KR20150045125A - Frequency Modulated Continuous Wave radar system and its operating method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a frequency modulated continuous wave radar system and an operating method thereof. The frequency modulated continuous wave radar system comprises a phase locked loop (PLL) module to generate a chirp signal by using a loop filter that controls response time corresponding to frequency step changes; and a correction module that generates beat frequency of the original signal and the signal delayed to the maximum operation range from the original signal by collecting the generated chirp signal, and that corrects the loop filter to maintain the phase error of the beat frequency within the predefined range. With these features, this invention minimizes the step error occurring while generating a chirp signal by controlling overall response time using the loop filter of the PLL module. In addition, The present invention minimizes errors without expensive hardware systems by generating beat signals relevant to an operation situation by processing the delay time of generating the beat signal with software elements, to maintain the optimal linearity corresponding to external environmental changes.

Description

주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법{Frequency Modulated Continuous Wave radar system and its operating method}{Frequency Modulated Continuous Wave Radar System and its Operation Method}

본 발명은 주파수변조연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) 레이더시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로, 처프(chirp) 신호의 선형성을 개선하기 위한 주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar system and a method of operating the same, and more particularly, to a frequency modulated continuous wave radar system for improving the linearity of a chirp signal and a method of operating the same.

주파수변조연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) 레이더 시스템에서 처프(Chirp) 신호의 선형성은 타겟 분해능 및 감지 거리를 결정하는 중요한 요소로서, 최근 고해상도 레이더 구현을 위해서 보다 빠른 시간에 보다 넓은 주파수 대역의 선형적 처프(Chirp) 신호 생성을 요구하고 있다. 이에 따라 선형성 개선을 위한 여러 방법이 제안되었다.In the Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar system, the linearity of the chirp signal is an important factor that determines the target resolution and the sensing distance. Recently, in order to realize a high resolution radar, It is required to generate a chirp signal. Accordingly, various methods for improving the linearity have been proposed.

종래 주파수변조연속파(FMCW) 레이더시스템 중 하나는 선형성이 우수한 FMCW 신호발생을 위해 Lookup 테이블을 통해 전압제어발진기(VCO)을 직접 제어하는 개방 루프 형태의 주파수 제어 구조를 가지고 있다.One of the conventional frequency modulated continuous wave (FMCW) radar systems has an open loop type frequency control structure for directly controlling a voltage controlled oscillator (VCO) through a lookup table for generation of an FMCW signal having excellent linearity.

또한 종래 주파수변조연속파 레이더시스템은 환경 변화에 대한 전압제어발진기(VCO)의 특성 변화를 보정하기 위해 별도의 비트 주파수 생성 장치를 구성하여 에러를 분석하고 보정함으로써 레이더가 환경 변화에 대해서 우수한 선형성을 유지하도록 하고 있다.In addition, the conventional frequency-modulated continuous wave radar system has a separate bit frequency generator to compensate for changes in the characteristics of the voltage-controlled oscillator (VCO) in response to environmental changes. By analyzing and correcting errors, the radar maintains excellent linearity .

그러나, 종래 주파수변조연속파 레이더시스템은 실제 운용 조건에서 미흡한 면을 가지고 있다.However, the conventional frequency modulated continuous wave radar system has insufficient aspects in actual operating conditions.

전압제어발진기를 이용한 직접 제어 방법의 처프(chirp) 신호 생성은 제어 스텝에 의해 스텝 시간 동안의 에러를 발생하는 것으로, 기존의 모든 처프 신호 발생기가 갖는 선형성의 문제를 여전히 가지고 있다.The generation of the chirp signal of the direct control method using the voltage controlled oscillator generates an error during the step time by the control step and still has the problem of the linearity of all the conventional chirp signal generators.

또한 비트 신호 생성을 위한 지연기는 광 커버터와 광 케이블로 구성되며 이는 상당히 고가의 제품이어서 장거리 레이더에서와 같은 실제 운영 상황에서 최대 거리만큼의 지연기를 구현하기는 현실적으로 부담이 되는 문제를 가지고 있다.
In addition, the delay for generating the bit signal is composed of the optical cover and the optical cable, which is a very expensive product. Therefore, realizing the delay of the maximum distance in the actual operation situation such as in the long distance radar is a real problem.

KR 10-2007-7009723 AKR 10-2007-7009723 A

본 발명의 목적은 기존 구조에서 주파수 스텝 변화시 발생하는 스텝 에러를 루프 필터의 응답 시간을 조절하여 최소화함으로써, 환경 변화에 대해 전압제어발진기(Voltaqge Controlled Oscillator, VCO)의 특성이 변화하더라도 기존 방법의 성형성의 한계를 극복할 수 있는 주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to minimize the step error occurring in the frequency step change in the existing structure by adjusting the response time of the loop filter so that even if the characteristics of the voltage controlled oscillator (VCO) A frequency modulated continuous wave radar system capable of overcoming the limitations of formability, and a method of operating the same.

상기 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템은 주파수 스텝의 변화에 대응하여 응답시간을 조절하기 위한 루프 필터를 이용하여 처프(chirp) 신호를 생성하기 위한 PLL(Phase Locked Loop)모듈; 및 상기 생성된 처프 신호를 수집하여 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시킨 신호의 비트 주파수를 생성하고, 그 비트 주파수의 위상 에러가 사전에 정해진 범위까지 감소되도록 상기 루프 필터를 보정하는 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a frequency-modulated continuous wave radar system including: a PLL for generating a chirp signal using a loop filter for adjusting a response time in response to a change in a frequency step; Phase Locked Loop) module; And generating the chirp signal to generate a bit frequency of a signal obtained by delaying the original signal and the original signal by an operation maximum distance and correcting the loop filter so that the phase error of the bit frequency is reduced to a predetermined range And a correction module.

상기 PLL모듈은 기준 클락 주파수와 위상 비교를 하기 위해 궤환된 출력측 주파수를 분주하는 제1 주파수분주기와, 그 제1 주파수분주기에 의해 분주되는 분주 주파수와 상기 기준 클락 주파수 사이의 주파수 차이에 해당하는 전하를 발생하는 위상감지기와, 그 위상감지기에 의해 발생되는 전하를 전압으로 변환하여 고역 대역의 기생 측대파를 제거하는 루프 필터와, 그 루프 필터로부터 입력되는 전압에 해당하는 주파수를 생성하여 출력하는 전압제어발진기를 구비할 수 있다.The PLL module includes a first frequency divider for frequency-dividing a feedback-side output frequency to perform a phase comparison with a reference clock frequency, a frequency divider for dividing a frequency divided by the first frequency divider, A loop filter for converting a charge generated by the phase detector into a voltage to remove a parasitic side wave in a high frequency band and a frequency corresponding to a voltage input from the loop filter, A voltage controlled oscillator may be provided.

상기 보정모듈은 상기 최종 출력을 분배하는 커플러 및 전력분배기와, 그 전력분배기로부터의 처프(chirp) 신호를 수신하여 주파수를 하향 변환하는 제2 주파수 분주기와, 그 제2 주파수 분주기에 의해 하향 변환되는 신호를 수집하기 위한 ADC와, 그 ADC에 의해 수집된 신호를 이용하여 연산을 수행하는 MCU를 구비할 수 있다.Wherein the correction module comprises a coupler and a power divider for distributing the final output, a second frequency divider for receiving a chirp signal from the power divider and down-converting the frequency, and a second frequency divider for down- An ADC for collecting a signal to be converted, and an MCU for performing an operation using a signal collected by the ADC.

상기 보정모듈은 환경변화에 따른 상기 전압제어발진기의 특성 변화에 대응하여 상기 비트 주파수의 위상 에러율을 온라인(on-line) 상태에서 실시간을 계산하는 것을 특징으로 한다.Wherein the correction module calculates a real time in an on-line state of a phase error rate of the bit frequency in response to a change in characteristics of the voltage controlled oscillator according to an environmental change.

상기 MCU는 상기 루프 필터가 처프 신호를 생성하도록 제어함과 동시에 그 생성된 처프 신호를 상기 ADC를 통해 수집할 수 있다.The MCU may control the loop filter to generate a chirp signal and collect the generated chirp signal through the ADC.

상기 처프 신호의 생성 경로는 상기 전압제어발진기, 상기 커플러, 상기 전력분배기, 상기 제1 주파수 분주기, 상기 위상감지기 및 상기 루프 필터를 순서적으로 따르고, 상기 처프 신호의 수집 경로는 상기 전압제어발진기, 상기 커플러, 상기 전력분배기, 상기 제2 주파수분주기 및 상기 ADC를 순서적으로 따르는 것을 특징으로 한다.Wherein the generation path of the chirp signal sequentially follows the voltage controlled oscillator, the coupler, the power divider, the first frequency divider, the phase detector, and the loop filter, , The coupler, the power divider, the second frequency divider, and the ADC in sequence.

상기 MCU는 상기 비트 주파수 생성 후 상기 비트 주파수의 위상 에러로서 전압의 피크점 발생 시간을 통해 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터(jitter) 크기를 측정하고, 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시켜 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여 이전 측정값과 비교하며, 그 비교 결과 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행하고, 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행할 수 있다.The MCU measures the frequency dispersion or the RMS (Root Mean Square) jitter size through the peak point generation time of the voltage as the phase error of the bit frequency after generating the bit frequency, and increases the bandwidth of the loop filter And the RMS (Root Mean Square) jitter size is measured and compared with the previous measurement value, and if the comparison result is equal to or less than the previous measurement value, the bandwidth of the loop filter is changed Control is performed in a direction to increase the bandwidth of the loop filter, and control is performed in a direction to decrease the bandwidth of the loop filter when the bandwidth is larger than the previous measurement value.

상기 MCU는, 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어가 진행된 경우, 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시켜 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여 이전 측정값과 비교하며, 그 비교 결과 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하고, 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행할 수 있다.Wherein the MCU changes the loop response time by decreasing the bandwidth of the loop filter when the control is performed in a direction of reducing the bandwidth of the loop filter and further determines a dispersion degree or a root mean square (RMS) The jitter size is measured and compared with the previous measurement value. If the comparison result is less than the previous measurement value, control is performed in a direction to reduce the bandwidth of the loop filter. If the jitter size is larger than the previous measurement value, As shown in FIG.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면은 주파수 스텝의 변화에 대응하여 응답시간을 조절하기 위한 루프 필터를 이용하여 처프(chirp) 신호를 생성하기 위한 PLL(Phase Locked Loop)모듈과, 상기 생성된 처프 신호를 수집하여 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시킨 신호의 비트 주파수를 생성하고, 그 비트 주파수의 위상 에러가 사전에 정해진 범위까지 감소되도록 상기 루프 필터를 보정하는 보정모듈을 구비하는 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법에 관한 것으로 본 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법은, 상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 처프 신호에 대한 정보가 결정되면 상기 루프 필터의 초기값을 설정하고 그 설정된 루프 필터의 초기값을 이용하여 처프 신호를 생성하면서 동시에 ADC를 통해 그 생성된 처프 신호를 수집하는 단계; 상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 수집된 처프 신호를 상기 운영 최대 거리만큼 지연시키기 위한 지연 시간을 설정하고, 상기 비트 주파수의 위상 에러를 측정하는 단계; 및 상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시켜, 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 상기 비트 주파수의 위상 에러를 측정하여 이전 측정값과 비교하여, 그 비교결과 재 측정값이 그 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키거나, 그 비교결과 재 측정값이 그 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a phase locked loop (PLL) module for generating a chirp signal using a loop filter for adjusting a response time in response to a change in a frequency step, A chirp signal generator for generating a chirp signal and generating a bit frequency of a signal obtained by delaying the original signal and the original signal by an operation maximum distance and correcting the loop filter so that a phase error of the bit frequency is reduced to a predetermined range; Modulated continuous wave radar system having a module, wherein the frequency modulated continuous wave radar system is configured such that when the frequency modulated continuous wave radar system determines information on the chirp signal, the initial value of the loop filter is set The initial value of the loop filter is used to generate a chirp signal, and at the same time, Collecting the chirp signal; Setting a delay time for delaying the collected chirp signal by the operating maximum distance, and measuring a phase error of the bit frequency; And the frequency modulated continuous wave radar system increases the bandwidth of the loop filter to change the loop response time, measure the phase error of the bit frequency again under the changed conditions, and compare the phase error with the previous measured value, And increasing the bandwidth of the loop filter when the measured value is less than the previous measured value or decreasing the bandwidth of the loop filter when the measured value is greater than the previous measured value .

본 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법은 상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시켜, 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 상기 비트 주파수의 위상 에러를 다시 측정하여 이전 측정값과 비교하고, 그 비교결과 재 측정값이 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하고, 그 비교결과 상기 재 측정값이 상기 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of operating the frequency modulated continuous wave radar system is characterized in that the frequency modulated continuous wave radar system reduces the bandwidth of the loop filter to change the loop response time and again measure the phase error of the bit frequency in the changed condition, And performing a control in a direction of decreasing the bandwidth of the loop filter when the remeasurement value is less than the previous measurement value and if the remeasurement value is larger than the previous measurement value, And a step of increasing the number of times of the control.

이와 같이 본 발명은 PLL모듈(10)의 루프 필터를 통해 전체 응답 시간을 조절함으로써 처프(Chirp) 신호 생성시 발생하는 스텝 에러를 최소화할 수 있고, 비트 신호 생성을 위한 시간 지연을 소프트웨어적으로 처리함으로써 고가의 하드웨어 구성없이 실제 운영 상황에 맞는 비트 신호를 생성하여 에러를 최소화할 수 있어 환경 변화에 대해서 최적의 선형성을 유지할 수 있다.As described above, the present invention can minimize the step error occurring when generating the chirp signal by adjusting the overall response time through the loop filter of the PLL module 10, and can reduce the time delay for generating the bit signal by software Thus, it is possible to minimize the error by generating the bit signal according to the actual operating conditions without the expensive hardware configuration, so that the optimal linearity can be maintained for the environmental change.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 블록도이다.
도 2는 기존 PLL구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 기존 DAC에 의한 개방형 주파수 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기존 DDS 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 기존 주파수변조연속파 레이더시스템에 따른 스텝 에러에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기존 주파수변조연속파 레이더시스템에 따른 선형에러를 정의하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6과 관련하여 선형 에러를 정의하기 위한 수식이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 루프 응답 시간에 따른 처프의 선형성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLL모듈의 전체 루프 대역폭(W3dB)을 표현하기 위한 수식이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 제어절차도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 처프 프로파일 및 동기화 신호를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 비트 주파수 생성원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 처프 선형성이 나쁠 경우 비트 주파수의 변화를 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram of a frequency modulated continuous wave radar system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a conventional PLL structure.
3 is a diagram for explaining an open frequency control method using a conventional DAC.
4 is a diagram showing a conventional DDS structure.
5 is a diagram for explaining a step error according to a conventional frequency-modulated continuous wave radar system.
6 is a diagram for defining a linear error according to a conventional frequency-modulated continuous wave radar system.
FIG. 7 is a formula for defining a linear error with reference to FIG.
8 is a graph for explaining the linearity of chirp according to a loop response time of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for expressing the total loop bandwidth (W3dB) of the PLL module according to an embodiment of the present invention.
10 is a control procedure diagram of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention.
11 is a graph illustrating a chirp profile and a synchronization signal of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph illustrating a principle of generating a bit frequency of a frequency-modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram for explaining a change in bit frequency when the chirp linearity of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention is poor.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법에 대해 설명한다. 도면들에 표시된 구성들은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 개념도로서, 구성에 대한 설명 중 공지기술에 대한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. The configurations shown in the drawings are conceptual diagrams for explaining the concept of the present invention, and a description of known technologies will be omitted from the description of the configurations.

본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape and size of the elements in the figures may be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템은 PLL(Phase Locked Loop)모듈(10) 및 보정모듈(20)을 구비할 수 있다.1 is a block diagram of a frequency modulated continuous wave radar system in accordance with an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the frequency modulation continuous wave radar system according to the present embodiment may include a PLL (phase locked loop) module 10 and a correction module 20.

본 실시예에 따른 PLL모듈(10)은 주파수 궤환형 회로로서, 주파수 스텝의 변화에 대응하여 응답시간을 조절하기 위한 루프 필터(106)를 이용하여 처프(chirp) 신호를 생성할 수 있고, 제1 주파수분주기(104), 위상감지기(105), 루프 필터(106) 및 전압제어발진기(101)를 포함할 수 있다.The PLL module 10 according to the present embodiment is a frequency feedback circuit that can generate a chirp signal by using a loop filter 106 for adjusting the response time in response to a change in frequency step, 1 frequency divider 104, a phase detector 105, a loop filter 106 and a voltage controlled oscillator 101. [

제1 주파수분주기(104)는 기준 클락 주파수와 위상 비교를 하기 위해 궤환된 출력주파수를 분주하는 역할을 수행할 수 있고, 위상감지기(105)는 궤환 신호 분주 주파수/기준 클락 주파수 간 주파수 차에 해당하는 전하를 발생한다. 기준 클락 주파수는 기준 클락 주파수 발생기(107)에 의해 생성된다.The first frequency divider 104 may perform a function of dividing the feedback frequency to perform a phase comparison with the reference clock frequency and the phase detector 105 may divide the frequency of the feedback signal divided frequency / And generates a corresponding charge. The reference clock frequency is generated by the reference clock frequency generator 107.

루프 필터(106)는 전하를 전압으로 변환하고 고역 대역의 기생 측대파(spurious)제거하는 역할을 하고, 전압제어발진기(101)는 루프 필터(106)로부터 입력된 전압에 해당하는 주파수를 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.The loop filter 106 converts a charge into a voltage and removes a spurious component in a high frequency band. The voltage controlled oscillator 101 generates a frequency corresponding to a voltage input from the loop filter 106 Output function.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 기존 주파수변조연속파 레이더시스템의 처프 신호 생성방법 3가지에 대해 설명한다.Hereinafter, three methods for generating a chirp signal of a conventional frequency-modulated continuous wave radar system will be described with reference to FIG. 2 to FIG.

도 2는 기존 PLL구조를 나타내는 도면으로, 도 2에 도시된 바와 같이, RFD는 기준 클락과 분주된 VCO 출력 클락 사이의 위상 및 주파수 차이를 비교하여 Up/Down 펄스를 생성한다. Charge 펌프와 루프 필터는 이산적인 Up/Down 펄스를, VCO를 제어할 수 있는 아날로그 전압으로 변환하여, VCO 출력 주파수가 최종적으로는 기준 클락 주파수의 N배가 되도록 제어한다. 이러한 기존 PLL에 의한 주파수 생성은 정확한 주파수 제어는 가능하나, 부궤환 제어에 의한 시간 지연으로 아주 빠른 스텝의 제어에 적용하기 어려울 수 있다.FIG. 2 shows a conventional PLL structure. As shown in FIG. 2, RFD compares phase and frequency differences between a reference clock and a divided VCO output clock to generate Up / Down pulses. The charge pump and the loop filter convert discrete up / down pulses into an analog voltage capable of controlling the VCO so that the VCO output frequency is finally N times the reference clock frequency. Frequency generation by the existing PLL can be precise frequency control, but time delay due to negative feedback control may be difficult to apply to very fast step control.

도 3은 기존 DAC에 의한 개방형 주파수 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로, VCO(210), DAC(220), MCU(230)으로 이루어질 수 있다. 구조는 부궤환의 의한 주파수 제어가 아니라 VCO(210)의 전압을 직접 제어하는 방식으로 VCO(210)의 전압에 대한 주파수 응답 특성을 정확히 알고 있으면 선형 제어가 가능하다. VCO(210)의 응답 특성에 절대적으로 성능이 좌우되는 만큼 VCO(210)의 특성은 모든 운용 온도 별 Lookup 테이블 작업이 중요하며, 이러한 테이블 작업은 Off-line 상태에서 수행된다.FIG. 3 is a diagram for explaining an open frequency control method using a conventional DAC, and may include a VCO 210, a DAC 220, and an MCU 230. The structure can be linearly controlled by knowing the frequency response characteristic with respect to the voltage of the VCO 210 in a manner of directly controlling the voltage of the VCO 210 instead of the frequency control by the negative feedback. As the performance of the VCO 210 is absolutely dependent on the response characteristic, the lookup table operation for each operating temperature is important for the characteristic of the VCO 210, and such table operation is performed in the off-line state.

도 4는 기존 DDS 구조를 나타내는 도면으로, DAC에 의한 개방형 주파수 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로, DAC(310), PAC(320), 위상레지스터(330)로 이루어질 수 있다. 아날로그 방식과는 달리 레지스터에 저장된 위상에 대한 전압 값을 컨버터를 통해 출력함으로써 신호를 발생시킨다. 이때 디지털적으로 시간에 따른 위상 변화를 조합함으로써 원하는 주파수 신호를 생성하게 된다. 이와 같이 디지털 적으로 신호를 생성하는 DDS 방식은 앞의 두 방식에 비해 선형성이 절대적으로 우수하나 In-Band 내에 발생하는 기생측대파(spurious)에 의해 오탐지 문제가 있으며, 주파수 한계로 인해 주로 저주파 대역에 사용되며 밀리미터파 대역에 응용하기 위해선 부가적인 Up 컨버터를 필요로 한다.FIG. 4 illustrates a conventional DDS structure. The DAC 310 includes a DAC 310, a PAC 320, and a phase register 330. Unlike the analog method, the signal is generated by outputting the voltage value for the phase stored in the register through the converter. At this time, a desired frequency signal is generated by combining the digital phase change with time. In this way, the DDS method for generating a digital signal has an excellent linearity compared to the above two methods, but there is a problem of false detection due to the parasitic side spurious generated in the in-band. Due to the frequency limit, Band and requires an additional upconverter to be applied to the millimeter waveband.

본 실시예에 따른 보정모듈(20)은 생성된 처프 신호를 수집하여 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시킨 신호의 비트 주파수를 생성하고, 그 비트 주파수의 위상 에러가 사전에 정해진 범위까지 감소되도록 루프 필터(106)를 보정한다.The correction module 20 according to the present embodiment collects the generated chirp signal and generates a bit frequency of a signal obtained by delaying the original signal and its original signal by the operation maximum distance, and detects a phase error of the bit frequency in a predetermined range Lt; RTI ID = 0.0 > 106 < / RTI >

보정모듈(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 최종 출력을 분배하는 커플러(102) 및 전력분배기(103)와, 그 전력분배기(103)로부터의 처프(chirp) 신호를 수신하여 주파수를 하향 변환하는 제2 주파수 분주기(108)와, 그 제2 주파수 분주기(108)에 의해 하향 변환되는 신호를 수집하기 위한 ADC(109)와, 그 ADC(109)에 의해 수집된 신호를 이용하여 연산을 수행하는 MCU(110)를 구비할 수 있다.The correction module 20 includes a coupler 102 and a power divider 103 for distributing the final output as shown in FIG. 1 and a chirp signal from the power divider 103, (ADC) 109 for collecting signals down-converted by the second frequency divider 108 and a second frequency divider 108 for performing an arithmetic operation using the signal collected by the ADC 109 And an MCU 110 for performing the operation.

구체적으로 MCU(110)는 비트 주파수 생성 후 전압의 Peak점 발생 시간을 통해 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정한다.Specifically, the MCU 110 measures the degree of frequency dispersion or RMS (Root Mean Square) jitter through the peak point generation time of the voltage after generating the bit frequency.

MCU(110)는 루프 필터(106)의 대역폭을 증가시켜 루프 응답 시간을 조절하고 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS 지터 크기를 측정하여 초기값과 비교한다.The MCU 110 adjusts the loop response time by increasing the bandwidth of the loop filter 106 and measures the dispersion degree of the bit frequency or the RMS jitter size again under the changed conditions to compare with the initial value.

초기값과의 대비 결과 선형성이 개선되면 루프 필터(106)의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어하며 반대일 경우는 루프 필터(106)의 대역폭을 줄이는 방향으로 제어한다. 이러한 제어 루프는 무한 반복되어 운영 중에는 처프 선형성을 최적 상태로 유지한다.As a result of comparing with the initial value, if the linearity improves, the bandwidth of the loop filter 106 is controlled to increase. In the opposite case, the bandwidth of the loop filter 106 is decreased. These control loops are infinite repeated to keep the chirp linearity in optimum during operation.

이와 같이, 본 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템은 PLL모듈(10)의 루프 필터(106)를 통해 전체 응답 시간을 조절함으로써 처프(Chirp) 신호 생성시 발생하는 스텝 에러를 최소화할 수 있고, 비트 신호 생성을 위한 시간 지연을 소프트웨어적으로 처리함으로써 고가의 하드웨어 구성없이 실제 운영 상황에 맞는 비트 신호를 생성하여 에러를 최소화할 수 있어 환경 변화에 대해서 최적의 선형성을 유지할 수 있다.Thus, the frequency-modulated continuous wave radar system according to the present embodiment can minimize the step error occurring in generation of the chirp signal by adjusting the entire response time through the loop filter 106 of the PLL module 10, By processing the time delay for bit signal generation by software, it is possible to minimize the error by generating the bit signal suitable for the actual operation without expensive hardware configuration, and it is possible to maintain the optimal linearity with respect to the environmental change.

즉, 보정모듈(20)의 보정에 의해 루프 필터(106)가 보정됨으로써, 주파수 스텝 변화 시 발생하는 스텝 에러를 루프 필터(106)의 응답 시간을 조절하여 최소화할 수 있다. 즉 환경 변화에 대해 VCO(Voltaqge Controlled Oscillator)의 특성이 변화하더라도 온라인(on-line) 상태에서 실시간으로 에러율을 항상 계산함으로써 루프 필터(106)의 응답 시간을 재 조절할 수 있다.That is, by correcting the loop filter 106 by the correction of the correction module 20, the step error occurring at the time of the frequency step change can be minimized by adjusting the response time of the loop filter 106. That is, even if the characteristics of the VCO (Voltage Controlled Oscillator) change with respect to the environment change, the response time of the loop filter 106 can be readjusted by always calculating the error rate in real time in an on-line state.

이하에서는 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 성능을 기존 주파수변조연속파 레이더시스템과 비교하여 설명한다.Hereinafter, the performance of the frequency modulated continuous wave radar system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9 in comparison with the conventional frequency modulated continuous wave radar system.

도 5는 스텝 에러에 대해 설명하기 위한 도면으로 기존 주파수변조연속파 레이더시스템에 따른 그래프이고, 도 6은 선형에러를 정의하기 위한 도면으로 기존 주파수변조연속파 레이더시스템에 따른 그래프이며, 도 7은 도 6과 관련하여 선형 에러를 정의하기 위한 수식이다.FIG. 5 is a graph for explaining a step error, which is a graph according to a conventional frequency-modulated continuous wave radar system, FIG. 6 is a graph for defining a linear error, Is a formula for defining linear errors.

기존의 주파수변조연속파 레이더시스템 모두 미소 구간에서는 제어 스텝에 의해 도 5와 같은 스텝에러를 발생하게 된다. 따라서 스텝을 잘게 쪼개더라도 미소 구간에서 발생하는 에러에 의해 이러한 구조들은 선형성의 한계를 갖는다. 기존의 주파수변조연속파 레이더시스템에서 선형성을 나타내는 에러는 도 6과 도 7를 통해 확인할 수 있다.In the conventional frequency-modulated continuous wave radar system, a step error is generated by the control step in the micro-interval as shown in FIG. Therefore, even if the steps are broken up, these structures have limitations of linearity due to errors occurring in the micro-interval. An error indicating the linearity in the existing frequency-modulated continuous wave radar system can be confirmed from FIG. 6 and FIG.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 루프 응답 시간에 따른 처프의 선형성을 설명하기 위한 그래프이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 PLL모듈의 전체 루프 대역폭(W3dB)을 나타내기 위한 수식이다.FIG. 8 is a graph for explaining the linearity of chirp in response to a loop response time of a frequency-modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a graph showing the overall loop bandwidth of the PLL module according to an embodiment of the present invention W3dB). ≪ / RTI >

본 실시예에 따른 PLL모듈(10)의 루프 응답에 따른 선형성의 개선 정도는 도 8에 의해 확인할 수 있다. 즉 도 8을 통해 루프 응답이 적절한 지연 시간을 가질 때 최적의 선형성을 가짐을 알 수 있다.The improvement degree of the linearity according to the loop response of the PLL module 10 according to the present embodiment can be confirmed from FIG. That is, it can be seen from FIG. 8 that the loop response has optimal linearity when it has an appropriate delay time.

또한, 본 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템은 보정모듈(20)에 의해 수행되는 On-line 보정에 의해, 전압제어발진기(VCO)의 특성에 따라 루프 응답 시간을 조절할 수 있다. 도 9의 수식을 통해 확인할 수 있는 바와 같이 PLL모듈의 전체 루프 대역폭(W3dB)은 전압제어발진기(VCO)의 특성 변화에 대해 민감하게 반응한다.In addition, the frequency-modulated continuous wave radar system according to the present embodiment can adjust the loop response time according to the characteristics of the voltage-controlled oscillator (VCO) by on-line correction performed by the correction module 20. [ As can be seen from the equation of FIG. 9, the overall loop bandwidth (W3dB) of the PLL module is sensitive to changes in the characteristics of the voltage controlled oscillator (VCO).

이하에서는 도 10 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 14. FIG.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 제어절차도이다. 도 10을 참조하면, 주파수변조연속파 레이더시스템은 처프 신호에 대한 정보(주파수 대역폭, 주파수 Deviation, Dwell 시간, 주파수 Step 개수)가 도 11과 같이 결정되면 루프 필터(106)의 초기값이 설정된다(S110). 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 처프 프로파일 및 동기화 신호를 나타내는 그래프이다. 10 is a control procedure diagram of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention. 10, the initial value of the loop filter 106 is set when the information (frequency bandwidth, frequency deviation, Dwell time, number of frequency steps) of the chirp signal is determined as shown in FIG. 11 S110). 11 is a graph illustrating a chirp profile and a synchronization signal of a frequency modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention.

다음 주파수변조연속파 레이더시스템은 S110단계에 의해 설정된 초기값을 가지고 처프 신호를 생성한다(S115). Chirp 신호 생성은 MCU(110)의 제어 명령에 의해 수행되며 신호 생성과 동시에 생성된 처프 신호는 ADC(109)를 통해 수집된다.The next frequency modulated continuous wave radar system generates a chirp signal with an initial value set in step S110 (S115). The chirp signal generation is performed by a control command of the MCU 110, and the chirp signal generated at the same time as the signal generation is collected through the ADC 109.

처프 신호 생성 경로는 전압제어발진기(101), 커플러(102), 전력분배기(103), 제1 주파수 분주기(104), 위상감지기(105), 루프 필터(106)를 따르고, 처프 신호 수집 경로는 전압제어발진기(101), 커플러(102), 전력분배기(103), 제2 주파수분주기(108), ADC(109)를 따른다.The chirp signal generating path follows a voltage controlled oscillator 101, a coupler 102, a power divider 103, a first frequency divider 104, a phase detector 105, a loop filter 106, A coupler 102, a power divider 103, a second frequency divider 108, and an ADC 109. The voltage controlled oscillator 101,

다음, 주파수변조연속파 레이더시스템은 수집된 처프 신호를 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시키기 위한 지연 시간을 설정하고(S120), 선형 에러인 비트 주파수의 위상 에러를 측정한다(S125).Next, the frequency-modulated continuous wave radar system sets a delay time for delaying the collected chirp signal by the operating maximum distance of the original signal and the original signal (S120), and measures a phase error of the bit error that is a linear error (S125) .

구체적으로 MCU(110)는 상기 비트 주파수 생성 후 상기 비트 주파수의 위상 에러로서 전압의 피크점 발생 시간을 통해 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정한다.Specifically, after generating the bit frequency, the MCU 110 measures a degree of dispersion of frequency or a root mean square (RMS) jitter size through a peak point occurrence time of a voltage as a phase error of the bit frequency.

다음 주파수변조연속파 레이더시스템은 루프 필터(106)의 대역폭을 증가시켜(S130), 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여(S135) 이전 측정값과 비교한다(S140).The next frequency-modulated continuous wave radar system increases the bandwidth of the loop filter 106 (S130), changes the loop response time and measures the degree of dispersion of the bit frequency or the root mean square (RMS) jitter size again S135) with the previous measured value (S140).

본 실시예에 따른 MCU에서 수행되는 비트 주파수의 생성 원리는 도 12에 나타난 바와 같으며, 처프 신호의 선형성이 나쁠 경우 도 13에 도시된 바와 같이 비트 주파수는 일정하지 않고 변화하게 된다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 비트 주파수 생성원리를 설명하기 위한 그래프이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템의 처프 선형성이 나쁠 경우 비트 주파수의 변화를 설명하기 위한 도면이다.The principle of generating the bit frequency in the MCU according to the present embodiment is as shown in FIG. 12. When the linearity of the chirp signal is bad, the bit frequency is not constant but changes as shown in FIG. FIG. 12 is a graph for explaining a principle of generating a bit frequency of a frequency-modulated continuous wave radar system according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a graph illustrating a case where the chirp linearity of a frequency- Fig. 8 is a diagram for explaining a change in bit frequency. Fig.

S140단계의 비교 결과 재 측정값이 이전 측정값 이하인 경우, 주파수변조연속파 레이더시스템은 S130단계로 돌아가 루프 필터(106)의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행한다.If the re-measured value is less than the previous measured value in step S140, the frequency-modulated continuous wave radar system returns to step S130 and performs control to increase the bandwidth of the loop filter 106. [

반면 S140단계의 비교 결과 재 측정값이 이전 측정값 보다 큰 경우, 주파수변조연속파 레이더시스템은 루프 필터(106)의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행한다.On the other hand, if the remeasurement value is greater than the previous measurement value in the step S140, the frequency modulated continuous wave radar system performs control to reduce the bandwidth of the loop filter 106. [

즉 주파수변조연속파 레이더시스템은 루프 필터(106)의 대역폭을 감소시켜(S145) 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 비트 주파수의 위상 에러로서, 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여(S150) 이전 측정값과 비교한다(S155).That is, the frequency-modulated continuous wave radar system reduces the bandwidth of the loop filter 106 (S145) and changes the loop response time. Then, as the phase error of the bit frequency in the changed condition, The jitter size is measured (S150) and compared with the previous measured value (S155).

S155단계의 비교 결과 재 측정값이 이전 측정값 이하인 경우 S145단계로 돌아가 루프 필터(106)의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행한다.If it is determined in step S155 that the remeasured value is equal to or less than the previous measured value, the process returns to step S145 and controls to decrease the bandwidth of the loop filter 106. [

반면 S155단계의 비교 결과 재 측정값이 이전 측정값 보다 큰 경우 S130단계로 돌아가 루프 필터(106)의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행한다.On the other hand, if it is determined in step S155 that the remeasured value is larger than the previous measured value, the control returns to step S130 to increase the bandwidth of the loop filter 106. [

이와 같이 본 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법은 PLL모듈(10)의 루프 필터(106)를 통해 전체 응답 시간을 조절함으로써 처프(Chirp) 신호 생성시 발생하는 스텝 에러를 최소화할 수 있고, 비트 신호 생성을 위한 시간 지연을 소프트웨어적으로 처리함으로써 고가의 하드웨어 구성없이 실제 운영 상황에 맞는 비트 신호를 생성하여 에러를 최소화할 수 있어 환경 변화에 대해서 최적의 선형성을 유지할 수 있다.As described above, the frequency-modulated continuous wave radar system and the method of operating the same according to the present embodiment minimize the step error occurring in generating the chirp signal by adjusting the overall response time through the loop filter 106 of the PLL module 10 And by processing the time delay for bit signal generation by software, it is possible to minimize the error by generating a bit signal suitable for the actual operating conditions without expensive hardware configuration, and thus it is possible to maintain optimal linearity with respect to environmental change.

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수변조연속파 레이더시스템 및 그 운용방법은 위에서 설명한 실시예들의 구성과 방법에 한정되지 않으며, 사용자의 필요에 따라 실시예의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.The frequency modulated continuous wave radar system and the method of operating the same according to an embodiment of the present invention are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, and all or some of the embodiments may be selectively combined according to the needs of the user .

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

10: PLL모듈
20: 보정모듈
101: 전압제어발진기
102: 커플러
103: 전력분배기
104: 제1 주파수분주기
105: 위상감지기
106: 루프 필터
107: 기준 클락 주파수 발생기
108: 제2 주파수분주기
109: ADC
110: MCU10: PLL module
20: Calibration module
101: Voltage Controlled Oscillator
102: Coupler
103: Power distributor
104: first frequency divider
105: phase detector
106: Loop filter
107: Reference clock frequency generator
108: second frequency divider
109: ADC
110: MCU

Claims (10)

주파수 스텝의 변화에 대응하여 응답시간을 조절하기 위한 루프 필터를 이용하여 처프(chirp) 신호를 생성하기 위한 PLL(Phase Locked Loop)모듈; 및
상기 생성된 처프 신호를 수집하여 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시킨 신호의 비트 주파수를 생성하고, 그 비트 주파수의 위상 에러가 사전에 정해진 범위 내에서 유지되도록 상기 루프 필터를 보정하는 보정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템. A PLL (Phase Locked Loop) module for generating a chirp signal using a loop filter for adjusting a response time in response to a change in a frequency step; And
The chirp signal is collected to generate a bit frequency of a signal obtained by delaying the original signal and its original signal by the operation maximum distance and the loop filter is corrected so that the phase error of the bit frequency is kept within a predetermined range Modulated continuous wave radar system. 제1항에 있어서,
상기 PLL모듈은 기준 클락 주파수와 위상 비교를 하기 위해 궤환된 출력측 주파수를 분주하는 제1 주파수분주기와, 그 제1 주파수분주기에 의해 분주되는 분주 주파수와 상기 기준 클락 주파수 사이의 주파수 차이에 해당하는 전하를 발생하는 위상감지기와, 그 위상감지기에 의해 발생되는 전하를 전압으로 변환하여 고역 대역의 기생 측대파를 제거하는 루프 필터와, 그 루프 필터로부터 입력되는 전압에 해당하는 주파수를 생성하여 출력하는 전압제어발진기를 구비하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.The method according to claim 1,
The PLL module includes a first frequency divider for frequency-dividing a feedback-side output frequency to perform a phase comparison with a reference clock frequency, a frequency divider for dividing a frequency divided by the first frequency divider, A loop filter for converting a charge generated by the phase detector into a voltage to remove a parasitic side wave in a high frequency band and a frequency corresponding to a voltage input from the loop filter, Wherein the frequency-modulated continuous wave radar system comprises a voltage-controlled oscillator. 제2항에 있어서,
상기 보정모듈은 상기 최종 출력을 분배하는 커플러 및 전력분배기와, 그 전력분배기로부터의 처프(chirp) 신호를 수신하여 주파수를 하향 변환하는 제2 주파수 분주기와, 그 제2 주파수 분주기에 의해 하향 변환되는 신호를 수집하기 위한 ADC와, 그 ADC에 의해 수집된 신호를 이용하여 연산을 수행하는 MCU를 구비하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the correction module comprises a coupler and a power divider for distributing the final output, a second frequency divider for receiving a chirp signal from the power divider and down-converting the frequency, and a second frequency divider for down- An ADC for collecting a signal to be converted, and an MCU for performing an operation using a signal collected by the ADC. 제3항에 있어서,
상기 보정모듈은 환경변화에 따른 상기 전압제어발진기의 특성 변화에 대응하여 상기 비트 주파수의 위상 에러율을 온라인(on-line) 상태에서 실시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.The method of claim 3,
Wherein the correction module calculates a real time in an on-line state of a phase error rate of the bit frequency in response to a change in characteristics of the voltage controlled oscillator according to an environment change. 제3항에 있어서,
상기 MCU는 상기 루프 필터가 처프 신호를 생성하도록 제어함과 동시에 그 생성된 처프 신호를 상기 ADC를 통해 수집하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.The method of claim 3,
Wherein the MCU controls the loop filter to generate a chirp signal and collects the generated chirp signal through the ADC. 제3항에 있어서,
상기 처프 신호의 생성 경로는 상기 전압제어발진기, 상기 커플러, 상기 전력분배기, 상기 제1 주파수 분주기, 상기 위상감지기 및 상기 루프 필터를 순서적으로 따르고, 상기 처프 신호의 수집 경로는 상기 전압제어발진기, 상기 커플러, 상기 전력분배기, 상기 제2 주파수분주기 및 상기 ADC를 순서적으로 따르는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.The method of claim 3,
Wherein the generation path of the chirp signal sequentially follows the voltage controlled oscillator, the coupler, the power divider, the first frequency divider, the phase detector, and the loop filter, The coupler, the power divider, the second frequency divider, and the ADC in order. 제3항에 있어서,
상기 MCU는 상기 비트 주파수 생성 후 상기 비트 주파수의 위상 에러로서 전압의 피크점 발생 시간을 통해 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하고, 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시켜 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여 이전 측정값과 비교하며, 그 비교 결과 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행하고, 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.The method of claim 3,
The MCU measures the frequency dispersion or the RMS (Root Mean Square) jitter magnitude through the peak point generation time of the voltage as the phase error of the bit frequency after generating the bit frequency, and increases the bandwidth of the loop filter And the RMS (Root Mean Square) jitter size is measured and compared with the previous measurement value, and when the comparison result is less than the previous measurement value, the direction of increasing the bandwidth of the loop filter And performs control in a direction to decrease the bandwidth of the loop filter when the measured value is larger than a previous measurement value. 제7항에 있어서,
상기 MCU는, 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어가 진행된 경우, 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시켜 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 비트 주파수의 분산 정도 또는 RMS(Root Mean Square) 지터 크기를 측정하여 이전 측정값과 비교하며, 그 비교 결과 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하고, 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the MCU changes the loop response time by decreasing the bandwidth of the loop filter when the control is performed in a direction of reducing the bandwidth of the loop filter and further determines a dispersion degree or a root mean square (RMS) The jitter size is measured and compared with the previous measurement value. If the comparison result is less than the previous measurement value, control is performed in a direction to reduce the bandwidth of the loop filter. If the jitter size is larger than the previous measurement value, Wherein the frequency-modulated continuous-wave radar system comprises: 주파수 스텝의 변화에 대응하여 응답시간을 조절하기 위한 루프 필터를 이용하여 처프(chirp) 신호를 생성하기 위한 PLL(Phase Locked Loop)모듈과, 상기 생성된 처프 신호를 수집하여 원신호와 그 원신호를 운영 최대 거리만큼 지연시킨 신호의 비트 주파수를 생성하고, 그 비트 주파수의 위상 에러가 사전에 정해진 범위까지 감소되도록 상기 루프 필터를 보정하는 보정모듈을 구비하는 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법에 있어서,
상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 처프 신호에 대한 정보가 결정되면 상기 루프 필터의 초기값을 설정하고 그 설정된 루프 필터의 초기값을 이용하여 처프 신호를 생성하면서 동시에 ADC를 통해 그 생성된 처프 신호를 수집하는 단계;
상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 수집된 처프 신호를 상기 운영 최대 거리만큼 지연시키기 위한 지연 시간을 설정하고, 상기 비트 주파수의 위상 에러를 측정하는 단계; 및
상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시켜, 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 다시 상기 비트 주파수의 위상 에러를 측정하여 이전 측정값과 비교하여, 그 비교결과 재 측정값이 그 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키거나, 그 비교결과 재 측정값이 그 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하는 단계를 포함하는 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법.A PLL (Phase Locked Loop) module for generating a chirp signal by using a loop filter for adjusting a response time in response to a change in a frequency step, and a controller for collecting the generated chirp signal, And a correction module for generating a bit frequency of a signal delayed by an operating maximum distance and correcting the loop filter so that a phase error of the bit frequency is reduced to a predetermined range, ,
When the frequency-modulated continuous wave radar system determines information on the chirp signal, the initial value of the loop filter is set and a chirp signal is generated using the initial value of the set loop filter while the generated chirp signal is collected through the ADC ;
Setting a delay time for delaying the collected chirp signal by the operating maximum distance, and measuring a phase error of the bit frequency; And
Modulated continuous wave radar system increases the bandwidth of the loop filter to change the loop response time and again measures the phase error of the bit frequency under the changed conditions and compares it with the previous measured value, Increasing the bandwidth of the loop filter when the measured value is less than the previous measurement value or performing a control in a direction of decreasing the bandwidth of the loop filter when the comparison result is greater than the previous measured value, Operation method of continuous wave radar system. 제9항에 있어서,
상기 주파수변조연속파 레이더시스템이 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시켜, 루프 응답 시간을 변경하고 그 변경된 조건에서 상기 비트 주파수의 위상 에러를 다시 측정하여 이전 측정값과 비교하고, 그 비교결과 재 측정값이 이전 측정값 이하인 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 감소시키는 방향으로 제어를 수행하고, 그 비교결과 상기 재 측정값이 상기 이전 측정값 보다 큰 경우 상기 루프 필터의 대역폭을 증가시키는 방향으로 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수변조연속파 레이더시스템의 운용방법.10. The method of claim 9,
Wherein the frequency modulated continuous wave radar system reduces the bandwidth of the loop filter to change the loop response time and again measure the phase error of the bit frequency under the changed condition and compare it with the previous measured value, Performing control in a direction to decrease the bandwidth of the loop filter when the remeasurement value is less than the previous measurement value and performing control in a direction of increasing the bandwidth of the loop filter when the remeasurement value is larger than the previous measurement value Wherein the radar system further comprises a frequency-modulated continuous wave radar system.
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