KR100453112B1 - 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치 - Google Patents

밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치에 관한 것으로, 상세하게는 저가의 적분기 두개를 이용하여 로직 회로에서 발생되는 펄스 신호로 두 개의 적분기가 서로 번갈아 가면서 동작하면서 연속적인 톱니파를 생성하여 출력함으로써 시스템의 단가를 상대적으로 낮추며, 속도 탐지 범위를 확대시킬 수 있다.

Description

밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치{APPARATUS FOR GENERATING CONTINUITY SAWTOOTH OF ㎜ WAVE RADAR}
본 발명은 밀리미터 웨이브 레이더에 관한 것으로, 상세하게는 저가의 적분기 두개를 이용하여 로직 회로에서 발생되는 펄스 신호로 두 개의 적분기가 서로 번갈아 가면서 동작하면서 연속적인 톱니파를 생성하여 출력함으로써 시스템의 단가를 상대적으로 낮추며, 속도 탐지 범위를 확대시킬 수 있도록 하는 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치에 관한 것이다.
일반적으로 밀리미터 웨이브(mm-wave) 레이더는 도 1에 도시된 바와 같이 입력된 신호를 디지털 신호로 처리하거나, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 톱니파를 출력하도록 RAM(21)과, ROM(22)과, 디지털 신호 처리기(23)와, FPGA(24)와, A/D 컨버터(25)와, 제 1증폭기(26)와, 제 1로우 패스 필터(27)와, D/A 컨버터(28)와, 제 2로우 패스 필터(29)와, 제 2증폭기(30)로 이루어진 신호 처리부(20)와, 외부로 입력되는 RF 신호를 IF 신호로 변환하여 신호 처리부(20)의 제 1로우 패스 필터(27)로 출력하거나, 신호 처리부(20)의 제 2증폭기(30)로부터 출력되는 톱니파를 이용하여 전압 제어 발진을 하여 전파를 방사하도록 믹서(41)와, 전압 제어 발진기(42)로 이루어진 송수신부(40)로 구성된다.
이러한 미리 미리 웨이브 레이더의 신호 처리부(20)는 톱니파를 발생하여 송수신부(40)의 전압 제어 발진기(42)를 제어하도록 RAM(21) 또는 FPGA(24)와, D/A 컨버터(28)로 이루어진 톱니파 발생 장치를 구비한다.
이러한 톱니파 발생 장치는 크게 두 가지의 방법으로 톱니파를 발생하는 데, 그중 한가지 방법으로는 RAM(21)에 테이블화한 디지털 신호를 D/A 컨버터(28)를 이용하여 아날로그 신호로 컨버팅시킨 후, 이를 전압 제어 발진기(42)로 입력하는 방법이 있다. 이러한 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 톱니파를 RAM(21)에 테이블화하여 저장 후 데이터를 D/A 컨버터(28)로 인가하면 톱니파가 생성되고, 생성된 톱니파가 제 2증폭기(30)를 통해 전압 제어 발진기(42)를 동작시켜 전파가 방사되도록 한다.
다른 한가지 방법으로는 FPGA(24)의 로직 회로(도시 생략)에서 카운터(도시 생략)를 이용하여 톱니파를 생성 후, 이를 D/A 컨버터(28)를 이용하여 전압 제어 발진기(42)에 인가하는 방법이 있다. 이러한 방법은 도 3에 도시된 바와 같이 FPGA(24)의 로직 회로에서 클록 신호에 따른 카운터의 카운팅값을 증가시켜 톱니파를 생성한 다음, 이를 D/A 컨버터(28)로 인가하여 디지털 신호가 아날로그 신호로 변환되도록 한 후, 생성된 아날로그 톱니파 신호로 전압 제어 발진기(42)를 동작시켜 전파가 방사되도록 한다.
또 다른 톱니파 발생방법으로는 도 4에 도시된 바와 같은 톱니파 발생 장치(50)가 사용된다.
도 4를 참조하면, 톱니파 발생 장치(50)는 스위치(51)와, 적분기(52)로 구성된다.
스위치(51)는 FPGA(24)의 로직 회로(도시 생략)에서 출력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 입력받아 이에 따라 온/오프된다.
적분기(52)는 스위치(51)의 온/오프에 따라 연동되어 스위치(51)로부터 공급되는 구형파 신호를 톱니파 신호로 변환시켜 출력한다.
그러나 이러한 종래의 밀리미터 웨이브(mm-wave) 레이더의 톱니파 발생 장치는 톱니파를 발생하기 위해서는 추가의 메모리가 필요하게 되거나 또는 추가의 로직 게이트가 필요하고, D/A 컨버터가 반드시 필요하게 됨으로써 시스템의 단가를 상승시키는 요인이 되고, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 과정에서 톱니파의 선형성이 저하되는 문제점이 있다.
또한 한 개의 적분기를 이용하는 톱니파 발생 장치는 연속 톱니파 사이에 톱니파의 하강구간 동안 휴게 기간이 필요하여 표적 데이터의 연속적 데이터 확보에 어려움이 있어 결국, 속도 탐지 범위가 축소되는 다른 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 저가의 적분기 두개를 이용하여 로직 회로에서 발생되는 펄스 신호로 두 개의 적분기가 서로 번갈아 가면서 동작하면서 연속적인 톱니파를 생성하여 출력함으로써 시스템의 단가를 상대적으로 낮추며, 속도 탐지 범위를 확대시킬 수 있도록 하는데 있다.
도 1은 종래의 밀리미터 웨이브 레이더의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도
도 2는 종래의 밀리미터 웨이브 레이더의 톱니파 발생 장치의 톱니파 발생 방법중 한가지 방법을 설명하기 위한 설명도
도 3은 종래의 밀리미터 웨이브 레이더의 톱니파 발생 장치의 톱니파 발생 방법중 다른 한가지 방법을 설명하기 위한 설명도
도 4는 종래의 밀리미터 웨이브 레이더의 톱니파 발생 장치의 다른 구성을 개략적으로 나타낸 블록도
도 5는 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도
도 6은 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치의 각 구성부에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
24 : FPGA 110 : 제 1스위치
120 : 제 1적분기 130 : 제 2적분기
140 : 제 2스위치 150 : 증폭기
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
밀리미터 웨이브 레이더에 있어서,
상기 밀리미터 웨이브 레이더의 FPGA로부터 출력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 2개의 출력단을 통해 각각 출력하며, 구형파 형태의 펄스 신호의 하이 구간에서 온되고, 로우 구간에서 오프되는 제 1스위치와,
상기 제 1스위치의 온(on)시 온(on) 또는 오프(off)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력하는 제 1적분기와,
상기 제 1스위치의 오프(off)시 온(on) 또는 온(on)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력하는 제 2적분기와,
상기 제 1적분기 및 제 2적분기의 각각의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제 1적분기 및 제 2적분기로부터 출력되는 톱니파 신호를 합산하여 하나의 연속된 톱니파 신호를 출력하며, 연속 톱니파 신호의 상승 엣지 구간에서 온되고, 하강 엣지 구간에서 오프되는 제 2스위치와,
상기 제 2스위치로부터 출력되는 연속 톱니파 신호를 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치의 구성을 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치(100)는, 제 1스위치(110)와, 제 1적분기(120)와, 제 2적분기(130)와, 제 2스위치(140)와, 증폭기(150)로 구성된다.
제 1스위치(110)는 밀리미터 웨이브 레이더의 FPGA(도시 생략)로부터 출력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 2개의 출력단을 통해 각각 출력하며, 구형파 형태의 펄스 신호의 하이 구간에서 온되고, 로우 구간에서 오프된다.
제 1적분기(120)는 제 1스위치(110)의 어느 하나의 출력단에 연결되어 제 1스위치(110)의 온(on)시 온(on) 또는 오프(off)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력한다.
제 2적분기(130)는 제 1스위치(110)의 다른 하나의 출력단에 연결되어 제 1스위치(110)의 오프(off)시 온(on) 또는 온(on)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력한다.
제 2스위치(140)는 제 1적분기(120) 및 제 2적분기(130)의 각각의 출력단에 입력단이 연결되고, 제 1적분기(120) 및 제 2적분기(130)로부터 출력되는 톱니파 신호를 합산하여 하나의 연속된 톱니파 신호를 출력하며, 연속 톱니파 신호의 상승 엣지 구간에서 온되고, 하강 엣지 구간에서 오프된다.
증폭기(150)는 제 2스위치(140)의 출력단에 연결되어 제 2스위치(140)로부터 출력되는 연속 톱니파 신호를 증폭시킨다. 여기에서 증폭기(150)는 이득이 12~20dB이다.
이하 본 발명에 따른 톱니파 생성 장치의 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치의각 구성부에서 출력되는 파형을 나타낸 파형도이다.
먼저 FPGA(24)의 로직 회로(도시 생략)에서 구형파 형태의 펄스 신호가 출력되면, 제 1스위치(110)는 이 펄스 신호의 하이 구간에서 온되고, 로우 구간에서 오프됨과 동시에 온시 펄스 신호를 제 1적분기(120)와 제 2적분기(130)로 각각 출력한다.
그러면 제 1적분기(120)는 제 1스위치(110)의 온시 온되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력한다. 한편 제 2적분기(130)는 제 1스위치(110)의 오프시 온되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력한다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 제 1스위치(110)의 온시 제 1적분기(120)가 동작되어 톱니파를 생성하고, 제 1스위치(110)의 오프시 제 2적분기(130)가 동작되어 톱니파를 생성하기 때문에 구형파 형태의 펄스 신호의 하이 구간 및 로우 구간 모두에서 톱니파가 생성된다.
한편 제 2스위치(140)에서 제 1적분기(120) 및 제 2적분기(130)로부터 출력되는 톱니파 신호가 합산되어 하나의 연속된 톱니파 신호를 출력하면, 증폭기(150)에서 이의 이득을 12~20dB 증폭시켜 출력한다.
따라서 FPGA의 로직 회로에서 출력되는 구형파 형태의 펄스 신호에 따라 스위치가 스위칭될 시, 스위치의 온시 하나의 적분기, 오프시 다른 하나의 적분기가 서로 번갈아가면서 동작하면서 톱니파를 생성하여 출력함으로써 하나의 연속적인 톱니파를 생성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치에 의하면, 저가의 적분기 두개를 이용하여 로직 회로에서 발생되는 펄스 신호로 두 개의 적분기가 서로 번갈아 가면서 동작하면서 연속적인 톱니파를 생성하여 출력함으로써 시스템의 단가를 상대적으로 낮추며, 속도 탐지 범위를 확대시킬 수 있다..

Claims (1)

  1. 밀리미터 웨이브 레이더에 있어서,
    상기 밀리미터 웨이브 레이더의 FPGA로부터 출력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 2개의 출력단을 통해 각각 출력하며, 구형파 형태의 펄스 신호의 하이 구간에서 온되고, 로우 구간에서 오프되는 제 1스위치와,
    상기 제 1스위치의 온(on)시 온(on) 또는 오프(off)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력하는 제 1적분기와,
    상기 제 1스위치의 오프(off)시 온(on) 또는 온(on)시 온(on)되어 입력되는 구형파 형태의 펄스 신호를 적분하여 톱니파 신호로 변환시켜 출력하는 제 2적분기와,
    상기 제 1적분기 및 제 2적분기의 각각의 출력단에 입력단이 연결되고, 상기 제 1적분기 및 제 2적분기로부터 출력되는 톱니파 신호를 합산하여 하나의 연속된 톱니파 신호를 출력하며, 연속 톱니파 신호의 상승 엣지 구간에서 온되고, 하강 엣지 구간에서 오프되는 제 2스위치와,
    상기 제 2스위치로부터 출력되는 연속 톱니파 신호를 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀리미터 웨이브 레이더의 연속 톱니파 생성 장치.
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