• 한국통신학회논문지
• /
• 제38B권2호
• /
• pp.146-153
• /
• 2013

IR-UWB 레이더는 송신안테나에서 UWB 대역을 갖는 임펄스를 방사하고 목표물에 부딪혀 수신안테나에 도달하는 지연시간, 즉 Time of Arrival(TOA)를 통해 목표물의 거리를 추정한다. 본 논문에서는 기존의 거리추정 알고리즘을 보완하여 실내 환경에서 더욱 정확한 거리 추정이 가능하게 하는 알고리즘을 제안한다. Novelda(사(社))의 NVA6000 UWB Transceiver를 장착한 IR-UWB Radar모듈을 사용하여 수신신호 데이터들을 취합하였다. 수신신호 데이터를 통해 얻은 Adjusted TOA(ATOA)를 히스토그램으로 나타내어 다중경로의 경향을 알아보고 그 결과 ATOA값들은 감마 분포의 특성을 갖는다는 점을 실험적으로 확인하였다. 이 감마 분포 특성을 이용하여 새로운 알고리즘을 제안하며, 기존의 알고리즘과의 성능비교를 수행하였다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제11권4호
• /
• pp.238-246
• /
• 2011

A 3-5 GHz UWB radar chip in 0.13 ${\mu}m$ CMOS process is presented in this paper. The UWB radar transceiver for surveillance and biometric applications adopts the equivalent time sampling architecture and 4-channel time interleaved samplers to relax the impractical sampling frequency and enhance the overall scanning time. The RF front end (RFFE) includes the wideband LNA and 4-way RF power splitter, and the analog signal processing part consists of the high speed track & hold (T&H) / sample & hold (S&H) and integrator. The interleaved timing clocks are generated using a delay locked loop. The UWB transmitter employs the digitally synthesized topology. The measured NF of RFFE is 9.5 dB in 3-5 GHz. And DLL timing resolution is 50 ps. The measured spectrum of UWB transmitter shows the center frequency within 3-5 GHz satisfying the FCC spectrum mask. The power consumption of receiver and transmitter are 106.5 mW and 57 mW at 1.5 V supply, respectively.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.419-425
• /
• 2017

본 논문에서는 초고속 이동체 탐지에 적합한 상보형 금속산화 반도체(CMOS) 초광대역(UWB) RFIC 기반의 레이다 시스템을 제안한다. 시스템의 거리 분해능은 15 cm이고, 탐지 범위는 15 m에 이른다. 시스템 구현을 위해서 단일 칩 CMOS UWB IC를 설계, 구현한다. 포락선 검출과 등가 시간 샘플링 구조를 이용하여 측정 및 신호처리 시간을 대폭 단축한다. 측정을 통해서 UWB 펄스의 대역폭은 0.5~1.0 GHz이며, 중심주파수는 3.5~4.5 GHz 임을 보인다. 또한 15 m 범위의 신호 수신을 포함하여 대상체 거리값 출력까지의 신호처리 시간은 $150{\mu}sec$임을 보인다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.39-46
• /
• 2024

In this paper, we propose an efficient method for estimating the number of people and their locations using multiple IR-UWB radar sensors. Using three IR-UWB radar sensors in the indoor space, the measured signal from the target is processed to remove the clutter using rejection methods. Then, to further remove the clutter and to determine the presence of the human, the time-frequency image representing the micro-Doppler is obtained and classified by a convolutional neural network. Finally, the system finds the number of human objects and estimates each position in a two-dimensional space. In experiments using the measured data, the system successfully estimated the location and number of individuals with a high accuracy ≈ 88.68 %.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권12호
• /
• pp.3-12
• /
• 2016

본 논문은 지뢰탐지용 48채널 배열 UWB 임펄스 레이다 방식의 지면투과레이다 구현과 시험에 대해 기술한다. 지면투과레이더는 기존 금속탐지기의 한계인 비금속 지뢰 탐지의 어려움과 매질 내 금속 성분에 의해 발생하는 높은 오경보 문제점을 극복한다. 본 논문에서는 펄스폭이 600ps 급인 미세한 모노싸이클(Monocycle) 펄스 파형을 사용해, 높은 해상도의 지뢰 전자파 영상을 제공토록 시스템을 구현한다. 특히 신호처리를 통해 지뢰가 매설된 지점을 자동으로 추정하고, 해당 지점에서의 분할된 상세 지뢰 전자파 영상을 사용자에게 제공한다. 기준 성능 분석을 위해 한국 대표 토양인 거친 사양토를 사용한 실내 시험장을 구축하고, 시험장 내의 자동화된 측정 플랫폼에 구현한 레이다를 장착하여 영상 획득 및 탐지심도 분석 등의 시험을 수행한다. 지뢰는 비무장 지대에 매설된 지뢰와 동일한 형태의 모형 지뢰를 사용한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제42권1호
• /
• pp.214-217
• /
• 2017

본 논문에서는 원거리에서의 IR-UWB 레이더 센서기반 수면 효율 측정 알고리즘을 제안한다. IR-UWB 레이더로 수면 중 측정 가능한 호흡수, 심박수, 움직임 등의 생체 지표 중 움직임과 수면 효율과의 관련성을 분석하고, 움직임을 기반으로 한 수면 효율 측정 알고리즘을 제안한다. 이에 대한 타당성 및 성능검증을 위해 실제 병원에서의 수면다원검사 환자 3명에 대하여 본 알고리즘을 적용한 결과 평균 3.9% 이내의 절대오차를 갖는 검출성능을 얻었다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2022

IR-UWB radar has been regarded as the most promising technology for non-contact respiration and heartbeat monitoring because of its ability of detecting slight motion even in submillimeter range. Measuring heart rate is most challenging since the chest movement by heartbeat is quite subtle and easily interfered with by a random body motion or background noise. Additionally, periodic sampling can be limited by the performance of computer that handles the radar signals. In this paper, we deploy Lomb-Scargle periodogram method that estimates heart rate even with irregularly sampled data and uneven signal amplitude. Lomb-Scargle periodogram is known as a method for finding periodicity in irregularly-sampled and noisy data set. We also implement a motion detection scheme in order to make the heart rate estimation pause when a random motion is detected. Our scheme is implemented using Novelda's X4M03 radar development kit and its corresponding drivers and Python packages. Experimental results show that the estimation with Lomb-Scargle periodogram yield more accurate heart rate than the method of measuring peak-to-peak distance.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.33-40
• /
• 2015

The number of people who are suffering from chronic sleep disorder has been growing dramatically in modern era. In order to diagonse the sleep disorder, sleep doctors perform polysomnography: Patients sleep with attaching several vital sign sensors on their body, and doctors monitor the patients in order to find the exact reason of the sleep disorder. Typical polysmonography makes patients sleep with several sensors on their bodies, which prevents the patients from making a comfortable sleep. Furthermore, it is impossible to have a long-term monitoring since the measurements should be done in sleep hosiptal within a few hours. In order to tackle these problems in the typical polysomnography, we envision the development of a non-contact long-term home polysomnography system using UWB radar and related technologies such as multi-modal signal processing.

• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제45권11호
• /
• pp.61-68
• /
• 2008

본 논문은 차량용 UWB 레이더 시스템의 RF front-end 개발에 그 목적이 있다. UWB 시스템은 1ns 이하의 매우 좁은 펄스폭을 갖는 임펄스를 전송한다. 따라서 수 GHz에 이르는 매우 낮은 전력의 초광대역 특성을 갖게 되어 기존의 무선 통신 시스템과의 공존이 불가피하다. UWB의 장점은 높은 채널 용량과 데이터 전송률을 가지며, 다중 경로에 대한 세밀한 분해가 용이하여 위치 예측과 Rake 수신이 가능하다는 점이다. 또한 UWB는 저전력의 초광대역 특성을 나타내므로 낮은 간섭 특성을 가지며, 초단거리의 정밀함에 의해 위치 추적이 가능하며, 시스템 구현 비용을 절감할 수 있다. RF front-end 모듈은 DCR(Direct ConveRsion) 방식을 사용하여 설계하였으며, 저가의 차량용 RF단에 적합하게 구성을 하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.81-88
• /
• 2016

본 논문은 투과성이 좋고 실내 환경에 강건하며, 수십 센티미터(cm) 급의 고정밀 측위가 가능하다는 점에서 주목 받고 있는 IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wideband) 레이더 시스템에서 신호의 특성을 이용한 적응형 다중 목표물 추정 알고리즘을 제안한다. 목표물에 의해 반사되는 신호는 Peak를 갖는 다는 특성으로 다중의 Peak를 추정하는 알고리즘을 제안하였다. 이러한 알고리즘의 성능을 확인하기 위해서 레이더 앞에 다중 목표물을 두고 기존의 기법과 다중 목표물 추정 알고리즘을 비교하였다. 하나의 송신 안테나와 수신안테나로 목표물들의 위치를 실시간으로 추정한다. 기존의 최고 신호 도출 방식에 비해 추정할 수 있는 수가 늘어나고 다중으로 목표물 도출이 가능하다. 기존의 기법은 하나의 목표물만 추정하다보니 평균 제곱 오차가 1이 나오는 반면 다중 목표물 추정 알고리즘은 약 0.05의 결과가 도출된다. 본 논문에서 제시한 기법은 하나의 IR-UWB 모듈 환경에서 다중의 목표물을 추정 및 응용에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.