연차 연구산출물 성과지표 [상위 20% SCI 논문(건) : 제출 2건] . (논문1) Quadrature Frequency-Group Radar for small Vibrational Displacement (저자: 김동규, 김유진, 제출처: Scientific Reports (JCR 상위분포: 14.844%), 제출됨) . (논문2) Finite-Difference Time-Domain Modeling for Electromagnetic Wave Analysis of Human Voxel Model at Millimeter-Wave Frequencies(저자: 백재우, 김동규, 정경영, 제출처: IEEE Access (JCR 상위분포: 21.336%), 1차리뷰완료)
[3극 특허: 출원 1건(한국, 미국, 독일)] . 비고정 레이더의 모션 아티펙트 제거 방법 (Method of Motion Artifact REmoval for Non-fixed Radar)(발명자: 김동규, 김유진, 출원처: 3극 특허 출원을 위한 대한민국 가출원, 가출원완료)
[국내 특허: 출원 1건] . 직접변환 쿼드러처 레이더 시스템에서 마이크로 도플러 효과의 기준 식별신호 생성기를 포함하는 안테나 장치 및 제어 방법(발명자: 김유진,김동규, 출원처: 대한민국, 출원준비중)
[연구시제품: 3건] . 3종의 시제품 (WR-DV보드, WR-DAQ-DV보드, BGT24L-DAQ-DV보드)을 개발하고 실험에 사용함
[시스템 구축: 1건] . 시험의 정량화를 위한 레이더 전용 정밀 테스트 환경(Motion Artifact에뮬레이터 Matlab연동 시스템)
[기술문서: 44건] . 도플러 레이더 하드웨어 및 알고리즘에 관한 44건의 기술문서를 작성 및 등록 완료함
② 연구성과의 질적 우수성 . 기본 레이더 H/W+알고리즘의 미세 변위 측정 해상도는 Motorized Moving Stage에서 정량화된 평가에서 0.16mm의 우수한 해상도를 가짐 . 멀티 주파수 기반의 레이더 Impairment를 Correction하는 알고리즘을 개발하여 시뮬레이션 및 실험으로 검증하였으며, JCR 상위 14%의 SCI저널(Scientific Reports)에 투고 완료함. . 인체 근접 전파 환경을 정밀하게 시뮬레이션 하기 위한 EM 계산의 아이디어를 도출하여 JCR 상위 21%의 SCI저널(IEEE Access)에 투고 완료함 . Motion Artifact에 의한 레이더 신호 해석 및 보정 방법을 연구하여 3극 특허로 가출원 완료함 . 위상 잡음 (Phase Noise)의 경우 24GHz에서 -66.33dBc/Hz @100kHz로 측정된 결과를 가짐 . 개발된 Wearable Radar 모듈은 0.067%로 FMCW-INL평가에서 국외제품대비 약 4배 비선형성 성능이 우수한 특징을 가짐 . 안테나 연구에서는 -10 dB 반사손실 대역 [GHz]에서 23.33 ~ 24.09dB(목표대역에서 S11 < -8.06 dB)로 측정되었고, 목표대역에서 격리도[dB] -28.07dB 이하로 측정됨 . 안테나 Size는 21 x 21 x 1 mm 정도의 격리도가 높으면서도 소형화된 크기의 우수한 특징을 가짐
③ 연구결과의 활용정도(가능성) 및 파급효과 ○ 1차년도 연구개발결과의 웨어러블 기기의 생체신호 센싱 알고리즘에서 미래유망 연구 선점 가능성 - 기존 전계측정 방식이나 광학식 방식에 비해 본 1차년도 연구개발 결과는 비접촉식의 가능성과 Motion Artifacts에 대한 연구로 착용성이 우수하고 착용 부작용이 없으며 응용범위의 다양성을 증대시킬 수 있어 미래유망 연구 분야로 선점 가능성을 높였음 ○ 1차년도 연구개발결과의 레이더 기술에서의 미래유망 연구 선점 가능성 - 1차년도 연구 개발내용은 20GHz 이상 대역에서 Doppler 레이더의 Impairment를 해결하는 방법을 정량적인 방법으로 방법론을 개발하고 측정을 하였으므로 선도성이 있음 - 기존의 Doppler 레이더 Impairment 연구는 2.4GHz 대역의 원거리 생체신호 센싱 방법에 관해 주로 연구되어 왔는데, 이 Impairment는 20GHz 이상 대역에서는 매우 다른 특성을 갖게 되므로 1차년도 연구개발 결과에서는 기존의 연구에서는 확인할 수 없는 멀티주파수 고주파수 대역에서의 Impairment의 연구결과를 도출함으로서 미래유망 연구 분야로서 선점 가능성이 있음 ○ 1차년도 연구결과의 활용분야 파급성 - 1차년도 연구개발결과에서 IQ imbalance Calibration 문제 해결을 위해 제시된 회로적 설계 및 시뮬레이션 기술과 소프트웨어 보정 알고리즘을 통해 Imbalance를 제거하는 방안의 핵심기술개발은 쿼드러처 레이더 기술분야에 중요한 기술로 파급될 것으로 예상됨
④ 인력 및 예산 사용의 적절성 ETRI 인력 2명이 평균 1 (M/Y) 연구 개발을 수행함
⑤ 중간점검 자체점검 내용 반영 여부 중간점검 자체 점검 내용 반영 완료 < 중간점검시 문제점 > 중간점검시의 문제점으로 핵심알고리즘 측정위해 고성능 계측기 구매가 요구 되었음 . 24GHz~24.5GHz대역의 Chirp, Ramping, Step Frequency제어 및 측정을 위해 BW 160MHz 이상의 고성능 계측기 요구됨 . 원내 연구소 보유장비는 대부분 BW 25~40MHz 대역이며, Vector Signal Analysis S/W 필요옵션을 보유하고 있지 않음
< 해결 및 조치내용 > . 연구인프라협력실 (담당: 이동한 책임)의 도움을 받아 임차 장비 및 보유장비(고성능 Network Analyzer)를 활용하여 연구개발을 원활히 수행할 수 있었음
⑥ 차년도 수행계획의 적절성 차년도에는 1차년도의 우수한 결과물을 활용하여 아래와 같은 5개 주요 연구내용을 진행하고자 함 1. Motion Artifact 의 Impairment 보정 및 성능 정량화 기술 개발 2. Time-varying DC-offset 최소화 알고리즘 구현 3. 비접촉 착용 레이더 환경의 Balancing 회로 및 신호처리 알고리즘 개발 4. 생체신호 추출 기술 연구 5. 착용형 근접 안테나 구조 설계 및 구현
(출처 : 요약서 4p)
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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