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The Journal of Korea Navigation Institute

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수록정보
수록범위 : 1권1호(1997)~23권2호(2019) |수록논문 수 : 1,545
한국항행학회논문지
23권2호(2019년) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1실시간 목표물 변경 유도무기에 적용 가능한 수신 모뎀 설계

저자 : 맹성재 ( Sung-jae Maeng ) , 이종혁 ( Jong-hyuk Lee ) , 김강산 ( Kang-san Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 97-103 (7 pages)

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본 논문에서는 페이딩(fading)에 의한 영향이 적은 실시간 목표물 변경이 가능한 유도무기에 적용할 수 있는 수신 모뎀을 설계 및 제작하는데 목적이 있다. 설계된 모뎀은 동기 검출기 (sync detector), 타이밍 추정부 (timing estimator), 타이밍 복원부 (timing recovery), 차동 복호기(differential decoder) 와 비터비 복호기 (viterbi decoder)로 구성되며, 이를 FPGA (field programmable gate array)로 구현하여 요구 사항에 맞춰 재설계 및 수정이 유연하도록 구현하였다. 제작된 모뎀 보드는 중간 주파수 (IF; intermediate frequency)에서 기저대역으로 직접 변환하였으며, ADC (analog to digital converter)를 통하여 디지털 데이터로 변환하였다. 모의실험 과 측정 및 시험을 수행하여, 실시간 목표물 변경이 가능한 유도무기에 적용 가능하다는 것을 확인하였다.


In this paper, we designed and fabricated a receiving modem that can be applied to guided weapons can change real-time targets with little effect of fading. The designed modem consists of synchronous detector, timing error estimator, timing recovery, differential decoder and viterbi decoder, and it's implemented in FPGA so that it can be redesigned and modified according to requirements. The modem board was directly converted from IF frequency to baseband and converted into digital data through ADC. It is confirmed that it is applicable to the guided weapons that changing real-time targets through simulations, measurements and test.

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2정기항공사 소속 조종사의 비행경력에 따른 시계접근능력 차이 분석 : 비모수 통계검정을 포함하여

저자 : 이근영 ( Gun-young Lee ) , 황재갑 ( Jae-kap Hwang ) , 장지승 ( Ji-seung Jang )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 104-113 (10 pages)

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본 연구는 정기항공사 소속 조종사들을 대상으로 그들의 비행경력과 운항능력에 대한 실증연구를 하였다. 첫째, 정기항공사 소속 조종사들의 비행경력(비행시간 및 기종)에 따른 운항능력의 차이를 분석하였다. 이를 통해 신규로 항공운송용 조종사로 진입하고자 하는 인력들에 대해 항공사가 기대하는 조종사의 운항능력의 수준을 검증할 수 있었다. 분석결과 기장의 경우 해당기종 비행시간이 500시간이든 1500시간이든 시계비행 운항심사 결과 간의 차이가 없는 것으로 나타났다. 부기장은 1,500시간 이상부터는 시계비행 운항심사 결과의 차이가 나타났다. 부기장은 기장과 달리 해당기종 비행시간을 많이 가질수록 안정적인 시계접근을 할 수 있음이 판명된 것이다. 기종특성과 관련하여 cable 또는 fly-by-wire 기종에 따라 기장 집단은 시계비행 운항능력의 차이가 없었다. 즉, 시계접근의 경우는 기종에 관계없이 기장급 조종사의 기량이 평가된다고 할 수 있겠다. 부기장 집단에서는 기종 특성에 따른 유의한 차이가 있는 것으로 판명되었다.


There are keen competitions among the air operators to recruit competent pilots, which could be adversely affect the safe operation of aircraft. This study is aimed to identify the correlation between the flight experience of the pilot of the air transport operator and competency on visual approach operation. About 2,400 sets of flight training data of several pilots of an air transport operator was analysed for this study. The analysis showed that most captains were able to make stabilized visual approach regardless of his/her flight experience of any type of aircraft, while the first officers were able to make a stabilized visual approach with more than 1,500 hours of flight experience for each rated type of aircraft. This should be considered during making policies for the supply and demand of pilots for the safe operation of air transport.

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3초경량 무인비행장치 조종자의 교육환경 만족도가 안전의식에 미치는 영향 : DREEM 모형을 포함하여

저자 : 정형훈 ( Hyung-hoon Jung ) , 김기웅 ( Kee-woong Kim ) , 최연철 ( Youn-chul Choi )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 114-124 (11 pages)

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2016년 1월 다보스포럼에서 발표된 4차 산업혁명에 대한 다양한 기술 적용 분야의 하나로서 무인비행장치인 드론 시장은 미래의 교통체계의 커다란 변화와 관련된 중요한 분야로 급속하게 확대 발전되고 있다. 한국의 경우 드론에 대한 관심은 국가자격증의 폭발적인 수요로 연계되고 있으며 드론조종자 수도 2015년 400여명에서 2018년 기준 17,000여명을 초과하면서 교육환경과 안전의 중요성이 강조되고 있다. 따라서 본 연구에서는 드론교육 현황과 함께 교육환경 평가를 위해 설계된 DREEM (Dundee ready educational environment measure) 모형에 근거하여 조종자의 안전의식을 분석하였다. 연구결과 교육 환경에 대한 만족도가 절차 준수를 포함한 전반적인 안전의식에 영향을 주므로 이에 대한 개선이 요구된다는 결론을 도출하였다.


The drone market, an unmanned aerial vehicle, is rapidly expanding and developing into an important area related to the huge changes in the traffic system of the future. With various technologies on the fourth industrial revolution, including drones, mentioned at the Davos Forum in January 2016, interest in drones is emerging as an explosive demand for national certificates. The number of drone pilots, which was only 400 in 2015, is continuing to surpass 17,000 as of 2018. Therefore, this study analyzed the safety perception of the pilots based on the DREEM (Dundee ready environmental assessment) model designed to evaluate the educational environment along with the current state of drone education in Korea. This led to the conclusion that the high level of satisfaction of the pilot with the educational environment contributes to the overall safety perception, including compliance with procedures.

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4광센서 배열을 이용한 무인잠수정의 종단유도장치 시스템

저자 : 손현중 ( Hyeon-joong Son ) , 최형식 ( Hyeung-sik Choi ) , 강진일 ( Jin-il Kang ) , 서주노 ( Joo-no Sur ) , 정성훈 ( Seong-hoon Jeong ) , 김준영 ( Joon-young Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 125-133 (9 pages)

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본 논문에서는 수중에서 광과 광센서를 이용하여 AUV의 도킹스테이션에의 도킹에 대한 새로운 연구를 하였다. 이를 위해 LED를 유도광원으로 사용하는 도킹스테이션과 렌즈, 광 변위센서, 신호처리기, 연산처리기로 구성된 센서 시스템을 무인잠수정에 장착한 무인잠수정의 종단유도장치 시스템을 제안하였다. LED 복사광을 이용해 정밀한 상대각도 측정 정밀도를 얻을 수 있도록 집광렌즈 및 광센서 시스템의 원리해석과 이를 검증하기 위해 집광렌즈와 광센서 시스템을 직접 제작하고 기초실험을 수행하였으며 제작한 광학센서를 이용한 AUV와 도킹시스템을 제작하고 수조에서 기본적인 도킹시험을 수행하여 새로운 도킹 방법으로의 가능성을 검증하였다.


In this paper, a new study was performed on the docking of AUV to docking station using light and light sensor system under the water. For this, a guiding system for AUV loading sensor system composed of lense, light sensor, signal processor, and processor and docking system with LED are proposed. An analysis on light sensor system and light-collecting lense to obtain accurate relative angle and measurement accuracy was performed. To prove this, the system was built and a basic experiment was performed. Finally, the feasibility of the developed docking system was verified the test in the water tank.

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5무인기 탐지를 위한 멀티모드 레이다 신호처리 프로세서 설계

저자 : 이승혁 ( Seunghyeok Lee ) , 정용철 ( Yongchul Jung ) , 정윤호 ( Yunho Jung )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 134-141 (8 pages)

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레이다 시스템은 송신 파형에 따라 크게 PD (pulse Doppler) 레이다와 FMCW (frequency modulated continuous wave) 레이다로 구분되며, 송수신 특성에 따라 PD 레이다는 장거리 표적 검출에 유리한 반면, FMCW 레이다는 단거리 표적 검출에 적합한 특성을 갖는다. 이에 본 논문에서는 중/장거리 뿐 아니라 단거리 무인기 탐지를 위해 PD 레이다 시스템과 FMCW 레이다 시스템을 모두 지원가능한 멀티모드 레이다 신호처리 프로세서 (RSP; radar signal processor)를 제안한다. 제안된 레이다 신호처리 프로세서는 Verilog-HDL을 이용하여 RTL 설계 후, Altera Cyclone-IV FPGA를 이용하여 구현 및 검증 되었다. 구현 결과, 총 19,623개의 logic elements, 9,759개의 register, 그리고 25,190,400의 memory bit로 구현 가능함을 확인하였으며, 기존의 PD 레이다와 FMCW 레이다 신호처리 프로세서를 개별 구현한 경우에 비해 logic elements와 register 요구량이 약 43%와 39% 감소됨을 확인하였다.


Radar systems are divided into the pulse Doppler (PD) radar and the frequency modulated continuous wave (FMCW) radar depending on the transmission waveform. In particular, the PD radar is advantageous for long-range target detection, and the FMCW radar is suitable for short-range target detection. In this paper, we present design and implementation results for a multi-mode radar signal processor (RSP) that can support both PD and FMCW radar systems to detect unmanned aerial vehicles (UAVs) at short distances as well as long distances. The proposed radar signal processor can be implemented based on Altera Cyclone-IV FPGA with 19,623 logic elements, 9,759 registers, and 25,190,400 memory bits. The logic elements and registers of the proposed radar signal processor are reduced by approximately 43% and 30%, respectively, compared to the sum of logic elements and registers of the conventional PD radar and FMCW radar signal processor.

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6도플러 레이더를 이용한 포구속도 계측 시 클러터 제거 방법

저자 : 김형래 ( Hyoung-rae Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 142-150 (9 pages)

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포구속도는 총포탄약의 평가에 있어 가장 중요한 계측항목들 중 하나이다. 포구속도는 포탄이 포구를 떠나는 시점의 속도로 정의된다. 특히, 포구속도는 추진제의 성능과 밀접하게 관련이 있기 때문에 정확한 측정이 요구된다. 포구속도의 측정에는 도플러 레이더가 사용되나, 도플러 레이더 신호의 품질은 시험장 환경에 의존한다. 따라서 본 논문에서는 도플러 레이더의 신호 품질을 악화시키는 클러터를 시험장 구조 및 신호처리 방법의 개선을 통해 제거하는 방법을 제시하였다. 개선된 신호처리 방법의 적용을 위해 도플러 레이더의 원시 도플러 데이터를 획득하는 프로그램을 작성하였다. 시험장 구조 및 신호처리 방법의 개선을 통해 얻어진 속도 데이터에 대한 통계적인 검증으로 제안하는 방법이 기존에 사용하던 방법에 비해 클러터 제거에 효과가 있음을 증명하였다.


Muzzle Velocity is one of the most important measurement items for evaluation of ammunition. The muzzle velocity is defined as the velocity when the projectile leaves the muzzle. Particularly, since the muzzle velocity is closely related to the performance of the propellant, precise measurement of muzzle velocity is required. Doppler radar is used to measure the muzzle velocity, but the quality of Doppler radar signal depends on the test site environment. In this paper, a method to remove the clutter that degrades the signal quality of Doppler radar by improving the structure of the test site and the signal processing method is suggested. For the application of the improved signal processing method, a program for acquiring Doppler radar 's raw Doppler data was created. Statistical verification of the velocity data obtained through the improvement of the test site structure and signal processing method proved that the proposed method is effective for the removal of clutter as compared with the existing method.

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7국내 강우 환경에서 Ka 밴드 위성 링크 버짓 및 지구국 G/T 분석

저자 : 최형재 ( Hyeong-jae Choi ) , 유경아 ( Kyoung-a You ) , 박대길 ( Dae-kil Park ) , 구경헌 ( Kyung Heon Koo )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 151-157 (7 pages)

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방송 및 통신에 널리 이용하는 정지궤도 위성 통신에서는 경로 상에서 신호 전력이 크게 감소하는 경로 손실 (path loss)이 발생한다. Ka 밴드 주파수는 강우 감쇠에 취약하여 링크 버짓을 계산할 때 강우 감쇠를 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 한국의 4개 지역(서울, 인천, 부산, 제주)의 2000년도 이후 강우 데이터를 이용하여 강우 추이를 분석하고 강우 강도 및 강우 감쇠를 계산하였다. 이를 이용하여 천리안 위성의 다운 링크에 대한 위성 링크 버짓 및 수신 성능을 해석하였다. 본 연구에서 18년간의 강우 데이터를 이용하여 연시간율 0.5%인 강우강도일 때 계산한 G/T 결과는 국제전기통신연합(ITU)의 Zone-K 강우 모델의 경우와 비교하여 약 8.5 dBK-1 증가하였고, 한국정보통신기술협회(TTA)에서 13년간의 강우 데이터로 계산한 G/T 보다 약 1.2 dBK-1 감소하였다. 본 연구의 결과는 국내 설치 위성 지구국의 G/T 설계에 활용될 수 있다.


In geostationary satellite communications, which are widely used for broadcasting and communication, there is a path loss where the signal power on the path is largely reduced. It is important to consider rain attenuation when calculating link budget because the Ka band frequency is vulnerable to rain attenuation. In this study, rainfall trends were analyzed by using rainfall data from the year 2000 in four regions of Korea (Seoul, Incheon, Busan, Jeju) and the rainfall attenuation was calculated. This was used to analyse the satellite link budget and receiving performance for the down-link of the korea satellite COMS. In this study, the calculated G/T for the rainfall intensity of 0.5% per year using the rainfall data for 18 years increased by approximately 8.5 dBK-1 compared to the ITU's zone-K rain model, and decreased by approximately 1 dBK-1 compared to the precipitation data for 13 years from the TTA(Korea Telecommunications Technology Association). The results of this study can be used for the design of G/T in domestic-installed satellite ground station.

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8서비스워커와 해시를 이용한 통신 데이터 소모 감소를 위한 웹 콘텐츠 갱신 알고리즘 설계

저자 : 김현국 ( Hyun-gook Kim ) , 박진태 ( Jin-tae Park ) , 최문혁 ( Moon-hyuk Choi ) , 문일영 ( Il-young Moon )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 158-165 (8 pages)

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기존 웹 페이지는 사용자가 해당 페이지를 요청할 때 마다 새로운 페이지를 다운로드 받아 사용자에게 제공하였다. 따라서 동일한 페이지를 사용자가 반복해서 요청할 경우 동일한 리소스에 대한 다운로드만을 반복하게 된다. 이는 불필요한 데이터의 소비를 발생시키는 요인이다. 본 논문에서는 사용자와 서버간의 불필요한 요청에 의해 발생하는 데이터의 소모를 감소시키고, 콘텐츠 제공 속도를 향상시키는 대에 초점을 맞추었다. 따라서 이를 방지하기 위하여 본 논문에서는 캐싱 시스템과 사용자가 요청하는 파일의 변경을 감지할 수 있는 해시 함수를 이용한 해시 값의 비교를 통해 항상 최신 캐시를 유지하면서 데이터 소모를 줄일 수 있는 알고리즘에 대하여 논하고, 웹 콘텐츠의 속도 향상을 위한 서비스 워커 기반의 캐싱 시스템을 설계하고 성능을 평가하였다.


The existing web page was downloaded and provided to the user every time the user requested the page. Therefore, if the same page is repeatedly requested by the user, only the download for the same resource is repeated. This is a factor that causes unnecessary consumption of data. We focus on reducing data consumption caused by unnecessary requests between users and servers, and improving content delivery speed. Therefore, in this paper, we propose a caching system and an algorithm that can reduce the data consumption while maintaining the latest cache by comparing the hash value using the hash function that can detect the change of the file requested by the user.

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9부하 임피던스 변화에 따른 6.78MHz 전류모드 D급 전력증폭기 특성 해석

저자 : 고석현 ( Seok-hyeon Go ) , 박대길 ( Dae-kil Park ) , 구경헌 ( Kyung-heon Koo )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 166-171 (6 pages)

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본 논문은 6.78 MHz무선전력전송 송신기의 전송 효율을 높이고 송수신 코일 간격 변화에도 안정적 특성을 확보하기 위해 전류 모드 클래스 D 전력증폭기를 설계한다. 선형증폭기의 이론적인 효율을 제한하는 트랜지스터의 기생 커패시터 성분에 의한 손실을 적게 만들어 전력증폭기의 효율을 향상시킨다. 회로 설계 시뮬레이터를 이용하여 고효율 증폭기를 설계하고 부하 임피던스 변화에 따른 전력 출력, 효율 특성을 시뮬레이션하여 검증하였다. 시뮬레이션에서 DC 바이어스 30 V일 때 42.1 dBm의 출력과 95%의 효율을 갖도록 설계하였다. 전력증폭기를 제작하여 42.1 dBm (16 W)의 출력에서 91% 의 효율을 보였다. 드론 무선전력전송에 적용될 송수신 코일을 제작하였으며, 송수신 코일 간격에 따른 부하변화에 따라 전력부가효율이 최대 88% 이고 출력전력 42.1 dBm ±1.7 dB 의 특성을 나타내었다.


This paper has designed a current mode class D power amplifier to increase the transmission efficiency of a 6.78 MHz wireless power transfer (WPT) transmitter and to ensure stable characteristics even when the transmitting and receiving coil intervals change. By reducing the loss due to the parasitic capacitor component of the transistor, which limits the theoretical efficiency of the linear amplifier, this research has improved the efficiency of the power amplifier. The circuit design simulator was used to design the high efficiency amplifier, and the power output and efficiency characteristics according to the load impedance change have been simulated and verified. In the simulation, 42.1 dBm output and 95% efficiency was designed at DC bias 30 V. The power amplifier was fabricated and showed 91% efficiency at the output of 42.1 dBm (16 W). The transmitting and receiving coils were fabricated for wireless power transfer of the drone, and the maximum power added efficiency was 88% and the output power was 42.1 dBm ± 1.7 dB according to the load change causing from the coil intervals.

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10무선통신용 LTCC 다층기판의 수동소자 라이브러리 구현

저자 : 조학래 ( Hak-rae Cho ) , 구경헌 ( Kyung Heon Koo )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 2호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 172-178 (7 pages)

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본 논문에서는 LTCC 다층기판으로 구현할 수동 소자를 수축공정과 무수축공정으로 구분하여 설계, 제작하고 분석하였다. 유전율 7 또는 40의 두 종류 세라믹 소재를 사용하여 기본 형태의 수동소자를 다양하게 두 가지 공정으로 제작하여 특성을 비교하였다. 유전율 40 기판을 사용할 때 수축공정은 X, Y 방향에서 17%, Z 방향에서 36%의 수축율을 보이는 것과 비교하여, 무수축공정은 X,Y 방향에서 변화하지 않고 Z 방향으로만 43% 수축하여 평면상에서 높은 치수 정밀도와 표면 평탄도를 얻을 수 있다. 측정 값으로 부터 매개 변수를 이용한 경험적 해석 식을 이용하여 제작한 LTCC 소자의 인덕턴스 및 커패시턴스를 추정하였으며 설계 라이브러리 형태로 구현하였다. 유전율과 제작 공정에 따라 인덕터의 권선수와 단위 면적에 따른 커패시턴스를 측정하여 권선수 및 단위면적에 따른 소자값을 예측할 수 있는 다항식을 제시하였다.


This paper has designed, fabricated, and analyzed the passive devices realized using low temperature co-fired ceramic (LTCC) multi layer substrates by dividing into the shrinkage process and the non-shrinkage process. Using two types of ceramic materials with dielectric constant 7 or 40, we have fabricated the same shape of various elements in 2 different processes and compared the characteristics. For the substrate of dielctric constant 40, compared with the shrinkage process which has 17% shrink in the X and Y directions with 36% shrink in the Z direction, the non-shrinkage process has 43% shrink in the Z direction without shrink in the X and Y directions, so high dimensional accuracy and surface flatness can be obtained. The inductances and capacitances of the fabricated elements are estimated from measurement using empirical analysis equations of parameters and implemented as a design library. Depending on the substrate and the process, the inductance and capacitance depending on the turn number of winding and unit area have been measured, and empirical polynomials are proposed to predict element values.

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