KR0173241B1 - 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 충돌 방지장치에 관한 것으로, 특히 전자파와 초음파를 동시에 이용하여 장거리와 단거리 모든 경우에 보다 더 효과적으로 충돌 위험을 경보할 수 있도록 하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치에 관한 것이다. 장거리에서는 전자파를 사용하여 장애물과 자동차의 거리를 감지하고 단거리 내에 있는 장애물은 속도와 빠른 전자파로는 그 거리를 감지하기가 어렵기 때문에 거리가 짧아진 때는 초음파를 사용하여 장애물과 자동차와의 거리를 감지하여 전자파만을 이용하는 경우에 발생하는 문제를 해결한다.

Description

전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치
본 발명은 자동차 충돌 방지장치에 관한 것으로, 특히 전자파와 초음파를 동시에 이용하여 장거리와 단거리 모든 경우에 보다 더 효과적으로 충돌 위험을 경보할 수 있도록하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치에 관한 것이다.
일반적인 기술에 관련되는 종래의 기술에 대한 구성은 제1도에 도시되어 있으며, 제1도는 종래의 자동차 충돌 방지장치의 블록도이다. 제1도를 참조하면, 종래의 전자파를 이용한 자동차 충돌 방지장치는 주파수 변환용 신호를 공급하는 국부발진기(101)와, 펄스화된 전자파 신호를 만들어 공급하는 펄스발생기(102)와, 상기 펄스발생기(102)로부터 공급되는 펄스화된 전자파 신호를 증폭하는 펄스증폭기(103)와, 하나의 안테나를 송신과 수신에 공동으로 사용할 수 있도록 하는 듀플렉서(104)와, 상기 펄스증폭기(103)로부터 받은 전기적 신호를 전자파신호로 변환하여 발사하며 장애물에 반사되어 돌아오는 전자파를 수신하는 안테나(105)와, 상기 안테나(105)에서 수신한 신호와 상기 국부발진기(101)에서 발생시킨 신호를 혼합하는 혼합기(106)와, 상기 혼합기(106)에서 출력된 중간주파수를 증폭시키는 중간주파수증폭기(107)와, 상기 중간주파수증폭기(107)에서 출력된 주파수로부터 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출하는 신호처리기(108)와, 상기 신호처리기(108)로부터 받은 정보에 의하여 운전자에게 경보를 보내거나 자동 운항장치에 제어신호(ABS)를 보내는 판단기(decision maker)(109)로 구성된다.
종래의 전자파를 이용한 자동차 충돌 방지장치는 전자파를 이용한 것으로서, 안테나에서 발사된 전자파가 장애물에 반사되어 돌아온 것을 탐지하여, 발사한 전자파를 신호가 되돌아오는데 걸리는 시간과 장애물과 자동차의 접근속도에 의해 발생하는 도플러 효과의 양을 탐지하여, 장애물과 자동차 사이의 거리와 장애물과 자동차의 상대적 접근속도를 동시에 계산하고 이를 비교하여 속도에 대한 거리의 비가 너무 작을 때 위험경보와 자동 운항장치에 제어신호를 보낸다.
이와같은 종래의 전자파를 이용한 자동차 충돌 방지장치에서 전자파는 그 속도가 대단히 빨라 실제로 가까운 물체인 경우 발사시간과 수신시간의 차이를 감지하기 어려운 문제점이 있고, 전자파의 속도가 빠르기 때문에 도플러 효과의 양이 적어서 접근속도에 대한 거리의 비와 임계시간을 비교하기가 불가능할 수 있다. 또한 전자파는 수신각이 넓어 주변차량에서 발생하는 동종의 장치에서 오는 신호나 주변의 다른 장애물에 반사된 신호에 의해 오동작을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것을,
본 발명의 목적은 단거리인 경우 전자파 대신에 속도가 느린 초음파를 사용하여 발사시간과 수신시간의 차이를 쉽게 감지하고, 장거리인 경우 전자파를 사용하여 장애물의 접근속도를 탐지할 수 있는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev) 방식으로 웨이트(weight)된 안테나와 포물 접시형 초음파 수신 안테나를 사용하여 반사되어 돌아오는 전자파와 초음파의 수신각을 협소화하여 주변차량에서 발생하는 동종의 장치에서 오는 신호나 주변의 다른 장애물에 반사된 신호에 의한 간섭을 최소화하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 단거리내에 있는 장애물은 초음파로 감지하고, 장거리에서는 전자파를 사용하여 장애물과 자동차의 거리를 감지한다.
또한 안테나의 지향성을 높이기 위하여 안테나는 돌프 체비쉐프 방식으로 웨이트되어, 수신각을 최대한 좁혀 동종의 장치에서 오는 신호나 주변의 다른 장애물에 반사된 신호에 의해 오동작을 방지한다.
제1도는 종래의 자동차 충돌 방지장치의 블록도.
제2도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치의 블록도.
제3a도 및 제3b도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치에 적용되는 초음파 안테나의 구조도.
제4a도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치에 적용되는 돌프 체비쉐프방식으로 웨이트된 안테나 어레이의 구조도.
제4b도는 N=2인 경우, 원형 패치(patch) 안테나의 2차원 안테나 어레이의 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
201 : 국부발진기 202 : 변조기
203 : 전자파펄스증폭기 204 : 듀플렉서
205 : 안테나 205 : 저잡음증폭기
207 : 제1혼합기 208 : 중간주파수증폭기
209 : 신호처리기 210 : 분주기
211 : 초음파펄스발생기 212 : 초음파펄스증폭기
213 : 초음파트랜스듀서 214 : 초음파안테나
215 : 저잡음증폭기 216 : 제2혼합기
217 : 저역필터 및 신호처리기 218 : 판단 및 제어기
301 : 1차반사경 302 : 2차반사경
303 : 초음파트랜스듀서 304 : 초음파마이크로폰
이하, 본 발명에 따른 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치를 수행하기 위한 장치의 구성을 첨부한 도면 제2도를 참조하여 설명한다. 제2도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치의 블록도이다. 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치는 주파수 변환용 신호를 발생시키는 국부발진기(201)와, 상기 국부발진기(201)로부터 신호를 입력받아 펄스화된 전자파 신호를 만들어 출력하는 변조기(202)와, 상기 변조기(202)로부터 펄스화된 전자파 신호를 입력받아 증폭하는 송신증폭기(203)와, 전자파를 수신 및 송신하는 안테나(205)와, 상기 송신증폭기(203)에서 출력되는 신호를 상기 안테나(205)로 출력하고 상기 안테나(205)에서 수신된 신호를 수신용 저잡음증폭기(206)로 출력하는 듀플렉서(204)와, 상기 듀플렉서(204)에서 출력되는 수신 전자파를 증폭하는 저잡음증폭기(206)와, 상기 저잡음증폭기(206)에서 출력되는 신호와 상기 국부발진기(201)에서 발생되는 신호를 혼합하는 제1혼합기(207)와, 상기 제1혼합기(207)에서 출력된 중간주파수 신호를 증폭시키는 중간주파수증폭기(208)와, 상기 중간주파수증폭기(208)에서 출력된 주파수로부터 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출하는 신호처리기(209)와, 상기 국부발진기(201)에서 출력되는 발진신호를 소정 분주비로 분주하는 분주기(210)와, 상기 분주기(210)에서 출력되는 신호를 입력받아 초음파 신호를 발생시키는 초음파 신호발생기(211)와, 상기 초음파 신호발생기(211)로부터 출력되는 펄스화된 초음파 신호를 증폭하는 초음파 증폭기(212)와, 상기 초음파 증폭기(212)로부터 입력받은 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 발사하는 초음파 트랜스듀서(transducer)(213)와, 상기 초음파 트랜스듀서(transducer)(213)에서 발사된 초음파가 장애물에 반사되어 돌아오는 초음파를 수신하는 초음파 마이크로폰(214)과, 상기 초음파 마이크로폰(214)에서 출력되는 신호의 잡음 지수를 낮추기 위한 저잡음 증폭기(215)와, 상기 초음파 마이크로폰(214)에서 수신한 신호와 상기 분주기(210)에서 출력되는 신호를 혼합하는 제2혼합기(216)와, 상기 국부발진기(201)와 상기 제2혼합기(216)에서 입력되는 신호로부터 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출하는 저역필터 및 신호처리기(217)와, 상기 신호처리기(209)와 저역필터 및 신호처리기(217)로부터 받은 정보에 의하여 운전자에게 경보를 보내거나 자동운항장치에 제어신호(ABS)를 보내는 판단 및 제어기(218)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 장치에 따른 동작을 하기에 상세히 설명한다.
장애물과 자동차 사이의 거리가 먼 경우, 전방에 설치된 안테나(205)에서 마이크로파가 방사되면 이 마이크로파는 거리 L에 있는 장애물에 반사되어 2L/c(c는 광속도)초 후에 안테나(205)에 수신된다.
안테나(205)에 수신된 마이크로파는 듀플렉서(204)에 의해 저잡음증폭기(206)에서 증폭된 마이크로파 신호는 제1혼합기(207)에 입력되어 국부발진기(201)에서 출력되는 국부발진신호와 혼합되어 출력된다. 상기 제1혼합기(207)에서 출력된 신호는 중간주파수증폭기(208)에서 중간 주파수 신호만이 증폭되어 신호처리기(209)에 입력된다.
신호처리기(209)는 상기 중간주파수증폭기(208)에서 입력되는 중간 주파수 신호와 판단 및 제어기(218)에서 출려되는 제어신호로부터 다음과 같이 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(v)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출한다.
안테나(205)에서 방사된 전자파의 주파수(f0), 장애물로부터 반사되어 도플러 스프트되어 돌아온 전자파의 주파수(fR)이라 하면, 차량과 장애물의 상대속도 V는,
V = c[1-(fR/f0)] 이다.
그리고, 장애물과 차량간의 거리 L은 전자파가 발사된 후 장애물에 반사되어 차량까지 돌아오는데 걸린 시간을 T라 할 때,
L = cT/2
가 된다.
판단 및 제어기(218)는 발사한 전자파의 (f0)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 전자파의 (fR)보다 작거나 같은지를 판단한다. 발사한 전자파의 (f0)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 전자파의 (fR)보다 클 경우, 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 작거나 같은지 판단한다. 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 클 경우, 상기 신호처리기(209)에서 처음 과정을 반복하고, 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 작거나 같을 경우, 판단기 및 제어기(218)에서 경계거리 신호를 보낸다. 발사한 전자파의 (f0)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 전자파의 (fR)보다 작거나 같을 경우, 하기 수학식 3에 의한 장애물과 자동차 사이의 거리(L)와 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)의 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 작은지 판단한다.
상기의 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 크거나 같을 경우, 상기 신호처리기(209)에서 처음 과정을 반복하고, 상기의 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 작을 경우, 판단 및 제어기(218)에서 위험 경보 및 자동운항장치에 제어신호(ABS)를 보낸다.
또한, 장애물과 자동차 사이의 거리가 가까운 경우, 수학식 2에서 시간 T는 작게되어 자동차와 장애물과의 거리를 판단하기가 어려워진다. 즉, 전자파 펄스의 발사시간과 수신시간의 차이(T)가 지나치게 짧아지면(예로서 0.1㎲) 판단 및 제어기(218)는 전자파 모드에서 초음파 모드로 시스템을 바꾼다.
초음파용 신호처리기(217)는 발사한 초음파 주파수(f), 장애물로부터 반사되어 돌아온 초음파의 주파수(fd), 초음파의 속도(Vs), 초음파 펄스의 발사시간과 수신시간의 차이(T)를 읽는다. 상기 초음파 신호처리기(217)에서 하기 수학식 4와 수학식 5에 의하여 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 계산한다.
판단 및 제어기(218)는 발사한 초음파의 주파수(f)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 초음파의 주파수(fd)보다 작거나 같은지를 판단한다. 발사한 초음파의 주파수(f)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 초음파의 주파수(fd)보다 클 경우, 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 작거나 같은지를 판단한다. 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 클 경우, 초음파용 신호처리기(217)에서 처음 과정을 반복하고, 장애물과 자동차 사이의 거리(L)가 임계 거리(Lc)보다 작거나 같을 경우, 판단 및 제어기(218)에서 경계거리 신호를 보낸다. 발사한 초음파의 주파수(f)가 장애물로부터 반사되어 돌아온 초음파의 주파수(fd)보다 작거나 같을 경우, 하기 수학식 6에 의한 장애물과 자동차 사이의 거리(L)와 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)의 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 작은지 판단한다.
상기의 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 크거나 같을 경우, 상기 초음파용 신호처리기(217)의 처음 과정을 반복하고, 상기 비(L/V)가 임계시간(Tc)보다 작을 경우, 판단 및 제어기(218)에서 위험 경보 및 자동운항장치에 제어신호(ABS)를 보낸다.
제3a도 및 제3b도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치에 사용되는 초음파 안테나의 구조도이다. 초음파 안테나(214)는 수신된 초음파 신호를 모으는 포물 접시형인 1차반사경(301)과, 상기 1차 반사경의 포물면의 초점에 설치된 2차반사경(302)과, 상기 2차 반사경(302)의 반사면 반대쪽에 설치한 초음파 트랜스듀서(transducer)(303)와, 상기 초음파 트랜스듀서(transducer)(303)로부터 초음파가 직접 수신되지 않도록 상기 1차 반사경(301)의 포물면의 중심에 설치된 초음파 마이크로폰(microphone)(304)으로 구성된다.
따라서, 초음파 트랜스듀서(303)에서 발사된 초음파 신호는 장애물에 부딪혀 초음파 안테나(214)로 되돌아온다. 되돌아온 반사초음파 중에서 1차반사경(301)의 중심축과 평행하게 입사되는 반사초음파만이 1차반사경(301)에 반사되어 그 초점으로 모이게 되며, 초점에 모이는 반사초음파는 2차반사경(302)의 후면에서 다시 반사되어 1차반사경(301)의 중심에 장치된 초음파 마이크로폰(304)에 입력된다. 이렇게 하여 장애물에서 반사되어 되돌아오는 반사초음파는 초음파 트랜스듀서(303)에서 발사되는 초음파에 영향을 주지 않으며, 반대로 초음파 트랜스듀서(303)에서 발사되는 초음파는 장애물에서 반사되어 되돌아오는 반사 초음파에 영향을 주지 않게 된다.
자동차에서 감지해야 할 장애물의 방향은 주로 자동차 전면이므로, 본 발명에서 사용되는 안테나는 지향성이 좋은 안테나이어야 한다. 그리하여 본 발명에서는 지향성이 좋은 안테나를 제공하기 위해 다수의 안테나를 매트릭스 형태로 배열하고, 각 안테나에 접속된 송신 증폭기와 수신 증폭기의 증폭률을 달리하여 안테나 매트릭스의 중심에서 송신 및 수신되는 신호가 가장 크게 되도록 한다.
이하, 안테나 매트릭스의 각 안테나에 접속된 증폭기들의 증폭률을 할당하기 위해 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev)방식으로 웨이트(weight)주는 방식을 설명한다. 균일하게 웨이트를 준 안테나 어레이(array)는 각 엘리먼트(element) 안테나의 송신 증폭기 혹은 수신 증폭기의 감도를 균일하게 한 것으로, 첫 번째 사이드로브(sidelobe) 안테나 증폭률을 이론상 -13dB 이하로 낮출 수 없으므로 사이드로브 안테나에 의한 지향성 저하에 의해 주변의 잡음의 영향을 심하게 받는다. 이것을 방지하려면 사이드로브 안테나의 증폭률을 최소 -20dB 이하로 낮추어야 하는데 돌프 체비쉐프 방식으로 산출되는 계수를 각 엘리먼트 안테나의 송신 증폭기나 수신 증폭기의 증폭률로 할당하면 그 목적을 이룰 수 있다.
실시 x에 대한 정수 p차의 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev) 다항식 Tp(x)은 다음과 같다.
Tp(x) = appxp+ app-1xp-1+ … + ap1x + ap0
Tp+2(x) = 2x Tp+1(x) - Tp(x)
Tp(x) = (-1)pcosh(p cosh-1x), x -1
cos(p cos-1x), |x| ≤ 1, p=2N+1
cosh(p cosh-1x), x 1
상기 수학식 7일 때, 초기 조건으로 T0(x)=1, T1(x)=x가 주어지면 상기 수학식 8이 된다. 2N+1개의 안테나로 된 어레이는 각 엘리먼트 안테나에 웨이트(말하자면, 증폭기의 증폭률)를 βn으로 주고 그 빔 각(안테나에서 특정위치로 전파되는 전파의 각도 또는 특정위치에서 특정 안테나로 전파되는 전자파의 각도)이 θ일 때, 그 어레이 팩터(factor)f(θ)는 하기 수학식 9가 된다.
(여기서 k는 파수, d는 안테나 엘리먼트 사이의 거리)
만약에 kdsinθ = 2ψ라 놓으면 상기 수학식 9는 하기 수학식 10이 된다.
상기 g(x)를 T2N(X0cos ψ)가 되게 γn의 값을 정하면, ψ=0(θ=0)에서 T2N(X0cos ψ)의 절대값이 최대값이 되고, 그외의 T2N(X0cos ψ)의 피크의 절대값은 1을 넘지 못하므로 어레이 팩터 f(θ)를 T2N(X0cos ψ)가 되게 하면 모든 사이드로브 안테나들을 주로브(main lobe) 안테나보다 항상 20log10[cosh(2Ncosh-1 X0)] dB만큼 낮은 레벨로 유지할 수가 있어 수신감도 혹은 송신감도의 지향성을 원하는 만큼 좋게 할 수 있다.
따라서 원하는 사이드로브 안테나의 증폭률을 먼저 20log10[cosh(2Ncosh-1 X0)]로 정하고 그로부터X0의 값을 역으로 산출한 후, 이것으로 계수 γn들과 비교하여 계수 βn들을 계산한 후 이 값을 2N+1개의 엘리먼트 안테나의 증폭률로 할당한다. 이때 제일 가운데 엘리먼트 안테나에 β0로 증폭률을 할당하고 양쪽 대칭으로 두 개씩 잡아 증폭률을 배정해 나가는데, 평면 어레이를 사용하는 것을 고려하면 (m,n)번째, 엘리먼트 안테나는 βm, βn의 증폭률을 받게 된다. 이와같이 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev)방식을 이용하면 송수신감도의 지향성이 우수한 안테나 어레이를 만들 수 있다.
제4a도는 본 발명에 의한 자동차 충돌 방지장치에 적용되는 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev)방식으로 증폭률이 할당된 안테나 어레이의 구조도이다. 제4a도에 도시된 안테나들은 안테나 어레이의 중심에서 윗쪽으로 m번째, 좌측으로 n번째, 우측으로 n번째에 배열된 안테나들이며, 제일 좌측에 위치한 안테나의 송수신 증폭기의 증폭률은 βm,-n으로 할당되고, 제일 우측에 위치한 안테나의 송수신 증폭기의 증폭률은 βm,n으로 할당된다. 제4b도는 n=2인 경우, 원형 패치(patch) 안테나의 2차원 어레이의 평면도이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 초음파의 속도는 전자파의 속도보다 백만분의 일 정도이므로, 장애물과 자동차 사이의 거리가 단거리인 경우 전자파를 이용하는 경우보다 초음파를 이용하여 백만배 더 예민하게 탐지할 수 있고, 이는 까다로운 전자장치나 신호해석에 의존하지 않고 쉽게 장애물과 과속 접근 여부를 알 수 있는 효과가 있다. 그러나 장애물과 자동차 사이의 거리가 장거리인 경우 초음파 신호는 발사시간과 수신시간의 차이가 길어져 장애물의 신속한 탐지에 문제가 생기므로 장거리인 경우 전자파를 사용하여 효과적으로 과속 접근 물체를 탐지할 수 있다. 결국 본 발명은 단거리 및 장거리 모든 경우에 효과적으로 과속 접근 물체를 탐지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 다른 효과는 돌프 체비쉐프(Dolph-Chebyshev)방식으로 웨이트(weight)된 전자파 발사/수신용 안테나와 포물 접시형 초음파 수신 안테나를 사용하여 반사되어 돌아오는 전자파와 초음파의 수신각을 협소화하여 주변차랑에서 발생하는 동종의 장치에서 오는 신호나 주변의 다른 장애물에 반사된 신호에 의해 오동작을 일으키는 문제점을 최대한 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 자동차 충돌 방지장치에 있어서, 주파수 변환용 신호를 발생시키는 국부발진기와, 상기 국부발진기로부터 신호를 입력받아 펄스화된 전자파 신호를 만들어 출력하는 변조기와, 상기 변조기로부터 펄스화된 전자파 신호를 입력받아 증폭하는 송신증폭기와, 전자파를 수신 및 송신하는 안테나와, 상기 송신증폭기에서 출력되는 신호를 상기 안테나로 출력하고 상기 안테나에서 수신된 신호를 수신측으로 출력하는 듀플렉서와, 상기 듀플렉서에서 출력되는 수신 전자파를 증폭하는 저잡음증폭기와, 상기 저잡음증폭기에서 출력되는 신호와 상기 국부발진기에서 발생되는 신호를 혼합하는 제1혼합기와, 상기 제1혼합기에서 출력된 중간주파수 신호를 증폭시키는 중간 주파수증폭기와, 상기 중간 주파수증폭기에서 출력된 주파수로부터 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출하는 신호처리기와, 상기 국부발진기에서 출력되는 발진신호를 소정 분주비로 분주하는 분주기와, 상기 분주기에서 출력되는 신호를 입력받아 초음파 신호를 발생시키는 초음파 신호발생기와, 상기 초음파 신호발생기로부터 출력되는 펄스화된 초음파 신호를 증폭하는 초음파 증폭기와, 상기 초음파 증폭기로부터 입력받은 전기적 신호를 초음파 신호로 변환하여 발사하는 초음파 트랜스듀서와, 상기 초음파 트랜스듀서에서 발사된 초음파가 장애물에 반사되어 돌아오는 초음파를 수신하는 초음파 마이크로폰과, 상기 초음파 마이크로폰에서 출력되는 신호의 잡음 지수를 낮추기 위한 저잡음 증폭기와, 상기 초음파 마이크로폰에서 수신한 신호와 상기 분주기에서 출력되는 신호를 혼합하는 제2혼합기와, 상기 국부발진기와 상기 제2혼합기에서 입력되는 신호로부터 장애물과 자동차의 상대적 접근속도(V)와 장애물과 자동차 사이의 거리(L)를 산출하는 저역필터 및 신호처리기와, 상기 신호처리기와 저역필터 및 신호처리기로부터 받은 정보에 의하여 운전자에게 경보를 보내거나 자동운항장치에 제어신호를 보내는 판단 및 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 초음파 안테나는 수신된 초음파 신호를 모으는 포물 접시형인 1차반사경과, 상기 1차반사경의 포물면의 초점에 설치된 2차반사경과, 상기 2차반사경의 반사면 반대쪽에 설치한 초음파트랜스듀서와, 상기 초음파트랜스듀서로부터 초음파가 직접 수신되지 않도록 상기 1차 반사경의 포물면의 중심에 설치된 초음파마이크로폰을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안테나는 2N+1 안테나 어레이이며, 각 엘리먼트 안테나에 접속된 증폭기의 증폭률을 βn으로 주고 그 빔 각이 θ일 때, 그 어레이 팩터(factor)f(θ)는
    (여기서 k는 파수, d는 안테나 엘리먼트 사이의 거리)이며, 사이드로브 안테나의 증폭률을 먼저 20log10[cosh(2Ncosh-1 X0)]로 정하고 그로부터 각 안테나 요소의 값을 역으로 산출한 후, 이것으로 계수 βn들을 계산하여 이 값을 2N+1개의 엘리먼트 안테나의 증폭률로 할당하는 것을 특징으로 하는 전자파와 초음파를 이용한 자동차 충돌 방지장치.
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