본 논문에서는 Delay-Sum Back Projection(DSBP) 기법과 finite-difference time-domain 방법으로 구현된 time reversal(FDTD-TR) 기법을 실험 데이터에 적용하고, 그 결과를 비교한다 두 기법은 모두 시영역에 기반을 둔 기법으로서 초광대역 레이더 신호를 처리하여 표적의 실제 위치와 모양에 가까운 영상을 생성할 수 있다. 실험을 위한 초광대역 레이더는 네트워크 분석기, 저항성 V 다이폴 안테나, 스캐너, 제어 컴퓨터로 구성되며, 레이더 개구면은 안테나를 1차원 스캔하여 합성된다. 실험 데이터는 신호 왜곡과 클러터를 포함하는데, 이를 제거하는 보정 절차가 수행된다. 두 기법은 동일한 플랫폼에서 동일한 데이터에 적용되며, DSBP 기법은 FDTD-TR 기법에 비해 더 나은 영상을 생성하지만 더 많은 시간이 걸린다는 것을 보인다.
본 논문에서는 3대의 광대역 레이다에서 얻어지는 각각의 고 분해능 거리 프로파일(high resolution range profile: HRRP)을 이용하여 유도탄의 위치를 추정하는 방법에 대하여 제시한다. 레이다는 유도탄의 레이다유효반사면적(radar cross section: RCS)이 큰 표면에 반사되어 돌아오는 신호를 이용하여 거리를 측정한다. 하지만, 레이다에서 유도탄의 표면과 원점 사이의 거리 획득은 어렵다. 이를 보완하기 위하여 유도탄의 이동방향과 레이다의 추적 방향 사이의 각도를 알아내고, 유도탄의 표면에서 원점까지의 거리를 계산하여 레이다 측정 거리에 보상하였다. 따라서 3대의 레이다로부터 유도탄 원점까지의 총 거리를 계산하여 유도탄의 위치를 추정하였다. 전자기 수치해석 프로그램을 이용하여 유도탄 자세 변화에 따른 레이다의 거리 보상을 시뮬레이션 검증하고, 500 MHz 대역폭의 고 분해능 레이다에서 계측한 거리 프로파일을 이용하여 유도탄의 위치를 추정하였다.
고해상도 영상레이다에서 초광대역 파형 처리기술은 정밀 표적 식별을 위해서 매우 중요하다. 본 논문에서는 영상 레이다의 거리 분해능을 초 고해상도로 향상시킬 수 있는 방법으로서, 송신 펄스의 첩 변조 파형을 모듈방식으로 확장하여 광대역의 송신 파형을 얻을 수 있는 레이다 첩 파형 설계 기법에 대하여 논한다. 먼저 디지털 첩 신호발생 원리와 광대역 첩 신호 파형을 얻기 위한 신호대역 연결 및 분리 기법을 제시한다. 그리고, 영상 레이다의 거리 해상도 성능분석을 위하여 발생시킨 광대역 신호 파형 발생과 복원과정을 시뮬레이션을 통하여 성능 결과를 제시한다.
Antennas of the near field detection radar require little distortion in time domain caused by multi reflections between feed and open ends of the antenna, so that help to discriminate the target signal from the clutters. The resistive loading techniques have been used to reduce the late time distortions in order to prevent masking of target. In this paper, we design a microstrip antenna with two arms having sloted lines, which have inductance loading effect. Implemented antenna shows better performance on reducing late-time ringing, and the peak value of the received signal becomes 45% greater than the one by the antenna with two non-sloted lines.
In order to obtain better target identification performance, an efficient waveform design method with high range resolution and low sidelobe level for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multiple-input multiple-output (MIMO) radar is proposed in this paper. First, the wideband CP-based OFDM signal is transmitted on each antenna to guarantee large bandwidth and high range resolution. Next, a complex orthogonal design (COD) is utilized to achieve code domain orthogonality among antennas, so that the spatial diversity can be obtained in MIMO radar, and only the range sidelobe on the first antenna needs suppressing. Furthermore, sidelobe suppression is expressed as an optimization problem. The integrated sidelobe level (ISL) is adopted to construct the objective function, which is solved using the Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) algorithm. The numerical results demonstrate the superiority in performance (high resolution, strict orthogonality, and low sidelobe level) of the proposed method compared to existing algorithms.
초광대역 레이더는 높은 분해 능력으로 인해 단거리 차량용 레이더로 주목받고 있다. 차량으로부터 반사된 레이더 신호는 "clutter"라는 원하지 않는 반사 신호를 갖게 되어, 목표물을 검출하는데 어려움을 갖게 된다. 그러므로 목표물에서 반사된 신호로부터 보다 확실하게 검출하기 위하여 레이더 검출기를 개발할 필요가 있다. 본 논문에서는 log-normal clutter 환경에서 다양한 평균과 분산에서 최적인 검출기를 구하였다. 비동기 방식의 검출기로 자승 검출기와 선형 검출기, 로그 검출기 등을 분석하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검출기의 성능을 분석하여, 차량용 레이더로 최적인 검출기를 구하였다.
본 논문에서는 Ku대역 레이더시스템의 핵심부품인 리미터에 대한 설계 및 제작 결과에 대해서 다룬다. 도파관 구조인 다중 PIN다이오드 스위치 특성을 적용하여 설계한 리미터의 신호감쇄 대역을 확장하여, 광대역에서 신호감쇄가 가능하도록 설계 및 구현을 하였다. 제작된 리미터를 대상으로 실험한 결과, PIN다이오드 스위치가 모두 OFF일 때 유입되는 신호가 감쇄없이 전달되었고, 순차적으로 PIN다이오드 스위치가 ON되면 Ku대역 유입 신호가 20dB이상, 그리고 모두 ON이 되면 1000MHz 대역폭 범위에서 50dB 이상의 감쇄가 이루어지는 것을 확인하였다.
광대역 스텝 주파수 레이다(650 MHz~4.5 GHz)에서 신호의 고조파가 시스템의 대역에 포함될 때 어떠한 영향을 주는지 분석하였다. 수식과 시뮬레이션을 통해 분석한 결과, 2차 고조파가 존재하면 실제 거리보다 두 배의 거리에 물체가 있는 것처럼 나타났다. VCO로부터 출력된 신호는 DC와 신호 사이에 다른 신호가 존재하지 않기 때문에 저역 통과 필터를 이용하여 2차 고조파를 효과적으로 제거할 수 있다. 본 논문에서는 두 개의 스위치와 4개의 저역 통과 필터를 이용하여 650 MHz에서 4.5 GHz에 달하는 광대역 신호의 고조파를 제거할 수 있었다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제11권4호
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pp.238-246
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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.
본 논문에서는 (초)소형 위성에 탑재할 수 있는 영상레이다용 Backend 유닛의 제작 및 시험 결과를 제시한다. 영상레이다용 Backend 유닛은 (초)소형 위성 탑재를 목적으로 제어/저장보드, 송수신보드 및 전원보드를 하나의 박스 유닛으로 설계하였다. 제어/저장보드는 RFSoC를 이용하여 광대역 신호의 생성, 운용 타이밍 생성 및 영상레이다 운용을 위한 제어 및 연산을 수행하고, 자체적으로 저장기를 보유할 수 있도록 설계하였다. 송수신보드는 제어보드에서 생성되는 광대역 신호를 주파수 상향변환을 통해서 X-대역 운용주파수로 변환할 수 있도록 설계하였다. (초)소형 위성은 소형/경량/저비용이 중요한 고려요소 이므로 MIL, Industrial 등급의 부품을 적절히 적용하고 동시에 방사선 시험, 해석 및 우주환경 시험을 통해서 임무 수명을 보장할 수 있도록 설계 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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