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완전 디지털 능동배열 레이다의 적응형 부엽제거 알고리즘에 관한 연구
양우용(Woo-Yong Yang),박민규(Min-Kyu Park),홍성원(Sung-Won Hong),김찬홍(Chan-Hong Kim) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.5
레이다는 강한 재밍신호를 제거하기 위해 부엽제거 알고리즘을 이용하여 상대적으로 약한 표적신호를 획득한다. 본 논문에서는 완전 디지털 능동배열 레이다에서 적용 가능한 새로운 적응형 부엽제거 알고리즘을 제안한다. 먼저 부엽제거 빔 신호를 이용하여 공분산 행렬을 구한다. 그리고 부엽제거 빔 신호와 주빔 신호와의 상관행렬을 산출한 후, 적응형 부엽제거 빔 형성 계수를 획득한다. 그 후 수신되는 주빔 신호와의 연산을 통해 최종적으로 재밍신호가 제거된 표적신호를 구한다. 시뮬레이션 신호로의 적용 결과를 통해 제안된 알고리즘이 부엽제거에 효과적임을 확인하였고, 실제 레이다에 적용하기 위한 여러 고려사항들을 분석하여 체계 적용성을 높였다. To eliminate strong jamming signals, a radar acquires a relatively weak target signal by using a side-lobe canceller (SLC) algorithm. This paper presents a novel adaptive SLC algorithm that is applicable to a fully digital active array radar. First, a covariance matrix is obtained from the SLC beam. Then, an adaptive SLC coefficient is extracted after calculating the correlation matrix between the main beam signal and the SLC beam signal. Finally, the target signal is estimated and the jamming signal is removed through the operation with the main beam signal. The application results from simulated radar signals demonstrated that the proposed algorithm is effective in an SLC system. Moreover, we analyzed various considerations and improved systematic usability.
항공기 표적의 레이더 반사 신호에서 제트엔진 정보를 추출하기 위한 자동화 알고리즘
양우용(Woo-Yong Yang),박지훈(Ji-Hoon Park),배준우(Jun-Woo Bae),강성철(Seong-Cheol Kang),김찬홍(Chan-Hong Kim),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.6
제트엔진변조(Jet Engine Modulation: JEM) 식별기법은 제트엔진의 주기적인 회전에 의해 변조되는 레이더 반사 신호로부터 제트엔진의 종류를 식별하는 기법이다. 본 논문에서는 JEM의 새로운 접근법으로서, 제트엔진의 특성을 추출하기 위한 자동화 알고리즘을 제안한다. 먼저 복소 신호의 경험적인 모드 분리법(Complex Empirical Mode Decomposition: CEMD)을 거친 JEM 신호의 자기상관도로부터 제트엔진의 회전 주기를 산출한다. 그 후 DM(Divisor-Multiplier) 규칙 및 "Scoring" 개념을 JEM 스펙트럼 해석에 도입하여 최종적인 날개개수를 추정한다. 시뮬레이션 및 측정 JEM 신호로의 적용 결과를 통해 제안된 알고리즘이 정확하고 자동적인 제트엔진 정보 추출에 효과적임을 입증하였다. Jet engine modulation(JEM) is a technique used to identify the jet engine type from the radar target signature modulated by periodic rotation of the jet engine mounted on the aircraft target. As a new approach of JEM, this paper proposes an automatic algorithm for extracting the jet engine information. First, the rotation period of the jet engine is yielded from auto-correlation of the JEM signal preprocessed by complex empirical mode decomposition(CEMD). Then, the final blade number is estimated by introducing the DM(Divisor-Multiplier) rule and the "Scoring" concept into JEM spectral analysis. Application results of the simulated and measured JEM signals demonstrated that the proposed algorithm is effective in accurate and automatic extraction of the jet engine information.
복소 EMD를 이용한 미약한 JEM의 관측 범위에서 JEM 성분의 추출
박지훈(Ji-Hoon Park),양우용(Woo-Yong Yang),배준우(Jun-Woo Bae),강성철(Seong-Cheol Kang),김찬홍(Chan-Hong Kim),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.6
제트엔진 변조(Jet Engine Modulation: JEM)는 회전하는 제트엔진 터빈으로부터의 전자기 산란에 따른 레이더 신호의 주파수 변조 현상이다. JEM은 표적의 고유한 정보를 제공하여 대표적인 레이더 표적 인식 수단으로 활용되나, JEM 성분이 미약하게 존재하는 레이더 관측 범위에서는 JEM에 의한 레이더 표적 인식 성능이 저하될 수 있다. 이에 본 논문에서는 복소 신호의 경험적인 모드분리법(Complex Empirical Mode Decomposition: CEMD)를 이용하여 레이더 신호를 여러 기본성분인 고유 모드 함수(Intrinsic Mode Function: IMF)로 분리하고, 신호의 이심률을 기반으로 이들 IMF를 조합하는 근거를 제공하여 JEM 성분을 추출하는 기법을 제시한다. 다양한 신호에 대한 적용 결과를 통하여 제안된 기법이 JEM의 명확성을 개선하는 한편, JEM 해석의 유효 관측 범위를 확장시킬 수 있음을 입증하였다. Jet engine modulation(JEM) is a frequency modulation phenomenon of the radar signal induced by electromagnetic scattering from a rotating jet engine turbine. Although JEM can be used as a representative radar target recognition method by providing unique information on the target, its recognition performance may be degraded in the observation range of weakly present JEM. Hence, this paper presents a method for extracting the JEM component by decomposing the radar signal into intrisic mode functions(IMFs) via complex empirical mode decomposition(CEMD) and by combining them based on signal eccentricity. Its application to various signals demonstrated that the proposed method improved the clarity of JEM analysis and could extend the effective observation range of JEM.
항공기 표적의 HRRP-JEM 영상에서 복소 신호의 이심률을 이용한 제트 엔진 위치 추정
박지훈(Ji-Hoon Park),양우용(Woo-Yong Yang),배준우(Jun-Woo Bae),강성철(Seong-Cheol Kang),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.12
2005년에 처음 소개된 HRRP-JEM(High Resolution Range Profile-Jet Engine Modulation) 영상은 항공기 표적에 탑재된 제트 엔진의 장착 위치를 추정함으로써 레이더 표적 인식을 수행한다. 본 논문에서는 복소 신호의 이심률을 기반으로 HRRP-JEM 영상에서 제트 엔진 위치를 추정하기 위한 새로운 접근법을 제시한다. 복소 신호의 이심률은 HRRP-JEM 영상을 구성하는 어떤 거리 성분(range bin)에서의 레이더 수신 신호에 미치는 JEM 성분의 기여도를 효과적으로 산출할 수 있다. 따라서 JEM 성분의 기여도가 가장 큰 거리 성분이 제트 엔진의 위치에 해당하며, 이를 짚어냄으로써 보다 정량적이고 신뢰성 있는 제트 엔진 위치 추정이 가능할 것으로 기대된다. 사실적인 항공기 모델의 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문에서 제안한 개념의 유효성을 입증하였다. High Resolution Range Profile-Jet Engine Modulation imagery first introduced in 2005 carries out radar target recognition by localizing the position of the jet engine installed on the aircraft target. This paper presents a new approach for estimating the jet engine position in the HRRP-JEM image based on the eccentricity of a complex signal. It can effectively evaluate the contribution of the JEM component to the radar received signal in a range bin of the HRRP-JEM image. Therefore, the localization is expected to be performed more quantitatively and reliably by pinpointing the range bin corresponding to the jet engine position where the JEM contribution is maximized. The simulation results of realistic aircraft models validated the effectiveness of the proposed concept.
Oversampling 형태를 갖는 Discrete Gabor Representation을 이용한 고품질 표적 ISAR 영상의 효율적인 획득
박지훈(Ji-Hoon Park),양우용(Woo-Yong Yang),배준우(Jun-Woo Bae),강성철(Seong-Cheol Kang),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.5
ISAR(Inverse SAR) 영상은 비협조 표적 인식에서 널리 사용되어 왔다. ISAR 영상 획득에 있어 가장 중요한 문제 중 하나는 표적의 움직임에 의해 흐려진 영상의 품질을 개선하는 것이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 고품질의 표적 ISAR 영상을 효율적으로 획득하기 위한 방법으로서, oversampling 형태를 갖는 Discrete Gabor Representation(DGR)기법을 제안한다. DGR은 주어진 Gabor logon에 해당하는 시간-주파수 격자의 cell에, 신호의 시간-주파수 성분을 나타내는 Gabor 계수를 구획적으로 할당한다. 따라서 DGR은 우수한 신호의 시간-주파수 집중도를 보여주며, 산란점으로부터의 도플러 성분을 효과적으로 판별할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 DGR이 고품질의 ISAR 영상을 획득할 수 있을 뿐 아니라, 계산상의 효율성도 가짐을 입증하였다. Inverse synthetic aperture radar(ISAR) images have been widely used in non-cooperative target recognition(NCTR). One of the most important issues in ISAR imaging is the improvement of the image smeared by target motion. In this paper, we propose the discrete Gabor representation(DGR) in an oversampling scheme for efficient acquisition of high-quality ISAR images. The DGR compartmentally assigns the Gabor coefficients to unit cells of the time-frequency grid related to the given Gabor logons. Thus, it can show an excellent time-frequency concentration and effectively discriminates the Doppler components from point-scatterers. The simulation results demonstrated that the DGR not only obtained high-quality ISAR images but also retained computational efficiency.