KR101022369B1 - 초광대역 신호 추출 방법 및 이를 이용한 초광대역 측정 장치 - Google Patents

초광대역 신호 추출 방법 및 이를 이용한 초광대역 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초광대역 신호 추출 방법 및 이를 이용한 초광대역 측정 장치에 관한 것이다.
수신부가 송신부로부터 출력되는 초광대역 신호를 수신하고, 제1 시간폭 동안에 수신되는 신호를 샘플링하고, 또한 제2 시간폭 동안 수신되는 신호를 샘플링한다. 이 경우 제2 시간폭은 제1 시간폭보다 설정 구간 만큼 더 큰 값을 가진다. 이후 제1 시간폭 동안 샘플링한 제1 수신 신호와 제2 시간폭 동안 샘플링한 제2 수신 신호의 차이인 측정 신호를 구하고, 측정 신호와 기준 신호를 비교하여 감지 영역에 타겟이 존재하는지의 여부를 판단한다.
UWB, 초광대역, 거리분해능, 대역폭, 샘플게이트

Description

초광대역 신호 추출 방법 및 이를 이용한 초광대역 측정 장치{UWB sugnal extracting method and measuring device using the method}
본 발명은 초광대역(Ultra Wide Band : 이하, UWB 라고 명명함) 신호 수신방법과, 이를 이용하여 UWB 신호를 수신하고 이를 토대로 타겟의 유무를 검출하는 장치에 관한 것이다.
UWB 무선기술은 무선 반송파(RF carrier)를 사용하지 않고 기저대역(baseband)에서 수 GHz이상의 매우 넓은 주파수 대역을 사용하여 통신이나 레이더 등에 응용되고 있는 새로운 무선 기술이다. 이러한 UWB 기술은 수 나노 혹은 피코 초의 매우 좁은 펄스를 사용함으로 매우 넓은 주파수 대역에 걸쳐 매우 낮은 스펙트럼 전력 밀도를 가지며, 이에 따라 이동통신, 방송, 위성 등의 기존 통신 시스템과 상호 간섭 영향 없이 주파수를 공유하여 사용할 수 있어 새로운 차세대 무선 기술로 급부상하고 있다.
UWB 기술은 높은 보안성, 높은 데이터 전송 특성 및 정확한 거리 및 위치 측정이 가능한 높은 해상도를 제공하며 다중경로 영향에 강인한 특성을 보인다. UWB의 응용 분야는 다양하나 군사용 응용이 아닌 일반 상용화 응용으로는 레이더 분야 와 통신 분야로 크게 분류할 수 있다. 레이더 응용 제품으로는 민간 항공기의 충돌 방지 장치 및 고도계, 지하 매설물이나 광산물 추적을 위한 GPR(Ground Penetrating Radar), 건물 벽 속의 구조물을 찾기 위한 침입 검출 레이더(Intrusion Detection Radar), GPS 없이 실내에서와 같은 좁은 공간에서 정밀한 위치를 추적할 수 있는 장치인 정밀 위치 측정 시스템(Precision Geolocation System) 등이 대표적이며 일정 범위 안으로 사람이 접근하면 경보음을 울리는 보안 시스템에도 널리 응용되고 있다.
이러한 레이더 응용 분야에 사용되는 측정 장치인 UWB 레이더는 수 GHz 대의 UWB 신호를 송출하고, 송출한 신호를 수신 신호로 수신하여 타겟(사람이나 물체 등)의 존재 유무를 감지한다. 또한 UWB 레이더는 타겟의 존재 유무 감지와 더불어, 타겟과의 거리를 산출하는 기능을 가지고 있다.
이러한 UWB 레이더는 샘플 게이트 개폐 기능을 이용하여 UWB 신호를 수신하는데, 거리 분해능(range resolution)을 높이기 위하여, 광대역의 샘플 게이트를 필요로 한다. 즉, 광대역으로 동작하는 샘플 게이트를 사용하여 소정 주기마다 UWB 신호를 수신하며, 이에 따라 수신되는 신호를 처리하기 위한 고속의 정교한 디지털 회로가 요구되는 문제점이 있다. 그 결과 수신 신호를 처리하기 위한 UWB 레이더의 하드웨어 및 이를 구동하기 위한 제어 신호가 복잡해진다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 UWB 신호를 이용한 타겟 검출시, 거 리 분해능을 높이기 위한 신호 추출 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위의 신호 추출 방법을 이용하여 보다 간단한 구조로 최적의 거리 분해능으로 UWB 신호를 이용하여 타겟을 검출하는 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 초광대역 측정 장치는, 송신부를 통하여 방사되는 초광대역 신호를 수신하여 타겟을 검출하는 초광대역 측정 장치에서, 제1 시간폭 동안 구동하여 상기 수신되는 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 제1 수신 신호를 출력하는 제1 샘플 게이트; 제2 시간폭 동안 구동하여 상기 수신되는 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 제2 수신 신호를 출력하는 제2 샘플 게이트; 상기 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 차이인 측정 신호를 출력하는 감산부; 상기 측정 신호와 기준 신호를 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과를 토대로 타겟의 유무를 판단하는 결정부를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 초광대역 측정 장치는, 송신부를 통하여 방사되는 초광대역 신호를 수신하여 타겟을 검출하는 초광대역 측정 장치에서, 수신 안테나를 통하여 수신되는 상기 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 샘플 게이트; 상기 샘플 게이트를 제1 시간폭 및 제2 시간폭에 따라 순차적으로 구동시키는 동작 제어부; 상기 샘플 게이트가 제1 시간폭에 따라 구동되어 샘플링한 제1 수신 신호와 상기 샘플 게이트가 제2 시간폭에 따라 구동되어 샘플링한 제2 수신 신호의 차이인 측정 신호를 출력하는 감산부; 상기 측정 신호와 기준 신 호를 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 비교 결과를 토대로 타겟의 유무를 판단하는 결정부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 신호 추출 방법은, 초광대역 신호를 출력하여 타겟을 검출하는 장치에서, 상기 초광대역 신호를 추출하는 방법에서, 상기 장치는 상기 수신되는 초광대역 신호를 제1 시간폭 동안 샘플링하고 그에 해당하는 제1 수신 신호를 출력하는 단계; 및 상기 장치는 상기 수신되는 초광대역 신호를 제2 시간폭 동안 샘플링하고 그에 해당하는 제2 수신 신호를 출력하는 단계를 포함하고, 상기 제2 시간폭은 상기 제1 시간폭보다 설정 구간 만큼의 큰 값을 가진다. 여기서, 상기 제1 시간폭(TS1)는 다음의 조건
Figure 112008077336211-pat00001
를 만족하고, 상기 제2 시간폭(TS2)는 다음의 조건
Figure 112008077336211-pat00002
를 만족한다. 여기서 △R은 상기 초광대역 신호를 감지하는 구간을 나타내고, C는 광 속도 그리고 Tp는 상기 초광대역 신호의 펄스 폭을 나타내며, R1 및 R2는 각각 감지 구간을 나타내는 지점들을 나타낸다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, UWB 신호를 이용하여 타겟을 검출하는 경우 보다 정밀하게 타겟의 유무를 검출할 수 있다. 특히, UWB 신호를 이용하여 타겟을 검출하는 장치에서 소정 주기에 따라 신호를 검출하는 샘플 게이트의 동작 대역폭을 협대역으로 하면서도 보다 높은 거리 분해능을 가지고 타겟의 유무를 검출할 수 있다. 또한 보다 간단한 구조로 이루어지는 UWB 신호를 이용한 측정 장치를 제공할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 신호 추출 방법 및 이를 이용한 UWB 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 개념을 나타낸 도이다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른, UWB 신호를 이용하여 타겟(target)을 감지하거나 타겟의 위치 또는 거리를 측정하는 장치(이하, UWB 레이더라고 명명함)(1)는 송신부(10)를 통하여 펄스 신호 즉 UWB 신호를 방사하고, 수신부(20)를 이용하여 타겟에서 반사되는 UWB 신호를 수신한다.
특히, UWB 레이더(1)는 타겟을 감지하는 감지 영역을 임의의 구간들로 나누고, 반사되어 수신되는 UWB 신호가 감지 영역의 어느 구간에서 반사되었는지를 판단하여, 타겟(침입자나 물체 등)의 거리 정보를 획득한다. 따라서 UWB 레이더(1)의 거리 분해능(Range resolution)은 감지 영역을 나누는 구간(이하, 감지 구간이라고 명명함)들에 따라 달라질 수 있으며, 각 구간들은 송신부(10)에서 출력되는 펄스 신호 즉, UWB 신호의 펄스 폭에 따라 달라진다. 본 발명의 실시 예에서 감지 영역을 나누는 감지 구간(△R)은 다음의 조건을 만족한다.
[수학식 1]
Figure 112008077336211-pat00003
여기서, C는 광 속도(light velocity)를 나타내고, Tp은 UWB 신호의 펄스 폭을 나타낸다. 그리고 R1 및 R2는 각각 감지 구간을 나타내는 지점들을 나타낸다.
본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더(1)의 수신부(20)는 소정 시간 동안 동작되어 UWB 신호를 수신하고 소정 시간 동안 동작이 중지되는 샘플 게이트를 포함한다. 감지 지점 R1과 R2사이의 감지 구간에서 타겟을 감지하기 위해서는, 감지 구간 (△R)이 위의 수학식 1을 만족하면서 수신부(20)의 샘플 게이트가 동작하는 주기 즉, 샘플 게이트의 동작 시간 폭(TS)이 다음의 조건을 만족해야 한다.
[수학식 2]
Figure 112008077336211-pat00004
첨부한 도 1에 예시되어 있듯이, UWB 레이더의 송신부(10)에서 출력되는 UWB 신호의 펄스 폭 Tp가 2㎱이고, 거리 분해능 즉, 감지 구간(△R)이 60㎝이면, 수신부(20)의 샘플 게이트의 시간 폭 TS는 위의 수학식 1 및 2에 따라 4㎱가 된다.
이와 같이 동작하는 UWB 레이더(1)의 수신부(20)에서, 샘플 게이트의 시간 폭(TS)의 대역폭은 다음과 같이 구할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112008077336211-pat00005
여기서 BWS는 샘플 게이트의 시간 폭(TS)의 대역폭을 나타낸다.
거리 분해능을 높이기 위해서는 즉, 감지 구간(△R)을 세밀하게 하기 위해서는 샘플 게이트의 시간 폭(TS)이 짧아져야 하며, 이에 따라 대역폭 BWS는 광대역의 특성을 가지게 된다.
그러나 본 발명의 실시 예에서는 샘플 게이트의 시간 폭(TS)의 대역폭 (BWS)을 광대역화 하지 않으면서도 높은 거리 분해능을 얻기 위하여, 다음에 기술되는 바와 같이 수신부의 샘플 게이트의 동작 시간폭을 조절한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 UWB 측정 장치 즉, UWB 레이더의 구조도이다.
첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 UWB 레이 더(1)는 타겟으로부터 반사되는 UWB 신호를 수신하는 수신부(20)를 포함한다. 물론 UWB 신호를 출력하는 송신부(10)도 포함한다.
특히 수신부(20)는 구체적으로 수신 안테나(21), 서로 다른 주기로 동작하여 수신 안테나(21)를 통하여 수신한 UWB 신호를 각각 샘플링하는 제1 샘플 게이트(22) 및 제2 샘플 게이트(23), 그리고 수신 안테나(21)로부터의 신호를 제1 샘플 게이트(22) 및 제2 샘플 게이트(23)로 분기하는 분배부(24), 제1 및 제2 샘플 게이트(23)로부터 출력되는 신호들의 차를 구하는 감산부(25), 감산부로부터 출력되는 신호와 기준 신호를 비교하는 비교부(26) 및 비교부의 비교 결과를 토대로 타겟 유무를 판단하는 결정부(27)를 포함한다. 송신부(10)의 구조는 당업계에 공지된 구조를 사용할 수 있으므로, 여기서는 송신부(10)의 구조에 대한 상세한 설명을 생략한다.
이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 제1 실시 예에서, 제1 샘플 게이트(22)는 제1 동작 주기 즉, 제1 시간폭(TS1)에 따라 동작하여 수신되는 UWB 신호를 샘플링 즉, 추출하며, 제2 샘플 게이트(23)는 제2 동작 주기 즉, 제2 시간폭(TS2)에 따라 동작하여 수신되는 UWB 신호를 추출한다. 특히 본 발명의 제1 실시 예에서 거리 분해능을 만족하도록 제1 및 제2 시간폭(TS1, TS2)는 다음의 조건을 만족한다.
[수학식 4]
Figure 112008077336211-pat00006
[수학식 5]
Figure 112008077336211-pat00007
다음에는 제1 실시 예에 따른 UWB 레이더의 동작에 대하여 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 UWB 레이더의 수신부의 동작 타이밍도이고, 도 4은 본 발명의 제1 실시 예에 다른 UWB 레이더의 동작 흐름을 나타낸 순서도이다.
첨부한 도 3 및 도 4에 도시되어 있듯이, UWB 레이더(1)는 소정 영역에 침입하는 침입자나 물체 등의 타겟을 감지하기 위하여 송신부(10)는 UWB 신호를 생성하여 출력한다(S100). 출력된 UWB 신호는 타겟에 의하여 반사되어 수신부(20)로 수신될 수 있으며, 수신부(20)는 반사되는 UWB 신호를 수신하기 위하여, 제1 샘플 게이트(22)가 위의 수학식 2를 만족하는 제1 시간폭(TS1)에 따라 동작하고 제2 샘플 게이트(23)가 위의 수학식 5를 만족하는 제2 시간폭(TS2)에 따라 동작한다(S110∼S120).
이에 따라 제1 샘플 게이트(22)는 제1 시간폭(TS1)마다 동작하여 수신 안테나(21)를 통하여 수신되는 신호를 추출하며, 제2 샘플 게이트(23)는 제2 시간폭(TS2)마다 동작하여 수신 안테나(21)를 통하여 수신되는 신호를 추출한다. 이 때, 제2 시간폭(TS2)이 위에 기술된 바와 같이 제1 시간폭(TS1)보다 큰 값을 가지므로, 제1 샘플 게이트(22)와 제2 샘플 게이트(23)에서 출력되는 신호들은 도 4에 도시된 바와 같이,
Figure 112008077336211-pat00008
구간에 해당하는 만큼의 차이가 발생하게 된다.
여기서, 위의 수학식 4 및 5를 만족하는 제1 시간폭(TS1)에 따라 제1 샘플 게이트(22)에 의하여 추출되어 감산부(25)로 입력되는 제1 수신 신호의 전력을 S(T1), 위의 수학식 4 및 5를 만족하는 제2 시간폭(TS2)에 따라 제2 샘플 게이트(23)에 의하여 추출되어 감산부(25)로 입력되는 제2 수신 신호의 전력을 S(T2)라고 하자. 그리고 랜덤 노이즈 신호의 전력을 N, 타겟에 의하여 발생한 신호(즉, 송신부에 의하여 출력되어 타겟에 반사된 UWB 신호)의 전력을 P라고 하면, 타겟의 위치에 따라 제1 및 제2 샘플 게이트(23)로부터 출력되는 제1 및 제2 신호는 다음과 같은 조건의 값을 가진다.
1) 타겟이 감지 범위 밖에 위치된 경우
S(T1) = N and S(T2) = N
2) 타겟이 감지 구간 △R 즉, 감지 지점 R1과 R2 사이에 위치된 경우
S(T1) = N and S(T2) = N + P
3) 타겟이 감지 지점 R1보다 수신부에 가까운 곳에 위치되어 있는 경우
S(T1) = N + P and S(T2) = N + P
이후, 감산부(25)는 제1 샘플 게이트(22)와 제2 샘플 게이트(23)로부터 출력되는 신호들의 차이를 구하여 출력한다(S130). 비교부(26)는 감산부(25)에서 출력되는 신호 즉, 제1 시간폭(TS1)에 따라 제1 샘플 게이트(22)에 의하여 수신되어 감산부(25)로 입력되는 제1 수신 신호와, 제2 시간폭(TS2)에 따라 제2 샘플 게이트(23)에 의하여 수신되어 감산부(25)로 입력되는 제2 수신 신호의 차에 해당하는 측정 신호를 설정되어 있는 기준 신호와 비교하고, 비교 결과를 결정부(27)로 출력한다(S140). 여기서 감산부(25)의 출력 신호 즉, 제1 수신 신호와 제2 수신 신호 의 차인 측정 신호(Vs)는 ｜S(T1)-S(T2)｜이다. 비교부(26)는 측정 신호(Vs)와 기준 신호(Vt)를 비교하여 그 결과를 결정부(27)로 출력한다.
결정부(27)는 비교 결과, 측정 신호(Vs)가 기준 신호(Vt)보다 크면 감지 영역에 타겟이 위치된 것으로 판단다(S150). 즉, 위에 기술된 바와 같이 타겟이 감지 구간 △R 즉, 감지 지점 R1과 R2 사이에 위치된 경우에는, 측정 신호(VS)는 P가 된다. 기준 신호(Vt)는 타겟에 의하여 발생한 신호(즉, 송신부에 의하여 출력되어 타겟에 반사된 UWB 신호)의 전력 P보다는 작게 설정되기 때문에, 이 경우, 비교 결과 P>Vt가 성립되어, 감지 영역내에 타겟이 위치된 것으로 판단하게 된다. 이후 결정부(27)는 별도의 처리 과정을 통하여 타겟까지의 거리를 산출할 수도 있다.
다음에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 신호 추출 방법 및 이를 이용한 UWB 레이더에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UWB 측정 장치 즉, UWB 레이더의 구조도이다.
첨부한 도 5에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UWB 레이더(1)는 송신부(10) 및 수신부(20)를 포함한다. 제1 실시 예와는 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수신부(20)는 하나의 샘플 게이트(23‘)를 포함하며, 샘플 게이트(23’)의 동작을 제어하는 동작 제어부(28)를 포함한다. 그리고 수신부(20)는 제1 실시 예와 동일하게 감산부(25), 비교부(26) 그리고 결정부(27)를 포함한다. 여기서는 제1 실시 예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에는 제1 실시 예와 동일한 번호를 부여하였다.
동작 제어부(28)는 샘플 게이트(23‘)를 동작시켜 수신 안테나(21)로부터 수신되는 신호를 샘플링 즉, 추출하도록 하며, 구체적으로 제1 동작 주기 즉, 제1 시간폭(TS1)에 따라 샘플 게이트(23’)를 동작시키고, 이후 제2 동작 주기 즉, 제2 시간폭(TS2)에 따라 샘플 게이트(23‘)를 동작시킨다. 이와 같이 샘플 게이트(23’)를 제1 시간폭(TS1) 및 제2 시간폭(TS2)에 따라 순차적으로 동작시키는 과정을 반복적으로 수행하며, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 제1 시간폭(TS1) 및 제2 시간폭(TS2) 또한 위의 수학식 4 및 수학식 5를 만족한다.
다음에는 제2 실시 예에 따른 UWB 레이더의 동작에 대하여 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 UWB 레이더의 수신부의 동작 타이밍도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 다른 UWB 레이더의 동작 흐름을 나타낸 순서도이다.
첨부한 도 6 및 도 7에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 레이더(1)는 UWB 신호를 생성하여 출력하며(S300). 출력된 UWB 신호는 타겟에 의하여 반사되어 수신부(20)로 수신된다.
수신부(20)의 동작 제어부(28)는 샘플 게이트(23‘)를 위의 수학식 4를 만족하는 제1 시간폭(TS1)에 따라 동작시키고, 이후 위의 수학식 5를 만족하는 제2 시간폭(TS2)에 따라 동작시킨다(S310∼S320). 특히 동작 제어부(28)는 송신부(10)에서 출력되는 UBW 신호에 동기시켜 샘플 게이트(23’)를 동작시킨다. 구체적으로 도 6에 도시되어 있듯이, 송신부(10)에서 출력되는 제1 UWB 신호에 동기시켜 샘플 게이트(23‘)를 제1 시간폭(TS1)에 따라 구동시켜, 샘플 게이트(23’)가 반사되어 수신되는 제1 UWB 신호에 대응하는 신호를 추출하여 출력하도록 한다. 또한 제1 UWB 신호에 이어서 송신부(10)로부터 출력되는 제2 UWB 신호에 동기시켜 샘플 게이트(23‘)를 구동시켜, 샘플 게이트(23’)가 반사되어 수신되는 제2 UWB 신호에 대응하는 신호를 출력하도록 한다.
이후, 감산부(25)는 제1 시간폭(TS1) 동안 구동되는 샘플 게이트(23‘)로부터 출력되는 제1 수신 신호와, 제2 시간폭(TS2) 동안 구동되는 샘플 게이트(23’)로부터 출력되는 제2 수신 신호의 차이를 구하여 출력한다(S330). 이 때 제1 수신 신호와 제2 수신 신호는
Figure 112008077336211-pat00009
구간에 해당하는 만큼의 차이가 발생하게 된다.
Figure 112008077336211-pat00010
를 설명의 편의를 위하여, 설정 구간이라고 명명할 수 있다.
비교부(26)는 감산부(25)에서 출력되는 신호 즉, 제1 수신 신호와, 제2 수신 신호의 차에 해당하는 측정 신호를 설정되어 있는 기준 신호와 비교하고, 비교 결과를 결정부(27)로 출력한다(S340). 이후 결정부(27)는 위에 기술된 제1 실시 예와 같이, 측정 신호와 기준 신호의 관계를 토대로 타겟의 유무를 판단한다(S350).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 개념을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 타이밍도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 UWB 측정 장치의 동작 흐름도이다.

Claims (9)

  1. 송신부를 통하여 방사되는 초광대역 신호를 수신하여 타겟을 검출하는 초광대역 측정 장치에서,
    제1 시간폭 동안 구동하여 상기 수신되는 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 제1 수신 신호를 출력하는 제1 샘플 게이트;
    제2 시간폭 동안 구동하여 상기 수신되는 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 제2 수신 신호를 출력하는 제2 샘플 게이트;
    상기 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 차이인 측정 신호를 출력하는 감산부;
    상기 측정 신호와 기준 신호를 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 측정 신호가 기준 신호보다 큰 경우에 감지 구간내에 타겟이 존재하는 것으로 판단하는 결정부
    를 포함하는 초광대역 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서
    수신 안테나를 통하여 수신되는 초광대역 신호를 상기 제1 샘플 게이트 또는 제2 샘플 게이트로 분기시키는 분배부
    를 더 포함하는 초광대역 측정 장치.
  3. 송신부를 통하여 방사되는 초광대역 신호를 수신하여 타겟을 검출하는 초광대역 측정 장치에서,
    수신 안테나를 통하여 수신되는 상기 초광대역 신호를 샘플링하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 샘플 게이트;
    상기 샘플 게이트를 제1 시간폭 및 제2 시간폭에 따라 순차적으로 구동시키는 동작 제어부;
    상기 샘플 게이트가 제1 시간폭에 따라 구동되어 샘플링한 제1 수신 신호와 상기 샘플 게이트가 제2 시간폭에 따라 구동되어 샘플링한 제2 수신 신호의 차이인 측정 신호를 출력하는 감산부;
    상기 측정 신호와 기준 신호를 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 상기 측정 신호가 기준 신호보다 큰 경우에 감지 구간내에 타겟이 존재하는 것으로 판단하는 결정부
    를 포함하는 초광대역 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서
    상기 동작 제어부는 상기 송신부에서 초광대역 신호가 출력되는 시점에 동기하여 상기 샘플 게이트를 제1 시간폭 또는 제2 시간폭 동안 구동시키는, 초광대역 측정 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서
    상기 제1 시간폭(TS1)는 다음의 조건
    Figure 112010070658056-pat00011
    를 만족하고, 상기 제2 시간폭(TS2)는 다음의 조건
    Figure 112010070658056-pat00012
    를 만족하며, 여기서 △R은 상기 초광대역 신호를 감지하는 구간을 나타내고, C는 광 속도를 나타내는 초광대역 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 초광대역 신호를 출력하여 타겟을 검출하는 장치에서, 상기 초광대역 신호를 추출하는 방법에서,
    상기 장치는 상기 수신되는 초광대역 신호를 제1 시간폭 동안 샘플링하고 그에 해당하는 제1 수신 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 장치는 상기 수신되는 초광대역 신호를 제2 시간폭 동안 샘플링하고 그에 해당하는 제2 수신 신호를 출력하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제2 시간폭은 상기 제1 시간폭보다 설정 구간 만큼의 큰 값을 가지며, 상기 설정 구간은 상기 출력되는 초광대역 신호의 펄스폭에 따라 달라지는 감지 구간을 토대로 형성되는, 초광대역 신호 추출 방법.
  8. 제7항에 있어서
    상기 제1 시간폭(TS1)는 다음의 조건
    Figure 112010070658056-pat00013
    를 만족하고, 상기 제2 시간폭(TS2)는 다음의 조건
    Figure 112010070658056-pat00014
    를 만족하며, 여기서 △R은 상기 초광대역 신호를 감지하는 상기 감지 구간을 나타내고, C는 광 속도를 나타내며,
    Figure 112010070658056-pat00022
    는 상기 설정 구간을 나타내는, 초광대역 신호 추출 방법.
  9. 삭제
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