KR101525466B1

KR101525466B1 - UWB sensors system and method for selecting receive antenna in UWB sensors system

Info

Publication number: KR101525466B1
Application number: KR1020140030114A
Authority: KR
Inventors: 김현국
Original assignee: 주식회사 에스원
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-06-03

Abstract

The present invention relates to a UWB sensor system based on a multi-range gate having a plurality of receiving antennas, the system comprises a plurality of receiving antennas, a first signal processing unit, and a receiving antenna selection unit. The system allows to select one receiving antenna having maximized detection possibilities by using a signal received from each range gate, whereby a false rate of the UWB sensor system can be significantly reduced and a performance thereof can be also improved.

Description

[0001] The present invention relates to a UWB sensor system and a UWB sensor system,

본 발명은 UWB 센서 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 수신 안테나를 갖는 다중 레인지 게이트 기반의 UWB 센서 시스템에서의 수신 안테나 선택기법에 관한 것이다.
The present invention relates to a UWB sensor system, and more particularly, to a receive antenna selection technique in a multi-range gate based UWB sensor system having a plurality of receive antennas.

UWB(Ultra-wideband)는 무선통신시스템에서 매우 넓은 대역폭 사용으로 근거리에서 고속데이터 통신을 가능하게 한다. 또한, 센서 측면에서는 일반 협대역 마이크로 웨이브 센서에 비해 높은 투과력 및 거리분해능을 가진다는 장점이 있다. 일 예로 UWB 센서의 거리분해능은 응용범위에 따라 수 mm ~ 수 m 까지 구현 가능하다. Ultra-wideband (UWB) enables high-speed data communication in close proximity with very wide bandwidth usage in wireless communication systems. In addition, the sensor has advantages in that it has higher penetration power and distance resolution than general narrow band microwave sensor. For example, the distance resolution of a UWB sensor can range from several millimeters to several meters depending on the application range.

UWB 센서에서는 벽의 매질 특성을 파악하거나, 벽 뒤의 침입자 움직임을 검출하거나, 일반 실내에서 침입자의 위치 정보 획득을 위해 거리 별로 정보를 수신하는 레인지 게이트(range-gate) 기법을 사용한다. 이와 같은 레인지 게이트를 적용한 시스템에서의 오보율(false alarm)은 각 레인지 게이트의 신호처리 방식에 따라 결정된다.The UWB sensor uses a range-gate technique to detect wall characteristics, to detect intruder movement behind walls, and to receive information by distance to obtain intruder location information in a typical room. A false alarm in a system using such a range gate is determined according to the signal processing method of each range gate.

종래기술에서는 각 거리별 레인지 게이트를 적용하는 방법이 소개되고 각 레인지 게이트에서의 신호처리 방법이 제안되었으나 오보율이 매우 높은 단점이 있다.In the prior art, a method of applying a range gate for each distance has been introduced, and a signal processing method has been proposed in each range gate, but this method has a disadvantage of high error rate.

한편, 수신 안테나 선택(Receiver antenna selection) 기법은 다수 개의 수신 안테나에서 성능이 우수한 하나의 안테나를 선택하여 사용함으로써, 수신단의 신호처리 가능범위가 제한된 시스템에서 보다 우수한 성능을 확보할 수 있게 된다.Meanwhile, the receiver antenna selection technique selects and uses one antenna having high performance in a plurality of reception antennas, thereby ensuring superior performance in a system in which the signal processing range of the reception end is limited.

종래에 신호대 잡음비(SNR, signal to noise ratio)를 기준이로 수신 안테나를 선택하는 기법이 제안되었으나, 레인지 게이트 기반의 UWB 시스템에서는 각 레인지 게이트 별로 각 안테나의 채널 특성이 상이하여 이를 적용하는데 어려움이 있다.Conventionally, a receiving antenna selection method based on a signal-to-noise ratio (SNR) has been proposed. However, in a UWB system based on a range gate, channel characteristics of each antenna are different for each range gate, have.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 수신 안테나를 가진 다중 레인지 게이트 기반의 UWB 센서 시스템에서, 각각의 레인지 게이트에서 수신된 신호를 이용하여 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신 안테나를 선택하는 UWB 센서 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multi-range gate-based UWB sensor system having a plurality of receive antennas, in which one receive antenna having a maximum detection probability is selected using a signal received from each range gate UWB sensor system and method therefor.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 UWB 센서 시스템은, 송신부를 통하여 방사되는 UWB 신호를 수신하여 타겟을 검출하는 UWB 센서 시스템에서, 상기 송신부에서 방사되어 반사된 UWB 신호를 수신하는 복수의 수신 안테나; 상기 UWB 센서의 감지영역을 일정한 거리에 따라 감지구간을 나누고 상기 수신된 UWB 신호 중에서 각각의 감지구간에서 반사된 신호를 추출하는 제1 신호처리부; 및 상기 제1 신호처리부에서 출력된 신호를 이용하여 각각의 수신 안테나에서 검출확률을 계산하여 최대값을 갖는 하나의 수신 안테나를 선택하는 수신 안테나 선택부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a UWB sensor system for receiving a UWB signal radiated through a transmitter and detecting a target, antenna; A first signal processing unit for dividing a sensing region of the sensing region of the UWB sensor according to a predetermined distance and extracting a signal reflected in each sensing region of the received UWB signal; And a reception antenna selector for calculating a detection probability at each reception antenna using the signal output from the first signal processor and selecting one reception antenna having a maximum value.

바람직하게 상기 제1 신호처리부는 상기 감지구간에 대응하는 시간 폭 동안만 구동되는 레인지 게이트 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생부; 상기 수신 안테나로부터 수신된 신호와 상기 펄스 신호를 곱하는 곱셈부; 및 상기 곱셈부로부터 출력된 신호를 샘플링하는 샘플링부를 포함하며, 상기 곱셈부로부터 출력된 신호를 저역 통과시키는 필터부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the first signal processor includes: a pulse generator for generating a range gate pulse signal driven only during a time interval corresponding to the sensing interval; A multiplier for multiplying a signal received from the reception antenna by the pulse signal; And a sampling unit that samples the signal output from the multiplier, and may further include a filter unit that low-passes the signal output from the multiplier.

또한, 상기 수신 안테나 선택부는 각 수신 안테나의 각 레인지 게이트에서 목표 오보확률을 만족하는 임계치를 계산하는 제1 계산부; 각 수신 안테나의 전체 레인지 게이트로 구성된 하나의 프레임에 대한 평균 검출확률을 계산하는 제2 계산부; 및 상기 평균 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신 안테나를 선택하는 선택부를 포함한다.The receive antenna selector may include a first calculator for calculating a threshold value satisfying a target error probability at each of the range gates of the receive antennas; A second calculation unit for calculating an average detection probability for one frame composed of the entire range gates of the respective reception antennas; And a selector for selecting one of the receive antennas having the maximum average detection probability.

한편, 본 발명의 복수의 수신 안테나를 갖는 다중 레인지 게이트 기반의 UWB 센서 시스템에서 하나의 수신 안테나를 선택하는 방법은, 각 수신 안테나의 각 레인지 게이트에서 신호를 추출하는 단계; 상기 추출된 신호로부터 목표 오보확률을 만족하는 임계치를 계산하는 단계; 각 수신 안테나의 전체 레인지 게이트로 구성된 하나의 프레임에 대한 평균 검출확률을 계산하는 단계; 및 상기 평균 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신 안테나를 선택하는 단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of selecting one receive antenna in a multi-range gate based UWB sensor system having a plurality of receive antennas, comprising: extracting a signal from each range gate of each receive antenna; Calculating a threshold value that satisfies a target error probability from the extracted signal; Calculating an average detection probability for one frame consisting of the entire range gates of each receive antenna; And selecting one receive antenna having the maximum average detection probability.

본 발명에 따르면, 복수의 수신 안테나 중 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신 안테나를 선택함으로써, 획기적으로 UWB 센서 시스템의 오보율을 줄이고 성능을 개선할 수 있다.
According to the present invention, by selecting one reception antenna having the maximum detection probability among a plurality of reception antennas, it is possible to remarkably reduce the false rate of the UWB sensor system and improve the performance.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템에서 하나의 수신 안테나를 선택하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템의 모의 실험결과를 나타낸 그래프이다.1 is a view for explaining the operation principle of a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of selecting one receiving antenna in a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing simulation results of a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used in this specification are used to appropriately express the preferred embodiment of the present invention, and this may vary depending on the user, the intention of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레인지 게이트 기반의 UWB 센서 시스템의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the operation principle of a range gate based UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, UWB 센서(10)의 안테나 빔(beam) 패턴은 UWB 센서의 송신 신호가 도달하는 감지영역(20)을 나타낸 것으로, 여기서 레인지 게이트는 상기 감지영역을 임의의 감지구간(30)으로 나누고, 반사되어 수신되는 UWB 신호가 감지영역의 어느 구간에서 반사되었는지를 판단하여, 타겟(침입자나 물체 등)의 거리 정보를 획득할 수 있도록 한 것이다.1, an antenna beam pattern of the UWB sensor 10 shows a sensing region 20 to which a transmission signal of a UWB sensor reaches, wherein the range gate includes a sensing region 30 ), And the distance information of the target (intruder, object, etc.) can be obtained by determining which section of the sensing area the reflected UWB signal is reflected.

즉, 각 레인지 게이트들은 각각의 감지구간(30)에 대응하는 시간 폭을 갖는 레인지 게이트 펄스(40)가 동작하는 시간 동안만 반사된 신호를 수신하게 된다. 따라서, 전체 감지영역이 20m 이고 0.5m 간격으로 감지구간을 나눈 경우, 40개의 레인지 게이트 펄스가 요구된다.That is, each of the range gates receives the reflected signal only during the time when the range gate pulse 40 having the time width corresponding to each sensing period 30 is operated. Therefore, when the entire sensing area is 20m and the sensing period is divided by 0.5m intervals, 40 range gate pulses are required.

한편, 각각의 레인지 게이트에서 수신되는 신호는 각기 다른 공간에서 반사되어 수신된 것으로서 서로 다른 특성을 가지므로, 신호처리는 개별적으로 수행된다.On the other hand, since the signals received in the respective range gates are reflected and received in different spaces and have different characteristics, the signal processing is performed individually.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, UWB 센서 시스템은 크게 송신부(100), 수신부(200)로 나뉘며, 상기 수신부(200)는 복수의 수신 안테나(210), 제1 신호처리부(220), 수신 안테나 선택부(230) 및 제2 신호 처리부(240)를 포함한다.2, the UWB sensor system is roughly divided into a transmitting unit 100 and a receiving unit 200. The receiving unit 200 includes a plurality of receiving antennas 210, a first signal processing unit 220, a receiving antenna selecting unit 230, and a second signal processing unit 240.

상기 송신부(100)는 UWB 펄스 신호를 발생시킨 후, 아래 수학식 1과 같은 신호를 송신 안테나(110)를 통해 방사한다.The transmitting unit 100 After generating the UWB pulse signal, a signal as shown in the following Equation 1 is radiated through the transmission antenna 110.

여기서, p(t)는 UWB 펄스 발생 신호이고, Ts는 UWB 펄스 간 시간 차이이며, Tf는 UWB 펄스 프레임 시간을 나타낸다. 하나의 프레임은 전체 P개의 레인지 게이트로 구성되어 있다. Here, p (t) is a UWB pulse generation signal, Ts is a time difference between UWB pulses, and Tf is a UWB pulse frame time. One frame consists of all P range gates.

상기 복수의 수신 안테나(210)는 송신부(100)에서 방사되어 반사된 UWB 신호를 수신하여 상기 제1 신호처리부(220)로 출력한다. 본 실시 예에서는 Q개의 수신 안테나를 가정하며, 이 경우 각각의 수신 안테나에서 수신된 신호는 레인지 게이트 제어부의 선택에 따라 순차적 또는 동시적으로 출력될 수 있다.The plurality of reception antennas 210 receive the reflected UWB signals emitted from the transmission unit 100 and output the received UWB signals to the first signal processing unit 220. In this embodiment, Q reception antennas are assumed. In this case, the signals received at the respective reception antennas may be sequentially or simultaneously output according to the selection of the range gate control unit.

상기 제1 신호처리부(220)는 상기 수신된 UWB 신호 중에서 각각의 감지구간(30)에서 반사된 신호를 추출하여 상기 수신 안테나 선택부(230)로 출력하며, 펄스 발생부(221), 곱셈부(222), 필터부(223) 및 샘플링부(224)를 포함한다.The first signal processor 220 extracts a signal reflected from each sensing interval 30 among the received UWB signals and outputs the signal to the reception antenna selector 230. The first signal processor 220 includes a pulse generator 221, A filter unit 222, a sampling unit 224, and a filter unit 223.

상기 펄스 발생부(221)는 상기 감지구간(30)에 대응하는 시간 폭 동안만 구동되는 레인지 게이트 펄스 신호를 발생하여 곱셈부(222)로 출력한다.The pulse generator 221 generates a range gate pulse signal driven only for a time interval corresponding to the sensing interval 30 and outputs the generated range gate pulse signal to the multiplier 222.

상기 곱셈부(222)는 상기 수신 안테나를 통해 수신된 UWB 신호와 레인지 게이트로부터 전달된 펄스를 곱하여 필터부(223)로 출력한다. 이렇게 하면, 수신 안테나를 통해 수신된 UWB 신호 중에서 각각의 레인지 게이트의 시간 구간에 해당되는 UWB 신호만이 추출되어 필터부로 출력된다.The multiplier 222 multiplies the UWB signal received through the reception antenna with the pulse transmitted from the range gate, and outputs the multiplied signal to the filter unit 223. In this case, only the UWB signals corresponding to the time intervals of the respective range gates among the UWB signals received through the reception antenna are extracted and output to the filter unit.

상기 필터부(223)는 곱셈부의 출력 신호를 저역 통과 필터링하여 원하는 대역의 신호를 추출하여 샘플링부(224)로 출력한다.The filter unit 223 low-pass-filters the output signal of the multiplier to extract a signal of a desired band and outputs the extracted signal to the sampling unit 224.

상기 샘플링부(350)는 필터부의 출력신호를 샘플링하여 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환한다.The sampling unit 350 samples an output signal of the filter unit and converts the analog signal into a digital signal.

상기 수신 안테나 선택부(230)는 각 수신 안테나의 각 레인지 게이트에서 목표 오보확률을 만족하는 임계치를 계산하는 제 1계산부(231), 각 수신 안테나의 전체 레인지 게이트로 구성된 하나의 프레임에 대한 평균 검출확률을 계산하는 제 2계산부(232) 및 상기 평균 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신 안테나를 선택하는 선택부(233)를 포함한다.The reception antenna selector 230 includes a first calculator 231 for calculating a threshold value satisfying a target error probability at each of the range gates of each reception antenna, A second calculation unit 232 for calculating a detection probability, and a selection unit 233 for selecting one reception antenna with the maximum average detection probability.

이하, 복수의 수신 안테나 중 하나의 수신 안테나가 선택되는 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of selecting one of the plurality of reception antennas will be described in detail.

먼저, 임의의 수신 안테나의 레인지 게이트에서 수신된 신호는 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.First, a signal received at a range gate of an arbitrary receive antenna can be expressed as shown in Equation (2).

여기서,

는 침입자가 없는 경우에 대한 가설을,

는 침입자가 있는 경우에 대한 가설을 나타내며, p는 레인지 게이트 인덱스를, q는 수신 안테나 인덱스를, k는 샘플 인덱스를 나타낸다. here,

If there is no intruder,

P denotes a range gate index, q denotes a receive antenna index, and k denotes a sample index.

는 수신신호로, 시간 k에서 q번째 수신 안테나의 p번째 레인지 게이트에서의 수신신호를 나타낸다.

는 침입이 없는 정상상태에서 q번째 수신 안테나의 p번째 레인지 게이트에서의 채널 값을,

는 침입이 있는 상태에서의 q번째 수신 안테나의 p번째 레인지 게이트에서의 채널 값을 나타낸다. 이때, 침입자가 있는 경우에 더욱 큰 분산 값을 가지기 때문에,

>

를 만족한다.

는 정규분포에 따르는 노이즈이며,

이다.

Represents a reception signal at the pth range gate of the qth reception antenna at time k, as a reception signal.

The channel value at the p-th range gate of the q-th receive antenna in a steady state without intrusion,

Represents the channel value at the p-th range gate of the q-th receive antenna in the presence of intrusion. At this time, since there is a larger dispersion value in the presence of an intruder,

>

.

Is a noise according to a normal distribution,

to be.

상기 수학식 2로부터 q번째 수신 안테나의 p번째 레인지 게이트에서의 수신신호의 오보 확률(P_fa: Probability of false alaram)은 수학식 3 내지 수학식 5와 같이 계산될 수 있다.Equation 2 q ovo probability of the p-th received signal in the range gate of the receiving antenna from the second _{(P fa: Probability of false alaram} ) may be computed as shown in Equation 3 to Equation 5.

여기서, here,

상기 수학식 3 내지 수학식 5를 바탕으로, 목표 오보 확률(Target P_fa)을 위한 각 레인지 게이트의 채널 특성에 적합한 임계치(θ: threshold)는 수학식 6과 같이 역함수를 이용하여 계산할 수 있다.Based on Equations (3) to (5), a threshold value? (Threshold) suitable for the channel characteristic of each range gate for the target error probability (Target P _fa ) can be calculated using an inverse function as shown in Equation (6).

또한, 수학식 3 내지 수학식 5와 유사한 방식으로, 각 수신 안테나의 전체 P개의 레인지 게이트로 구성된 하나의 프레임에 대한 평균 검출확률(Pd : Probability of detection)을 계산할 수 있으며, 이때 계산된 평균 검출확률이 최대가 되는 수신 안테나를 수학식 7을 기반으로 선택하게 된다.Also, in a manner similar to Equations (3) to (5), the average detection probability (Pd) for one frame composed of all P range gates of each reception antenna can be calculated, The receiving antenna having the maximum probability is selected based on Equation (7).

여기서, P_d _,p,q 는 p번째 안테나의 q번째 레인지 게이트의 검출확률을 말한다.Here, _Pd _{, p, and q} are the detection probabilities of the qth range gate of the pth antenna.

한편, 상기 수학식 6으로부터,

인 경우에 침입자가 있는 것으로 판단한다.On the other hand, from Equation (6)

It is determined that there is an intruder.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 복수의 수신 안테나를 갖는 다중 레인지 게이트 기반의 UWB 센서 시스템에서 하나의 수신 안테나를 선택하는 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of selecting one reception antenna in a multi-range gate based UWB sensor system having a plurality of reception antennas according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 먼저 송신부(100)는 UWB 신호를 생성한 후 수학식 1과 같은 신호를 송신 안테나를 통해 방사한다(S100). Referring to FIG. 3, first, the transmitter 100 generates a UWB signal and then radiates a signal as shown in Equation (1) through a transmitting antenna (S100).

제1 신호처리부(220)는 수신 안테나(210)로부터 수신된 신호와 펄스 발생부(221)로부터 전달된 레인지 게이트 펄스 신호를 각각 곱하고 저역통과 필터를 통과시킨 후 샘플링을 수행함으로써, 각 수신 안테나의 각 레인지 게이트에서 수신된 신호를 추출한다(S200).The first signal processing unit 220 multiplies the signal received from the receiving antenna 210 and the range gate pulse signal transmitted from the pulse generating unit 221, respectively, passes through a low-pass filter and performs sampling, A signal received at each of the range gates is extracted (S200).

수신 안테나 선택부(230)의 제1 계산부(231)는 상기 제1 신호처리부에서 수신된 신호를 바탕으로, 목표 오보확율을 만족하는 임계치를 계산하고(S300), 제2 계산부(232)는 각 수신 안테나의 전체 레인지 게이트로 구성된 하나의 프레임에 대한 검출확률을 계산한다(S400). 그리고 선택부(233)는 상기 평균 검출확률이 최대가 되는 하나의 수신안테나를 선택한다(S400).The first calculation section 231 of the reception antenna selection section 230 calculates a threshold value that satisfies the target error probability based on the signal received from the first signal processing section S300, Calculates a detection probability for one frame composed of the entire range gates of the respective reception antennas (S400). Then, the selecting unit 233 selects one receiving antenna having the maximum average detection probability (S400).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 UWB 센서 시스템의 모의 실험결과를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing simulation results of a UWB sensor system according to an embodiment of the present invention.

도 4에서는 송수신 안테나가 하나씩인 기존의 시스템과 본 발명의 실시예와 같은 수신 안테나 선택기법을 적용한 시스템에 있어서, 검출확률을 비교한 것이다. 여기서 목표 오보확률 Pfa = 10^- ² 이고, 각 레인지 게이트에서의 임계치를 수학식 6을 통해 계산하였다. In FIG. 4, detection probabilities are compared in a conventional system in which one transmission / reception antenna is used and in a system to which a reception antenna selection technique such as the embodiment of the present invention is applied. Here, the target error probability Pfa = 10 ^- ^2, and the threshold value at each range gate is calculated through Equation (6).

이에 의하면, 본 발명의 수신 안테나 선택기법 적용시, 검출확률 Pd = 0.2 기준으로 기존 대비 약 5.0 dB의 성능 이득을 가질 수 있으며, 목표 검출확률 값이 증가 할수록 성능 이득이 증가함을 확인할 수 있다.
According to the present invention, when the receive antenna selection scheme of the present invention is applied, a performance gain of about 5.0 dB can be obtained with a detection probability of Pd = 0.2, and a performance gain increases with an increase of the target detection probability value.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

10 : UWB 센서 20 : 감지영역
30 : 감지 구간 40 : 레인지 게이트 펄스
100 : 송신부 200 : 수신부
210 : 수신 안테나 220 : 제1 신호처리부
230 : 수신 안테나 선택부 240 : 제2 신호처리부10: UWB sensor 20: detection area
30: Detection interval 40: Range gate pulse
100: transmitting unit 200: receiving unit
210: receiving antenna 220: first signal processor
230: receive antenna selection unit 240: second signal processing unit

Claims

delete

A method for selecting one receiving antenna in a multi-range gate based UWB sensor system having a plurality of receiving antennas,
Receiving the UWB signals from the plurality of antennas;
Dividing a sensing range of the sensing area of the UWB sensor according to a predetermined distance and extracting a signal reflected from each sensing interval of the received UWB signals; And
Selecting one receiving antenna having a maximum detection probability in each sensing period using the extracted signal;
Lt; / RTI >
The step of selecting the receive antenna
Calculating a threshold value that satisfies a target error probability in each sensing period of each receiving antenna;
Calculating a detection probability at each sensing interval of each receiving antenna; And
Selecting one receive antenna having a maximum detection probability in each sensing period;
Wherein the receiving antenna comprises a plurality of antennas.

In a UWB sensor system for detecting a target by receiving a UWB signal radiated through a transmitter,
A plurality of receiving antennas for receiving the UWB signals reflected from the transmitting unit;
A first signal processing unit for dividing a sensing region of the sensing region of the UWB sensor according to a predetermined distance and extracting a signal reflected in each sensing region of the received UWB signal; And
A reception antenna selector for calculating a detection probability at each reception antenna using the signal output from the first signal processor and selecting one reception antenna having a maximum value;
Lt; / RTI >
The reception antenna selector
A first calculation unit for calculating a threshold value that satisfies a target error probability at each of the range gates of each reception antenna;
A second calculation unit for calculating an average detection probability for one frame composed of the entire range gates of the respective reception antennas; And
A selecting unit for selecting one receiving antenna having the maximum average detection probability;
The UWB sensor system comprising:

5. The method of claim 4,
And a second signal processing unit for determining that there is a target when a magnitude of a signal received at each of the range gates of the respective receiving antennas is larger than a threshold value.

A method for selecting one receiving antenna in a multi-range gate based UWB sensor system having a plurality of receiving antennas,
Extracting a signal from each of the range gates of each receive antenna;
Calculating a threshold value that satisfies a target error probability from the extracted signal;
Calculating an average detection probability for one frame consisting of the entire range gates of each receive antenna; And
Selecting one receive antenna having the maximum average detection probability;
/ RTI >