KR100766414B1 - Data apparatus and method for compensating azimuth - Google Patents

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박규철
하종수
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Abstract

A radar apparatus and a method for compensating an azimuth are provided to calculate the correct azimuth by compensating the azimuth based on a reflection signal by using an offset between channels. A radar apparatus for compensating azimuth includes a transmitting terminal intermediate frequency processing unit(100), a transmitting unit(200), a reference signal generation unit(300), a receiving unit(400), a receiving terminal intermediate frequency processing unit(500) and a signal processing unit(600). The transmitting terminal intermediate frequency processing unit(100) modulates a detection signal to a detection signal of a high frequency band. The transmitting unit(200) amplifies and transmits the detection signal of the high frequency band. The reference signal generation unit(300) modulates the detection signal to the high frequency band, and generates a reference signal by processing a Doppler effect treatment. The receiving unit(400) receives a reflection signal which is Doppler effect treated by a detector, and mixes the received signal with the reference signal of the reference signal generation unit(300). The receiving terminal intermediate frequency processing unit(500) receives the mixed signal from the receiving unit(400), and modulates the received signal to a base band. The signal processing unit(600) converts the mixed signal into a digital signal if receiving the mixed signal from the receiving terminal intermediate frequency processing unit(500). The signal processing unit(600) calculates an offset between channels through the reference signal, and compensates the azimuth by using the offset.

Description

방위각 보상이 가능한 레이더 장치 및 그 방법{DATA APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING AZIMUTH}Radar device capable of azimuth compensation and its method {DATA APPARATUS AND METHOD FOR COMPENSATING AZIMUTH}

도 1은 종래 레이더의 간략한 송수신 블록도이다.1 is a simplified block diagram of a conventional radar.

도 2는 본 발명에 따른 레이더의 간략한 송수신 블록도이다.2 is a simplified block diagram of a radar in accordance with the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 기준신호발생부의 간략한 블록도이다.FIG. 3 is a simplified block diagram of the reference signal generator shown in FIG. 2.

도 4는 본 발명에 따른 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an azimuth compensation method in the radar apparatus according to the present invention.

** 도면의 주요 부호 설명 **** Description of the major signs in the drawings **

100: 송신단 중간주파수처리부 110: 샘플러100: transmitter intermediate frequency processing unit 110: sampler

120: 제 1 송신단 합성기 130: 제 2 송신단 합성기120: first transmitter synthesizer 130: second transmitter synthesizer

200: 송신부 210: 송신 안테나200: transmitting unit 210: transmitting antenna

220: 전력증폭기 300: 기준신호 발생부220: power amplifier 300: reference signal generator

310: 발진부 320: 디지털제어감쇠부310: oscillation unit 320: digital control attenuation unit

340: 전력분배기 400: 수신부340: power divider 400: receiver

410: 수신안테나 420: 방향성 결합기410: receiving antenna 420: directional coupler

430: 저잡음증폭기 500: 수신단 중간주파수처리부430: low noise amplifier 500: receiver intermediate frequency processing unit

600: 신호처리부 610: A/D 컨버터600: signal processor 610: A / D converter

620: DSP620: DSP

본 발명은 레이더 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 방위각 보상이 가능한 레이더 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radar device, and more particularly to a radar device capable of azimuth compensation.

일반적으로, 대전차 미사일과 휴대용 무유도 로켓과 같은 위협체를 탐지하기 위해서, 레이더가 가장 보편적으로 사용된다. In general, radar is most commonly used to detect threats such as antitank missiles and portable unguided rockets.

이러한 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)는 전자기파를 방사하고 해당 영역 내의 물체에 의해 반사되는 반사파를 수신하여 목표물의 존재와 그 거리를 탐지하는 감지장치로서, 기상 여건이나 주야에 관계없이 전천후 기능을 가지고 단거리부터 수평선 너머 지구 반대편의 장거리 물체까지 탐지할 수 있는 장점을 가진다. Such a radar (Radar Detection And Ranging) is a detection device that detects the presence and distance of a target by radiating electromagnetic waves and receiving reflected waves reflected by objects in the area, and is capable of all weather functions regardless of weather conditions or day and night. It has the advantage of detecting from short range to long distance objects on the other side of the earth beyond the horizon.

도 1은 종래 레이더의 간략한 송수신 블록도이다.1 is a simplified block diagram of a conventional radar.

도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 종래 레이더는 송신단 중간주파수처리부(10)와; 송신부(20)와; 수신부(40)와; 수신단 중간주파수처리부(50)와, 신호처리부(60)를 포함하여 구성된다.As can be seen with reference to Figure 1, the conventional radar includes a transmitter intermediate frequency processor (10); A transmitter 20; A receiver 40; The receiver includes an intermediate frequency processor 50 and a signal processor 60.

상기 송신단 중간주파수처리부(10)는 샘플러(11)와, 합성기들(12, 13)로 구성되며, 기저대역의 탐지 신호를 샘플링한 후, 고주파 대역인 탐지 신호로 변조한 다.The transmitter intermediate frequency processor 10 includes a sampler 11 and synthesizers 12 and 13, and after sampling the detection signal of the baseband, modulates the detection signal of the high frequency band.

상기 송신부(20)는 전력증폭기(21)와, 송신 안테나(22)를 포함하여 구성되며, 상기 송신단 중간주파수처리부(10)로부터의 상기 탐지 신호를 전력 증폭하여 송신한다. The transmitter 20 includes a power amplifier 21 and a transmit antenna 22. The transmitter 20 amplifies and transmits the detection signal from the transmitter intermediate frequency processor 10.

상기 수신부(40)는 좌/우 수신 안테나(41)와, 저잡음증폭기(42)로 구성되며, 상기 송신부(20)에 의해 송신된 탐지 신호가 탐지체에 의해 반사될 경우, 도플러된 반사 신호를 수신하고, 잡음을 억제하면서 상기 반사 신호를 증폭한다.The receiver 40 includes a left / right receiving antenna 41 and a low noise amplifier 42. When the detection signal transmitted by the transmitter 20 is reflected by the detector, the receiver 40 receives the doppler reflected signal. Receive and amplify the reflected signal while suppressing noise.

상기 수신단 중간주파수처리부(50)는 합성기들(51, 52, 54, 55)과, 그리고 증폭기(53)로 구성되며, 상기 수신부(40)로부터 상기 반사 신호를 전달받아, 증폭하고 기저대역으로 변환한다. The receiver intermediate frequency processor 50 is composed of synthesizers 51, 52, 54, 55, and an amplifier 53, and receives the reflected signal from the receiver 40, amplifies and converts it to baseband. do.

상기 신호처리부(60)는 A/D 컨버터(61)와, DSP(62)로 구성되며, 상기 수신단 중간주파수처리부(50)로부터 상기 기저 대역의 상기 반사 신호를 전달받으면 디지털로 변환한다. 그리고, 상기 신호처리부(60)는 디지털 변환된 상기 반사 신호를 처리하여 상기 탐지체의 유무를 확인하고, 상기 탐지체의 방위각 산출한다.The signal processor 60 includes an A / D converter 61 and a DSP 62 and converts the received signal of the base band from the receiving intermediate frequency processor 50 to digital. The signal processor 60 processes the digitally converted reflection signal to confirm the presence or absence of the detector, and calculates an azimuth of the detector.

이와 같이 구성되는 종래 레이더의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional radar is configured as follows.

먼저, 송신을 설명하면 상기 송신단 중간주파수처리부(10)의 상기 샘플러(11)는 상기 기저대역의 탐지 신호(IF1)를 샘플링하여 펄스파로 변환한다. 상기 합성기(12)는 펄스파로 변환된 상기 탐지 신호(IF1) 신호와, 중간 주파수 신호(IF2)를 합성하여 출력한다. 그리고, 상기 합성기(13)는 상기 합성된 신호(IF1+IF2)와 반송파(RF)를 합성하여, 고주파 대역인 탐지 신호(f=IF1+IF2+RF)를 출력한다. 상기 송신부(20)의 상기 전력증폭기(21)는 상기 탐지 신호(f)를 전력 증폭하여, 상기 안테나(22)를 통해 송신한다.First, the transmission will be described. The sampler 11 of the transmission intermediate frequency processor 10 samples the baseband detection signal IF1 into a pulse wave. The synthesizer 12 synthesizes and outputs the detection signal IF1 signal and the intermediate frequency signal IF2 converted into pulse waves. The synthesizer 13 synthesizes the synthesized signal IF1 + IF2 and the carrier RF to output a detection signal f = IF1 + IF2 + RF, which is a high frequency band. The power amplifier 21 of the transmitter 20 amplifies the detection signal f by power and transmits it through the antenna 22.

한편, 수신 과정을 설명하면, 도플러된 반사 신호(f+fd)를 상기 수신부(40)의 상기 좌/우 수신 안테나(41)에서 수신하면, 상기 저잡음증폭기(42)가 잡음을 억제하면서 증폭하여 출력한다. 상기 수신단 중간주파수처리부(40)의 상기 합성기(51)는 상기 반사 신호(f+fd)에서 반송파(RF)를 제거한 후, IF1+IF2+fd 신호를 출력한다. 상기 합성기(52)는 상기 중간 주파수(IF2)를 제거하여 IF1+fd 신호를 출력한다. 상기 증폭기(54)는 상기 IF1+fd 신호를 증폭하고, 상기 합성기들(54 및 55)은 채널별로 상기 기저 대역의 탐지 신호(IF)를 제거하여 기저 대역의 fd 신호를 출력한다. 이후, A/D 컨버터(61)가 디지털로 변환하여 상기 DSP(62)로 전달하면, 상기 DSP(62)가 표적을 탐지하고, 방위각을 산출한다.On the other hand, when the reception process is described, when the doppler reflected signal f + f d is received by the left and right reception antennas 41 of the receiver 40, the low noise amplifier 42 amplifies while suppressing noise. To print. The synthesizer 51 of the receiving intermediate frequency processor 40 removes the carrier RF from the reflected signal f + f d and outputs an IF1 + IF2 + f d signal. The synthesizer 52 removes the intermediate frequency IF2 and outputs an IF1 + f d signal. The amplifier 54 amplifies the IF1 + f d signal, and the synthesizers 54 and 55 output the base band f d signal by removing the base band detection signal IF for each channel. Thereafter, when the A / D converter 61 converts the digital signal to the DSP 62, the DSP 62 detects a target and calculates an azimuth angle.

이와 같은 종래 레이더는 지상으로부터 높지 않은 각도의 표적을 탐지하기 때문에, 매우 큰 지상 클러터 레벨이 상기 레이더의 상기 좌우 수신 안테나(41)로 수신된다. 이때, 좌우 클러터 레벨로 인하여, 상기 수신된 전력도 좌우간에 레벨의 차이가 보이게 된다. 그러나, 종래 레이더에서 방위각은 상기 좌우 레벨로 계산하므로, 표적의 방위각에 오차가 발생할 수 있다. Since such a conventional radar detects a target at a low angle from the ground, a very large ground clutter level is received by the left and right receiving antennas 41 of the radar. At this time, due to the left and right clutter levels, the difference in level is seen between the left and right of the received power. However, in the conventional radar, since the azimuth is calculated at the left and right levels, an error may occur in the azimuth of the target.

또한, 방위각의 오차는 상기 레이더의 상기 수신부(40) 및 상기 수신단 중간 주파수처리부(50)의 열화로 인해 좌우 채널 밸런싱이 맞지 않아서, 발생할 수도 있다.In addition, the error of the azimuth angle may occur because the left and right channel balancing is not matched due to the deterioration of the receiver 40 and the receiver intermediate frequency processor 50 of the radar.

따라서, 본 발명은 내부적으로 도플러된 기준 신호를 생성한 후, 수신부로 입력하여, 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 반사 신호를 통한 방위각 산출시 보정하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to generate an internally Doppler reference signal, input it to a receiver, calculate an offset between channels, and then correct the azimuth angle through a reflected signal using the offset.

또한, 본 발명은 도플러된 기준 신호를 이용하여 상기 수신부 및 상기 수신단 중간주파수처리부를 점검할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to be able to check the receiver and the receiver intermediate frequency processing unit using a Doppler reference signal.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 탐지 신호를 고주파 대역의 탐지 신호로 변조하는 송신단 중간주파수처리부와; 상기 고주파 대역의 탐지 신호를 전력 증폭하여 송신하는 송신부와; 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호를 발생시키는 기준신호발생부와; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하고, 상기 기준신호발생부로부터의 상기 기준 신호와 결합하는 수신부와; 상기 수신부로부터 상기 결합 신호를 전달받아, 기저대역으로 변조하는 수신단 중간주파수처리부와; 상기 수신단 중간주파수처리부로부터 상기 결합 신호를 전달받으면 A/D 변환하고, 상기 결합신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하되, 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a transmitter intermediate frequency processing unit for modulating a detection signal into a detection signal of a high frequency band; A transmitter for amplifying and transmitting the detection signal of the high frequency band; A reference signal generator for modulating a detection signal into a high frequency band and processing a Doppler effect to generate a reference signal; A receiver which receives the reflected signal whose detection signal is dopplered by a detector, and combines with the reference signal from the reference signal generator; A receiving end intermediate frequency processing unit receiving the combined signal from the receiving unit and modulating the baseband with a baseband; When the combined signal is received from the receiving intermediate frequency processor, A / D conversion is performed, and the azimuth angle of the detector is calculated based on the reflected signal in the combined signal, and the offset is calculated between the channels through the reference signal. It provides a radar device comprising a signal processing unit for correcting the azimuth using.

바람직하게, 상기 탐지 신호는 지속파(Continous Wave)(연속 파형 주파수 변 조(Frequency Modulated Continuous Wave : FMCW) 포함) 또는 펄스파(Pulse Wave)일 수 있다. 바람직하게, 상기 기준 신호는 지속파(Continous Wave) 또는 펄스파(Pulse Wave)일 수 있다.Preferably, the detection signal may be a continuous wave (including a frequency modulated continuous wave (FMCW)) or a pulse wave. Preferably, the reference signal may be a continuous wave or a pulse wave.

바람직하게, 상기 기준신호 발생부는: 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하여 출력하되, 도플러 효과처리 하여 기준 신호로 출력하는 발진부와; 상기 기준 신호를 감쇠하는 감쇠부를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the reference signal generator comprises: an oscillator for modulating the detection signal into a high frequency band and outputting the Doppler effect to output a reference signal; It may be configured to include an attenuator for attenuating the reference signal.

이때, 상기 발진부는: 상기 기저대역의 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호로 출력하는 전압제어발진기와; 상기 전압제어발진기로부터 상기 기준 신호를 전달받아 미리 지정된 비율로 나누어 출력하는 분주기(Prescaler)와; 상기 분주기(Prescaler)의 출력을 전달받아 상기 전압제어발진기를 제어하는 위상제어루프를 포함하여 구성될 수 있다.The oscillator may include: a voltage controlled oscillator for modulating the baseband detection signal into a high frequency band and processing a Doppler effect to output a reference signal; A prescaler for receiving the reference signal from the voltage controlled oscillator and dividing the reference signal in a predetermined ratio; It may be configured to include a phase control loop for receiving the output of the divider (Prescaler) to control the voltage controlled oscillator.

한편, 본 발명은 탐지 신호를 송신하는 단계와; 탐지 신호를 도플러 효과 처리한 기준 신호를 생성하는 단계와; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하면, 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하는 단계와; 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention comprises the steps of transmitting a detection signal; Generating a reference signal subjected to the Doppler effect processing of the detection signal; Calculating an azimuth angle of the detector through the reflection signal when the detection signal receives the reflection signal doppled by the detector; Compensating the azimuth angle by using the offset after calculating the offset between the channel through the reference signal provides an azimuth compensation method in a radar device.

또한, 본 발명은 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하여 송신하는 단계와; 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호를 생성하는 단계와; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하 면, 상기 반사 신호와 상기 기준 신호를 결합하는 단계와; 상기 결합 신호를 기저대역으로 변조하는 단계와; 상기 결합 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와; 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출하는 단계와; 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하는 단계와; 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of modulating and transmitting the detection signal to a high frequency band; Modulating the detection signal into a high frequency band, and processing a Doppler effect to generate a reference signal; Combining the reflected signal with the reference signal when the detection signal receives a reflected signal doppled by a detector; Modulating the combined signal into baseband; Converting the combined signal into a digital signal; Calculating an offset between channels through the reference signal in the transformed combined signal; Calculating an azimuth angle of the detector based on the reflected signal in the converted combined signal; Compensating the azimuth angle using the offset provides azimuth compensation method in a radar device.

이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 레이더의 간략한 송수신 블록도이며, 도 3은 도 2에 도시된 기준신호발생부의 간략한 블록도이다. Figure 2 is a simplified block diagram of the radar according to the present invention, Figure 3 is a simplified block diagram of the reference signal generator shown in FIG.

도 2를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 레이더 장치는 송신단 중간주파수처리부(100)와, 송신부(200)와, 기준신호발생부(300)와, 수신부(400)와, 수신단 중간주파수처리부(500)와, 그리고 신호처리부(600)를 포함하여 구성된다.As can be seen with reference to Figure 2, the radar apparatus according to the present invention is a transmitter intermediate frequency processing unit 100, a transmitter 200, a reference signal generator 300, a receiver 400, the receiver intermediate And a frequency processor 500 and a signal processor 600.

상기 송신단 중간주파수처리부(100)는 샘플러(110)와, 제 1 송신단 합성기(120)와, 제 2 송신단 합성기(130)로 구성되며, 기저대역의 탐지 신호(IF1)를 미리 결정된 주기로 샘플링하여 펄스파(Pulse Wave: PW)로 변환하고, 그리고 변조하여 고주파 대역의 탐지 신호(f)를 출력한다. 여기서, 상기 샘플러(110)는 본 발명에 따른 레이더에 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 레이더는 지속파(CW) 레이더가 된다.The transmitter intermediate frequency processing unit 100 includes a sampler 110, a first transmitter synthesizer 120, and a second transmitter synthesizer 130. The baseband detection signal IF1 is sampled at a predetermined period and then perl. It is converted into a pulse wave (PW), and modulated to output a detection signal f of a high frequency band. Here, the sampler 110 may not be included in the radar according to the present invention. In this case, the radar according to the present invention becomes a continuous wave (CW) radar.

상기 송신부(200)는 전력증폭기(210)와, 송신 안테나(220)를 포함하여 구성되며, 상기 송신단 중간주파수처리부(100)로부터의 상기 고주파 대역의 탐지 신호(f)를 전력 증폭하여 송신한다. The transmitter 200 includes a power amplifier 210 and a transmit antenna 220. The transmitter 200 amplifies and transmits the detection signal f of the high frequency band from the transmitter intermediate frequency processor 100.

상기 기준신호 발생부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 발진부(310)와, 디지털제어감쇠부(320)와, 샘플러(330)와, 전력분배기(340)를 포함하여 구성되며, 상기 기저대역의 상기 탐지 신호(IF1)를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호(f+fd1)로 출력한다. 이러한, 상기 기준신호 발생부(300)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 3, the reference signal generator 300 includes an oscillator 310, a digital control attenuation unit 320, a sampler 330, and a power divider 340. The baseband detection signal IF1 is modulated to a high frequency band, but is subjected to a Doppler effect to be output as a reference signal f + f d1 . The reference signal generator 300 will be described in detail as follows.

상기 발진부(310)는 상기 기저대역의 탐지 신호(IF1)를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호(f+fd1)로 출력하는 전압제어발진기(VCO)(311)와, 상기 전압제어발진기(VCO)(311)로부터 변조된 신호를 전달받아 미리 지정된 비율로 나누어 출력하는 분주기(Prescaler)(313)와; 상기 분주기(Prescaler)(313)의 출력 및 외부로부터의 제어 신호를 입력받아 상기 전압제어발진기(VCO)(311)를 제어하는 위상제어루프(PLL)(312)를 포함하여 구성된다.The oscillator 310 modulates the baseband detection signal IF1 into a high frequency band, and processes a Doppler effect to output a reference signal f + f d1 as a reference oscillator (VCO) 311 and the voltage. A prescaler 313 which receives a modulated signal from a control oscillator (VCO) 311 and outputs the modulated signal at a predetermined ratio; And a phase control loop (PLL) 312 that receives the output of the divider 313 and a control signal from the outside to control the voltage controlled oscillator (VCO) 311.

그리고, 상기 디지털제어감쇠부(320)는 외부로부터의 디지털 제어 감쇠(DCA (Digital Contorl Attenuator) 신호를 입력받아 상기 기준 신호(f+fd1)를 감쇠한다. The digital control attenuation unit 320 receives a digital control attenuator (DCA) signal from the outside and attenuates the reference signal f + f d1 .

상기 샘플러(330)는 미리 결정된 주기(td)로 상기 기준 신호(f+fd1)를 샘플링하여 펄스파로 출력한다. 이때, 상기 샘플러(330)는 본 발명에 따른 레이더에 포함되지 않을 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 기준신호는 연속신호가 된다.The sampler 330 samples the reference signal f + f d1 at a predetermined period t d and outputs the pulse wave. In this case, the sampler 330 may not be included in the radar according to the present invention. In this case, the reference signal according to the present invention becomes a continuous signal.

상기 전력분배기(340)는 상기 기준 신호(f+fd1)를 분배하여 상기 수신부(400)로 전달한다. The power divider 340 distributes the reference signal f + f d1 and transmits the reference signal to the receiver 400.

한편, 상기 수신부(400)는 좌/우 수신 안테나(410)와, 방향성 결합기(420)와, 저잡음증폭기(420)로 구성되며, 상기 송신부(20)에 의해 송신된 탐지 신호가 탐지체에 의해 반사된 도플러된 반사 신호(f+fd)를 수신하고, 상기 기준신호발생부(300)로부터의 상기 기준 신호(f+fd1)와 결합한다. 그리고, 상기 수신부(400)는 잡음을 억제하면서 상기 결합 신호를 증폭한다.Meanwhile, the receiver 400 includes a left / right receive antenna 410, a directional coupler 420, and a low noise amplifier 420. The detection signal transmitted by the transmitter 20 is detected by a detector. The reflected Doppler reflected signal f + f d is received and combined with the reference signal f + f d1 from the reference signal generator 300. The receiver 400 amplifies the combined signal while suppressing noise.

상기 수신단 중간주파수처리부(500)는 제 1 수신단 합성기(510), 제 2 수신단 합성기(520)와, 증폭기(530)와, 제 3 수신단 합성기(540), 제 4 수신단 합성기(550)로 구성되며, 상기 수신부(400)로부터 상기 결합 신호(f+fd+fd1 )를 전달받아, 증폭하고 기저대역으로 채널별로 변조한다. The receiver intermediate frequency processor 500 includes a first receiver synthesizer 510, a second receiver synthesizer 520, an amplifier 530, a third receiver synthesizer 540, and a fourth receiver synthesizer 550. signal from the receiving unit 400 receives the combined signal (f + f d + f d1), and modulation for each channel to baseband.

상기 신호처리부(600)는 A/D 컨버터(610)와, 그리고DSP(620)로 구성되며, 상기 수신단 중간주파수처리부(500)로부터 상기 기저대역의 결합 신호를 전달받으면 디지털로 변환한다. 그리고, 상기 신호처리부(600)는 상기 결합신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하되, 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정한다.The signal processor 600 includes an A / D converter 610, and a DSP 620, and converts the baseband combined signal from the receiver intermediate frequency processor 500 into digital. The signal processor 600 calculates an azimuth of the detector through the reflected signal in the combined signal, calculates an offset between channels through the reference signal, and then corrects the azimuth using the offset.

한편, 상기 DSP(620)는 상기 기준 신호(fd1)를 이용하여 상기 수신부(400) 및 상기 수신단 중간주파수처리부(500)를 점검할 수 있다.The DSP 620 may check the receiver 400 and the receiver intermediate frequency processor 500 using the reference signal f d1 .

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 레이더의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the radar according to the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 송신 동작을 설명하면 상기 송신단 중간주파수처리부(100)의 상기 샘플러(110)는 상기 기저대역의 탐지 신호(IF1)를 샘플링하여 펄스파로 변환한다. 상기 제 1 송신단 합성기(120)는 펄스파로 변환된 상기 탐지 신호(IF1) 신호와, 중간 주파수 신호(IF2)를 합성하여 출력한다. 그리고, 상기 제 2 송신단 합성기(130)는 상기 합성된 신호(IF1+IF2)와 반송파(RF)를 합성하여, 고주파 대역인 탐지 신호(f=IF1+IF2+RF)를 출력한다. 상기 송신부(200)의 상기 전력증폭기(210)는 상기 탐지 신호(f)를 전력 증폭하여, 상기 안테나(220)를 통해 송신한다.First, the transmission operation will be described. The sampler 110 of the intermediate frequency processing unit 100 samples the baseband detection signal IF1 and converts the detected signal IF1 into a pulse wave. The first transmitter synthesizer 120 synthesizes and outputs the detection signal IF1 and the intermediate frequency signal IF2 converted into pulse waves. The second transmitter synthesizer 130 synthesizes the synthesized signal IF1 + IF2 and the carrier RF to output a detection signal f = IF1 + IF2 + RF which is a high frequency band. The power amplifier 210 of the transmitter 200 amplifies the detection signal f by power and transmits it through the antenna 220.

한편, 수신 동작을 설명하면, 상기 수신부(400)의 상기 좌/우 수신 안테나(410)에서 상기 반사 신호(f+fd)를 수신하면, 상기 방향성결합기(420)가 상기 기준 신호(f+fd1)와 결합하고, 상기 저잡음증폭기(420)가 잡음을 억제하면서 상기 결합 신호(f+fd+fd1)를 증폭하여 출력한다. 상기 수신단 중간주파수처리부(400)의 상기 제 1 수신단 합성기(510)는 상기 결합 신호(f+fd+fd1)에서 반송파(RF)를 제거한 후, IF1+IF2+fd+fd1 신호를 출력한다. 상기 제 2 수신단 합성기(520)는 상기 중간 주파수(IF2)를 제거하여 IF1+fd+fd1 신호를 출력한다. 상기 증폭기(530)는 상기 IF1+fd+fd1 신호를 증폭하고, 상기 제 3 수신단 합성기(540) 및 상기 제 4 수신단 합성기(550)는 각 채널별로 탐지 신호(IF)를 제거하여 기저 대역의 fd+fd1 신호를 출력한다. 이후, A/D 컨버터(610)가 디지털로 변환하여 상기 DSP(620)로 전달하면, 상기 DSP(620)가 상기 반사 신호(fd)를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하되, 상기 기준 신호(fd1)를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정한다.On the other hand, when the reception operation is described, when the left / right receiving antenna 410 of the receiving unit 400 receives the reflection signal f + f d , the directional coupler 420 receives the reference signal f +. f d1 ), and the low noise amplifier 420 amplifies and outputs the combined signal f + f d + f d1 while suppressing noise. The first receiver synthesizer 510 of the receiver intermediate frequency processor 400 removes the carrier RF from the combined signal f + f d + f d1 and then removes an IF1 + IF2 + f d + f d1 signal. Output The second receiver synthesizer 520 removes the intermediate frequency IF2 and outputs an IF1 + f d + f d1 signal. The amplifier 530 amplifies the IF1 + f d + f d1 signal, and the third receiving end synthesizer 540 and the fourth receiving end synthesizer 550 remove the detection signal IF for each channel to generate a baseband. Outputs the signal f d + f d1 . Subsequently, when the A / D converter 610 converts the digital signal to the DSP 620, the DSP 620 calculates an azimuth angle of the detector through the reflected signal f d . After calculating the offset between channels through f d1 ), the azimuth angle is corrected using the offset.

여기서, 상기 DSP(620)에 의한 방위각 산출은 하기의 수학식 1 및 수학식 2를 통하여 달성될 수 있다.Here, the calculation of the azimuth angle by the DSP 620 may be achieved through Equations 1 and 2 below.

Figure 112006077886028-pat00001
Figure 112006077886028-pat00001

여기서

Figure 112006077886028-pat00002
는 제 1 채널의 진폭, 그리고
Figure 112006077886028-pat00003
는 제 2 채널의 진폭here
Figure 112006077886028-pat00002
Is the amplitude of the first channel, and
Figure 112006077886028-pat00003
Is the amplitude of the second channel

Figure 112006077886028-pat00004
Figure 112006077886028-pat00004

여기서

Figure 112006077886028-pat00005
,
Figure 112006077886028-pat00006
,
Figure 112006077886028-pat00007
, 그리고
Figure 112006077886028-pat00008
는 좌우 채널 안테나에 의해 구해지는 3차 곡선의 계수임.here
Figure 112006077886028-pat00005
,
Figure 112006077886028-pat00006
,
Figure 112006077886028-pat00007
, And
Figure 112006077886028-pat00008
Is the coefficient of the cubic curve obtained by the left and right channel antennas.

지금까지는 본 발명에 따른 레이더의 구성과 동작에 대해서 설명하였다. Up to now, the configuration and operation of the radar according to the present invention have been described.

도 4는 본 발명에 따른 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an azimuth compensation method in the radar apparatus according to the present invention.

도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 방위각 보상 방법은 도플러된 기준 신호를 통하여 채널간 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 방위각을 보정하는 것을 특징으로 한다.As can be seen with reference to FIG. 4, the azimuth compensation method according to the present invention is characterized in that the azimuth is corrected using the offset after calculating the offset between channels through the Doppler reference signal.

먼저, 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하여 송신한다(S101).First, the detection signal is modulated to a high frequency band and transmitted (S101).

한편, 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호를 생성한다(S102). 이 과정은 상기 송신 과정(S101)과 순서가 변경될 수도 있다.Meanwhile, while modulating the detection signal into a high frequency band, the Doppler effect is processed to generate a reference signal (S102). This process may be changed from the transmission process S101.

상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호가 수신되면(S103), 상기 반사 신호와 상기 기준 신호를 결합한다(S104). When the reflection signal is received Doppler by the detection object is received (S103), the reflection signal and the reference signal are combined (S104).

이어서, 상기 결합 신호를 기저대역으로 변조한 후(S105), 상기 결합 신호를 디지털 신호로 변환한다(S106).Subsequently, the combined signal is modulated to baseband (S105), and then the combined signal is converted into a digital signal (S106).

그리고, 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한다(S107).Then, an offset between channels is calculated through the reference signal in the transformed combined signal (S107).

그러면, 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출한다(S108). 그리고 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정한다(S109).Then, the azimuth angle of the detector is calculated through the reflected signal in the converted combined signal (S108). The azimuth is corrected using the offset (S109).

한편, 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호가 수신되지 않으면(S103), 상기 기준 신호를 전술한 바와 같이 기저대역으로 변조하고, 디지털 변환함으로써, 수신단의 이상 유무를 점검한다(S104).On the other hand, if the detection signal is not received the Doppler reflected signal is detected (S103), the reference signal is modulated to the baseband as described above, and the digital conversion by checking the abnormality of the receiving end (S104) .

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명 의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다. In the above described exemplary embodiments of the present invention by way of example, but the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, the present invention is in various forms within the scope of the spirit and claims of the present invention Can be modified, changed, or improved.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 내부적으로 도플러된 기준 신호를 생성한 후, 수신부로 입력하여, 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 반사 신호를 통한 방위각 산출시 보정함으로써, 보다 정확한 방위각을 산출할 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention generates an internally Doppler reference signal, inputs it to a receiver, calculates an offset between channels, and corrects the azimuth through a reflected signal using the offset, thereby correcting it. There is an advantage that can calculate the azimuth angle.

또한, 본 발명은 도플러된 기준 신호를 이용하여 상기 수신부 및 상기 수신단 중간주파수처리부를 점검할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it is possible to check the receiver and the receiver intermediate frequency processor using a Doppler reference signal.

Claims (10)

탐지 신호를 고주파 대역의 탐지 신호로 변조하는 송신단 중간주파수처리부와;A transmitter intermediate frequency processor for modulating the detection signal into a detection signal of a high frequency band; 상기 고주파 대역의 탐지 신호를 전력 증폭하여 송신하는 송신부와;A transmitter for amplifying and transmitting the detection signal of the high frequency band; 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호를 발생시키는 기준신호발생부와;A reference signal generator for modulating a detection signal into a high frequency band and processing a Doppler effect to generate a reference signal; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하고, 상기 기준신호발생부로부터의 상기 기준 신호와 결합하는 수신부와;A receiver which receives the reflected signal whose detection signal is dopplered by a detector, and combines with the reference signal from the reference signal generator; 상기 수신부로부터 상기 결합 신호를 전달받아, 기저대역으로 변조하는 수신단 중간주파수처리부와;A receiving end intermediate frequency processing unit receiving the combined signal from the receiving unit and modulating the baseband with a baseband; 상기 수신단 중간주파수처리부로부터 상기 결합 신호를 전달받으면 A/D 변환하고, 상기 결합신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하되, 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.When the combined signal is received from the receiving intermediate frequency processor, A / D conversion is performed, and the azimuth angle of the detector is calculated based on the reflected signal in the combined signal, and the offset is calculated between the channels through the reference signal. Radar apparatus comprising a signal processor for correcting the azimuth angle using. 제 1항에 있어서, 상기 탐지 신호는The method of claim 1, wherein the detection signal is 지속파(Continous Wave) 또는 펄스파(Pulse Wave)인 것을 특징으로 하는 레이더 장치.Radar device, characterized in that the continuous wave (Continous Wave) or pulse (Pulse Wave). 제 1항에 있어서, 상기 기준 신호는The method of claim 1, wherein the reference signal is 지속파(Continous Wave) 또는 펄스파(Pulse Wave)인 것을 특징으로 하는 레이더 장치.Radar device, characterized in that the continuous wave (Continous Wave) or pulse (Pulse Wave). 제 1항에 있어서, 상기 기준신호 발생부는:The apparatus of claim 1, wherein the reference signal generator comprises: 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하여 출력하되, 도플러 효과를 처리하기 위한 기준 신호로 출력하는 발진부와;An oscillator for modulating the detection signal into a high frequency band and outputting the modulated signal as a reference signal for processing a Doppler effect; 상기 기준 신호를 감쇠하는 감쇠부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.And an attenuator for attenuating the reference signal. 제 4항에 있어서, 상기 발진부는:The method of claim 4, wherein the oscillation unit: 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호로 출력하는 전압제어발진기와;A voltage controlled oscillator for modulating the detection signal into a high frequency band and processing a Doppler effect to output a reference signal; 상기 전압제어발진기로부터 상기 기준 신호를 전달받아 미리 지정된 비율로 나누어 출력하는 분주기(Prescaler)와;A prescaler for receiving the reference signal from the voltage controlled oscillator and dividing the reference signal in a predetermined ratio; 상기 분주기(Prescaler)의 출력을 전달받아 상기 전압제어발진기를 제어하는 위상제어루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.And a phase control loop for receiving the output of the divider and controlling the voltage controlled oscillator. 제 1항에 있어서, 상기 신호처리부는:The method of claim 1, wherein the signal processing unit: 상기 기준 신호를 이용하여 상기 수신부 및 상기 수신단 중간주파수처리부를 점검할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.And the receiving unit and the receiving end intermediate frequency processing unit may be checked using the reference signal. 탐지 신호를 송신하는 단계와;Transmitting a detection signal; 탐지 신호를 도플러 효과 처리한 기준 신호를 생성하는 단계와;Generating a reference signal subjected to the Doppler effect processing of the detection signal; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하면, 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하는 단계와;Calculating an azimuth angle of the detector through the reflection signal when the detection signal receives the reflection signal doppled by the detector; 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출한 후, 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법.Compensating the azimuth angle by using the offset after calculating the offset between the channel through the reference signal. 제 7항에 있어서, 상기 탐지 신호 또는 기준 신호는The method of claim 7, wherein the detection signal or reference signal is 지속파(Continous Wave) 또는 펄스파(Pulse Wave)인 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법.Azimuth compensation method in a radar device, characterized in that the continuous wave (Continous Wave) or pulse wave (Pulse Wave). 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하여 송신하는 단계와;Modulating and transmitting the detection signal in a high frequency band; 상기 탐지 신호를 고주파 대역으로 변조하되, 도플러 효과 처리하여 기준 신호를 생성하는 단계와;Modulating the detection signal into a high frequency band, and processing a Doppler effect to generate a reference signal; 상기 탐지 신호가 탐지체에 의해 도플러된 반사 신호를 수신하면, 상기 반사 신호와 상기 기준 신호를 결합하는 단계와;Combining the reflected signal with the reference signal when the detection signal receives a reflected signal doppled by a detector; 상기 결합 신호를 기저대역으로 변조하는 단계와;Modulating the combined signal into baseband; 상기 결합 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와;Converting the combined signal into a digital signal; 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 기준 신호를 통해 채널 간의 오프셋을 산출하는 단계와;Calculating an offset between channels through the reference signal in the transformed combined signal; 상기 변환된 결합 신호 내의 상기 반사 신호를 통하여 상기 탐지체의 방위각 산출하는 단계와;Calculating an azimuth angle of the detector based on the reflected signal in the converted combined signal; 상기 오프셋을 이용하여 상기 방위각을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법.Correcting the azimuth using the offset. 제 9항에 있어서, 상기 탐지 신호 또는 기준 신호는The method of claim 9, wherein the detection signal or the reference signal is 지속파(Continous Wave) 또는 펄스파(Pulse Wave)인 것을 특징으로 하는 레이더 장치에서의 방위각 보상 방법.Azimuth compensation method in a radar device, characterized in that the continuous wave (Continous Wave) or pulse wave (Pulse Wave).
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