KR100227306B1 - Fmcw radar driving device and method using noncontinuous sawtooth type wave form - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치에 관한 것으로, 특히, 불연속 톱니파를 발생시키는 톱니파발생 구동회로 장치(1)와; 톱니파를 주파수 변조시켜 RF 주파수를 송·수신하고, 수신된 RF 주파수를 통하여 목표물이 감지되면 IF 주파수를 출력하는 레이다 프론트-엔드부(3)와; IF 주파수를 필터링 하는 필터부(4)와; IF 주파수를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환부(5)와; 상기 A/D 변환부(5)에서 디지털신호를 입력받아 주파수를 계산하는 DSP 장치(6)와; 목표물과의 거리와 상대속도를 계산하는 마이컴(9)과; 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 디스플레이시키는 디스플레이부(7)와; 목표물이 감지된 정보를 경보음이나 안내방송으로 출력하는 음성출력장치(8)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The present invention relates to an FMCW radar driving apparatus using a discontinuous sawtooth wave waveform, and more particularly, a sawtooth generating drive circuit device (1) for generating discontinuous sawtooth waves; A radar front-end unit 3 for frequency-modulating the sawtooth wave to transmit and receive an RF frequency, and output an IF frequency when a target is detected through the received RF frequency; A filter unit 4 for filtering the IF frequency; An A / D converter 5 for converting IF frequencies into digital signals; A DSP device 6 for receiving a digital signal from the A / D converter 5 and calculating a frequency; A microcomputer 9 for calculating a distance and a relative speed from the target; A display unit 7 for displaying a distance or a relative speed from the detected target; Characterized in that it comprises a voice output device 8 for outputting the detected information to the alarm sound or guide broadcast.

이러한 본 발명은 삼각파 대신 불연속 톱니파를 사용하여 IF 주파수가 낮아지고, IF 주파수가 낮아짐으로 A/D 변환장치를 사용하는데 제한을 받지 않기 때문에, 최대 검지 거리가 확장되는 효과가 있는 것이다.The present invention uses the discontinuous sawtooth wave instead of the triangular wave, the IF frequency is lowered, and since the IF frequency is lowered, it is not limited to using the A / D converter, thereby increasing the maximum detection distance.

Description

불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치 및 방법FMCW radar drive and method using discrete sawtooth waveform

본 발명은 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치에 관한 것으로, 특히, 주파수 변조 파형(Frequency Modulated Continuous Wave; 이하 FMCW라 칭한다.) 레이다에서 주파수 편조 파형으로 톱니파를 사용하여, 출력 중간 주파수(Intermediate Frequence; 이하 IF라 칭한다.)를 낮춰 줌으로, 최대 검지 거리를 확장시킬 수 있도록 해주는 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an FMCW radar driving apparatus using a discontinuous sawtooth wave waveform. In particular, an output intermediate frequency (Intermediate Frequence) is used by using a sawtooth wave as a frequency modulation waveform in a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar. It is related to the FMCW radar drive using a discontinuous sawtooth waveform which allows the maximum detection distance to be extended by lowering the IF).

주지하다시피, 본 발명은 군사용 레이다 기술을 산업용에 응용한 기술로서, FMCW RF 프론트-엔드를 이용한 자동차 충돌 경보 장치에 이용될 수 있다.As is well known, the present invention is applied to the military radar technology for industrial use, it can be used in the vehicle collision warning device using the FMCW RF front-end.

한편, 종래의 삼각파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치는, 제1도에서 도시되는 바와 같이, 구형파를 입력받아 전압파인 삼각파를 발생시키는 삼각파발생 구동회로 장치(2)와; 상기 삼각파발생 구동회로 장치(2)에서 인가된 삼각파를 통해 내부에 장착된 전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator; 이하 VCO라 칭한다.) (도면에 기재하지 않음)가 구동되어, 상기 VCO를 통해 주파수 변조된 무선주파수(Radio Frepuency; 이하 RF라 칭한다.)를 FMCW 레이다를 통하여 송신한 후, 수신된 RF 신호에 목표물이 감지되면 IF 주파수를 출력하는 레이다 프론트-엔드부(3)와; 상기 레이다 프론트-엔드부(3)에서 IF 주파수를 입력받아 디지털 (Digital)신호로 변환하는 아날로그/디지탈(Analog/Digital; 이하 A/D라 칭한다.) 변환부(5)와; 상기 A/D 변환부(5)에서 디지털 신호를 입력받아 주파수를 계산한 후 출력하는 한편, 상기 삼각파발생 구동회로 장치(2)로 구형파를 출력하는 디지털신호 처리(Digital Signaling Processing; 이하 DSP라 칭한다.) 장치(6)와; 상기 DSP 장치(6)에서 계산된 주파수를 입력받아 레이다상에 감지된 목표물과의 거리와 상대속도를 계산하고, 계산된 목표물과의 거리와 상대속도 정보를 디스플레이시키기 위한 문자 제어신호 및 음성 제어신호를 출력하는 마이컴(9)과; 상기 마이컴(9)에서 문자 제어신호를 입력받아 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 디스플레이시키는 디스플레이부(7)와; 상기 마이컴(9)에서 음성 제어신호를 입력받아 경보음이나 목표물에 대한 안내방송을 음성으로 출력하는 음성출력장치(8)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the conventional FMCW radar driving apparatus using a triangular wave waveform, as shown in Figure 1, the triangular wave generation driving circuit device (2) for receiving a square wave to generate a triangular wave as a voltage wave; A voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as a VCO) mounted therein is driven through a triangular wave applied by the triangular wave generation driving circuit device 2 (not shown) to modulate the frequency through the VCO. A radar front-end unit 3 for transmitting a radio frequency (hereinafter referred to as RF) through an FMCW radar and outputting an IF frequency when a target is detected in the received RF signal; An analog / digital (hereinafter referred to as A / D) converter 5 for receiving an IF frequency from the radar front-end unit 3 and converting it into a digital signal; Digital signal processing (DSP) for receiving a digital signal from the A / D converter 5, calculating a frequency, and outputting the same, and outputting a square wave to the triangular wave generation driving circuit device 2. .) Device 6; A text control signal and a voice control signal for receiving the calculated frequency from the DSP device 6 to calculate the distance and relative speed with the target detected on the radar, and display the calculated distance and relative speed information with the target. A microcomputer 9 for outputting the; A display unit 7 which receives a text control signal from the microcomputer 9 and displays a distance or a relative speed of the detected target; And a voice output device 8 that receives a voice control signal from the microcomputer 9 and outputs an alarm sound or a guide broadcast for a target as a voice.

이러한 종래의 삼각파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치의 동작설명을 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the FMCW radar driving apparatus using the conventional triangular wave waveform is described with reference to FIG. 3 as follows.

상기 삼각파발생 구동회로 장치(2)는 상기 DSP 장치(6)에서 구형파를 입력받은 후, 전압파인 삼각파를 상기 레이다 프론트-엔드부(3)로 발생시킨다.The triangular wave generation driving circuit device 2 generates a triangular wave, which is a voltage wave, to the radar front-end unit 3 after receiving a square wave from the DSP device 6.

그러면, 상기 레이다 프론트-엔드부(3)는 상기 삼각파발생 구동회로 장치(2)에서 발생한 전압파인 삼각파를 인가받아 주파수 변조시키고, 이후 주파수 변조된 RF 주파수를 송·수신기를 통해 송·수신하여 목표물을 감지한다.Then, the radar front-end unit 3 is subjected to frequency modulation by applying a triangular wave, which is a voltage wave generated by the triangular wave generation driving circuit device 2, and then transmitting and receiving the frequency modulated RF frequency through a transmitter and a receiver. Detect.

이때, 정지된 목표물이 감지되면 상기 레이다 프론트-엔드부(3)는 제3도의 (a)와 같은 RF 주파수를 수신하여 제3도의 (b)와 같은 IF 주파수를 출력하는 한편, 이동중인 목표물이 감지되면 제3도의 (b)와 같은 RF 주파수를 수신하여 제3도의 (d)와 같은 IF 주파수를 출력한다.At this time, when the stationary target is detected, the radar front-end unit 3 receives the RF frequency as shown in (a) of FIG. 3 and outputs the IF frequency as shown in (b) of FIG. If detected, it receives an RF frequency as shown in (b) of FIG. 3 and outputs an IF frequency as shown in (d) of FIG.

한편, 상기에서 목표물이 소정 거리만큼 떨어져 있을 경우의 수신 신호는 송신 신호에 비하여 거리에 따른 시간지연이 발생하게 되는데, 이 경우 지연 시간은 다음 식으로 표현된다.On the other hand, when the target is separated from the target by a predetermined distance, the time delay according to the distance occurs compared to the transmission signal, in this case the delay time is expressed by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기에서, T는 지연시간을 나타내고, R은 목표물과의 거리를 나타내며, c는 광속도를 나타낸다.In the above, T denotes a delay time, R denotes a distance from a target, and c denotes a light speed.

또한, 상기 A/D 변환부(5)는 상기 레이다 프론트-엔드부(3)에서 IF 주파수를 입력받아 디지털 신호로 변환한 후 상기 DSP 장치(6)로 출력한다.In addition, the A / D converter 5 receives the IF frequency from the radar front-end unit 3, converts the IF frequency into a digital signal, and outputs the digital signal to the DSP device 6.

그러면, 상기 DSP 장치(6)는 상기 A/D 변환부(5)에서 디지털 신호를 입력받아 주파수를 계산하고, 이후 상기 마이컴(9)으로 계산된 주파수를 출력한다.Then, the DSP device 6 receives the digital signal from the A / D converter 5 to calculate the frequency, and then outputs the calculated frequency to the microcomputer 9.

한편, 상기 마이컴(9)은 상기 DSP 장치(6)에서 계산한 주파수를 입력받아, 그 주파수를 이용하여 목표물과의 거리와 상대속도를 계산한다.On the other hand, the microcomputer 9 receives the frequency calculated by the DSP device 6, and calculates the distance and relative speed with the target using the frequency.

그런후, 상기 마이컴(9)은 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 상기 디스플레이부(7)를 통하여 문자로 디스플레이시키는 동시에, 상기 음성출력장치(8)를 통하여 목표물이 감지된 정보를 경보음이나 안내방송으로 출력하는 동작을 수행한다.Then, the microcomputer 9 displays the distance or the relative speed with the detected target as a text through the display unit 7, and at the same time, the information detected by the target through the voice output device 8 as an alarm sound. Or to output the announcement.

이때, 상기 마이컴(9)에서 목표물과의 거리나 상대속도를 구하기 위해, 지연시간에 의한 주파수 변위 fR과 상대 속도에 의한 도플러 주파수 변위 fV를 구하는 식은 다음과 같다.At this time, in order to obtain the distance or the relative speed with the target in the microcomputer 9, the equation for obtaining the frequency displacement f R by the delay time and the Doppler frequency displacement f V by the relative speed is as follows.

[수학식 2][Equation 2]

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[수학식 3][Equation 3]

Figure kpo00004
Figure kpo00004

상기에서, fm은 변조주파수를 나타내고, Δf는 주파수 변조폭을 나타내며, fV는 상대 속도에 의한 도플러 주파수 변위를 나타내고, fR은 지연 시간에 의한 주파수 변위를 나타내며, f0은 송신 중심 주파수를 나타내고, V는 목표물과의 상대 속도를 나타낸다.In the above, f m denotes a modulation frequency, Δf denotes a frequency modulation width, f V denotes a Doppler frequency displacement due to relative speed, f R denotes a frequency displacement due to delay time, and f 0 denotes a transmission center frequency. And V represents the relative speed with the target.

그러나, 상기와 같은 종래 삼각파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치는 전압파로 삼각파를 사용하였는데, 이때 삼각파를 사용하게 되면 IF 주파수가 높아지게 되고, 이로인해 고속으로 샘플링(Sampling)할 수 있는 A/D 변환장치를 사용해야만 왜곡없는 디지털 신호를 출력할 수 있다는 문제점이 있었다.However, the FMCW radar driving apparatus using the conventional triangular waveform as described above uses a triangular wave as a voltage wave, and when the triangular wave is used, the IF frequency is increased, and thus, an A / D conversion device capable of sampling at high speed. There was a problem in that it is possible to output a distortion-free digital signal only by using.

예를 들어, IF 주파수가 500KHz인 경우에는 1MHz 이상의 샘플링 속도를 갖는 A/D 변환기를 사용해야 됨으로, A/D 변환장치를 사용하는데 있어서 제한을 받게 되어 사용폭이 좁아지고, 이로인해 최대 검지 거리가 좁아진다는 문제점이 있었다.For example, if the IF frequency is 500KHz, an A / D converter with a sampling rate of 1 MHz or more must be used. Therefore, the use of the A / D converter is limited, resulting in a narrower use range. There was a problem of narrowing.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 불연속 톱니파를 사용하여 IF 주파수를 낮춰줌으로써, A/D 변환장치를 사용하는데 있어서 제한을 받지 않도록 해주어 최대 검지 거리를 확장시킬 수 있도록 해주기 위한 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and in particular, by lowering the IF frequency by using a discontinuous sawtooth wave, the maximum detection distance can be extended by not limiting the use of the A / D converter. To provide a FMCW radar drive using discrete sawtooth waveforms to enable this.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치는, 입력된 구형파를 통해 전압파인 불연속 톱니파를 발생시키는 톱니파발생 구동회로 장치와; VCO가 내부에 장착되어 있어서 상기 톱니파 발생 구동회로 장치에서 인가된 톱니파를 통해 VCO가 구동되고, 상기 VCO를 통해 주파수 변조된 RF 주파수를 FMCW 레이다를 통하여 송신한 후 수신된 RF 신호에 목표물이 감지되면 IF 주파수를 출력하는 레이다 프론트-엔드부와; 상기 레이다 프론트-엔드부에서 IF 주파수를 입력받아 필터링(Filtering)하는 필터(Filter)부와; 상기 필터부를 통해 필터링된 IF 주파수를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와; 상기 A/D 변환부에서 디지털 신호를 입력받아 주파수를 계산한 후 출력하는 한편, 상기 톱니파발생 구동회로 장치로 구형파를 출력하는 DSP 장치와; 상기 DSP 장치에서 계산된 주파수를 입력받아 레이다상에 감지된 목표물과의 거리와 상대속도를 계산하고, 계산된 목표물과의 거리와 상대속도 정보를 디스플레이시키기 위한 문자 제어신호 및 음성 제어신호를 출력하는 마이컴과; 상기 마이컴에서 문자 제어신호를 입력받아 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 디스플레이시키는 디스플레이부와; 상기 마이컴에서 음성 제어신호를 입력받아 목표물이 감지된 정보를 경보음이나 안내방송으로 출력하는 음성출력장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the FMCW radar driving apparatus using the discontinuous sawtooth wave waveform of the present invention comprises: a sawtooth wave generation driving circuit device for generating discontinuous sawtooth waves which are voltage waves through the input square wave; When the VCO is mounted inside and the VCO is driven through the sawtooth wave applied from the sawtooth wave generating driving circuit device, and the target is detected by the received RF signal after transmitting the frequency modulated RF frequency through the FMCW radar through the VCO. A radar front end unit for outputting an IF frequency; A filter unit for filtering and receiving an IF frequency from the radar front-end unit; An A / D converter configured to receive an IF frequency filtered through the filter and convert the IF frequency into a digital signal; A DSP device which receives the digital signal from the A / D converter, calculates and outputs a frequency, and outputs a square wave to the sawtooth generating driver circuit device; Inputting the frequency calculated by the DSP device to calculate the distance and relative speed with the target detected on the radar, and outputs a text control signal and a voice control signal for displaying the calculated distance and relative speed information with the target A microcomputer; A display unit configured to receive a text control signal from the microcomputer and display a distance or a relative speed of the detected target; And a voice output device for receiving a voice control signal from the microcomputer and outputting information detected by a target through an alarm sound or a guide broadcast.

제1도는 종래의 삼각파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a FMCW radar driving apparatus using a conventional triangular wave waveform.

제2도는 본 발명 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치를 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing an FMCW radar drive using the present invention's discontinuous sawtooth waveform.

제3도는 삼각파의 변조방식을 나타낸 파형도.3 is a waveform diagram showing a modulation method of a triangular wave.

제4도는 불연속 톱니파 변조방식을 나타낸 파형도.4 is a waveform diagram showing a discontinuous sawtooth modulation method.

제5도는 기울기가 완만한 불연속 톱니파 변조방식을 나타낸 파형도.5 is a waveform diagram showing a discontinuous sawtooth modulation method having a gentle slope.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 톱니파발생 구동회로 장치 2 : 삼각파발생 구동회로 장치1: Sawtooth wave generation drive circuit device 2: Triangle wave generation drive circuit device

3 : 레이다 프론트-엔드부 4 : 필터부3: radar front-end part 4: filter part

5 : A/D 변환부 6 : DSP 장치5: A / D converter 6: DSP device

7 : 디스플레이부 8 : 음성출력장치7: display unit 8: audio output device

9 : 마이컴9: micom

이하, 본 발명 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 그 구성 및 동작을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the technical concept of the FMCW radar driving apparatus using the discontinuous sawtooth wave waveform of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and its configuration.

[실시예]EXAMPLE

본 발명은 제2도에서 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 톱니파발생 구동회로 장치(1)의 신호 출력단을 상기 레이다 프론트-엔드부(3)의 신호 입력단에 접속하고, 상기 레이다 프론트-엔드부(3)의 신호 출력단을 상기 필터부(4)의 신호 입력단에 접속하며, 상기 필터부(4)의 신호 출력단을 상기 A/D 변환부(5)의 신호 입력단에 접속하고, 상기 A/D 변환부(5)의 신호 출력단을 상기 DSP 장치(6)의 신호 입력단에 접속하며, 상기 DSP 장치(6)의 신호 출력단을 상기 톱니파발생 구동회로 장치(1) 및 상기 마이컴의 신호 입력단에 접속하고, 상기 마이컴(9)의 신호 출력단을 상기 디스플레이부(7) 및 음성출력장치(8)의 신호 입력단에 접속하여 본 실시예를 구성한다.In the present invention, as shown in FIG. 2, first, the signal output terminal of the sawtooth wave generating driving circuit device 1 is connected to the signal input terminal of the radar front-end unit 3, and the radar front-end unit ( The signal output terminal of 3) is connected to the signal input terminal of the filter unit 4, and the signal output terminal of the filter unit 4 is connected to the signal input terminal of the A / D converter 5, and the A / D conversion is performed. A signal output terminal of the unit 5 is connected to a signal input terminal of the DSP device 6, a signal output terminal of the DSP device 6 is connected to a signal input terminal of the sawtooth wave generation driving circuit device 1 and the microcomputer; The present embodiment is constructed by connecting the signal output terminal of the microcomputer 9 to the signal input terminal of the display unit 7 and the audio output device 8.

상기와 같이 구성된 본 발명 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치의 동작과정을, 제4도 및 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation process of the FMCW radar drive device using the present invention discontinuous sawtooth waveform configured as described above with reference to Figures 4 and 5 as follows.

먼저, 상기 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치에서 제3도와 같은 톱니파 변조에 대하여 fR과 fV를 구하면, 삼각파의 경우와 동일하게 수학식 1, 수학식 2, 수학식 3과 같은 결과를 얻게 된다.First, when f R and f V are obtained for the sawtooth wave modulation as shown in FIG. 3 in the FMCW radar driving apparatus using the discontinuous sawtooth wave waveform, the same results as in the triangular wave equations (1), (2) and (3) are obtained. You get

한편, 상기 톱니파발생 구동회로 장치(1)는 상기 DSP 장치(6)에서 출력한 구형파를 입력받아 제5도와 같이 기울기가 완만한 전압파인 톱니파를 상기 레이다 프론트-엔드부(3)로 인가한다.On the other hand, the sawtooth wave generating drive circuit device 1 receives the square wave output from the DSP device 6 and applies the sawtooth wave, which is a voltage wave having a gentle slope, to the radar front-end unit 3 as shown in FIG.

그러면, 상기 레이다 프론트-엔드부(3)는 상기 톱니파발생 구동회로 장치(1)에서 발생한 기울기가 완만한 전압파인 톱니파를 인가받아 주파수 변조된 RF 주파수를 생성한 후, 그 RF 주파수를 송·수신하여 목표물을 감지한다.Then, the radar front-end unit 3 generates a frequency-modulated RF frequency by receiving a sawtooth wave having a gentle voltage wave generated from the sawtooth wave generation driving circuit device 1, and then transmitting and receiving the RF frequency. To detect the target.

이때, 상기 레이다 프론트-엔드부(3)는 정지된 목표물이 감지되면 제5도의 (a)와 같은 RF 주파수를 수신하여 제5도의 (b)와 같은 IF 주파수를 상기 필터부(4)로 출력하고, 이동중인 목표물이 감지되면 제5도의 (c)와 같은 RF 주파수를 수신하여 제5도의 (d)와 같은 IF 주파수를 상기 필터부(4)로 출력한다.At this time, when the stationary target is detected, the radar front-end unit 3 receives the RF frequency as shown in FIG. 5A and outputs the IF frequency as shown in FIG. 5B to the filter unit 4. And, if the moving target is detected, the RF frequency as shown in (c) of FIG. 5 is received, and the IF frequency as shown in (d) of FIG. 5 is output to the filter unit 4.

한편, 상기에서 목표물이 소정 거리만큼 떨어져 있을 경우의 수신 신호는 송신 신호에 비하여 거리에 따른 시간지연이 발생하게 되는데, 이 경우 지연 시간은 상기와 같이수학식 1로 표현된다.On the other hand, when the target is separated from the target by a predetermined distance in the above, the time delay according to the distance is generated compared to the transmission signal, in this case, the delay time is expressed by Equation 1 as described above.

한편, 상기 필터부(4)는 상기 레이다 프론트-엔드부(3)에서 출력한 IF 주파수를 입력받아 fBU부분과 fBD부분을 제외한 주파수 영역을 필터링한다.Meanwhile, the filter unit 4 receives the IF frequency output from the radar front-end unit 3 and filters the frequency domain except for the f BU part and the f BD part.

또한, 상기 A/D 변환부(5)는 상기 필터부(4)를 통해 필터링된 IF 주파수를 입력받아 디지털 신호로 변환한 후 상기 DSP 장치(6)로 출력한다.In addition, the A / D converter 5 receives the IF frequency filtered through the filter unit 4, converts the IF frequency into a digital signal, and outputs the digital signal to the DSP device 6.

그러면, 상기 DSP 장치(6)는 상기 A/D 변환부(5)에서 출력한 디지털 신호를 입력받아 그 디지털 신호의 주파수를 계산하고, 이후 상기 마이컴(9)으로 출력한다.Then, the DSP device 6 receives the digital signal output from the A / D converter 5, calculates the frequency of the digital signal, and then outputs the digital signal to the microcomputer 9.

이어서, 상기 마이컴(9)은 상기 DSP 장치(6)에서 계산된 주파수를 입력받아, 그 주파수를 이용하여 목표물과의 거리와 상대속도를 계산하고, 이후 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 상기 디스플레이부(7)를 통하여 문자로 디스플레이시키는 동시에, 상기 음성출력장치(8)를 통하여 목표물이 감지된 정보를 경보음이나 안내방송으로 출력하는 동작을 수행한다.Subsequently, the microcomputer 9 receives the frequency calculated by the DSP device 6, calculates the distance and the relative speed with the target using the frequency, and then calculates the distance or the relative speed with the detected target. While displaying the text through the display unit 7, and outputs the information detected by the target through the voice output device 8 as an alarm sound or guide broadcast.

이때, 상기 마이컴(9)에서 목표물과의 거리나 상대속도를 구하기 위해, 상대속도에 의한 도플러 주파수 변위 fV는 삼각파일 경우와 동일하게 수학식 3과 같고, 지연 시간에 의한 주파수 변위 fR을 구하는 식은 다음과 같이 다르게 나타난다.At this time, to obtain the distance and the relative speed of the target from the microcomputer 9, the Doppler frequency shift due to the relative speed f V is the same as for a triangular file the same as the equation (3), the frequency shift f R by the delay time The equation you get is different:

[수학식 4][Equation 4]

Figure kpo00005
Figure kpo00005

상기에서 fR은 지연시간에 의한 주파수 변위를 나타내고, Δf는 주파수 변조폭을 나타내며, fm은 변조 주파수를 나타내고, R은 목표물과의 거리를 나타내며, c는 광속도를 나타낸다.In the above, f R represents a frequency shift by a delay time, Δ f represents a frequency modulation width, f m represents a modulation frequency, R represents a distance from a target, and c represents an optical speed.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치는, 특히, 삼각파 대신 불연속 톱니파를 사용하였을 경우, 상기의 수학식 2, 수학식 4에서 보듯이, 삼각파일때의 fR값보다 불연속 톱니파일때의 fR값이 낮아짐으로 IF 주파수가 낮아지게 되고, 이로인해 A/D 변환장치를 사용하는데 제한을 받지 않게 되어 최대 검지 거리가 확장된다는 효과가 있다.As described above, the FMCW radar driving apparatus using the discontinuous sawtooth wave waveform of the present invention, in particular, when using the discontinuous sawtooth wave instead of the triangular wave, as shown in Equation 2 and Equation 4 above, than the f R value at the triangular pile As the f R value in the discontinuous tooth file is lowered, the IF frequency is lowered, and thus, the maximum detection distance is extended because it is not restricted to using the A / D converter.

Claims (1)

입력된 구형파를 통해 전압파인 불연속 톱니파를 발생시키는 톱니파발생 구동회로 장치와; VCO가 내부에 장착되어 있어서 상기 톱니파발생 구동회로 장치에서 인가된 톱니파를 통해 VCO가 구동되고, 상기 VCO를 통해 주파수 변조된 RF 주파수를 FMCW 레이다를 통하여 송신한 후 수신된 RF 신호에 목표물이 감지되면 IF 주파수를 출력하는 레이다 프론트-엔드부와; 상기 레이다 프론트-엔드부에서 IF 주파수를 입력받아 필터링하는 필터부와; 상기 필터부를 통해 필터링된 IF 주파수를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부와; 상기 A/D변환부에서 디지털 신호를 입력받아 주파수를 계산한 후 출력하는 한편, 상기 톱니파발생 구동회로 장치로 구형파를 출력하는 DSP 장치와; 상기 DSP 장치에서 계산된 주파수를 입력받아 레이다상에 감지된 목표물과의 거리와 상대속도를 계산하고, 계산된 목표물과의 거리와 상대속도 정보를 디스플레이시키기 위한 문자 제어신호 및 음성 제어신호를 출력하는 마이컴과; 상기 마이컴에서 문자 제어신호를 입력받아 감지된 목표물과의 거리나 상대속도를 디스플레이시키는 디스플레이부와; 상기 마이컴에서 음성 제어신호를 입력받아 목표물이 감지된 정보를 경보음이나 안내방송으로 출력하는 음성출력장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 불연속 톱니파 파형을 사용한 FMCW 레이다 구동장치.A sawtooth wave generation driving circuit device for generating a discontinuous sawtooth wave which is a voltage wave through the input square wave; When the VCO is mounted inside and the VCO is driven through the sawtooth wave applied from the sawtooth generating drive circuit device, and the target is detected by the received RF signal after transmitting the frequency modulated RF frequency through the FMCW radar through the VCO. A radar front end unit for outputting an IF frequency; A filter unit for receiving and filtering an IF frequency from the radar front-end unit; An A / D converter configured to receive an IF frequency filtered through the filter and convert the IF frequency into a digital signal; A DSP device which receives the digital signal from the A / D converter, calculates and outputs a frequency, and outputs a square wave to the sawtooth generating driver circuit device; Inputting the frequency calculated by the DSP device to calculate the distance and relative speed with the target detected on the radar, and outputs a text control signal and a voice control signal for displaying the calculated distance and relative speed information with the target A microcomputer; A display unit configured to receive a text control signal from the microcomputer and display a distance or a relative speed of the detected target; The FMCW radar driving apparatus using the discontinuous sawtooth waveform, characterized in that it comprises a voice output device for receiving a voice control signal from the microcomputer and outputting the information detected by the target as an alarm sound or guide broadcast.
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