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중첩된 처프 신호를 이용한 수중 이동체의 거리 추정
Range estimation of underwater vehicles using superimposed chirp signals 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.42 no.6, 2023년, pp.511 - 518  

라형인 (한국해양대학교) ,  이경원 (한국해양대학교) ,  윤창현 (한국해양대학교) ,  김기만 (한국해양대학교)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

수중 이동체의 시험평가 과정에서 정확한 거리 추정은 중요한 요소 가운데 하나이다. 특히, 도달 시간 값을 이용하여 거리를 추정하는 경우 상관 특성 등으로 인해 처프 신호인 Linear Frequency Modulation(LFM)과 같은 신호의 적용성이 높다. 하지만 이동성이 있는 도플러 천이 환경에서는 거리-도플러 커플링 효과로 인하여 측정 오류가 발생할 수 있다. 이에 본 논문에서는 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 감소시키는 신호를 제시한다. 제안된 신호는 2종류의 LFM 신호를 중첩하여 구성하였으며, 거리-도플러 커플링 효과를 최소화할 수 있다. 시뮬레이션을 통해 제안된 신호가 수중 이동체의 거리 추정에 있어서 거리-도플러 커플링 효과를 보상하여 도달 시간 값의 측정 오류를 줄이는 방법임을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Accurate ranging is one of the key factors in the test and evaluation process of underwater vehicles. In particular, when estimating range using Time of Arrival (ToA) values, signals such as Linear Frequency Modulation (LFM), a chirp signal, are highly applicable due to their correlated nature. Howe...

주제어

#도달 시간 추정   #선형 주파수 변조   #거리-도플러 커플링   #도플러 천이   #거리 추정  

표/그림 (11)

참고문헌 (13)

  1. G. Yu, T. C. Yang, and S. Piao, "Estimating the delay-Doppler of target echo in a high clutter underwater？environment using wideband linear chirp signals:？Evaluation of performance with experimental data," J.？Acoust. Soc. Am. 142, 2047-2057 (2017). 

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  2. X. Chen, Z. Liu, and X. Wei, "Fast FRFT-based？algorithm for 3-D LFM source localization with？uniform circular array," IEEE Access, 6, 2130-2135？(2017). 

  3. M. Han, J. Y. Choi, K. Son, and P. H. Lee, "Performance improvement of underwater target distance？estimation using blind deconvolution and time of？arrival method" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 36,？378-386 (2017). 

  4. W.-J. Park, K.-M. Kim, M. Han, and J.-Y. Choi,？"Range estimation of underwater acoustic moving？source using Doppler frequency map" (in Korean), J.？Acoust. Soc. Kr. 36, 413-418 (2017). 

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    상세보기

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  8. F. Wang, S. Du, W. Sun, Q. Huang, and J. Su, "A？method of velocity estimation using composite hyperbolic frequency-modulated signals in active sonar," J.？Acoust. Soc. Am. 141, 3117-3122 (2017). 

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  10. Y. Peng, C. Song, L. Qi, P. Liu, Y. Dong, Y. Yang, B.？Zhang, and Z. Qi, "JLHS: A joint linear frequency？modulation and hyperbolic frequency modulation？approach for speed measurement," IEEE Access, 8,？205316-205326 (2020). 

    상세보기

  11. C. Cho and E. Jeong, "Underwater object radial？velocity estimation method using two different band？hyperbolic frequency modulation pulses with opposite？sweep directions and its performance analysis" (in？Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 42, 25-31 (2023). 

  12. B. Zhang, P. Liu, H. Zhao, Y. Peng, Z. Liang, and Y.？Yang, "Research on LFM combined signal ranging？method," Proc. IEEE 4th ICEICT, 357-362 (2021). 

  13. C. Aubry, P.-J. Bouvet, A. Pottier, Y. Auffret, and P.？Forjonel, "On the use of Doppler-shift estimation for？simultaneous underwater acoustic localization and？communication," Proc. IEEE OCEANS, 1-5 (2019). 

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