Research on the Waveform Generator Technology for the SAR Payload

원영진,윤영수,김진희,Won, Young-Jin,Youn, Young-Su,Kim, Jin-Hee 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2

Digital waveform generation technology for SAR payload can be divided into DDS(Direct Digital Synthesizer) method and Memory Mapped(M/M) method. DDS is the single chip which consists of the Sine Table, NCO(Numerically Controlled Oscillator), DAC, and so on. DDS method is a very simple method because the circuit configuration is not complex but has a disadvantage that can not control phase and amplitude easily by using NCO. M/M method has the complexity of the circuit configuration because it requires the memories which stores the waveforms, the control circuits, and DAC. And this method should apply the high interface technology for being compatible with the wide bandwidth of the digital signal and has the difficulty for PCB design because the number of the signal lines should be increased according to the number of the data bits for DAC. Although it has several disadvantages, this method has the capability of pre-distortion function which can compensate the phase and amplitude characteristics of the system and also has an excellent advantage to make any arbitrary waveform, so this method is considered as an important technology with DDS method. This research describes the technological trends of the waveform generator for the SAR payload and analyzes the characteristics of the technology.

SAR를 위한 X-band 광대역 배열 안테나의 설계 및 제작

원영진,이영주,공영균,Won Young-Jin,Lee Young-Ju,Kong Young-Kyun 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.2

Synthetic Aperture Radars(SAR) are used mainly for high-resolution imaging of the terrain. This paper describes the $16{\times}16$ array antenna designed for an X-band, automobile-based SAR(AutoSAR) system. This antenna has the structure of several layers such as radome, radiators, slots, feed network, and honeycomb cores. Each layer is adhesively bonded to meet different combination of structural and electrical design requirements. Using the Strip-Slot-Foam-Inverted-Patch(SSFIP) structure and honeycomb cores, a wide bandwidth and a structural hardness were achieved. Measurement results were compared with simulation results. It was observed that this antenna had a bandwidth of 1.7 GHz, side-lobe levels of less than -20 dB, half-power beamwidth of $5^{\circ}$ and $5^{\circ}$, and gains of 25.0 dBi. The observed results show that the designed array antenna will be applicable to the wideband SAR system. 개구 합성 레이더(SAR)는 지형의 고 해상도의 영상을 획득하는데 주로 사용된다. 본 논문은 X-band 주파수 대역의 차량 탑재형 개구 합성 레이더(automobile-based SAR) 시스템에 적용하기 위한 $16{\times}16$ 배열 안테나의 설계 및 제작에 관한 것이다. 본 논문에서 구현된 안테나는 레이돔, 방사체, 슬롯, 급전 구조 그리고 허니콤과 같은 여러 층의 구조로 되어 있으며 각 층들은 구조적인 그리고 전기적인 측면의 설계 요구 조건들을 만족하기 위하여 결합되어 있다. Strip-Slot-Foam-Inverted-Patch(SSFIP) 구조와 허니콤을 사용하여 넓은 동작 주파수 대역폭과 기구적인 안정성을 만족하였다. 측정 결과와 시뮬레이션 결과를 비교 분석하였으며 본 논문에서 설계한 안테나는 1.7 GHz의 동작 주파수 대역폭과 20 dB 미만의 side-lobe level, 각각 $5^{\circ}$의 빔 폭과 25 dBi의 이득을 가졌으며 측정된 결과는 광대역 SAR 시스템에 적용 가능할 것으로 판단된다.

자율이동로봇 상호간의 무선통신시스템

원영진,유희삼,Won, Young-Jin,Ryou Hee-Sahm 대한전자공학회 1999 電子工學會論文誌-T Vol.t36 No.2

In this paper, we discuss about implementation of a wireless communication system for a distributed autonomous robotic system. In order to achieve cooperative behavior among mobile robots, it is required to perform communication. Based on this requirements, we examined to the application in a wireless communication system used by mobile robots. This paper describes a conceptual and experimental framework which provides a distributed control architecture for the study of interactions between multiple mobile robots. 본 논문에서는 자율분산로봇의 무선 통신시스템에 관하여 연구하였다. 이동로봇 사이의 협조 동작을 위하여 통신의 구현이 필요하다. 따라서, 우리는 이동로봇에 무선통신시스템을 적용하여 실험하였다. 그리고, 여러 이동로봇 사이의 상호작용을 연구하기 위하여 분산된 제어구조의 개념과 실험적 구조를 설명한다.

차세대 SAR 탑재체를 위한 이중 수신 채널 T/R 모듈 설계

원영진(Young-Jin Won),윤영수(Young-Su Youn),우성현(Sung-Hyun Woo),윤재철(Jae-Cheol Yoon),금정훈(Jung-Hoon Keum),김진희(Jin-Hee Kim) 한국항공우주연구원 2012 항공우주기술 Vol.11 No.2

본 논문은 우주용 X-대역 능동 위상 배열 레이더를 위한 T/R 모듈에 대하여 기술한다. T/R 모듈은 위상 배열 안테나의 전자적 빔 조향을 가능하게 하는 송수신 RF 반도체 소자가 집적된 모듈이며 SAR 탑재체의 핵심 부품이다. 기존의 T/R 모듈은 수평 편파 또는 수직 편파 신호를 스위치에 의해 선택적으로 수신할 수 있었다. 그러나 현재 기술적 흐름은 수평 편파와 수직 편파 신호를 동시에 수신하는 것이다. 따라서 이중 편파 동시 수신 T/R 모듈에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 차세대 SAR 탑재체를 위한 선행 연구로서 능동 위상 배열 레이더 T/R 모듈의 기술 개발 동향과 이중 수신 T/R 모듈의 예비 설계 결과를 정리하였다. This paper describes the transmit/receive(T/R) module for the space based X-band active phased array radar. T/R module is the integrated module which is assembled by the transmitting and receiving RF semiconductor devices to enable the electronically beam steering of the phased array antenna and the key component of the SAR payload. T/R module can selectively receive the polarization signals by the switch according to the established technology but now the technological trend of the T/R module is to receive the horizontal and vertical polarization signal simultaneously. Therefore the research and development of the dual polarization receiving channel T/R module is actively in progress. In this study, as the prior research for the next generation SAR payload, the technological trend of the active phased array radar T/R module and the result of the preliminary design of the dual receiving channel T/R module were described.

차세대 영상레이더 위성의 전체 버스 운영 절차 검증

원영진(Young Jin Won) 한국항공우주학회 2021 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2021 No.11

차세대 위성용 SAR 탑재체 기술

원영진(Young-Jin Won),윤재철(Jae-Cheol Yoon),김진희(Jin-Hee Kim) 한국항공우주연구원 2014 항공우주기술 Vol.13 No.2

영상 레이더 (Synthetic Aperture Radar)는 기상 상황이나 밤낮에 관계없이 지구 표면을 고해상도로 관측을 가능하게 하는 강력하고 잘 정립된 마이크로웨이브 원격 탐사 기술이다. 본 논문은 우선 기본적인 SAR 이론과 SAR 위성의 개발 동향을 정리하였고 다음으로 미래의 SAR 시스템을 위한 새로운 기술들에 대한 전반적인 내용을 정리하였다. SAR 위성을 위한 새로운 혁신적인 개념과 기술들은 디지털 빔포밍 기술, 고해상도 광역 관측 기술, 파형 부호화 기술, 단계적 스캔에 의한 지형 관측 기술 등이 될 것이다. 이러한 기술들은 미래의 우주의 SAR 위성 분야에서 중요한 역할을 할 것이다. Synthetic Aperture Radar (SAR) is a powerful and well established microwave remote sensing technique which enables high resolution measurements of the Earth surface independent of weather conditions and sunlight illumination. In this study, this paper first summarizes the basic SAR theory and the history of the SAR satellites. The second part of this paper gives an overview of new technologies for future SAR systems. New innovative concepts and technologies for SAR satellites will be digital beamforming, High Resolution Wide Swath (HRWS), Waveform Encoding, Terrain Observation by Progressive Scan (TOPS), and so on. These technologies will play an important role for future spaceborne SAR satellites.

위성용 MMIC 기술 동향

원영진(Young-Jin Won),이진호(Jin-Ho Lee),천용식(Yong-Sik Chun) 한국항공우주연구원 2008 항공우주기술 Vol.7 No.1

이동 통신 및 위성 통신 분야에 있어서 무선 통신 기술 분야는 무선 환경에서 신호를 보내고 받는 기능을 수행하는 중요한 분야이다. 이러한 무선 통신 분야에서 송수신단을 구성하는 송수신 부품은 RF 시스템의 성능을 좌우한다. 따라서 위성 통신 분야에 있어서 신뢰성을 획득하기 위해서는 고집적화와 소형화를 통한 경쟁력 확보가 필수적인데 이를 위한 기술이 MMIC 이다. MMIC란 RF 부품을 설계하고 제작하는 기술로서 본 논문은 MMIC 기술에 대한 소개와 위성 분야에서의 기술적인 동향과 전망을 기술하고 있다. In the department of mobile communication technology and satellite communication technology, wireless communication technology division is very important by transmitting and receiving the signals in wireless link environment. Most of all, the components which comprises the transmitter and receiver can decide the RF(Radio Frequency) system performances. Therefore to assure the reliability in the satellite communication field, it is essential to acquire the competitiveness by developing the highly integrated and compact components by means of MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) technology. MMIC is the designing and fabricating technology for the RF components. This paper introduces the MMIC technology and describes the technological trend and prospect in the satellite application.

우주 탐사를 위한 디지털 트랜스폰더 기술

원영진(Young-Jin Won),이진호(Jin-Ho Lee),김진희(Jin-Hee Kim),이상률(Sang-Ryool Lee) 한국항공우주연구원 2010 항공우주기술 Vol.9 No.2

트랜스폰더는 지상국과 위성 사이의 텔레메트리와 텔레커맨드 운영을 위한 주요한 장비이다. 최근 트랜스폰더는 통신 방식과 사용자의 요구 사항에 따라 단순 표준화된 트랜스폰더와 데이터 릴레이 위성을 위한 소규모 사용자 트랜스폰더, 대규모 사용자를 위한 이중 모드 트랜스폰더 및 심우주 미션을 위한 심우주 트랜스폰더 등의 다양한 트랜스폰더가 개발되어왔다. 특히 디지털 기술을 근간으로 하는 디지털 트랜스폰더 기술이 위성 통신 분야에서 주목 받고 있다. 본 논문은 다양한 트랜스폰더 기술과 기존의 아날로그 트랜스폰더 기술에 접목된 최신 기술인 디지털 트랜스폰더에 대하여 기술하였다. Transponder is the significant equipment for the telemetry and telecommand operation between the ground station and the satellite. Recently, various transponder technology like Compact Standard Transponder(CST), Small User Transponder(SUT) for data relay satellite, Dual Mode TT&C Transponder(DMT) for large user, and Deep Space Transponder(DST) for deep space mission have been developed according to the communication method and user requirements. Especially, the transponder based on the digital technology comes into the spotlight in the satellite communication field. This paper describes the various analog transponder technology and the state-of-art digital transponder technology grafted onto the existing analog transponder technology.

최신 영상 레이더 위성 기술 및 개발 동향

원영진(Won, Young-Jin),임병균(Lim, Byoung-Gyun) 한국항공우주연구원 2020 항공우주산업기술동향 Vol.18 No.2

지구 관측 위성 분야에서 세계 우주개발 선진국들의 우주용 레이더 탑재체 위성 개발 경쟁이 치열하다. 합성 개구면 레이더는 날씨나 주야에 상관없이 영상을 획득할 수 있기 때문에 광학탑재체에 비해 전천후의 성능을 가지고 있다. 특히 여러 대의 위성을 띄워 재방문 주기를 개선하여 목표물의 영상획득 시간을 늘리고 멀티스태틱 기술을 이용하여 저속 이동 물체 탐지 등의 새로운 솔루션을 제시하는 방향으로 차세대 레이더 위성의 소형화가 가속화되고 있다. 본 기술논문에서는 세계 각국의 영상 레이더 위성 기술 최신 개발 동향과 차세대 소형 영상 레이더 위성의 개발 동향에 대해 살펴보기로 한다. In the field of earth observation satellites, the world"s advanced countries in space development are fiercely competing to develop satellites for space radar payloads. The synthetic aperture radar has an all-round performance compared to optical payloads because it can acquire images regardless of weather or day and night. In particular, the miniaturization of next-generation radar satellites is accelerating in a way that improves the frequency of re-visits by launching multiple satellites to increase the time of acquisition of images of targets and to suggest new solutions such as low-speed object detection using multistatic technology. In this technical paper, we look at the latest developments in image radar satellite technology from around the world and the development trends of next-generation small radar satellites.

유방암 방사선치료 시 반대편 유방의 피부선량 감소를 위한 볼루스 효과

원영진(Young Jin Won),김종원(Jong Won Kim),김정훈(Jung Hoon Kim) 대한방사선과학회(구 대한방사선기술학회) 2017 방사선기술과학 Vol.40 No.2

본 연구는 유방암 방사선치료 시 반대편 유방의 피부선량을 경감시키기 위해 Radon phantom을 이용하여 조직등가물질인 볼루스 5 mm, 10 mm를 적용해 종속조사면 병합치료방법(FIF)과 쐐기접선조사(Wedge 15, 30)그리고 세기조절방사선치료계획(IMRT)을 이용하여 선량비교평가를 시행하고자 하였으며, 치료처방으로 50.4 Gy로 시행하였다. 선량비교평가 방법으로 광자극발광선량계를 이용하여 치료 부위 반대편 유방의 8곳에 부착하여 각각의 치료계획별로 선량을 측정하였다. 연구에 이용된 광자극발광선량계 중 재현성은 3% 이내인 25개를 사용하였다. 연구결과, FIF 치료계획에서는 볼루스 없이 측정된 결과 대비 5 mm와 10 mm 평균 감소율은 각각 37.23 cGy와 41.77cGy이었으며, Wedge 15°를 이용한 치료계획에서 평균 감소율은 각각 70.69 cGy, 87.57 cGy였다. 또한 IMRT에서는 각각 67.37 cGy와 83.17 cGy의 감소율을 보여주었다. 볼루스를 이용한 결과는 모든 치료계획에서 볼루스의 두께가 증가할수록 선량 감소폭이 커지는 결과를 보여주었다. The aim of this study was to evaluate the dose comparison using Radon phantom with 5 mm and 10 mm tissue equivalent materials, FIF, Wedge(15, 30 angle) and IMRT, to reduce the skin dose of the contralateral breast during breast cancer radiation therapy(Total dose: 50.4Gy). The dose was measured for each treatment plan by attaching to the 8 point of the contralateral breast of the treated region using a optical-stimulated luminance dosimeter(OSLD) as a comparative dose evaluation method. Of the OSLD used in the study, 10 were used with reproducibility within 3%. As a result, the average reduction rates of 5 mm and 10 mm in the FIF treatment plan were 37.23 cGy and 41.77 cGy, respectively, and the average reduction rates in the treatment plan using Wedge 15° were 70.69 cGy and 87.57 cGy, respectively. The IMRT showed a reduction of 67.37 cGy and 83.17 cGy, respectively. The results of using bolus showed that as the thickness of the bolus increased in all treatments, the dose reduction increased. We concluded that mastectomy as well as general radiotherapy for breast cancer would be very effective for patients who are more likely to be exposed to scattered radiation due to a more demanding or complex treatment plan.