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이동 플랫폼 레이더에서 고도 클러터와 주엽 클러터 억제 기법
전현무,배창식,양훈기,Jeon, Hyeonmu,Bae, Chang-sik,Yang, Hoon-gee 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.10
이동하는 플랫폼에 탑재된 레이더는 주엽으로 수신되는 주엽 클러터 신호와 더불어 부엽에서 수신되는 고도 클러터에 의해서 표적 신호가 간섭을 받는다. 고도 클러터는 거리가 주엽 클러터에 비해 비교적 짧기 때문에 강한 신호로 레이더에 유입된다. 이러한 클러터는 레이더의 오보 확률을 높이는 주 원인으로 주엽 클러터와 고도 클러터 신호를 동시에 억제할 수 있는 기술이 요구된다. 본 논문에서는 이동 플랫폼 레이더에서 발생하는 주엽 클러터와 고도 클러터 신호를 제거하기 위해서 2개의 펄스 제거기(pulse canceller) 구조를 사용하는 클러터 억제 방법을 제시한다. 펄스 제거기를 사용함에 따른 수신신호의 상관도를 분석하고 두 영역의 클러터를 억제하기 위해서 상관도가 고려된 staggered 펄스 제거기 구조를 보인다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 두 개의 주파수군에 형성된 고도 클러터와 주엽 클러터 성분들이 제안된 staggered 펄스 제거기를 통해 제거되는 것을 보인다. The radar in the moving platform is interfered by the mainlobe clutter as well as the altitude clutter that is received from sidelobe. The altitude clutter is relatively short range compared to mainlobe clutter and therefore enters the radar with a strong signal. As these clutters are major reason making the probability of false alarm high, it is required to suppress both altitude clutter and mainlobe clutter. In this paper, It is proposed the clutter suppression method consisted of two pulse canceller to suppress the clutters being two frequency area in moving platform. It is analyzed the correlation of output signals according to the use of pulse canceller and provided the structure of staggered pulse canceller considered the correlation. Finally, it shows that altitude clutter and mainlobe clutter are suppressed by proposed staggered pulse canceller using the simulation.
전현무(Hyeon-mu Jeon),신성관(Seong-kwan Shin),정용식(Yong-Seek Chung),정원주(Won-zoo Chung),김종만(Jong-mann Kim),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.12
멀티 캐리어 레이더는 수신 신호로부터 표적의 탐지 및 파라메타 추출을 수행하게 되므로, 신호처리에 앞서 재머 신호가 영향을 주는 채널을 배제시키거나, 재머가 억압된 신호를 이용해서 신호처리를 수행해야 한다. 본 연구에서는 멀티캐리어 레이더에서 재머 채널을 구분하고, 재머가 억제된 신호를 생성하는 방법을 제시한다. 재머 채널 구분을 위해서는 각 채널로부터 얻어진 공분산 행렬의 표적신호 및 재머 성분을 포함하는 고유벡터(eigenvector)의 각 스펙트럼(angular spectrum) 특성을 이용한다. 수학적 분석에 의해 재머 채널의 구분 기준 근거를 제시하며, 고유벡터 분석에 의해 재머가 억압된 신호를 생성할 수 있음을 보인다. DOA(Direction Of Arrival) 추정 시뮬레이션을 통해서 제시된 방법이 재머 채널 구분 및 재머가 억압된 신호를 효과적으로 생성할 수 있음을 보인다. For detection and parameter estimation, a multicarrier radar should discriminate a channel containing jamming signal and either leave it out or regenerate jammer suppressed target signal. To discriminate jamming channels, we use the angular spectrum of an eigenvector that embeds target echoes and jamming signals. We propose a criteria to discriminate the jammer channels and its basis through mathematical analysis. Moreover, we show some procedures to regenerate the jammer suppressed target echoes. Finally, the validity of the proposed method is demonstrated through simulation results showing improved performance in terms of direction of arrival(DOA) estimation.
전현무(Hyeon-mu Jeon),정용식(Yong-Seek Chung),정원주(Won-zoo Chung),김종만(Jong-mann Kim),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.1
일반적으로 바이스태틱 클러터는 송신단과 수신단의 독립적인 이동에 의해 모노스태틱 클러터와는 달리 Angle-Doppler 평면에서 비선형적인 클러터 구조을 갖게 된다. 본 논문에서는 시뮬레이션 기법에 의해 Angle-Doppler 평면에서의 바이스태틱 클러터 구조를 이용해서 송신단과 수신단의 이동에 의한 클러터 구조 변화에 대해 분석한다. 또한, 시뮬레이션 결과를 통해 바이스태틱 레이더에서 클러터 공분산 행렬의 Rank가 가장 적게 되기 위한 송 · 수신단의 운용 조건을 보인다. Generally, bistatic clutter, contrary to the monostatic clutter, has nonlinear structure in Angle-Doppler domain due to the noncooperative motion of the transmitter and the receiver. In this paper, we first simulate the bistatic clutter structure resulting from the relative motion of the transmitter and the receiver and then analyze their relations through the bistatic clutter structure in Angle-Doppler domain. Also, we show the operation condition of the transmitter and the receiver leading to low rank of a covariance matrix of the bistatic clutter.
Cell under Test 데이터만을 이용한 사전정보 기반의 클러터 억제 알고리즘
전현무(Hyeonmu Jeon),양동혁(Dong-Hyeuk Yang),정용식(Yong-Seek Chung),정원주(Won-zoo Chung),김종만(Jong-mann Kim),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.10
실제 레이다가 운용되는 환경에서 발생되는 클러터는 비균질성(heterogeneous)의 특성을 갖는 동시에 바이스태틱 레이다나 모노스태틱 non-sidelooking 레이다 구조인 경우는 클러터의 비정상성(nonstationary) 특성도 갖는다. 이러한 특성에 의해서 클러터 신호를 추정하는데 필요한 IID(Independent Identically Distributed) secondary 데이터 개수에 제약이 따르므로 클러터 억제 성능이 저하된다. 본 논문에서는 바이스태틱 레이다 환경에서 Cell under test에 대한 사전정보만을 이용하여 클러터 신호를 추정함으로써 secondary 데이터 없이 클러터를 억제하는 알고리즘을 제시한다. 바이스태틱 클러터의 angle-Doppler 스펙트럼 상에서 구조 분석을 통해 사전정보로 부터 클러터를 추정하는 것이 가능함을 보이고, 고유치 해석에 의해 클러터 억제 과정을 제시한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 제시하는 클러터 억제 알고리즘의 성능을 보인다. Radar clutter in real environment is in general heterogeneous and especially nonstationary if radar geometry is of non-sidelooking monostatic structure or bistatic structure. These clutter properties lead to the insufficient number of secondary data of IID(Independent identically distributed) property, conclusively deteriorate clutter suppression performance. In this paper, we propose a clutter suppression algorithm that estimates the clutter signal belonging to cull under test via calculation using only prior information, rather than using the secondary data. Through analyzing the angle-Doppler spectrum of the clutter signal, we show the estimation of the clutter signal using prior information only is possible and present the derivation of a clutter suppression algorithm through eigen-value analysis. Finally, we show the performance of the proposed algorithm by simulation.
전성하,전현무,양훈기,Jeon, Seong-ha,Jeon, Hyeon-mu,Yang, Hoon-gee 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.8
RFID based applications that combine radar techniques to obtain the location and the ID of a tag have widely been investigated. In this paper, we analyze a recently proposed RFID system that can extract the tag IDs and their velocities using signals transmitted from the tag attached moving objects and verify its performance. In the proposed system, a beacon transmits triggering signal at regular intervals into a monitoring area and the tag receiving the triggering signal backscatters the FMCW(frequency modulation continuous wave) signal modulated by the tag ID. The reader system demodulates this FMCW signal using predefined two reference signals to obtain not only the tag ID but its velocity. In this paper, we show that the proposed system works properly and analyze the degree of performance degradation in cases when the synchronization error between the transmitting signal and the reference signal occurs, and even when sampling rate is lowered for implementation purpose. Finally, the analytical results are verified by simulation. RFID 기술에 레이더 시스템을 접목시켜 태그의 아이디 획득뿐만 아니라 위치 정보를 추가로 획득할 수 있는 기술이 최근 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 태그가 부착된 이동하는 물체로부터 태그 아이디 및 속도를 추출하는 최근 제안된 RFID 시스템을 분석하고 성능을 검증한다. 제안된 시스템에서는 감시영역으로 진입한 태그가 지상 비콘으로 부터 트리거 신호를 받은 후 태그 아이디 정보를 FMCW 변조한 신호를 리더로 전송하면 리더는 수신 신호를 복조하여 아이디 및 속도를 동시에 획득한다. 본 논문에서는 송신 신호와 기준신호 간의 동기 오차가 발생하는 경우 및 시스템 구현을 위해 샘플링 률을 낮춘 경우 제시된 시스템의 동작 가능성 및 성능 열화 정도를 분석하고 시뮬레이션으로 이를 검증한다.