KR20190097556A - Device and method for wideband signal transmission of fmcw radar - Google Patents

Device and method for wideband signal transmission of fmcw radar Download PDF

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KR20190097556A KR1020180017123A KR20180017123A KR20190097556A KR 20190097556 A KR20190097556 A KR 20190097556A KR 1020180017123 A KR1020180017123 A KR 1020180017123A KR 20180017123 A KR20180017123 A KR 20180017123A KR 20190097556 A KR20190097556 A KR 20190097556A
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Abstract

Disclosed are a signal transmission device of an FMCW radar and a method thereof. According to one embodiment of the present application, a signal transmission method of an FMCW radar comprises the steps of: (a) generating a baseband signal having an initial bandwidth; and (b) transmitting a signal having a bandwidth wider than the initial bandwidth, by using a frequency channel change oscillator and a mixer to repeatedly perform an operation of shifting a frequency of the baseband signal to an RF band to transmit the RF band with respect to each of predetermined channels.

Description

FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR WIDEBAND SIGNAL TRANSMISSION OF FMCW RADAR}Wideband signal transmission apparatus and method for FMCW radars {DEVICE AND METHOD FOR WIDEBAND SIGNAL TRANSMISSION OF FMCW RADAR}

본원은 다중 채널을 이용한 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wideband signal transmission and reception apparatus and method of the FMCW radar using multiple channels.

레이더(Radar)란 상공에 전파를 내보낸 후, 물체를 맞고 되돌아오는 시간, 그리고 도플러 효과로 인한 주파수 천이 등으로 물체와의 거리, 물체의 속도 등을 측정하는 시스템을 의미한다.Radar refers to a system that measures the distance to an object, the speed of the object, etc. by sending a radio wave over the air, hitting and returning the object, and frequency shift due to the Doppler effect.

긴 파장의 저주파를 활용하는 레이더의 경우, 전파의 감쇄가 작기 때문에 원거리까지 탐지가 가능하나, 정밀한 측정은 불가능하여 낮은 해상도의 탐지 결과를 얻는 반면, 파장이 짧은 고주파를 활용하는 레이더의 경우에는 전파의 감쇄가 커서 원거리까지 탐지할 수 는 없으나, 높은 해상도의 탐지 결과를 얻을 수 있다.In the case of radars that utilize low frequency waves, the detection of radio waves is possible because of the small attenuation of radio waves. It is not possible to detect a long distance due to the large attenuation of, but a high resolution detection result can be obtained.

FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더에 경우 높은 해상도를 요구하므로, 넓은 대역폭이 필요하다. 종래의 FMCW 레이더는 하나의 오실레이터 주파수의 기저대역의 대역폭으로 동작하기 때문에 대역폭이 한정적이다. 즉, 종래의 FMCW 레이더는 한정적인 대역폭에 의해 원거리까지 탐지하는 것이 어려운 점이 있다. 또한, 탐지 거리를 향상시키기 위해 대역폭을 높일 수 있으나, 대역폭을 높이기 위해서는 고성능의 장비가 추가적으로 요구되는 문제점이 존재한다.Frequency-modulated continuous wave (FMCW) radars require high resolution, requiring wide bandwidth. Conventional FMCW radars are limited in bandwidth because they operate with a baseband bandwidth of one oscillator frequency. That is, the conventional FMCW radar has a difficulty in detecting far from the limited bandwidth. In addition, although the bandwidth can be increased to improve the detection distance, there is a problem that additionally requires high performance equipment to increase the bandwidth.

본원의 배경이 되는 기술은 한국특허공개공보 제10-1076001호에 개시되어 있다.The background technology of the present application is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1076001.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고성능의 장비 없이도 대역폭을 향상시킬 수 있는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention to provide a wideband signal transmission apparatus and method of the FMCW radar that can improve the bandwidth without high-performance equipment.

다중 채널을 통해 보다 향상된 와이드 대역폭을 갖는 신호를 활용하는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for transmitting a wideband signal of an FMCW radar utilizing a signal having an improved wide bandwidth through multiple channels.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 송신 방법은, (a) 초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성하는 단계, 및 (b) 주파수 채널 변경 오실레이터와 믹서를 이용하여, 상기 기저대역 신호의 주파수를 RF대역으로 시프트하여 송신하는 동작을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행함으로써, 상기 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the signal transmission method of the FMCW radar according to an embodiment of the present application, (a) generating a baseband signal having an initial bandwidth, and (b) frequency channel change oscillator And transmitting a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth by repeatedly performing the operation of shifting the frequency of the baseband signal to the RF band and transmitting the RF band for each preset channel using a mixer and a mixer. have.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 주파수 채널 변경 오실레이터는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생시키고, 상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정될 수 있다. According to an embodiment of the present application, in the step (b), the frequency channel change oscillator changes the channel corresponding to each of the preset channels so that the DC voltage of the phase-locked loop therein does not change the fixed channel frequency. The wide bandwidth may be set in consideration of the initial bandwidth and the number of preset channels.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the wide bandwidth may be set as a product of the initial bandwidth and the number of preset channels.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 상기 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, step (b) may be sequentially performed from a channel corresponding to the lowest bandwidth among the preset channels to a channel corresponding to the highest bandwidth.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, in the step (b), the fixed channel frequency may be kept constant independently of the channel change of the frequency channel change oscillator.

본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 송수신 방법은 (a) 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 단계 및 (b) 상기 신호가 대상체에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of transmitting and receiving a signal of an FMCW radar includes (a) transmitting a signal having a wide bandwidth by the method of transmitting a wideband signal of an FMCW radar according to an embodiment of the present application, and (b) the signal. May include reaching the object and receiving the reflected reflection signal.

본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 송신 장치는 초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성하는 신호 생성부, 주파수 채널 변경 오실레이터와 믹서를 이용하여, 상기 기저대역 신호의 주파수를 RF대역으로 시프트하는 신호 제어부; 및An apparatus for transmitting a signal of an FMCW radar according to an embodiment of the present application uses a signal generator for generating a baseband signal having an initial bandwidth, a frequency channel change oscillator, and a mixer to shift the frequency of the baseband signal to an RF band. A signal controller; And

상기 RF대역으로 시프트된 상기 기저대역 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하되, 상기 신호 송신부는, 상기 RF대역으로 시프트된 상기 기저대역 신호의 송신을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행함으로써, 상기 초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다.And a signal transmitter for transmitting the baseband signal shifted to the RF band, wherein the signal transmitter repeats the transmission of the baseband signal shifted to the RF band for each preset channel, thereby providing the initial bandwidth. It is possible to transmit a signal having a wider wide bandwidth.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 주파수 채널 변경 오실레이터는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생 시키고, 상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the frequency channel change oscillator changes the channel corresponding to each of the preset channels so that the DC voltage of the phase-locked loop therein does not change and generates a fixed channel frequency, wherein the wide bandwidth It may be set in consideration of the initial bandwidth and the number of the predetermined channel.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the wide bandwidth may be set as a product of the initial bandwidth and the number of preset channels.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 송신부는, 상기 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 상기 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the signal transmitter may sequentially transmit a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth from a channel corresponding to the lowest bandwidth to a channel corresponding to the highest bandwidth among the preset channels. have.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the fixed channel frequency may be kept constant independent of the channel change of the frequency channel change oscillator.

본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 송수신 장치는, 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 송신 장치에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 송신부 및 상기 신호가 대상체에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.The signal transmission and reception apparatus of the FMCW radar according to another embodiment of the present application, a transmitter for transmitting a signal having a wide bandwidth by the signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application and the signal reaches the object and reflected It may include a receiver for receiving a reflected signal.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-mentioned means for solving the problems are merely exemplary and should not be construed as limiting the present application. In addition to the above-described exemplary embodiments, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 고성능의 장비 없이도 대역폭을 향상시킬 수 있는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the aforementioned problem solving means of the present application, it is possible to provide an apparatus and method for transmitting a wideband signal of an FMCW radar capable of improving bandwidth without high-performance equipment.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 주파수 채널 변경 오실레이터를 통해 다중 채널을 변경하여 와이드 대역폭을 갖는 신호를 활용하는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the aforementioned problem solving means of the present application, it is possible to provide an apparatus and method for transmitting a wideband signal of an FMCW radar that utilizes a signal having a wide bandwidth by changing multiple channels through a frequency channel changing oscillator.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 단채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 다중 채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 2채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 8채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치의 다중 채널에 의한 신호의 송수신의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 9는 본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a short channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating a configuration of a multi-channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram illustrating a configuration of a two-channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.
5 is a diagram illustrating a configuration of an eight-channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.
6 is a diagram illustrating an example of transmission and reception of signals by multiple channels of the wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application.
7 is a diagram showing the configuration of a wideband signal transmission and reception apparatus of an FMCW radar according to another embodiment of the present application.
8 is a flowchart illustrating a method of transmitting a wideband signal of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.
9 is a diagram illustrating a flow of a wideband signal transmission and reception method of an FMCW radar according to another embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present disclosure. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for simplicity of explanation, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a portion is "connected" to another portion, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element in between. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located on another member "on", "upper", "top", "bottom", "bottom", "bottom", this means that any member This includes not only the contact but also the presence of another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless specifically stated otherwise.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 단채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application, Figure 2 is a short channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application It is a figure which shows the structure of.

도 1을 참조하면, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100)는 신호 생성부(110, 신호 제어부(120), 신호 송신부(130)를 포함할 수 있다. 신호 생성부(110)는 초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성할 수 있다. 상기 초기 대역폭은 기저대역(base band)의 대역폭일 수 있다. 예시적으로, 신호 생성부(110)는 기저대역의 주파수 범위를 갖는 신호인 기저대역 신호를 생성할 수 있다. 도 2를 참조하면, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 FMCW 레이더는 기저대역에 기초한 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency)대역으로 시프트하여 대상체(a)를 향해 송신할 수 있다. 여기서 RF 대역은 통상적인 RF대역을 의미하므로 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 대상체(a)로부터 반사된 신호를 수신하여, 기저대역(x) 신호로 변환된 반사 신호(90)를 인식할 수 있다.1, the apparatus 100 for transmitting a wideband signal of an FMCW radar may include a signal generator 110, a signal controller 120, and a signal transmitter 130. The signal generator 110 may have an initial bandwidth. The baseband signal may be a baseband bandwidth, for example, the signal generator 110 may be a baseband signal that is a signal having a frequency range of the baseband. Referring to Figure 2, the FMCW radar by the wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar is to transmit the baseband signal based on the baseband to the RF (Radio Frequency) band to be transmitted toward the object (a) Since the RF band refers to a conventional RF band, a detailed description thereof will be omitted, and the reflection signal 90 converted from the object a to the baseband x signal is recognized. can do.

도 2를 참조하면, 신호 제어부(120)는 음의 주파수(F1)부터 양의 주파수(F2)의 대역을 갖는 기저대역 신호(20)를 생성할 수 있고, 상기 기저대역 신호(20)를 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)(30)를 통해 저역 통과 필터링할 수 있다. 신호 제어부(120)는 주파수 채널 변경 오실레이터(50)와 믹서(40)를 이용하여, 상기 기저대역 신호(20)의 주파수를 RF대역으로 시프트할 수 있다. 오실레이터(50)는 RF 대역의 고주파를 발생시킬 수 있고, 믹서(40)는 상기 기저대역 신호(20)를 오실레이터(50)의 주파수 즉 RF 대역의 고주파만큼 상향 천이(shift upward)시킬 수 있다. 무선으로 신호를 송수신하는 레이더에 있어서 저주파 신호보다는 고주파 신호를 활용하는 경우, 보다 정확하고, 높은 해상도로 대상체를 탐지할 수 있다. 또한, 파장이 길수록 안테나의 크기가 커지는 특성에 의해 저주파 신호의 송수신기보다 고주파 신호의 송수신기가 보다 소형화될 수 있는 이점이 있다. 따라서, 신호 제어부(120)는 저주파 대역인 기저대역 신호(20)를 오실레이터(50) 및 믹서(40)를 통해 고주파 대역으로 시프트(shift)시킬 수 있다.Referring to FIG. 2, the signal controller 120 may generate a baseband signal 20 having a band from a negative frequency F 1 to a positive frequency F 2 , and the baseband signal 20 The low pass filter may be low pass filtered through a low pass filter (LPF) (30). The signal controller 120 may shift the frequency of the baseband signal 20 to the RF band by using the frequency channel change oscillator 50 and the mixer 40. The oscillator 50 may generate a high frequency of the RF band, and the mixer 40 may shift the baseband signal 20 up by the frequency of the oscillator 50, that is, the high frequency of the RF band. In a radar that transmits and receives a signal wirelessly, when a high frequency signal is used rather than a low frequency signal, an object can be detected more accurately and with high resolution. In addition, the longer the wavelength, the larger the size of the antenna has the advantage that the transceiver of the high frequency signal can be smaller than the transceiver of the low frequency signal. Therefore, the signal controller 120 may shift the baseband signal 20, which is a low frequency band, to the high frequency band through the oscillator 50 and the mixer 40.

신호 송신부(130)는 RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호(20)를 송신할 수 있다. 예시적으로, 신호 송신부(130)는 RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호(21)를 전력 증폭기(Power Amplifier, PA)(60)를 통해 증폭시킨 후 안테나(70)를 통해 송신할 수 있다. 대상체(a)에 도달하여 반사된 반사 신호(91)는 안테나(70)를 통해 수신될 수 있다. 반사 신호(91)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(80)를 통해 증폭되고, 저역 통과 필터(30)를 통해 저역 필터링되어 최종적으로 기저대역의 반사 신호(90)로 변환되어 후술하는 수신부(12)로 수신될 수 있다. 예시적으로, 상기 안테나(70)는 신호를 송신하는 안테나와 수신하는 안테나 각각을 포함할 수 있다. FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100) 및 후술하는FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)는 연속파(Continuous Wave)를 송신하기 때문에, 송신 전용의 안테나가 구비될 수 있으며, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)의 경우, 수신 전용의 안테나를 포함할 수 있다.The signal transmitter 130 may transmit the baseband signal 20 shifted to the RF band. For example, the signal transmitter 130 may amplify the baseband signal 21 shifted to the RF band through a power amplifier (PA) 60 and transmit the same through the antenna 70. The reflected signal 91 that reaches the object a and is reflected may be received through the antenna 70. The reflected signal 91 is amplified by a low noise amplifier (LNA) 80, low pass filtered through a low pass filter 30, and finally converted into a baseband reflected signal 90 to be described later. 12 may be received. In exemplary embodiments, the antenna 70 may include an antenna for transmitting a signal and an antenna for receiving a signal. Since the FMCW radar wideband signal transmission apparatus 100 and the FMCW radar wideband signal transmission and reception apparatus 10 to be described later transmit continuous waves, an antenna dedicated to transmission may be provided and the FMCW radar wide The band signal transmitting and receiving device 10 may include a reception-only antenna.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 다중 채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a multi-channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.

신호 송신부(130)는 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호의 송신을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행할 수 있다. 도 3을 참조하면, 신호 송신부(130)는 연속파 신호인 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호를 미리 설정된 채널 각각을 통해 송신함으로써, 미리 설정된 채널의 수 만큼의 송신 연속파 신호(22)(이때 신호는 RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호)를 송신할 수 있다. 구체적으로, 신호 송신부(130)는 상기 기저대역의 대역폭을 분할하여 분할된 수 만큼의 채널을 형성할 수 있다. 신호 송신부(130)는 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호가 각 채널의 밴드로 스윕되면, 주파수 채널 변경 오실레이터(50)를 통해 다음 채널로 변경할 수 있다. 또한, 신호 송신부(130)는 상기 신호의 스윕 및 채널 변경을 반복적으로 수행할 수 있다.The signal transmitter 130 may repeatedly transmit the baseband signal shifted to the RF band for each preset channel. Referring to FIG. 3, the signal transmitter 130 transmits a baseband signal shifted to an RF band, which is a continuous wave signal, through each preset channel, thereby transmitting as many preset continuous wave signals 22 as the number of channels. Baseband signal shifted to the RF band). In detail, the signal transmitter 130 may form the divided number of channels by dividing the baseband bandwidth. When the baseband signal shifted to the RF band is swept into the band of each channel, the signal transmitter 130 may change to the next channel through the frequency channel change oscillator 50. In addition, the signal transmitter 130 may repeatedly perform the sweep and the channel change of the signal.

또한, 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생시킬 수 있다. 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 상기 고정된 채널 주파수를 통해 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호가 송신될 채널을 변경할 수 있다. 상기 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 고정된 주파수를 생성하므로, 내부의 위상 동기루프의 DC 전압이 변하지 않고, 이로 인해 채널 변경에 따른 시간 지연이 최소화 될 수 있다. 또한, 상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터(50)의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다.In addition, the frequency channel change oscillator 50 may change the channel corresponding to each of the preset channels so as to not change the DC voltage of the phase synchronization loop therein and generate a fixed channel frequency. The frequency channel change oscillator 50 may change the channel through which the baseband signal shifted to the RF band is transmitted through the fixed channel frequency. Since the frequency channel change oscillator 50 generates a fixed frequency, the DC voltage of the internal phase locked loop does not change, thereby minimizing time delay due to channel change. In addition, the fixed channel frequency may be kept constant independent of the channel change of the frequency channel change oscillator 50.

또한, 종래에는 기저대역의 대역폭을 높이기 위해서는 고성능의 장비가 추가적으로 필요한 반면, FMCW 레이더의 신호 송신 장치(100)의 신호 송신부(130)는, 미리 설정된 채널을 통해 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호를 송신할 수 있다. 따라서, 신호 송신부(130)는 기저대역의 대역폭 즉 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. 전술한 RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호(20)는 각 채널별로 송신됨으로써, 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호일 수 있다.In addition, while conventionally, high-performance equipment is additionally needed to increase the bandwidth of the baseband, while the signal transmitter 130 of the signal transmission apparatus 100 of the FMCW radar may transmit the baseband signal shifted to the RF band through a preset channel. I can send it. Therefore, the signal transmitter 130 may transmit a signal having a wider bandwidth than that of the baseband bandwidth, that is, the initial bandwidth. The baseband signal 20 shifted to the above-described RF band may be a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth by being transmitted for each channel.

상기 와이드 대역폭에 대해 구체적으로 설명하면, 상기 와이드 대역폭은 초기 대역폭과 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정될 수 있다. 예시적으로, 상기 와이드 대역폭은 초기 대역폭과 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정될 수 있다. 결과적으로, 기저대역의 대역폭인 초기 대역폭과 채널의 수만으로 와이드 대역폭이 설정될 수 있기 때문에, 종래와 달리 고성능의 장비 없이도 기저대역의 대역폭에 비해 대역폭이 향상될 수 있다. 신호 송신부(130)에서 각 채널별로 송신된 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호는 대상체(a)에 도달하여 반사될 수 있다. 이때 반사된 연속파 신호(92) 또한 각 채널별로 생성될 수 있다.In detail, the wide bandwidth may be set in consideration of the initial bandwidth and the number of preset channels. In exemplary embodiments, the wide bandwidth may be set as a product of an initial bandwidth and a predetermined number of channels. As a result, since the wide bandwidth can be set only by the initial bandwidth, which is the bandwidth of the baseband, and the number of channels, the bandwidth can be improved compared to the bandwidth of the baseband without high-performance equipment. A signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth transmitted for each channel by the signal transmitter 130 may reach and reflect the object a. In this case, the reflected continuous wave signal 92 may also be generated for each channel.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 2채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치에 의한 8채널 FMCW 레이더의 구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a two-channel FMCW radar by a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application, and FIG. 5 is a wideband signal transmission apparatus of an FMCW radar according to an embodiment of the present application. 8 shows the configuration of an 8-channel FMCW radar.

도 4는 신호 송신부(130)에 의해 2개의 채널이 형성되고 2개의 채널을 통해 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호가 송신되고 수신되는 예를 도시하고, 도 5는 신호 송신부(130)에 의해 8개의 채널이 형성되고 8개의 체널을 통해 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호가 송신되고 수신되는 예를 도시한다.4 illustrates an example in which two channels are formed by the signal transmitter 130 and a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth is transmitted and received through the two channels, and FIG. 5 is performed by the signal transmitter 130. An example is shown in which eight channels are formed and a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth is transmitted and received through eight channels.

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치의 다중 채널에 의한 신호의 송수신의 예를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of transmission and reception of signals by multiple channels of the wideband signal transmission apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present application.

도 6은 4개의 채널이 형성된 예를 도시한다. 도 6을 참조하면, 각 채널에는 미리 설정된 대역폭이 할당될 수 있으며, 각 채널의 대역폭은 동일한 밴드(또는, 크기)일 수 있다. 신호 송신부(130)는 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. 도 6을 참조하면, 1ch는 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널이고 4ch는 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널인 것을 확인할 수 있다. 즉, 신호 송신부(130)는 채널 변경 오실레이터(50)에 의해 1ch부터 ch4까지 순차적으로 채널이 변경됨에 따라, 각 채널에서 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. 도 6에서 붉은색 그래프는 송신되는 신호이고, 녹색 그래프는 수신되는 신호를 나타낸다. 예시적으로, 1ch에서 신호(초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호)가 송신되면, 대상체에 도달하여 반사 신호를 수신하기 까지 T시간이 소요됨을 확인할 수 있다. 따라서 반사 신호를 수신하는 시점부터 양의 감지신호(+Fd)가 감지될 수 있고, 4ch에서 송신된 신호에 대한 반사 신호를 수신하는 시점부터 음의 감지신호(-Fd)가 감지될 수 있다.6 shows an example in which four channels are formed. Referring to FIG. 6, a predetermined bandwidth may be allocated to each channel, and the bandwidth of each channel may be the same band (or size). The signal transmitter 130 may sequentially transmit a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth from a channel corresponding to the lowest bandwidth to a channel corresponding to the highest bandwidth among preset channels. Referring to FIG. 6, it can be seen that 1ch is a channel corresponding to the lowest bandwidth and 4ch is a channel corresponding to the highest bandwidth. That is, as the channel is sequentially changed from 1ch to ch4 by the channel change oscillator 50, the signal transmitter 130 may transmit a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth in each channel. In FIG. 6, the red graph is a signal to be transmitted, and the green graph is a signal to be received. For example, when a signal (a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth) is transmitted at 1ch, it may be confirmed that it takes T time to reach the object and receive the reflected signal. Therefore, the positive detection signal (+ F d ) can be detected from the time of receiving the reflected signal, and the negative detection signal (-F d ) can be detected from the time of receiving the reflection signal for the signal transmitted at 4ch. have.

신호 송신부(130)에서 송신되는 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호는 채널이 변경될 때마다 기저대역 신호(20)로부터 천이되어 송신되는 신호이므로, 각 단계별로 기저대역에서 RF 대역으로 스윕(sweep)되는 Tsweep의 시간폭을 가질 수 있다. 즉, 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호는 Tsweep의 시간범위에서 순차적으로 생성되는 신호일 수 있다.Since the signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth transmitted from the signal transmitter 130 is a signal transmitted after being changed from the baseband signal 20 whenever the channel is changed, the signal is sweeped from the baseband to the RF band in each step. It can have a time span of T sweep . That is, the signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth may be a signal sequentially generated in the time range of the T sweep .

전술한 바에 따르면, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100)는 고주파인 RF 대역에서 초기 대역폭(기저대역 대역폭)보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있으므로, 고주파에 의한 고해상도와, 와이드 대역폭에 의한 원거리 감지가 가능할 수 있다. 따라서, 본 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100)는 높은 해상도를 요구하는 레이더에 유용하게 적용될 수 있고, 미세한 움직임을 감지하는 모션 센서 송수신 시스템 등에도 효과적으로 적용할 수 있으며, 레이더 시스템에 필요한 IC전반에 걸쳐 향상된 성능을 발휘하도록 적용될 수 있다.As described above, since the FMCW radar wideband signal transmission apparatus 100 may transmit a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth (baseband bandwidth) in the high frequency RF band, the high resolution due to the high frequency and the wide bandwidth Remote sensing may be possible by. Therefore, the wideband signal transmission apparatus 100 of the FMCW radar can be usefully applied to radars requiring high resolution, and can be effectively applied to a motion sensor transmission / reception system for detecting minute movements. Can be applied to improve performance throughout.

도 7은 본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치의 구성을 도시한 도면이다.7 is a diagram showing the configuration of a wideband signal transmission and reception apparatus of an FMCW radar according to another embodiment of the present application.

도 7을 참조하면, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)는 송신부(11) 및 수신부(12)를 포함할 수 있다. 송신부(11)는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(10)에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. 즉, 송신부(11)는 전술한 신호 송신부(130)와 동일한 개념으로 이해될 수 있다. 수신부(12)는 신호(초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호)가 대상체(a)에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 와이드 대역폭을 갖는 신호가 대상체(a)에 도달하여 반사된 반사 신호(91)는 안테나(70)를 통해 수신될 수 있다. 반사 신호(91)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(80)를 통해 증폭되고, 저역 통과 필터(30)를 통해 저역 필터링되어 최종적으로 기저대역의 반사 신호(90)로 변환되어 수신부(12)로 수신될 수 있다. 예시적으로, 수신부(12)는 송신부(11)에서 송신된 신호 즉, 초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호와 반사신호의 주파수 차이에 기초하여 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)로부터 대상체(a)까지의 거리를 연산할 수 있고, 대상체(a)의 속도를 산출할 수 있다.Referring to FIG. 7, the wideband signal transmission / reception apparatus 10 of the FMCW radar may include a transmitter 11 and a receiver 12. The transmitting unit 11 may transmit a signal having a wide bandwidth by the wideband signal transmitting apparatus 10 of the FMCW radar according to the exemplary embodiment of the present application. That is, the transmitter 11 may be understood as the same concept as the signal transmitter 130 described above. The receiver 12 may receive the reflected signal after the signal (a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth) reaches the object a. As described above, the reflection signal 91 reflected by the signal having the wide bandwidth reaching the object a may be received through the antenna 70. The reflected signal 91 is amplified by a low noise amplifier (LNA) 80, low-pass filtered through a low pass filter 30, and finally converted into a baseband reflected signal 90 to be received by the receiver 12. ) May be received. For example, the receiver 12 may receive the object a from the wideband signal transceiving device 10 based on a signal transmitted from the transmitter 11, that is, a frequency difference between a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth and a reflected signal. The distance to can be calculated and the speed of the object a can be calculated.

도 8은 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.8 is a flowchart illustrating a method of transmitting a wideband signal of an FMCW radar according to an embodiment of the present application.

도 8에 도시된 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법은 앞선 도1 내지 도 6을 통해 설명된 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 6을 통해 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 8에도 동일하게 적용될 수 있다.The wideband signal transmission method of the FMCW radar illustrated in FIG. 8 may be performed by the wideband signal transmission apparatus 100 of the FMCW radar described above with reference to FIGS. 1 to 6. Therefore, although omitted below, the descriptions of the apparatus 100 for transmitting the wideband signal of the FMCW radar through FIGS. 1 to 6 may be equally applicable to FIG. 8.

도 8을 참조하면, 단계 S810에서 신호 생성부(110)는 초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성할 수 있다. 상기 초기 대역폭은 기저대역(base band)의 대역폭일 수 있다. 예시적으로, 신호 생성부(110)는 기저대역의 주파수 범위를 갖는 신호인 기저대역 신호를 생성할 수 있다. 신호 제어부(120)는 음의 주파수(F1)부터 양의 주파수(F2)의 대역을 갖는 기저대역 신호(20)를 생성할 수 있고, 상기 기저대역 신호(20)를 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)(30)를 통해 저역 통과 필터링할 수 있다.Referring to FIG. 8, in operation S810, the signal generator 110 may generate a baseband signal having an initial bandwidth. The initial bandwidth may be a bandwidth of the base band. For example, the signal generator 110 may generate a baseband signal that is a signal having a baseband frequency range. The signal controller 120 may generate a baseband signal 20 having a band from a negative frequency F 1 to a positive frequency F 2 , and low-pass filter (Low) the baseband signal 20. Low pass filtering may be performed through a pass filter (LPF) 30.

단계 S820에서 신호 제어부(120)는 주파수 채널 변경 오실레이터(50)와 믹서(40)를 이용하여, 상기 기저대역 신호(20)의 주파수를 RF대역으로 시프트할 수 있다. 오실레이터(50)는 RF 대역의 고주파를 발생시킬 수 있고, 믹서(40)는 상기 기저대역 신호(20)를 오실레이터(50)의 주파수 즉 RF 대역의 고주파만큼 상향 천이(shift upward)시킬 수 있다. 또한, 신호 송신부(130)는 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호의 송신을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행할 수 있다. 따라서, 신호 송신부(130)는 기저대역의 대역폭 즉 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. 결과적으로, 상기 RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호(20)는 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호일 수 있다.In operation S820, the signal controller 120 may shift the frequency of the baseband signal 20 to the RF band by using the frequency channel change oscillator 50 and the mixer 40. The oscillator 50 may generate a high frequency of the RF band, and the mixer 40 may shift the baseband signal 20 up by the frequency of the oscillator 50, that is, the high frequency of the RF band. In addition, the signal transmitter 130 may repeatedly transmit the baseband signal shifted to the RF band for each preset channel. Therefore, the signal transmitter 130 may transmit a signal having a wider bandwidth than that of the baseband bandwidth, that is, the initial bandwidth. As a result, the baseband signal 20 shifted to the RF band may be a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth.

예시적으로, 상기 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생시킬 수 있다. 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 상기 고정된 채널 주파수를 통해 RF대역으로 시프트된 기저대역 신호가 송신될 채널을 변경할 수 있다. 상기 주파수 채널 변경 오실레이터(50)는 고정된 주파수를 생성하므로, 내부의 위상 동기루프의 DC 전압이 변하지 않고, 이로 인해 채널 변경에 따른 시간 지연이 최소화 될 수 있다. 또한, 상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터(50)의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지될 수 있다.For example, the frequency channel change oscillator 50 may change the channel corresponding to each of the preset channels so as to not change the DC voltage of the phase synchronization loop therein and generate a fixed channel frequency. The frequency channel change oscillator 50 may change the channel through which the baseband signal shifted to the RF band is transmitted through the fixed channel frequency. Since the frequency channel change oscillator 50 generates a fixed frequency, the DC voltage of the internal phase locked loop does not change, thereby minimizing time delay due to channel change. In addition, the fixed channel frequency may be kept constant independent of the channel change of the frequency channel change oscillator 50.

상기 와이드 대역폭에 대해 구체적으로 설명하면, 상기 와이드 대역폭은 초기 대역폭과 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정될 수 있다. 예시적으로, 상기 와이드 대역폭은 초기 대역폭과 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정될 수 있다. 결과적으로, 기저대역의 대역폭인 초기 대역폭과 채널의 수만으로 와이드 대역폭이 설정될 수 있기 때문에, 종래와 달리 고성능의 장비 없이도 기저대역의 대역폭에 비해 대역폭이 향상될 수 있다.In detail, the wide bandwidth may be set in consideration of the initial bandwidth and the number of preset channels. In exemplary embodiments, the wide bandwidth may be set as a product of an initial bandwidth and a predetermined number of channels. As a result, since the wide bandwidth can be set only by the initial bandwidth, which is the bandwidth of the baseband, and the number of channels, the bandwidth can be improved compared to the bandwidth of the baseband without high-performance equipment.

또한, 신호 송신부(130)는 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다.In addition, the signal transmitter 130 may sequentially transmit a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth from the channel corresponding to the lowest bandwidth among the preset channels to the channel corresponding to the highest bandwidth.

도 9는 본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating a flow of a wideband signal transmission and reception method of an FMCW radar according to another embodiment of the present application.

도 9에 도시된 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 방법은 앞선 도7을 통해 설명된 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 7을 통해 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)에 대하여 설명된 내용은 도 9에도 동일하게 적용될 수 있다.The wideband signal transmission / reception method of the FMCW radar illustrated in FIG. 9 may be performed by the wideband signal transmission / reception apparatus 10 of the FMCW radar described above with reference to FIG. 7. Therefore, although omitted below, the descriptions of the wideband signal transmission / reception apparatus 10 of the FMCW radar through FIG. 7 may be equally applied to FIG. 9.

도 9를 참조하면, 단계 S910에서 송신부(11)는 본원의 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치(10)에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신할 수 있다. , 송신부(11)는 전술한 신호 송신부(130)와 동일한 개념으로 이해될 수 있다.Referring to FIG. 9, in operation S910, the transmitter 11 may transmit a signal having a wide bandwidth by the apparatus 10 for transmitting a wideband signal of an FMCW radar according to an embodiment of the present disclosure. The transmitter 11 may be understood as the same concept as the signal transmitter 130 described above.

단계 S920에서 수신부(12)는 신호(초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호)가 대상체(a)에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 와이드 대역폭을 갖는 신호가 대상체(a)에 도달하여 반사된 반사 신호(91)는 안테나(70)를 통해 수신될 수 있다. 반사 신호(91)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(80)를 통해 증폭되고, 저역 통과 필터(30)를 통해 저역 필터링되어 최종적으로 기저대역의 반사 신호(90)로 변환되어 수신부(12)로 수신될 수 있다. 예시적으로, 수신부(12)는 송신부(11)에서 송신된 신호 즉, 초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호와 반사신호의 주파수 차이에 기초하여 와이드밴드 신호 송수신 장치(10)로부터 대상체(a)까지의 거리를 연산할 수 있고, 대상체(a)의 속도를 산출할 수 있다.In operation S920, the receiver 12 may receive the reflected signal after the signal (a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth) reaches the object a. As described above, the reflection signal 91 reflected by the signal having the wide bandwidth reaching the object a may be received through the antenna 70. The reflected signal 91 is amplified by a low noise amplifier (LNA) 80, low-pass filtered through a low pass filter 30, and finally converted into a baseband reflected signal 90 to be received by the receiver 12. ) May be received. For example, the receiver 12 may receive the object a from the wideband signal transceiving device 10 based on a signal transmitted from the transmitter 11, that is, a frequency difference between a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth and a reflected signal. The distance to can be calculated and the speed of the object a can be calculated.

본원의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법 및 본원의 다른 일 실시예에 따른 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The wideband signal transmission method of the FMCW radar according to an embodiment of the present application and the wideband signal transmission and reception method of the FMCW radar according to another embodiment of the present application are implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means Can be written to a readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present application.

10: FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치
11: 송신부
12: 수신부
20: 기저대역 신호
21: RF 대역으로 시프트된 기저대역 신호
22: 연속파 신호
30: 저역 통과 필터
40: 믹서
50: 오실레이터
60: 전력 증폭기
70: 안테나
80: 저잡음 증폭기
90: 기저대역의 반사신호
91: 반사 신호
92: 반사된 연속파 신호
100: FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치
110: 신호 생성부
120: 신호 제어부
130: 신호 송신부10: FMCW Radar Wideband Signal Transceiver
11: transmitter
12: receiver
20: baseband signal
21: Baseband signal shifted to RF band
22: continuous wave signal
30: low pass filter
40: mixer
50: oscillator
60: power amplifier
70: antenna
80: low noise amplifier
90: baseband reflected signal
91: reflected signal
92: reflected continuous wave signal
100: FMCW radar wideband signal transmission device
110: signal generator
120: signal controller
130: signal transmission unit

Claims (13)

FMCW 레이더의 신호 송신 방법에 있어서,
(a) 초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성하는 단계; 및
(b) 주파수 채널 변경 오실레이터와 믹서를 이용하여, 상기 기저대역 신호의 주파수를 RF대역으로 시프트하여 송신하는 동작을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행함으로써, 상기 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 단계를 포함하는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법.In the signal transmission method of the FMCW radar,
(a) generating a baseband signal having an initial bandwidth; And
(b) A signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth is obtained by repeatedly performing the operation of shifting the frequency of the baseband signal to the RF band and transmitting the frequency by using a frequency channel change oscillator and a mixer. A method of transmitting a wideband signal of an FMCW radar comprising the step of transmitting. 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 주파수 채널 변경 오실레이터는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생시키고,
상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법.The method of claim 1,
In the step (b), the frequency channel change oscillator changes the channel corresponding to each of the preset channels so that the DC voltage of the phase locked loop therein does not change, and generates a fixed channel frequency.
The wide bandwidth is set in consideration of the initial bandwidth and the number of the predetermined channel, wide band signal transmission method of the FMCW radar. 제2항에 있어서,
상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법.The method of claim 2,
Wherein the wide bandwidth is set as a product of the initial bandwidth and the number of preset channels. 제2항에 있어서,
상기 (b) 단계는, 상기 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 수행되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법.The method of claim 2,
The step (b) is to be performed sequentially from the channel corresponding to the lowest bandwidth of the predetermined channel to the channel corresponding to the highest bandwidth, the wideband signal transmission method of the FMCW radar. 제2항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 방법.The method of claim 2,
In step (b), wherein the fixed channel frequency is kept constant independent of the channel change of the frequency channel change oscillator. FMCW 레이더의 신호 송수신 방법에 있어서,
(a) 제1항에 따른 방법에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 단계; 및
(b) 상기 신호가 대상체에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신하는 단계를 포함하는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 방법.In the signal transmission and reception method of the FMCW radar,
(a) transmitting a signal having a wide bandwidth by the method according to claim 1; And
and (b) receiving the reflected signal after the signal reaches the object and receiving the reflected signal. FMCW 레이더의 신호 송신 장치에 있어서,
초기 대역폭을 갖는 기저대역 신호를 생성하는 신호 생성부;
주파수 채널 변경 오실레이터와 믹서를 이용하여, 상기 기저대역 신호의 주파수를 RF대역으로 시프트하는 신호 제어부; 및
상기 RF대역으로 시프트된 상기 기저대역 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하되,
상기 신호 송신부는,
상기 RF대역으로 시프트된 상기 기저대역 신호의 송신을 미리 설정된 채널 각각에 대하여 반복 수행함으로써, 상기 초기 대역폭 보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 것인, FMCW 레이더의 신호 송신 장치.In the signal transmission apparatus of the FMCW radar,
A signal generator for generating a baseband signal having an initial bandwidth;
A signal controller for shifting the frequency of the baseband signal to an RF band using a frequency channel change oscillator and a mixer; And
A signal transmitter for transmitting the baseband signal shifted to the RF band,
The signal transmitter,
And transmitting a signal having a wider bandwidth than the initial bandwidth by repeatedly transmitting the baseband signal shifted to the RF band for each preset channel. 제7항에 있어서,
상기 주파수 채널 변경 오실레이터는 그 내부의 위상동기루프의 DC 전압이 변하지 않도록 상기 미리 설정된 채널 각각에 대응하여 채널을 변경하며 고정된 채널 주파수를 발생 시키고,
상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수를 고려하여 설정되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치.The method of claim 7, wherein
The frequency channel change oscillator changes the channel corresponding to each of the preset channels so that the DC voltage of the phase synchronization loop therein does not change, and generates a fixed channel frequency.
The wide bandwidth is set in consideration of the initial bandwidth and the number of the predetermined channel, wide band signal transmission apparatus of the FMCW radar. 제8항에 있어서,
상기 와이드 대역폭은 상기 초기 대역폭과 상기 미리 설정된 채널의 수의 곱으로 설정되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치.The method of claim 8,
And the wide bandwidth is set by a product of the initial bandwidth and the number of the predetermined channels. 제8항에 있어서,
상기 신호 송신부는,
상기 미리 설정된 채널 중 가장 낮은 대역폭에 대응하는 채널부터 가장 높은 대역폭에 대응하는 채널까지 순차적으로 상기 초기 대역폭보다 넓은 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치.The method of claim 8,
The signal transmitter,
And a channel having a wider bandwidth than the initial bandwidth is sequentially transmitted from a channel corresponding to the lowest bandwidth among the preset channels to a channel corresponding to the highest bandwidth. 제8항에 있어서,
상기 고정된 채널 주파수는 상기 주파수 채널 변경 오실레이터의 채널 변경과는 독립적으로 일정하게 유지되는 것인, FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송신 장치.The method of claim 8,
Wherein the fixed channel frequency is kept constant independent of the channel change of the frequency channel change oscillator. FMCW 레이더의 신호 송수신 장치에 있어서
제7항에 따른 장치에 의해 와이드 대역폭을 갖는 신호를 송신하는 송신부; 및
상기 신호가 대상체에 도달하고 반사된 반사 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 FMCW 레이더의 와이드밴드 신호 송수신 장치.In the signal transmitting and receiving device of the FMCW radar
A transmitter for transmitting a signal having a wide bandwidth by the apparatus according to claim 7; And
And a receiver configured to receive the reflected signal when the signal reaches the object and receives the reflected reflection signal. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 1 to 6.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008145425A (en) * 2006-11-13 2008-06-26 Toyota Central R&D Labs Inc Radar device
KR20160048217A (en) * 2013-09-12 2016-05-03 바야르 이미징 리미티드 Apparatus and methods for signal generation, reception, and self-calibration
KR20170121480A (en) * 2016-04-25 2017-11-02 서울대학교산학협력단 Fmcw radar with multi-frequency bandwidth and controlling method therefor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008145425A (en) * 2006-11-13 2008-06-26 Toyota Central R&D Labs Inc Radar device
KR20160048217A (en) * 2013-09-12 2016-05-03 바야르 이미징 리미티드 Apparatus and methods for signal generation, reception, and self-calibration
KR20170121480A (en) * 2016-04-25 2017-11-02 서울대학교산학협력단 Fmcw radar with multi-frequency bandwidth and controlling method therefor

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