• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2070-2072
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• 2004

극 초단의 임펄스를 사용하여 지중 매설물을 탐색하기 위한 지반탐사 영상 레이더를 개발하였다. 개발된 지반 탐사 레이더는 Gaussian 임펄스, 임펄스 송수신을 위한 초 광대역 소형 모노폴 안테나, 수신 신호 저장을 위한 고속 A/D로 구성된다. 탐지 깊이와 시스템의 크기를 고려하여 임펄스 발생기 및 초광대역 안테나가 설계되었다. 지중 매설물의 영상화를 위해 여러 가지 이미지 기법이 사용되었다. 발표에서는 구현된 시스템의 시제품을 소개하고, 개발된 시제품을 사용하여 가상의 모래 시험장에서 측정된 결과를 보일 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1984-1986
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• 2003

본 논문은 UWB(Ultra WideBand) 기술에 기반한 지반탐사레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)용으로 개발된 광대역 안테나의 특성에 관해 나타낸다. UWB 기술의 핵심은 주기가 수 나노초 이하의 짧은 임펄스를 이용하는 것으로 지반탐사레이더는 이 임펄스 기술을 이용함으로서 탐사 능력과 해상도를 높일 수 있다. 임펄스 전송을 위해 안테나는 넓은 대역폭, 크기, 무게, 가격 등 지반탐사레이더에 적용될 수 있는 조건을 만족해야 함으로 안테나의 설계는 이에 부합할 수 있는 다이폴 안테나를 선택하여 개발하였다. 개발된 안테나의 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션과 실험을 실시하였고 그 결과 설계된 안테나의 대역폭이 0.5 GHz에서 2.7 GHz로 2.2 GHz(138%)의 사용대역을 나타냄으로서 UWB 기술에 기반한 지반탐사레이더용으로 유용함을 확인하였다.

• 정보와 통신
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• 제20권2호
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• pp.109-117
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• 2003

UWB 기술은 주파수 영역에서 광대역을 갖는 임펄스를 사용하므로 목표물로부터 많은 정보를 얻어, 고해상도 레이더 개발이 가능하다. 이러한 UWB 레이더의 특성을 이용하여 한국전기연구원에서는 지중 금속 물체를 탐지하기 위한 지반 탐사 레이더를 개발하였다. 개발된 레이더는 실제환경에서 금속 물체를 탐지하기 위해서 시험되었다. 개발된 레이더는 물체의 깊이에 대해 고해상도를 가졌고, 동작 파장보다 훨씬 작은 금속 물체까지도 탐지가 가능함을 보였다. 본 논문에서는 개발된 지반 탐사 UWB 레이더 시스템을 소개하고, UWB 레이더의 특성 및 UWB 기술에 대해 기술하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2342-2344
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• 2005

초광대역 임펄스를 이용한 비파괴 지중 매설물 탐지용 지반 탐사 레이더(Ground penetrating image radar: GPR)를 개발하였다. 최대 탐사 깊이를 고려하여, 900 picosecond(ps) 상승 시간을 갖는 초광대역 임펄스를 설계하였고, 임펄스 발생기의 주파수 특성을 고려하여, 소형 평판형 다이폴 안테나가 설계되었다. 또한, 지중으로부터 반사되는 신호를 수신하기 위해서 고속의 A/D를 사용하였다. 측정은 송수신 안테나의 간격을 고정한 Bistatic 방식을 사용하였으며, 지중 매설물의 영상처리 판별을 위해 마이그레이션(migration) 기법을 사용하였다. 개발된 시스템은 금속 물체와 비금속 물체가 매설된 실증 시험장에서 시험되었고, 평면 해상도 및 깊이에 대한 해상도가 우수함을 보였다.

• 한국전자파학회지:전자파기술
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• 제13권3호
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• pp.52-62
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• 2002

레이더(Radio Detection and Ranging)는 전파를 방사하여 그 반사파에 의해 목표의 존재 유무, 거리, 상태 등을 확인하기 위한 무선장치를 말한다. 이와 같은 특성의 레이더를 사용하면 인간의 눈이나 감각으로 확인할 수 없는 여러 가지 정보들을 원거리에서 감지할 수 있으며 그 결과를 파악하여 대처할 수 있도록 해준다. 이러한 다양한 정보를 센싱하는 레이더 기능을 구현하기 위해서는 많은 정보를 포함할 수 있는 광대역 주파수 이용과 많은 반복 펄스의 송수신신호를 필요로 하게 되며 이러한 초광대역 주파수 특성의 극단 임펄스를 이용한 레이더 센싱 기술이 디지털 신호처리와 RF 기술 발전에 따라 급속한 기술발전이 이루어지고 있으며 응용 범위도 다양한 분야로 확장되고 있다. 본고에서는 이러한 새로운 레이더 방식으로 부각되고 있는 UWB 레이더의 국내외 기술동향을 소개하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2653-2655
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• 2002

본 연구에서는 UWB(Ultra Wide Band width)기술인 임펄스 기술을 이용하여 초광대역 지반탐사 레이다를 개발하였다. 국내에서 사용되는 지반탐사 레이다는 대부분 수입품에 의존하고 있으며 이는 국내의 토양환경이나 측정 조건 등을 고려하지 않은 제품이기 때문에 기대만큼 만족도를 주지 못하고 있다. 따라서 국내 토양환경의 대부분을 차지하는 점토질에 대한 분석과 함께 지반탐사를 위한 최적의 주파수를 분석하고 이를 바탕으로 국내환경에 적합한 지반탐사 레이다를 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 100$\sim$300MHz외 주파수 대역을 가지는 임펄스를 이용하여 지반탐사 레이다 시제품을 개발하였으며 측정결과에서 지하 50cm$\sim$1m 이내에 매설된 금속 매설물들을 모두 검출하였으며 3m 범위까지 레이더 탐지가 가능함을 확인하였다. 기능 구현시 관련 프로그램 및 측정조건 등을 모두 모듈화 하여 향후 기능개선 및 적용분야 확대에 응용이 가능하도록 하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권11호
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• pp.101-106
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• 2005

초광대역 임펄스를 이용한 비파괴 지중 금속 매설물 탐지용 지반 탐사 레이더(Ground penetrating image radar:GPR)를 개발하였다. 탐사 지면의 상대 유전율을 측정하였고, 최대 탐사 깊이 1m 이내의 측정이 가능하도록 시스템을 설계하였다. 전체 경로 감쇄, 시스템의 크기, 해상도를 고려하여 최고 주파수 및 최저 주파수를 선택하였다. 선택된 주파수에 맞는 1 나노세컨더(ns) 이하의 상승 시간을 갖는 초광대역 임펄스를 선택하였으며, 사용한 임펄스의 주파수 범위를 고려하여 소형 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 설계하였다. 또한, 지중으로부터 반사되는 신호를 수신하기 위해서 디지털 오실로스코프를 사용하였다. 측정은 monostatic 방식과 마이그레이션(migration) 기법을 사용하였다. 지중 매설물의 영상 처리를 위해서는 A-scan 및 B-scan 평균 제거 방식을 사용하였다. 개발된 시스템은 금속 물체와 비금속 물체가 매설된 실증 시험장에서 시험되었고, 수 센티미터 직경의 작은 지중 금속 매설물까지도 탐지할 수 있는 우수한 성능을 가짐을 보였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.59-66
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• 2024

본 논문에서는 임펄스 유사 신호 복사를 위한 안테나 설계 방법에 대하여 기술하였다. 임펄스 유사 신호의 스펙트럼은 수GHz의 대역을 가지는 파형으로 안테나의 설계도 광대역에 걸쳐 동작할 수 있도록 설계됨과 동시에 근거리 임펄스 레이더 응용에 활용되기 위해서는 시영역에서의 복사 펄스를 반영한 설계가 필요하다. 시영역에서의 복사 펄스 특성을 반영한 비발디 안테나를 설계하였고 안테나의 특성을 주파수 영역 및 시영역에서 검증하였다. 설계된 안테나는 약 1.8GHz에서 10GHz 이상의 광대역을 거쳐 동작함을 확인할 수 있으며 안테나의 입력임피던스는 1GHz 이후부터 10GHz까지 광대역에 걸쳐 100 Ω에 유사한 값으로 안정적으로 수렴함을 측정 및 시뮬레이션을 통해 확인할 수 있다. 전방향으로 복사되는 파형의 특성을 시영역에서 30도 간격으로 확인하였으며 안테나로부터 복사되는 파형은 지향성을 가짐을 확인하였다. 본 연구의 결과는 근거리 탐지 응용분야와 같은 지표투과레이더 설계에 활용 가능할 것으로 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.558-565
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• 2013

본 논문에서는 고해상도 광대역 영상레이더의 성능을 분석하기 위하여 시간, 주파수 및 Numeric 영역에서 아날로그, RF 및 디지털 신호처리 해석을 통합할 수 있는 시스템 시뮬레이션 툴인 Agilent사의 ADS Ptolemy DF(TSDF: Timed Synchronous DataFlow)를 이용하여 모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 영상레이더용 하드웨어 시스템은 안테나, 통제장치 및 송수신 장치로 크게 구성되며, 송수신 장치는 고주파 변환 장치, 고출력 송신 장치, 그리고 송수신 전단 장치로 구성된다. 본 논문에서는 시스템의 하드웨어 성능에 영향을 미치는 오차 변수를 정의하고, 이들 오차 변수의 오차 원인이 되는 부품에 대한 특성을 모델링하였다. 영상레이더는 TSDF 모델링 기법을 이용하여 순방향 전송 임펄스 특성($S_{21}$), 고주파 소자의 비선형 특성(이득 비선형, 3차 intercept 및 믹서 교차변조), 채널간 전파 특성, 주파수 합성기 위상 잡음, TWTA의 진폭/위상 특성, 파형 발생기의 샘플링 주파수 및 I/Q 밸런스 등에 대한 모델링을 수행하여 SAR 성능을 분석하였으며, 최종 임펄스 응답 특성 분석을 통한 시스템의 하드웨어 규격을 도출하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.93-98
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• 2024

본 논문에서는 근거리에 존재하는 타겟의 거리 정보를 탐지할 수 있는 간단한 구조를 제안하고 직관적으로 시영역에서 초광대역 신호를 추출하는 방법에 대해 기술하였다. 제안된 임펄스 레이더 시스템은 임펄스 발생회로, 초광대역 송수신 안테나 및 함수 발생기, 디지털 오실로스코프로 구성된다. 10MHz의 정현파를 입력 신호로 인가하였을 때 발생되는 신호의 펄스폭은 200ps 및 주파수영역에서 0.3GHz에서 4.7GHz의 대역을 점유하는 일차 미분된 가우시안 펄스임을 측정을 통해 확인하였다. 동일한 초광대역 송수신 안테나를 활용하여 수신하였을 때 신호는 펄스폭이 328ps 및 스펙트럼은 0.9GHz에서 4.4GHz의 대역을 점유하는 가우시안 더블릿의 형태의 초광대역 신호로 측정되었다. 반경 4cm 정도의 원형 금속 물질과 코너 리플렉터를 타겟으로하여 일정 거리 만큼 이격하였을 때 실 타겟의 위치정보를 추출함을 실험을 통해 확인하였다.