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김나용(Na-Yong Kim),전현무(Hyeon-Mu Jeon),배창식(Chang-Sik Bae),박규철(Gyu-Churl Park),정용식(Young-Seek Chung),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.7
레이다의 레이돔 형상으로 인한 플래쉬 부엽(flash lobe)으로 인해 수신신호에는 표적 성분 외에 클러터(clutter) 성분이 포함된다. 클러터는 재머와 달리 표적성분과 동일한 시간에 입력될 수 있으므로 이 경우 조향방향과 표적방향의 방향오차를 추정하는 모노펄스(monopulse) 레이다의 성능 열화를 일으킨다. 본 논문에서는 클러터 환경에서 GSC(Generalized Sidelobe Canceller) 기반 모노펄스 레이다 시스템의 성능을 개선할 수 있는 클러터 추정 알고리즘을 제시한다. 직교투영(orthogonal projection) 과정을 반복하는 알고리즘에 의해 클러터 추정 성능이 개선될 수 있는 근거를 제시하며 시뮬레이션에 의해 클러터 추정 과정이 포함된 GSC 기반 시스템이 기존 모노펄스 시스템보다 방향 추정 성능을 개선할 수 있음을 보인다. Due to the existence of flash lobe caused by the radome structure, a radar return in general contains clutter component added to target echo. Unlike jammer, clutter is apt to simultaneously coexist with target echo, which hinders a monopulse radar from estimating the angle difference between target echo direction and radar steering direction. In this paper, we propose a clutter estimation algorithm applicable to generalized sidelobe canceller(GSC) based monopulse radar. We show that clutter estimation can be achieved via iterative process of the orthogonal projections. Through simulations, the proposed GSC-based system combined with the clutter estimation can outperform the conventional monopulse system in terms of target angle 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.
바이스태틱 레이더에서 아이소레인지-아이소도플러 컨투어 맵을 이용한 이미징 기법
윤재혁(Jae-Hyuk Youn),정용식(Yong-Seek Chung),정원주(Won-zoo Chung),정명득(Myung-Deuk Jeong),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2014 한국전자파학회논문지 Vol.25 No.2
바이스태틱 레이더 환경에서 지상 표적의 이미징은 수신 데이터 획득 시간 동안에 송신부 및 수신부의 이동에 따른 레인지 및 도플러 정보의 변화가 복잡하여 이에 대한 보상과정, 즉 이미징 과정이 모노스태틱 레이더 환경에 비해 상당히 어렵다. 본 논문에서는 아이소레인지(isorange)와 아이소도플러(isoDoppler) 컨투어 정보를 이용하여 이미징이 가능한 resolution 격자를 추출할 수 있는 바이스태틱 레이더 송수신기 geometry를 제시하고, 고정된 표적을 이미징할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 또한, 이때 얻을 수 있는 해상도를 분석하고, 시뮬레이션으로 성능을 검증한다. Imaging in bistatic radar has been known a more difficult task than that in monostatic radar. It is because the behavior of the bistatic range and the bistatic Doppler due to the motion of a transmitter and a receiver is so random that the compensation procedure, which we call an imaging algorithm, is quite complicated. This paper presents a bistatic radar imaging algorithm that can be used in some specific bistatic radar geometry. We show this geometry can present rectangular-like resolution cell on isorange-isoDoppler contours map. We also present the associated resolution and simulation results.
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.
Low Grazing Angle에서의 코히어런트 해상 클러터 시뮬레이션
최상현(Sang-Hyun Choi),송지민(Ji-Min Song),전현무(Hyeon-Mu Jeon),정용식(Yong-Seek Chung),김종만(Jong-Mann Kim),홍성원(Seong-Won Hong),양훈기(Hoon-Gee Yang) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.8
낮은 관측각에서의 해상 클러터 반사계수의 진폭 확률밀도 함수는 각 클러터 패치별 평균 세기가 서로 다르므로 Rayleigh 분포가 아닌 compound Gaussian 분포로 가정하는 것이 일반적이다. 반사계수를 구성하는 텍스쳐(texture) 성분은 Gamma 분포 및 MNLT(memoryless nonlinear transformation)를 이용해서 발생시키지만, 스펙클(speckle) 성분 시뮬레이션에 대해서는 정형화된 방법은 없다. 수신 신호의 스펙트럼을 Gaussian 형태의 도플러 스펙트럼 형태로 모델링한 후 스펙클 성분을 발생시킨 기존 S. Watt 방법을 소개한 후 본 논문에서 새롭게 제안한 방법을 제시하였다. 제안 방법은 이퀄라이져 (equalizer) 필터를 사용해서 인접 클러터 영향을 최소화한 후, 클러터 공분산 행렬에 대해 Cholesky 분해를 통해서 스펙클 성분을 생성하는 방법으로써 제안 방법의 타당성 검증을 위해 시뮬레이션을 통해 도플러 스펙트럼 및 코릴레이션 (correlation) 함수 관점에서 제안한 방법과 기존 방법을 비교한다. The probability density function(PDF) for the amplitude of the reflectivity of low-grazing-angle sea clutter has generally been modeled by a compound-Gaussian distribution, rather than by the Rayleigh distribution, owing to the intensity variation of each clutter patch over time. The texture component forming the reflectivity has been simulated by combining Gamma distribution and memory-less nonlinear transformation(MNLT). On the other hand, there is no typical method available that can be used to simulate the speckle component. We first review Watt’s method, wherein the speckle is simulated starting from the Doppler spectrum of the received echoes that is modeled as having a Gaussian shape. Then, we introduce a newly proposed method. The proposed method simulates the speckle by manipulating a clutter covariance matrix through the Cholesky decomposition after minimizing the effect of adjacent clutter patches using an equalizer. The feasibility of the proposed method is validated through simulation, wherein the results from two methods are compared in terms of the Doppler spectrum and the correlation function.
바이스태틱 레이더에서 Range Walk이 보상된 Squint Cross-Range 도플러 프로세싱
윤재혁(Jae-Hyuk Youn),김관수(Kwan-Soo Kim),양훈기(Hoon-Gee Yang),정용식(Yong-Seek Chung),이원우(Won-Woo Lee),배경빈(Kyung-Bin Bae) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.11
고속의 이동 표적을 탐지하는 경우, 특히 송수신부가 독립적으로 이동하는 바이스태틱 레이더의 경우 표적 신호의 레인지 워크(range walk)는 도플러 프로세싱(Doppler processing) 및 표적 탐지를 어렵게 한다. 본 논문에서는 표적 신호에 레인지 워크가 있는 경우 우선 레인지(range) 방향 인터폴레이션(interpolation)을 수행해서 일정한 시간간격으로 샘플링된 표적 성분이 있는 레인지 빈(range bin)을 추출하고, 이어서 도플러 프로세싱을 통한 도플러 정보 추출 알고리즘을 제시한다. 이를 위해 바이스태틱 레이더 환경을 가정하고, 펄스 압축에 의해 레인지 프로세싱 과정을 포함한 도플러 프로세싱 과정을 이론적으로 설명한 후 시뮬레이션을 통하여 제시된 방식의 타당성을 보인다. Range walk has been a major problem in achieving correct Doppler processing. This frequently occurs when range variation is severe just like in a bistatic radar or in high speed target scenario. This paper presents a range walk compensated range-Doppler processing algorithm applicable to the bistatic radar. In order for the compensation, a range-domain interpolation is applied for range compressed signal so that Doppler processing is performed along the evenly time-spaced range bins that contain target returns. Under a bistatic radar scenario, the proposed algorithm including a range domain pulse compression is mathematically described. Finally, the validity of the algorithm is demonstrated by simulation results showing the superiority of a SCDP(Squint Cross-range Doppler Processing) over an uncompensated Doppler processing.
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.
고현정(Hyun-Jung Ko),김원규(Won-Kyu Kim),신재철(Jae-Cheol Shin),이학용(Hak-Yong Lee),정용식(Young-Seek Chung),천창율(Chang-Yul Cheon) 대한전기학회 2009 전기학회논문지 Vol.58 No.10
In this paper, a dual-band antenna aimed for a mobile communication repeater was designed and measured. The operating frequency ranges are GSM(870~960 MHz) and WCDMA(1920~2170 MHz) bands. Experimental and numerical studies are performed for various design variables such as slot lengths. Using two meandering slots in the ground plane, we can obtain two higher resonant frequencies significantly with broader bandwidths. The measured maximum gain of antenna is 2 dBi in the GSM band and 2.45 dBi in the WCDMA band.