KR101029598B1 - 레이더 수신기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이더 수신기에 관한 것으로서, 잡음지수 특성을 개선시키며 동시에 수신단의 포화상태를 개선하는 레이더 수신기에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 안테나로부터 수신되는 반사파 신호의 저잡음을 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 반사파 신호가 특정한 근접 거리 이내의 물체로부터 반사되어 수신되는 근거리 반사파인지 아닌지 판단하여, 근거리 반사파 여부에 따라서 상기 저잡음 증폭기의 전원을 온/오프 조절하는 저잡음 증폭기 전원 제어부와, 상기 저잡음 증폭기로부터 출력되는 저잡음 증폭 신호에서 필요 대역만을 필터링하는 RF신호 대역통과여과기와, 상기 저잡음 증폭 신호를 RF 주파수 대역에서 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버팅 시키는 다운 컨버터와, 상기 다운 컨버팅되는 신호 중에서, 근거리 반사파에 대해서는 이득을 낮게 하고, 원거리 반사파에 대해서는 근거리 반사파에 비해서 상대적으로 이득을 높게 하는 이득 제어를 수행하는 STC모듈을 포함한다.

Description

레이더 수신기{Radar receiver}
본 발명은 레이더 수신기에 관한 것으로서, 잡음지수 특성을 개선시키며 동시에 수신단의 포화상태를 개선하는 레이더 수신기에 관한 것이다.
레이더 수신기는 RF 신호를 방사하여 표적을 맞고 수신된 신호를 신호처리하여 표적을 탐지하고 추적하게 된다. 이때, R을 표적과의 거리라고 할 때, 반사되는 신호는 1/R4에 비례하여 수신기에 유입되기 때문에 인접한 강한 목표물이나 클러터는 수신기를 포화시킬 우려가 있다.
이를 위하여 수신기는 높은 P1dB(1dB Gain Compression Point : 1dB 이득압축점) 특성을 가지는 소자를 사용해야 하나, 레이더 혹은 탐색기의 실제 구현에 있어서 규격을 만족하는 P1dB 특성을 갖는 소자를 획득하기도 어렵고, 또한, 잡음지수(NF;Noise Figure) 등의 다른 특성도 고려해야 한다. 이러한 이유로 레이더 수신기에서는 시간(거리)에 따라서 수신된 신호의 감쇠를 제어하는 민감도 시간 조절부(STC;Sentivity Time Control)를 이용하여 수신 신호의 크기를 일정하게 유지시켜 주는 제어기법을 사용한다.
그런데, 레이더 수신기의 STC모듈에 대한 이득 제어를 사용하기 위해서는 수신기의 잡음지수 및 최대입력크기, 제어의 정확도 등에 대해서 고려해야 하며, STC 위치에 따라 이들 특성이 달라진다.
도 1은 STC모듈(260)을 수신기(200)의 전단인 RF단에 위치시킨 경우를 도시한 그림으로서, STC모듈(260)이 저잡음 증폭기(210;LNA;Low Noise Amplifier) 앞 단에 위치하므로, 인접한 표적체에 부딪쳐 반사되어 수신기로 큰 신호가 유입되더라도 저잡음 증폭기(210;LNA) 및 주파수 혼합기(231;Mixer)가 포화되는 것을 방지하는 장점을 가진다. 반면에, STC모듈(260)의 삽입 손실만큼 수신기의 잡음지수 특성이 악화되어, 광대역 RF 송수신 주파수를 사용하는 경우, 주파수별 STC 레벨 편차가 심한 단점을 가진다.
도 2는 STC모듈(260)을 수신기(200)의 후단인 IF단에 위치시킨 경우를 도시한 그림으로서, 한 개의 중간 주파수(IF)에서만 동작되므로 주파수별 편차가 존재하지 않기 때문에 STC 제어의 정확도를 높일 수 있다. 또한, IF단에서의 손실은 시스템 잡음지수에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 우수한 잡음지수 특성을 가지는 장점을 가진다. 반면에, 인접한 강한 신호 및 클러스터가 유입될 경우 수신기의 전단에 있는 RF단이 포화될 우려가 있다는 단점이 있다.
상기와 같이 도 1에 도시한 바와 같이 수신기 전단인 RF단에서 STC모듈(260) 제어가 이루어질 경우 수신기의 잡음지수 특성이 악화되는 문제가 있으며, 반대로, 도 2에 도시한 바와 같이 수신기 후단인 IF단에서 STC모듈(260) 제어가 이루어질 경우 인접한 강한 신호로 인해 전단인 RF단이 포화될 우려가 있다.
본 발명의 기술적 과제는 수신구간동안 저잡음 증폭기(LNA) 전원 제어 및 STC모듈 이득 제어 방법을 사용하여, 레이더 수신기의 잡음 지수 특성을 좋게 유지하도록 하는데 있다. 또한, STC모듈에 대한 제어를 마지막 단인 2nd IF단에서 수행하기 때문에 정확한 제어가 가능하도록 하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 안테나로부터 수신되는 반사파 신호의 저잡음을 증폭하는 저잡음 증폭기와, 상기 반사파 신호가 특정한 근접 거리 이내의 물체로부터 반사되어 수신되는 근거리 반사파인지 아닌지 판단하여, 근거리 반사파 여부에 따라서 상기 저잡음 증폭기의 전원을 온/오프 조절하는 저잡음 증폭기 전원 제어부와, 상기 저잡음 증폭기로부터 출력되는 저잡음 증폭 신호에서 필요 대역만을 필터링하는 RF신호 대역통과여과기와, 상기 저잡음 증폭 신호를 RF 주파수 대역에서 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버팅 시키는 다운 컨버터와, 상기 다운 컨버팅되는 신호 중에서, 근거리 반사파에 대해서는 이득을 낮게 하고, 원거리 반사파에 대해서는 근거리 반사파에 비해서 상대적으로 이득을 높게 하는 이득 제어를 수행하는 STC모듈을 포함한다.
상기 근거리 반사파인지 아닌지 판단하는 것은, 송신 시점 이후 반사되어 도달되는 도착 시간을 기준으로, 특정 시간 내에 수신되는 반사파인 경우 근거리 반사파로 판단한다.
상기 저잡음 증폭기 전원 제어부는, 상기 근거리 반사파에 대해서는 상기 저잡음 증폭기의 전원을 오프(OFF)시키며, 상기 근거리 반사파가 아닌 신호에 대해서는 상기 저잡음 증폭기의 전원을 온(ON)시킨다.
상기 STC모듈은, 상기 저잡음 증폭기의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 시점에 발생되는 반사파 출력의 불연속성을 연속 출력으로 보상하는 보상 제어를 수행한다.
상기 다운컨버터와 STC모듈 사이에는, 다운 컨버팅된 신호를 증폭시키는 IF신호 증폭기와, 상기 IF신호 증폭기를 통해 증폭된 신호를 필터링하는 IF신호 대역통과여과기를 포함한다.
상기 다운컨버터는, RF신호 보다 낮은 주파수를 생성하는 국부 발진기와, 상기 저잡음 증폭 신호에서 상기 국부 발진기에서 제공되는 주파수를 차감하여 다운 컨버팅된 신호를 중간 주파수 신호로서 출력하는 주파수 혼합기(Mixer)를 포함한다.
상기 다운컨버터는 다단 구조로 구현되며, 이때, 상기 STC모듈은 다단구조의 다운컨버터 중에서 마지막에 위치하는 다운컨버터의 출력을 대상으로 이득 제어를 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면 레이더 수신기의 잡음지수 성능을 좋게 유지하면서, 근접한 표적을 맞고 큰 신호가 수신기로 유입되더라도 수신기의 포화를 방지할 수 있다. 또한, 다단 IF단 구조를 가질 경우, 제일 마지막 IF단에 STC모듈을 두어 단일 IF주파수에서 이득 제어를 수행하여 정확한 제어가 가능하다.
도 1은 STC모듈을 수신기의 전단인 RF단에 위치시킨 경우를 도시한 그림이다.
도 2는 STC모듈을 수신기의 후단인 IF단에 위치시킨 경우를 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 수신기를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 표적 거리에 따른 입력신호 크기 및 LNA 전원 제어 모습 및 제어결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 2의 기존 구조에서 수신기의 포화없이 신호처리가 되었다고 가정했을 때 거리에 따른 수신기 출력 신호 크기를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 구조에서 거리에 따른 수신기의 출력신호를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 2단의 IF단을 구비할 때 LNA 전원제어부 ㅁ및 STC모듈이 구비된 모습을 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 도 7의 구조를 가질 경우, 잡음지수 출력을 도시한 실험 그래프이다.
도 9는 종래의 도 1의 구조하에서, 잡음지수 출력을 도시한 실험 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 수신기를 도시한 블록도이다.
송수신 안테나부(100)는 송신기(300) 및 수신기(200), 송수신 신호를 분리하는 써클레이터(110;circulator)를 통하여 연결된다. 즉, 써클레이터(110)의 절환 동작을 통하여 송수신 안테나부(100)는 송신기(300)와 연결되어 송신 안테나의 역할을 수행하며, 아울러, 수신기(200)와 연결될 시에는 수신 안테나의 역할을 수행하는 송수신 겸용의 안테나로서 동작하게 된다.
써클레이터(110)는 송신할 때는 송신 전력을 송수신 안테나부(100)에만 공급하고, 수신기(200) 쪽으로 향하는 송신 전력을 차단하여 수신기 회로를 보호한다. 또한, 표적으로부터 돌아오는 미약한 산란파 신호는 송신 안테나와 동일한 안테나를 사용하기 때문에 수신 신호가 송신기(300)로 향하는 것을 차단하고 수신기(200) 쪽으로만 보낸다.
저잡음 증폭기(210;LNA;Low Noise Amplifier)는, 증폭 회로의 한 종류로, 통신 시스템에서 안테나가 잡은 미약한 신호를 증폭시키는 역할을 한다. 레이더 수신기(200)를 통해 수신되는 신호가 많이 약해져서 증폭을 시켜야 하는데 이때 증폭기에서 부수적으로 발생되는 잡음을 억제시키지 않으면 신호대잡음비(SNR)가 나빠져 선명한 화면수신이 어렵기 때문이다. 저잡음 증폭기는 전송선로에서의 감쇠를 줄이기 위하여 안테나 근처에 위치하며, 이러한 저잡음 증폭기를 사용함으로써 안테나를 통해 수신되는 노이즈를 감소시킬 수 있다.
대역통과여과기(220,250;Band Pass Filter)는 특정 범위의 주파수에 존재하는 신호는 통과시키고 이 범위를 벗어난 신호는 제거하는 회로로서, 유도기와 컨덴서 등으로 구현한다. 따라서 RF신호 대역통과여과기(220)는 안테나로부터 수신한 신호 중에서 수신 주파수 대역에 맞춰진 주파수 대역만을 통과시켜 다운 컨버터(230)로 입력한다. 또한, IF신호 대역통과여과기(250) 역시 다운 컨버터(230) 및 증폭기(240)를 거쳐 입력되는 중간 주파수(IF) 신호 중에서, 수신할 대역만을 통과시켜 STC모듈(260)로 출력한다.
다운 컨버터(230;down converter)는 국부 발진기(232;LO;Local Oscilator)와 주파수 혼합기(231;Mixer)로 구성되어, 수신된 반사파 신호를 RF 주파수에서 중간 주파수(IF;Intermediate Frequency)로 변환한다. 즉, 슈퍼 헤테로다인(super-heterodyne) 방식으로 동작될 수 있다. 상기 국부 발진기(232)는 안테나에서 수신되는 RF신호보다 낮은 주파수를 생성한다. 주파수 혼합기(231)는 저잡음 증폭기(210) 및 대역통과여과기(220)을 통과한 RF신호에서, 상기 국부 발진기(232)에서 제공되는 주파수를 차감하여 다운 컨버팅시켜 중간 주파수(IF)로서 출력한다.
참고로, 다운 컨버터(230)에서는 국부 발진기(232)의 발진 주파수가 안정화되어 있어도 수신되는 RF 주파수가 변동될 경우에는 중간 주파수의 차가 달라져 감도가 저하되는 원인이 될 수 있으므로, 국부 발진기(232)에 자동주파수 제어장치(미도시;AFC;Automatic Frequency Control)가 부가되어 송신부의 주파수가 변화하여도 항상 일정한 중간 주파수 신호를 만들수 있도록 구성될 수 있다.
STC(Sensitiveity Time Control)모듈(260)은 다운 컨버터(230)를 거쳐 중간 주파수 대역에서 필터링된 IF신호에 대해서, 근거리 반사파에 대해서는 수신부의 이득을 낮게 하고 원거리 반사파에 대해서는 가능한 이득을 최대로 하는 제어를 수행한다. 레이더는 통상적으로 근거리에서 반사된 근거리 반사파의 경우에 수신부를 포화시켜 반사파 신호를 제대로 검출할 수 없는 경우가 발생한다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 STC 모듈(260)은, 근거리 반사파에 대해서는 수신부의 이득을 낮게 하고 근거리 반사파가 아닌 원거리 반사파에 대해서는 가능한 이득을 최대로 하는 제어를 수행하는 것이다.
참고로, 상기 STC모듈(260)을 통해 크기가 제어되는 중간 주파수 신호는, A/D변환기(ADC;Analog-Digital converter)을 통하여 디지털 신호로 변환된다. 다음으로 신호처리부(400)를 통하여 시시각각으로 산재되어 변환된 표적 정보를 펄스마다 또는 펄스의 연속에 신호처리를 가하여 표적을 식별하고, 연산장치에 의해서 상관처리, 식별처리, 추적처리 등을 행하여 표적의 심볼 표시, 고도 표시, 속도 및 항적 등을 나타내는 동작을 수행한다.
한편, STC모듈(260)이 수신기(200)의 후단인 IF단에 구비될 경우, 수신기(200)의 전단인 RF단이 포화될 우려가 있다. 실예로, 레이더와 표적의 거리에 따라 수신기로 유입되는 신호의 크기를 도시한 도 4(a)와 같이, 표적 거리에 따른 수신기의 입력신호 크기는 레이더와 표적의 거리가 가까워짐에 따라 신호는 1/R4에 비례하여 증가한다. 참고로, 수신기 후단인 IF단이라 함은, 다운컨버터(230)를 통과하여 출력되는 IF신호를 처리하는 블록을 말하며, 수신기 전단인 RF단이라 한은 다운컨버터(230)를 포함하는 RF신호 처리가 이루어지는 블록을 말한다.
일반적으로 STC모듈(260)이 후단인 IF단에 위치할 경우, 수신기의 신호처리 가능한 최대 입력 신호가 6dBm 이상 되어야 한다. 그러나 현실적으로 이정도 입력 레벨에서는 수신기 전단에 있는 저잡음 증폭기(LNA) 및 주파수 혼합기(Mixer)는 포화되기 쉽다. 즉, 1/R4에 비례하여 수신기에 유입되기 때문에 인접한 강한 목표물이나 클러터는 수신기를 포화시킬 우려가 있다. 참고로, 도 4(a)를 참조하면, 근거리에 있는 물체의 반사신호로 인해 포화되어 있음을 알 수 있다.
예를 들어, 수신기가 송신신호 대비할 때 반사 신호의 이득이 -18dBm에 이르는 신호까지 처리 가능하다고 할 경우, -18dBm을 넘는 -10dBm, -5dBm, 0dBm은 포화상태라 할 수 있다. 따라서 도 4(a)의 경우, 300m 거리 이내로부터 반사되는 근거리 반사신호는 포화 상태가 되어 수신기에서 처리 에러가 발생한다.
이러한 RF단의 포화문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는, 저잡음 증폭기의 전원을 제어하는 LNA 전원제어부를 구비한다.
LNA 전원제어부(215)는, 본 발명의 실시예에 따라 저잡음 증폭기(210)의 전원을 온/오프(ON/OFF) 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 근접한 표적의 큰 신호가 유입되는 근거리 반사파 구간에서는 저잡음 증폭기의 전원을 오프(OFF) 상태로 동작시키고, 원거리 반사파 구간에서는 저잡음 증폭기의 전원을 온(ON) 상태로 동작시켜서 먼 거리의 표적을 획득하게 된다.
상술하면, 도 4(b)는 본 발명의 실시예에 따라 저잡음 증폭기(LNA)의 전원제어에 따른 출력 특성을 도시한 그래프로서, 레이더로부터 근거리인 300m 지점까지는 저잡음 증폭기를 오프(OFF)시키고 이후부터는 저잡음 증폭기를 온(ON)시킬 경우에 출력 특성을 도시한 그래프이다. 도 4(b)를 참조하면, 저잡음 증폭기 오프(OFF)시에 -25dBm의 삽입 손실이 측정되며, 온(ON) 시에 이득이 17dBm의 이득이 측정되었다.
상기에서 300m 지점 이내에 있는 표적에서 수신되는 신호(근거리 반사파)까지는 저잡음 증폭기를 오프시켜 수신신호 손실을 발생시키고, 300m 지점 밖에 있는 표적에서 수신되는 신호(원거리 반사파)는 저잡음 증폭기를 온(ON)시켜서 수신신호의 이득을 발생시킴을 알 수 있다. 상기에서 레이더 위치에서 상기 300m 지점까지는 근접한 표적에서 유입되는 근접 신호 구간은, 송신 시점을 기준으로 일정 시간 이내에 반사되어 돌아오는 특정 시간까지의 신호 구간을 말한다.
예를 들어, 300m 이내의 표적물은 레이더 송신후 0.01ms 이내에 반사되어 수신되며, 300m 밖의 표적물은 반사되어 수신되는 시간이 0.01ms를 초과한다고 가정할 경우, 레이더 송신 시점을 기준으로 하여, 반사되어 수신되는 신호의 시점이 송신 후 0.01ms 이내의 신호들은 근접 신호로 판정되고, 0.01ms 이후의 신호들은 근접 신호가 아닌것으로 판정된다. 근거리 반사파 구간 내의 근거리 반사파들은 저잡음 증폭기 오프(OFF)로 인한 신호 손실되어 포화상태를 피하게 되고, 0.01ms 이후 도달하는 원거리 반사파들은 저잡음 증폭기 온(ON)으로 인한 신호 이득값을 가지게 된다.
도 4(c)는 거리에 따라 수신기로 유입되는 신호의 크기(도 4(a))에 대하여 저잡음 증폭기의 전원 제어에 의한 손실이득 크기(도 4(b))가 적용될 경우, 거리에 따른 수신기 입력 신호의 크기를 도시한 그래프이다.
도 4(a)를 참고하면, 근접거리에 있는 STC모듈이 후단인 IF단에 위치할 경우 수신기의 신호처리 가능한 최대 입력 신호가 6dBm 이상 되어야 하고, 이러한 최대 입력 신호를 받을 시에 수신기의 전단에 있는 저잡음 증폭기(LNA) 및 주파수 혼합기(Mixer)이 포화되는 문제가 된다.
이를 위하여 근거리 반사파 구간에 있는 근접 신호들에 대해서는 저잡음 증폭기 오프(OFF)를 적용하여 도 4(b)에 도시한 -25dBm의 손실을 적용시켜 도 4(c)의 근거리 반사파 구간에 도시된 바와 같이 최대 입력 신호가 -18dbm이 되도록 한다. 이때, 수신기는 -18dBm까지 신호처리가 가능하다고 가정할 경우, 수신기의 전단에 있는 저잡음 증폭기(LNA) 및 주파수 혼합기(Mixer)는 포화되지 않게된다.
한편, 근거리 반사파 구간 이외의 원거리 반사파들에 대해서는 저잡음 증폭기를 온(ON) 시켜서, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 17dBm의 이득을 적용시켜서 도 4(c)의 원거리 반사파 구간에 도시된 바와 같은 출력을 가지게 된다.
한편, 근거리 반사파 구간의 경계인 300m 지점에서는 저잡음 증폭기의 전원 제어에 따른 출력의 불연속성이 발생되는데, 이러한 불연속성은 IF단의 STC 모듈에서 보상을 통하여 출력의 불연속없이 연속적으로 레이더 표적 수신 신호를 신호처리기로 보낼 수 있다.
즉, 저잡음 증폭기의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 시점(예컨대, 송신후 0.01ms시점)의 이전 및 이후에서, 다운컨버터를 통해 출력되는 신호를 선형적으로 증가시킴으로서 불연속성을 극복할 수 있다. 예컨대, 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 시점의 전후 구간인 0.005ms~0.015m 구간에서 이득을 선형적으로 증가시킴으로서 불연속성을 급복할 수 있다.
또한, 참고로, 도 5는 도 2의 기존 구조에서 수신기의 포화없이 신호처리가 되었다고 가정했을 때 거리에 따른 수신기 출력 신호 크기를 도시한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 구조에서 거리에 따른 수신기의 출력신호를 도시한 그래프이다. 도 5b 및 도 6의 두 값을 비교해보면, 같은 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 도 3은 1차 다운 컨버팅을 적용한 중간 주파수(IF)만을 사용할 경우의 실시예를 도시한 것이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 7에 도시한 바와같이 1차 다운 컨버터(230a)에서 1차 중간주파수(IF)를 생성한 후, 다시 2차 다운 컨버터(230b)에서 2차 중간 주파수(IF)를 생성하여 신호처리기(400)로 제공하는 구조에서도 적용할 수 있을 것이다.
도 7과 같이 다단의 중간주파수를 이용하는 경우에, RF단의 저잡음 증폭기(210)의 전원을 조절하면서, 아울러, 제일 마지막에 위치한 IF단에만 STC모듈(260)을 구비하여 본 발명의 실시예를 구현한다.
또한, 상기 본 발명의 실시예에 따라 도 7의 구조를 가질 경우, 도 8과 같은 잡음지수 출력을 가짐을 실험을 통해 알 수 있다. 종래의 도 1의 구조하에서, 잡음지수를 도시한 도 9와 비교할때, 더 낮은 잡음지수를 가지게 됨을 알 수 있다. 즉, 종래의 도 1의 구조하에서 잡음지수는 도 9에 도시한 바와 같이 최종단에서 5.6dB를 가지고 있는데 반하여, 본 발명의 실시예에 따라 도 7의 구조하에서는 4.6dB로서 낮은 잡음지수를 가져 개선됨을 알 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
200: 수신기 210: 저잡음 증폭기
215: LNA 전원 제어부 220: 대역통과여과기
230: 다운컨버터 231: 주파수 혼합기
232: 국부 발진기 260: STC모듈

Claims (8)

  1. 안테나로부터 수신되는 반사파 신호의 저잡음을 증폭하는 저잡음 증폭기;
    상기 반사파 신호가 특정한 근접 거리 이내의 물체로부터 반사되어 수신되는 근거리 반사파인지 아닌지 판단하여, 근거리 반사파 여부에 따라서 상기 저잡음 증폭기의 전원을 온/오프 조절하는 저잡음 증폭기 전원 제어부;
    상기 저잡음 증폭기로부터 출력되는 저잡음 증폭 신호에서 필요 대역만을 필터링하는 RF신호 대역통과여과기;
    상기 저잡음 증폭 신호를 RF 주파수 대역에서 중간 주파수(IF) 대역으로 다운 컨버팅 시키는 다운 컨버터; 및
    상기 다운 컨버팅되는 신호 중에서, 근거리 반사파에 대해서는 이득을 낮게 하고, 원거리 반사파에 대해서는 근거리 반사파에 비해서 상대적으로 이득을 높게 하는 이득 제어를 수행하는 STC모듈
    을 포함하는 레이더 수신기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 근거리 반사파인지 아닌지 판단하는 것은, 송신 시점 이후 반사되어 도달되는 도착 시간을 기준으로, 특정 시간 내에 수신되는 반사파인 경우 근거리 반사파로 판단하는 레이더 수신기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 저잡음 증폭기 전원 제어부는,
    상기 근거리 반사파에 대해서는 상기 저잡음 증폭기의 전원을 오프(OFF)시키며, 상기 근거리 반사파가 아닌 신호에 대해서는 상기 저잡음 증폭기의 전원을 온(ON)시키는 레이더 수신기.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 STC모듈은,
    상기 저잡음 증폭기의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 시점에 발생되는 반사파 출력의 불연속성을 연속 출력으로 보상하는 보상 제어를 수행하는 레이더 수신기.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 보상 제어는, 상기 저잡음 증폭기의 전원이 오프 상태에서 온 상태로 변환되는 시점의 이전 및 이후 구간에서, 수신되는 신호의 이득을 선형적으로 증가시키는 제어를 수행하는 레이더 수신기.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 다운컨버터와 STC모듈 사이에는,
    다운 컨버팅된 신호를 증폭시키는 IF신호 증폭기;
    상기 IF신호 증폭기를 통해 증폭된 신호를 필터링하는 IF신호 대역통과여과기
    를 포함하는 레이더 수신기.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 다운컨버터는,
    RF신호 보다 낮은 주파수를 생성하는 국부 발진기;
    상기 저잡음 증폭 신호에서 상기 국부 발진기에서 제공되는 주파수를 차감하여 다운 컨버팅된 신호를 중간 주파수 신호로서 출력하는 주파수 혼합기(Mixer)
    를 포함하는 레이더 수신기.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 다운컨버터는 다단 구조로 구현되며, 이때, 상기 STC모듈은 다단구조의 다운컨버터 중에서 마지막에 위치하는 다운컨버터의 출력을 대상으로 이득 제어를 수행하는 레이더 수신기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101868598B1 (ko) * 2017-07-27 2018-06-18 주식회사 이에스피 Uwb rf 기술을 이용한 구조물 결함 및 내층 변화 탐지 방법
KR102021591B1 (ko) * 2019-01-07 2019-09-16 엘아이지넥스원 주식회사 디지털 신호 출력 고주파 센서 및 그 동작방법
KR20220046533A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 에스티엑스엔진 주식회사 수신감도 시간제어방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003207563A (ja) 2002-01-17 2003-07-25 Matsushita Electric Works Ltd レーダ装置
JP2008045987A (ja) 2006-08-15 2008-02-28 Fujitsu Ten Ltd レーダ装置、及びレーダ装置の近距離ターゲットの検出方法
KR20100004535A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 재단법인대구경북과학기술원 거리 검출 방법 및 이를 이용한 레이더 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003207563A (ja) 2002-01-17 2003-07-25 Matsushita Electric Works Ltd レーダ装置
JP2008045987A (ja) 2006-08-15 2008-02-28 Fujitsu Ten Ltd レーダ装置、及びレーダ装置の近距離ターゲットの検出方法
KR20100004535A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 재단법인대구경북과학기술원 거리 검출 방법 및 이를 이용한 레이더 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101868598B1 (ko) * 2017-07-27 2018-06-18 주식회사 이에스피 Uwb rf 기술을 이용한 구조물 결함 및 내층 변화 탐지 방법
KR102021591B1 (ko) * 2019-01-07 2019-09-16 엘아이지넥스원 주식회사 디지털 신호 출력 고주파 센서 및 그 동작방법
KR20220046533A (ko) * 2020-10-07 2022-04-14 에스티엑스엔진 주식회사 수신감도 시간제어방법
KR102412904B1 (ko) 2020-10-07 2022-06-24 에스티엑스엔진 주식회사 수신감도 시간제어방법

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