The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Multi-Target Position Estimation Technique Using Micro Doppler in FMCW Radar System

FMCW 레이다 시스템에서 마이크로 도플러를 이용한 다중 목표물 위치 추정 기법

  • 유경우 (한국과학기술원 전기 및 전자공학부) ;
  • 전주환 (한국과학기술원 전기 및 전자공학부) ;
  • 류충호 (국방과학연구소)
  • Received : 2016.09.13
  • Accepted : 2016.11.15
  • Published : 2016.10.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Trilateration technique using time of arrival(TOA) is generally used for single target position estimation in radar system. However, trilateration technique has limitation in case of multiple targets, since it is difficult to distinguish the measurements corresponding to the respective targets. In this study, to eliminate ambiguity of relation between measurements and targets, micromotion of each target is measured by micro Doppler which is actively studied in radar industry nowadays and these information are used to distinguish measurements used at trilateration technique. Resultingly, the trilateration technique is applied successfully for each target. The targets are considered as multiple submissiles separated from the missile. Simulation results shows the performance of the proposed algorithm.

도착시간(Time of arrival : TOA)을 이용한 삼변측량법은 레이다 시스템에서 단일목표물의 위치를 추정할 때 일반적으로 사용되는 기법으로 다중 목표물의 경우에는 각 목표물에 대응되는 측정치를 구별할 수가 없으므로 활용이 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 측정치와 목표물 간 관계의 모호성을 없애고자 최근 레이다 분야에서 활발히 연구되고 있는 마이크로 도플러를 통해 각 목표물의 마이크로 모션을 측정하여 각 목표물의 측정치를 구별하는데 활용하였고, 구별된 측정치로 각 목표물에 대해 삼변측량법을 적용할 수 있게 하였다. 목표물은 모탄에서 분리되는 자탄을 고려하였으며 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 알고리즘을 검증하였다.

Keywords

References

  1. H. Gao, L. Xie, S. Wen, and Y. Kuang, "Micro-Doppler signature extraction from ballistic target with micro-motions", IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 46, no. 4, pp. 1969-1982, 2010. https://doi.org/10.1109/TAES.2010.5595607
  2. C. Clemente, J. J. Soraghan, "Vibrating target micro-Doppler signature in bistatic SAR with a fixed receiver", IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 50, no. 8, pp. 3219-3227, Aug. 2012. https://doi.org/10.1109/TGRS.2011.2180394
  3. J. J. M. De Wit, R. Harmanny, and P. Molchanov, "Radar micro-Doppler feature extraction using the singular value decomposition", in Proc. IEEE Int. Radar Conf., Lille, France, pp. 1-6, Oct. 2014.
  4. Y. Kim, S. Ha, and J. Kwon, "Human detection using Doppler radar based on physical characteristics of targets", IEEE Geosci. Remote Sens. Lett., vol. 12, no. 2, pp. 289-293, Feb. 2015. https://doi.org/10.1109/LGRS.2014.2336231
  5. S. Bjorklund, H. Petersson, and G. Hendeby, "Features for micro-Doppler based activity classification", IET Radar, Sonar & Navigation, vol. 9, no. 9, pp. 1181-1187, Dec. 2015. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2015.0084
  6. Y. Kim, H. Ling, "Human activity classification based on micro Doppler signatures using a support vector machine", IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 47, no. 5, pp. 1328-1337, May 2009. https://doi.org/10.1109/TGRS.2009.2012849
  7. 박지훈, 최익환, 명로훈, "수정된 HHT 기법을 이용하여 회전하는 프로펠러 날개에 의한 마이크로 도플러 신호의 해석", 한국전자파학회논문지, 23(9), pp. 1100-1106, 2012년 9월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2012.23.9.1100
  8. W. Q. Wang, J. Y. Cai, and Q. C. Peng, "Models and signal processing for millimeter-wave LFMCW SAR imaging", Proc. of IEEE Aerospace Conf., Big Sky, USA, 2008.
  9. P. Lei, J. Sun, J. Wang, and W. Hong, "Micromotion parameter estimation of free rigid targets based on radar micro-Doppler", IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 50, no. 10, pp. 3776-3786, Oct. 2012. https://doi.org/10.1109/TGRS.2012.2185244
  10. H. Hossein, Singular Spectrum Analysis : Methodology and Comparison, J. Data Sci, pp. 239-257, 2007.