KR101584910B1 - 레이더 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

레이더 신호 처리 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101584910B1
KR101584910B1 KR1020140104613A KR20140104613A KR101584910B1 KR 101584910 B1 KR101584910 B1 KR 101584910B1 KR 1020140104613 A KR1020140104613 A KR 1020140104613A KR 20140104613 A KR20140104613 A KR 20140104613A KR 101584910 B1 KR101584910 B1 KR 101584910B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radar signal
radar
radar signals
signals
band
Prior art date
Application number
KR1020140104613A
Other languages
English (en)
Inventor
오대건
이종훈
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020140104613A priority Critical patent/KR101584910B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101584910B1 publication Critical patent/KR101584910B1/ko

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

레이더 신호 처리 방법 및 상기 방법을 수행하는 장치가 개시된다. 수신 안테나를 통해 복수의 타겟으로부터 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신하는 단계; 상기 복수의 수신 레이더 신호에 송신 레이더 신호를 믹싱한 복수의 레이더 신호를 추출하는 단계; 상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역에 대응하여 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하는 단계; 자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 대역 통과 필터의 필터링 대역을 통과한 복수의 레이더 신호를 순차적으로 증폭하는 단계; 및 상기 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

레이더 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING RADAR SIGNAL}
아래 실시예들은 레이더 신호의 주파수 대역에 따라 적응적으로 레이더 신호를 처리하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
레이더(RADAR) 신호 처리 장치는 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 방출하고, 수신 안테나를 통해 해당 영역 내의 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하여 타겟의 존재 및 타겟과의 거리를 탐지하는 장치이다. 이 때, 레이더 신호의 변조(Modulation) 방식은 펄스(pulse) 방식, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식, FSK (Frequency Shift Keying) 방식 등이 있다. 레이더는 변조 방식에 따라 타겟의 속도 및 거리를 추출하는 방법이 다르다.
예를 들어, 주파수 변조 연속 파(FMCW) 방식의 레이더 신호 처리 장치는 펄스 방식의 레이더 신호 처리 장치와 달리 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 타겟으로 송신한다. 이에 따라, 주파수 변조 연속 파 방식의 레이더 신호 처리 장치는 타겟에 의해 반사된 수신 레이더 신호를 수신하여 타겟의 속도 및 거리를 추출한다.
주파수 변조 연속 파 방식의 레이더 신호 처리 장치는 구조가 단순하고, 소형화된 크기를 갖는다는 장점을 가지고 있다. 이에 따라, 주파수 변조 연속 파 방식의 레이더 신호 처리 장치는 군용 소형 레이더, 고도 측정용 레이더, 및 차량 충돌 방지 시스템 등에 사용되고 있다.
일반적으로, 주파수 변조 연속 파 방식의 레이더 신호 처리 장치는 타겟으로 송신하는 송신 레이더 신호의 주파수가 시간에 따라 선형적으로 변경되도록 배치한다. 이에 따라, 주파수 변조 연속 파 방식의 레이더 신호 처리 장치는 타겟에 의해 반사된 신호의 주파수를 이용하여 타겟의 위치를 추출할 수 있다.
현재, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 타겟으로부터 반사된 신호를 수신할 경우, 파워가 가장 큰 신호를 기준으로 ADC(Analog-to-Digital Conversion)의 다이나믹 레인지(Dynamic range)를 맞춘다. 이에 따라, 복수의 타겟으로부터 반사된 신호 중에서 파워가 작은 신호는 증폭의 범위가 작아 샘플링 시 양자화 잡음에 묻힌다는 문제점이 발생한다.
일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 수신 안테나를 통해 복수의 타겟으로부터 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신하는 단계; 상기 복수의 수신 레이더 신호에 송신 레이더 신호를 믹싱한 복수의 레이더 신호를 추출하는 단계; 상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역에 대응하여 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하는 단계; 자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 대역 통과 필터의 필터링 대역을 통과한 복수의 레이더 신호를 순차적으로 증폭하는 단계; 및 상기 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 순차적으로 상기 복수의 레이더 신호를 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 조절하는 단계는, 상기 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 순차적으로 상기 복수의 레이더 신호를 필터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 증폭하는 단계는, 자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 대역 통과 필터의 필터링 대역을 통과한 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 또는 파워가 큰 레이더 신호부터 순차적으로 증폭할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 수신 레이더 신호와 상기 송신 레이더 신호는, 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조될 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 수신 안테나를 통해 복수의 타겟으로부터 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신하는 수신부; 상기 복수의 수신 레이더 신호에 송신 레이더 신호를 믹싱한 복수의 레이더 신호를 추출하는 추출부; 상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역에 대응하여 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하는 조절부; 자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 대역 통과 필터의 필터링 대역을 통과한 복수의 레이더 신호를 순차적으로 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리하는 처리부를 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 조절부는, 상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 순차적으로 상기 복수의 레이더 신호를 필터링할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 조절부는, 상기 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 순차적으로 상기 복수의 레이더 신호를 필터링할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 증폭부는, 자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 대역 통과 필터의 필터링 대역을 통과한 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 또는 파워가 큰 레이더 신호부터 순차적으로 증폭할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 수신 레이더 신호와 상기 송신 레이더 신호는, 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치와 복수의 타겟 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 자동 이득 조절기를 통해 순차적으로 증폭한 레이더 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 복수의 타겟의 주파수 대역에 기초하여 순차적으로 필터링하고, 필터링한 결과에 대해 ADC의 다이나믹 레인지를 맞추는 기법을 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 자동 이득 조절기를 통해 순차적으로 증폭한 레이더 신호를 처리하는 방법을 수행하는 레이더 신호 처리 장치를 도시한 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치와 복수의 타겟 간의 관계를 도시한 도면이다.
이하에서 설명되는 레이더 신호 처리 장치(100)는 송신 레이더 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 송신할 수 있고, 수신 안테나(110)를 통해 수신 레이더 신호를 수신할 수 있는 장치를 의미한다. 이하에서 설명되는 송신 레이더 신호는 레이더 신호 처리 장치의 전압 제어 발진기(voltage control oscillator)를 통해 생성된 신호를 의미한다.
예를 들어, 레이더 신호 처리 장치(100)는 송신 안테나를 통해 펄스 방식, 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식, 또는 주파수 변위 방식 (Frequency Shift Keying) 등의 변조 방식에 따라 변조된 송신 레이더 신호를 송신할 수 있고, 수신 안테나(110)를 통해 수신 레이더 신호를 수신할 수 있다.
이하에서 설명되는 주파수 변조 연속 파 방식은 신호의 주파수가 시간에 따라 선형적으로 변경되도록 배치하는 변조 방식을 의미한다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 타겟으로부터 반사된 수신 레이더 신호의 주파수와 송신 레이더 신호의 주파수 차이를 비교하여 타겟을 감지할 수 있다.
일실시예에 따르면, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 경우, 수신 레이더 신호의 주파수는 복수의 타겟과 수신 안테나 간의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 복수의 타겟과 수신 안테나(110) 간의 거리에 따라 수신 레이더 신호의 주파수가 다른 특성을 이용하여 복수의 타겟들의 위치 정보를 추출할 수 있다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 레이더 신호 처리 장치(100)는 수신 안테나(110)를 통해 타겟 A(120), 타겟 B(130), 및 타겟 C(140)로부터 반사된 수신 레이더 신호를 수신할 수 있다. 레이더 신호 처리 장치(100)는 타겟 A(120), 타겟 B(130), 및 타겟 C(140)로부터 반사된 수신 레이더 신호의 주파수와 송신 레이더 신호의 주파수를 비교하여 타겟 A(120), 타겟 B(130), 및 타겟 C(140)을 감지할 수 있다.
타겟과 수신 안테나(110) 간의 거리에 따라 레이더 신호 처리 장치(100)가 수신한 수신 레이더 신호의 파워는 다를 수 있다. 예를 들어, 타겟과 수신 안테나(110) 간의 거리가 멀수록 수신 안테나(110)를 통해 수신한 수신 레이더 신호의 파워는 작아질 수 있다. 따라서, 복수의 타겟이 존재할 경우, 타겟으로부터 반사된 수신 레이더 신호 간의 파워의 차이는 클 수 있다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이, 타겟 A(120)로부터 반사된 수신 레이더 신호의 파워는 타겟 B(130)로부터 반사된 수신 레이더 신호의 파워보다 크다. 또한, 타겟 B(130)로부터 반사된 수신 레이더 신호의 파워는 타겟 C(140)로부터 반사된 수신 레이더 신호의 파워보다 크다.
레이더 신호 처리 장치(100)는 자동 이득 조절기(Auto Gain Controller)를 이용하여 수신 레이더 신호 중에서 가장 파워가 큰 신호를 기준으로 ADC(Analog-to-Digital Conversion)의 다이나믹 레인지(Dynamic range)를 설정할 수 있다. 이에 따라, 수신 레이더 신호 중에서 파워가 작은 신호들은 증폭이 거의 이루어지지 않는다는 문제점이 있다. 또한, 복수의 수신 레이더 신호 중에서 파워가 작은 수신 레이더 신호들은 샘플링(sampling)시 양자화 잡음(Quantization noise)에 묻히게 되는 문제점이 발생할 수 있다. ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치를 의미한다.
일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치(100)는 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호로부터 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호 처리 장치(100)는 레이더 신호로부터 비트 주파수(beat frequency)를 추정할 수 있다.
비트 주파수는 두 신호의 주파수 간의 차이를 의미한다. 일례로, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호가 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 경우, 레이더 신호의 주파수는 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호의 주파수 간의 차이에 대응할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 비트 주파수에 기초하여 타겟을 감지할 수 있다.
일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치(100)는 ADC를 이용하여 레이더 신호를 디지털로 변환하고, 변환한 결과로부터 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 레이더 신호를 디지털로 변환하기 위해, 레이더 신호 처리 장치(100)는 샘플링을 통해 레이더 신호로부터 샘플을 추출할 수 있다. 또한, 레이더 신호 처리 장치(100)는 부호화(Encoding) 과정과 양자화(Encoding) 과정을 거친 결과로부터 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다.
이 때, 레이더 신호 처리 장치(100)의 자동 이득 조절기(Auto Gain Controller)가 가장 파워가 큰 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 경우, 다른 레이더 신호로부터 추출된 샘플들은 양자화 잡음에 묻힐 수 있다.
이하에서 설명되는 다이나믹 레인지는 레이더 신호 처리 장치(100)가 측정할 수 있는 최소 신호와 최대 신호의 레인지를 의미한다. 즉, 자동 이득 조절기가 복수의 레이더 신호 중에서 가장 파워가 큰 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 경우, 파워가 작은 레이더 신호는 증폭이 적게 될 수 있다. 이에 따라, 파워가 작은 레이더 신호는 샘플링 시 양자화 잡음에 묻혀서 레이더 신호 처리 장치(100)가 인식할 수 없게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(100)는 대역 통과 필터(band pass filter)의 필터링 대역을 통해 수신 레이더 신호 중에서 파워가 큰 순으로 또는 주파수 대역이 낮은 순으로 필터링할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 자동 이득 조절기(Auto Gain Controller)를 이용하여 필터링한 결과 각각에 대해 순차적으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞춤으로써, 레이더 신호로부터 추출된 샘플들이 양자화 잡음에 묻히게 되는 문제를 제거할 수 있다.
이하에서는 레이더 신호 처리 장치(100)의 레이더 신호 처리 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 2는 일실시예에 따른 자동 이득 조절기를 통해 순차적으로 증폭한 레이더 신호를 처리하는 방법을 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 단계(200)에서, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 타겟으로부터 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 수신 안테나를 통해 수신 레이더 신호를 채널 별로 수신할 수 있다.
단계(210)에서, 레이더 신호 처리 장치는 믹서를 통해 송신 레이더 신호를 수신 레이더 신호를 믹싱할 수 있다. 송신 레이더 신호는 레이더 신호 처리 장치의 전압 제어 발진기(voltage control oscillator)를 통해 생성된 신호를 의미한다.
송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호는 동일한 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 예를 들어, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호는 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 이 때, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호의 주파수 대역은 일정할 수 있다. 즉, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 수신 레이더 신호 각각에 대해 송신 레이더 신호를 믹싱하여 복수의 레이더 신호를 추출할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 레이더 신호로부터 비트 주파수(beat frequency)를 추정할 수 있다. 비트 주파수는 두 신호의 주파수 간의 차이를 의미한다. 일례로, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호가 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 경우, 레이더 신호의 주파수는 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호의 주파수 간의 차이에 대응할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 비트 주파수에 기초하여 타겟을 감지할 수 있다.
단계(220)에서, 레이더 신호 처리 장치는 레이더 신호의 주파수 대역에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호의 주파수 대역은 수신 안테나와 타겟 간의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 복수의 타겟으로부터 반사된 수신 레이더 신호에 기초한 복수의 레이더 신호는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 필터링 할 수 있다. 또는, 레이더 신호 처리 장치는 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 복수의 레이더 신호 중에서 파워가 큰 순서대로 필터링할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 대역 통과 필터를 통해 복수의 레이더 신호를 개별적으로 필터링할 수 있다.
단계(230)에서, 레이더 신호 처리 장치는 자동 이득 조절기를 이용하여 대역 통과 필터에 의해 필터링된 복수의 레이더 신호를 순차적으로 증폭할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 중에서 파워가 큰 순서대로 개별적으로 증폭할 수 있다.
다른 예로, 레이더 신호 처리 장치는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 개별적으로 증폭할 수 있다. 즉, 레이더 신호 처리 장치는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 각각에 대해 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 수 있다. 이에 따라, 파워가 작거나 또는 주파수 대역이 높은 레이더 신호일지라도, 레이더 신호 처리 장치는 샘플링 시 발생되는 양자화 잡음에 따라 신호가 묻히는 것을 방지할 수 있다.
단계(240)에서, 레이더 신호 처리 장치는 순차적으로 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 레이더 신호를 샘플링 함으로써, 레이더 신호로부터 샘플을 추출할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 샘플로부터 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 타겟의 위치 정보는 타겟과 수신 안테나 간의 거리 정보, 각도 정보, 및 타겟의 속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 복수의 타겟의 주파수 대역에 기초하여 순차적으로 필터링하고, 필터링한 결과에 대해 ADC의 다이나믹 레인지를 맞추는 기법을 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 레이더 신호는 수신 안테나와 타겟 간의 거리에 따라 파워가 다를 수 있다. 수신 안테나와 타겟 간의 거리가 멀어질수록 레이더 신호의 파워는 작을 수 있다. 또한, 수신 안테나와 타겟 간의 거리가 멀어질수록 레이더 신호의 주파수 대역은 높아질 수 있다. 또한, 수신 안테나와 타겟 간의 거리가 멀어질수록 수신 레이더 신호는 레이더 신호 처리 장치에 늦게 수신될 수 있다.
도 3(a)를 참고하면, A, B, C는 타겟을 의미할 수 있다. 일실시예에 따르면, 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호보다 파워가 크다. 또한, 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호보다 주파수 대역이 낮다. 또한, 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호보다 수신 안테나를 통해 먼저 수신될 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 파워가 큰 레이더 신호부터 필터링할 수 있다. 일실시예에 따르면, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 레이더 신호 처리 장치는 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 먼저 필터링할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치의 자동 이득 조절기는 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 수 있다.
다음 단계로 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 레이더 신호 처리 장치는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 필터링할 수 있다. 타겟 A로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호는 필터링 아웃(filtering out)되었으므로, 레이더 신호 처리 장치의 자동 이득 제어 조절기는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 수 있다.
다음 단계로 도 3(c)에 도시된 바와 같이, 레이더 신호 처리 장치는 타겟 B로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 필터링할 수 있다. 타겟 C로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호는 필터링 아웃(filtering out)되었으므로, 레이더 신호 처리 장치의 자동 이득 제어 조절기는 타겟 C로부터 반사된 수신 레이더 신호와 송신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 자동 이득 조절기를 통해 순차적으로 증폭한 레이더 신호를 처리하는 방법을 수행하는 레이더 신호 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 레이더 신호 처리 장치(400)의 수신부(410)는 복수의 타겟으로부터 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호 처리 장치는 복수의 수신 안테나를 통해 수신 레이더 신호를 채널 별로 수신할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(400)의 추출부(420)는 믹서를 통해 송신 레이더 신호를 수신 레이더 신호를 믹싱할 수 있다. 이에 따라, 추출부(420)는 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호를 추출할 수 있다.
일실시예에 따르면, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호는 동일한 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 예를 들어, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호는 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 신호일 수 있다. 이 때, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호를 믹싱한 레이더 신호의 주파수 대역은 일정할 수 있다. 즉, 추출부(420)는 복수의 수신 레이더 신호 각각에 대해 송신 레이더 신호를 믹싱하여 복수의 레이더 신호를 추출할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(400)는 레이더 신호로부터 비트 주파수(beat frequency)를 추정할 수 있다. 비트 주파수는 두 신호의 주파수 간의 차이를 의미한다. 일례로, 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호가 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 경우, 레이더 신호의 주파수는 송신 레이더 신호와 수신 레이더 신호의 주파수 간의 차이에 대응할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(400)는 비트 주파수에 기초하여 타겟을 감지할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치의 조절부(430)는 레이더 신호의 주파수 대역에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절할 수 있다. 일실시예에 따르면, 레이더 신호의 주파수 대역은 수신 안테나와 타겟 간의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 복수의 타겟으로부터 반사된 수신 레이더 신호에 기초한 복수의 레이더 신호는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다.
조절부(430)는 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 필터링 할 수 있다. 또는, 조절부(430)는 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 복수의 레이더 신호 중에서 파워가 큰 순서대로 필터링할 수 있다. 이에 따라, 조절부(430)는 대역 통과 필터를 통해 복수의 레이더 신호를 개별적으로 필터링할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(400)의 증폭부(440)는 자동 이득 조절기를 이용하여 대역 통과 필터에 의해 필터링된 복수의 레이더 신호를 순차적으로 증폭할 수 있다. 일실시예에 따르면, 증폭부(440)는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 중에서 파워가 큰 순서대로 개별적으로 증폭할 수 있다.
다른 예로, 증폭부(440)는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 중에서 주파수 대역이 낮은 순서대로 개별적으로 증폭할 수 있다. 즉, 증폭부(440)는 자동 이득 조절기를 이용하여 필터링된 복수의 레이더 신호 각각에 대해 ADC의 다이나믹 레인지를 맞출 수 있다. 이에 따라, 파워가 작거나 또는 주파수 대역이 높은 레이더 신호일지라도, 증폭부(440)는 샘플링 시 발생되는 양자화 잡음에 따라 신호가 묻히는 것을 방지할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(400)의 처리부(450)는 순차적으로 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 처리부(450)는 복수의 레이더 신호를 샘플링 함으로써, 레이더 신호로부터 샘플을 추출할 수 있다. 이에 따라, 처리부(450)는 샘플로부터 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 타겟의 위치 정보는 타겟과 수신 안테나 간의 거리 정보, 각도 정보, 및 타겟의 속도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 레이더 신호 처리 장치
110: 수신 안테나

Claims (10)

  1. 수신 안테나를 통해 복수의 타겟으로부터 각각 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 수신 레이더 신호에 송신 레이더 신호를 믹싱한 복수의 레이더 신호를 추출하는 단계;
    상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역이 낮은 순서에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하여 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 필터링하는 단계;
    자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 필터링된 레이더 신호들 중에서 가장 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 순차적으로 ADC(Analog-to-Digital Conversion)의 다이나믹 레인지(Dynamic range)를 설정하여 증폭하는 단계; 및
    상기 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 증폭하는 단계는,
    증폭된 레이더 신호를 필터링 아웃(filtering out)하고, 필터링 아웃되지 않은 레이더 신호 중에서 가장 주파수 대역이 낮은 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 설정하여 증폭하는 레이더 신호 처리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수신 레이더 신호와 상기 송신 레이더 신호는,
    주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조된 레이더 신호 처리 방법.
  6. 수신 안테나를 통해 복수의 타겟으로부터 각각 반사된 복수의 수신 레이더 신호를 수신하는 수신부;
    상기 복수의 수신 레이더 신호에 송신 레이더 신호를 믹싱한 복수의 레이더 신호를 추출하는 추출부;
    상기 복수의 레이더 신호의 주파수 대역이 낮은 순서에 따라 대역 통과 필터의 필터링 대역을 조절하 여 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 필터링하는 조절부;
    자동 이득 조절기(Automatic Gain Controller)를 통해 상기 필터링된 레이더 신호들 중에서 가장 주파수 대역이 낮은 레이더 신호부터 순차적으로 ADC의 다이나믹 레인지를 설정하여 증폭하는 증폭부; 및
    상기 증폭한 복수의 레이더 신호를 처리하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 증폭부는,
    증폭된 레이더 신호를 필터링 아웃하고, 필터링 아웃되지 않은 레이더 신호 중에서 가장 주파수 대역이 낮은 레이더 신호를 기준으로 ADC의 다이나믹 레인지를 설정하여 증폭하는 레이더 신호 처리 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제6항에 있어서,
    상기 수신 레이더 신호와 상기 송신 레이더 신호는,
    주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조된 레이더 신호 처리 장치.
KR1020140104613A 2014-08-12 2014-08-12 레이더 신호 처리 방법 및 장치 KR101584910B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140104613A KR101584910B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 레이더 신호 처리 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140104613A KR101584910B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 레이더 신호 처리 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101584910B1 true KR101584910B1 (ko) 2016-01-13

Family

ID=55172872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140104613A KR101584910B1 (ko) 2014-08-12 2014-08-12 레이더 신호 처리 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101584910B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101684175B1 (ko) * 2015-10-01 2016-12-20 재단법인대구경북과학기술원 메모리를 효율적으로 사용하는 레이더 신호 처리 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194011A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Nec Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置及びそれに用いる移動目標信号検出方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012194011A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Nec Corp Ｆｍ−ｃｗレーダ装置及びそれに用いる移動目標信号検出方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김재환. 고선형성을 갖는 Ka대역 FMCW 센서. The journal of Korea Electromagnetic Engineering Society. 2013-3-31. vol.25 no.6, pp.671-678.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101684175B1 (ko) * 2015-10-01 2016-12-20 재단법인대구경북과학기술원 메모리를 효율적으로 사용하는 레이더 신호 처리 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11366197B2 (en) Methods for operating stepped frequency radar systems with digital demultiplexing
JP5221142B2 (ja) レーダ装置とレーダサイト間調整方法
US9952311B2 (en) Radar apparatus and method of reducing interference
US20080136703A1 (en) Equivalent time sampling radar
WO2014104298A1 (ja) 車載レーダ装置
US20160061943A1 (en) Reception signal processing device, radar, and object detection method
CA2762422A1 (en) Automatic gain control device for satellite positioning receivers
KR101318882B1 (ko) 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계 및 다중 변조를 갖는 간섭계 레이더 고도계를 통한 다중 변조 방법
KR101584910B1 (ko) 레이더 신호 처리 방법 및 장치
JP2011226796A (ja) レーダ装置
KR101721051B1 (ko) W 대역 탐색기용 수신기
KR102037035B1 (ko) 기저 대역 신호의 전압 포화 방지 기능을 갖춘 레이더 장치 및 그의 전압 포화 방지 방법
JP2006343131A (ja) レーダ装置
JP2017138230A (ja) 目標検出装置
KR101609831B1 (ko) 밀리미터파 탐색기용 디지털 수신 장치 및 방법
KR101607156B1 (ko) 고주파 전자가속기의 자동 주파수 검출 장치 및 그 방법
RU2603687C1 (ru) Способ формирования команды срабатывания радиовзрывателя
KR101674254B1 (ko) 레이더 신호 처리 방법 및 장치
KR101030746B1 (ko) 레이더 수신기 및 그 표적 탐지 방법
KR101684175B1 (ko) 메모리를 효율적으로 사용하는 레이더 신호 처리 장치 및 방법
CN201965228U (zh) 分米波仪表着陆设备测距接收机
EP2322947A2 (en) Radar apparatus
JP7488393B2 (ja) レーダ装置
KR101655026B1 (ko) 타겟 탐지 장치 및 방법
KR101512718B1 (ko) Rf 신호의 송신 시간을 제어하기 위한 fmcw 장비

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181212

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191203

Year of fee payment: 5