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RADAR

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RDA algorithm RDA algorithm은 range, azimuth의 SAR 데이터를 효율적으로 처리하고 고해상도 이미지를 처리하는 알고리즘이다. Range doppler domain range, doppler 정보를 결합한 공간으로 이 공간에서 range와 doppler의 공간을 동시에 고려하는 domain이다. RDA의 간단한 블록도이다. range compression: raw 데이터를 FFT를 수행하고 matched filter 곱셈을 하고 마지막으로 IFFT로 시간영역으로 변환하는 부분이다. Azimuth FFT: Azimuth 주파수 도메인으로 변환되면 이 데이터는 doppler 주파수 중심으로 정렬하여 doppler 중심축을 추정한다. 여기에서 물체의 움직임과 속도 정보를 추출한다. RCMC(Range C..
Lidar data를 효율적으로 압축하는 방법 Lidar sensor는 자율주행 차량의 주변환경을 인지하는데 널리 사용된다. 최근에 라이더 센서의 해상도가 지속적으로 증가함에 따라 많은 양의 data가 발생하고 이러한 data를 전송하고 저장해야 되기 때문에 압축기술이 중요해지고 있다. 기존의 방법은 Lidar 정보를 직접 압축하거나 포인트 클라우드 방식으로 압축을 진행하였다. 그러나, Lidar의 정보를 직접 압축하게 될 경우 센서와 보정정보에 따라 정보가 달라져 불안정성을 초래한다. 그에 따라 Lidar에는 새로운 압축기술이 필요하고 여기에 compression sensing을 활용한 압축기법이 소개되고 있다. 위의 그림은 3D lidar data를 2D image array로 생성하게 되었을 경우의 raw distance value를 나타낸 그..
Radar의 정의 Radar란 반사되는 에너지를 안테나로 받아들여 탐색하려는 대상의 속도, 위치, 정보를 추출한다. Radar는 주파수에 따라 분류를 한다. HF(High Frequency), VHF(Very HF)/(A, B-band) 300 MHZ 미만의 주파수를 의미한다. 주파수가 낮기 때문에 기본적으로 파장이 커져 긴 거리를 이동가능하다. UHF(Ultra High Frequency)/(C-band) 매우 긴 거리의 EWR(Early Warning Radar)에 사용된다. 최근 UWB(Ultra Wide Band) 레이더 응용 프로그램에서 A-C band의 모든 주파수를 사용한다. L-band Radar/(D-band) 낮은 주파수 대역에 비해 대기 중간 광파에 대한 흡수가 떨어진다. 또한 지표면의 흡수가 줄어들기..
RCS Prediction Methods 우리는 보통 물체를 구분하기 위해 RCS를 사용한다. 이러한 값을 얻기 위해서 RCS 예측을 사용한다. 이는 주로 강력한 판별 알고리즘을 사용한다. 여기에는 정확한 방법과 근사치 방법이 있다 1. 정확한 방법 정확한 방법으로 RCS를 예측하는 것은 매우 복잡하다. 왜냐하면 산란 문제를 설명하는 미분 방정식이나 적분 방정식을 적절한 경계조건 내에 풀어야 되기 때문이다. 이러한 경계조건은 맥스웰 방정식에 의해 결정된다. 2. 근사치 방법 수 dB이내로 RCS를 예측하는 기술로 주로 PO(Physical Optics), GO(Geometrical Therory of Diffraction) 등이 사용된다. 이러한 방법은 주로 비행기, 배 같은 복잡하고 큰 타깃의 RCS를 예측한다. 레이더 target의 산란문제..
RCS of Complex Objects 복잡한 대상의 RCS는 일반적으로 단순한 형태들의 단면을 일관되게 결합하여 계산한다. 이는 대상 위에 분포된 개별 산란 중심들의 그룹으로 모델링 될 수 있다. 이러한 산란 중심들은 등방성 점 산란체(N-point model) 또는 단순한 형태의 산란체(N-shape model)로 모델링 될 수 있다. N-point model: 각 산란 중심을 점 산란체로 간주한다. 각 점은 주어진 시스템의 상태를 나타내고 각 점에서의 레이더 신호 반사를 모두 더하여 RCS를 계산한다. N-shape model: 각 산란 중심은 단순한 형태(원, 타원, 직사각형)의 산란체로 간주한다. 이 형태들은 각각의 RCS를 가지며 이들의 결합으로 복잡한 대상의 전체 RCS를 계산한다. 산란 중심들의 위치와 강도를 알고 있는 것이 복..
RCS of simple objects(2) Truncated Cone(잘린 원뿔) 위 그림에서 보이는 half cone angle(alpha)은 아래와 같이 주어진다. 만약 normal incidence로 잘린 원뿔로 레이더가 들어왔을 때의 입사각도를 θn이라고 할 때 θn과 alpha의 관계는 아래와 같이 주어진다. 또한, normal incidence에서 잘린 원뿔의 backscattered RCS는 선형으로 편광 된 파동에 의해 근사화될 수 있다. 왜냐하면 선형으로 편광 된 파동이 잘린 원뿔에 충돌 시 특정 패턴으로 레이더 신호를 반사하기 때문이다. normal incidence가 아닌 경우에 backscattered RCS는 아래와 같이 주어진다. 원뿔 모양의 물체에서 레이더 신호가 반사되는 방식은 원뿔의 어떤 부분에서 신호가 반사되는지에..
RCS of simple objects(1) 구, 타원체, 원통등 여러 물체에서 산란되는 과정을 통해 여러 가지 scatterd field를 유도할 수 있다. 이 과정을 통해 여러 물체들에서의 RCS값을 추정해 볼 수 있다. 여기에서는 High frequency의 경우의 RCS에 대해서 설명하겠다. low frequency의 경우 High frequency와 다른 RCS를 가지게 된다. 또한 물체가 레이더 신호를 어떻게 반사하는지 정확하게 계산하는 것이 복잡하기 때문에 PO(Physical Optics) 방법을 사용하여 근사적으로 계산한다. Sphere(구) 완벽한 전도성을 가진 구체의 경우 LCP가 들어왔을 때 산란된 파장도 LCP의 성질을 띄게 된다. 그러나, 반대 방향이기 때문에 RCP receiving antenna가 필요하다. 아래는 no..
Target scattering Matrix Target backscattered RCS는 일반적으로 scattering matrix를 사용하여 RCS를 묘사한다. 이를 통해 해당 신호가 어떤 방향으로 편광 하는지와 세기를 알 수 있게 된다. back scattered field는 아래와 같이 주어진다. 여기에서 i와 s는 입사와 산란 field를 의미한다. Sij는 일반적으로 복소수 영역이며 1(H, R), 2(V, L)을 의미한다. 예를 들어 S11은 수평 편광과 수평 편광과의 관계를 나타낸다. H=수평편광 R=RCP V=수직편광 L=LCP 이전에 배운 RCS공식을 보게 되면 (반사 전력밀도/입사 전력밀도)의 관계를 통해서 s의 matrix로 표현하고 있다. RCS는 (수직, 수평) (RCP, LCP)의 두 개로 나누어 생각해 볼 수 있다. 여..