• 전자공학회논문지SC
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• 제47권6호
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• pp.27-32
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• 2010

오늘날 FMCW 레이더 시스템은 차량의 능동 안전 시스템에 널리 활용되어지고 있다. 레이더 시스템에서 탐지확률을 높이고 오경보율을 줄이기 위해서는 정지타겟을 포함한 클러터 성분을 제거하고 관심 있는 이동타겟을 효과적으로 탐지하기 위한 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 이동타겟 탐지 및 클러터 제거 알고리즘을 제안한다. 먼저 제안된 이동타겟 비트주파수 검출 필터를 이용하여 클러터를 제거한다. 검출된 이동타겟 비트주파수들을 이용하여 데이터-결합 한 후, 제로-도플러 제거 알고리즘을 이용하여 남아있는 클러터를 제거한다. 이 알고리즘을 검증하기 위해 실제 FMCW 레이더를 이용하여 도로 상에서 실험하였다.

• 전기학회논문지
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• 제61권5호
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• pp.726-734
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• 2012

In this paper, a practical warhead tracking filter is proposed for developing a FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) seeker with anti-ballistic missile capability. For reliable warhead tracking, the measurement originated from the warhead section of a ballistic target should be separated from other measurements. Futhermore, since the FMCW seeker is based on triangular frequency modulation, the multiple measurements obtained in different chirp periods should be properly associated. As a systematic way to solve the problem, the measurement pairing problem under cluttered environment is reformulated as a data association filtering problem and the PDA (Probabilistic Data Association) scheme is applied. The proposed warhead tracking filter provides better warhead tracking performance compared to the conventional range tracking algorithm and nearest neighbor warhead tracking filter. The effectiveness and reliability of the proposed method are verified using the FMCW seeker simulator.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.83-90
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• 2020

현재 상용화되어 있는 유량 측정 레이더 센서는 표면 유속을 이용하여 유량을 측정하는 방법을 사용한다. 이러한 방식으로는 표면 유속만으로 유량을 추정하는 것이기 때문에 단위 시간당 흐르는 물의 양을 정확하게 측정할 수 없다. 보다 정확한 측정을 위해서는 수위와 유속 정보 모두가 필요하며, 이에 따라 일부 상용 계측기는 수위와 유속을 각각 측정하는 두 개의 센서를 이용하여 유량을 산정하는 방식을 채택하고 있다. 본 논문에서는 하나의 FMCW 레이다 센서를 이용하여 수위와 유속을 동시에 측정할 수 있는 방법에 대하여 제안하고, 이를 위한 FMCW 레이다 송신 파형을 설계한다. 또한, 송신 파형을 기반으로 수신 신호를 모델링하여 수위 및 유속 측정 시 발생할 수 있는 문제점들에 대해 고찰하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2013

본 연구에서는 FMCW 레이더를 이용해 수평적인 해상 감시를 위한 선박 탐지 및 추적 기법을 개발하였다. FMCW레이더는 일반적으로 웜업(warm-up) 시간이 짧고 날씨나 대기상태에 영향을 받지 않으며 가볍고 사용 편의성이 높기 때문에 해상 감시 분야에서 중요한 역할을 할 수 있다. 본 논문에서는 X-밴드 FMCW 레이더의 데이터 처리 기법과 선박 탐지 및 추적 알고리듬 구현 결과를 소개한다. 선박 탐지는 원시자료(spoke)에서 합성된 프레임 데이터를 사용하여 육지부분을 제거한 후 형태학적 처리 기법을 이용한 임계치가 적용되었다. 선박의 추적은, 선박의 예상 최대선속(19 kn)과 프레임간의 시간간격(5 sec)을 고려하여 다음 프레임에서의 선박의 위치를 예상하는 탐색창(search-window)을 사용하였다. 평택항에서 실시된 실험에서 실제 운항중인 다섯 척의 선박이 사용되었으며, 이중 25 m 이상인 선박의 경우 완벽하게 탐지되었고, 소형 어선의 경우 평균적으로 85.38%의 탐지율을 보였다. 어선의 낮은 탐지율은 부이 주변을 항해할 때 주로 발생하였으며, 재질이 유리섬유강화플라스틱(FRP)이며 선박 높이가 낮은 것이 원인으로 판단된다. 추적기법에 의한 결과와 선박자동식별장치(Automatic Identification System) 비교를 통해 각 선박의 추적은 잘 이루어진 것으로 확인되었으며, 추적률은 평균적으로 95.12%이었으며, 길이 25 m 이상 선박의 추적률은 100%이었다. 향후 소형어선에 대한 탐지와 추적기법 향상을 위한 알고리듬 개선이 요구된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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• pp.398-402
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• 2003

본 논문에서는 FMCW레이더 시스템에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 유전체 공진 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도의 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q값이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 하모닉 발란시스 시뮬레이션을 사용하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.0GHz에서 2.22dBm 출력 파워와 -30dBc의 고조파 억압과 중심 주파수 100kHz offest에서 -130dBc의 매우 좋은 위상잡음 특성을 얻었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 가변 범위는 중심주파수에서 $\pm$18.7MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 FMCW의 국부 발진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.377-387
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• 2016

본 연구에서는 X-밴드 대역 FMCW(frequency modulated continuous wave) 기반의 다중대역폭를 갖는 영상 레이다 설계와 자체 제작된 레이다 시스템의 성능시험 결과를 선보인다. 다중대역폭을 갖는 FMCW 레이다 송신기 설계를 위해 300 MHz와 500 MHz 대역폭을 갖는 두 개의 톱니파 조합을 주파수 변조신호로 활용하였으며, X-밴드 대역의 수신 신호로부터 비트 주파수(beat frequency)를 효과적으로 수신하기 위해 L-밴드 대역 신호발생기와 주파수 변환회로가 혼합된 송 수신회로를 구성하였다. 자체 설계/제작된 레이다의 다중대역폭 성능시험을 위해 송신기 최대 출력 35 dBm, 데이터수집 장치의 샘플링 주파수 1.2 MHz와 기록시간 1 ms로 시스템을 구성하였으며, 대역폭 500 MHz와 300 MHz를 갖는 변조신호로부터 거리방향과 방위각방향 해상도(0.28 m, 0.26 m)와 (0.44 m, 0.27 m)를 각각 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.906-911
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• 2004

본 논문에서는 FMCW레이더 시스템에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 유전체 공진 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도의 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q같이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 하모닉 발란시스 시뮬레이션을 사용하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05GHz에서 2.22㏈m 출력 파워와 -30㏈c의 고조파 억압과 중심 주파수 100KHz offest에서 -130㏈c의 매우 좋은 위상잡음 특성을 얻었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 가변 범위는 중심 주파수에서 $\pm$18.7MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 FMCW의 국부 발진기로 이용될 수 본 논문에서는 FMCW레이더 시스템에서 안정된 소스원으로 사용할 수 있는 전압제어 유전체 공진 발진기를 구현하였다. 위상 잡음을 개선하기 위하여 저잡음 특성을 가진 MESFET과 높은 선택도의 유전체 공진기를 사용하였고, 안정된 전압 가변을 하기 위하여 Q같이 높고 가변 특성이 좋은 바렉터 다이오드를 사용하였다. 구현된 회로는 최적의 성능을 갖도록 하모닉 발란시스 시뮬레이션을 사용하였다. 제작된 전압제어 유전체 공진 발진기의 특성을 측정한 결과, 중심 주파수 12.05GHz에서 2.22㏈m 출력 파워와 -30㏈c의 고조파 억압과 중심 주파수 100KHz offest에서 -130㏈c의 매우 좋은 위상잡음 특성을 얻었으며, 바렉터 다이오드에 인가되는 전압의 변화에 따른 주파수 가변 범위는 중심 주파수에서 $\pm$18.7MHz를 얻었다. 제작된 VCDRO는 FMCW의 국부 발진기로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.335-343
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• 2024

본 논문은 FMCW LiDAR의 실시간 표적 신호처리 기법에 관해 기술하고 있다. FMCW LiDAR는 높은 검출민감도를 가져 낮은 출력만으로 장거리 측정이 가능하면서도 눈, 비, 안개 등 열악한 환경에서 강건한 검출성능을 가져 자율주행자동차용 차세대 LiDAR로 주목받고 있다. 본 논문은 주파수 영역의 신호처리를 위해 필요한 고속 데이터 획득, 전송 및 병렬 신호처리를 위한 하드웨어 구조에 대해 기술하였다. 획득된 시계열 신호로부터 주파수 특성을 분석하기 위하여, 푸리에 변환 연산을 FPGA로 구현하였다. 변환된 주파수영역 데이터로부터 강건한 표적검출 성능을 확보하기 위한 C-FAR 알고리즘에 대해 기술하였다. 표적의 스펙트럼 신호로부터 주파수 측정값의 해상도를 향상하고, 측정된 주파수 값을 표적의 거리 및 속도 정보로 변환하는 과정에 대해 상세히 기술하였다. 스캐너 2D 위치 및 표적의 거리 정보를 활용하여 3차원 영상으로 변환하고 이를 전시하였다. 제안된 FPGA 구조의 병렬 신호처리 알고리즘 적용을 통하여 FMCW LiDAR의 실시간 표적 신호처리 및 고해상도 영상획득 성능을 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.71-77
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• 2017

This paper proposes a low complexity frequency modulated continuous wave (FMCW) surveillance radar algorithm. In the conventional surveillance radar systems, the two dimensional (2D) fast Fourier transform (FFT) method is usually employed in order to detect the distance and velocity of the targets. However, in a surveillance radar systems, it is more important to immediately detect the presence or absence of the targets, rather than accurately detecting the distance or speed information of the target. In the proposed algorithm, in order to immediately detect the presence or absence of targets, 1D FFT is performed on the first and M-th bit signals among a total of M beat signals and then a phase change between two FFT outputs is observed. The range of target is estimated only when the phase change occurs. By doing so, the proposed algorithm achieves a significantly lower complexity compared to the conventional surveillance scheme using 2D FFT. In addition, show in order to verify the performance of the proposed algorithm, the simulation and the experiment results are performed using 24GHz FMCW radar module.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2018

This paper proposes a low complexity super resolution algorithm for frequency modulated continuous wave (FMCW) radar systems for foreign object debris (FOD) detection. FOD radar has a requirement to detect foreign object in small units in a large area. However, The fast Fourier transform (FFT) method, which is most widely used in FMCW radar, has a disadvantage in that it can not distinguish between adjacent targets. Super resolution algorithms have a significantly higher resolution compared with the detection algorithm based on FFT. However, in the case of the large number of samples, the computational complexity of the super resolution algorithms is drastically high and thus super resolution algorithms are difficult to apply to real time systems. In order to overcome this disadvantage of super resolution algorithm, first, the proposed algorithm coarsely obtains the frequency of the beat signal by employing FFT. Instead of using all the samples of the beat signal, the number of samples is adjusted according to the frequency of the beat signal. By doing so, the proposed algorithm significantly reduces the computational complexity of multiple signal classifier (MUSIC) algorithm. Simulation results show that the proposed method achieves accurate location even though it has considerably lower complexity than the conventional super resolution algorithms.