이 연구에서는 다양한 시추공 레이다 탐사법 중, 지하 갱도의 탐지에 사용이 가능한 (1) 시추공 레이다 반사법 탐사, (2) 방향성 안테나를 이용한 반사법 탐사, (3) 크로스홀 스캐닝(crosshole scanning), (4) 레이다 토모그래피 등의 4 종류 시추공 레이다 탐사법의 터널 탐지에 대한 적용성과 한계성을 탐사 사례 분석을 통해 고찰하였다. 시추공 레이다 반사법 탐사의 터널로부터 회절 양상은 완벽한 포물선 형태보다는 상부 포물선만 명확히 나타난 형태가 많았고 그 회절 이벤트는 정점을 기준으로 아래, 위 10 m 이상에 이르는 트레이스 까지 나타났다. 또한 안테나의 길이에 비해 시추공의 공경이 커지면 링잉 현상이 많이 발생함을 확인하였다. 송 수신 거리(offset)에 따라 신호의 양상이 많이 달라지며 현장여건에 따라 송 수신 거리를 조절하면 더 좋은 분해능의 자료를 획득할 수 있을 것이다. 방향성 안테나 시스템은 한 시추공만을 이용하여 터널의 3차원적인 위치를 정확히 판별할 수 있는 장점이 있으나 장비의 가격이 고가이며, 현장 작업의 난이도가 매우 높고, 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 크로스홀 스캐닝는 터널의 유무에 대한 좋은 지표가 될 수 있음을 알 수 있었으며 시추공 레이다 반사법 탐사와 같이 사용된다면 높은 신뢰도의 결과를 낼 수 있을 것이다. 레이다 토모그래피는 터널을 영상화함과 동시에 주변의 지반 물성을 얻게 되어 지하구조 파악에 효과적이라고 할 수 있다. 위의 결과를 토대로 경제적이고 효과적인 터널 탐지 방법을 제안하면, 먼저 시추공 레이다 반사법 탐사를 수행하여 이상 징후를 탐지 한 후, 주변의 시추공 상황에 따라 크로스홀 스캐닝이나 방향탐지 안테나를 도입하여 확인하는 것이다.
In this paper, a compact antenna assembly for an amplitude comparison direction-finding(DF) method for a small flight vehicle is presented. Designed antenna assembly consists of four antennas and it is mounted on a radius of 1.45 λc where λc corresponds to the wavelength of the center frequency. To achieve compactness and robustness of the assembly, the elements are fed by end-launch feeding method and have modified aperture shapes of E- or H-sectoral horns. The feeding part consists of SMA connector, stepped impedance matching structure, and square waveguide of 0.6 λc × 0.6 λc. To achieve different main beam directions for every antenna which is required condition for amplitude comparison DF method, all apertures of the antennas are inclined and it makes the main beam direction of each antenna to top, bottom, left, and right with respect to the axis of the platform. To verify the validation of DF performance of the presented antenna assembly, amplitude comparison curves using measurement results are presented. The bandwidth of the antennas are above 3.2 % in Ku-band(VSWR ≤ 2:1).
During the sea trial, we discovered EMI between MOSCOS and ES DF antenna. CW emitted by MOSCOS raised the threshold level of ES DF antenna. As a result, direction finding rate of ES has been decreased. This is a study for the improvement of EMI between the antennas mounted on a surface ship. An analysis is accomplished for MOSCOS, ES DF antenna and Jamming transmitter. This paper presents the method how to solve EMI based on the measurements and calculations about the ES DF antenna receiving level, MOSCOS radiation pattern and Jamming transmitter thermal noise. The test was performed with optimal deployment of MOSCOS on a surface ship. After changing the position of MOSCOS, EMI has been decreased significantly.
Single-ring circular array antennas can be applied to direction finding systems in order to use nose-section in other purposes, and the interferometry is a proper direction finding method to those systems. We usually make the interferometer baseline long enough to achieve good angular accuracy. However, an interferometer with baseline longer than a half-wavelength has the ambiguity problem. In this paper, we present a novel method for solving the ambiguity problem in interferometry systems. This technique is based on the amplitude comparison method and the space division table, and it can place a target within the angular region in which the ambiguity problem does not occur by roughly estimating direction-of-arrival. The Monte Carlo simulation results show that proposed method can effectively remove the ambiguity problem in the system.
본 논문은 비선형 소자 탐지기용 광대역 스파이럴 안테나의 설계를 제안한 것이다. 방사면 위의 스파이럴 소자뿐만 아니라 방사면 중심부에 위치한 방사 소자인 타원형 패치가 스파이럴 안테나의 광대역화를 위하여 설계되었다. 또한, 그라운드면 위에 스파이럴 슬릿을 삽입함으로써 다중 공진을 일으키는 안테나 그라운드 구조가 제안되었다. 제안된 안테나의 높은 지향성과 고이득을 실현하기 위해, Fr4-epoxy로 만든 캐비티 벽과 금속캡이 설계에 고려되었다. 그 결과, 금속 캡을 가진 안테나의 계산된 이득은 금속 캡이 없는 안테나의 이득과 비교하여 약 3 dBi 개선되었으며, -z축 방향으로의 측정된 주 빔 지향성도 계산 결과와 잘 일치하였다. 설계 주파수 대역에서 측정된 축비도 -z축을 기준으로 ${\pm}45^{\circ}$의 범위에서 원편파를 만족하였으며, 예상과 잘 일치하였다.
본 논문은 서로 다른 안테나로부터 수신되는 무선 신호의 위상차를 계산하여 신호의 도래방향을 측정하는 인터페로미터 방향 탐지 장치에 관한 것이다. 최신의 전자전용 방향 탐지기는 위상차 측정에 있어서 온도에 따른 위상측정 편차가 작고, 낮은 신호 대 잡음비 환경 에서도 비교적 위상측정 성능이 우수한 디지털 위상차 측정 방법이 적용되고 있다. 시스템에서 요구되는 방향 탐지 정확도 성능 달성을 위한 위상차 측정 허용 오차를 도출하고, 디지털 위상차 측정 방법에 대하여 소개하였다. 샘플 개수, 신호 대 잡음비, 간섭신호 유입에 따른 성능을 정량적으로 분석하였고, 시뮬레이션을 통하여 주파수 영역 측정방법이 시간영역 대비 낮은 SNR 및 간섭신호 유입 환경에서 더 좋은 성능을 보임을 확인하였다. 제안한 방법은 인터페로미터 방향 탐지 장치의 성능 결정에 활용 할 수 있을 것이다.
본 논문에서는 방위각과 고각을 동시에 탐지하는 2차원 멀티베이스라인 센서 배열 설계에서 DOA(Direction Of Arrival) 정확도를 유지하면서 센서 안테나수를 최소화하기 위해 위상차 공간에서 유클리드 최소 거리함수를 이용한 논하모닉 배열 구조 설계 메소드를 제안한다. 제안된 메소드는 기존 메소드와 달리 최소 이격 거리비가 반파장 이상인 경우에도 적용 가능할뿐더러 임의 배열구조에서도 적용이 가능한 장점을 갖는다. 다중신호 입사조건에서 초분해능 알고리즘을 적용한 모의 실험을 통해 설계 접근성의 효율성을 제시하였다. 또한 제안된 메소드를 적용하여 2차원 비대칭 배열 안테나를 설계하였고, 제작된 배열 안테나를 이용한 실험 결과를 통해 그 성능을 확인하였다.
In the direction and location finding field of application, AOA, TDOA and FDOA, etc. are used to improve the performance of geolocation. But, these methods cause some limitations such as the calibrations for phase and amplitude matching and precise time synchronization among receiving channels. In this paper, We suggest a method for generating FDOA using rotating antenna and the geolocation of stationary emitter using two receivers in one platform for minimizing the limitations. We present performance of simulation results and test results of the FDOA geolocation system. The direction finding errors of the system are less than $0.1^{\circ}$ rms and the distance errors are less than 3 % compared with the practical distance.
안테나 배열을 통한 방향 탐지는 여러 분야에서 활발하게 이루어지고 있는 연구 분야이다. Beamforming, Capon's method, maximum likelihood(ML), MUSIC 등과 같은 방향 탐지 알고리즘이 대표적이다. 최근 방향 탐지 이론은 압축센싱기법을 이용하여 신호의 희소도를 이용한 방법의 연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 그 중 하나인 신호의 데이터 행렬을 fitting하는 L1-SVD 알고리즘의 성능을 알아보기 위해 MUSIC 알고리즘과 비교하여 장단점을 알아본다.
본 논문에서는 레이더 표적의 피아 식별을 위해 일반적으로 사용되는 모노펄스 보조 감시 레이더용 안테나의 개발 방안 및 결과를 제시하였다. 개발된 안테나는 수동 선형 배열 안테나로서 횡급전기와 다수의 배열 소자로 구성된다. 횡급전기는 포트별로 전력 및 위상비가 최적화된 합, 차 및 부엽 억제 채널을 제공하며, 19개의 배열 소자와 1개의 후방 배열 소자와 연결되어 방위각 방향으로 빔 패턴을 형성한다. 합 채널 빔 패턴의 방위각 최대 부엽 수준은 -20 dBc 이하이며, 부엽 억제 채널 빔 패턴은 합 채널 빔 패턴의 주 빔 이외의 전 영역에서 부엽을 덮도록 한다. 그리고 차 채널 빔 패턴은 방위각 방향의 탐지 정확도를 높이기 위한 모노펄스 기능에 사용된다. 한편, 배열 소자는 고각 방향으로 성형 빔(shaped-beam)을 형성하여 지면으로부터의 강한 클러터 영향 및 다중경로 효과를 억제할 수 있도록 하였다. 개발된 안테나는 산란계수 측정 및 원전계 빔 패턴 시험을 통해 주어진 개발 규격을 모두 잘 만족하는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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