KR101330530B1 - Hybrid radar using rf-optical signal, and method for detecting distance using the hybrid radar - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더 및 이를 이용한 거리 검출 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더는, 주파수 변조 신호인 RF 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하고, 반사되는 RF 수신 신호를 수신하는 RF 신호 처리부와, 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 상기 타겟에 전송하고, 반사되는 광 수신 신호를 수신하는 광 신호 처리부와, 상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 거리 추정부를 포함한다.
이에 따라, 타겟에 RF 신호를 송신하여 반사되는 신호와 광 신호를 송신하여 반사되는 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 보다 정확하게 검출할 수 있다.The present invention relates to a hybrid radar using an RF-light signal and a distance detection method using the same. The hybrid radar using the RF-light signal according to an embodiment of the present invention generates a target signal by generating an RF transmission signal that is a frequency modulated signal. An RF signal processing unit for transmitting to the target and receiving the reflected RF reception signal, an optical signal processing unit for generating and transmitting the optical transmission signal optically modulated with the RF transmission signal to the target, and receiving the reflected light reception signal; And a distance estimator configured to estimate a distance from the target using the RF received signal and the light received signal.
Accordingly, the distance to the target can be detected more accurately using the signal reflected by transmitting the RF signal to the target and the signal reflected by transmitting the optical signal.
Description
본 발명은 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더 및 이를 이용한 거리 검출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 타겟에 RF 신호와 광 신호를 송신하여 반사된 신호를 분석하여 타겟과의 거리를 검출하는 기술이 개시된다.The present invention relates to a hybrid radar using an RF-optical signal and a distance detection method using the same, and more particularly, a technique for detecting a distance from the target by analyzing an reflected signal by transmitting an RF signal and an optical signal to the target. Is initiated.
오늘날 레이더 기반의 운전자 안전 시스템의 활용 범위는 계속 넓어지고 있다. 특히, 적응 순항 제어(ACC : Adaptive Cruise Control) 시스템 등은 24 GHz와 77 GHz 레이더를 이용하여 이미 시장에서 상용화되었다. 이러한 운전자 안전 시스템에서는 복수 개의 타겟이 존재하는 상황에서도 각 타겟의 거리 및 속도는 높은 정확도로 동시에 측정될 수 있어야 한다.Today, the application of radar-based driver safety systems continues to expand. In particular, Adaptive Cruise Control (ACC) systems are already commercially available on the market using 24 GHz and 77 GHz radar. In such driver safety systems, even in the presence of multiple targets, the distance and speed of each target must be able to be measured simultaneously with high accuracy.
탐지 레이더는 사용하는 주파수의 대역폭 및 신호처리 방식에 따라 탐지 해상도에 한계가 있다. 탐지 레이더의 제한된 해상도를 향상시키기 위해서는 대역폭을 초광대역으로 확장하는 것이 필요하다. 초광대역 통신기술(UWB : Ultra Wide Band)은 기존 협대역 시스템 및 3G 셀룰어 기술로 설명되는 광대역 시스템과 구분하기 위해, 중심 주파수의 25% 이상 점유 대역폭을 차지하는 시스템 혹은 1.5GHz 이상 점유 대역폭을 차지하는 무선 전송기술로 정의된다.Detection radar has a limitation in detection resolution depending on the bandwidth and signal processing method of the frequency used. In order to improve the limited resolution of the detection radar, it is necessary to extend the bandwidth to ultra-wideband. Ultra Wide Band (UWB) is a system that occupies more than 25% of the center frequency bandwidth or 1.5GHz or more bandwidth to distinguish it from the existing narrowband system and broadband system described by 3G cellular technology. Defined as wireless transmission technology.
UWB 시스템의 경우 기존 협대역 시스템이나 광대역 CDMA 시스템에 비해 매우 넓은 주파수 대역에 걸쳐 상대적으로 낮은 스펙트럼 전력 밀도로 존재하므로, 기존의 무선 통신 시스템에 간섭을 주지 않고 주파수를 공유할 수 있다. 하지만, 탐지 레이더의 경우, 운용 주파수가 최대 100GHz 이상의 주파수 대역을 사용하기 때문에 고가의 초광대역 부품이 필요하여 레이더 시스템의 가격을 상승시키는 단점이 있다.The UWB system has a relatively low spectral power density over a much wider frequency band than a conventional narrowband system or a wideband CDMA system, so that the frequency can be shared without interfering with the existing wireless communication system. However, in the case of the detection radar, since the operating frequency uses a frequency band of up to 100 GHz or more, expensive ultra-wideband components are required to increase the price of the radar system.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1092567호(2011. 12. 05)에 기재되어 있다.The background technology of the present invention is described in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1092567 (2011. 12. 05).
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 타겟에 RF 신호를 송신하여 반사되는 신호와 광 신호를 송신하여 반사되는 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 정확하게 검출하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to accurately detect a distance from a target using a signal reflected by transmitting an RF signal to the target and a signal reflected by transmitting an optical signal.
본 발명의 일 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더는, 주파수 변조 신호인 RF 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하고, 반사되는 RF 수신 신호를 수신하는 RF 신호 처리부와, 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 상기 타겟에 전송하고, 반사되는 광 수신 신호를 수신하는 광 신호 처리부와, 상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 거리 추정부를 포함한다.A hybrid radar using an RF-optical signal according to an embodiment of the present invention, an RF signal processor for generating and transmitting an RF transmission signal, which is a frequency modulated signal, to a target and receiving a reflected RF reception signal, and the RF transmission signal An optical signal processor for generating an optically modulated optical transmission signal, transmitting the optical transmission signal to the target, and receiving the reflected optical reception signal, and estimating a distance from the target using the RF reception signal and the optical reception signal Contains wealth.
또한, 상기 RF 신호 처리부는, 상기 RF 송신 신호를 방향성 결합기를 통해 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하여, 상기 제1 분리 신호를 상기 광 신호 처리부로 전송하고, 제2 분리 신호를 증폭하여 상기 타겟에 전송할 수 있다.The RF signal processor may separate the RF transmission signal into a first split signal and a second split signal through a directional coupler, transmit the first split signal to the optical signal processor, and amplify the second split signal. To the target.
또한, 상기 RF 신호 처리부는, 상기 RF 수신 신호와 기 설정된 주파수를 가지는 발진 신호를 이용하여 베이스밴드 신호를 생성하거나, 상기 RF 송신 신호와 상기 RF 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성할 수 있다.The RF signal processor may generate a baseband signal using an oscillation signal having a predetermined frequency and the RF reception signal, or may generate a bit signal using the RF transmission signal and the RF reception signal.
또한, 상기 광 신호 처리부는, 상기 광 수신 신호의 위상 성분을 검출할 수 있다.The optical signal processor may detect a phase component of the optical reception signal.
또한, 상기 거리 추정부는, 상기 생성된 베이스밴드 신호 또는 비트 신호에 대한 스펙트럼을 분석하거나 시간 지연을 측정하여 상기 타겟과의 거리 범위를 추정하는 제1 거리 추정부와, 상기 광 수신 신호의 위상 성분을 스펙트럼 분석하여 상기 추정된 거리 범위 내에서 상기 타겟과의 거리를 2차 추정하는 제2 거리 추정부를 포함할 수 있다.The distance estimator may include a first distance estimator configured to analyze a spectrum of the generated baseband signal or a bit signal or measure a time delay to estimate a distance range from the target, and a phase component of the optical reception signal. And a second distance estimator configured to spectrally analyze and estimate the distance to the target within the estimated distance range.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법은, 주파수 변조 신호인 RF 송신 신호 및 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하는 단계와, 상기 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 수신하는 단계와, 상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 단계를 포함한다.In a distance detection method using a hybrid radar using an RF-optical signal according to another embodiment of the present invention, an RF transmission signal which is a frequency modulation signal and an optical transmission signal obtained by optically modulating the RF transmission signal are generated and transmitted to a target. And receiving an RF reception signal and an optical reception signal reflected from the target, and estimating a distance to the target using the RF reception signal and the optical reception signal.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 타겟에 RF 신호를 송신하여 반사되는 신호와 광 신호를 송신하여 반사되는 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 초광대역 부품을 사용하지 않고도 레이더의 해상도를 높일 수 있으며, 레이더를 구축하는데 비용을 절감할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the distance from the target can be detected more accurately by using the reflected signal by transmitting the RF signal to the target and the reflected signal by transmitting the optical signal. In addition, the resolution of the radar can be increased without using ultra-wideband components, and the cost of building the radar can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 구성도,
도 2는 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 구성을 더욱 상세하게 나타낸 구성도,
도 3은 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법의 흐름도,
도 4는 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 거리 추정부에서 레인지 셀을 설정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram of a hybrid radar using an RF-light signal according to an embodiment of the present invention,
2 is a configuration diagram showing in more detail the configuration of a hybrid radar using the RF-light signal according to FIG.
3 is a flowchart of a distance detection method using a hybrid radar using an RF-light signal according to FIG. 1;
FIG. 4 is an exemplary diagram for describing setting a range cell in a distance estimator of a hybrid radar using an RF-light signal according to FIG. 1.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the user, the intention or the precedent of the operator, and the like. Therefore, the meaning of the terms used in the following embodiments is defined according to the definition when specifically defined in this specification, and unless otherwise defined, it should be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 구성을 더욱 상세하게 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram of a hybrid radar using an RF-light signal according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram showing the configuration of a hybrid radar using an RF-light signal according to Figure 1 in more detail.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더(100)는 RF 신호 처리부(110), 광 신호 처리부(120) 및 거리 추정부(130)를 포함한다.1 and 2, a
RF 신호 처리부(110)는 주파수 변조 신호인 RF(Radio Frequency) 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하고, 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호를 수신한다. 여기서, 타겟(target)은 레이더 신호를 수신하여 이를 반사하는 대상체를 의미하며 건물 구조물과 같은 정지 대상체 또는 차량과 같은 이동 대상체를 포함한다. 이 경우, RF 송신 신호 또는 RF 수신 신호는 주파수 변조 연속파형(FMCW : Frequency Modulation Continuous Wave) 방식의 신호일 수 있다.The
또한, RF 신호 처리부(110)는 주파수 변조 또는 펄스 변조 방식으로 변조된 RF 송신 신호에 대하여 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하여, 제1 분리 신호는 광 신호 처리부(120)로 전송하고, 제2 분리 신호는 증폭하여 상기 타겟에 전송한다. 또한, RF 신호 처리부(110)는 RF 수신 신호를 기 설정된 주파수를 가지는 발진 신호와 주파수 합성하여 베이스밴드 신호를 생성하거나, RF 송신 신호와 RF 수신 신호를 이용하여 비트(beat) 신호를 생성할 수 있다.In addition, the
예를 들어, RF 신호 처리부(110)는 도 2에서와 같이 파형 발생기(111), 주파수 합성기(112), 발진기(113), 방향성 결합기(114), 전력 증폭기(115) 및 저 잡음 증폭기(116)를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.For example, the
파형 발생기(111)는 사용자 설정에 따른 주파수 변조 정보를 가지는 파형 신호를 생성한다. 발진기(112)는 파형 신호에 응답하여 기 설정된 주파수를 가지는 발진 신호를 생성한다. 주파수 합성기(113)는 파형 발생기(111)에서 생성된 파형 신호와 발진기(112)에서 생성된 발진 신호를 이용하여 합성 신호를 생성한다. 방향성 결합기(114)(DC : Directional Coupler)는 합성 신호를 분리하여 제1 분리 신호는 광 신호 처리부(120)의 광 변조기(121)로 전송하고, 제2 분리 신호는 전력 증폭기(115)로 출력한다. 전력 증폭기(115)는 제2 분리 신호를 증폭하여 생성된 RF 송신 신호를 안테나를 통해 타겟에 전송한다.The
또한, RF 신호 처리부(110)의 저 잡음 증폭기(116)(LNA : Low Noise Amplifier)는 안테나를 통해 수신된 RF 수신 신호에 포함된 잡음을 제거한 신호만을 증폭하여 주파수 합성기(112)로 출력한다. 이 경우, 주파수 합성기(112)는 발진기(113)의 발진 신호와 잡음이 제거된 RF 수신 신호를 합성하여 베이스밴드 신호를 생성하거나, RF 송신 신호와 RF 수신 신호를 이용하여 비트(beat) 신호를 생성할 수 있다. 주파수 합성기(112)는 생성된 베이스밴드 신호 또는 비트 신호를 거리 추정부(130)로 출력한다.In addition, the low noise amplifier 116 (LNA: Low Noise Amplifier) of the RF
한편, 광 신호 처리부(120)는 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 타겟에 전송하고, 그로부터 반사되는 광 수신 신호를 수신한다. 또한, 광 신호 처리부(120)는 광 수신 신호의 위상 성분을 검출한다.On the other hand, the optical
예를 들어, 광 신호 처리부(120)는 도 2에서와 같이 광 변조기(121), 레이저(Lazer)(122), 광 검출기(123), 위상 검출기(124)를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.For example, the
광 변조기(121)는 RF 신호 처리부(110)의 방향성 결합기(114)로부터 수신된 제2 분리 신호를 입력받아 RF 송신 신호를 반송파인 광의 강도를 조절하여 광 변조(Optical Modulation)한 후 레이저(122)로 출력한다. 레이저(122)는 광 변조된 광 송신 신호를 타겟에 전송한다. 광 검출기(123)는 타겟에 송신된 광 송신 신호가 반사되어 수신된 광 수신 신호를 검출하고, 검출된 광 수신 신호를 위상 검출기(124)로 출력한다. 위상 검출기(124)는 광 수신 신호에 대해 위상 성분을 검출한다. 이 경우, 광 변조기(121)로부터 광 송신 신호 생성시 적용된 변조 조건을 입력받아 광 수신 신호의 위상 성분을 검출할 수 있다.The
한편, 거리 추정부(130)는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 추정한다. 더욱 상세하게는 거리 추정부(130)는 제1 거리 추정부(131) 및 제2 거리 추정부(132)를 포함한다. 여기서 제1 거리 추정부(131)는 RF 수신 신호를 기초로 타겟과의 거리를 추정하며, 제2 거리 추정부(132)는 광 수신 신호를 기초로 타겟과의 거리를 추정한다. 따라서, 제1 거리 추정부(131)를 통해 타겟과 하이브리드 안테나 간의 거리 범위를 1차적으로 판단하고, 제2 거리 추정부(132)를 통해 2차적으로 거리를 추정할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 제1 거리 추정부(131)는 RF 수신 신호를 이용하여 생성된 베이스밴드 신호 또는 비트 신호를 스펙트럼 분석을 통하여 타겟과의 거리를 추정하거나 시간 지연을 측정하여 타겟과의 거리를 추정할 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 추정부(131)는 도 2와 같이 저역 통과 필터(133), A/D 변환기(135) 및 디지털 신호 처리기(137)를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.In addition, the
저역 통과 필터(133)(LPF : Low Pass Filter)는 RF 신호 처리부(110)의 주파수 합성기(112)로부터 출력되는 RF 수신 신호의 주파수 합성 신호 중 미리 설정된 대역 중 고대역의 신호는 차단하고, 저대역의 신호는 통과시켜 고주파 성분의 잡음을 제거한다. A/D 변환기(135)는 저역 통과 필터(133)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 디지털 신호 처리기(137)는 A/D 변환기(135)에서 변환된 신호를 스펙트럼 분석을 통하여 타겟과의 거리를 추정하거나 시간 지연을 측정하여 타겟과의 거리를 추정하기 위해 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transformation)을 수행한다. 또한, 디지털 신호 처리기(136)는 RF 신호 처리부(110)의 파형 발생기(111)에 파형 발생을 위한 제어 신호를 생성하여 전송할 수 있다.The low pass filter 133 (LPF: Low Pass Filter) blocks a high band signal of a predetermined band among the frequency synthesized signals of the RF received signal output from the
한편, 제2 거리 추정부(132)는 광 수신 신호의 위상 성분을 스펙트럼 분석하여 제1 거리 추정부(131)에서 추정된 거리 범위 내에서 타겟과의 거리를 2차 추정한다. 예를 들어, 제2 거리 추정부(132)는 도 2와 같이 왜곡 처리기(134)와 디지털 신호 처리기(136)를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.Meanwhile, the
왜곡 처리기(134)는 광 신호 처리부(120)의 위상 검출기(124)로부터 검출된 광 수신 신호의 위성 성분에 대해 잡음을 제거한다. 디지털 신호 처리기(136)는 왜곡 처리기(134)에서 변환된 신호를 스펙트럼 분석을 통하여 타겟과의 거리를 추정하거나 시간 지연을 측정하여 타겟과의 거리를 추정하기 위해 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)을 수행한다. 또한, 디지털 신호 처리기(137)는 RF 신호 처리부(110)의 파형 발생기(111)에 파형 발생을 위한 제어 신호를 생성하여 전송할 수 있다. 이 경우, 제1 거리 추정부(131)에 포함되는 디지털 신호 처리기(137)와 제2 거리 추정부(132)에 포함되는 디지털 신호 처리기(136)는 하나의 신호 처리기로 구현하는 것도 가능하다.
The
도 3은 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a distance detection method using a hybrid radar using an RF-light signal according to FIG. 1.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더(100)를 이용한 거리 검출 방법은, 먼저 RF 신호 처리부(110) 및 광 신호 처리부(120)는 RF 송신 신호 및 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송한다(S310). 이 경우, RF 송신 신호는 펄스 변조 또는 주파수 변조된 신호이다. 또한, RF 송신 신호와 광 송신 신호는 동시 또는 시간차를 두고 전송될 수 있다.Referring to FIG. 3, in the distance detecting method using the
다음으로, RF 신호 처리부(110) 및 광 신호 처리부(120)는 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 수신한다(S320). RF 신호 처리부(110)는 RF 수신 신호를 이용하여 RF 송신 신호와의 차이를 나타내는 비트(beat) 신호를 생성하거나, 베이스밴드 신호를 생성할 수 있다. 또한, 광 신호 처리부(120)는 광 수신 신호를 수신하여 광 수신 신호의 위상 성분을 검출할 수 있다.Next, the RF
다음으로, 거리 추정부(130)는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 추정한다(S330). 이 경우, RF 수신 신호에 대하여 스펙트럼 분석 또는 시간 지연 측정을 통해 1차적으로 타겟과의 거리 범위를 추정할 수 있으며, 광 수신 신호에 대하여 스펙트럼 분석을 통해 2차적으로 타겟과의 거리를 추정할 수 있다. 2차 추정된 타겟과의 거리는 1차 추정된 타겟과의 거리 범위 내에서 추정한 것으로서, 타겟에 대한 보다 정확한 거리 추정이 가능하다.
Next, the
도 4는 도 1에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더의 거리 추정부에서 레인지 셀을 설정하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary diagram for describing setting a range cell in a distance estimator of a hybrid radar using an RF-light signal according to FIG. 1.
도 4를 참조하면, 레인지 셀(range cell)은 타겟으로부터 반사되어 수신된 레이더 신호가 복수의 셀 구간으로 구분되어 수집되는 셀을 나타낸다. 각각의 레인지 셀을 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)을 수행하여 데이터 처리함으로써 타겟과의 거리를 추정할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더(100)는 거리 추정부(130)에서 RF 수신 신호를 이용하여 상위 거리 레인지 셀을 구성하며, 광 수신 신호를 이용하여 상위 거리 레인지 셀 각각의 하위 거리 레인지 셀을 구성할 수 있다.Referring to FIG. 4, a range cell represents a cell in which radar signals reflected and received from a target are collected by being divided into a plurality of cell sections. The distance to the target may be estimated by performing fast Fourier transform (FFT) on each range cell to perform data processing. In the
이에 따라, RF 수신 신호를 통해 1차적으로 상위 거리 레인지 셀을 데이터 처리하여 타겟과의 거리 범위를 추정하며, 광 수신 신호를 통해 2차적으로 하위 거리 레인지 셀을 데이터 처리하여 타겟과의 거리를 추정함으로써 타겟과의 거리를 보다 정확하게 추정할 수 있다.
Accordingly, the distance range with the target is estimated by data processing the upper distance range cell primarily through the RF reception signal, and the distance with the target is estimated by data processing the lower distance range cell secondarily through the optical reception signal. By doing so, the distance to the target can be estimated more accurately.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 타겟에 RF 신호를 송신하여 반사되는 신호와 광 신호를 송신하여 반사되는 신호를 이용하여 타겟과의 거리를 보다 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 초광대역 부품을 사용하지 않고도 레이더의 해상도를 높일 수 있으며, 레이더를 구축하는데 비용을 절감할 수 있다.
As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the distance from the target can be detected more accurately by using the reflected signal by transmitting the RF signal to the target and the reflected signal by transmitting the optical signal. In addition, the resolution of the radar can be increased without using ultra-wideband components, and the cost of building the radar can be reduced.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, Therefore, the present invention should be construed as a description of the claims which are intended to cover obvious variations that can be derived from the described embodiments.
100 : 하이브리드 레이더
110 : RF 신호 처리부
111 : 파형 발생기
112 : 발진기
113 : 주파수 합성기
114 : 방향성 결합기
115 : 전력 증폭기
116 : 저 잡음 증폭기
120 : 광 신호 처리부
121 : 광 변조기
122 : 레이저
123 ; 광 검출기
124 : 위상 검출기
130 : 거리 추정부
131 : 제1 거리 추정부
132 : 제2 거리 추정부
133 : 저역 통과 필터
134 : 왜곡 처리기
135 : A/D 변환기
136, 137 : 디지털 신호 처리기100: hybrid radar
110: RF signal processing unit
111: waveform generator
112: oscillator
113: frequency synthesizer
114: directional coupler
115: power amplifier
116: low noise amplifier
120: optical signal processing unit
121: light modulator
122: laser
123; Photo detector
124: phase detector
130: distance estimation unit
131: first distance estimation unit
132: second distance estimation unit
133: low pass filter
134: distortion handler
135: A / D Converter
136, 137: digital signal processor
Claims (10)
상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 상기 타겟에 전송하고, 반사되는 광 수신 신호를 수신하는 광 신호 처리부; 및
상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 거리 추정부를 포함하되,
상기 RF 신호 처리부는,
상기 RF 송신 신호를 방향성 결합기를 통해 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하여, 상기 제1 분리 신호를 상기 광 신호 처리부로 전송하고, 제2 분리 신호를 증폭하여 상기 타겟에 전송하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더.An RF signal processor for generating and transmitting an RF transmission signal, which is a frequency modulation signal, to a target and receiving a reflected RF reception signal;
An optical signal processor for generating an optical transmission signal obtained by optically modulating the RF transmission signal, transmitting the optical transmission signal to the target, and receiving the reflected optical reception signal; And
A distance estimator configured to estimate a distance from the target using the RF received signal and the optical received signal,
The RF signal processing unit,
RF- to separate the RF transmission signal into a first separation signal and a second separation signal through a directional coupler, transmit the first separation signal to the optical signal processor, amplify a second separation signal and transmit the RF- Hybrid radar using light signal.
상기 RF 신호 처리부는,
상기 RF 수신 신호와 기 설정된 주파수를 가지는 발진 신호를 이용하여 베이스밴드 신호를 생성하거나, 상기 RF 송신 신호와 상기 RF 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더.The method of claim 1,
The RF signal processing unit,
And a baseband signal using the oscillation signal having a predetermined frequency with the RF reception signal or a bit signal using the RF transmission signal and the RF reception signal.
상기 광 신호 처리부는,
상기 광 수신 신호의 위상 성분을 검출하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더.The method of claim 1,
The optical signal processing unit,
And a hybrid radar using an RF-light signal to detect a phase component of the light reception signal.
상기 거리 추정부는,
상기 생성된 베이스밴드 신호 또는 비트 신호에 대한 스펙트럼을 분석하거나 시간 지연을 측정하여 상기 타겟과의 거리 범위를 추정하는 제1 거리 추정부; 및
상기 광 수신 신호의 위상 성분을 스펙트럼 분석하여 상기 추정된 거리 범위 내에서 상기 타겟과의 거리를 2차 추정하는 제2 거리 추정부를 포함하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더.The method of claim 3,
The distance estimator,
A first distance estimator configured to analyze a spectrum of the generated baseband signal or a bit signal or measure a time delay to estimate a distance range from the target; And
And a second distance estimator configured to spectrally analyze a phase component of the light reception signal and secondly estimate a distance to the target within the estimated distance range.
주파수 변조 신호인 RF 송신 신호 및 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하는 단계;
상기 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 수신하는 단계; 및
상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 단계를 포함하되,
상기 주파수 변조 신호인 RF 송신 신호 및 상기 RF 송신 신호를 광 변조한 광 송신 신호를 생성하여 타겟에 전송하는 단계는,
상기 RF 송신 신호를 방향성 결합기를 통해 제1 분리 신호와 제2 분리 신호로 분리하여, 상기 제1 분리 신호를 광 변조하여 상기 타겟에 전송하고, 제2 분리 신호를 증폭하여 상기 타겟에 전송하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법.In the distance detection method using a hybrid radar,
Generating and transmitting an RF transmission signal, which is a frequency modulation signal, and an optical transmission signal obtained by optically modulating the RF transmission signal, to a target;
Receiving an RF received signal and an optical received signal reflected from the target; And
Estimating a distance to the target using the RF received signal and the optical received signal,
Generating and transmitting the RF transmission signal which is the frequency modulated signal and the optical transmission signal obtained by optically modulating the RF transmission signal to a target,
RF that separates the RF transmission signal into a first separation signal and a second separation signal through a directional coupler, optically modulates the first separation signal, and transmits the first separation signal to the target, and amplifies the second separation signal and transmits the second separation signal to the target. -Distance detection method using a hybrid radar using an optical signal.
상기 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 수신하는 단계는,
상기 RF 수신 신호와 기 설정된 주파수를 가지는 발진 신호를 이용하여 베이스밴드 신호를 생성하거나, 상기 RF 송신 신호와 상기 RF 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법.The method according to claim 6,
Receiving the RF received signal and the light received signal reflected from the target,
Distance using a hybrid radar using an RF-optical signal generating a baseband signal using the oscillation signal having a predetermined frequency and the RF reception signal or a bit signal using the RF transmission signal and the RF reception signal Detection method.
상기 타겟으로부터 반사되는 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 수신하는 단계는,
상기 광 수신 신호의 위상 성분을 검출하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법.The method according to claim 6,
Receiving the RF received signal and the light received signal reflected from the target,
A distance detection method using a hybrid radar using an RF-light signal for detecting a phase component of the light reception signal.
상기 RF 수신 신호 및 광 수신 신호를 이용하여 상기 타겟과의 거리를 추정하는 단계는,
상기 생성된 베이스밴드 신호 또는 비트 신호에 대한 스펙트럼을 분석하거나 시간 지연을 측정하여 상기 타겟과의 거리 범위를 추정하는 단계; 및
상기 광 수신 신호의 위상 성분을 스펙트럼 분석하여 상기 추정된 거리 범위 내에서 상기 타겟과의 거리를 2차 추정하는 단계를 포함하는 RF-광 신호를 이용한 하이브리드 레이더를 이용한 거리 검출 방법.9. The method of claim 8,
Estimate the distance to the target using the RF received signal and the light received signal,
Estimating a range of distance from the target by analyzing a spectrum of the generated baseband signal or a bit signal or measuring a time delay; And
Spectrally analyzing the phase component of the optical reception signal to estimate the distance to the target within the estimated distance range using a hybrid radar using an RF-light signal.
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