• 제목/요약/키워드: Array shape estimation

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근거리 신호 모델링을 기반으로 한 어레이 형상 추정 기법들의 성능 분석 (Performance Analysis of the Array Shape Estimation Methods Based on the Nearfield Signal Modeling)

  • 박희영;이충용
    • 한국음향학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.221-228
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    • 2008
  • 소나 시스템에서 참조 신호를 이용하여 어레이 형상을 추정하는 경우, 참조 신호는 어레이와 충분히 떨어져 있지 않기 때문에 근거리 신호 모델링이 필요하다. 근거리 신호 모델링을 기반으로 하는 어레이 형상 추정 기법은 일반적으로 수신된 참조 신호의 공간 공분산 행렬을 이용한다. 이러한 기법 중 1개의 참조 신호만을 이용하여 공간 공분산 행렬의 고유치 분해 후 최대 고유치에 해당하는 고유 벡터를 참조 신호의 조향 벡터로 구성하여 어레이 형상을 추정하는 근거리 고유벡터 기법이 있다. 본 논문에서는 1개 이상의 참조 신호를 이용하여 공간 공분산 행렬로부터 구한 잡음 부공간과 신호 부공간이 서로 직교한다는 특성을 이용하여 Newton-type 반복 기법으로 센서 위치를 추정해 나가는 간략화된 부공간 근사 기법을 제안한다. 또한 근거리 고유 벡터 기법과 간략화된 부공간 근사 기법의 성능을 다양한 환경에서 분석해 본다. 모의 실험 결과 한 개의 참조 신호를 이용하는 경우에 근거리 고유 벡터 기법과 간략화된 부공간 근사 기법이 거의 동일한 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한 근거리 고유 벡터 기법이 참조 신호를 2개 이상 사용할 수 없는데 반해 간략화된 부공간 근사 기법은 두 개의 참조 신호를 이용함으로써 참조 신호의 입사 방향에 관계없이 안정적인 형상 추정 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

견인 어레이 형상 추정의 칼만 필터 접근 방법에 대한 성능 개선 (The Performance Improvement of Towed Array Shape Estimation Using Kalman Filters)

  • 박민수;도경철;오원천;윤대희;이충용
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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    • pp.691-694
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    • 1999
  • This paper presents a performance improvement technique of 2-D towed array shape estimation using Kalman filters. The proposed algorithm by linear model approximation corrects the position errors caused by the Kalman filter results. However, since the assumed linear model makes errors at bending parts, the spline interpolation algorithm based on curve is proposed to reduce the errors.

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최소자승법을 이용한 해저고정형 선배열 센서의 3차원 배열형상 추정기법 연구 (A Study on Three Dimensional Array Shape Calibration of the Bottom Mounted Array by Iterative Least Squares)

  • 최재용;손권
    • 한국음향학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.370-375
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    • 2004
  • 본 논문에서는, 미지 위치의 원거리 능동음원을 이용하여 해저고정형 선배열 센서에 대한 3차원 배열형상추정 기법을 제안하였다. 본 연구는 센서에 도달하는 음파가 평면파라는 가정 하에 기준센서와 나머지 센서간의 음파도달 시간지연, 센서위치 및 입사각과의 선형방정식의 해를 반복적 최소자승법에 의해 구함으로서 센서위치 추정이 가능하다. 제안된 기법의 타당성을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 실제 해상실험을 수행하였으며, 이론적 분석을 통하여 음원 위치 분포에 따른 성능 및 시간지연 오차에 따른 센서위치 추정 성능을 분석하였다.

진동자극배열에 의한 형상 인식의 정신물리학적 실험 (Psychophysical Experiment for Shape Recognition by Vibratory Tactile Stimulated Array)

  • 윤명종;김남균;유기호
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제11권11호
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    • pp.943-949
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    • 2005
  • For the psychophysical experiment of tactile perception of shapes, experimental system consists of vibrator, tactile stimulation array, measurement and control system is designed and prepared. The psychophysical experiment for the tactile perception of shape is carried out by the estimation of the subject group. Through the experiment the threshold of tactile perception to multi-stimuli with some line shape is obtained. Also the appropriate tactile stimulus intensity and frequency of the tactile stimulation array to recognize arbitrary shapes effectively are derived and discussed.

정방배열 안테나 기반 캐스케이드 도래각 추정 알고리즘 성능평가 (Performance Evaluation of Cascade AOA Estimation Algorithm Based on Square Array Antenna)

  • 김태윤;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1053-1060
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    • 2019
  • 인공위성을 통한 정보수집은 위성에 탑재된 안테나를 기반으로 수행되는데, 위성 안테나는 크게 반사판 안테나, 렌즈 안테나, 위상배열 안테나로 분류된다. 이 중 다중빔 시스템 등의 안테나 패턴 조절 기능이 우수한, 위상배열 안테나가 많이 사용되는 추세이다. 위성 기반의 지상 신호정보 수집은 지리적 영향을 적게 받는 효율성을 가지나, 정확한 신호의 도래각 정보가 요구된다. 본 논문에서는 위상배열 안테나에 사용되는 안테나 배열형상에 대한 특징 및 장단점을 고찰한다. 또한, 위성 수신단에 탑재된 정방배열 안테나 기반의 캐스케이드 도래각 추정 알고리즘을 소개하고, 시뮬레이션을 통한 성능평가 결과를 제시한다.

방사 음장을 이용한 원통형 방사체의 형상 추정 (A method for estimating the shape of a finite cylindrical radiator from its pressure field)

  • 김구환;김양한
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.718-722
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    • 2014
  • A method for estimating the cylindrical shape of a sound radiator is presented. It assumes that sound field can be measured by a linear array. A sound field, due to the radiator vibrating with uniform velocity, can be determined by its shape, size, and orientations. Measured data also can be varying from the array's position. To predict the shape of radiators from these measured data, mathematical relation between geometric parameter and measured information is needed. Assume that a radiator is cylinder, the magnitude and phase of measured pressure is related with the length and diameter of radiator, respectively. In this paper, the method for estimating length and shape of a finite cylinder by using its radiated pressure is proposed and verified through experiment.

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한국 근해에서의 실측 데이터를 이용한 합성 어퍼쳐 소나 실험에 관한 연구 (An Experimental Study on Synthetic Aperture Sonar under Korean Littoral Environment)

  • 박희영;도경철;강현우
    • 한국음향학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.428-436
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    • 2004
  • 물리적으로 제한된 길이의 어레이를 확장함으로써 소나 시스템의 표적 탐지 성능을 향상시키기 위한 합성 어퍼쳐 소나에 대한 실험을 하였다. 어퍼쳐 영역이나 빔 영역에서 어레이를 합성하는 기존의 실험에서는 어레이의 형상을 선형으로 가정하기 때문에 실제 상황과 오차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 왜곡된 어레이의 형상을 추정하여 왜곡을 보상한 후에 어퍼쳐 영역에서 어레이를 합성하는 실험을 하였다. 실험 데이터로는 한국 근해에서 견인 어레이로부터 획득한 데이터를 이용하였으며 실측된 데이터만으로 중첩되는 부어레이 간의 시ㆍ공간적인 위상 차이를 보상함으로써 어레이 길이를 확장하였다. 실험 결과 합성에 의해서 방향 탐지 분해능이 향상되는 것을. 확인할 수 있었고, 5번 합성으로 3dB 빔폭이 약 70%줄어드는 결과를 얻었다.

혼합 배열 안테나 기반의 적응 빔형성 시스템 (Adaptive Beamforming System Based on Combined Array Antenna)

  • 김태윤;황석승
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.9-18
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    • 2021
  • 5G 통신은 높은 주파수 대역을 사용하는 밀리미터파 통신이다. 높은 주파수 특성으로 인해 전파의 직진성이 강해지므로, 넓은 범위를 서비스하기 위해서는 다수의 기지국을 기반으로 한 빔형성(beamforming) 기술이 요구된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해서는 안테나에 입사되는 신호의 도래각(Angle-of-Arrival : AOA) 정보가 필요한데, 일반적으로 도래각은 고분해능 알고리즘인 MUSIC(: Multiple Signal Classification)이나 ESPRIT(: Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)을 사용하여 추정된다. 빔형성 기술을 적용하기 위해 다양한 안테나 형태가 사용될 수 있지만, 일반적으로 단일 형상(사각, 원형, 육각)의 안테나 배열이 주로 사용되어 왔다. 본 논문에서는 다양한 주파수에 적합한, 기존의 단일 형상 배열 안테나가 아닌, 사각과 원형 배열이 혼합된 형상의 배열 안테나를 기반으로 한 송/수신 빔형성 시스템을 소개하고 성능을 평가한다. 제안된 혼합 형상 배열 안테나 기반의 빔형성 시스템에 대한 성능평가를 위해 다양한 시나리오를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션을 실시한다.

Comparison of the Normalized SNRs between the LPA Beamformer and the Conventional Beamformer for a Moving Source

  • Seokjin Sung;Hyunduk Kang;Kim, Kiseon
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 I
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    • pp.190-193
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    • 2003
  • The DOA(Direction Of Arrival) estimation to select a best beam for receiving a particular signal in switched beam antenna systems, and to shape the optimal beam in adaptive array antenna systems, is typically performed under the assumption that the target user motion is almost negligible. In this paper, we model the user as the time-varying source and adopt the LPA(Local Polynomial Approximation) tracking algorithm, proposed by Katkovnik, to solve the time-varying DOA estimation problem. Then, we compare the power spectrum functions between the LPA beamformer and the conventional beamformer, also, the normalized SNRs of each beamformer. The results show that the LPA beamformer is robuster than the conventional beamformer in tine-varying environments. In addition, in case of the conventional beamformer, more array elements give rise to more degradation in the aspect of SNR.

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칼만필터 선배열 형상 추정에 의한 견실한 빔형성 기법 연구 (Robust Beamforming Method by Linear Array Shape Estimation using Kanlman Filter)

  • 한정우
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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    • pp.18-21
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    • 1996
  • 예인형 선배열 소나에서 기존의 선배열 빔형성 기법을 적용하면 예인함 기동시 선배열 형상 변형에 의해 심각한 성능 저하 현상이 나타난다. 이러한 문제 해결을 위해 센서배열 변형을 고려한 견실한 빔형성 기법은 선배열 형상 추정을 위해 칼만필터를 이용한 형상 추정기법을 이용하고, 변형보상 빔형성을 위해 선배열 세그먼트 기울기 추정값을 이용하는 변형보상 빔형성 알고리즘을 제안하였다. 제안된 기법을 기존의 빔형성 기법을 적용하여 시뮬레이션에 의해 제안된 기법의 보상성능을 입증 하였다.

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