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밀리미터파 탐색기에서 ESPRIT 기법을 이용한 탄도 미사일 탄두 식별 신호처리 기법 개발
최각규(Gak-Gyu Choi),한승구(Seung-Ku Han),조희진(Hee-Jin Jo),김효태(Hyo-Tae Kim),김경태(Kyung-Tae Kim),송성찬(Sung-Chan Song),나영진(Young-Jin Na) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.2
본 논문은 탄도 미사일의 탄두를 식별하는 신호 처리 기법의 개발에 관하여 소개한다. 요격 미사일이 적 미사일을 파괴하기 위해서 적 미사일 탄두 위치의 정보가 필요하다. 적 미사일을 탐지하고 위치를 찾기 위해 요격 미사일의 밀리미터파 탐색기(millimeter-wave seeker)는 chirp 파형을 사용하여 HRRPs(High Resolution Range Profiles)을 발생시킨다. 표적의 산란점(scattering center)을 찾아내기 위해 대표적인 스펙트럼 추정 방법(spectral estimation technique)인 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters by Rotational Invariance Technique) 기법을 HRRPs에 적용하였다. 1차원 산란점의 정보를 이용하고 미사일의 길이를 추정함으로써 탄두의 위치를 식별하였다. 시뮬레이션 결과는 이러한 신호 처리 기법이 탄도 미사일의 탄두 식별에 적용하기에 효율적임을 보여준다. This paper introduces a signal processing technique for discrimination of ballistic missile"s warhead. An interceptor missile to destroy the enemy"s ballistic missile requires an information on the location of missile"s warhead. In order to detect and locate the missile"s warhead, a seeker radar in the interceptor missile makes use of chirp waveform to generate high resolution range profiles(HRRPs). We applied one of the well known spectral estimation technique called ESPRIT (Estimation of Signal Parameters by Rotational Invariance Technique) to these HRRPs to estimate scattering centers on the target. Using the information on the one-dimensional(1-D) scattering centers, we can find the location of the warhead by estimating the length of the missile, Simulation results show that the proposed signal processing technique is efficient in discriminating the warhead of an ballistic missile.
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지능형 차량을 위한 후방 감시용 레이더 신호 처리 기법에 관한 연구
최각규(Gak-Gyu Choi),한승구(Seung-Ku Han),김효태(Hyo-Tae Kim),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.11
본 논문은 도로상의 차량용 지능형 후방 감시를 위한 레이더의 신호 처리 기법에 관하여 소개한다. 주파수 변조 연속 파형(Frequency Modulation Continuous Wave: FMCW) 신호에 주파수 편이(Frequency Shift Keying: FSK) 변조 방식을 결합한 선형 주파수 변조-주파수 편이(Linear Frequency Modulation-Frequency Shift Keying, LFM-FSK) 신호를 차량의 차로 변경 보조 장치에 적용하여 도로 상의 차량의 거리 및 각도와 속도를 추정할 수 있다. 또한 이 신호는 후방 차량 감시에 용이하게 사용할 수 있다. FMCW 신호는 높은 거리 분해능을 가지는 장점이 있지만, 다중 표적 상황에서 고스트 표적이 발생하는 문제점이 있다. 또한 FSK 신호는 높은 속도 분해능을 가지며 고스트 현상을 피할 수 있지만, 레이더의 가시선 방향에 다중 표적이 존재할 때 구분하지 못하는 문제점이 있다. LFM-FSK 신호를 이용하면 다중 표적 상황에서 높은 거리 분해능과 속도 분해능을 가지면서 고스트 발생의 문제를 완벽히 해결할 수 있다. 시뮬레이션 결과는 위의 LFM-FSK 신호가 차량의 차선 변경 보조장치 적용에 적합함을 보여준다. This paper introduces a radar signal processing technique for intelligent rear view monitoring of an automobile. The linear frequency modulation-frequency shift keying(LFM-FSK) waveform, which is the combination of frequency modulation continuous wave(FMCW) and frequency shift keying(FSK) waveform, is employed to simultaneously estimate the range, relative aspect angle, and velocity of an automobile. Hence, it can be applied to monitor the rear view of an automobile. FMCW waveform has high range resolution capability, but it produces ghost targets under a multiple target environment. In contrast, FSK waveform can provide high velocity resolution and avoids the problem of ghost targets. However, it fails to identify multiple targets along the radar"s line of sight. With LFM-FSK waveform, we can estimate the ranges and velocities of multiple targets with very high resolution, which avoids the ghost target problem of an FMCW waveform. Simulation result shows that LFM-FSK wavefrom is suitable for use in the lane change assistance system for an automobile.
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RELAX 기법을 이용한 미사일의 길이 추정 신호 처리 기법 연구
조희진(Hee-Jin Jo),최각규(Gak-Gyu Choi),한승구(Seung-Ku Han),김경태(Kyung-Tae Kim),송성찬(Sung-Chan Song) 한국전자파학회 2013 한국전자파학회논문지 Vol.24 No.3
본 논문에서는 미사일의 길이를 추정하는 신호 처리 기법의 개발에 관하여 소개한다. 표적의 길이를 추정하기 위해서는 미사일의 위치 및 표적과 레이더와의 각도 정보가 필요하다. 미사일의 위치 및 각도를 알아내기 위해서 chirp 파형을 사용했고, 레이더 영상 신호인 HRRP(High Resolution Range Profile)를 발생시키기 위해 stretch processing을 이용하였다. HRRP로부터 표적의 산란점(scattering center)을 찾기 위해 스펙트럼 추정 방법(spectral estimation technique)인 Relaxation(RELAX) 알고리즘을 이용하였다. 이 알고리즘으로부터 얻은 1차원 산란점의 정보를 이용하여 미사일의 길이를 추정하였다. A signal processing technique is introduced in this paper in order to estimate the lengths of missile targets. To measure the length of a target, it is necessary to know the information on the target"s location and aspect angle. Chirp waveforms and stretch processing are used to estimate the location and angle of a missile as well as HRRP(High Resolution Range Profile). RELAX(relaxation) algorithm, which is one of the spectral estimation techniques, were used to find scattering centers of a missile from HRRP. From the information on the distribution of one-dimensional(1-D) scattering centers on a target, we can discriminate the length of a missile.
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안테나 빔 내의 두 표적에 대한 각도 추정을 위한 적응형 위상 비교 모노펄스 기법
이성현(Seong-Hyeon Lee),이승재(Seung-Jae Lee),최각규(Gak-Gyu Choi),이재웅(Jae-Woong Yi),김경태(Kyung-Tae Kim) 한국전자파학회 2015 한국전자파학회논문지 Vol.26 No.7
본 논문에서는 안테나 빔 내의 두 표적에 대하여 표적 간의 간섭(interference) 정도에 따라 적합한 모노펄스 기법을 선택함으로써 각 표적에 대한 더욱 정확한 각도 정보를 추정할 수 있는 적응형 위상 비교 모노펄스 기법(phase-comparison monopulse technique)을 제안하였다. 제안한 기법은 두 표적이 한 퓨리에 빈(Fourier bin)에 존재하지 않는 경우, 기존의 위상 비교 모노펄스 기법을 적용하며, 반대로 두 표적이 정확하게 한 퓨리에 빈에 존재한다면 Zheng이 주장한 각도 추정기법을 적용하여 두 표적의 각도 정보를 추출하도록 한다. 본 논문의 시뮬레이션에서는 안테나 빔 내에 두 점 표적이 존재하는 경우를 가정한 후, 각 표적이 존재하는 거리 빈(range bin)의 차이를 달리함에 따라서 기존의 위상 비교 모노펄스 기법, Zheng 기법의 단순한 수행과 비교하여 제안한 기법이 더 나은 각도 추정 결과를 얻어낼 수 있음을 보인다. In this paper, we introduce an adaptive phase-comparison monopulse technique for angle estimation of two targets in the same antenna beam. The proposed method determines a more suitable technique(between conventional phase comparison monopulse technique and Zheng"s method) based on interference between two targets in Fourier domain. Consequently, regardless of the interference, angles of each individual target can be accurately estimated by means of the proposed method. In simulations, we assumed that two point targets with same velocity are located in the same antenna beam, and the accuracy improvement of the proposed method is verified by using several simulations.
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