• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권4호
• /
• pp.504-511
• /
• 2012

본 연구에서는 FMCW타입의 레이더 레벨 트랜스미터의 송 수신 신호간 주파수 차인 비트 주파수를 이용한 레벨 측정 장치를 구현하고자 한다. 레벨 정보를 나타내는 비트 주파수는 FFT(Fast Fourier Transform)과정을 통해 해석되며, 주파수 정밀도를 향상시키기 위해 Zoom FFT 기법을 적용하였다. Zoom FFT는 신호 처리 장치의 설계 초기에 결정되는 샘플링 주파수나 샘플링 데이터 수를 변경하지 않고도 주파수 분해능을 개선할 수 있는 장점을 가지며, Zoom FFT를 적용함으로써 146.5[mm]이던 거리 분해능을 5[mm]의 거리 분해능으로 크게 개선하였다. 또한, 스플라인 보간법을 활용하여 FFT point 수를 늘임으로써 레벨 측정 오차를 개선할 수 있었다. Zoom FFT를 적용한 거리 측정 방식의 유효성을 검증하기 위하여 1[mm] 단위로 거리 조정이 가능한 실험 장치를 제작하였으며, 실험을 통해 700~2,000[mm]의 거리에서 ${\pm}2$[mm] 이내의 측정 오차로 정밀 측정이 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 D
• /
• pp.3091-3093
• /
• 2000

FFT 알고리즘은 DC 성분에서부터 나이퀴스트 주파수까지 주파수 성분에 관한 해석이며, 주파수 정밀도는 DC 성분에서부터 나이퀴스트 주파수까지의 샘플 수에 의존했다. 하지만 많은 경우, 특정한 주파수 대역에 대한 주파수 정보를 보다 정확하게 분석하고자 하는 상황이 나타난다. 이렇게 특정 주파수 대역에 대해서 확장된 분석을 수행하는 것을 Zoom FFT라 한다. 하지만, 이러한 Zoom FFT를 수행한다 할지라도 FFT 알고리즘이 가지는 특성상 입력 신호가 가지는 정확한 주파수 성분을 얻는다는 것은 불 가능하다. 본 논문에서는 Zoom FFT를 수행하는 방법과 수행했을 때 발생하는 에러에 관해서 다룬다.

• 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.

• 전기학회논문지
• /
• 제61권7호
• /
• pp.1024-1031
• /
• 2012

In this paper, FMCW type radar level transmitter using correlation analysis method is implemented for precise distance measurement of cargo tank. FMCW type radar level transmitter is the device for distance measurement which calculates the distance by analyzing the beat frequency, that is, the frequency difference between Tx and RX signal from radar antenna using Fast Fourier Transform(FFT), but compensated algorithm like Zoom FFT is needed for the improvement of the frequency precision because the frequency precision of FFT is limited depending on sampling frequency and the number of sampling data. In case of Zoom FFT, the number of sampling data and noisy signal are the main factor influencing the measurement accuracy of Zoom FFT like FFT. Therefore, in order to overcome the limited environment and achieve the precise measurement, correlation coefficient is used for the distance measurement and the errors of measurement are verified to be in the range of ${\pm}1mm$.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제11권12호
• /
• pp.2227-2232
• /
• 2007

FMCW 레이더 신호처리를 위해 Real FFT를 적용하였다. Real FFT와 디지털신호처리를 이용하여 정확한 거리를 측정하기 위해서는 FMCW 레이더의 차 주파수 성분이 정확하고 주파수 분해능이 높아야 한다. 본 논문은 높은 분해능의 차 주파수 성분을 추출하기 위한 알고리듬을 구현하여 Matlab으로 시뮬레이션 하였다. 사용된 알고리듬은 Zoom FFT, Decimation, 디지털 저역통과 필터, Zero Padding 등을 이용하였으며, 시뮬레이션 결과 거리측정범위는 35m이내이며, 정확도는 ${\pm}5mm$였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
• /
• 제11권5호
• /
• pp.1235-1241
• /
• 2016

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제47권5호
• /
• pp.229-234
• /
• 2010

본 논문에서는 수심이 낮은 곳에서도 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 사용할 수 있도록 주파수 해상도를 높이는 음향신호처리 기법을 제안하였다. ADCP는 유속을 측정하는 장치이다. 일반적으로 바다에서 사용하는 ADCP는 수심의 제약이 없어서 300K Hz 이하의 중심주파수를 사용할 수 있으나 하천의 경우는 가뭄이 길어지면 수심이 30cm 이하도 나타나기 때문에 사용하기 힘들다. 따라서 기존의 신호처리 방법으로는 수심이 낮은 하천에서 유속을 측정하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 낮은 하천의 수심을 고려하여 Zoom FFT 방법을 이용하여 유속을 추정하는 연구를 시뮬레이션해본 결과 이론적으로는 약 ${\pm}62\;cm/s$ 정도의 오차를 줄일 수 있었고, 실험적으로는 약 ${\pm}93\;cm/s$ 정도의 오차가 줄어들었다. 실험에서도 기존의 알고리즘으로 추정이 안 되었던 것이, 유속 20 cm/s 이상에서는 유속 추정이 가능하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제41권2호
• /
• pp.160-165
• /
• 1998

쌀의 품종 식별 기술은 아직까지 적절한 방법이 연구되지 않아, 최근 불법 유통사례가 빈번히 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 신속하게 현장에서 응용가능한 쌀의 품종을 식별하기 위해서, 비파괴 측정법 중 화상처리법을 응용하였다. MFG board, CCD camera, Zoom lens 및 Ring light로 구성된 화상처리 장치로 쌀알의 영상을 취득하여, Threshold, Median filtering으로 쌀알 영상의 노이즈를 제거하고, 윤곽을 추출하여 중심점에서 360도 각도에 대한 가장자리까지의 거리를 쌀알의 화상데이타로 이용하였다. 쌀 품종 내에서 영상 변이는 다소 있었지만, 형태가 상이한 쌀 품종에서는 품종간 변이 보다 품종 내의 변이가 적었으며, 동일 품종의 쌀알의 착립위치에 따라서는 변이 폭이 매우 적었다. 추출된 화상 데이터는 Normalize, FFT의 전처리 과정으로 정규화 및 변수 축소가 가능하였다. 각 품종의 쌀알의 평균 영상에 Matching하는 Library model과 BP neural network model에 의한 품종 판별 결과, 형태가 상이한 품종간에는 100% 판별 가능하였으며, 형태가 유사한 품종간에는 85%의 판별 결과를 나타내었다.

• 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.

• 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.