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디지털 빔 형성을 위한 부배열 채널 보정 및 성능 분석
장성훈(Sung-Hoon Jang),안창수(Chang-Soo Ahn),김동환(Dong-Hwan Kim),김선주(Seon-Ju Kim) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.2
항공기 능동 위상 배열(AESA) 레이더에 적용할 수 있는 레이더 안테나 부배열 채널 구성 및 보정에 대한 내용을 기술하였다. 설계된 부배열 채널 구조의 성능시험을 위하여 디지털 빔 형성이 가능한 12개 부배열 채널을 갖는 AESA 레이더 시연기(demonstrator)를 설계하고 제작하였다. 제작한 부배열 채널에서는 채널 간 크기 및 위상 오차가 필수적으로 발생하게 된다. 본 논문에서는 부배열 채널 간 발생하는 오차를 보정하는 방법을 제안하였다. 오차 보정후 채널의 신호 레벨과 모노펄스 기울기를 측정하여 보정된 효과를 확인하였다. 채널 보정 후 부배열 채널로 형성된 디지털 모노펄스 채널을 검증하기 위하여 별도로 구성된 아날로그 모노펄스 채널과 성능을 비교하였다. AESA 레이더 시연기의 성능 확인을 위하여 지상에서 원전계(far field) 시험을 수행하였다. 표적 모의 장치를 이용하여 단일 표적을 생성하고, 동일한 파형 및 탐색 조건하에서 탐지 및 추적시험을 수행하였다. 설계된 12개 부배열 채널 신호로 구성한 디지털 모노펄스 채널의 표적 탐지 추적 성능이 기존 아날로그 모노펄스 채널의 성능과 유사함을 확인하였다. 또한, 부엽으로 입사하는 재머 신호에 대하여 부배열 채널에서 적응 빔 형성(adaptive beam-forming) 기능이 효과적으로 동작함을 확인하였다. This paper describes the subarray channel configuration and calibration method for airborne AESA radar antenna. AESA radar demonstrator was designed and implemented for the digital beam-forming performance test of the 12 channel subarray structure. Magnitude and phase difference can be exist between the manufactured subarray channel. In this paper, calibration method for the subarray difference error was suggested. We measured digital monopulse slope in the subarray channel and verified the channel calibration effect. To verify the subarray channel operation, digital monopulse channel was compared with analog monopulse channel performance. AESA radar demonstrator was tested in the ground far field test range. Emulated single target was generated to test the detection and tracking performance of the demonstrator with the same waveform and search pattern. We verified that the detection and tracking performance of the 12 subarray digital monopulse channel was similar with the conventional analog monopulse channel. Also, ABF(Adaptive Beam-Forming) function for the sidelobe jammer was tested and effective operation was verified.
박막형 압전재료 3203HD의 재료 비선형성을 고려한 바이모프 보 작동기의 비선형 유한 요소해석
장성훈(Sung-Hoon Jang),김영성(Young Sung Kim),이상기(Sang-Ki Lee),박훈철(Hoon Cheol Park),윤광준(Kwang Joon Yoon) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.4
본 논문에서는 고 전압, 고 응력 하에 있는 압전 재료의 재료 비선형 거동을 실험적으로 밝히고, 수치적으로 모사하였다. 응력 하에서, 압전 재료의 비선형 거동을 표현 할 수 있는 실험식을 압전 변형율에서 만들어 내었다. 그 식은 재료 비선형 해석을 위하여, 충분 형태의 유한요소 식에 적용되었다. 압전 상수에 대한 새로운 정의와 중분 형태로 표현된 압전변형율이 보다 나은 비선형 거동의 복원을 위하여 유한 요소 정식화과정에 적용 되었다. 이것으로, 높은 전기장 영역에서도, 박판형 압전 재료의 비선형 거동을 정확하게 복원 하였다. 일련의 수행된 실험과 연구 과정의 검증을 위하여, 압전재료 바이모프 보 작동기가 수치적으로와 실험적으로 사용되었다. 재료 비선형 유한요소해석으로 예측된 변위와 실험으로 구해진 변위가 잘 일치함을 확인하였다. In this paper, material non-linear behavior of PZT wafer(3203HD, CTS) under high electric field and stress is experimentally investigated and the non-linearity of the PZT wafer is numerically simulated. Empirical functions that can represent the non-linear behavior of the PZT wafer have been extracted based on the measured piezo-strain under stress. The functions are implemented in an incremental finite element formulation for material non-linear analysis. New definition of the piezoelectric constant and the incremental strain are incorporated into the finite element formulation for a better reproduction of the non-linear behavior. With the new definition of the incremental piezo-strain, the measured non-linear behavior of the PZT wafer has been accurately reproduced even for high electric field. For validation of the measured non-linear characteristics and the proposed approach, a PZT bimorph beam actuator has been numerically and experimentally tested. The predicted actuation displacement, based on the material nonlinear finite element analysis, showed a good agreement with the measured one.
김영주,배재훈,안태상,장성훈,Kim, Young Ju,Bae, Jae Hoon,Ahn, Tae Sang,Jang, Seong Hoon 한국강구조학회 2014 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.26 No.5
In this paper, steel reinforced concrete(SRC) column and composite beam connections were statically tested under gravity loading. The composite beam consists of H-section and U-section members. Five full-scaled specimens were designed to investigate the effect of a number of parameters on behavior of connections such as H-section size, the presence of stud connector, the presence of stiffeners and top bars. In addition, structural performance of welded joint between the H-section and the U-section members is mainly discussed, with an emphasis on initial stiffness, strength, deformation capacity. 본 논문에서는 중력하중을 받는 SRC기둥과 합성보 접합부의 정적실험을 수행하였다. 합성보는 H형단면과 U형단면으로 구성되어 있다. 모두 5개의 실대형 실험체를 설계하여 실험변수, 즉, H형단면 크기, 스터드커넥터의 유무, 스티프너와 상부근의 유무 등이 접합부의 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 H형단면과 U형단면의 용접접합부의 구조성능을 초기강성, 내력 및 변형능력을 중심으로 기술하였다.
항공기 탑재 능동 위상배열 레이더의 자원관리 알고리즘 설계 및 구현
노지은(Ji-Eun Roh),전상미(Sang-Mi Chon),안창수(Chang-Soo Ahn),장성훈(Seong-Hoon Jang) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.12
능동 위상배열 레이더(AESA radar: Active Electronically Scanned Array radar)는 전자적으로 빔을 조향함으로써 빔 조향 시간이 비약적으로 빨라져 기존의 기계식 빔 조향 레이더에 비해 다중 임무 처리 능력이 크게 향상되었다. 이러한 이유로 레이더에 주어진 시간, 에너지, 처리능력 등의 한정된 자원을 실시간으로 효율적으로 관리, 운용할 수 있는 레이더 자원관리 기술의 중요성이 크게 대두되었다. 본 논문은 항공기 탑재 능동 위상배열 레이더 연구 시제 개발에 적용된 자원관리 주요 알고리즘의 설계 내용과, 이를 반영하여 구축한 시뮬레이터에 대해 기술하였다. 또한, 설계된 자원관리 알고리즘을 항공기 탑재 능동 위상배열 레이더 시스템에 실제 구현하여 동시 표적 추적 및 탐지 능력에 대한 요구 성능이 충족됨을 확인하였다. AESA(Active Electronically Scanned Array radar) radar is able to instantaneously and adaptively position and control the beam, and such adaptive beam pointing of AESA radar enables to remarkably improve the multi-mission capability. For this reason, radar resource management(RRM) becomes new challenging issue. RRM is a technique efficiently allocating finite resources, such as energy and time to each task in an optimal and intelligent way. This paper deals with a design of radar resource management algorithms and simulator implemented main algorithms for development of airborne AESA radar. In addition, evaluation results show that developed radar system satisfies a main requirement about simultaneous multiple target tracking and detection by adopting proposed algorithms.