DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Micro-Doppler Signatures from Rotating Propellers Using Modified HHT Method

수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러 날개에 의한 마이크로 도플러 신호의 해석

  • 박지훈 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ;
  • 최익환 (국방과학연구소) ;
  • 명로훈 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과)
  • Received : 2012.05.25
  • Accepted : 2012.08.06
  • Published : 2012.09.30

Abstract

This paper has presented the analysis of the micro-Doppler signatures scattered from the blades of the rotating propeller using the modified HHT method, one of the joint time-frequency analysis methods. The field scattered from the blade edge of the propeller was calculated using equivalent current method(ECM). After the acquisition of the scattered field data in the time domain, the modified HHT method was applied to analyze the micro-Doppler signature. The analysis results showed not only a good agreement with the realistic dynamic characteristic of the blade but also sinusoidally varing characteristics of the micro-Doppler signatures generated from rotating objects. It could be concluded that the joint time-frequency analysis via the modified HHT provided the discriminative characteristics for recognizing a small aircraft target with small RCS value.

본 논문에서는 시간-주파수 동시 해석 기법 중 하나인 수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러의 날개에서 산란되는 마이크로 도플러 신호를 분석하였다. 프로펠러의 날개 모서리에 산란되는 산란파는 등가전류법(ECM)을 이용하여 구했다. 산란파의 시간 데이터를 얻은 후, 수정된 HHT 기법을 마이크로 도플러 신호의 해석에 적용하였다. 해석 결과는 실제 날개의 동특성에 잘 부합하였으며, 회전체로부터 발생하는 마이크로 도플러의 정편파적인 특성을 보였다. 수정된 HHT를 이용한 시간-주파수 동시 해석은 작은 레이더 단면적 값을 갖는 소형 비행체를 식별하기 위한 명확한 특성을 제공하였다.

Keywords

References

  1. V. C. Chen, H. Ling, Time-Frequency Transforms for Radar Imaging and Signal Analysis, Boston, MA, Artech House, pp. 181-190, 2002.
  2. P. Pouliguen, L. Lucas, F. Muller, S. Quete, and C. Terret, "Calculation and analysis of electromagnetic scattering by helicopter rotating blades", IEEE Trans. Antennas and Propagat., vol. 50, pp. 1396-1408, Oct. 2002. https://doi.org/10.1109/TAP.2002.800693
  3. I. H. Choi, H. Lim, D. W. Seo, K. U. Bae, and N. H. Myung, "Analysis of electromagnetic backscattering from rotational flat blades", 2010 International Symposium on Antennas and Propagation, China, Nov. 2010.
  4. Y. S. Sun, N. H. Myung, "Analysis of electromagnetic scattering by a rotating rotor with flat blades", SingaporeICCS'94, Singapore, Nov. 1994.
  5. N. E. Huang, Z. Shen, S. R. Long, M. C. Wu, H. H. Shih, Q. Zheng, N. C. Yen, C. C. Tung, and H. H. Liu, "The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis", Proc. R. Soc. A, vol. 454, pp. 679-699, 1998.
  6. J. H. Park, H. Lim, and N. H. Myung, "Modified Hilbert-Huang transform and its application to measured micro Doppler signatures from realistic jet engine models", Progress in Electromagnetic Research( PIER), vol. 126, pp. 255-268, Mar. 2012. https://doi.org/10.2528/PIER12010602
  7. D. A. McNamara, C. W. I. Pistorius, and J. A. G. Malherbe, Introduction to the Uniform Geometrical Theory of Diffraction, London, Artech House, 1990.
  8. Patrick Flandrin, Gabriel Rilling, and Paulo Gonçalvés, "Empirical mode decomposition as a filter bank", IEEE Signal Process. Lett., vol. 11, no. 2, pp. 112-114, Feb. 2004. https://doi.org/10.1109/LSP.2003.821662
  9. W. Yang, "Interpretation of mechanical signals using an improved Hilbert-Huang transform", Mechanical System and Signal Processing, no. 22, pp. 1061- 1071, 2008. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2007.11.024
  10. H. Lim, N. H. Myung, "High resolution range profile- jet engine modulation analysis of aircraft models", Journal of Electromagnetics Waves and Applications, vol. 25, pp. 1092-1102, May 2011. https://doi.org/10.1163/156939311795762088