KR101008573B1 - Phase calibration method and fmcw radar using raido interferometer - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A phase calibration method and FMCW radar using a radio interferometer is provided to increase the accuracy of phase alignment. CONSTITUTION: A transmitting DDS(Direct Digital Synthesis)(202) and a receiving DDS(252) generates a CW(Continuous Wave) or LFM(Linear Frequency Modulation) wave signal in a effective frequency range. An attachable antenna fixing device(218) transmits CW or LFM wave signal from the transmitting DDS. Receiving antennas(254,256) receives the signal from the attachable antenna fixing device. A mixer(204) converts the received signal into a down-shifted frequency based on the CW or LFM wave signal of the receiving DDS.

Description

전파간섭계를 이용한 ＦＭＣＷ 레이더 및 위상 정렬 방법{Phase calibration method and FMCW radar using raido interferometer}Phase calibration method and FMCW radar using raido interferometer

본 발명은 전파간섭계(radio interferometry)를 이용한 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 FMCW 레이더의 위상 정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a frequency modulation continuous wave (FMCW) radar using radio interferometry, and more particularly, to a phase alignment method of an FMCW radar.

도 1은 종래 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상정렬방법을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a phase alignment method of a FMCW radar using a conventional radio interferometer.

도 1을 참조하면, FMCW 레이더의 정밀한 위치제어를 위한 플랫폼모사기(100), 모의신호발생을 위한 모의신호발생기(110) 및 비콘(120)을 포함한다. 비콘의 송신안테나(120)로부터 송신된 전파는 레이더의 수신안테나와 평면파가 되도록 레이더로부터 충분히 이격되어 설치되어야 한다. 또한 비콘의 송신안테나(120)는 전파가 지면으로부터 반사되지 않고 레이더에 직접파만 도달되도록 비콘타워 또는 높은 위치에 설치되어야 한다. Referring to FIG. 1, a platform simulator 100 for precise position control of an FMCW radar, a simulation signal generator 110 for generating a simulation signal, and a beacon 120 are included. The radio wave transmitted from the beacon transmitting antenna 120 should be sufficiently spaced apart from the radar so as to be a plane wave with the receiving antenna of the radar. In addition, the transmission antenna 120 of the beacon should be installed in the beacon tower or high position so that the radio wave is not reflected from the ground but only the direct wave to the radar.

종래의 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더에 있어서 물체의 각도정보 추출을 위해 2개 이상의 안테나가 서로 다른 거리차를 두고 배치되어야 하며, 이때 각 채널의 초기 위상값 보상을 위해 수신부의 각 채널별 위상정렬이 반드시 필요하다.In the conventional FMCW radar using the radio interferometer, two or more antennas should be arranged at different distances to extract the angular information of the object. In this case, the phase alignment of each channel of the receiver is compensated for the initial phase value compensation of each channel. It is necessary.

또한 종래의 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더에 있어서 초기 위상정렬이 수행된 이후 운용에 따른 위상 틀어짐을 점검하기 위해서는 다시 플랫폼모사기(100), 모의신호발생기(110), 비콘(120)이 설치된 장소로 이동하여 수행해야하는 공간적 제약과 시간적 낭비가 발생한다. 따라서 간접적으로 레이더 상태점검 및 위상정렬점검을 위해 송신부의 전력증폭기 출력단에 커플러를 장착하여 수신부의 저잡음증폭기 입력단 커플러를 통해 상태점검을 하는 것이 종래의 방법이다. In addition, in the FMCW radar using the conventional radio interferometer, after the initial phase alignment is performed, the platform simulator 100, the simulation signal generator 110, and the beacon 120 are moved to the place where the phase shift is performed again. This leads to space constraints and time wastage. Therefore, the conventional method is to indirectly check the state through the low noise amplifier input stage coupler by attaching the coupler to the power amplifier output stage of the transmitter for radar state check and phase alignment check.

하지만 이와 같은 점검방법은 위상모노펄스방식에서 가장 중요한 수신안테나 경로를 포함하지 못함으로써 전파간섭계 방식에서 가장 중요한 수신안테나 채널별 위상차를 점검하지 못하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 수신안테나에 문제가 있을시 각도 오차가 커지거나 아예 각도추출이 불가능한 문제점이 있다.However, such a check method does not include the reception antenna path which is the most important in the phase monopulse method, so it is not only possible to check the phase difference for each channel of the reception antenna which is the most important in the radio interferometer method. The error is large or there is a problem that it is impossible to extract the angle at all.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 모의신호발생기 및 비콘없이 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상정렬이 가능하고 협소한 공간에서도 지면 반사파 영향을 최소화한 직접파만을 수신하여 정밀한 위상정렬이 가능한 FMCW 레이더 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is a FMCW radar capable of phase alignment of a FMCW radar using a radio interferometer without a simulation signal generator and a beacon, and receiving only direct waves with minimal ground reflection wave effects even in a narrow space, and capable of precise phase alignment. To provide that method.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 비콘타워와 같은 넓은 공간이 아니라 협소한 공간에서 지면반사파 영향을 최소화한 직접파를 수신하여 위상 정렬이 가능하도록 하는 탈부착형 안테나치구를 제공하는 데 있다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a detachable antenna jig to enable the phase alignment by receiving a direct wave minimized the effect of the ground reflection wave in a narrow space rather than a wide space such as a beacon tower.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 일 실시예는, 서로 다른 주파수로 천이시킨 CW(Continous Wave) 또는 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형 신호를 탐지 유효 주파수 범위 내에서 각각 생성하는 송신 DDS 및 수신 DDS; 상기 송신 DDS에서 생성된 CW 또는 LFM 파형 신호를 전파하는 탈부착형 안테나치구; 탈부착형 안테나치구를 통해 전파된 신호를 수신하는 적어도 두 개 이상의 수신 안테나; 상기 수신한 신호를 상기 수신 DDS의 CW 또는 LFM 파형 신호에 기초하여 하향 주파수로 변환하는 믹서; 및 상기 믹서의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention, the effective frequency range of detecting a CW (Continous Wave) or Linear Frequency Modulation (LFM) waveform signal transitioned to different frequencies A transmitting DDS and a receiving DDS, respectively generated within each other; A removable antenna jig propagating the CW or LFM waveform signal generated by the transmitting DDS; At least two receiving antennas for receiving a signal propagated through the removable antenna fixture; A mixer for converting the received signal to a downlink frequency based on a CW or LFM waveform signal of the received DDS; And A / D for converting the output signal of the mixer into a digital signal.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상 정렬 방법의 일 실시예는, 송신 DDS와 수신 DDS를 통해 서로 다른 주파수로 천이시킨 CW(Continous Wave) 또는 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형 신호를 탐지 유효 주파수 범위 내에서 각각 생성하는 단계; 상기 송신 DDS에서 생성된 CW 또는 LFM 파형 신호를 탈부착형 안테나치구를 통해 전파하는 단계; 및 탈부착형 안테나치구를 통해 전파된 신호를 수신하는 적어도 두 개 이상의 수신 안테나를 통해 수신한 후 각 채널별 위상차를 보정하는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, one embodiment of the phase alignment method of the FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention, the CW (Continous Wave) or LFM (Transition to different frequencies through the transmission DDS and the receiving DDS) Linear Frequency Modulation) generating waveform signals within a detection effective frequency range, respectively; Propagating a CW or LFM waveform signal generated by the transmitting DDS through a removable antenna fixture; And correcting the phase difference for each channel after receiving through at least two receiving antennas receiving the signal propagated through the removable antenna fixture.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 일 실시예는, 몸체; 상기 몸체의 일측에 기울기의 조절이 가능한 기울림고정대에 부착된 혼 안테나; 및 상기 몸체의 다른 일측에서 FMCW 레이더의 상부에 탈부착되는 조립판;을 포함하고, 상기 혼 안테나는 상기 FMCW 레이더의 수신 안테나의 중심을 향하고 상기 수신 안테나의 평면과 수직한 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the removable antenna jig according to the present invention, the body; A horn antenna attached to an inclination holder capable of adjusting inclination on one side of the body; And an assembling plate detachable from an upper side of the FMCW radar at the other side of the body, wherein the horn antenna faces the center of the receiving antenna of the FMCW radar and is perpendicular to the plane of the receiving antenna.

본 발명에 따르면, 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더에 있어서 레이더 내부신호와 탈부착형 안테나 정렬치구를 이용하여 위상정렬 및 시스템 점검이 가능하다. 레이더 내부회로에 있는 DDS의 주파수천이에 의해 발생된 CW, LFM 파형은 모의신호발생기를 이용하여 발생된 모의신호와 동일한 효과를 실현하므로 기존의 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더 방식에서 반드시 필요했던 모의신호발생기 및 비콘을 제거할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, in an FMCW radar using a radio interferometer, phase alignment and system inspection are possible using radar internal signals and removable antenna alignment fixtures. The CW and LFM waveforms generated by the frequency shift of the DDS in the radar internal circuit realize the same effects as the simulated signals generated using the simulated signal generator, so the simulated signal generators necessary for the FMCW radar system using the existing radio interferometer are required. And beacons can be removed.

또한, 레이더의 몸체에 별도의 간단한 정렬치구를 부착함으로써 비콘타워와 같이 넓은 공간이 아닌 협소한 공간에서도 지면반사파 영향을 최소화한 직접파를 수신할 수 있으며, 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상보정 및 점검시 모든 수신안테나 경로를 포함함으로써 정밀한 위상보정 및 레이더 점검이 가능한 장점이 있다. In addition, by attaching a separate simple alignment jig to the body of the radar, it is possible to receive direct waves with minimal ground reflection effects even in a narrow space, such as a beacon tower, and the phase correction of the FMCW radar using a radio interferometer. By including all receiving antenna paths in the inspection, it is possible to perform precise phase correction and radar inspection.

또한 탈부착형 안테나 정렬치구를 이용하여 자유공간을 통해 수신안테나 전체를 포함한 위상정렬이 가능함으로써 보다 정확한 위상정렬이 가능하다.In addition, by using the detachable antenna alignment jig, phase alignment including the entire reception antenna is possible through free space, which enables more accurate phase alignment.

도 1은 종래 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상정렬방법을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 일 예를 도시한 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상 정렬 방법의 일 예를 도시한 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 측면도를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 상측면도를 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구를 FMCW 레이더에 탈부착하는 부분의 확대도,
도 7은 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 혼 안테나 부분의 확대도,
도 8은 본 발명에 따른 위상정렬방법에 의해 측정된 CW와 LFM 신호를 A/D 변환 후 FFT한 주파수영역 스펙트럼을 도시한 도면, 그리고,
도 9는 본 발명에 따른 위상 정렬 후 탐지 추적 레이더로부터 움직이는 물체를 탐지추적한 방위각, 고각 특성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a phase alignment method of an FMCW radar using a conventional radio interferometer;
2 is a circuit diagram showing an example of an FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention;
3 is a flowchart illustrating an example of a phase alignment method of an FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention;
4 is a side view of the removable antenna jig according to the present invention;
Figure 5 is a view showing a top side view of the removable antenna jig according to the invention,
Figure 6 is an enlarged view of a portion of the removable antenna jig detachable to the FMCW radar according to the present invention,
7 is an enlarged view of a horn antenna portion of the removable antenna jig according to the present invention;
8 is a diagram illustrating a frequency domain spectrum obtained by FFT after A / D conversion of CW and LFM signals measured by a phase alignment method according to the present invention;
FIG. 9 is a diagram illustrating azimuth and elevation characteristics of detecting and tracking a moving object from a detection tracking radar after phase alignment according to the present invention.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더 및 그 위상정렬 방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the FMCW radar and its phase alignment method using a radio interferometer according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 일 예를 도시한 회로도이다.Figure 2 is a circuit diagram showing an example of the FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention.

도 2를 참조하면, FMCW 레이더는 크게 송신부(200)와 수신부(250)로 구성되며, 송신부(200)는 송신 DDS(Direct Digital Synthesis)(202), 로컬 오실레이터 및 믹서(204)등으로 구성된 국부발진기, 드라이브 증폭기(206), 전력증폭기(208), 커플러(210), RF 스위치(212), 송신안테나(214), 감쇠기(attenuator)(216), 탈부착형 안테나치구(218)를 포함하고, 수신부(250)는 다수의 수신안테나(254,256), 전력분배기(260), 커플러(258), 저잡음증폭기(LNA)(262), 믹서(264), 앰프(268), A/D(270) 및 수신 DDS(252)를 포함한다. 즉, 본 실시예는 레이더의 내부 송신부(200)와 수신부(250)에 각각 CW(Continuous Wave)와 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형을 제어할 수 있는 송신 DDS(202)와 수신 DDS(252)를 별도로 구성한다.Referring to FIG. 2, the FMCW radar is largely composed of a transmitter 200 and a receiver 250, and the transmitter 200 includes a local DDS (Direct Digital Synthesis) 202, a local oscillator, a mixer 204, and the like. Oscillator, drive amplifier 206, power amplifier 208, coupler 210, RF switch 212, transmit antenna 214, attenuator 216, removable antenna fixture 218, The receiver 250 includes a plurality of reception antennas 254 and 256, a power divider 260, a coupler 258, a low noise amplifier (LNA) 262, a mixer 264, an amplifier 268, an A / D 270, and the like. Receive DDS 252. That is, in the present embodiment, the transmission DDS 202 and the reception DDS 252 capable of controlling the continuous wave (CW) and linear frequency modulation (LFM) waveforms are respectively provided to the internal transmitter 200 and the receiver 250 of the radar. Configure separately.

송신 DDS(202)에서 발생한 신호는 국부발진기에 의해 상향주파수로 전환되어 전력증폭기(208)와 감쇠기(216) 및 탈부착형 안테나치구(218)를 통해 자유공간 경로를 거쳐 수신 안테나(254,256)로 전송된다.The signal generated by the transmitting DDS 202 is converted to an uplink frequency by a local oscillator and transmitted to the receiving antennas 254 and 256 through a free space path through the power amplifier 208, the attenuator 216, and the removable antenna fixture 218. do.

물체로부터 반사된 미약한 신호는 수신안테나(254,256)를 통해 수신된 후 저잡음증폭기(262), 믹서(264)를 통해 하향주파수로 변환된 후 A/D(270)를 통해 디지털신호로 변환된다. 디지털신호로 변환된 신호를 신호처리하여 목표물의 거리, 속도, 각도 정보를 추출할 수 있다.The weak signal reflected from the object is received through the receiving antennas (254, 256), and then converted into a downlink frequency by the low noise amplifier 262, mixer 264, and then converted into a digital signal through the A / D (270). Signal, which is converted into a digital signal, may be processed to extract distance, velocity, and angle information of a target.

송신부의 전력증폭기(208) 출력단에 위치한 RF 스위치(212)는 정상 동작시 사용되는 송신안테나 경로와 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이터의 위상정렬 및 점검을 위한 탈부착형 안테나치구의 경로를 선택적으로 제공하도록 한다. 즉 위상정렬시 선택되는 경로에는 전력증폭기(208)에서 증폭된 매우 큰 신호가 탈부착형 안테나치구(218)를 통해 전파되어 바로 수신안테나(254,256)로 유입될 시 수신부 회로가 손상을 입을 수 있으므로 감쇠기(216)를 포함한다. The RF switch 212 located at the output of the power amplifier 208 of the transmitter selectively provides a path of a removable antenna fixture for phase alignment and inspection of the FMCW radar using a transmission antenna path and a radio interferometer used during normal operation. . That is, the attenuator may be damaged when a very large signal amplified by the power amplifier 208 propagates through the detachable antenna fixture 218 in the path selected during phase alignment and is directly introduced to the reception antennas 254 and 256. And 216.

전파갑섭계를 이용한 FMCW 레이더의 경우 물체로부터 반사되어 수신되는 신호로부터 물체의 각도를 추출하기 위해서는 최소한 2개 이상의 안테나 배열을 필요로 한다. 본 실시예에서는 방위각, 고각에 대하여 정밀한 각도 추출을 위해 방위각 및 고각에 대해 각각 3개의 안테나(254,256)로 구성되며 각 안테나를 서로 다른 거리로 배치하여 전파간섭계 방식이 되도록 구성한다.In the case of FMCW radar using a radio interferometer, at least two antenna arrays are required to extract the angle of the object from the signal reflected from the object. In the present embodiment, three antennas 254 and 256 are respectively configured for the azimuth and the elevation angles to accurately extract the angles for the azimuth and the elevation angles. The antennas are arranged at different distances to form a radio interferometer method.

송신 DDS(202)와 수신 DDS(252)는 CW(Continuous Wave), LFM(Linear Frequency Modulation) 파형을 만들기 위해 사용될 뿐만 아니라 위상정렬시 움직이는 물체로부터 발생하는 도플러 주파수와 동일한 효과의 주파수를 레이더 탐지 유효 주파수 범위 내에서 발생한다. 수신 DDS(252)의 주파수는 2단 믹서(272,264)에 의해 수신부의 하향 주파수 변환에 반영되어 활용된다. The transmitting DDS 202 and the receiving DDS 252 are not only used for generating continuous wave (CW) and linear frequency modulation (LFM) waveforms, but also effective in detecting radar at frequencies equal to the Doppler frequency generated from moving objects during phase alignment. Occurs within the frequency range. The frequency of the receiving DDS 252 is reflected by the two-stage mixers 272 and 264 in the downlink frequency conversion of the receiver.

전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더에 있어서 각도추출을 위한 수신부(250)의 각 채널별 초기 위상값 정렬을 위해서 수신 채널간 위상차가 "0"이 되도록 하는 위상정렬이 반드시 필요하다. 종래의 위상정렬방법은 도 1에서 설명한 바와 같이 별도의 모의신호발생기와 비콘을 필요로 하므로 개방된 넓은 공간을 필요로 하는 단점이 있다.In the FMCW radar using a radio interferometer, a phase alignment is required so that the phase difference between reception channels becomes "0" for the initial phase value alignment for each channel of the receiver 250 for angle extraction. The conventional phase alignment method requires a separate simulated signal generator and a beacon as described in FIG. 1, which requires a large open space.

도 3은 본 발명에 따른 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상 정렬 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating an example of a phase alignment method of an FMCW radar using a radio interferometer according to the present invention.

도 3을 참조하면, 도 2에 도시된 FMCW 레이더에서 송신부와 수신부에서 각각 파형제어가 가능한 DDS를 사용하여 레이더의 초기 위상정렬시 송신 DDS와 수신 DDS를 서로 다른 주파수로 천이시켜 A/D를 통과한 수신부 종단에서 수신신호가 탐지 영역 내에 형성되도록 만들어 준다(S300). 이때 수신되는 신호는 마치 움직이는 표적으로부터 발생된 도플러주파수와 동일한 효과를 발생한다. 따라서 수신된 각 채널별 도플러 주파수로부터 채널간 위상차를 추출하고(S310), 그 추출한 위상차를 기초로 레이더의 각 수신 채널당 위상값 보상을 수행한다(S320).Referring to FIG. 3, in the FMCW radar shown in FIG. 2, the DDS capable of controlling waveforms at the transmitter and the receiver respectively shifts the transmitting DDS and the receiving DDS to different frequencies during the initial phase alignment of the radar to pass through the A / D. At one end of the receiver, the received signal is made to be formed in the detection area (S300). The received signal then produces the same effect as the Doppler frequency generated from the moving target. Accordingly, the phase difference between the channels is extracted from the received Doppler frequencies for each channel (S310), and the phase value compensation for each receiving channel of the radar is performed based on the extracted phase difference (S320).

도 4는 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 측면도를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 상측면도를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구를 FMCW 레이더에 탈부착하는 부분의 확대도이고, 도 7은 본 발명에 따른 탈부착형 안테나치구의 혼 안테나 부분의 확대도이다.Figure 4 is a view showing a side view of the removable antenna jig according to the invention, Figure 5 is a view showing a top side view of the removable antenna jig according to the invention, Figure 6 is a removable antenna jig according to the present invention 7 is an enlarged view of a portion detachably attached to the FMCW radar, and FIG. 7 is an enlarged view of a horn antenna portion of the detachable antenna jig according to the present invention.

도 4 내지 도 7을 함께 참조하여 살펴보면, 탈부착형 안테나치구의 한쪽은 수신안테나(430)와 송신안테나(440)를 포함한 FMCW 레이더(420)와 연결되며 다른 한쪽에는 혼 안테나 부분(410)이 위치한다. 혼 안테나(416)는 FMCW 레이더(420)의 수신 안테나(430)의 중심에 일치하도록 수신안테나의 평면과 물리적 수직이 되도록 부착된다. 이를 위해 도 7과 같이 탈부착형 안테나치구의 혼 안테나(416)는 기울임고정대(414)에 부착된다. 혼 안테나(416)는 FMCW 레이더의 송신부 RF 스위치에 의해 선택된 경로로부터 송신신호를 전달받아 공간으로 전파한다.Referring to FIGS. 4 to 7, one side of the removable antenna fixture is connected to the FMCW radar 420 including the receiving antenna 430 and the transmitting antenna 440, and the horn antenna portion 410 is located at the other side. do. The horn antenna 416 is attached to be perpendicular to the plane of the receiving antenna to coincide with the center of the receiving antenna 430 of the FMCW radar 420. To this end, the horn antenna 416 of the removable antenna fixture as shown in Figure 7 is attached to the tilting station 414. The horn antenna 416 receives the transmission signal from the path selected by the transmitter RF switch of the FMCW radar and propagates to the space.

탈부착형 안테나 치구는 T자형 몸체 형상을 하고 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 탈부착형 안테나 치구에 장착된 상부조립판(402)과 FMCW 레이더 상부에 장착된 하부조립판(404)을 가이드핀(406)을 이용해 정밀 장착한다. The removable antenna jig has a T-shaped body shape, and the upper assembly plate 402 mounted on the removable antenna jig and the lower assembly plate 404 mounted on the FMCW radar as shown in FIGS. 5 and 6. Precision mounting using the guide pin (406).

도 8은 본 발명에 따른 위상정렬방법에 의해 측정된 CW와 LFM 신호를 A/D 변환 후 FFT(Fast Furier Transform)한 주파수영역 스펙트럼을 도시한 도면이다. FIG. 8 is a diagram illustrating a frequency domain spectrum obtained by fast furier transform (FFT) after A / D conversion of CW and LFM signals measured by a phase alignment method according to the present invention.

도 8을 참조하면, 상단의 두 그래프는 송수신 DDS에 의해 제어된 CW, LFM 파형을 주파수 스펙트럼으로 변환한 결과를 도시한 도면이며, 하단의 두 그래프는 위상정렬을 위해 송수신 DDL의 주파수 천이와 탈부착형 안테나치구를 통해 수신된 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한 도면이다. 하단 그래프를 다시 살펴보면, 내부 송수신 DDS 주파수 천이와 탈부착형 안테나 치구에 의해 형성된 CW 파형 및 LFM 파형을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8, the upper two graphs show the results of converting the CW and LFM waveforms controlled by the transmit / receive DDS into the frequency spectrum, and the lower two graphs show the frequency shift and detachment of the transmit / receive DDL for phase alignment. 2 is a diagram illustrating a frequency spectrum of a signal received through the antenna antenna fixture. Looking back at the bottom graph, we can see the CW and LFM waveforms formed by internal transmit / receive DDS frequency transitions and removable antenna fixtures.

도 9는 본 발명에 따른 위상 정렬 후 탐지 추적 레이더로부터 움직이는 물체를 탐지추적한 방위각, 고각 특성을 도시한 도면이다. 상단의 그래프가 방위각에 대한 특성을 도시한 도면이고 하단의 그래프가 고각 특성을 도시한 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating azimuth and elevation characteristics of detecting and tracking a moving object from a detection tracking radar after phase alignment according to the present invention. The graph at the top shows the characteristics of the azimuth and the graph at the bottom shows the elevation characteristics.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (7)

서로 다른 주파수로 천이시킨 CW(Continous Wave) 또는 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형 신호를 탐지 유효 주파수 범위 내에서 각각 생성하는 송신 DDS 및 수신 DDS;
상기 송신 DDS에서 생성된 CW 또는 LFM 파형 신호를 전파하는 탈부착형 안테나치구;
탈부착형 안테나치구를 통해 전파된 신호를 수신하는 적어도 두 개 이상의 수신 안테나;
상기 수신한 신호를 상기 수신 DDS의 CW 또는 LFM 파형 신호에 기초하여 하향 주파수로 변환하는 믹서;
상기 믹서의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D; 및
위상 정렬을 위해 상기 송신 DDS에서 생성된 신호를 상기 탈부착형 안테나치구로 전송하는 경로 및 정상 동작시 사용되는 송신 안테나 경로를 선택적으로 제공하는 RF 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더.A transmission DDS and a reception DDS for generating a continuous wave (CW) or linear frequency modulation (LFM) waveform signal that has been shifted to different frequencies within a detection effective frequency range, respectively;
A removable antenna jig propagating the CW or LFM waveform signal generated by the transmitting DDS;
At least two receiving antennas for receiving a signal propagated through the removable antenna fixture;
A mixer for converting the received signal to a downlink frequency based on a CW or LFM waveform signal of the received DDS;
A / D for converting the output signal of the mixer into a digital signal; And
FMCW using a radio interferometer comprising a; RF switch for selectively providing a path for transmitting the signal generated in the transmission DDS to the removable antenna fixture for phase alignment and a transmission antenna path used in normal operation Radar. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 탈부착형 안테나치구는,
일측의 기울림고정대에 고정되어 송신 DDS에서 생성된 신호를 전파하는 혼 안테나; 및
다른 일측에 레이더의 상부에 탈부착가능 하도록 하는 고정핀;을 포함하고,
상기 혼 안테나는 상기 기울림고정대의 기울기 조정에 의해 상기 수신 안테나의 평면과 수직을 이루도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더.The method of claim 1, wherein the removable antenna jig,
A horn antenna fixed to one side of the tilting station to propagate a signal generated by a transmission DDS; And
It includes; a fixing pin to be detachable to the upper portion of the radar on the other side;
The horn antenna is a FMCW radar using a radio interferometer, characterized in that positioned to be perpendicular to the plane of the receiving antenna by the tilt adjustment of the tilt fixed. 송신 DDS와 수신 DDS를 통해 서로 다른 주파수로 천이시킨 CW(Continous Wave) 또는 LFM(Linear Frequency Modulation) 파형 신호를 탐지 유효 주파수 범위 내에서 각각 생성하는 단계;
상기 송신 DDS에서 생성된 CW 또는 LFM 파형 신호를 탈부착형 안테나치구를 통해 전파하는 단계; 및
탈부착형 안테나치구를 통해 전파된 신호를 수신하는 적어도 두 개 이상의 수신 안테나를 통해 수신한 후 각 채널별 위상차를 보정하는 단계;를 포함하고,
상기 보정하는 단계는,
상기 수신 안테나를 통해 수신한 신호들을 수신 DDS에서 생성된 CW 또는 LFM 파형 신호를 반영하여 하향 주파수로 변환하는 단계;
상기 하향 주파수로 변환된 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
각 채널별 위상차가 0이 되도록 각 수신 안테나의 채널별 위상차를 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파간섭계를 이용한 FMCW 레이더의 위상정렬 방법.Generating a Continous Wave (CW) or Linear Frequency Modulation (LFM) waveform signal which has been shifted to different frequencies through the transmitting DDS and the receiving DDS, respectively within a detection effective frequency range;
Propagating a CW or LFM waveform signal generated by the transmitting DDS through a removable antenna fixture; And
And correcting the phase difference for each channel after receiving the signal propagated through the removable antenna fixture through at least two receiving antennas.
The correcting step,
Converting the signals received through the receiving antenna to a downlink frequency reflecting the CW or LFM waveform signal generated in the receiving DDS;
Converting the down-converted signal into a digital signal; And
Compensating for the phase difference for each channel of each receiving antenna so that the phase difference for each channel is 0. The phase alignment method of the FMCW radar using a radio interferometer. 삭제delete 몸체;
상기 몸체의 일측에 기울기의 조절이 가능한 기울림고정대에 부착된 혼 안테나; 및
상기 몸체의 다른 일측에서 FMCW 레이더의 상부에 탈부착되는 조립판;을 포함하고,
상기 혼 안테나는 상기 FMCW 레이더의 수신 안테나의 중심을 향하고 상기 수신 안테나의 평면과 수직한 것을 특징으로 하는 탈부착형 안테나치구.Body;
A horn antenna attached to an inclination holder capable of adjusting inclination on one side of the body; And
And an assembling plate detachable from an upper side of the FMCW radar on the other side of the body.
The horn antenna is a removable antenna jig, characterized in that the center of the receiving antenna of the FMCW radar and perpendicular to the plane of the receiving antenna. 제 6항에 있어서, 상기 조립판은,
상기 몸체의 하부에 고정된 상부조립판;
상기 FMCW 레이더 상부에 고정된 하부조립판; 및
상기 상부조립과 상기 하부조립판을 고정하는 가이드핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈부착형 안테나치구.The method of claim 6, wherein the building plate,
An upper assembly plate fixed to the lower portion of the body;
A lower assembly plate fixed to the upper part of the FMCW radar; And
Removable antenna jig comprises a; guide pins for fixing the upper assembly and the lower assembly plate.
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