KR100920768B1 - 초광대역 레이더 - Google Patents

초광대역 레이더 Download PDF

Info

Publication number
KR100920768B1
KR100920768B1 KR1020090056601A KR20090056601A KR100920768B1 KR 100920768 B1 KR100920768 B1 KR 100920768B1 KR 1020090056601 A KR1020090056601 A KR 1020090056601A KR 20090056601 A KR20090056601 A KR 20090056601A KR 100920768 B1 KR100920768 B1 KR 100920768B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
random
digital signal
target
receiver
Prior art date
Application number
KR1020090056601A
Other languages
English (en)
Inventor
박정호
김완식
우선걸
유응노
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지넥스원 주식회사 filed Critical 엘아이지넥스원 주식회사
Priority to KR1020090056601A priority Critical patent/KR100920768B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100920768B1 publication Critical patent/KR100920768B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/103—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves particularities of the measurement of the distance
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66—Digital/analogue converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 초광대역 레이더에 관한 것이다. 보다 상세하게는 안정성과 구현성을 향상시키는 것이 가능한 초광대역 레이더에 관한 것이다. 본 발명은 송신부와 수신부를 포함하는 초광대역 레이더에 있어서, 상기 송신부는 랜덤 디지털 신호를 생성하여 외부 또는 상기 수신부 측으로 출력하는 디지털 신호 생성부; 상기 수신부 측으로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 지연한 후 출력하는 신호 지연부를 포함하며, 상기 수신부는 국부 발진 신호를 생성하여 출력하는 국부 발진부; 탐지하고자 하는 표적으로부터 반사되어 수신되는 표적 탐지 신호와 상기 국부 발진 신호를 주파수 복조하여 출력하는 제1 믹서부; 상기 제1 믹서부로부터 출력되는 신호와 상기 제1 DAC로부터 출력된 상기 아날로그 신호로 변환된 지연된 랜덤 디지털 신호를 혼합한 후 출력하는 제2 믹서부; 및 상기 제2 믹서부로부터 출력된 신호로부터 상기 표적의 정보를 얻기 위한 콜리레이션(Correlation)을 수행하는 콜리레이션 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 1비트 랜덤 디지털 신호를 생성한 후 아날로그 변환 과정을 수행하여 종래의 아날로그 방식에 비해 안정성과 구현성을 향상시키는 것이 가능한 효과를 가진다.
레이더, 초광대역, 랜덤 디지털 신호, 콜리레이션

Description

초광대역 레이더{Ultra wide band radar}
본 발명은 초광대역 레이더에 관한 것이다. 보다 상세하게는 랜덤 디지털 신호로부터 표적 탐지 신호를 생성하고 표적의 거리 측정을 위한 콜리레이션(Correlation)시 필요한 지연 신호 생성 과정을 디지털화하여 안정성과 구현성을 향상시키는 것이 가능한 초광대역 레이더에 관한 것이다.
초광대역(Ultra Wide Band:UWB) 무선 기술은 근거리 무선통신의 계속적인 수요 창출에 따라 한정되어 있는 전파자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 신기술 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있는 시점에서 주파수를 가장 효율적으로 사용할 수 있는 유력한 후보로 적극 검토되고 있다.
이러한 초광대역 무선기술은 무선 반송파를 사용하지 않고 기저대역에서 수 GHz 폭의 넓은 주파수 대역을 사용하여 데이터를 송수신하는 것으로써 최대 100Mbps의 속도로 데이터의 초고속 전송이 가능하고, 극히 짧은 펄스를 이용하여 송수신이 이루어지므로 소비전력을 크게 줄일 수 있으며, 저전력의 송신전력을 넓은 대역에 걸쳐 송신하므로 기존에 협대역 시스템이 사용하는 동일 대역을 별문제없이 공유할 수 있는 장점을 가진다.
이와 같이 기존 기술에 비해 초광대역 무선기술의 데이터 전송속도가 높은 이유는 휴대전화 및 무선 랜의 이용대역은 1MHz 내지 수십 Mhz 정도이나 초광대역 무선기술은 100 내지 1000배 이상인 수 GHz대를 이용하고 있기 때문이며, 기존 기술에 비해 큰 폭으로 소비전력을 낮출 수 있는 이유는 극히 짧은 펄스를 사용하여 펄스의 송신출력이 극히 적기 때문이다.
따라서, 상기와 같은 초광대역 무선 기술의 장점을 활용한 초광대역 레이더가 개발되어 활용되고 있다.
레이더란 일반적으로 전파를 방사하여 그 반사파에 의해 목표의 존재 유무, 거리, 및 상태 등을 확인하기 위한 무선장치를 말하며, 초광대역 레이더의 종류는 크게 임펄스 초광대역 레이더(Impulse UWB Radar), 선형 주파수 변조 초광대역 레이더(Linear Frequency Modulation UWM Radar), 및 노이즈 초광대역 레이더(Noise UWB Radar) 등으로 구분할 수 있다.
상기와 같은 초광대역 레이더의 경우 기존에 사용되던 펄스 레이더와 비교시에 측정된 목표물에 대한 정밀도 향상, 자연 환경에 의해 받는 영향이 감소, 목표물에 대한 검출확률 증가, 검출된 목표물에 대한 지속적인 관찰 성능이 개선, 및 비화성이 높아 상대방이 검출하기 어려운 장점을 가진다.
도 1은 종래에 사용되던 초광대역 레이더의 블록도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래에 사용되던 초광대역 레이더(1)는 송신부(10)수신부(20), 및 신호 처리부(30)를 포함하며, A1은 표적으로 신호를 송신하는 송신 안테나, A2는 표적으로부터 반사되어 수신되는 신호를 송신하는 수신 안테나라고 하자.
종래에 사용되던 초광대역 레이더(1)의 경우 송신부(10)의 파형 발생기(12)에서 표적 탐지를 위한 송신 신호로써 랜덤 노이즈 신호(Random Noise signal)를 발생시키고 표적으로부터 반사되어 수신되는 신호로부터 상기 표적의 거리를 측정하기 위한 콜리레이션(Correlation)을 수행하기 위해 수신부(20)측으로 공급되는 상기 랜덤 노이즈 신호를 신호 지연기(26)에서 지연한 후 상기 지연된 랜덤 노이즈 신호와 상기 표적으로부터 반사되어 수신되는 신호에 대한 콜리레이션을 콜리메이터(28)에서 수행한다.
그리고, 상기 콜리레이션의 결과값이 신호 처리부(30)측으로 출력되어 초광대역 레이더(1)에서 표적에 대한 정보를 획득할 수 있다.
그러나, 종래에 사용되던 초광대역 레이더(1)의 경우 아날로그 방식으로 랜덤 노이즈 신호 발생과 지연 신호 처리 과정을 수행하므로 초광대역 레이더(1)의 안정성과 구현성이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
또한, 파형 발생기(12)에서 발생되는 랜덤 노이즈 신호의 제한된 대역폭으로 인해 노이즈 초광대역 레이더(1)의 거리 분해능(Distance resoluation)이 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 랜덤 디지털 신호로부터 표적 탐지 신호를 생성하고 표적의 거리 측정을 위한 콜리레이션(Correlation)시 필요한 지연 신호 생성 과정을 디지털화하여 안정성과 구현성을 향상시키는 것이 가능한 초광대역 레이더를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초광대역 레이더는 송신부와 수신부를 포함하는 초광대역 레이더에 있어서, 상기 송신부는 랜덤 디지털 신호를 생성하여 외부 또는 상기 수신부 측으로 출력하는 디지털 신호 생성부; 상기 수신부 측으로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 지연한 후 출력하는 신호 지연부; 및 상기 지연된 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후 상기 수신부 측으로 출력하는 제1 DAC를 포함하며, 상기 수신부는 국부 발진 신호를 생성하여 출력하는 국부 발진부; 탐지하고자 하는 표적으로부터 반사되어 수신되는 표적 탐지 신호와 상기 국부 발진 신호를 주파수 복조하여 출력하는 제1 믹서부; 상기 제1 믹서부로부터 출력되는 신호와 상기 제1 DAC로부터 출력된 상기 아날로그 신호로 변환된 지연된 랜덤 디지털 신호를 혼합한 후 출력하는 제2 믹서부; 및 상기 제2 믹서부로부터 출력된 신호로부터 상기 표적의 정보를 얻기 위한 콜리레이션기(Correlation)을 수행하는 콜리레이션 수행부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수신부는 상기 외부로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아 날로그 신호로 변환한 후 외부로 출력하는 제2 DAC와 상기 국부 발진부로부터 출력되는 국부 발진 신호와 상기 제2 DAC로부터 출력되는 상기 아날로그 신호로 변환된 랜덤 디지털 신호를 주파수 변조하여 생성되는 표적 탐지 신호를 외부로 출력하는 제3 믹서부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 국부 발진 신호는 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 신호일 수 있다.
또한, 상기 표적 탐지 신호는 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)일 수 있다.
또한, 상기 제2 DAC로부터 출력되는 아날로그 신호로 변환된 상기 랜덤 디지털 신호는 랜덤한 주파수와 진폭을 갖는 랜덤 잡음 신호일 수 있다.
또한, 상기 제1 DAC로부터 출력되는 아날로그 신호로 변환된 상기 지연된 랜덤 디지털 신호는 랜덤한 주파수와 진폭을 갖는 랜덤 잡음 신호일 수 있다.
본 발명에 의하면 표적 탐지 신호 생성을 위해 1비트 랜덤 디지털 신호를 생성한 후 아날로그 변환 과정을 수행하며, 콜리레이션(Correlation)을 위한 신호의 지연 과정 또한 랜덤 디지털 신호에 대한 지연을 수행하는 방식으로 디지털화되어종래의 아날로그 방식에 비해 안정성과 구현성을 향상시키는 것이 가능한 효과를 가진다.
또한, 표적 탐지 신호를 단순 잡음 신호가 아닌 넓은 대역폭을 가질 수 있는 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)의 형태로 송신하 므로 초광대역 레이더의 정확한 표적 탐지를 위한 거리 분해능을 향상시키는 것이 가능한 효과를 가진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호들을 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더의 블록도 이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더(100)는 표적 탐지 신호를 외부로 송신하는 송신부(200), 표적으로부터 반사되는 표적 탐지 신호를 수신하는 수신부(300), 및 수신부(300)에서 수신된 표적 탐지 신호에 대한 신호 처리를 통하여 표적의 정보를 획득하는 신호 처리부(400)를 포함한다.
또한, 송신부(200)는 디지털 신호 생성부(210), 신호 지연부(220), 제1 DAC(230), 제2 DAC(240), 및 제3 믹서부(250)를 포함하며, 수신부(300)는 국부 발진기(310), 제1 혼합기(320), 제2 혼합기(330), 및 콜리레이션 수행부(340)를 포함한다.
디지털 신호 생성부(210)는 랜덤 디지털 신호를 생성하여 외부 또는 수신부(300)측으로 출력한다.
이때, 상기 랜덤 디지털 신호는 디지털 신호 생성부(210)에서 랜덤 신호 발생(Random signal generation) 함수를 이용하여 생성되는 1비트의 랜덤 디지털 신호일 수 있다.
신호 지연부(220)는 디지털 신호 생성부(210)에서 생성되어 수신부(300)측으로 출력되는 상기 랜덤 디지털 신호를 입력받아 지연한 후 수신부(300)측으로 출력한다.
제1 DAC(230)는 신호 지연부(210)에서 지연된 상기 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후 수신부(300)측으로 출력한다.
이때, 제1 DAC(230)에서 아날로그 신호로 변환되어 수신부(300)측으로 출력되는 상기 지연된 랜덤 디지털 신호는 진폭(Amplitude)와 주파수(Frequency)가 모두 랜덤한 랜덤 노이즈 신호(Random noise signal)일 수 있다.
제2 DAC(240)는 디지털 신호 생성부(210)에서 생성되어 외부로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후 외부로 출력한다.
이때, 제2 DAC(230)에서 아날로그 신호로 변환되어 외부로 출력되는 상기 랜덤 디지털 신호는 진폭(Amplitude)와 주파수(Frequency)가 모두 랜덤한 랜덤 노이즈 신호(Random noise signal)일 수 있다.
제3 믹서부(250)는 수신부(300)의 국부 발진기(310)에서 생성되는 국부 발진 주파수와 제2 DAC(230)에서 아날로그 신호로 변환되어 외부로 출력되는 상기 디지 털 랜덤 신호를 주파수 변조하여 생성되는 표적 탐지 신호를 외부로 출력한다.
이때, 제3 믹서부(250)에서 생성되는 상기 표적 탐지 신호는 제2 DAC(230)에서 아날로그 신호로 변환된 상기 랜덤 디지털 신호인 랜덤 노이즈 신호와 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 국부 발진 신호의 주파수 변조에 따른 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)일 수 있으며, 상기 스텝 주파수 잡음 파형에 대한 상세한 설명은 이하 도 3에서 하도록 한다.
또한, 제3 혼합기(250)로부터 출력되는 상기 표적 탐지 신호는 송신 안테나(A1)를 통하여 외부로 전송될 수 있다.
국부 발진기(310)는 국부 발진 신호를 생성하여 출력한다.
이때, 국부 발진기(310)에서 생성되는 국부 발진 신호는 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 신호일 수 있다.
제1 믹서부(320)는 수신 안테나(A2)를 통하여 수신되는 표적으로부터 반사된 표적 탐지 신호와 국부 발진기(310)에서 생성되어 출력된 국부 발진 신호를 주파수 복조하여 출력한다.
제2 믹서부(330)는 송신부(200)의 제2 DAC(230)로부터 출력된 아날로그 신호로 변환된 상기 지연된 디지털 랜덤 신호와 상기 제1 믹서부(320)로부터 출력되는 신호를 혼합하여 출력한다.
콜리레이션 수행부(340)는 제2 믹서부(330)로부터 출력되는 신호에 대한 콜리레이션(Correlation)을 수행한 후 결과값을 신호 처리부(400)측으로 출력한다.
여기에서, 콜리레이션 수행부(340)에서 제2 믹서부(330)로부터 출력되는 신호에 대한 콜리레이션을 수행하는 이유는 상기 콜리레이션 결과값의 피크값이 표적으로부터 초광대역 레이더(100)까지의 거리를 의미하기 때문이며, 상기 결과값은 신호 처리부(400)측으로 출력되어 초광대역 레이더(100)에서 상기 표적에 대한 정보 획득이 이루어질 수 있다.
본 발명의 초광대역 레이더(100)는 표적 탐지 신호 생성을 위해 디지털 신호 생성부(210)에서 1비트 랜덤 디지털 신호를 생성한 상기 1비트 랜덤 디지털 신호에 대한 아날로그 변환 과정 수행하며, 표적의 거리 측정을 위한 지연과정 또한 랜덤 디지털 신호를 지연하는 방식으로 디지털화되어 종래의 초광대역 레이더(1)에서 표적 탐지 신호 생성을 위해 아날로그 방식으로 잡음 신호를 생성하고, 표적의 거리 측정을 위해 상기 아날로그 방식으로 생성된 잡음 신호를 지연하는 방식에 비해 보다 안정적이고 구현이 용이한 효과를 갖는다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더로부터 송신되는 표적 탐지 신호의 그래프이다.
여기에서, T는 신호의 반복 주기를 의미하며, △f는 주파수의 증가폭을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더(100)로부터 송신되는 표적 탐지 신호는 디지털 신호 생성부(210)에서 생성되는 랜덤 디지털 신호를 제2 DAC(240)에서 아날로그 변환한 랜덤 잡음 신호와 국부 발진기(310)로부터 생성되는 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 국부 발진 신호에 의해 주파수 변조되어 생성되는 신호이다.
이때, 상기 랜덤 잡음 신호는 주파수의 크기가 거의 일정하며 상기 국부 발진 신호는 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 계속적으로 증가하므로 초광대역 레이더(100)로부터 송신되는 표적 탐지 신호는 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)형태로 외부로 출력된다.
이때, 상기 스텝 주파수 잡음 파형은 하나의 협대역 랜덤 잡음 신호를 일정 시간마다 △f 간격으로 증가시키는 형태로서 상기 협대역 랜덤 잡음 신호의 n배에 해당하는 상기 스텝 주파수 잡음 파형의 총 대역폭으로 인해 초광대역 레이더(100)의 거리 분해능은 n배 향상되며 아래의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112009038401313-pat00001
여기에서, △R은 거리 분해능, c는 빛의 속도, △f는 증가되는 주파수 크기, 및 n은 증가 회수를 의미한다.
여기에서, 거리 분해능(Distance resoultion)이란 레이더가 탐지거리상에서 표적을 구분하는 수준을 의미하며 보통 미터(m) 단위로 표시된다.
예를 들어, 레이더로부터 송신되는 표적 탐지 신호의 펄스폭이 1us인 경우 상기 표적 탐지 신호는 빛의 속도로 이동하므로 펄스폭이 공간상에서 차지하는 펄스 길이는 300m가 되며, 서로 간의 거리가 200m인 표적 1과 표적 2를 가정하고 상기 표적 1에서 반사되는 펄스를 수신펄스 1 상기 표적 2에서 반사되는 펄스를 수신 펄스 2라고 하자.
이때, 펄스 길이가 공간에서 300m인 경우 상기 표적 2에서 반사되는 수신펄스 2가 왕복하는 동안 상기 표적 1에서 반사되는 수신펄스 1과 상호 겹치지 않으므로 표적은 2개로 구분된다.
그러나, 서로 간의 거리가 200m이고 펄스 길이가 공간에서 600m인 경우 왕복 수신펄스 2와 수신펄스 1이 겹치므로 2개의 표적은 1개의 표적으로 인식하게 된다. 즉, 거리 분해능은 펄스폭(길이)의 1/2이 된다.
따라서, 거리 분해능을 높이기 위해서는 펄스폭을 더 좁히면 되는데, 이 때 펄스가 차지하는 면적이 에너지에 해당하므로 레이더의 송신출력은 저하되어 탐지거리는 감소된다. 그러므로 펄스폭을 좁히면서 동시에 동일한 송신출력을 얻기 위해서는 펄스의 진폭을 높여야 한다.
그러나 펄스 진폭을 높이려면 송신기 출력과 인가전압을 높여야 하므로 송신기 주변장치들을 절연시켜야 하는 등 적용에 제한이 따른다. 따라서 거리 분해능 결정시 송신출력도 함께 고려해야 한다.
본 발명의 광대역 레이더 시스템(100)은 표적 탐지 신호를 디지털 신호 생성부(210)에서 생성된 랜덤 디지털 신호를 아날로그 변환한 랜덤 잡음 신호를 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 국부 발진 신호와 주파수 변조하여 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform)의 형태로 송신하므로 종래의 광대역 레이더 시스템(1)의 표적 탐지 신호에 비해 넓은 대역폭을 가질 수 있으므로 광대역 레이더 시스템(100)의 거리 분해능을 향상시키는 것이 가능 한 효과를 가진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 랜덤 디지털 신호로부터 랜덤 잡음 신호를 생성하므로 안정적이고 구현이 용이하며 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)를 표적 탐지 신호로 이용하여 시스템의 대역폭이 넓어지는 효과를 가지므로 종래의 초광대역 레이더를 대체하여 활용하는 것이 가능해진다.
도 1은 종래에 사용되던 초광대역 레이더의 블록도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더의 블록도, 및
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초광대역 레이더로부터 송신되는 표적 탐지 신호의 그래프이다.
<도면의 주요 부위에 대한 간단한 설명>
(1,100) : 초광대역 레이더 (10,200) : 송신부
(12) : 파형 발생기 (20,300) : 수신부
(22) : 국부 발진기 (24a) : 제1 혼합기
(24b) : 제2 혼합기 (24c) : 제3 혼합기
(26) : 신호 지연기 (28) : 콜리메이터
(30, 400) : 신호처리부 (210) : 디지털 신호 생성부
(220) : 신호 지연부 (230) : 제1 DAC
(240) : 제2 DAC (250) : 제3 믹서부
(310) : 국부 발진부 (320) : 제1 믹서부
(330) : 제2 믹서부 (340) : 콜리레이션 수행부

Claims (6)

  1. 송신부와 수신부를 포함하는 초광대역 레이더에 있어서,
    상기 송신부는 랜덤 디지털 신호를 생성하여 외부 또는 상기 수신부 측으로 출력하는 디지털 신호 생성부;
    상기 수신부 측으로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 지연한 후 출력하는 신호 지연부; 및
    상기 지연된 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후 상기 수신부 측으로 출력하는 제1 DAC를 포함하며,
    상기 수신부는 국부 발진 신호를 생성하여 출력하는 국부 발진부;
    탐지하고자 하는 표적으로부터 반사되어 수신되는 표적 탐지 신호와 상기 국부 발진 신호를 주파수 복조하여 출력하는 제1 믹서부;
    상기 제1 믹서부로부터 출력되는 신호와 상기 제1 DAC로부터 출력된 상기 아날로그 신호로 변환된 지연된 랜덤 디지털 신호를 혼합한 후 출력하는 제2 믹서부; 및
    상기 제2 믹서부로부터 출력된 신호로부터 상기 표적의 정보를 얻기 위한 콜리레이션기(Correlation)을 수행하는 콜리레이션 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 외부로 출력되는 랜덤 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환한 후 외부로 출력하는 제2 DAC와 상기 국부 발진부로부터 출력되는 국부 발진 신호와 상기 제2 DAC로부터 출력되는 상기 아날로그 신호로 변환된 랜덤 디지털 신호를 주파수 변조하여 생성되는 표적 탐지 신호를 외부로 출력하는 제3 믹서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 국부 발진 신호는 소정 시간 간격으로 소정의 크기만큼 주파수가 증가되는 신호인 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 표적 탐지 신호는 스텝 주파수 잡음 파형(Stepped Frequency Noise Waveform:SFNW)인 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 DAC로부터 출력되는 아날로그 신호로 변환된 상기 랜덤 디지털 신호는 랜덤한 주파수와 진폭을 갖는 랜덤 잡음 신호인 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 DAC로부터 출력되는 아날로그 신호로 변환된 상기 지연된 랜덤 디지털 신호는 랜덤한 주파수와 진폭을 갖는 랜덤 잡음 신호인 것을 특징으로 하는 초광대역 레이더.
KR1020090056601A 2009-06-24 2009-06-24 초광대역 레이더 KR100920768B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056601A KR100920768B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 초광대역 레이더

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056601A KR100920768B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 초광대역 레이더

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100920768B1 true KR100920768B1 (ko) 2009-10-07

Family

ID=41572125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090056601A KR100920768B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 초광대역 레이더

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100920768B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102004240A (zh) * 2010-10-25 2011-04-06 天津大学 一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法
KR101369206B1 (ko) 2010-06-15 2014-03-05 에코스솔루션(주) 직접시퀀스초광대역 방식 단거리 레이더장치의 거리 분해능 향상방법
KR102147219B1 (ko) * 2019-03-25 2020-08-24 셀파이엔씨(주) 지표 투과 레이더 탐사장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050174279A1 (en) 2002-09-03 2005-08-11 Klaus Voigtlaender Device and method for the single sideband modulation of a radar device
US6989782B2 (en) 2003-05-22 2006-01-24 General Atomics Ultra-wideband radar system using sub-band coded pulses
EP1742082A1 (en) * 2004-02-09 2007-01-10 Anritsu Corporation Radar apparatus
US7333047B2 (en) 2004-05-28 2008-02-19 Time Domain Corporation System and method for spatially diverse radar signal processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050174279A1 (en) 2002-09-03 2005-08-11 Klaus Voigtlaender Device and method for the single sideband modulation of a radar device
US6989782B2 (en) 2003-05-22 2006-01-24 General Atomics Ultra-wideband radar system using sub-band coded pulses
EP1742082A1 (en) * 2004-02-09 2007-01-10 Anritsu Corporation Radar apparatus
US7333047B2 (en) 2004-05-28 2008-02-19 Time Domain Corporation System and method for spatially diverse radar signal processing

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101369206B1 (ko) 2010-06-15 2014-03-05 에코스솔루션(주) 직접시퀀스초광대역 방식 단거리 레이더장치의 거리 분해능 향상방법
CN102004240A (zh) * 2010-10-25 2011-04-06 天津大学 一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法
KR102147219B1 (ko) * 2019-03-25 2020-08-24 셀파이엔씨(주) 지표 투과 레이더 탐사장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101040257B1 (ko) 레이더 시스템 및 이를 이용한 신호 처리 방법
US7990310B2 (en) Ultra-wideband ranging method and system using narrowband interference supression waveform
US10746862B2 (en) Short range radar cohabitation
JP5871559B2 (ja) レーダ装置
WO2012035743A1 (ja) レーダ装置
KR101418380B1 (ko) 이동 통신 시스템 및 그것의 거리 측정 방법
JP2004184393A (ja) パルスレーダ装置
Xiao et al. A microwave photonics-based inverse synthetic aperture radar system
JP5554384B2 (ja) Ｆｍｃｗレーダ装置およびｆｍｃｗレーダ用信号処理方法
JP4053542B2 (ja) レーザーレーダ装置
KR100920768B1 (ko) 초광대역 레이더
JP4999592B2 (ja) レーダ装置
JP6438321B2 (ja) レーダ装置
KR101568239B1 (ko) 밀리미터파 탐색기용 신호 처리 장치 및 방법
KR101007216B1 (ko) 장거리 탐지용 레이더 장치
JP2007192783A (ja) パルス圧縮レーダ装置
JP6419330B2 (ja) 目標検出装置および目標検出方法
JP2009216680A (ja) 距離測定方法及び距離測定装置
KR101235057B1 (ko) 디지털고주파기억장치
JP2010197147A (ja) レーダ装置
KR101352179B1 (ko) 인접 주파수 대역 스캔을 통해 최적 주파수를 선택하는 레이더 시스템
KR20120105137A (ko) 주파수변조연속파 레이더 시스템
KR101221570B1 (ko) 음영지역을 최소화할 수 있는 펄스압축 레이더와 이를 위한 레이더 송신기 및 레이더 수신기
JP2010261752A (ja) レーダ装置
JP3973047B2 (ja) パルスレーダ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130617

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140509

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150804

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160725

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180710

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190731

Year of fee payment: 11