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실시간 영상형성 및 원시데이터 획득용 SAR 테스트 베드
신현익,권경일,윤상호,김형석,황정훈,고영창,유응노,김진우,Shin, Hyun-Ik,Kwon, Kyoung-Il,Yoon, Sang-Ho,Kim, Hyung-Suk,Hwang, Jeonghun,Ko, Young-Chang,You, Eung-Noh,Kim, Jin-Woo 한국군사과학기술학회 2017 한국군사과학기술학회지 Vol.20 No.2
Synthetic aperture radar(SAR) has been widely used for reconnaissance. It provides high-resolution, day-and-night and weather-independent images for a multitude of applications. Because SAR coherently combines many viewing angles to effectively create a large aperture(narrow beam) radar, the test-bed should be capable of moving straightly SAR sensor for the integration angle to meet resolution. This paper describes the test-bed developed to test and evaluate the SAR performance. It forms high-quality images in real time and saves the raw data for the purpose of post processing on the ground.
권순구(Soon-Koo Kweon),김진우(Jin-Woo Kim),신희섭(Hee-Sub Shin),유응노(Eung-Noh You) 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.11
본 논문에서는 SAR(synthetic aperture radar) 영상을 기만하기 위해 DRFM(digital radio frequency memory)을 이용하여 허위표적을 생성하는 방법을 제시한다. 먼저 SAR 플랫폼의 속도, PRF(pulse repetition frequency), 경사거리 변수에 의한 거리방향, 방위방향 허위표적 생성방법을 기하학적으로 분석한 다음, 근사화를 통해 직관적이고 간단하게 적용 가능한 SAR 재밍 알고리즘을 개발한다. 개발한 알고리즘은 RDA(range Doppler algorithm) 기법으로 경사거리 별 SAR 영상 모의를 통해 검증하였다. 그 결과, 방위방향 허위표적은 동일한 시간지연인 경우, 경사거리에 비례하여 표적의 위치가 이동하였고, 거리방향 허위표적은 경사거리와 상관없이 동일한 위치에 표적이 생성되었다. This paper presents an active decoy algorithm using digital radio frequency memory for synthetic aperture radar (SAR) image jamming. First, we analyzed a geometric method for deceptive target generation according to parameters such as SAR velocity, pulse repetition frequency, and slant range. We developed a simple and easy-to-use SAR jamming algorithm using linear approximation. Additionally, we validated the SAR jamming algorithm using a range doppler algorithm with various slant range parameters. As a result, the position of the deceptive target for the azimuth direction was moved in proportion to the slant range, and a deceptive target for the range direction was generated at the same position regardless of the slant range.
드론용 소형 SAR 시스템의 GPU 기반 실시간 영상복원 연구
김진우(Jin-Woo Kim),권순구(Sun-Koo Keon),옥재우(Jae-Woo Ok),유응노(Eung-Noh You),김덕진(Duk-jin Kim),심용우(Yong-Woo Sim),이동학(Dong-Hak Lee) 한국전자파학회 2019 한국전자파학회논문지 Vol.30 No.9
Back-projection algorithm(BPA)는 비록 처리시간이 길지만 가장 우수한 성능의 항공용 Synthetic Aperture RADAR(SAR) 영상복원 방법이다. 본 연구에선 소형 드론용 SAR의 실시간 영상복원을 위하여 BPA의 실시간 신호처리 방법을 고안하였다. 이를 위하여 Frequency Modulated - Continuous Wave(FM-CW) 기반 소형 SAR의 비행시험으로부터 SAR 원시자료를 확보하였다. 확보한 원시자료 및 본 연구에서 최적화한 Graphics Processing Unit(GPU) 기반 BPA 신호처리 커널을 이용하여 BPA의 실시간 영상복원 성능을 확인하였다. 그 결과, GPU 기반 BPA를 이용하여 소형 드론 SAR의 실시간 영상복원이 가능함을 확인하였다. Although the back-projection algorithm(BPA) is the best method for image reconstruction of air-borne synthetic-aperture radar(SAR), it requires a long processing time. In this study, a real-time processing method of BPA was proposed to reconstruct the image of a compact drone-borne SAR in real time. To achieve this, the raw data of the SAR was acquired by a test flight with SAR based on frequency-modulated continuous wave(FMCW) radar. The performance of the BPA was confirmed by using raw data and a modified BPA processing kernel based on graphics processing unit(GPU) technology. The results confirmed the possibility of real-time image reconstruction of SAR.
소형 드론용 SAR 시스템의 다중편파 안테나 장치 설계 및 제작
김진우(Jin-Woo Kim),권순구(Sun-Koo Keon),전영범(Yeong-Beom Jeon),유응노(Eung-Noh You),김덕진(Duk-jin Kim),박주성(Joo-Sung Park),김영상(Yung-Sang Kim) 한국전자파학회 2020 한국전자파학회논문지 Vol.31 No.9
본 연구에선 소형 드론 탑재용 SAR 시스템 개발을 위하여 안테나의 소형 및 경량화 방법을 제안하였다. 안테나의 경량화를 위하여 마이크로스트립 패치 형태로 안테나 기본 구조를 설계하였다. 그리고 광대역 고이득의 안테나 성능을 확보하기 위하여 방사패치에 기생패치를 적층하였다. 안테나 크기 및 패치 간 간격은 목표 성능 만족을 위하여 시뮬레이션 결과를 바탕으로 반복적으로 조정하여 최적화하였다. 추가적으로 다중편파 SAR 영상 획득을 위하여 동등성능의 HH, VV, HV 그리고 VH 편파의 안테나 4종을 제작하였다. 그 결과, 무게 100 g 미만의 초경량 안테나 제작이 가능하였다. In this study, a method was proposed to develop a compact antenna for a drone-borne synthetic aperture radar(SAR). The compact antenna structure was designed as a microstrip patch antenna, and a parasitic patch was stacked on the radiation patch to improve the bandwidth and gain of the antenna. The size and interval between patches were iteratively adjusted based on the simulation in order to satisfy the requirements of the antenna. Additionally, HH-, VV-, HV-, and VH-polarimetric antennas were fabricated to acquire fully polarimetric SAR data. As a result, the compact antenna could be successfully developed with a small weight of less than 100 grams.
항공기 기반 FMCW-SAR 영상복원을 위한 간소화된 분할연산기법
황지환(Ji-Hwan Hwang),김덕진(Duk-Jin Kim),김진우(Jin-Woo Kim),옥재우(Jae-Woo Ok),신희섭(Hee-Sub Shin),유응노(Eung-Noh You) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.9
본 논문에서는 항공기 기반 FMCW-SAR(Frequency Modulated Continuous Wave - Synthetic Aperture Radar) 영상복원을 위해 적용된 기존 back-projection 알고리즘의 계산 효율을 높이고, 연산과정의 복잡도를 단순화시킨 분할연산기법을 제안하며, 이를 적용한 SAR 영상 복원 과정에 대해 설명한다. 제안된 분할연산기법은 상대적으로 좁은 주사폭과 긴 합성개구면을 갖는 항공기 기반 FMCW-SAR 시스템에 효과적으로 적용이 가능하며, back-projection 알고리즘의 영상합성과정에서 분할된 입력 원시자료와 출력 복원영상 간의 상호 기여도가 낮은 자료를 계산 과정에서 생략하여 계산 효율을 높인 연산법이다. 또한, 실제 항공기 기반 FMCW-SAR 원시자료 복원과정에 적용하여 계산 효율의 개선 정도를 비교분석하였다. Simplified factorizing-technique to improve the efficiency on computational procedure and the complexity of the conventional backprojection algorithm, which is used to reconstruct airborne FMCW-SAR image, is suggested, and the reconstruction process of SAR image by this simplified factorizing-technique are presented in this paper. This technique can be efficiently applied to airborne FMCWSAR having a relatively narrow beamwidth and long synthetic aperture length, and its basic rationale is to exclude the data that has low level of contribution during computational procedure. Using the raw data of practical airborne FMCW-SAR system, performances of this proposed technique such as SAR image quality and processing time were compared and analyzed.
항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템의 실용적 표적 방위각 추정 방법
김진우(Jin-Woo Kim),윤재혁(Jae-Hyuk Youn),노수현(Soo-Hyun Rho),이종은(Rho1?Jong-Eun Lee),전영범(Yeong-Beom Jeon),옥재우(Jae-Woo Ok),유응노(Eung-Noh You),윤상호(Sang-Ho Yoon),신현익(Hyun-Ik Shin) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.9
항공용 안테나 하이브리드 모노펄스 레이다 시스템을 이용하여 지상 이동표적 탐지 시, 표적의 방위각 정확도는 시스템 내 채널 간 위상 불균형에 따른 모노펄스 기울기 추정 정확도에 지배적으로 영향을 받는다. 본 논문에서는 안테나와 180도 하이브리드의 물리적 길이 차이에 의한 위상 불균형을 효과적으로 보상할 수 있는 방법을 제안 하였다. 비행시험을 통하여 제안된 방법의 성능을 검증한 결과, 보상 전보다 유의한 성능개선 효과를 확인할 수 있었다. The accuracy of extracting the azimuth angle of a target is significantly affected by the error in the mono-pulse ratio of the air-borne antenna hybrid mono-pulse Radar system. This error is strongly induced by the phase imbalance between the channels of the system. In this paper, a method is proposed for effectively calibrating the phase imbalance caused by physical differences between the RF channels from the antenna to the 180° hybrid. Through a flight test, it was confirmed that the accuracy of the azimuth angle of the target is improved by using the proposed method.