• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.56-60
• /
• 2021

The microwave Radar used for special purposes in the past is being applied in various areas due to the technological advancement and cost reduction, and is particularly applied to autonomous driving in the automobile field. The FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) Radar can acquire level information of liquid in vessel based on the beat frequency obtained by continuously transmitting and receiving signals by modulating the frequency over time. However, for cryogenic fluids with small impedance differences between liquid medium and gas medium, such as liquid nitrogen and liquid hydrogen, it is difficult to apply a typical Radar-based level meter. In this study, we develop an 80 GHz FMCW Radar for level measurement of cryogenic fluids with small impedance differences between media and analyze its characteristics. Here, because of the low intrinsic impedance difference, most of the transmitted signal passes through the liquid nitrogen interface and is reflected at the bottom of the vessel. To solve this problem, a radar measurement algorithm was designed to detect multiple targets and separate the distance signal to the bottom of the vessel in order to estimate the precise position on the liquid nitrogen interface. Thereafter, performance verification experiments were performed according to the liquid nitrogen level using the developed radar level meter.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.38-44
• /
• 2014

본 논문은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 레벨 측정기 설계와 시뮬레이션을 통한 성능분석에 대하여 기술한다. 설계된 레벨미터는 FMCW radar를 이용하여 최대 20m 거리를 측정하며, 거리 계산을 위한 비트신호 분석기법으로 FFT(Fast Fourier Transform)와 Zoom-FFT를 적용하였다. 성능 분석을 위해 시뮬레이션을 통하여 두가지 기법을 비교 분석한 결과, 측정오류를 최소화하고 측정의 분해능을 향상시키기 위해서는 Zoom-FFT 기법이 보다 적절한 기법임을 확인하였다. 시뮬레이션은 주파수 분해능과 측정거리 분해능의 최적 값을 얻기 위해 다양한 조건에서 분석하였고, 1.024GHz 주파수 조건에서 2.2mm의 측정 분해능을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.535-543
• /
• 2018

최근 레벨계는 산업현장의 안전 및 유지관리와 연관되어 넓은 측정범위가 요구되는 추세이다. 일반적으로 레벨계의 측정범위를 확보하기 위해 측정환경을 개선하여 잡음을 감소시키거나 신호처리를 통해 신호의 왜곡을 보상하게 된다. FMCW 레이다 레벨계의 잡음과 신호의 왜곡은 레벨계의 근거리 특성에 영향을 주어 최소탐지거리가 감소되는 결과를 갖게 한다. 본 논문에서는 레벨계의 근거리 영역의 잡음을 제거하기 위해 window 함수와 비트 스펙트럼의 특성을 고려한 Equalizer 필터를 적용하여 최소탐지거리 성능을 개선하며 탐지가 상대적으로 어려운 레벨계 근거리의 측정 신뢰도를 높이고 탐지영역내의 측정 범위를 향상 시키고자 한다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
• /
• pp.331-334
• /
• 1998

In this paper, we have presented an improved design of the microwave level meter based on the principle of FM-CW radar. First, we have analyzed the effect of VCO nonlinearity on the spectral broadening of the beat signal, and presented a new type of design theory to linearize VCO tuning curve adopting FFT algorithm. Simulation results for a VCO having the linearity of 25% have been presented, which show the usefulness of the design algorithm.

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

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.29-33
• /
• 2022

Recently, development of a cryogenic fluids storage tank for storing or transporting liquid hydrogen is actively in progress. In cryogenic fluids storage tanks, hydrogen evaporates due to the extreme temperature difference inside and outside the tank. As the mass of the cryogenic fluids changes with continuous vaporization, the fluids level also changes. Therefore, there is need for a method of accurately measuring the level change in the storage tank. In the case of general cryogenic fluids, it is difficult to accurately measure the level because the dielectric constant is very low. As a method of measuring cryogenic fluids level with low dielectric constant, it can be used an Millimeter wave (MM wave) FMCW radar sensor. However, the signal sensitivity is very weak and the level accuracy is poor. In this paper, the signal sensitivity is improved by designing the horn lens antenna of the existing 80 GHz FMCW radar sensor. Horn lens antenna is fabricated by FDM/SLA type 3D printer according to horn and lens characteristics. The horn is used to increase the signal gain and the lens improves the signal straightness. This makes it possible to measure the level of cryogenic fluids with a low dielectric constant.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1964-1972
• /
• 2017

K-water에서는 2008년부터 부자식 및 초음파, 레이다식의 수위계에 대한 ISO 17025 국제공인 교정기관을 운영하고 있다. 현재까지 수위계의 교정은 고정표준실에서 실내 교정만이 가능하였으며, 이는 현장 등의 실외에서 교정하는 시스템의 부재가 원인이었다. 따라서 현장에서도 교정이 가능하도록 2015년에 이동형 교정시스템을 개발하였으며, 2016년에 각종 심사 및 위원회를 거쳐 한국인정기구(KOLAS)로부터 인정을 받았다. 본 논문에서는 한국인정기구로부터 인정받은 수위계 이동형 교정시스템 중 부자식 수위계를 현장에서 교정할 수 있는 교정시스템에 대하여 표준기 및 측정과 관련한 제반 사항에 대하여 검토하였다. 또한 설계의 기반이 되는 수학 모델을 도출하였으며, 이동형 교정시스템 구축을 통하여 수문관측 데이터에 대한 과학적인 시스템 운영으로 측정 데이터의 신뢰성을 확보하고자 하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.389-400
• /
• 2019

레벨계는 비침습적으로 매질의 레벨을 측정 할 수 있어 산업계에서 안전과 유지보수와 연관되어 점점 다양한 종류의 레벨계가 사용되고 있는 추세이다. 레벨계는 석탄, 밀가루, 쌀 등의 고체 매질과 물, 석유 등의 액체매질과 같은 여러 종류의 매질에 따라 측정이 가능하며 매질에 따른 오차를 줄이기 위해 도플러 효과를 이용한 계측으로 측정 오차를 보완 할 수 있으나, 신호처리 단계가 더 많아져 연산속도가 더 필요하게 되고 하드웨어 복잡도가 증가하며 고비용 구조가 요구된다. 본 논문에서는 원격 측정 레벨계의 신호처리 연산구조를 개선 하는 방법을 제안하여 연산량을 줄이고 요구되는 FPGA의 리소스 사용량을 줄일 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.2492-2494
• /
• 2005

This study designed on the standard calibration facility for calibration about radar type, ultra-sonic type and floating type. We reviewed calibration facilities, analysis any problems, and proposed optimal plan which uses EDM and electrical level meter.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.18-25
• /
• 2000

본 논문에서는 YIG 발진기(YTO)를 사용한 산업용 FM-CW 마이크로파 거리계를 설계 제작하여, 그 측정 겸과를 제시하였다.YTO는 주파수 선형성이 매우 우수하므로 거리계의 구성에서 별도의 선형화 장치를 필요로 하지 않는다. 운용환경 주변의 장애물로부터 발생되는 반사 선호를 제거하기 위해서 중간주파 선호에 디지털 대역통과 필터를 적용하였다. 이를 위해서 Kaiser window를 사용한 FIR 필터가 설계되었다. 거리 측정 테스트는 4 40m까지 측정할 수 있는 야외 시험장에서 1m 간격으로 실시되었으며, 측정오차의 표준편차가2.33 cm인 측정 결과플 얻었다 본 논문에서 제작된 마이크로파 거리계는 제철소의 용선 운반 차량과 같이 사람이 접근하기 어 려운 산업 시설에서 거리측정용으로 사용될 수 있다