KR102363729B1 - 레이더 탐지장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

레이더 탐지장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 레이더 탐지장치와 관련하여 레이더 수신신호의 분석 성능을 제고하기 위한 레이더 탐지장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

Description

레이더 탐지장치 및 그 동작 방법{DETECTION APPARATUS USING RADAR, AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 레이더 탐지장치와 관련하여 레이더 수신신호의 분석 성능을 제고하기 위한 방안에 관한 것이다.
레이더(RADAR) 탐지장치는 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 방출하고, 수신 안테나를 통해 해당 영역 내의 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하여 타겟의 존재 및 타겟과의 거리를 탐지하는 장치이다.
이때, 레이더 신호의 변조(Modulation) 방식은 펄스(pulse) 방식, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식, FSK (Frequency Shift Keying) 방식 등이 존재하는데, 이러한 변조 방식에 따라 타겟의 존재 및 거리를 추출하는 방법이 다르다.
특히, FMCW 방식의 레이더 탐지장치에서는 펄스 방식과는 달리 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 주파수가 시간에 따라 선형적으로 변경된 레이더 송신신호를 타겟으로 송신하게 되며, 타겟에 의해 반사되어 수신되는 레이더 수신신호를 분석하여 타겟의 존재와 그에 따른 거리를 산출할 수 있다.
한편, FMCW 방식의 레이더 탐지장치에서 레이더 수신신호를 분석하기 위해선, 레이더 수신신호와 레이더 송신신호의 생성에 이용된 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호가 필수적으로 요구된다.
그러나, 타겟과의 거리가 멀어질수록 이러한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되며, 이 경우 합성된 에너지량의 감소로 레이더 수신신호의 신호대잡음비를 떨어뜨리게 되어 결국 분석 성능에 부정적인 영향을 초래하게 된다.
이에, 본 발명에서는 레이더 수신신호의 분석 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 방안을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식에 있어서 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호의 분석 성능을 제고하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치는, 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신하는 송신부; 상기 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 상기 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 상기 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 수신부; 및 상기 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 상기 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 상기 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 레이더 탐지장치와 상기 반사체 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연에 기초하여 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 레이더 탐지장치와 상기 반사체 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어짐에 따라, 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 탐지구간은, 상기 로컬발진 신호의 생성주기가 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장되는 경우, 상기 로컬발진 신호의 생성주기와 상기 레이더 송신신호의 송신주기가 동일한 이전 시점보다 상기 설정 값만큼의 시간구간이 확장될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치의 동작 방법은, 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신하는 송신단계; 상기 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 상기 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 상기 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 수신단계; 및 상기 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 상기 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 상기 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하는 제어단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어단계는, 상기 레이더 탐지장치와 상기 반사체 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연에 기초하여 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어단계는, 상기 레이더 탐지장치와 상기 반사체 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어짐에 따라, 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 탐지구간은, 상기 로컬발진 신호의 생성주기가 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장되는 경우, 상기 로컬발진 신호의 생성주기와 상기 레이더 송신신호의 송신주기가 동일한 이전 시점보다 상기 설정 값만큼의 시간구간이 확장될 수 있다.
이에, 본 발명의 레이더 탐지장치 및 그 동작 방법에서는, 레이더 탐지장치와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연에 기초하여 로컬발진 신호의 생성주기를 가변함으로써, 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호를 분석할 수 있는 탐지구간을 확장하여 분석 성능을 제고할 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치를 설명하기 위한 구성도.
도 3는 레이더 송신신호의 송신주기와 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 기존 환경에서의 탐지구간을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 로컬발진 신호의 생성주기 제어한 환경에서의 탐지구간을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 레이더 탐지장치에 관한 기술을 다룬다.
FMCW 방식의 레이더 탐지장치는 구조가 단순하고 소형화된 소형화된 크기를 갖는다는 장점에 따라 군용 소형 레이더, 고도 측정용 레이더, 및 차량 충돌 방지 시스템 등 다양한 사용되고 있다.
이러한 FMCW 방식에서는, 달리 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 송신신호를 타겟으로 송신하게 되며, 이에 따라, 타겟에 의해 반사되어 수신되는 레이더 반사신호를 분석하는 방식을 통해서 타겟의 존재 및 거리가 확인될 수 있다.
이처럼 FMCW 방식에서 레이더 반사신호의 분석을 위해서는, 레이더 송신신호의 생성에 이용된 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호와 레이더 수신신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호가 필수적으로 요구된다.
헌데, 타겟과의 거리가 멀어질수록 이러한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되며, 이 경우 합성된 에너지량의 감소로 레이더 수신신호의 분석 성능에 부정적인 영향을 초래하게 된다.
다시 말해, 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 정해져 있는 FMCW 방식에서는, 타겟과의 거리가 멀어질수록 해당 탐지구간에서 분석 가능한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되며, 이는 합성된 중간주파수 신호의 에너지량을 감소시켜 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)가 작아지는 결과가 초래되는 것이다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는, FMCW 방식에 있어서 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호의 분석 성능을 제고하기 위한 새로운 방안을 제안하고자 하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 레이더 탐지장치의 구성을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
이와 관련하여, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치(100)의 개략적인 구성을 보여주고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이터 탐지장치(100)는 레이더 송신신호를 송신하는 송신부(110), 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호를 수신하여 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 수신부(120), 및 레이더 수신신호가 분석되는 탐지구간을 제어하는 제어부(130)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
이상 송신부(110), 수신부(120), 및 제어부(130)를 포함하는 레이더 탐지장치(100)의 전체 구성 내지는 적어도 일부의 구성은 소프트웨어 모듈 또는 하드웨어 모듈 형태로 구현되거나, 내지는 소프트웨어 모듈과 하드웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 레이더 탐지장치(100)에 내에서 연산을 수행하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 레이더 탐지장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치(100)는 전술한 구성을 통해 로컬발진 신호의 생성주기를 가변함으로써, 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호를 분석할 수 있는 탐지구간을 확장하여 분석 성능을 제고할 수 있는데, 이하에서는 이를 실현하기 위한 레이더 탐지장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적인 설명을 이어 가기로 한다.
송신부(110)는 레이더 송신신호를 전송하는 기능을 수해한다.
보다 구체적으로, 송신부(110)는 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신하게 된다.
이때, 송신부(110)는 로컬발진 신호에 대한 위상 동기 및 주파수 변조를 통해 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신 안테나를 통해서 송신할 수 있다.
이와 관련하여, 도 2에서는 송신부(110)의 보다 구체적인 구성 및 그에 따른 동작을 살펴볼 수 있다.
즉, 송신부(110)에서는 송신주기와 동일한 주기로 설정된 생성주기에 따라 로컬발진기(111, Oscillator)에서 로컬발진 신호가 생성되면, 주파수 합성기(112, Frequency synthesizer)와 VCO(113, Voltage Controlled Oscillator)를 통해 이러한 로컬발진 신호와 송신신호간 위상 동기 및 주파수 변조가 이루어지게 되며, 이처럼 위상 동기 및 주파수 변조를 통해 생성되는 송신신호가 기 설정된 송신주기에 따라 송신 안테나(114)를 통해서 전송되고 있는 것이다.
수신부(120)는 레이더 수신신호를 수신하여 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 수신부(120)는 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 레이더 수신신호로 수신되면, 이러한 레이더 수신신호의 분석을 통해 타겟과의 거리가 산출되도록 한다.
이때, 수신부(120)는 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 타겟과의 거리가 산출되도록 할 수 있다
이와 관련하여, 앞서 예시한 도 2에서는 수신부(120)의 보다 구체적인 구성 및 그에 따른 동작을 살펴볼 수 있다.
즉, 수신부(120)에서는, 수신 안테나(121, 122)를 통해 레이더 수신신호가 수신되면, 믹서(123, 124)에서의 헤테로 다이닝 과정을 통해 송신부(110)로부터 전달되는 로컬발진 신호와 레이더 수신신호를 합성한 중간주파수 신호가 생성되며, 이러한 중간주파수 신호는 필터(125-126, 127-128)을 통해 일정 레벨로 컷오프(Cutoff) 된 중간주파수 신호로 필터링되어, 이에 대한 비트 주파수 측정으로부터 타겟과의 거리가 산출될 수 있는 것이다.
제어부(130)는 레이더 수신신호가 분석되는 탐지구간을 제어하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 제어부(130)는 타겟과의 거리 산출과 관련하여 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간을 제어하게 된다.
이때, 제어부(130)는 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하게 된다.
이와 관련하여, 도 3에서는 레이더 송신신호의 송신주기와 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 경우의 신호를 예시적으로 보여주고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 레이더 송신신호의 송신주기와 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 기존 환경에서는, 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연으로 인해 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 극히 제한적인 것을 확인할 수 있다.
때문에, 탐지구간에서 분석 가능한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되며, 이는 합성된 중간주파수 신호의 에너지량을 감소시켜 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)가 작아지게 되며, 이는 레이더 수신신호에 대한 분석성능 저하의 결과로 이어지게 된다.
이에, 제어부(130)는 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연에 기초하여 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하는 방식을 통해서 타겟과의 거리가 멀어질수록 분석 가능한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되는 기존 기술의 한계점을 해결하게 된다.
이를 위해, 제어부(130)는 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어지는 경우에 대해서, 로컬발진 신호의 생성주기를 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킴으로써, 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 확장하게 된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 로컬발진 신호의 생성주기를 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킴으로써 앞서 예시한 도 3에서와 같이 로컬발진 신호의 생성주기와 레이더 송신신호의 송신주기가 동일한 이전 시점보다 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 지연 및 연장 된 설정 값만큼 확장하고 있는 것이다.
여기서, 로컬발진 신호의 생성주기를 지연 및 연장시키기 위한 설정 값은, 이전 생성주기마다 검출되는 타겟의 위치를 고려하여 적응적으로 변경될 수 있음은 물론이다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에서는 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어지는 경우에 대해서도 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이가 충분히 확보됨에 따라, 중간주파수 신호의 에너지량 및 그에 따른 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)를 증가시켜, 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호의 분석 성능이 제고될 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치(100)의 구성에 따르면, 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연을 고려하여 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 충분히 확보함으로써, 중간주파수 신호의 에너지량 및 그에 따른 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio) 증가를 통해 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호를 분석 성능을 제고할 수 있음을 알 수 있다.
이상 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치(100)의 구성에 대한 설명을 마치고, 도 5를 참조하여 레이더 탐지장치(100)의 동작 방법에 대한 설명을 이어 가기로 한다.
먼저, 송신부(110)는 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신한다(S10).
이때, 송신부(110)는 로컬발진 신호에 대한 위상 동기 및 주파수 변조를 통해 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신 안테나를 통해서 송신할 수 있다.
이와 관련하여, 앞서 예시한 도 2에서는 송신부(110)의 보다 구체적인 구성 및 그에 따른 동작을 살펴볼 수 있다.
즉, 송신부(110)에서는 송신주기와 동일한 주기로 설정된 생성주기에 따라 로컬발진기(111, Oscillator)에서 로컬발진 신호가 생성되면, 주파수 합성기(112, Frequency synthesizer)와 VCO(113, Voltage Controlled Oscillator)를 통해 이러한 로컬발진 신호와 송신신호간 위상 동기 및 주파수 변조가 이루어지게 되며, 이처럼 위상 동기 및 주파수 변조를 통해 생성되는 송신신호가 기 설정된 송신주기에 따라 송신 안테나(114)를 통해서 전송되고 있는 것이다.
그리고 나서, 수신부(120)는 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 레이더 수신신호로 수신되면, 이러한 레이더 수신신호의 분석을 통해 타겟과의 거리가 산출되도록 한다(S20-S40).
이때, 수신부(120)는 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 타겟과의 거리가 산출되도록 할 수 있다
이와 관련하여, 앞서 예시한 도 2에서는 수신부(120)의 보다 구체적인 구성 및 그에 따른 동작을 살펴볼 수 있다.
즉, 수신부(120)에서는, 수신 안테나(121, 122)를 통해 레이더 수신신호가 수신되면, 믹서(123, 124)에서의 헤테로 다이닝 과정을 통해 송신부(110)로부터 전달되는 로컬발진 신호와 레이더 수신신호를 합성한 중간주파수 신호가 생성되며, 이러한 중간주파수 신호는 필터(125-126, 127-128)을 통해 일정 레벨로 컷오프(Cutoff) 된 중간주파수 신호로 필터링되어, 이에 대한 비트 주파수 측정으로부터 타겟과의 거리가 산출될 수 있는 것이다.
나아가, 제어부(130)는 타겟과의 거리 산출과 관련하여 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간을 제어한다(S50).
이때, 제어부(130)는 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하게 된다.
이와 관련하여, 앞서 예시한 도 3에서는 레이더 송신신호의 송신주기와 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 경우의 신호를 예시적으로 보여주고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 레이더 송신신호의 송신주기와 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 기존 환경에서는, 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연으로 인해 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 극히 제한적인 것을 확인할 수 있다.
때문에, 탐지구간에서 분석 가능한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되며, 이는 합성된 중간주파수 신호의 에너지량을 감소시켜 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)가 작아지게 되며, 이는 레이더 수신신호에 대한 분석성능 저하의 결과로 이어지게 된다.
이에, 제어부(130)는 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연에 기초하여 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하는 방식을 통해서 타겟과의 거리가 멀어질수록 분석 가능한 중간주파수 신호의 길이가 짧아지게 되는 기존 기술의 한계점을 해결하게 된다.
이를 위해, 제어부(130)는 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어지는 경우에 대해서, 로컬발진 신호의 생성주기를 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킴으로써, 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 확장하게 된다.
즉, 앞서 예시한 도 4에 도시된 바와 같이, 로컬발진 신호의 생성주기를 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시킴으로써 앞서 예시한 도 3에서와 같이 로컬발진 신호의 생성주기와 레이더 송신신호의 송신주기가 동일한 이전 시점보다 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 지연 및 연장 된 설정 값만큼 확장하고 있는 것이다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에서는 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어지는 경우에 대해서도 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이가 충분히 확보됨에 따라, 중간주파수 신호의 에너지량 및 그에 따른 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)를 증가시켜, 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호의 분석 성능이 제고될 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 탐지장치(100)의 동작 방법에 따르면, 레이더 탐지장치(100)와 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연을 고려하여 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여 중간주파수 신호를 분석할 수 있는 탐지구간의 시간 길이를 충분히 확보함으로써, 중간주파수 신호의 에너지량 및 그에 따른 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio) 증가를 통해 원거리 타겟에 대한 레이더 수신신호를 분석 성능을 제고할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 처리 시스템의 동작을 처리하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
본 명세서에서 "시스템"이나 "장치"라 함은 예컨대 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터 혹은 다중 프로세서나 컴퓨터를 포함하여 데이터를 처리하기 위한 모든 기구, 장치 및 기계를 포괄한다. 처리 시스템은, 하드웨어에 부가하여, 예컨대 프로세서 펌웨어를 구성하는 코드, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 혹은 이들 중 하나 이상의 조합 등 요청 시 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 형성하는 코드를 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선언적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
한편, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 EPROM, EEPROM 및 플래시메모리 장치와 같은 반도체 메모리 장치, 예컨대 내부 하드디스크나 외장형 디스크와 같은 자기 디스크, 자기광학 디스크 및 CD-ROM과 DVD-ROM 디스크를 포함하여 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다.
본 명세서에서 설명한 주제의 구현물은 예컨대 데이터 서버와 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 애플리케이션 서버와 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하거나, 예컨대 사용자가 본 명세서에서 설명한 주제의 구현물과 상호 작용할 수 있는 웹 브라우저나 그래픽 유저 인터페이스를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트 혹은 그러한 백엔드, 미들웨어 혹은 프론트엔드 컴포넌트의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 연산 시스템에서 구현될 수도 있다. 시스템의 컴포넌트는 예컨대 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 어떠한 형태나 매체에 의해서도 상호 접속 가능하다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 마찬가지로, 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징될 수 있다는 점을 이해하여야 한다
이와 같이, 본 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에 따른 레이더 탐지장치 및 그 동작 방법에 따르면, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식의 레이더 탐지장치와 관련하여 레이더 수신신호의 분석 성능을 제고할 수 있다는 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 레이더 탐지장치
110: 송신부 120: 수신부
130: 제어부

Claims (8)

  1. 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신하는 송신부;
    상기 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 상기 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 상기 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 수신부; 및
    상기 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 상기 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 상기 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    레이더 탐지장치와 상기 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어짐에 따라, 상기 레이더 송신신호의 송신주기와는 별도로 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시켜, 상기 탐지구간을 상기 레이더 송신신호의 송신주기와 상기 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 이전 시점보다 상기 설정 값만큼 확장시키는 것을 특징으로 하는 레이더 탐지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 로컬발진(LO, Local Oscillator) 신호를 기반으로 시간에 대하여 주파수가 일정한 기울기로 변하도록 생성되는 레이더 송신신호를 기 설정된 송신주기에 따라 송신하는 송신단계;
    상기 레이더 송신신호가 타겟으로부터 반사되어 수신되는 레이더 수신신호와 상기 로컬발진 신호를 합성한 중간주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호를 필터링하여 필터링된 중간주파수 신호로부터 상기 타겟과의 거리가 산출되도록 하는 수신단계; 및
    상기 레이더 송신신호의 송신주기와 동일한 주기로 설정된 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 가변하여, 상기 중간주파수 신호가 필터링되는 시간구간인 탐지구간이 상기 로컬발진 신호의 가변된 생성주기에 따라 달라지도록 제어하는 제어단계를 포함하며,
    상기 제어단계는,
    레이더 탐지장치와 상기 타겟 간의 왕복 거리에 따른 신호 지연이 길어짐에 따라, 상기 레이더 송신신호의 송신주기와는 별도로 상기 로컬발진 신호의 생성주기를 상기 레이더 송신신호의 송신주기에 대해 설정 값만큼 지연 및 연장시켜, 상기 탐지구간을 상기 레이더 송신신호의 송신주기와 상기 로컬발진 신호의 생성주기가 동일한 이전 시점보다 상기 설정 값만큼 확장시키는 것을 특징으로 하는 레이더 탐지장치의 동작 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130051694A (ko) * 2011-11-10 2013-05-21 재단법인대구경북과학기술원 Ｆｍｃｗ 레이더의 거리 정밀 측정방법 및 그 장치
KR20130099310A (ko) * 2012-02-29 2013-09-06 삼성탈레스 주식회사 적응형 스케줄러를 이용한 ｆｍｃｗ 레이더 시스템
KR20170121480A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 서울대학교산학협력단 다중 대역폭을 갖는 fmcw 레이더 및 그 제어 방법
KR20190117900A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 만도 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130051694A (ko) * 2011-11-10 2013-05-21 재단법인대구경북과학기술원 Ｆｍｃｗ 레이더의 거리 정밀 측정방법 및 그 장치
KR20130099310A (ko) * 2012-02-29 2013-09-06 삼성탈레스 주식회사 적응형 스케줄러를 이용한 ｆｍｃｗ 레이더 시스템
KR20170121480A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 서울대학교산학협력단 다중 대역폭을 갖는 fmcw 레이더 및 그 제어 방법
KR20190117900A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 주식회사 만도 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치

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