• 전자공학회논문지
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• 제53권12호
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• pp.3-12
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• 2016

본 논문은 지뢰탐지용 48채널 배열 UWB 임펄스 레이다 방식의 지면투과레이다 구현과 시험에 대해 기술한다. 지면투과레이더는 기존 금속탐지기의 한계인 비금속 지뢰 탐지의 어려움과 매질 내 금속 성분에 의해 발생하는 높은 오경보 문제점을 극복한다. 본 논문에서는 펄스폭이 600ps 급인 미세한 모노싸이클(Monocycle) 펄스 파형을 사용해, 높은 해상도의 지뢰 전자파 영상을 제공토록 시스템을 구현한다. 특히 신호처리를 통해 지뢰가 매설된 지점을 자동으로 추정하고, 해당 지점에서의 분할된 상세 지뢰 전자파 영상을 사용자에게 제공한다. 기준 성능 분석을 위해 한국 대표 토양인 거친 사양토를 사용한 실내 시험장을 구축하고, 시험장 내의 자동화된 측정 플랫폼에 구현한 레이다를 장착하여 영상 획득 및 탐지심도 분석 등의 시험을 수행한다. 지뢰는 비무장 지대에 매설된 지뢰와 동일한 형태의 모형 지뢰를 사용한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권11호
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• pp.42-47
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• 2007

본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 레이더에 있어서 지면 및 지면과 안테나 사이의 간격에 따른 임펄스 전파에 미치는 영향을 기술한다. 영향 연구를 위해 평판형 초광대역 다이폴 안테나를 개발하였다. 우선, 수치해석 방법을 이용하여 지면의 유전율 변화 및 안테나와 지면 사이의 간격에 대한 영향을 시뮬레이션하였다. 결과를 비교하기 위하여 실제 모래 및 수분이 포함된 토양으로 구성된 시험장을 제작하여, 개발된 다이폴 안테나를 사용하여 주파수 영역에서의 지면의 변화 및 안테나와 지면의 간격 차이에 의한 주파수 영역에서의 투과 특성을 조사하였다. 역 퓨리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 시뮬레이션 및 측정된 투과 특성을 시간 영역에서의 임펄스 응답 특성을 구하였다. 시뮬레이션과 측정 결과로부터 지면의 유전율이 높을수록 안테나와 지면과의 간격 변화가 클수록 최대 투과값이 생기는 주파수가 높아졌고, 투과 계수도 증가하였다. 시간영역에서는 유전율이 높을수록 지표면의 직접 반사에 의해 수신되는 신호가 크게 증가하였고, 수신 신호의 모양은 완전히 변형되었다. 또한, 지면과 안테나 사이의 간격 변화로 시간영역 반사 신호의 첨두치의 시간 위치가 변경됨을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권3호
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• pp.32-39
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• 2009

본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 영상레이더 시스템 (Ground Penetrating Image Radar; GPIR) 설계에서 수직심도의 해상도를 높이기 위한 시간영역 관점에서의 최적화 설계방법을 제시하였다. 시스템의 핵심 부분인 임펄스 발생원 및 초광대역 안테나에 대하여 시간영역에서의 해석 기법을 제시하였고, 시뮬레이션에 의해 최적 설계 파라미터를 설정하였다. 특히, 임펄스 신호의 파형을 정형화하여 임펄스 신호의 스펙트럼 효율을 높였으며, 초광대역 안테나로는 U자형 평판형 다이폴 안테나를 사용하였다. 제안된 안테나는 반사체를 사용하여 외부 잡음을 차단하였고, 지중과의 신호 결합을 개선하였다. 또한 시스템의 성능을 열화시키는 안테나에 의한 떨림을 제거하기 위해, 저항을 사용하였고, 송수신 안테나는 시간영역 시뮬레이션을 통하여 최적화 하였다. 지중 매질의 영상화를 위해 마이그레이션을 기법을 사용하였으며, 지면의 영향 등에 의한 수신된 펄스의 왜곡 현상은 시간영역에서의 잡음 및 신호 왜곡 저감 기법을 사용하여 성능을 개선하였다. 최적화된 설계 방법의 평가를 위하여, 지중 매설물 탐지용 레이더 시제품을 개발하였고, 성능 시험을 위한 시험장을 활용하였다. 측정 결과 수직 심도는 이론적 인 해 상도만큼 우수한 성능을 보였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2001년도 추계종합학술대회
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• pp.210-213
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• 2001

본 논문에서는 광대역 동작을 위한 나비형 안테나의 임피던스 특성을 분석했다. 펄스 표면하 레이더는 지중 매설물에 대한 정보를 수집하기 위하여 임펄스를 사용하므로, 이러한 임펄스의 광대역 특성으로 인하여 급전점에서 발생하는 반사를 최소화할 수 있도록 광대역 정합 특성을 가진 안테나가 사용되어진다. 따라서, 본 논문에서는 광대역 특성을 가지는 나비형 안테나를 Ensemble 5.0으로 분석하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1195-1198
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• 2004

본 논문에서는 레이더(Radar)나 소나(Sonar) 시스템 등에서 중요하게 여겨왔던 신호의 방위각 추정기법들은 신호원의 수를 정확히 알아야 한다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 최근에는 빠른 수렴속도를 가지는 칼만 필터를 사용하여 신호원의 정보 없이 잡음 부공간을 성공적으로 추정하는 방법을 제안하게 되었는데 이 방법은 중간대 이상의 신호대 잡음비(SNR)가 유지되는 경우 신호의 정보 얼이 DOA를 추정할 수 있는 것으로 평가되어왔다. 그러나 이러한 알고리즘은 임펄스성 잡음이 섞인다면 성능저하를 가져을 수 있다. 따라서 본 논문에서는 칼만 필터를 바탕으로 한 MUSIC 알고리즘에 시변메모리인자와 후버 영향 함수를 도입하여 임펄스 잡음에 강인한 DOA 추정알고리즘을 제안한다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권4호
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• pp.787-793
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• 2017

본 논문은 기존의 단순한 수위측정 방식과는 달리 저수지 및 사방댐 등의 담수량 및 토사의 퇴적량을 단위체적블록 객체모델링을 통하여 실시간 측정하고, 해당 정보를 영상 정보와 같이 제공하는 IoT기반 소규모 저수지/사방댐 담수량 및 토사량 모니터링 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 점차 강화되고 있는 사방댐 관리규정과 함께 보다 정확한 준설계획의 수립과 효율적인 물 관리가 가능하고, 산사태 등의 재해사고 방지에 매우 효과적이다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권11호
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• pp.1653-1660
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• 2016

영상레이더는 이동하는 플랫폼에 탑제되어 운용되며, 이동 중에 전자파를 송수신하고 획득한 데이터를 영상 처리하여 관측 지역의 영상을 획득하는 전천후 레이더이다. 또한 전자파의 투과성에 의해 영상레이더의 송수신 신호는 대기 및 지표 투과가 가능하며, 기상조건에 관계없이 전천후로 영상 획득이 가능한 이점이 있다. 그러나 영상 레이더는 이동하며 전자파를 송수신하기 때문에 사용하는 펄스 반복 주파수에 따라 잔상 왜곡 및 고스트 이미지 등의 영상 왜곡이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 영상 왜곡의 방지를 위해 지구 관측을 목적으로 하는 L밴드 대역 위성용 영상레이더에서 사용되는 펄스 반복 주파수의 범위 설계를 연구하며, 제안하는 시스템 설계 절차에 따라 시스템 변수 및 펄스 반복 주파수를 도출한다. 또한 MATLAB 기반의 영상레이더 관측 시뮬레이터를 이용하여 사용되는 펄스 반복 주파수에 따라 발생되는 잔상 왜곡 및 고스트 이미지와 제거된 이미지를 확인하였고 관측한 점 목표물의 임펄스 응답 분석으로 최종 도출된 펄스 반복 주파수의 적합성을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권3호
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• pp.194-201
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• 2014

본 논문에서는 TRM(Transmitter-Receiver Module)을 사용하여 각 안테나에 펄스의 위상을 조정함으로써 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있다. 다중 경로 환경에서 성능저하를 향상시키는 임펄스 신호를 왜곡 없이 송 수신하는 빔 스캐닝 시스템(Beam Scanning System)을 설계 및 제작 하였다. 빔 스캐닝 시스템은 안테나 종단 부분에서 신호가 왜곡 없이 송 수신이 가능하여 하며 타 시스템에 영향을 미치지 않아야 한다. 또한 빔 조향을 통하여 표적에 대한 감지 능력도 있어야 한다. 설계한 빔 스캐닝 안테나의 분산특성은 충실도(Fidelity)를 사용하여 분석을 하고 조향과 레이더 해상도(Radar Resolution) 성능은 $1cm{\times}1cm$ 표적의 크기를 사용하여 그 성능을 확인한다. 빔 스캐닝 배열 안테나를 제작하기 위해 IR-UWB(Impulse Radio)용 비발디 안테나(Vivaldi Antenna), 삼중대역 윌킨슨 전력 분배기(Tri-Band Wilkinson power divider), TRM(Transmitter-Receiver Module), 송 수신 모듈(TRM)을 컨트롤 할 수 있는 컨트롤 보드 및 GUI 설계를 하였다. 본 연구를 통해 개발된 UWB 빔 스캐닝 시스템은 빔 패턴 각도를 조정하여 다중 경로 환경에서의 성능저하를 향상시킬 수 있으며, 네트워크 분석기를 이용한 시간영역 분석기술은 안테나 설계 시 안테나의 특성을 정확히 분석을 할 수 있고 손쉽게 빔 폭을 확인 할 수가 있다. 설계한 빔 스캐닝 시스템은 레이더 응용 분야인 지표투과 레이더, 벽 투과 레이더, 의료영상 레이더, 탐색 및 구조 레이더, 비파괴 탐상 레이더 및 무선통신 시스템에 사용 적용이 가능하다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권11호
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• pp.61-68
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• 2008

본 논문은 차량용 UWB 레이더 시스템의 RF front-end 개발에 그 목적이 있다. UWB 시스템은 1ns 이하의 매우 좁은 펄스폭을 갖는 임펄스를 전송한다. 따라서 수 GHz에 이르는 매우 낮은 전력의 초광대역 특성을 갖게 되어 기존의 무선 통신 시스템과의 공존이 불가피하다. UWB의 장점은 높은 채널 용량과 데이터 전송률을 가지며, 다중 경로에 대한 세밀한 분해가 용이하여 위치 예측과 Rake 수신이 가능하다는 점이다. 또한 UWB는 저전력의 초광대역 특성을 나타내므로 낮은 간섭 특성을 가지며, 초단거리의 정밀함에 의해 위치 추적이 가능하며, 시스템 구현 비용을 절감할 수 있다. RF front-end 모듈은 DCR(Direct ConveRsion) 방식을 사용하여 설계하였으며, 저가의 차량용 RF단에 적합하게 구성을 하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권3호
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• pp.509-516
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• 2011

In this paper, a ground penetrating radar(GPR) system is implemented for landmine detection. The performance of the GPR system is associated with the characteristics of local soil and buried target. The choice of the center frequency and the bandwidth of the GPR system are the key factors in the GPR system design. To detect a small and shallow target, the higher frequencies are needed for high depth resolution. We have been designed, fabricated and tested a new impulse generator using step recovery diodes. The measured impulse response has an amplitude of 6.2V and a pulse width of 250ps. The implemented GPR system has been tested real environmental conditions and has proved its ability to detect a small buried target.