분해능 30 cm급의 고해상도 SAR(NexSAR) 개발

공영균,김형철,김승환,김수범,임재학 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.2

SAR(Synthetic Aperture Radar)는 전천후로 지표면의 영상을 획득할 수 있는 장비로 군사 및 민수용 목적으로 다양하게 사용되고 있다. 특히 고해상도의 SAR 영상은 군사 표적의 식별을 위해 매우 중요하여 최근에는 서브미터급의 분해능을 갖는 SAR 시스템의 개발의 중요성이 부각되고 있는 상황이다. 이에 LIG넥스원은 고해상도 SAR의 개발에 필요한 핵심 기술 확보를 목적으로 대역폭 600 MHz, 분해능 30 cm 이하의 SAR 시스템인 NexSAR를 개발하였다. 파형 발생기 대역폭 600 MHz를 달성하기 위하여 2개의 DDS 출력을 SSB 변조하였으며, 고해상도 모드에서 ADC 샘플링 속도를 낮추기 위하여 deramp 기법을 적용하였다. NexSAR는 stripmap 및 spotlight 모드 영상 획득이 가능하며 지상 및 비행 시험을 통해 기능 및 성능을 검증하였다.

초소형 SAR 위성 설계 및 차량/항공 SAR 시험을 통한 검증

공영균(Young-kyun Kong),우무현(Moo-hyun Woo),오대수(Dae-soo Oh),남명용(Myeong-ryong Nam) 한국항공우주학회 2022 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2022 No.11

분해능 30 ㎝급의 고해상도 SAR(NexSAR) 개발

공영균(Youngkyun Kong),김형철(Hyungchul Kim),김승환(Seunghwan Kim),김수범(Soobum Kim),임재학(Jaehag Yim) 한국전자파학회 2009 한국전자파학회논문지 Vol.20 No.2

SAR(Synthetic Aperture Radar)는 전천후로 지표면의 영상을 획득할 수 있는 장비로 군사 및 민수용 목적으로 다양하게 사용되고 있다. 특히 고해상도의 SAR 영상은 군사 표적의 식별을 위해 매우 중요하여 최근에는 서브 미터급의 분해능을 갖는 SAR 시스템의 개발의 중요성이 부각되고 있는 상황이다. 이에 LIG넥스원은 고해상도 SAR의 개발에 필요한 핵심 기술 확보를 목적으로 대역폭 600 ㎒, 분해능 30 ㎝ 이하의 SAR 시스템인 NexSAR를 개발하였다. 파형 발생기 대역폭 600 ㎒를 달성하기 위하여 2개의 DDS 출력을 SSB 변조하였으며, 고해상도 모드에서 ADC 샘플링 속도를 낮추기 위하여 deramp 기법을 적용하였다. NexSAR는 stripmap 및 spotlight 모드 영상 획득이 가능하며 지상 및 비행 시험을 통해 기능 및 성능을 검증하였다. SAR(Synthetic Aperture Radar) is an all-weather imaging radar and is widely used in military and civil application. Especially high-resolution SAR images are very important in military purpose because it can be used at target recognition application. LIG Nex1 developed a SAR system called NexSAR with bandwidth of 600 ㎒ and resolution of 30 ㎝ to obtain technologies required for high-resolution SAR. To achieve 600 ㎒ bandwidth of waveform generator, two DDSs are used and its output signals are SSB modulated. And deramp technique is used to reduce the sampling rate of ADC at high resolution mode. NexSAR has stripmap and spotlight modes and its functionality and performances are evaluated through ground and flight tests.

다중 CPU를 사용한 고속 SAR 병렬 신호처리

공영균(Kong Young Kyun),고보연(Ko Bo Yeon),정재훈(Jeong Jae Hoon) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.10

감시정찰용 SAR(Synthetic Aperture Radar)는 실시간 처리가 매우 중요하다. 항공탑재용으로 사용되는 SAR 시스템에서 SAR 데이터의 실시간처리하기 위해서는 보통 분산처리를 수행하며, 이를 위해서는 데이터/알고리즘 분할 방법 및 데이터 전송 구조의 설계의 최적화된 설계를 수행하여야 한다. 본 논문에서는 실시간처리를 위하여 다중 CPU를 사용한 병렬 SAR신호 처리 소프트웨어의 설계 결과 및 처리 결과를 보였고 성능을 평가하였다.

Stripmap SAR 신호처리를 위한 PGA 적용 기법

윤상호,고보연,공영균,신희섭 大韓遠隔探査學會 2011 大韓遠隔探査學會誌 Vol.27 No.2

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상의 화질을 개선하기 위한 autofocus 기법 중에 대표적인 것이 PGA(Phase Gradient Autofocus)이다. PGA는 고차항 위상 오차를 추정할 수 있으며 잡음이 많은 환경에 강인성을 가지는 장점이 있지만, spotlight 모드에 최적화 되어있는 기법으로 stripmap 모드에서 사용하기에는 부적합하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 PGA를 stripmap 모드에서 적용한 기법을 소개하고, PGA 성능에 많은 영향을 미치는 ROI(Region of Interest) 선정 방식을 제시하였다. 또한 제안된 기법은 먼저 점표적 시뮬레이션을 통해 검증되었고, 최종적으로 이를 실제 비행 시험을 통해 획득한 SAR 원시데이터에 적용하여 SAR 영상 화질을 개선시킨 결과를 보였다. PGA(Phase Gradient Autofocus) is a representative autofocus technique to improve the SAR(Synthetic Aperture Radar) image quality. PGA can estimate high order phase errors and have good robustness in noisy environments. However, PGA is not suitable to apply to the stripmap mode data directly because it is based on the spotlight mode operation. In this paper, the PGA implementation technique for stripmap mode data and the method of ROI(Region of Interest) selection that affects severely on PGA performance have been proposed. The proposed technique was verified by the point target simulation first, and was applied to the real SAR signal data acquired by the flight test. Finally, the significant improvements in focusing quality were shown in the processed SAR images using the proposed method.

SAR를 위한 X-band 광대역 배열 안테나의 설계 및 제작

원영진,이영주,공영균,Won Young-Jin,Lee Young-Ju,Kong Young-Kyun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.2

Synthetic Aperture Radars(SAR) are used mainly for high-resolution imaging of the terrain. This paper describes the $16{\times}16$ array antenna designed for an X-band, automobile-based SAR(AutoSAR) system. This antenna has the structure of several layers such as radome, radiators, slots, feed network, and honeycomb cores. Each layer is adhesively bonded to meet different combination of structural and electrical design requirements. Using the Strip-Slot-Foam-Inverted-Patch(SSFIP) structure and honeycomb cores, a wide bandwidth and a structural hardness were achieved. Measurement results were compared with simulation results. It was observed that this antenna had a bandwidth of 1.7 GHz, side-lobe levels of less than -20 dB, half-power beamwidth of $5^{\circ}$ and $5^{\circ}$, and gains of 25.0 dBi. The observed results show that the designed array antenna will be applicable to the wideband SAR system. 개구 합성 레이더(SAR)는 지형의 고 해상도의 영상을 획득하는데 주로 사용된다. 본 논문은 X-band 주파수 대역의 차량 탑재형 개구 합성 레이더(automobile-based SAR) 시스템에 적용하기 위한 $16{\times}16$ 배열 안테나의 설계 및 제작에 관한 것이다. 본 논문에서 구현된 안테나는 레이돔, 방사체, 슬롯, 급전 구조 그리고 허니콤과 같은 여러 층의 구조로 되어 있으며 각 층들은 구조적인 그리고 전기적인 측면의 설계 요구 조건들을 만족하기 위하여 결합되어 있다. Strip-Slot-Foam-Inverted-Patch(SSFIP) 구조와 허니콤을 사용하여 넓은 동작 주파수 대역폭과 기구적인 안정성을 만족하였다. 측정 결과와 시뮬레이션 결과를 비교 분석하였으며 본 논문에서 설계한 안테나는 1.7 GHz의 동작 주파수 대역폭과 20 dB 미만의 side-lobe level, 각각 $5^{\circ}$의 빔 폭과 25 dBi의 이득을 가졌으며 측정된 결과는 광대역 SAR 시스템에 적용 가능할 것으로 판단된다.

자동 주행 차량을 위한 24 GHz 3-Beam Scan 안테나의 설계 및 제작

원영진,이영주,공영균,김영수 한국전자파학회 2003 한국전자파학회논문지 Vol.14 No.1

운전자의 편의를 위한 자동 주행 차량은 전방 차량의 방향을 인식하며 차량간의 거리를 유지하기 위한 시스템이 요구된다. 본 논문은 24 GHz대역에서 움직이는 차량의 방향 감지를 위한 마이크로스트립 배열 안테나를 제안하였다. 넓은 빔 폭을 가지는 8${\times}$2송신 배열 안테나와 좁은 빔 폭을 가지는 8${\times}$4의 수신 center배열 안테나, 8${\times}$8의 수신 left, right 배열 안테나를 각각 설계 제작하였다. 측정 결과 송신 안테나의 경우 50$^{\circ}$의 방위각 빔폭과 16.7 dBi의 이득을 가지며, 수신안테나의 경우 center, left, right 배열 안테나 각각 20$^{\circ}$, 13$^{\circ}$, 13$^{\circ}$의 방위각 빔 폭과 20 dBi 이상의 이득을 가진다. 또한 left, right 배열 안테나의 경우 $\pm$18$^{\circ}$의 지향각이 요구되는데 이를 잘 만족함을 알 수 있다. 측정된 방사 패턴은 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였으며 따라서 설계된 안테나는 전방 차량이 scan 각도 이내에 들어오면 3개의 방향을 감지하는데 적합함을 알 수 있다. For driver's convenience, the ACC(Adaptive Cruise Control) requires a system which determines the direction of vehicles and controls the vehicle to keep the distance among the automobiles constant. This paper describes the microstrip array antennas designed to operate at 24 GHz, and used as a direction indicator of moving vehicles. 8${\times}$2 transmit array antenna with wide beamwidth, 8${\times}$4 receive center array antenna, and two 8${\times}$8 receive array antennas with narrow beamwidth were designed and fabricated. Measurement results for the arrays showed that the azimuthal beamwidth is 50$^{\circ}$and the gain is 16.7 dBi for the transmit array antenna. For the receive array antenna, the center, the left, and the right array antenna have beamwidths of 20$^{\circ}$, 13$^{\circ}$, 13$^{\circ}$respectively, and have gains of more than 20 dBi. The left and right array antenna have the beam tilt angle of ${\pm}$18$^{\circ}$. The measured radiation patterns showed a good agreement with the simulated patterns, and the designed array antennas are suitable fur detecting 3 directions of the vehicle within the scan angle area.

비직선 경로를 가진 항공기 탑재형 고해상도 SAR를 위한 PFA의 확장

신희섭(Shin Hee Sub),공영균(Kong Young Kyun),임재학(Yim Jae Hag) 대한전자공학회 2010 대한전자공학회 학술대회 Vol.2010 No.10

본 논문은 스퀀트 각도가 존재하고, 직선경로가 아닌 다양한 경로로 운용되는 고해상도 SAR(Synthetic Aperture Radar)의 경우에 있어서 영상형성을 위한 방법을 제시한다. 이를 위해, linear fitting을 이용한 실제 비행경로의 직선경로화 과정 및 좌표변환을 이용한 스퀀트 각도 감소 과정 등을 기반으로 PFA(Polar Format Algorithm)을 확장하였다. 또한 표적에 대해 테일러 근사화 적용으로 발생하는 고차항 분석과 2차원 점표적 시뮬레이션을 통하여 제안된 방법의 효과를 검증하였다.

상대 속도비를 이용한 위상 편차 보정의 물리적 한계에 대한 연구

최원종(Wonjong Choi),공영균(Youngkyun Kong) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2022 No.6

정지물체 속도와 자차 속도의 상대비를 이용한 위상 곡선 왜곡 보정 알고리즘

최원종(Wonjong Choi),공영균(Youngkyun Kong) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6

Since automotive radars have more robust performance under poor conditions than other sensors and can acquire information about the range, velocity and angle of a target, various studies about autonomous driving systems using radar sensors have been conducted. Unlike the front radar, the rear radar is mounted inside the corners of the rear bumper, causing signal distortion and phase deviation due to the influence of the bumper and internal structure. Since this phase deviation adversely affects the performance of angle estimation, signal distortion by bumper of rear radar is a factor that must be considered. The phase distortion of the signal can be calculated through simulation or measured directly. However, in the case of simulations, it is difficult to fully implement the RF characteristics, and direct measurement methods have a difficult to apply to mass production. Therefore, this paper proposes a method to find out the phase distortion of the signal and calibrate the phase curve through the ratio of the relative velocity between the stationary object and the host vehicle detected while the vehicle is running. This paper describes the proposed algorithm and verify its performance through the analysis of the experimental results in the actual driving environment.