• 한국항행학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.85-91
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• 2020

최근 다양한 환경에서 무인기를 효율적으로 운용하기 위한 목적으로 멀티모드 레이다 시스템이 고안되었으며, 이는 PD (pulse Doppler) 방식과 FMCW (frequency modulated continuous wave) 방식을 통합하여 활용할 수 있다는 장점을 가진다. 멀티모드 레이다 시스템의 하드웨어 구조의 경우 FFT (fast Fourier transform) 프로세서와 IFFT (inverse fast Fourier transform) 프로세서가 필수적이지만, FFT 프로세서는 큰 복잡도를 갖는 구조 중 하나로 FFT 프로세서의 복잡도를 감소시키는 방향으로의 구조 설계가 필요하다. 또한, 다양한 거리 해상도를 요구하는 레이다 응용 환경을 고려했을 때, FFT 프로세서는 가변 길이의 연산을 지원할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 멀티모드 레이다 신호처리 프로세서 거리 추정부의 FFT 프로세서와 IFFT 프로세서를 16~1024 포인트의 가변 길이 연산을 지원하는 단일 FFT 프로세서의 하드웨어로 설계하여 제안한다. 제안된 FFT 프로세서는 MATLAB 기반 알고리즘 설계를 수행한 뒤, 그 결과를 토대로 Verilog-HDL (hardware description language)을 활용하여 RTL (register transfer level) 설계가 수행되었으며, 논리 합성 결과 총 총 7,452개의 logic elements, 5,116개의 registers로 구현 가능함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권2호
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• pp.293-302
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• 2014

원격탐사에서 주로 사용되는 레이다 시스템에는 인공위성, 항공기 및 지상용 SAR 시스템을 비롯하여 산란계와 도플러 레이다 등이 있다. 이러한 시스템들은 고가의 장비들로 구성되며, 운용하는 데에 매우 전문적인 기술을 필요로 한다. 일반적인 대학이나 연구소에서는 장비의 구성과 운용에 대한 경험을 얻기 힘들기 때문에 레이다 및 SAR를 이용한 새로운 적용 분야를 이해하고 개척해 나아가는데 필수적인 하드웨어적 원리를 배우고 실습하기에 어려운 실정이다. 이를 극복하기 위하여 이 논문에서는 미국 MIT에서 제공하는 Cantenna 시스템의 설계도를 기반으로 한 레이다 시스템을 저가로 제작하고 실험한 내용을 소개한다. 제작된 레이다는 총 세 가지의 방식으로 운영되었는데, 첫째, 도플러 레이다를 이용하여 이동하는 차량의 속도를 측정하였고 둘째, 거리해상도를 가지는 레이다 방식을 이용하여 이동하는 두 물체의 움직임을 측정하였다. 마지막으로, 지상용 SAR 방식으로 방위각 해상도를 높여 이차원의 영상을 획득하였다. 추가적으로 영상화에 사용되는 Deramp-FFT 알고리즘과 ${\omega}-k$ 알고리즘의 비교 및 안테나의 위치 측정 오차에 따른 영향을 분석하기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 향후 샘플링 주파수의 증가, I/Q 샘플링 및 보다 안정적인 회로를 구현하면 무인 항공기에 탑재할 수 있는 가벼운 SAR 시스템으로도 발전할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권2호
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• pp.99-106
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• 2008

영상 레이다(SAR)는 주야간, 일조량에 관계없이 전천후로 영상획득이 가능하여 군사용으로는 물론 과학 민수용으로 광범위하게 활용된다. SAR 시스템에서는 고도, 운용 주파수, PRF 등의 다양한 시스템설계 파라미터로부터 생성된 임펄스 응답 함수(impulse response function)를 분석하여 공간해상도, PSLR, ISLR 등 영상품질 성능 파라미터의 추정이 가능하다. 그러나 모델링된 임펄스 응답 특성은 주변 클러터 환경이 고러되지 않은 이상적인 경우이므로 실제 주변 클러터 환경을 고려한 SAR 영상품질 분석 기법이 필요하다. 본 논문에서는 먼저 주요 SAR시스템 파라미터를 기반으로 SAR 점표적 원시 데이터를 생성하고, 거리-도플러 알고리듬(range-Doppler algorithm)을 이용하여 임펄스 응답 데이터를 형성한다. 그리고 실제 SAR영상의 일부분을 추출하여 주변 배경 클러터 환경 데이터를 형성한 후, 임펄스 응답 데이터를 삽입한다. 형성된 응답 데이터는 영상품질의 정확도를 향상시키고자 확장보간법을 도입하여 분석하고, 이에 대한 효과를 주요 도플러 파라미터인 방위 FM율 오차에 따른 성능분석을 수행함으로써 확인한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.486-493
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• 2023

본 논문에서는 FMCW 레이다 기반의 포인트 클라우드와 LSTM을 이용한 자동 핸드 제스처 영역 추출 및 인식 기법을 제안한다. 제안한 기법은 기존의 방식과 다른 다음과 같은 독창성이 있다. 첫 번째, 기존의 range-doppler 등의 2D 이미지를 입력 벡터로 하는 방식과 다르게 시계열 형태의 포인트 클라우드 입력 벡터는 레이다 전방에서 발생하는 시간에 따른 움직임을 좌표계 형태로 인식할 수 있는 직관적인 입력 데이터이다. 두 번째, 입력 벡터의 크기가 작기 때문에 인식에 쓰이는 딥러닝 모델도 가볍게 설계할 수 있다. 제안하는 기법의 수행 과정은 다음과 같다. FMCW 레이다로 측정된 거리, 속도, 각도 정보를 활용해 x, y, z 좌표 형식과 도플러 속도 정보를 포함한 포인트 클라우드를 활용한다. 제스처 영역은 속도 정보를 통해 얻어진 도플러 포인트를 이용하여 제스처의 시작과 끝 지점을 파악해 자동으로 핸드 제스처 영역을 추출하게 된다. 추출된 제스처 영역의 시점에 해당하는 시계열 형태의 포인트 클라우드는 최종적으로 본 논문에서 사용한 LSTM 딥러닝 모델의 학습 및 인식에 활용되게 된다. 제안하는 기법의 객관적인 신뢰성을 평가하기 위해 다른 딥러닝 모델들과 MAE를 산출하는 실험과 기존 기법들과 인식률을 산출하는 실험을 수행하여 비교하였다. 실험 결과, 시계열 형태의 포인트 클라우드 입력 벡터 + LSTM 딥러닝 모델의 MAE 값이 0.262, 인식률이 97.5%로 산출되었다. MAE는 낮을수록, 인식률은 높을수록 우수한 결과를 나타내므로 본 논문에서 제안한 기법의 효율성이 입증되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.418-425
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• 2014

본 논문에서는 원거리에서 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있는 Ku-Band 대역의 도플러 레이더 시스템을 설계하였다. 레이더로 측정을 하는 동시에 ECG(Electrocardiogram)를 이용하여 호흡 및 심박수 측정을 하였다. 수신된 I/Q(Inphase & Quadrature-phase) 신호를 이용한 arctangent demodulation을 적용하였을 때 RMSE(Root Mean Square Error)값을 약 50 % 정도 개선시킬 수 있었다. CW(Continuous Wave) 도플러 레이더는 송수신단이 연속적으로 항상 열려 있기 때문에 송신안테나에서 수신 안테나로 누설되는 전력이 발생하게 된다. 출력 파워가 높아질수록 누설되는 전력은 시스템의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)에 영향을 주게 된다. 따라서 본 연구에서는 원거리에서 감지가 가능하도록 누설 전력의 반대위상을 갖는 신호를 더해줌으로써 누설 전력으로 인한 수신단의 감도 저하를 최소화 시키는 기법을 적용하였다. 위의 leakage cancellation 기법을 적용하여 최대 35 m 거리 대상의 호흡 및 심박 수를 측정하였으며, 이와 비교하여 ECG 값에서 추출한 심박 수 값과 일치함을 볼 수 있다.

• 한국임상수의학회지
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• 제32권2호
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• pp.162-167
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• 2015

좌심실의 용적과부하와 심할 경우 심근 기능부전을 일으키는 질병에서 Tei index는 심근기능을 평가하는데 있어 비교적 측정이 쉽고 재현율이 양호하다고 보고된 심초음파 측정 요소이다. 본 연구에서는 정상 및 퇴행성 이첨판 질환이 있는 개에서 조직도플러와 펄스파 도플러를 통해 Tei index 값을 측정하고, 다른 초음파평가지표와 비교평가하였다. 정상 개에서 Tei index 측정을 위해 심혈관계에 이상이 없는 13마리의 비글견을 사용하였으며, 이첨판 역류를 진단받은 환자 31마리를 환자군으로 하여 각각의 환자는 임상증상에 따라 세 개의 그룹으로 나뉘어 각 측정치를 비교하였다. 본 실험 결과에서 대부분의 측정항목들이 좋은 신뢰도를 보였으며, Tei index의 경우 조직도플러를 통한 Tei index가 펄스파 도플러에 비해 좀 더 높은 신뢰도를 나타내었다. 본 실험에서 정상 개에서 Tei index는 조직도 플러의 심실외벽과 중격에서 각각 $0.58{\pm}0.07$, $0.60{\pm}0.07$로 측정되었다. 조직도플러 검사 결과 중격과 좌심실벽 지점간에는 Tei index의 차이가 나타나지 않았다. 펄스파도플러를 통해 측정한 Tei index는 조직도플러를 통해 측정한 Tei index에 비해 유의성 있게 낮게 측정되었다. 정상 및 퇴행성이첨판 질환이 있는 환자군에서 Tei index는 두 가지 측정 방식 모두에서 이첨판 역류의 임상증상에 따라 그룹별로 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, Teiindex는 이첨판 역류가 있는 개에서 좌심실 기능 저하를 반영하는 유용한 검사 요소로 생각된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권2호
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• pp.91-98
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• 2008

SAR에서 마이크로파의 진행방향으로의 속도성분을 가지고 움직이는 물체는 영상에서 azimuth 방향으로 이동된 위치에 상이 맺힌다는 현상은 이미 잘 알려져 있다. 대부분의 속도측정 알고리즘들은 실제 물체의 위치와 상이 맺힌 위치 사이의 거리를 측정함으로써 속도를 유추하였다. 그러나 움직이는 물체의 실제의 위치를 나타내는 지시자인 도로나 배의 물결모양은 일반적으로 SAR 영상에서의 식별도가 높지 않기 때문에 이러한 방법은 영상취득시의 조건이나 물체의 움직임 정도에 따라 적용이 제한적이다. 이에 본 연구에서는 SAR 원시자료 처리단계의 중간 산물인 range-compressed 영상의 azimuth 차분신호로부터 물체의 속도를 측정하는 새로운 방법을 제안한다. 이 방법은 움직이는 물체에 의한 도플러 중심주파수의 변이가 azimuth 차분신호에서의 위상변화를 일으킨다는 점에 기초한다. 일반적으로 SAR에서 감지하는 지표물의 위상은 SAR의 기하에 의하여 발생하는 도플러 변화율에 따라서 선형적으로 변한다. 이 선형변화위상과 몇 가지 상수 값을 갖는 위상들을 제거하고 남은 신호는 물체의 움직임과 직접적인 관련이 있으므로, 이로부터 속도를 구해낼 수 있다. 이 방법을 실제 ENVISAT ASAR영상을 이용하여 배의 속도를 구하는 데에 적용해 보았으며, 그 결과는 목표물의 위치에 따라 다른 양상을 보였다. 해상에 단독적으로 존재하는 배에 적용하였을 때는 0.1m/s 정도의 차이로 기존의 속도측정 알고리즘의 결과와 잘 일치하였으나, 육지에 인접한 연안의 배는 신호의 교란에 의해서 1m/s 이상의 오차를 보였다.

• Current Optics and Photonics
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• 제1권6호
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• pp.598-603
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• 2017

Traditional three-dimensional (3-D) laser imaging systems are based on real aperture imaging technology, whose resolution decreases as the range increases. In this paper, we develop a novel 3-D imaging technique based on the synthetic aperture technology in which the imaging resolution is significantly improved and does not degrade with the increase of the range. We consider an imaging laser radar (ladar) system using the floodlight transmitting mode and multi-beam receiving mode. High 3-D imaging resolutions are achieved by matched filtering the linear frequency modulated (LFM) signals respectively in range, synthetic aperture along-track, and the real aperture across-track. In this paper, a novel 3-D imaging signal model is given first. Because of the motion during the transmission of a sweep, the Doppler shift induced by the continuous motion is taken into account. And then, a proper algorithm for the 3-D imaging geometry is given. Finally, simulation results validate the effectiveness of the proposed technique.

• 천문학회지
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• 제50권4호
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• pp.105-109
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• 2017

The well-known solar cycle controls almost the entire appearance of the solar photosphere. We therefore presume that the continuous emission of visible light from the solar surface follows the solar cyclic variation. In this study, we examine the solar cyclic variation of photospheric brightness in the visible range using solar images taken by the Solar and Heliospheric Observatory (SOHO)/Michelson Doppler Imager (MDI). The photospheric brightness in the visible range is quantified via the relative intensity acquired from in the raw solar images. In contrast to total solar irradiance, the relative intensity is out of phase with the solar cycle. During the solar minimum of solar cycles 23-24, the relative intensity shows enhanced heliolatitudinal asymmetry due to a positive asymmetry of the sunspot number. This result can be explained by the strength of the solar magnetic field that controls the strength of convection, implying that the emission in the visible range is controlled by the strength of convection. This agrees with the photospheric brightness increasing during a period of long spotless days.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권3호
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• pp.213-219
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• 2011

Simulative target generators are needed for testing and calibrating various radar systems. The generator in this study discriminates the transmitting frequency from a radar and simulates parameters like target range, range rate, and atmospheric attenuation using the digital RF memory technique. The simulative target echo is then sent to the radar for testing and evaluation. This paper proposes a novel architecture for controlling the digital RF memory so it continually writes ADC data to the memory and reads it for the DAC with increasing one step address in order to control the delay of target range in a simple way. The target echo is programmed according to various preprogrammed scenarios and is generated in real time using a wireless local area network (LAN). To analyze the detected and generated target information easily, the system times for the radar and simulative target generator are synchronized using a global positioning system (GPS).