• 제목/요약/키워드: 디지털빔형성

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Digital Beamforming(DBF) 안테나 기술 동향 (The Trends of Digital Beamforming Antenna Technology)

  • 배창호
    • 전자통신동향분석
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    • 제21권2호통권98호
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    • pp.200-209
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    • 2006
  • 가입자의 수가 놀라운 비율로 증가하고 고품질. 광대역 데이터 통신에 대한 요구가 증가하면서 이동 통신에 사용되는 주파수원이 부족하게 될 것으로 예상된다. 주파수의 재사용률을 향상시키기 위하여 공간적인 방향성을 가지는 안테나를 이용하는 것과 송신하는 전력을 줄이는 것은 주파수원의 효율적인 사용을 할 수 있게 할 것이다. 가까운 미래에는 도달하는 신호를 빨리 추적하는 높은 이득을 가지는 안테나가 많이 요구될것이고 빠르게 성장할 것으로 기대된다. 그런 다양한 기능을 가지는 안테나를 실현하기 위하여 디지털 빔 형성 안테나가 미래의 지능 안테나로 제안되었다[1], [2]. 따라서 본 논문에서는 디지털 빔 형성(digital beam forming, 이하 DBF라 한다.) 안테나의 빔형성 방법, 원리, 특징에 대하여 살펴볼 것이다.

방향성이 높은 사운드 빔 형성 알고리즘 (High Directivity Sound Beamforming Algorithm)

  • 김성우;허유미;박영철;윤대희
    • 한국음향학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.24-33
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    • 2010
  • 본 논문에서는 스피커 어레이를 사용하여 높은 방향성을 가진 사운드 빔을 형성하는 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘을 멀티 채널 3D사운드 시스템에 적용하는 방법을 설명한다. 제안된 알고리즘은 두 과정을 거친다. 첫 번째 과정에서는 표적 지점과 제어 영역간의 음향 파워 비를 최대화 하는 최적 빔 형성 계수를 구하고, 다음 과정에서는 상관행렬을 조절해 가면서 사운드 빔의 방향성을 반복적으로 향상시킨다. 여러 가지 상황에서 제안된 알고리즘의 성능을 평가하였으며, 실험 결과는 제안된 알고리즘이 기존의 방법들에 비해 더 높은 방향성을 갖는 사운드 빔을 제공함을 보였다.

능동위상배열 레이더 부배열 수신기 설계 (Design of Sub-array Receiver for Active Phase Array Radar)

  • 이희민;김도훈;한일탁
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.568-573
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    • 2019
  • 최신의 레이더는 동시에 다양한 다수의 표적을 탐색하고, 추적하며, 외부 재밍신호를 회피할 수 있는 다기능레이더 형태로 발전하고 있다. 이러한 다기능레이더 요구사항을 만족시키기 위해서 레이더 안테나는 실시간 빔조향 뿐만 아니라 동시에 다중 빔을 형성하고, 특정 방향에 대해 수신빔 제거 등 디지털 빔 형성이 가능한 능동위상배열 안테나 형태로 구현된다. 본 논문에서는 디지털 빔 형성이 가능한 부배열 타입 배열안테나의 하드웨어 구현방안에 대해 기술하였다. 또한 배열수신빔 형성시 부엽 준위를 낮추기 위한 안테나 개구면 진폭 가중치 적용방법에 따른 부배열 수신기 설계 방법을 제시하고, 진폭 가중치 적용방법에 따른 G/T 성능을 비교하였다. 또한 설계된 부배열 마다 부배열 수신기 동적 영역에 대해 분석하고, 디지털 빔형성기의 정렬 및 보정에 더 유리한 하드웨어 구현 방안을 제시하였다.

완전 디지털 능동위상배열 안테나의 효과적인 부엽 차단 빔 형성 방법 (An Effective Method to Form Side-Lobe Blanking Beam of Fully Digital Active Phased Array Antenna)

  • 주정명;박종국;임재환;이재민
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.59-65
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    • 2022
  • 본 논문에서는 디지털 능동위상배열 안테나를 간략히 소개하고 주 빔의 부엽을 차단하기 위해 적용된 이중 채널 부엽 차단 빔 형성 방법에 대해 기술하였다. 그리고 안테나 주 빔 및 부엽 차단 빔 설계 결과와 안테나 근접전계 측정 결과로부터 안테나 성능을 검증하였다. 다음으로 기존의 이중 채널 부엽 차단 빔 운용 방식 보다 채널수를 줄이기 위해 단일 채널 부엽 차단 빔 형성 방법을 제안하고, 제안한 방법으로 부엽 차단 안테나에 대한 소자별 가중치 분포를 설계하였다. 마지막으로 설계된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴과 차단 능력을 검증하고 이중 채널 부엽 차단 빔과 비교하였다. 또한, 디지털 능동위상배열 안테나의 수신 근접전계 시험을 통해 측정한 이중 채널 부엽 차단 빔과 제안된 단일 채널 부엽 차단 빔 패턴 및 부엽 차단 성능을 비교/검증함으로써 제안된 부엽 차단 빔 형성 방법에 대한 유효성을 확인하였다.

Cyclostationarity를 이용한 원형 배열 빔 형성기 (A Robust Circular Array Beamformer using Cyclostationarity)

  • 박상용;김기만
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1998년도 추계종합학술대회
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    • pp.420-423
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    • 1998
  • 최근 이동 통신이나 위성통신과 같은 많은 디지털 통신 시스템에서 시스템의 용량을 증가시키고 인접 채널간 간섭을 줄이기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 그 중에서 어레이 빔 형성 기법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 원하는 신호의 입사방향을 모르더라도 정상 동작이 가능한 블라인드 빔 형성 기법 중에서 신호의 cyclostationarity를 이용한 방법을 사용하여 원하는 사용자 신호의 cyclic 주파수만큼 천이된 신호와 수신신호 사이의 상호상관 행렬을 구하고 이를 이용하여 계수벡터를 구하는 알고리즘을 제시한다.

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HAPS 시스템의 간섭경감기법 분석 (Analyzing Interference Mitigation Scheme for HAPS System)

  • 구본준;박종민;이승민;안도섭
    • 전자통신동향분석
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    • 제21권5호통권101호
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    • pp.154-162
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    • 2006
  • 본 논문에서는 성층권 통신망(HAPS)과 기존 위성망 및 지상망과의 원활한 공유를 위해서 진행되고 있는 HAPS 시스템의 간섭경감기법에 관한 연구 동향을 분석한다. 이를위해서 2006년 6월 27일부터 7월 5일까지 개최된 ITU-R WP9B 회의를 통하여 논의된 주요 결과들을 중심으로 살펴보고자 한다. Ka 대역에서 고정업무(FS)용으로 활용가능한 HAPS 시스템의 간섭경감기법으로 5가지가 제안되었으며, 특히 본 회의에서는 디지털빔형성(DBF) 기법을 적용한 탑재안테나의 다중빔 패턴의 성능분석 결과들이 제시되었다. HAPS 시스템의 간섭경감기법으로 디지털빔 형성기법을 적용함에 있어서 그 필요성과 ITU-R WP9B에서 논의되고 있는 내용들을 중심으로 간섭경감기법 분석 결과를 기술하고 본 내용과 관련한 ITU-R에서의 향후 연구 전망 등을 살펴보고자 한다.

무선 시스템에서 가중치 오차 보정 알고리즘과 SVD를 이용한 다중 빔 조향에 대한 연구 (A Study on Multi Beam Steering using Weight Error Compensation Algorithm and SVD in Wireless System)

  • 이관형;송우영;이명호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.143-148
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    • 2013
  • 본 논문에서는 무선 시스템에서 목표물 도래방향 추정에 대한 다중 빔에 대해서 연구한다. 빔 조향 방법은 고각 방향의 빔 조향 방식 또는 빔 형성 방식, 스택 빔 조향, 주파수 조향, 위상 조향 및 디지털 빔 형성 등으로 구분 된다. 제안된 알고리즘은 효과적인 빔 조향을 하기위해서 위상과 크기를 보정하는 안테나 가중치 오차 보정기법과 특이 행렬을 결합한 방법이다. 본 논문에서는 빔 조향 추정 알고리즘을 제안하여 디지털 빔 형성 레이더에 빔조향 방식을 적용하여 목표물을 추정하였다. 모의실험을 통해서 본 연구에서 제안된 알고리즘의 성능을 기존 알고리즘과 비교 분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 알고리즘이 기존 알고리즘보다 도래방향 추정 능력이 향상된 것을 입증하였다.

능동위상배열 레이더에서 다중표적 탐지/추적을 위한 효과적인 빔 구조 연구 (Effective Beam Structure for Multi-Target Detection and Tracking in the Active Electrically Scanned Array Radar)

  • 이주현;이석곤;박대성;조병래
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권10호
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    • pp.1069-1076
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    • 2014
  • 본 논문은 능동위상배열 레이더가 여러 개의 표적을 탐지/추적하기에 효과적인 수신빔 구조에 대해 기술하고 있다. 위상배열 레이더가 갖는 특성 중 하나는 원하는 방향으로 빔을 조향하고, 디지털적으로 여러 개의 빔을 동시에 형성하는 것이다. 이와 같은 디지털 빔 형성 수신빔 구조를 통해서 동시 다발적으로 발생하여 접근하는 위협 표적을 빠르고 정확하게 탐지하는 방식을 제안한다. 본 논문에서 제안된 기법들은 시뮬레이션을 통해서 표적의 탐지 정확도 성능을 제시한다.

다중 스택 빔 형성을 이용한 고 지향성의 다중 목표물 고각 추정에 대한 연구 (A Study on Multi Target Elevation Angle Estimation of Hight Directivity using Multi Stacked Beam Forming)

  • 이관형;송우영;이명호
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.129-135
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    • 2011
  • 본 논문에서는 다중 빔 형성기법을 이용하여 다중 목표물들의 고각을 추정하는 방법을 제안한다. 이 방법은 배열 소자로 수신되는 신호들을 디지털로 처리해 수신 빔을 스택 빔으로 만들고, 빔 형성기에서는 안테나 소자에 가중치를 적용함으로서 원하는 수신 빔을 생성 할 수 있다. 이때 스택 빔을 구현하기 위해서는 여러 개의 값비싼 위상천이기 필요하지만, 현재는 컴퓨터의 성능이 많이 향상되어 위상변위기 대신에 고속 푸리에 변환을 이용하여 다중스택 빔을 형성한다. 또한 수신기에서 원하는 방향으로 빔을 조향하기 위해서 빔 조향 오차 보정 기법을 적용하여 다중 빔의 지향성을 향상 시킨다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 고속 후리어 변환과 빔 조향오차 보정 기법에 근거를 둔 제안된 고각 추정방법이 기존의 방법에 비해 목표물 추정 면에서 우수함을 보인다.

정상 환경 상태에서 다중 빔 탐색 레이다의 표적 고도 추출 (Target Altitude Extraction for Multibeam Surveillance Radar in Normal Environmental Condition)

  • 정명수;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권9호
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    • pp.1090-1097
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    • 2007
  • 다중 빔 탐색 레이다는 디지털 빔 형성 기술을 이용하여 수신시 적층 빔을 형성하는 최신의 3D(3 Dimensional) 레이다 기술이다. 본 논문에서는 다중 빔 3D 레이다의 빔 형성기 설계 개념 및 다중 경로 현상이 없는 정상 환경 상태에서 표적 고도 추출 방법을 제안하고 고찰해 보고자 한다. FFT(Fast Fourier Transform)수신 빔형성기에서 안테나 정현 공간(sine space) 좌표계 기반으로 표적 고도 추출 알고리듬에 대해 기술하였다. 제안된 알고리듬은 1개의 look-up 테이블을 이용하여 다양한 고도 및 레이다 주파수 대역에 대해서 일치하는 결과가 나오는 것을 시뮬레이션으로 확인하였다.