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소형 선박용 FMCW 레이더 시스템에서의 위상 배열 안테나를 사용한 선박의 위치 추정
Ship Positioning Estimation Using Phased Array Antenna in FMCW Radar System for Small-Sized Ships 원문보기

한국통신학회논문지 = The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences, v.40 no.6, 2015년, pp.1130 - 1141  

이성욱 (Seoul National University Department of Electrical and Computer Engineering) ,  이성로 (Mokpo National University, Department of Information and Electronics Engineering) ,  김성철 (Seoul National University Department of Electrical and Computer Engineering)

초록
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기존에 중 대형 선박용 레이더로서 널리 사용되는 펄스 레이더는 주로 원거리에 위치하는 다른 선박이나 장애물을 감지하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 펄스 레이더는 높은 출력을 요구하며 장착 및 유지비용이 많이 들기 때문에 소형용 선박에는 장착하지 못하고 있다. 따라서 그 대안으로 제시되는 것이 FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더이다. FMCW 레이더 시스템은 낮은 전력으로도 운용이 가능하며 비교적 가까운 곳에 있는 물체에 대한 거리 분해능이 좋기 때문에 소형 선박용 레이더에 적합하다. 기존에 제안된 소형 선박용 FMCW 레이더 시스템은 단일 수신 안테나를 사용하기 때문에 한 번 수신된 신호를 가지고는 특정 방향에 존재하는 선박의 위치 정보만을 추출할 뿐, 동시에 여러 선박의 위치 정보를 파악하는 것은 힘들다. 따라서 본 논문에서는 위상 배열 안테나를 사용하여 받은 FMCW 레이더 신호에 MUSIC(multiple signal classification) 알고리즘을 적용함으로써, 여러 대의 선박의 위치를 동시에 추정할 수 있는 방법을 제안한다. 또한, 디지털 빔 형성 기법을 기존 MUSIC 알고리즘에 결함함으로써 각도 분해능을 향상시키고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Conventionally, a pulse radar is used for middle-sized or large-sized ships to detect other ships or obstacles located at a long distance. However, it is hardly equipped for most of the small-sized ships due to mounting and maintenance costs. Therefore, FMCW(frequency modulated continuous wave) rada...

주제어

#FMCW radar   #phased array antenna   #ship positioning  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
펄스 레이더가 소형용 선박에는 장착하지 못하는 이유는? 기존에 중 대형 선박용 레이더로서 널리 사용되는 펄스 레이더는 주로 원거리에 위치하는 다른 선박이나 장애물을 감지하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 펄스 레이더는 높은 출력을 요구하며 장착 및 유지비용이 많이 들기 때문에 소형용 선박에는 장착하지 못하고 있다. 따라서 그 대안으로 제시되는 것이 FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더이다.
펄스 레이더는 어떠한 용도로 사용되는가? 기존에 중 대형 선박용 레이더로서 널리 사용되는 펄스 레이더는 주로 원거리에 위치하는 다른 선박이나 장애물을 감지하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 펄스 레이더는 높은 출력을 요구하며 장착 및 유지비용이 많이 들기 때문에 소형용 선박에는 장착하지 못하고 있다.
FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더 시스템의 특징은 무엇인가? 따라서 그 대안으로 제시되는 것이 FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더이다. FMCW 레이더 시스템은 낮은 전력으로도 운용이 가능하며 비교적 가까운 곳에 있는 물체에 대한 거리 분해능이 좋기 때문에 소형 선박용 레이더에 적합하다. 기존에 제안된 소형 선박용 FMCW 레이더 시스템은 단일 수신 안테나를 사용하기 때문에 한 번 수신된 신호를 가지고는 특정 방향에 존재하는 선박의 위치 정보만을 추출할 뿐, 동시에 여러 선박의 위치 정보를 파악하는 것은 힘들다.
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참고문헌 (7)

  1. J.-Y. Kim, K.-T. Chong, and T.-Y. Kim, "X-band FMCW radar signal processing for small ship," J. Korea Academia-Industrial Cooperation Soc., vol. 10, no. 11, pp. 3121- 3129, Nov. 2009. 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. R. O. Schmidt, "Multiple emitter location and signal parameter estimation," IEEE Trans. Ant. Propag., vol. AP-34, no. 3, pp. 276-280, Mar. 1986. 

  3. H. B. Lee and M. S. Wengrovitz, "Resolution threshold of beam space MUSIC for two closely spaced emitters," IEEE Trans. Acoustics, Speech, and Signal Process., vol. AP 38, no. 9, pp. 1545-1559, Sept. 1990. 

  4. B. R. Mahafza, Radar systems analysis and design using MATLAB, Chapman & Hall/CRC, 2000. 

  5. C.-J. Huang, C.-W. Dai, T.-Y. Tsai, and T. Lee, "FMCW MIMO transceiver for middle-range over-the-horizon radar," in Proc. IEEE ICSPCC 2012, pp. 20-25, Hong Kong, Aug. 2012. 

  6. S. Blake, "OS-CFAR theory for multiple targets and nonuniform clutter," IEEE Trans. Aerospace and Electron. syst., vol. 24, no. 6, pp. 785-790, Nov. 1988. 

    상세보기 crossref

  7. F. B. Gross, Smart antennas for wireless communications with MATLAB, McGraw-Hill, 2004. 

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