Gabor Wavelet Transform을 이용한 움직이는 표적에 대한 움직임 보상 개선

신승용,명로훈,Shin, Seung-Yong,Myung, Noh-Hoon 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.10

본 논문에서는 움직이는 표적에 대한 ISAR(Inverse SAR) 영상의 움직임 보상 기법에 대해서 기술하였다. 움직이는 표적에 대해서 단순히 퓨리에 변환만을 이용하여 ISAR 영상을 얻으면 일반적으로 영상에 퍼짐 현상이 나타난다. 이러한 영상의 퍼짐 현상에 대한 문제는 시간-주파수 변환 기법으로 해결할 수 있다. 본 논문에서는 ISAR 영상의 움직임 보상 기법 중에서도 짧은 시간 퓨리에 변환과 Gator 웨이브릿 변환의 방법에 대해서 기술하고 있다. 이러한 각 알고리즘에 대한 성능을 나타내기 위해서 우리는 이상적인 점 산란체와 simulated MIG-25에 대한 산란파를 이용하여 움직임 보상이 된 ISAR 영상을 획득하였다. 또한 짧은 시간 퓨리에 변환과 Gabor 웨이브릿 변환을 이용하여 구한 ISAR 영상의 해상도를 나타내고 있다. This paper presents a technique for motion compensation of ISAR(Inverse SAR) images for a moving target. If a simple fourier transform is employed to obtain ISAR image for a moving target, the image is usually blurred. These images blurring problem can be solved with the time-frequency transform. In this paper, motion compensation algorithms of ISAR image such as STFT(Short Time Fourier Transform), GWT(Gabor Wavelet Transform) are described. In order to show the performances of each algorithm, we use scattering wave of the ideal point scatterers and simulated MIG-25 to obtain motion compensated ISAR image, and display the resolution of STFT and GWT ISAR image.

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.

레이다 표적 인식에서 표적에 대한 2차원 산란점 추출 및 ISAR 영상 형성에 대한 성능 개선

신승용,임호,명로훈,Shin, Seung-Yong,Lim, Ho,Myung, Noh-Hoon 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.8

본 논문에서는 표적에 의해서 산란된 산란파에 대한 2차원 산란점 추출 및 2차원 ISAR(Inverse SAR) 영상 형성에 대해서 기술하였다. 표적 에 대 한 2차원 산란점과 ISAR 영상을 획득하는 방법에는 일반적으로 2-D IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)가 널리 사용되고 있다. 그러나 이는 영상의 해상도 면에서 질이 떨이진다는 단점이 있다. 이러한 퓨리에 변환을 바탕으로 한 방법의 단점을 보완하기 위해서 여러 가지 고해상도 신호처리의 방법이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 2차원 산란점 추출 및 ISAR 영상을 형성하기 위해서 2-D MEMP 알고리즘과 2-D ESPRIT 알고리즘에 대해서 기술하고 있다. 이러한 각 알고리즘에 대한 성능을 나타내기 위해서 이상적인 점 산란체와 F-18 전투기에 대한 산란파를 이용하여 2차원 산란점을 예측하고 2차원 ISAR 영상을 획득하였다. This paper presents techniques of 2-D scattering center extraction and 2-B ISAR(Inverse SAR) image formation for scattering wave which is scattered by a target. In general, 2-D IFFT is widely used to obtain 2-D scattering center and ISAR image of targets. But, this method has drawbacks, that is poor in a resolution aspect. To overcome these shortcomings with the FT(Fourier Transform)-based method, various techniques of high resolution signal processing were developed. In this paper, algorithms of 2-D scattering center extraction and ISAR image formation such as 2-D MEMP(Matrix Enhancement and Matrix Pencil), 2-D ESPRIT(Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Techniques) are described. In order to show the performances of each algorithm, we use scattering wave of the ideal point scatterers and F-18 aircraft to estimate 2-D scattering center and abtain 2-D ISAR image.

Split-Ring 공진기와 Spiral 공진기를 이용한 새로운 소형의 마이크로스트립 대역 저지 필터 설계

이종혁,오영철,명로훈,Lee, Jong-Hyuk,Oh, Young-Chul,Myung, Noh-Hoon 한국전자파학회 2007 한국전자파학회논문지 Vol.18 No.7

이 논문에서는 split-ring 공진기와 spiral 공진기를 complementary 형태로 구현한 새로운 형태의 두 가지 마이크로스트립 대역저지 필터를 제안하였다. 첫 번째는 마이크로스트립 전송 선로의 중앙 선로에 세 개의 split-ring 공진기를 일렬로 배열시켜 에칭 시킨 것이다. 중앙 선로에 구현된 세 개의 split-ring 공진기와 수직으로 시간에 따라 변하는 전계가 걸리면 특정 공진 주파수에서 유효 투자율이 음이 되는 현상이 벌어지며, 이에 따라 전파가 더 이상 진행하지 못하게 된다. 이는 특정 공진 주파수에서 대역저지 현상이 나타나는 것을 의미한다. 두 번째는 첫 번째 것과 비슷하게 마이크로스트립의 중앙 선로에 spiral 공진기를 세 개 나열하여 에칭하였다. Spiral 공진기는 그 축에 수직한 방향으로 전계가 걸렸을 때 특정 공진 주파수에서 self-resonance 현상이 일어나며, 이것이 대역저지 특성으로 나타난다. 제안된 두 필터는 쉽게 공진 주파수와 대역저지 폭을 결정할 수 있고, 매우 작은 크기를 갖으며, 통과대역 내에서 삽입손실이 거의 없으며, 매우 날카로운 스커트 특성을 갖는다. 또한 제작하기 쉽고, 향후 MMIC에 적용하기 쉬울 것으로 예상한다. In this paper, two novel compact microstrip bandstop filters using complimentary split ring resonators(CSRRs) and spiral resonators is proposed. The first one is the bandstop filter using an array of CSRRs etched on the center line of a microstrip. The bandstop is due to the presence of negative effective permittivity and positive permeability near resonant frequency which prevent the wave propagation. The second on is the bandstop filter using an array of spiral resonators etched on the center line of a microstrip. The bandstop is due to the self-resonance of spiral circuit. We have achieved controllable resonance frequency and bandwidth, super compact dimension, low insertion losses in the passband and high level of rejection in the stopband with sharp cutoff. The electrical sizes of two proposed filter are very small. Additionally, they can be easily fabricated and compatible with MMIC or PCB technology.

육상 이동 위성 시스템의 통신 성능 향상을 위한 MIMO 원형 편파 급전 네트워크

한정훈(Jung-Hoon Han),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.4

본 논문은 육상 이동 위성(Land Mobile Satellite: LMS) 시스템의 통신 성능 향상을 위해 기존의 2×2 MIMO 채널에서 4×4 채널로 확장할 수 있는 MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 제안한다. 기존의 추가적인 통신 채널확보를 위해서는 위성국에서 안테나 설치 공간상의 제약이 있기 때문에 이격 거리가 충분한 추가 위성국을 필요로 한다. 이로 인한 비용 및 MIMO 통신 채널의 한계 문제를 극복하기 위하여, 동일한 원형 편파 간에 이격 거리가 없이도 높은 격리성을 확보할 수 있는 MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 제안하였다. 제안하는 급전 네트워크의 포트간 격리성과 각 포트의 매칭 상태를 수식적으로 증명하였고, 4×4 MIMO 채널의 통신 성능 향상을 채널 모델 측면에서 제시 및 확인하였다. MIMO 원형 편파 급전 네트워크를 원형 편파 패치 안테나 구조로 실제 제작하고 측정하여 7~10 ㏈의 다이버시티 이득을 얻었고, 약 1.8배로 채널 용량이 향상되었음을 확인하였다. In this paper, we propose the MIMO circular polarization feed network to enhance the communication performances from the previous 2×2 MIMO channel to 4×4 channel for Land Mobile Satellite communication system. The only possibility to extend the communication channel is to use the additional satellite because of the limitation of satellite spaces to install additional antennas. For overcoming this problems, we propose the MIMO circular polarization feed network to secure the isolation characteristics without the distant antenna space. The port isolation characteristics and each port impedance matching conditions are numerically verified and we suggest the 4×4 MIMO channel model of the proposed system and the performances are verified. The fabricated circular polarization patch antennas with the proposed feed network are measured in the reverberation chamber and 7~10 ㏈ of diversity gain and 80 % increasement of channel capacity are obtained.

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.

수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러 날개에 의한 마이크로 도플러 신호의 해석

박지훈(Ji-Hoon Park),최익환(Ik-Hwan Choi),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.9

본 논문에서는 시간-주파수 동시 해석 기법 중 하나인 수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러의 날개에서 산란되는 마이크로 도플러 신호를 분석하였다. 프로펠러의 날개 모서리에 산란되는 산란파는 등가전류법(ECM)을 이용하여 구했다. 산란파의 시간 데이터를 얻은 후, 수정된 HHT 기법을 마이크로 도플러 신호의 해석에 적용하였다. 해석 결과는 실제 날개의 동특성에 잘 부합하였으며, 회전체로부터 발생하는 마이크로 도플러의 정편파적인 특성을 보였다. 수정된 HHT를 이용한 시간-주파수 동시 해석은 작은 레이더 단면적 값을 갖는 소형 비행체를 식별하기 위한 명확한 특성을 제공하였다. This paper has presented the analysis of the micro-Doppler signatures scattered from the blades of the rotating propeller using the modified HHT method, one of the joint time-frequency analysis methods. The field scattered from the blade edge of the propeller was calculated using equivalent current method(ECM). After the acqisition of the scattered field data in the time domain, the modified HHT method was applied to analyze the micro-Doppler signature. The analysis results showed not only a good agreement with the realistic dynamic characteristic of the blade but also sinusoidally varing characteristics of the micro-Doppler signatures generated from rotating objects. It could be concluded that the joint time-frequency analysis via the modified HHT provided the discriminative characteristics for recognizing a small aircraft target with small RCS value.

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.

레이다 표적 인식에서 3D MEMP 기법을 이용한 표적의 3차원 산란점 예측

신승용(Seung Yong Shin),명로훈(Noh Hoon Myung) 한국전자파학회 2008 한국전자파학회논문지 Vol.19 No.2

본 논문은 레이다 표적 인식에서 레이다 산란신호에 대한 3차원 산란점 추출을 위한 고해상도 기법에 대해 기술하고 있다. 또한, 3차원 산란점 추출에서 신호의 극점을 획득하기 위해 3차원 짝 맞춤 절차를 소개하고 있다. 짝 맞춤 절차는 기존의 일반적인 방법보다 더 정확하고 견고한 특징을 가지고 있다. 3차원 산란점을 추출하기 위해서는 우선 주어진 3차원 레이다 산란 데이터로부터 상호 분산 행렬을 생성해야 한다. 그리고 matrix pencil 기법을 이용하여 3차원 산란점을 추출한다. 본 논문에서 MSSP를 이용하여 상호 분산 행렬을 생성하였으며, 관측 행렬은 sparse scanning order conception 방법을 이용하여 만들었다. 제시한 기법의 성능을 보여주기 위해서 본 논문에서는 이상적인 점 산란체를 생성하여 이에 대한 결과를 보여주고 있다. This paper presents high resolution techniques of three-dimensional(3D) scattering center extraction for a radar backscattered signal in radar target recognition. We propose a 3D pairing procedure, a new approach to estimate 3D scattering centers. This pairing procedure is more accurate and robust than the general criterion. 3D MEMP(Matrix Enhancement and Matrix Pencil) with the 3D pairing procedure first creates an autocorrelation matrix from radar backscattered field data samples. A matrix pencil method is then used to extract 3D scattering centers from the principal eigenvectors of the autocorrelation matrix. An autocorrelation matrix is constructed by the MSSP(modified spatial smoothing preprocessing) method. The observation matrix required for estimation of 3D scattering center locations is built using the sparse scanning order conception. In order to demonstrate the performance of the proposed technique, we use backscattered field data generated by ideal point scatterers.

CRLH 전송선을 이용한 Marchand 발룬의 소형 격리 회로 설계

문병택(Byeong-Taek Moon),한정훈(Jung-Hoon Han),명로훈(Noh-Hoon Myung) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.9

Marchand 발룬의 평형 단자들의 임피던스 정합과 향상된 격리도 특성을 위한 소형 격리 회로를 설계하였다. 제안한 소형 격리 회로는 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 전송선과 CRLH 전송선의 단위 셀을 이용한 소형위상 반전기로 각각 구성된다. 또한, 이 소형 격리 회로에 대한 설계 방법을 제시하고 분석하였다. 기본적인 격리 회로의 크기인 0.5 λg에 비해서 CRLH 전송선을 이용한 경우는 0.11 λg로 소형 위상 반전기를 이용한 경우는 0.07 λg 로 각각 소형화 시켰다. 제안된 소형 격리 회로를 이용한 Marchand 발룬의 동작 주파수는 2.45 ㎓이고, 실험을 통하여 검증하였다. In order to obtain balanced ports matching and isolation between balanced ports of a Marchand balun, a compact isolation network is proposed. The proposed compact isolation network is designed using composite right/left-hand (CRLH) transmission line and compact phase inverter using CRLH transmission line unit cell. Also, design method and analysis of proposed isolation network are presented. The sizes of the proposed isolation networks are significantly reduced to 0.11 λg and 0.07 λg compared with the conventional isolation network of 0.5 λg. The Marchand balun is operated at 2.45 ㎓ and is demonstrated through excellent experimental results.