily frequent samples, while keeping the angular prediction error within a fraction of antenna beamwidth so that the probability of detection will not be degraded during a track update illuminations. In our algorithm, the target model and the sampling rate are selected depending on the target range and the target maneuver status which is determined by a maneuver detector. A detailed simulation is conducted to test the validity of our tracking algorithm for encounter geometries under various conditions of maneuver.

Swerling III 표적 RCS의 최대공산추정

정영헌,홍순목,Jung, Young-Hun,Hong, Sun-Mog 대한전자공학회 2017 전자공학회논문지 Vol.54 No.3

이 논문에서는 Swerling III 표적의 radar cross section (RCS)을 추정하기 위한 최대공산 (maximum likelihood (ML)) 추정방식을 제안하고 ML 추정값을 계산하기 위한 수치적 방법에 대해 검토하였다. 특히, ML 추정값을 계산하는 과정에서 expectation maximization (EM) 알고리즘에 바탕한 근사식을 활용하고, Monte Carlo 실험을 통해 이 수치적 방법의 정확도와 계산시간을 비교하여 가장 효율적인 방법을 제시한다. 이 결과는 기존에 제시된 방법의 성능과도 비교하여 제시한다. 나아가 Swerling I 표적의 경우에도 마찬가지로 동일한 방법이 가장 효율적이라는 것도 확인한다. A maximum likelihood (ML) approach is presented for estimating the mean of radar cross section (RCS) of a Swerling III target and its numerical solution methods are discussed. The solution methods are based on an approximate expression for implementing the expectation maximization (EM) algorithm. The methods are evaluated and compared through Monte Carlo simulations in terms of estimation accuracy and computational efficiency to obtain a most efficient method for both Swerling I and Swerling III targets. The methods are also compared with a previously reported method based on heuristics.

다중 수동 소나 센서 기반 에너지 인식 분산탐지 체계의 설계 및 성능 분석

김송근,홍순목,Kim, Song-Geun,Hong, Sun-Mog 한국군사과학기술학회 2010 한국군사과학기술학회지 Vol.13 No.1

In this paper, optimum design of distributed detection is considered for a parallel sensor network system consisting of a fusion center and multiple passive sonar nodes. Nonrandom fusion rules are employed as the fusion rules of the sensor network. For the nonrandom fusion rules, it is shown that a threshold rule of each sensor node has uniformly most powerful properties. Optimum threshold for each sensor is investigated that maximizes the probability of detection under a constraint on energy consumption due to false alarms. It is also investigated through numerical experiments how signal strength, false alarm probability, and the distance between three sensor nodes affect the system detection performances.

Design of a 3-D Adaptive Sampling Rate Tracking Algorithm for a Phased Array Radar

손건,홍순목,Son, Keon,Hong, Sun-Mog The Institute of Electronics and Information Engin 1993 전자공학회논문지-B Vol.b30 No.5

The phased array antenna has the ability to perform adaptive sampling by directing the radar beam without inertia in any direction. The adaptive sampling capability of the phased array antenna allows each sampling time interval to be varied for each target, depending on the acceleration of each target at any time. In this paper we design a three dimensional adaptive target tracking algorithm for the phased array radar system with a given set of measurement parameters. The tracking algorithm avoids taking unnecessarily frequent samples, while keeping the angular prediction error within a fraction of antenna beamwidth so that the probability of detection will not be degraded during a track updata illuminations. In our algorithm, the target model and the sampling rate are selected depending on the target range and the target maneuver status which is determined by a maneuver level detector. A detailed simulation is conducted to test the validity of our tracking algorithm for target trajectories under various conditions of maneuver.

One-Step-Ahead Control of Waveform and Detection Threshold for Optimal Target Tracking in Clutter

신한섭,홍순목,Shin Han-Seop,Hong Sun-Mog The Institute of Electronics and Information Engin 2006 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.43 No.1

이 논문에서는 클러터 환경에서 최적의 거리와 거리방향 속도 추적을 위한 검출문턱값과 파형 파라미터의 one-step-ahead 제어를 제시하였다. 파형 파라미터의 최적 제어는 파형 파라미터에 대한 제약 조건이 있는 상황에서 추적 성능지수를 최소화하는 것이다. 성능지수는 항적분실확률과 추정오차 공분산행렬의 함수로 표현하였다. 항적분실확률과 오차 공분산행렬은 하이브리드 알고리듬을 이용하여 얻었다. 거짓 검출과 클러터 간섭의 영향은 이 성능 예측 알고리듬에서 함께 고려되었다. 여기서 제안한 one-step-ahead 제어의 추적 성능을 여러 가지 수치실험을 통해 확인하였고, 이 제어 방법은 유한 구간의 최적화 결과로부터 얻어진 경험적인 방법이다. In this paper, we consider one-step-ahead control of waveform parameters (pulse amplitudes and lengths, and FM sweep rate) as well as detection thresholds for optimal range and range-rate tracking in clutter. The optimal control of the combined parameter set minimizes a tracking performance index under a set of parameter constraints. The performance index includes the probability of track loss and a function of estimation error covariances. The track loss probability and the error covariance are predicted using a hybrid conditional average algorithm The effect of the false alarms and clutter interference is taken into account in the prediction. Tracking performance of the one-step-ahead control is presented for several examples and compared with a control strategy heuristically derived from a finite horizon optimization.

CDMA망의 우선순위 데이터서비스를 지원하는 자원할당 알고리듬의 성능평가 실험

정보환,홍순목,Jung, Bo-Hwan,Hong, Sun-Mog 대한전자공학회 2007 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.44 No.8

In this paper, we evaluate a performance on a resource allocation algorithm for prioritized data services in CDMA networks supporting real-time and non-real-time data services. The weighted aggregate data throughput is used to characterize the performance of the prioritized data service. Our prioritized data service is implemented so that the weighted aggregate data throughput is maximized via efficient power and spreading gain allocation. Numerical experiments are performed to evaluate a suboptimal resource allocation algorithm for typical parameters. 이 논문에서는 실시간 및 비실시간 데이터 서비스를 지원하는 CDMA 무선망에서 사용자들 사이에 상대적 우선수준 데이터 서비스를 지원하는 자원할당 알고리듬의 성능을 수치실험을 통해 평가하였다. 성능지수는 가중치가 부여된 총 데이터처리량이며 가중치는 상대적 우선수준이 부여된 서비스 등급을 의미한다. 상대적 우선수준이 부여된 서비스는 효율적인 전력과 확산이득 할당으로 성능지수를 최대화함으로 수행된다. 전형적인 파라미터에 대해 준최적 자원할당 알고리듬의 성능을 평가했다.

순차적 가설 검증을 이용한 수중 표적 판별

정영헌,홍순목,Jeong, Young-Heon,Hong, Sun-Mog 대한전자공학회 1996 전자공학회논문지-B Vol.b33 No.1

이 논문에서는 수중 표적추적을 방해하는 교란근원으로부터 추적표적을 판별해 내기 위한 알고리듬을 제안하였다. 이 표적 판별 알고리듬은 순차적 가설 검증을 이용한다. 교란근원은 추적표적으로부터 분리되어, 정지된 위치에서 거짓의 시선 거리와 도플러 측정을 발생시켜 표적으로 혼동되도록 한 것이다. 제안된 알고리듬은 표적운동과 교란근원의 위치를 추정하기 위한 확장 Kalman필터의 이노베이션으로부터 계산된 로그 공산비를 이용하여 판별을 위한 검증을 수행한다. 다양한 시나리오에 대한 수치실험을 통해 제안된 알고리듬이 빠른 시간내에 높은 성공률로 표적과 교란근원을 판별할 수 있음을 확인하였다. In this paper we present an algorithm to discriminate an underwater target under track against an acoustic counter-measure(ACM) source, based on a sequential hypothesis test. The ACM source is separated from the target under track and generates, while drifting, measurements with false range and Doppler information. The purpose of the ACM is to mislead the target-tracking and to help the true target evade a pursuer. The algorithm uses as a test statistic a function of the innovation sequences from extended Kalman filters to estimate the target dynamics and the drifting position of the ACM source. Numerical experiments on various scenarios show that the proposed algorithm discriminates the target against an ACM source very fast with a high probability of success.