KR100668363B1 - Millimeterwave rf transceiver for radar senor - Google Patents

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KR100668363B1
KR100668363B1 KR1020060029313A KR20060029313A KR100668363B1 KR 100668363 B1 KR100668363 B1 KR 100668363B1 KR 1020060029313 A KR1020060029313 A KR 1020060029313A KR 20060029313 A KR20060029313 A KR 20060029313A KR 100668363 B1 KR100668363 B1 KR 100668363B1
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강동민
홍주연
심재엽
윤형섭
이경호
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한국전자통신연구원
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Abstract

An RF transceiver for a millimeter wave band radar senor using an MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) is provided to enable a signal isolation block to frequency-convert a signal, transmitted from a transmission block, by using an IF of a local oscillation signal and transmit the frequency-converted signal through a band pass filter, thereby improving receive sensitivity as much as 20 to 30db. An RF transceiver for a radar senor comprises the followings: a transmission block(120) which amplifies a modulation signal and radiates the amplified modulation signal through a transmission antenna(106); a signal isolation block(122) which performs frequency conversion on a signal, transmitted from the transmission block(120), by using the IF(Intermediate Frequency) of a local oscillation signal and transmits the frequency-converted signal through a band pass filter(116); a reception block(121) which mixes an external signal, received through a receiving antenna(107), with a signal transmitted from the signal isolation block(122) and transmits the mixed signal; and an IF block(123) which receives a signal transmitted from the reception block(121), mixes the received signal with the local oscillation signal, and amplifies the mixed signal to outputs a bit signal.

Description

ＭＭＩＣ를 이용한 밀리미터파 대역 레이더 센서용 ＲＦ 송수신기{Millimeterwave RF transceiver for radar senor}Millimeterwave RF transceiver for radar senor using MMC

도 1은 본 발명에 따른 밀리미터파 대역 레이더 센서용 RF 송수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of an RF transceiver for a millimeter wave band radar sensor according to the present invention.

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

101 : 전압제어발진기 (Voltage Controlled Oscillator, VCO)101: Voltage Controlled Oscillator (VCO)

102 : 주파수 체배기 (Frequency Doubler)102: Frequency Doubler

103, 109, 112 : 구동 증폭기 (Drive Amplifier)103, 109, 112: Drive Amplifier

104 : 전력 증폭기 (Power Amplifier)104: Power Amplifier

105 : Lange 결합기 (Lange Coupler)105: Lange Coupler

106 : 송신 안테나 (Tx Antenna)106: Tx Antenna

107 : 수신 안테나 (Rx Antenna)107: Rx Antenna

108 : 저잡음 증폭기 (Low Noise Amplifier, LNA)108: Low Noise Amplifier (LNA)

110 : 하향 혼합기 (Down-Mixer)110: Down-Mixer

111 : 상향 혼합기 (Up-Mixer)111: Up-Mixer

113 : 78GHz 대역 통과 필터 (78GHz Band Pass Filter, BPF)113: 78 GHz Band Pass Filter (BPF)

114 : 1.5GHz 국부 발진기(Local Oscillator, LO)114: Local Oscillator (LO)

115 : 전력 분배기 (Power Divider)115: Power Divider

116 : 1.5GHz 대역 통과 필터 (1.5GHz Band Pass Filter, BPF)116: 1.5 GHz Band Pass Filter (BPF)

117 : 중간주파수 혼합기 (IF Mixer)117: IF Mixer

118 : 중간주파수 증폭기 (IF Amplifier)118: IF Amplifier

본 발명은 기존의 호모다인(Homodyne) 방식이 아닌 중간주파수(IF)를 이용한 헤테로다인(Heterodyne) 방식의 레이더 센서용 RF 송수신기(Transceiver)로서, 특히 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)를 이용한 마이크로파 및 밀리미터파 대역 레이더 센서용 RF 송수신기에 관한 것이다.The present invention is an RF transceiver for a heterodyne radar sensor using an intermediate frequency (IF) rather than a conventional homodyne method, and especially a microwave and a millimeter using a MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit). An RF transceiver for a wave band radar sensor.

통상적으로 레이더 센서용 RF 송수신기는 크게 전압제어발진기(Voltage controlled Oscillator: VCO)를 이용한 신호원과 송신변조전력을 전송하는 송신부 그리고 수신된 신호를 전송하는 수신부로 구분하여 볼 수 있는데, 송신부에서 전송된 송신변조신호는 커플러(Coupler)를 통해서 하나는 반송파로써 송신안테나를 통해 외부로 방사되고 다른 하나는 수신부의 혼합기(Mixer)에 국부발진신호(LO)로 입력되게 되며, 이러한 방식의 송수신기를 호모다인 방식의 RF 송수신기라고 한다.In general, an RF transceiver for a radar sensor can be classified into a signal source using a voltage controlled oscillator (VCO), a transmitter for transmitting modulated power and a receiver for transmitting a received signal. The transmission modulated signal is radiated out through the transmission antenna through the coupler (Coupler) and the other is inputted as the local oscillation signal (LO) to the mixer (Mixer) of the receiver. It is called an RF transceiver.

그러나 전술한 호모다인 방식의 RF 송수신기의 수신감도는 송신변조신호가 수신신호에 영향을 끼치게 되어 결국 수신부의 분리도 특성이 떨어지고, 그에 따라 레이더 센서의 고감도 수신이 불가능하게 되는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 수신감도의 성능 향상을 얻을 수 있는 헤테로다인 방식의 RF 송수신기를 제안하고자 한다. However, the reception sensitivity of the above-described homodyne-type RF transceiver has a problem that the transmission modulated signal affects the reception signal, resulting in poor separation characteristics of the receiver, thereby making it impossible to receive high sensitivity of the radar sensor. Therefore, the present invention is to propose a heterodyne RF transceiver that can obtain a performance improvement of the reception sensitivity.

MMIC를 이용한 밀리미터파 레이더 센서용 RF 송수신기는 레이더 센서의 전단부에 위치하여 무선통신을 전담하는 핵심 부품으로써, 이러한 RF 송수신기의 수신감도는 레이더 센서의 수신 거리를 결정하게 되는 매우 중요한 요소이다. 따라서 수신거리를 보다 길게 하기 위해서는 RF 송수신기의 수신감도를 향상시켜야만 한다.The RF transceiver for the millimeter wave radar sensor using MMIC is located at the front end of the radar sensor and is a key component dedicated to wireless communication. The reception sensitivity of the RF transceiver is a very important factor in determining the reception distance of the radar sensor. Therefore, in order to increase the reception distance, the reception sensitivity of the RF transceiver must be improved.

본 발명에서는 기존의 송신부에서 수신부로 향하는 국부발진신호에 상향 혼합기와 또 다른 국부발진신호의 중간주파수를 이용하여 변환한 후 송신변조신호와 수신부의 국부발진신호를 별개로 구분하여 사용하고, 그리고 송신변조신호가 수신부에 영향을 미치지 않도록 분리하기 위해서 대역통과필터를 수신부 LO단 측에 구성하여 20~30dB 정도의 수신감도 향상을 얻을 수 있는 헤테로다인 방식의 RF 송수신기를 제공하고자 한다.In the present invention, after converting the local oscillation signal from the conventional transmitter to the receiver using the intermediate frequency of the uplink mixer and another local oscillation signal, the transmitter modulates the signal and the local oscillation signal of the receiver separately. In order to separate the modulated signal from affecting the receiver, a bandpass filter is configured at the receiver LO side to provide a heterodyne RF transceiver capable of improving reception sensitivity by about 20 to 30 dB.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 측면에 의하면, 변조신호를 증폭하여 송신 안테나를 통해 방사하는 송신 블록; 송신 블록으로부터 오는 신호를 국부발진신호의 중간주파수를 이용하여 주파수 변환하고, 주파수 변환된 신호를 대역통과필터를 통해 전송하는 신호분리 블록; 수신 안테나를 통해 수신한 외부 신호와 신호분리 블록으로부터 오는 신호를 혼합하고, 혼합된 신호를 전송 하는 수신 블록; 수신 블록으로부터 오는 신호를 수신하고, 수신한 신호를 상기 국부발진신호와 혼합하고, 혼합된 신호를 증폭하여 비트 신호를 출력하는 중간주파수 블록을 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기가 제공된다.In order to achieve the above technical problem, according to a preferred aspect of the present invention, a transmission block for amplifying a modulated signal and radiating through a transmission antenna; A signal separation block for frequency converting a signal coming from the transmission block using an intermediate frequency of the local oscillation signal and transmitting the frequency converted signal through a band pass filter; A reception block for mixing the external signal received through the reception antenna and a signal from the signal separation block and transmitting the mixed signal; There is provided an RF transceiver for a radar sensor including an intermediate frequency block for receiving a signal from a receiving block, mixing the received signal with the local oscillating signal, and amplifying the mixed signal to output a bit signal.

본 발명의 MMIC를 이용한 밀리미터파 레이더 센서용 RF 송수신기는 송신부에서 수신부의 하향 혼합기로 향하는 신호(국부발진신호)에 상향 혼합기와 또 다른 국부발진신호의 중간주파수를 이용하여 한번 더 주파수 변환을 한 후 수신부의 하향 혼합기로 전송하여 송신변조신호와 수신부의 국부발진신호를 별도로 분리하여 사용하도록 하고 수신부의 하향 혼합기의 LO단 측에 대역통과필터를 설치함으로써 송신변조신호가 수신신호에 영향을 주지 않도록 송신부와 수신부를 완전히 분리하여 분리도(Isolation)를 향상시킨다.The RF transceiver for the millimeter wave radar sensor using the MMIC of the present invention performs frequency conversion once more by using the intermediate frequency of the uplink mixer and another local oscillation signal to a signal (local oscillation signal) from the transmitter to the downmixer of the receiver. Transmit to the downlink mixer of the receiver to separate the modulated signal and local oscillation signal of the receiver separately, and install a band pass filter on the LO side of the downmixer of the receiver to prevent the transmitted modulated signal from affecting the received signal. Isolation is improved by completely separating the receiver from the receiver.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 MMIC를 이용한 밀리미터파 대역의 레이더 센서용 RF 송수신기에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, an RF transceiver for a millimeter wave band radar sensor using the MMIC of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MMIC를 이용한 밀리미터파 대역의 레이더 센서용 RF 송수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of an RF transceiver for a radar sensor of a millimeter wave band using an MMIC according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 레이더 센서용 RF 송수신기는 신호원(101), 주파수 체배기(102), 구동 증폭기(103, 109, 112), 전력 증폭기(104), 전력분배용 결합기(105), 송신 안테나(106), 수신 안테나(107), 저잡음 증폭기(108), 하향 혼합기(110), 상향 혼합기(111), 제1 대역통과필터(113), 국부발진기(114), 전력분배기(115), 제2 대역통과필터(116), 중간주파수 혼합기(117) 및 중간주파수 증폭기(118)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1, the RF transceiver for the radar sensor of the present invention is a signal source 101, frequency multiplier 102, drive amplifiers (103, 109, 112), power amplifier 104, power distribution combiner ( 105, transmit antenna 106, receive antenna 107, low noise amplifier 108, down mixer 110, up mixer 111, first bandpass filter 113, local oscillator 114, power divider 115, a second band pass filter 116, an intermediate frequency mixer 117, and an intermediate frequency amplifier 118.

신호원(101)은 38~38.5㎓ 대역에서 100㎒의 변조대역폭을 갖고 출력전력이 5㏈m인 전압제어 발진기(VCO)로 구현되는 것이 바람직하다. 전술한 신호원(101)은 전송하고자 하는 정보에 따라 변화되는 변조신호를 생성하며, 레이더 센서용 RF 송수신기 내에 탑재되거나 외부 시스템의 신호원을 이용하도록 구현될 수 있다.The signal source 101 is preferably implemented as a voltage controlled oscillator (VCO) having a modulation bandwidth of 100 MHz in the 38 to 38.5 GHz band and an output power of 5 kHz. The above-described signal source 101 generates a modulated signal that varies according to the information to be transmitted, and may be implemented in the radar sensor RF transceiver or may be implemented to use a signal source of an external system.

주파수 체배기(102)는 신호원(101)의 출력단에 나오는 38~38.5㎓ 대역의 변조신호의 기본파를 76.5㎓의 고조파로 2체배한다. 구동 증폭기(103)는 주파수 체배기(102)의 출력단에 배치되며 RF 이득을 구동 증폭한다. 전력 증폭기(104)는 전력 증폭을 위하여 구동 증폭기(103)의 출력단에 배치된다. 전력분배용 결합기(105)는 특히 MMIC에 적합한 Lange 결합기로 구현되는 것이 바람직하며, 전력 분배를 위하여 전력 증폭기(104)의 출력단에 배치되고, 전력분배용 결합기의 출력중 하나에는 송신 안테나(106)가 결합되고, 다른 하나에는 신호분리 블록(122)의 상향 혼합기(111)가 결합된다.The frequency multiplier 102 doubles the fundamental wave of the modulated signal in the 38 to 38.5 kHz band coming out of the output terminal of the signal source 101 to a harmonic of 76.5 kHz. The drive amplifier 103 is disposed at the output of the frequency multiplier 102 and drive amplifies the RF gain. The power amplifier 104 is disposed at the output of the drive amplifier 103 for power amplification. The power distribution combiner 105 is particularly preferably implemented as a Lange coupler suitable for MMIC, which is arranged at the output of the power amplifier 104 for power distribution, and at one of the outputs of the power distribution combiner a transmit antenna 106. Are combined, and the upstream mixer 111 of the signal separation block 122 is coupled to the other.

상향 혼합기(111)의 출력단에는 구동 증폭기(112)가 위치하고, 구동 증폭기(112)의 출력단에는 제1 대역통과필터(113)가 위치하며, 제1 대역통과필터(113)의 출력단에는 수신부(121)의 하향혼합기(110)의 LO단자가 연결된다.The driving amplifier 112 is located at the output terminal of the uplink mixer 111, and the first bandpass filter 113 is located at the output terminal of the driving amplifier 112, and the receiver 121 is located at the output terminal of the first bandpass filter 113. LO terminal of the down mixer 110 of () is connected.

수신 안테나(107)에서 수신된 신호는 수신 안테나(107)의 출력단에 연결된 저잡음 증폭기(108)로 전송되고 저잡음 증폭기(108)의 출력단에 연결된 구동 증폭기(109)에서 증폭된 후 하향 혼합기(110)의 RF단자로 연결된다.The signal received at the receive antenna 107 is transmitted to the low noise amplifier 108 connected to the output of the receive antenna 107 and amplified by the drive amplifier 109 connected to the output of the low noise amplifier 108 and then down mixer 110. It is connected to RF terminal of.

국부발진기(114)에서는 1.5㎓의 주파수 대역을 갖는 국부발진신호를 발생시킨다. 국부발진기(114)의 출력단에 배치된 전력 분배기(115)에서는 국부발진 기(114)로부터 출력되는 하나의 신호를 두 개의 신호로 나눈다. 전력 분배기(115)에 의해 나누어진 두 개의 신호 중 하나는 상향 혼합기(111)의 IF단자로 전달되고 다른 하나는 IF혼합기(117)의 LO단자로 전달된다. 그리고 하향 혼합기(110)의 IF단자에서 나온 IF신호는 제2 대역통과필터(116)를 거쳐 IF혼합기(117)의 RF단자로 연결되며, IF혼합기(117)의 IF출력단자에서 나온 신호는 IF증폭기(118)의 입력단자로 연결되고, IF증폭기(118)의 출력단자에서 나온 비트 신호(Beat signal)는 레이더 센서의 디지털 신호처리장치(DSP)로 연결된다.The local oscillator 114 generates a local oscillation signal having a frequency band of 1.5 kHz. In the power divider 115 disposed at the output of the local oscillator 114, one signal output from the local oscillator 114 is divided into two signals. One of the two signals divided by the power divider 115 is transmitted to the IF terminal of the up mixer 111 and the other is transmitted to the LO terminal of the IF mixer 117. The IF signal from the IF terminal of the down mixer 110 is connected to the RF terminal of the IF mixer 117 through the second band pass filter 116, and the signal from the IF output terminal of the IF mixer 117 is IF. It is connected to the input terminal of the amplifier 118, the beat signal (Beat signal) from the output terminal of the IF amplifier 118 is connected to the digital signal processing device (DSP) of the radar sensor.

전술한 RF 송수신기의 세부 동작을 설명하면 다음과 같다.A detailed operation of the above-described RF transceiver is as follows.

신호원(101)에서 변조발진된 송신 신호는 주파수 체배기(102)로 전송되는데 주파수 체배기(102)에서는 입력된 변조발진 송신신호의 주파수를 두 배로 체배하는 역할을 하게 된다. 본 발명에서 제안된 주파수 체배기(102)는 MMIC로 제작되며 입력 주파수(fo)는 38~38.5㎓ 대역, 출력 주파수(2fo)는 76~77㎓ 대역을 갖는다. 주파수 체배기(102)는 출력 주파수(76~77㎓)에 대한 입력 주파수(38~38.5㎓)의 억압특성과 입출력 정합 특성이 우수하여야 한다. 이렇게 체배된 송신신호는 주파수 체배기(102)에서의 변환손실을 보정하기 위해서 MMIC로 제작된 76~77㎓ 대역에서 동작하는 구동 증폭기(103)를 적용하고 구동 증폭기(103)의 출력단에 전력 증폭을 위한 전력 증폭기(104) MMIC를 배치한다.The transmission signal modulated and oscillated at the signal source 101 is transmitted to the frequency multiplier 102. The frequency multiplier 102 doubles the frequency of the input modulation oscillation transmission signal. The frequency multiplier 102 proposed in the present invention is made of MMIC and has an input frequency fo of 38 to 38.5 kHz and an output frequency 2fo of 76 to 77 GHz. The frequency multiplier 102 should have excellent suppression characteristics and input / output matching characteristics of the input frequency (38 to 38.5 kHz) with respect to the output frequency (76 to 77 kHz). This multiplied transmission signal is applied to the driving amplifier 103 operating in the 76 ~ 77 kHz band made of MMIC to correct the conversion loss in the frequency multiplier 102 and power amplification at the output terminal of the driving amplifier 103 Place the power amplifier 104 MMIC for.

전력 증폭기(104)의 출력전력은 13㏈m이다. 이는 레이더 센서의 출력전력 사양이 현재 10㏈m을 넘지 못하도록 되어 있기 때문이다. 전력 증폭기(104)의 출력단에는 전력을 분배하기 위하여 Lange 결합기(105)를 배치시켰는데, Lange 결합 기(105)의 삽입손실은 3㏈정도이다. 그리고 Lange 결합기(105)의 출력단 중 하나는 10㏈m의 출력 전력으로 송신 안테나(106)로 연결되어 방사된다.The output power of the power amplifier 104 is 13 mA. This is because the output power specification of the radar sensor is currently not exceeding 10m. At the output of the power amplifier 104, a Lange coupler 105 is arranged to distribute power, and the insertion loss of the Lange coupler 105 is about 3 dB. One of the output terminals of the Lange combiner 105 is connected to the transmit antenna 106 at an output power of 10 mW and radiated.

송신 안테나는 패치 어레이 안테나(Patch array antenna)를 사용한다. 그리고 다른 하나의 출력은 기존의 호모다인 방식의 송수신기와 달리 곧바로 수신 블록(121)의 하향 혼합기(110)로 가지 않고 송신 신호와 수신단의 국부발진신호를 별개로 사용하기 위해서 상향 혼합기(111)의 LO단자로 연결된다.The transmit antenna uses a patch array antenna. And the other output of the up-mixer 111 to use a separate transmission signal and the local oscillation signal of the receiving end without going directly to the down mixer 110 of the receiving block 121, unlike the conventional homodyne transceiver It is connected to the LO terminal.

그리고 상향 혼합기(111)의 IF단에는 1.5㎓의 국부발진기(114)에서 생성된 신호가 연결된다. 상향 혼합기(111)에서 상향변환된 77.5~78.5㎓의 국부발진신호는 상향 혼합기(111)에서의 변환손실을 보정하기 위해서 구동 증폭기(112)를 거치고 송신변조 신호와 수신 신호 간의 완전한 분리를 위해서 대역통과필터(113)을 통과하여 수신 블록(121)의 하향 혼합기(110)의 LO단으로 전송된다.In addition, the signal generated by the local oscillator 114 of 1.5 kHz is connected to the IF terminal of the uplink mixer 111. The local oscillating signal of 77.5 ~ 78.5 kHz upconverted by the upmixer 111 is passed through the drive amplifier 112 to correct the conversion loss in the upmixer 111 and is used for complete separation between the transmit modulated signal and the received signal. After passing through the pass filter 113 is transmitted to the LO terminal of the down mixer 110 of the receiving block 121.

수신 블록(121)에서는 패치 어레이(Patch array) 타입의 수신 안테나(107)를 통해 수신된 신호가 저잡음증폭을 하는 저잡음 증폭기(108)와 구동 증폭기(109)를 거쳐 하향 혼합기(110)의 RF단으로 76+df ~ 77+df ㎓ 대역 신호로 전송되고, 하향 혼합기(110)의 LO단으로 전송된 77.5~78.5㎓ 대역의 국부발진신호와 혼합변환된다. 변환된 1.5+df ㎓의 IF신호는 IF블록(123)으로 전송된다. 여기서 df는 도플러 효과에 의한 수신 주파수 편이를 말한다.In the reception block 121, the RF terminal of the downmixer 110 is passed through a low noise amplifier 108 and a driving amplifier 109 in which a signal received through a patch array type reception antenna 107 has low noise amplification. 76 + df ~ 77 + df ㎓ band signal is transmitted, and mixed conversion with the local oscillation signal of 77.5 ~ 78.5 ㎓ band transmitted to the LO terminal of the down mixer 110. The converted 1.5 + df IF IF signal is transmitted to the IF block 123. Where df is the reception frequency shift due to the Doppler effect.

그리고 IF블록(123)으로 전송된 IF신호는 대역통과필터(116)를 통과하여 IF혼합기(117)의 RF단으로 연결되고 IF혼합기(117)의 LO단에는 국부발진기(114)에서 전송된 1.5㎓의 국부발진신호가 연결된다. IF혼합기(117)에서 변환된 비트 신 호((1.5+df ㎓) - 1.5㎓)는 IF증폭기(118)를 통과하여 레이터 센서의 디지털 신호처리장치(DSP)로 전송된다.Then, the IF signal transmitted to the IF block 123 is passed through the band pass filter 116 to the RF stage of the IF mixer 117, 1.5 transmitted from the local oscillator 114 to the LO terminal of the IF mixer 117. The local oscillation signal of 연결 is connected. The bit signal ((1.5 + df ㎓)-1.5 kHz) converted by the IF mixer 117 passes through the IF amplifier 118 and is transmitted to the digital signal processor (DSP) of the radar sensor.

전술한 주파수 체배기(102), 구동 증폭기(103), 전력 증폭기(104) 및 전력분배용 결합기(105)는 송신부, 송신단 또는 송신 블록(120)을 형성하며, 각각 개별 MMIC로 제작되거나 하나의 원칩 MMIC로 통합 제작될 수 있다.The aforementioned frequency multiplier 102, drive amplifier 103, power amplifier 104, and power distribution combiner 105 form a transmitter, a transmitter, or a transmission block 120, each of which is made of a separate MMIC or a single chip. Can be integrated into MMIC.

전술한 저잡음 증폭기(108), 구동 증폭기(109) 및 하향 혼합기(110)는 수신부, 수신단 또는 수신 블록(121)을 형성하며, 각각 개별 MMIC로 제작되거나 저잡음 증폭기와 구동 증폭기가 하나의 원칩 MMIC로 통합 제작될 수 있다.The above-described low noise amplifier 108, drive amplifier 109, and down mixer 110 form a receiver, a receiver, or a receive block 121, each made of a separate MMIC, or a low noise amplifier and a drive amplifier as one one-chip MMIC. It can be integrated.

전술한 상향 혼합기(111), 구동 증폭기(112) 및 제1 대역통과필터(113)는 신호분리 블록(122)을 형성하며, 각각 개별 MMIC로 제작될 수 있다. 특히 대역통과필터(113)는 MMIC 구현에 용이한 도파관 형태로 제작되는 것이 바람직하다.The upward mixer 111, the driving amplifier 112, and the first band pass filter 113 described above form a signal separation block 122, and may be manufactured as individual MMICs. In particular, the band pass filter 113 is preferably manufactured in the form of a waveguide that is easy to implement the MMIC.

전술한 국부발진기(114), 전력분배기(115), 제2 대역통과필터(116), 중간주파수 혼합기(117) 및 중간주파수 증폭기(118)는 중간주파수(IF)부, IF단 또는 IF블록(123)을 형성하며, 각각 개별 MMIC로 제작될 수 있다.The above-described local oscillator 114, the power divider 115, the second band pass filter 116, the intermediate frequency mixer 117 and the intermediate frequency amplifier 118 is an intermediate frequency (IF) unit, IF stage or IF block ( 123), each of which can be fabricated as a separate MMIC.

전술한 송신 안테나 및 수신 안테나는 패치 어레이 안테나와 혼 안테나 이외에 파라볼라 안테나, 렌즈 안테나, 마이크로 스트립 패치 어레이 안테나 등으로 용이하게 대체 사용될 수 있다.In addition to the patch array antenna and the horn antenna, the above-described transmitting antenna and receiving antenna may be easily replaced with a parabola antenna, a lens antenna, a micro strip patch array antenna, and the like.

한편, 전술한 본 발명의 실시예에서는 사용 주파수를 76~77㎓ 대역에서 사용하였지만, 본 발명은 그러한 예로써 한정되지 않고, 기존의 마이크로파 및 밀리미터파 대역의 레이더 센서 등에 적용 가능하다.On the other hand, in the above-described embodiment of the present invention, the use frequency is used in the 76 ~ 77 kHz band, the present invention is not limited to such an example, it can be applied to the radar sensor of the conventional microwave and millimeter wave band.

또한, 전술한 본 발명의 실시예에서는 신호분리 블록을 독립된 블록으로 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 송신 블록, 수신 블록 또는 중간주파수 블록 중 어느 하나의 블록과 함께 제작되도록 구현될 수 있는데, 특히 중간주파수 블록에 포함되도록 구현되는 것이 바람직하다.In addition, in the above-described embodiment of the present invention, the signal separation block has been described as an independent block, but the present invention is not limited to such a configuration and may be implemented to be manufactured together with any one of a transmission block, a reception block, or an intermediate frequency block. In particular, it is preferable to be implemented to be included in the intermediate frequency block.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 RF 송수신기에 있어서 송신부에서 수신부의 하향 혼합기로 향하는 국부발진신호에 상향 혼합기와 또 다른 국부발진신호의 중간주파수를 이용하여 송신변조신호와 수신측 국부발진신호를 별개로 구분하여 사용하고, 그리고 송신변조신호가 수신부에 영향을 미치지 않도록 분리하기 위해서 대역통과필터를 수신부의 하향 혼합기의 LO단 측에 설치함으로써, 마이크로파 및 밀리미터파 대역의 레이더 센서용 RF 송수신기에서 20~30㏈ 정도의 수신감도 향상을 얻을 수 있다.As described above, the present invention separates a transmission modulated signal from a receiving local oscillation signal by using an intermediate frequency of an uplink mixer and another local oscillation signal in a local oscillation signal from a transmitter to a downstream mixer of a receiver in an RF transceiver. In order to separate the modulated signal so that it does not affect the receiver, the bandpass filter is installed on the LO side of the downmixer of the receiver, so that the RF transceiver for the radar sensor in the microwave and millimeter wave band is 20 ~. A reception sensitivity improvement of about 30 dB can be obtained.

아울러, MMIC를 이용한 헤테로다인 방식의 송수신기로서, 77㎓ 대역 자동차 충돌 방지 레이더 센서와 이 센서를 이용하는 적응형 자동주행제어(ACC) 시스템 등에 용이하게 적용할 수 있고, 탑재된 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, as a heterodyne transceiver using MMIC, it can be easily applied to 77 ㎓ band vehicle anti-collision radar sensor and adaptive automatic driving control (ACC) system using this sensor, and improve the performance of the mounted system. There is an advantage to this.

Claims (9)

변조신호를 증폭하여 송신 안테나를 통해 방사하는 송신 블록;A transmission block for amplifying a modulated signal and radiating it through a transmission antenna; 상기 송신 블록으로부터 오는 신호를 국부발진신호의 중간주파수를 이용하여 주파수 변환하고, 상기 주파수 변환된 신호를 대역통과필터를 통해 전송하는 신호분리 블록;A signal separation block for frequency converting a signal from the transmission block using an intermediate frequency of a local oscillation signal and transmitting the frequency converted signal through a band pass filter; 수신 안테나를 통해 수신한 외부 신호와 상기 신호분리 블록으로부터 전달되는 신호를 혼합하고, 상기 혼합된 신호를 전송하는 수신 블록;A reception block for mixing the external signal received through the reception antenna and the signal transmitted from the signal separation block, and transmitting the mixed signal; 상기 수신 블록으로부터 오는 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 상기 국부발진신호와 혼합하고, 상기 혼합된 신호를 증폭하여 비트 신호를 출력하는 중간주파수 블록을 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.And an intermediate frequency block for receiving a signal from the receiving block, mixing the received signal with the local oscillating signal, amplifying the mixed signal, and outputting a bit signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 변조신호를 생성하며, 38~38.5㎓ 대역의 중심주파수에서 100㎒의 변조대역폭을 갖고, MMIC 또는 건 다이오드로 제작되는 전압제어발진기를 더 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.And a voltage controlled oscillator for generating the modulated signal, having a modulation bandwidth of 100 MHz at a center frequency of 38 to 38.5 kHz, and made of an MMIC or a gun diode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신 블록은 각각 개별 MMIC로 제작된 주파수 체배기, 구동 증폭기, 전력 증폭기 및 전력분배용 결합기, 또는 하나의 원칩 MMIC로 통합 제작된 주파수 체 배기, 구동 증폭기, 전력 증폭기 및 전력분배용 결합기를 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.The transmission block includes a frequency multiplier, a driving amplifier, a power amplifier, and a power distribution combiner each made of a separate MMIC, or a frequency sieve exhaust, a drive amplifier, a power amplifier, and a power distribution combiner made of one one-chip MMIC. RF transceiver for radar sensors. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 주파수 체배기는 주파수 입력 38~38.5㎓, 주파수 출력 76~77㎓ 대역을 구비하는 레이더 센서용 RF 송수신기.The frequency multiplier is a RF transceiver for the radar sensor having a frequency input 38 ~ 38.5kHz, frequency output 76 ~ 77kHz band. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신 블록은 각각 개별 MMIC로 제작된 저잡음 증폭기, 구동 증폭기 및 하향 혼합기, 또는 하나의 원칩 MMIC로 통합 제작된 저잡음 증폭기 및 구동 증폭기와 개별 MMIC로 제작된 하향혼합기를 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.The receiving block includes a low noise amplifier, a driving amplifier and a down mixer, each made of a separate MMIC, or a low noise amplifier and a driving amplifier integrated with a one-chip MMIC and a down mixer made of a separate MMIC. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 신호분리 블록은 각각 개별 MMIC로 제작된 상향 혼합기, 상기 상향 혼합기의 출력을 증폭하는 구동증폭기, 및 상기 대역통과필터를 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.The signal separation block is an RF transceiver for a radar sensor including an up-mixer, a drive amplifier for amplifying the output of the up-mixer, each made of a separate MMIC, and the band pass filter. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 대역통과필터는 도파관 형태로 제작되는 레이더 센서용 RF 송수신기.The band pass filter is a RF transceiver for the radar sensor is manufactured in the form of a waveguide. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 중간주파수 블록은 상기 국부발진신호를 생성하는 국부발진기와, 상기 국부발진기에서 생성된 상기 국부발진신호를 나누는 전력분배기, 상기 수신 블록으로부터 오는 상기 신호가 통과하는 또 다른 대역통과필터, 중간주파수 혼합기, 및 중간주파수 증폭기를 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.The intermediate frequency block may include a local oscillator for generating the local oscillation signal, a power divider for dividing the local oscillation signal generated in the local oscillator, another band pass filter through which the signal from the receiving block passes, and an intermediate frequency mixer. And an RF transceiver for a radar sensor comprising an intermediate frequency amplifier. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신 안테나 및 상기 수신 안테나는 파라볼라 안테나, 렌즈 안테나, 패치 어레이 안테나, 마이크로 스트립 패치 어레이 안테나 및 혼 안테나 중 적어도 어느 하나를 포함하는 레이더 센서용 RF 송수신기.And the transmitting antenna and the receiving antenna comprise at least one of a parabolic antenna, a lens antenna, a patch array antenna, a micro strip patch array antenna, and a horn antenna.
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