과학기술대학 정보보안암호수학과 박원광 교수 연구팀의 실시간 마이크로파 이미징에 대한 연구 논문이 Advances in Engineering (AIE) 온라인 뉴스에 선정되어 Mechanical Engineering 분야에 2019년 9월 12일자로 게시되었다. AIE 온라인 뉴스는 전세계 공학분야의 논문 중에서 0.1% 이하의 혁신적인 기술 개발을 이룬 탁월한 연구논문을 선정하여서 전세계에 소개하는 뉴스매체이다.

Subspace migration 알고리즘은 역산란문제(inverse scattering problem)에서 잡음(noise)에 안정적이면서 효과적인 실시간 영상화 기법으로 알려져 있다. 이 기법을 마이크로파 영상에 적용하기 위해서는 산란행렬(scattering matrix)의 모든 원소가 측정 가능하다는 조건과 신호를 송수신하는 안테나의 개수가 충분히 많아야 한다는 가정이 필요하지만 실제 문제에서는 산란행렬의 대각선 성분을 측정하기 어렵고 송수신 안테나의 개수도 많지 않기 때문에 새로운 이론의 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 송수신 안테나의 개수가 많지 않을 때 산란행렬의 대각선 성분이 없어도 subspace migration 알고리즘이 실제 마이크로파 이미징에 적용 가능하다는 사실을 베셀함수로 이루어진 무한급수와 안테나의 개수 및 배열에 대한 식을 유도함으로서 증명하였다. 아울러, 산란행렬의 대각선 성분은 이물질은 물론 다른 송수신 안테나의 영향을 받기 때문에 산란행렬의 대각선 성분을 포함하는 산란행렬을 이용하면 이미징에 많은 잔상(artifacts)이 나타난다는 사실도 이론적으로 증명하였다. 상용툴 및 실제실험 데이터로 이론적 결과를 규명하였고 이를 통하여 subspace migration 알고리즘이 실시간 마이크로파 이미징에 사용될 수 있다는 가능성을 최초로 규명하였다는데 큰 의의를 가질 수 있다.

AIE 온라인 뉴스에 선정된 논문은 “Real-time microwave imaging of unknown anomalies via scattering matrix”이고 Mechanical Systems and Signal Processing 저널에 2019년 5월 게재되었다. 본 연구는 연구재단의 기본연구지원사업(후속연구)의 지원으로 이루어졌다.

관련 URL
https://advanceseng.com/real-time-microwave-imaging-of-unknown-anomalies-via-scattering-matrix/