• 제목/요약/키워드: Beam Direction Error

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위성통신 능동 위상배열 안테나에서 주파수 스캔 효과로 발생하는 빔 지향 오차의 보상 (Correction of Beam Direction Error caused by Frequency Scan Effect in Active Phased Array Antenna for Satellite Communications)

  • 전순익;오승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.413-420
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    • 2003
  • 본 논문에서는 위성통신용 능동 위상배열 안테나에서 주파수 스캔 효과에 의하여 발생하는 안테나 빔 패턴의 지향 오차를 보상하는 방법을 제안한다. 능동 위상배열 안테나가 두 개의 빔 패턴을 위하여 두 개의 배열이 직렬 연결되고 배열 수가 비대칭인 경우에, 두 빔의 적용 주파수가 다르고 주파수 간격이 크며 빔 폭이 좁고 스캔각이 크면 안테나는 주파수 스캔 효과에 의해 빔 지향 오차가 발생한다 제안되는 수식을 사용하면, 빔 지향오차 각을 예측하여 계산할 수 있으며 이를 보상하는 능동 위상배열 안테나의 위상제어 값을 계산할 수 있다. 본 논문에서는 첫째 층 32$\times$4 배열과 둘째 층 4$\times$2 배열 구조로부터 두 개의 안테나 빔을 가지고, 7.25 GHz~7.75 GHz 주파수 대역에서 두 빔의 주파수 편차가 최대 500 MHz(6.7 %)이며, 주파수 스캔 범위가 0$^{\circ}$~$\pm$35$^{\circ}$이고, 35.6 dBi 이득과 2.2$^{\circ}$의 3 dB 빔 폭을 가지는 능동 위상배열 안테나 시스템을 제작하고, 주파수 스캔효과에 의한 빔 지향 오차를 제안된 방법의 적용 전과 적용 후에 측정 비교하였다. 주파수 스캔 효과에 의한 빔 지향 오차는 보상 전에 최대 2.5$^{\circ}$였으나, 보상 후에는 최대 0.2$^{\circ}$오차로 감소하였다. 제안된 보상으로 안테나 시스템은 7 dB 신호감쇄가 보상되었다. 제안된 보상으로 능동 위상배열 안테나는 통신을 위한 목표 위성을 정확하게 지향할 수 있다.

직선배열 진동자에 의한 도풀러 로그의 지향특성 개선에 관한 연구 (Improvement of the Directivity of a Doppler Log Using Linear Transducer Array)

  • 신형일;정세모
    • 한국항해학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.1-39
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    • 1981
  • A doppler log is the typical device which can measure the ship's speed over the ground directly, by means of doppler effect of the underwater ultrasonic wave, which involves the error due to the sea bottom inclination, the trim and the incorrect transducer installation etc. The present doppler log adopts a single transducer, faced in the direction of themain beam, and therefore it is unable to correct the beam direction to eliminate the above mentioned error. Moreover, the frequencyis also limitted in a comparatively high range for getting a sharp beam with single transducer, and the speed over the ground can not be detectable at the deep sea, for an instance, over 200 meters. This paper describes a theoretical consideration for the doppler log error and an analysis by a computer on the observed speed data by a full size model ship. The result is verified that the most of doppler log error is caused by the ultrasonic beam angle of transducer. To eliminate the doppler log error due to the incorrect transducer installation and also to sharpen the beam for lower frequency range to expand measurable sea depth, this paper proposes a method of controlling the directivity adopting a linear transducer array and of controlling the directivity by the control of exciting current, and investigates by the computer simulation and make experiment with magnetostrictive ferrite transducer of 28, 50 and 75KHz. The experimental results are shown well coincide with the measured ones, and they are revealed that in case where the transducer interval is greater than 1 wavelength, the effective control of the beam direction is hardly performed with keeping adequate beam width and side lobe level. It is concluded that 6-elements array with inter element space of a half wavelength can make comparatively sharp beam and low side lobe level. The results obtained here will contribute very much to the improvement of the performance of doppler log.

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과수원용 차량의 자율주행을 위한 적외선 측거 장치개발 (Development of Infrared Telemeter for Autonomous Orchard Vehicle)

  • 장익주;김태한;이상민
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제25권2호
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    • pp.131-140
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    • 2000
  • Spraying operation is one of the most essential in an orchard management and it is also hazardous to human body. for automatic and unmanned spraying , an autonomous travelling vehicle is demanded. In this study, a telemeter was developed using infrared beam which could detect trunks and obstacles measure distance and direction from the vehicle travelling in the orchard. The telemeter system was composed of two infrared LED transmitters and receivers, a beam scanning device for continuous object detection , two rotary encoders for angle detector, and a beam level controller for uneven soil surface. The detected distance and direction signal s were sent to personal computer which made for the system display the angular and distance measurements through I/O board. According to a field test in an apple farm, the system detected up to 10m distance under 12 V of transmitted beam intensity, however, it was recommended that the proper beam transmit intensity be 7 v at the 10 m distance, because of the negative effect to human body at 12 V. The error rate of this system was 0.92 % when the actual distance was compared to measured one. The system was feasible at the small error rate. The developed telemeter system was an important part for autonomous travelling vehicle provided the real time object recognition . A direction control system could be constructed suing the system. It is expected that the system could greatly contribute to the development of autonomous farm vehicle.

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A Study on Mobile Target Estimation Resolution using Effects of Model Errors and Sensitivity Analysis

  • Lee, Kwan Hyeong
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제2권1호
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    • pp.21-23
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    • 2013
  • The antenna pattern in this case has a main beam pointed in the desired signal direction, and has a null in the direction of the interference.The conventional antenna pattern concepts of beam width, side lobes, and main beams are not used, as the antenna weights are designed to achieve a set performance criterion such as maximization of the output SNR.A new direction of arrival estimation method using effects of model errors and sensitivity analysis is proposed. Two subspaces are used to form a signal space whose phase shift between the reference signal and its effects of model error signal. Through simulation, the performance showed that the proposed method leads to increased resolution and improved accuracy of DOA estimation relative to those achieved with existing method. Since a desired signal is obtained after interference rejection through correction effects of model error, the effect of channel interference on the estimation is significantly reduced.

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.

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.

Dose Calculation of Photon Beam with Wedge Filter for Radiation Therapy Planning System

  • Cheong, Kwang-Ho;Suh, Tae-Suk;Lee, Hyoung-Koo;Choe, Bo-Young
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2003년도 제27회 추계학술대회
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    • pp.41-41
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    • 2003
  • Purpose: Even if the wedge filter is widely used for the radiation therapy to modify the photon beam intensity, the wedged photon beam dose calculation is not so easy. Radiation therapy planning systems (RTPS) have been used the empirical or semi-analytical methods such as attenuation method using wedge filter parameters or wedge filter factor obtained from measurement. However, these methods can cause serious error in penumbra region as well as in edge region. In this study, we propose the dose calculation algorithm for wedged field to minimize the error especially in the outer beam region. Materials and Method: Modified intensity by wedge filter was calculated using tissue-maximum ratio (TMR) and scatter-maximum ratio (SMR) of wedged field. Profiles of wedged and non-wedged direction was also used. The result of new dose calculation was compared with measurement and the result from attenuation method. Results: Proposed algorithm showed the good agreement with measurement in the high dose-gradient region as well as in the inner beam region. The error was decreased comparing to attenuation method. Conclusion: Although necessary beam data for the RTPS commissioning was increased, new algorithm would guarantee the improved dose calculation accuracy for wedged field. In future, this algorithm could be adopted in RTPS.

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The Performance Analysis of Beamforming Algorithm for Anti-Spoofing

  • Choi, Yun Sub;Lee, Sun Yong;Park, Chansik;Ahn, Byoung Sun;Won, Hyun Hee;Lee, Sang Jeong
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제5권3호
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    • pp.131-136
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    • 2016
  • The present paper shows that beamforming algorithm such as Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) based on array antenna signal processing can have not only anti-jamming but also anti-spoofing characteristics. A beam pattern due to the beamforming algorithm strengthens received signal power as it is formed in the incident direction of desired signal. During the process, the effect of unnecessary signals such as spoofing signals can be reduced because the beam pattern reduces received signal power in the incident directions excluding the beam pattern-directed direction. In order to analyze the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm, a software-based simulation environment was configured. An arbitrary error was applied between incident direction of Global Positioning System (GPS) satellite signal and steering vector direction of the beamforming algorithm to analyze the received signal power and required conditions were provided to see the anti-spoofing effect due to the beamforming algorithm. The used antenna was 7-element planar circular array and beam patterns were formed through the MVDR algorithm.

몬테카를로 코드를 활용한 표준 감마선 조사장치의 성능평가에 관한 연구 (A Study on the Performance Evaluation of Standard Gamma Irradiation System Using Monte Carlo Code)

  • 박원석;허승욱;김장오;민병인
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.179-184
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    • 2018
  • 본 연구는 표준 감마선 조사장치의 유효빔 크기를 실측과 시뮬레이션의 결과를 비교하여 유효빔 영역의 결정에 유용한 수단을 제공하고자 하였다. 시뮬레이션과 전리함을 이용한 실측의 결과는 공기커마율의 경우는 상대오차 4.5~7.3% 범위에 분포하였다. 유효빔 영역의 크기는 시뮬레이션의 경우 수평 방향 27cm, 수직 방향 21.6cm로 구현되었고, 필름을 이용한 실측결과는 수평 방향 26.5cm, 수직 방향 21.9cm로 유사한 결과가 도출되었다. 수평방향의 상대오차는 1.85%, 수직 방향은 1.38% 이며 유효빔 영역도 감마선장을 중심으로 유사하게 분포하였다. 감마선 조사장치에 있어서 시뮬레이션의 유효성이 충분함을 확인하였다. 특히 공기커마율보다 유효빔 크기의 상대오차가 적은 것은 빔의 크기가 표준선원의 용량보다는 기하학적 요인으로 결정되기 때문인 것으로 판단된다. 향후 시뮬레이션을 이용한 광자 에너지 분포도의 신뢰성을 높이기 위한 연구가 필요 할 것이다.

도파관 슬롯 방식의 능동위상배열레이더 표적정보 오차보상기법 연구 (A Study on Waveguide Slotted Active Phased Array Radar Target Information Error Compensation Technique)

  • 유동길;김덕환;김한생;이기원
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.11-19
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    • 2019
  • The waveguide slotted active phased array radar is characterized in that the beam is tilt in a specific direction when the feeding position of the antenna is not in the center of the antenna. If the beam deflection phenomenon is not properly compensated, error bias is generated in the target information collected by the radar, and the target accuracy is lowered. In this paper, we describe a technique to compensate the error of the target information that is collected in the active phased array radar of the waveguide slot type instead of the center of the antenna.