KR101620218B1 - 레이더 기능을 수행하는 사용자 단말 - Google Patents

레이더 기능을 수행하는 사용자 단말 Download PDF

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KR101620218B1
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data communication
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이종훈
김상동
진영석
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명은 레이더 기능을 수행하는 사용자 단말에 관한 것이다.
사용자 단말은 데이터 통신에 따른 데이터 신호 또는 외장형으로 탈착이 가능한 레이더 탐지기로부터 레이더를 통해 탐지된 오브젝트에 대한 레이더 신호를 송수신하고, 수신된 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 신호를 이용하여 데이터를 처리할 수 있다.

Description

레이더 기능을 수행하는 사용자 단말{USER APPARATUS FOR PERFORMING RADAR FUNCTION}
아래의 설명은 레이더 기능을 수행하는 사용자 단말에 관한 것으로 레이더를 통해 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지기를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있는 사용자 단말에 관한 것이다.
최근의 스마트 단말은 전화 기능을 기반으로 인터넷 통신을 통한 정보 검색 등 컴퓨터에서 지원하는 다양한 기능을 포함하는 지능형 단말기로써, 사용자가 원하는 다양한 애플리케이션의 설치가 가능하다. 또한, 사용자는 휴대가 간편함에 따라 위치를 이동하면서 스마트 단말에 설치된 애플리케이션을 작동하거나, 정보를 검색하는 등 위치 이동에 따른 이동 시간 동안 스마트 단말을 조작한다.
이때, 사용자는 위치 이동에 따라 스마트 단말에 시선이 집중 됨으로써, 사용자의 주변에 위치한 장애물을 발견하지 못하며, 발견하지 못한 장애물에 의해 상해를 입는 경우가 발생한다. 결국, 사용자는 스마트 단말을 조작함에 따른 전방 주시율이 낮기 때문에 이동 시 스마트 단말을 조작하는 일은 상황에 따라 사용자의 사고로 이어질 가능성이 높다.
더욱이 현재 스마트 단말은 위에서 언급한 바와 같이 컴퓨터에서 지원하는 다양한 기능에 따른 조작 기능을 제공할 뿐, 스마트 단말의 위치를 기반으로 주변에 위치한 장애물에 대한 정보를 제공하는 기능이 부재하다.
따라서, 사용자가 이동시, 스마트 단말을 조작하면서 사용자 또는 스마트 단말의 주변에 위치한 장애물에 대한 정보를 제공해줄 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 데이터 통신을 수행하는 사용자 단말의 위치를 기반으로 사용자 단말에 근접하는 오프젝트의 위치를 추적할 수 있는 레이더 기능을 제공하는 사용자 단말을 제안한다.
본 발명의 다른 목적은 레이더를 통한 오브젝트와의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 동시에 측정할 수 있는 사용자 단말을 제안한다.
본 발명의 또 다른 목적은 외장형 또는 내장형으로 구현이 가능한 레이더 탐지기를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말을 제안한다.
일실시예에 따른 사용자 단말은 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신용 안테나; 상기 데이터 통신에 따른 데이터 신호 또는 외장형으로 탈착이 가능한 레이더 탐지기로부터 레이더를 통해 탐지된 오브젝트에 대한 레이더 신호를 송수신하는 통신 송수신기; 상기 수신된 레이더 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 신호를 이용하여 데이터를 처리하는 신호 처리기를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 송수신기는 상기 탐지된 오브젝트에 대한 중간 주파수에 대하여 디지털화된 레이더 신호를 수신할 수 있다.
일실시예에 따른 신호 처리기는 상기 레이더 신호를 이용하여 사용자 단말의 위치를 중심으로 상기 사용자 단말에 근접하는 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
일실시예에 따른 신호 처리기는 상기 레이더 신호를 레이더 추적 알고리즘에 적용하여 상기 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
일실시예에 따른 신호 처리기는 상기 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도 중 적어도 하나를 포함하는 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 탐지기는 레이더를 통해 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지용 안테나; 상기 탐지된 오브젝트의 레이더 신호를 송수신하는 레이더 송수신기; 상기 수신된 레이더 신호를 디지털화된 레이더 신호로 변환하는 신호 변환기; 및 상기 변환된 레이더 신호를 사용자 단말의 송수신기에 전달하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 사용자 단말은 레이더를 통해 사용자 단말에 근접하는 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지기; 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신기; 및 상기 탐지된 오브젝트에 대한 레이더 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 이용하여 데이터를 처리하는 처리 프로세서를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 탐지기는 상기 사용자 단말에 내장되어 레이더 탐지용 안테나를 통해 개별 대역 내에 존재하는 오브젝트를 탐지할 수 있다.
일실시예에 따른 데이터 통신기는 상기 사용자 단말에 내장되어 데이터 통신용 안테나를 통해 개역 대역 내에서 데이터 통신을 수행할 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 탐지기와 데이터 통신기는 상기 사용자 단말에 내장되어 레이더를 통해 오브젝트를 탐지할 수 있는 기능과 데이터 통신을 수행할 수 있는 기능을 포함하는 통합용 안테나를 이용하여 광대역 내에 오브젝트를 탐지하거나 또는 데이터 통신을 수행할 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 탐지기는 레이더를 통해 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지용 안테나; 상기 탐지된 오브젝트의 레이더 신호를 송수신하는 레이더 송수신기; 상기 수신된 레이더 신호를 디지털화된 레이더 신호로 변환하는 신호 변환기; 및 상기 변환된 레이더 신호를 사용자 단말의 송수신기에 전달하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 데이터 통신기는 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신용 안테나; 상기 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신 송수신기; 상기 데이터 신호를 변환하여 상기 처리 프로세서에 전달하는 통신 모뎀을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 처리 프로세서는 상기 레이더 신호를 레이더 추적 알고리즘에 적용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
일실시예에 따른 처리 프로세서는 상기 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도 중 적어도 하나를 포함하는 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
사용자 단말은 본연의 기능으로 데이터 통신을 수행할 뿐만 아니라, 오브젝트를 추적할 수 있는 레이더 기능을 제공함으로써, 사용자 단말을 소지한 사용자의 움직임에 따라 인접한 오브젝트의 위치를 표시하여, 오브젝트에 의한 사용자의 상해를 최소화할 수 있다.
또한, 사용자 단말은 오브젝트와의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 정확하게 측정함에 따라, 자동차, 로봇, 조선 등 다양한 민군수용에 활용될 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 외장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5는 일실시예에 따른 통합용 안테나를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 일실시예에 따른 외장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말의 동작에 대한 흐름도이다.
도 7은 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말의 동작에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일실시예에 따른 외장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참고하면, 사용자 단말(101)은 레이더 신호를 이용하여 오브젝트를 탐지하는 외장형의 레이더 탐지기(105)와 연동할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(101)은 레이더 탐지기(105)로부터 수신한 레이더 신호를 기반으로 오브젝트의 위치를 사용자에게 제공함으로써, 오브젝트에 대한 레이더 기능을 제공할 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(101)은 데이터 통신용 안테나(102), 통신 송수신기(103) 및 신호 처리기(104)를 포함할 수 있다. 또한, 도 1에는 도시되지 않았지만, 사용자 단말(101)은 통신을 수행함에 따라 데이터 신호를 변환하고, 변환된 신호를 전달하기 위한 통신 모뎀을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 데이터 통신용 안테나(102)는 일반적으로 네트워크를 통해 데이터 통신을 수행하는 통신 안테나로써, 사용자 단말(101)의 기능 조작에 따라 서버, 기지국, 서로 다른 단말 간의 통신 기능을 제공하기 위한 안테나일 수 있다. 그리고, 데이터 통신용 안테나(102)는 사용자 단말(101)과 연동하는 기지국에 따라 통신 가능한 개별 대역의 안테나로 구현되며, 기 설정된 통신 대역 내에서 데이터 통신을 수행할 수 있다.
통신 송수신기(103)는 데이터 통신에 대한 데이터 신호를 송수신할 수 있다. 그리고, 통신 송수신기(103)는 데이터 통신 안테나(102)로부터 송수신되는 데이터 신호뿐만 아니라, 오브젝트의 위치 추적과 관련된 레이더 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 통신 송수신기(103)는 레이더 탐지기(105)로부터 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 레이더 탐지기(105)는 레이더 탐지용 안테나(106), 레이더 송수신기(107), 신호 변환기(108) 및 통신 인터페이스(109)를 포함할 수 있다. 레이더 탐지용 안테나(106)는 오브젝트를 탐지할 수 있는 레이더 전파를 이용하여 일정 범위 내에 존재하는 오브젝트를 탐지하고, 탐지된 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 탐지할 수 있다. 다시 말해, 레이더 탐지용 안테나(106)는 오브젝트를 추적하기 위한 레이더 신호 형태의 송신 신호가 오브젝트와 접촉하고, 오브젝트로부터 반사된 레이더 신호 형태의 수신 신호를 탐지할 수 있다.
레이더 송수신기(107)는 레이더 탐지용 안테나(106)를 통해 탐지된 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 송수신할 수 있다. 그리고, 신호 변환기(108)는 수신된 레이더 신호에 대한 중간 주파수를 이용하여 데이터 통신을 수행하기 위한 디지털 형태의 레이더 신호로 변환할 수 있다. 결국, 신호 변환기(108)는 수신된 레이더 신호를 아날로그 형태의 레이더 신호에서 디지털 형태의 레이더 신호로 변환할 수 있다. 이후, 통신 인터페이스(109)는 디지털 형태의 레이더 신호를 사용자 단말의 통신 송수신기(103)에 전달할 수 있다.
통신 송수신기(103)는 위에서 설명한 바와 같이 데이터 신호뿐만 아니라, 레이더 탐지기(105)에서 탐지된 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 수신할 수 있다. 이때, 통신 송수신기(103)는 오브젝트와 관련된 레이더 신호에 대한 평균 전력값을 기준으로 레이더 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 통신 송수신기(103)는 레이더 탐지기(105)로부터 레이더 신호에 대한 오브젝트를 탐지하기 위해 출력된 송신 신호와 오브젝트로부터 반사된 수신 신호를 주기적으로 수신할 수 있다.
이후, 신호 처리기(104)는 수신한 송신 신호와 수신 신호 간의 차이를 나타내는 비트 신호를 이용하여 신호에 대한 평균 전력값을 계산할 수 있다. 그리고, 신호 처리기(104)는 계산된 평균 전력값이 일정한 임계값 이상으로 나타나는 경우, 레이더 신호가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 통신 송수신기(103)는 신호 처리기(104)의 판단 결과에 레이더 탐지기(105)로부터 레이더 신호를 수신할 수 있다.
또한, 신호 처리기(104)는 수신한 데이터 신호 또는 레이더 신호에 대하여 신호 처리를 수행할 수 있다. 다시 말해, 신호 처리기(104)는 데이터 신호를 수신한 경우, 데이터 신호에 따라 정보 검색, 전화 등의 사용자 단말 내에 동작하는 기능에 따른 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다.
또한, 신호 처리기(104)는 레이더 신호를 수신한 경우, 사용자 단말(101)의 위치를 기반으로 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 구체적으로, 신호 처리기(104)는 오브젝트의 위치를 추적할 수 있는 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 레이더 신호에 따른 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 이때, 신호 처리기(104)는 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 동시에 추적함으로써, 보다 정확한 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참고하면, 사용자 단말(201)는 내장형으로 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 탐지하는 레이더 탐지기(202)를 포함할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(201)은 내장된 레이더 탐지기(202)를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(201)은 레이더 탐지기(202), 데이터 통신기(203) 및 처리 프로세서(204)를 포함할 수 있다.
레이더 탐지기(202)는 도 1의 레이더 탐지기(105)와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 다만, 레이더 탐지기(202)는 도1 의 레이더 탐지기(105)와 비교하여 내장형으로 구현된다는 점에서 차이가 있다. 레이더 탐지기(202)는 레이더를 통해 사용자 단말에 근접하는 오브젝트를 탐지할 수 있다. 이 때, 레이더 탐지기(202)는 레이더 탐지용 안테나, 레이더 송수신기, 신호 변환기 및 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
레이더 탐지용 안테나는 레이더를 통해 특정 대역 내에 존재하는 오브젝트를 탐지할 수 있다. 그리고, 레이더 송수신기는 레이더 탐지용 안테나를 통해 탐지된 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 송수신할 수 있다. 신호 변환기는 수신된 레이더 신호에 대하여 디지털 형태의 레이더 신호로 변환할 수 있다. 이 때, 신호 변환기는 수신된 레이더 신호를 처리하는 방식에 따라 레이더 탐지기 내부에서 동작하거나 사용자 단말에 포함된 처리 프로세서에서 처리될 수 있다. 그리고, 통신 인터페이스는 디지털화된 레이더 신호를 처리 프로세서(204)에 전달할 수 있다.
데이터 통신기(203)는 데이터 통신을 수행하는 것으로써, 도 1의 사용자 단말(101)의 동작과 유사한 동작을 수행할 수 있다. 구체적으로, 데이터 통신기(203)는 데이터 통신용 안테나, 통신 송수신기 및 통신 모뎀을 포함할 수 있다.
데이터 통신용 안테나는 사용자 단말에서 동작하는 일반적인 데이터 통신을 수행할 수 있다. 그리고, 통신 송수신기는 데이터 통신에 대한 데이터 신호를 송수신할 수 있다. 통신 모뎀은 수신된 데이터 신호를 변환할 수 있다. 여기서, 통신 모뎀은 데이터 신호에 대하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 신호를 처리 프로세서(204)에 전달할 수 있다.
레이더 탐지기(202) 및 데이터 통신기(203)는 각각의 안테나를 이용하여 통신을 수행하거나, 통합용 안테나를 이용하여 광대역 또는 개벽 대역 내에 존재하는 오브젝트를 탐지하거나 또는 데이터 통신을 수행할 수 있다.
그리고, 처리 프로세서(204)는 레이더 탐지기(202) 및 데이터 통신기(203)에서 수신된 레이더 신호 또는 데이터 신호에 대한 처리 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 처리 프로세서(204)는 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 이용하여 기능 조작을 수행할 수 있다. 결국, 처리 프로세서(204)는 레이더 탐지기(202) 또는 데이터 통신기(203)로부터 수신한 신호에 따른 처리 동작을 전환함으로써, 사용자에게 데이터 통신과 관련된 기능뿐만 아니라, 레이더 기능을 제공할 수 있따.
이 때, 처리 프로세서(204)는 레이더 신호를 레이더 추적 알고리즘에 적용함으로써, 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 또한, 처리 프로세서(204)는 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 동시에 추적할 수 있다.
일례로, 처리 프로세서(204)는 주파수 변환을 수행하는 레이더 기능을 제공하는 경우, 레이더 신호에 따른 송신 신호와 수신 신호의 차이인 비트 신호를 통해 1차 주파수 변환을 수행하여 거리빈을 추출할 수 있다. 그리고, 처리 프로세서(204)는 추출한 거리빈을 통해 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리를 추정할 수 있다. 이후, 처리 프로세서(204)는 PRI(송신신호반복간격)별 거리빈 방향으로 2차 주파수 변환하여 속도 빈을 추출하고, 추출된 속도 빈을 통해 이동 속도를 추정할 수 있다. 마지막으로, 처리 프로세서(204)는 비트 신호를 각도 방향으로 주파수 변환을 수행함으로써, 각도를 추정할수 있다.
다른 일례로, 처리 프로세서(204)는 펄스를 이용한 레이더 기능을 제공하는 경우, matched-filter를 통해서 송신 펄스와 수신펄스간의 시간 차이를 추출할 수 있다. 이후, 처리 프로세서(204)는 펄스반복주기별 거리빈 방향으로 주파수 변환을 수행하여 위상값에 따른 도플러 빈을 추출함으로써, 오브젝트의 이동속도를 추정할 수 있다.
결국, 사용자 단말(201)은 데이터 통신을 수행하면서, 레이더 기능을 병행하며 처리할 수 있도록 레이더 탐지기(202) 및 데이터 통신기(203)에 대하여 듀얼 모드 처리 방식을 적용할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참고하면, 사용자 단말(301)은 듀얼 모듈 처리 방식으로 동작하는 데이터 통신기(302), 레이더 탐지기(306) 및 처리 프로세서(310)를 포함할 수 있다. 그리고, 데이터 통신기(302)는 데이터 통신용 안테나(303), 통신 송수신기(304) 및 통신 모델을 포함할 수 있다. 데이터 통신기(302)는 도 2에서 설명한 데이터 통신기(203)와 동일한 동작을 수행함에 따라 추가적인 설명을 생략하도록 한다.
반면, 레이더 탐지기(306)는 레이더 탐지용 안테나(307), 레이더 송수신기(308) 및 추가적인 구성으로 레이더 추적기(309)를 포함할 수 있다. 여기서, 레이더 추적기(309)는 레이더 송수신기(308)가 송수신한 레이더 신호에 대하여 오브젝트의 위치를 추적하는 동작을 수행할 수 있다.
다시 말해, 레이더 추적기(309)는 수신한 레이더 신호를 직접적으로 처리 프로세서(310)에 전달하지 않고, 수신된 레이더 신호에 따른 오브젝트의 위치를 추적하고, 이에 대한 최종적인 오브젝트의 위치를 전달할 수 있다. 레이더 추적기(309)는 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 레이더 신호에 따른 오브젝트를 추적할 수 있다. 그리고, 레이더 추적기(309)는 오브젝트 추적 방식에 따라 레이더 변환 방식 또는 펄스 방식으로 구분하여 오브젝트를 추적할 수 있다.
이후, 처리 프로세서(310)는 통신 모뎀(305)로부터 데이터 신호를 수신하거나, 또는 레이더 추적기(309)로부터 추적된 오브젝트의 위치를 수신할 수 있다. 처리 프로세서(310)는 수신한 오브젝트의 위치를 내부 장치 또는 외부 장치를 통해 디스플레이 할 수 있다. 또한, 처리 프로세서(301)는 소리, 진동, 빛, 텍스트 등을 이용하여 오브젝트의 위치를 사용자에게 전달할 수 있다.
도 3에 도시된 레이더 탐지기(306)는 사용자 단말(301)의 구성으로 처리 프로세서(310)에서 오브젝트의 위치를 추적하기 위한 연산동작을 수행하지 않도록 레이더 탐지기(306)가 전담하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
따라서, 사용자 단말(301)은 레이더 탐지기(306)에서 레이더 신호에 따른 오브젝트의 위치를 추적하고, 추적 결과만을 처리 프로세서(310)를 통해 제공함으로써, 데이터 통신 및 레이더 기능에 대한 제공 속도가 증가할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4를 참고하면, 사용자 단말(401)은 듀얼 모듈 처리 방식으로 동작하는 데이터 통신기(403), 레이더 탐지기(406) 및 신호 처리기(410)를 포함할 수 있다. 그리고, 데이터 통신기(402)는 데이터 통신용 안테나(403), 통신 송수신기(404) 및 통신 모델을 포함할 수 있다. 데이터 통신기(402)는 도 2에서 설명한 데이터 통신기(203)와 동일한 동작을 수행함에 따라 추가적인 설명을 생략하도록 한다.
반면, 레이더 탐지기(406)는 레이더 통신용 안테나(407), 레이더 송수신기(408) 및 도 3의 사용자 단말(301)과 차별된 구성으로 신호 변환기(409)를 포함할 수 있다. 통신용 안테나(407) 및 레이더 송수신기(408)는 도 3의 구성과 유사함에 따라 추가적인 설명은 생략하도록 한다.
신호 변환기(409)는 레이더 송수신기(308)가 송수신한 레이더 신호에 대하여 신호를 변환할 수 있다. 구체적으로, 신호 변환기(409)는 탐지된 오브젝트에 대한 중간 주파수를 이용하여 디지털 형태의 레이더 신호로 변환할 수 있다. 그리고, 신호 변환기(409)는 변환된 디지털 형태의 레이더 신호를 신호 처리기(410)에 전달할 수 있다. 도 4의 레이더 탐지기(406)는 도 3의 레이더 탐지기(306)와 비교하여 디지털 형태의 레이더 신호를 신호 처리기(410)에 전달할 수 있다.
이후, 신호 처리기(410)는 레이더 탐지기(406)로부터 전달된 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 신호 처리기(410)는 레이더 탐지기(402) 및 데이터 통신기(406)에 따른 처리 동작을 전환함으로써, 레이더 신호 또는 데이터 신호에 대한 처리 동작을 수행할 수 있다.
이때, 신호 처리기(410)는 레이더 신호와 관련된 송신 신호와 수신 신호간의 차이를 나타내는 비트 신호를 기반으로 레이더 신호에 대한 처리 동작을 수행할 수 있다. 또한, 신호 처리기(410)는 레이더 탐지기(406)로부터 추적된 레이더 신호의 존재 여부를 확인하기 위해, 주기적으로 비트 신호에 대한 평균 전력값을 계산할 수 있다. 신호 처리기(410)는 계산된 평균 전력값이 일정함 임계값 이상으로 판단된 경우, 레이더 신호를 수신함으로써, 데이터 신호 또는 레이더 신호를 전환할 수 있다.
그리고, 신호 처리기(410)는 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 레이더 신호에 따른 오브젝트를 추적할 수 있다. 그리고, 신호 처리기(410)는 오브젝트 추적 방식에 따라 레이더 변환 방식 또는 펄스 방식으로 구분하여 오브젝트를 추적할 수 있다.
신호 처리기(410)는 신호 변환기(409)로부터 수신된 신호에 따라 오브젝트의 위치를 추적하거나 데이터를 처리함으로써, 사용자 단말이 처리하는 동작으로 통신 기능뿐만 아니라, 레이더 기능을 추가적으로 제공할 수 있다. 여기서, 신호 처리기(410)는 도 1의 신호 처리기(104)의 동작과 유사할 수 있다.
사용자 단말(104)은 내부에서 동작하는 데이터 통신기(402)와 레이더 탐지기(406)간의 처리 동작을 전환함으로써, 데이터 통신 및 레이더 기능을 제공할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 통합용 안테나를 이용한 듀얼 모듈 처리 방식의 사용자 단말을 설명하기 위한 구성도이다.
도 5를 참고하면, 사용자 단말(501)은 사용자 단말(501)은 듀얼 모듈 처리 방식으로 동작하는 데이터 통신기(502), 레이더 탐지기(505) 및 신호 처리기(509)를 포함할 수 있다. 이 때, 데이터 통신기(502), 레이더 탐지기(505)는 통합용 안테나(508)를 통해 각각의 동작을 수행할 수 있다.
다시 말해, 데이터 통신기(502), 레이더 탐지기(505)는 오브젝트를 탐지할 수 있는 기능과 데이터 통신을 수행할 수 있는 기능을 포함하는 통합용 안테나(508)를 이용하여 광대역 내에 오브젝트를 탐지하거나 또는 데이터 통신을 수행할 수 있다.
통합용 안테나(508)는 데이터 통신기(502) 또는 레이더 탐지기(505)의 요청에 따라 기능을 전환하여 요청에 따른 동작을 수행할 수 있다. 통합용 안테나(508)는 데이터 통신기(502) 또는 레이더 탐지기(505)로부터 전달되는 요청과 관련된 신호를 분류하여 기능을 전환하여 전환된 기능에 따라 데이터 통신 또는 오브젝트 탐지 동작을 수행 할 수 있다.
그리고, 데이터 통신기(502)는 통신 송수신기(503) 및 통신 모뎀(504)를 포함할 수 있다. 또한, 레이더 탐지기(505)는 레이더 송수신기(506) 및 레이더 추적기(507)를 포함할 수 있다.
처리 프로세서(509)는 통신 모뎀(504) 또는 레이더 추적기(507)로부터 데이터 신호 또는 오브젝트의 위치를 수신할 수 있다. 처리 프로세서(509)는 수신한 오브젝트의 위치를 내부 장치 또는 외부 장치를 통해 디스플레이 할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 외장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말의 동작에 대한 흐름도이다.
단계(601)에서 사용자 단말(101)은 데이터 통신용 안테나를 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 데이터 통신용 안테나는 개별 대역의 안테나로 구현되어 기 설정된 대역 내에서 데이터 통신을 수행할 수 있다.
단계(602)에서 사용자 단말(101)은 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 사용자 단말은 레이더 탐지기(105)로부터 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 수신할 수 있다. 레이더 탐지기(105)는 외장형으로 사용자 단말(101)에 포함된 포트 또는 인터페이스를 통해 탈부착이 가능하며, 사용자 단말(101)과 통신을 수행할 수 있다. 또한, 레이더 탐지기(105)는 다음과 같은 과정을 거쳐 레이더 신호를 사용자 단말(101)로 전달할 수 있다.
단계(603)에서 레이더 탐지기(105)는 레이더 탐지용 안테나를 이용하여 특정 범위 내에 존재하는 오브젝트를 탐지할 수 있다. 레이더 탐지용 안테나는 오브젝트를 추적하기 위한 레이더 신호 형태의 송신 신호가 오브젝트와 접촉하고, 오브젝트로부터 반사된 레이더 신호 형태의 수신 신호를 탐지할 수 있다.
레이더 탐지기(105)는 레이더 신호에 대한 중간 주파수에 대하여 디지털화할 수 있다. 레이더 탐지기(105)는 수신된 레이더 신호에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
단계(604)에서 레이더 탐지기(105)는 레이더 탐지용 안테나를 통해 탐지된 오브젝트와 관련된 레이더 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 레이더 탐지기(105)는 레이더 신호에 대한 존재 여부를 알리기 위해, 사용자 단말(101)에 송신 신호와 수신 신호를 주기적으로 전달할 수 있다.
단계(605)에서 사용자 단말(101)은 데이터 통신을 수행할 수 있다.
단계(606)에서 사용자 단말(101)은 디지털화된 레이더 신호를 레이더 탐지기(105)로부터 수신할 수 있다. 이 때, 사용자 단말(101)은 레이더 탐지기(105)와 연동하기 위한 터미널로써, 통신 인터페이스(109)를 통해 디지털 형태의 레이더 신호를 수신할 수 있다.
단계(607)에서 사용자 단말(101)은 레이더 탐지기(105)로부터 레이더 신호를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 레이더 신호를 수신하였는지 여부는 처리 동작에 대한 전환 여부를 확인하기 위한 조건에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말(101)은 레이더 탐지기(105)로부터 주기적으로 수신되는 송신 신호와 수신 신호에 대한 비트 신호를 기반으로 레이더 신호의 존재에 따른 수신 여부를 확인할 수 있다.
레이더 신호를 수신한 경우(607: Yes),단계(608)에서 사용자 단말(101)은 수신한 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다. 이 때, 사용자 단말(101)은 주파수 변환 또는 펄스 기능 기반의 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
반면, 데이터 신호를 수신한 경우(607: No), 단계(609)에서 사용자 단말(101)은 수신한 데이터 신호를 이용하여 데이터를 처리할 수 있다.
사용자 단말(101)은 사용자 단말의 기본적인 동작으로 데이터 통신을 수행함과 동시에 처리 동작을 전환함으로써, 레이더 기능을 제공할 수 있다.
도 7은 일실시예에 따른 내장형의 레이더 탐지기를 이용한 사용자 단말의 동작에 대한 흐름도이다.
사용자 단말(201)은 듀얼 모듈 처리 방식을 기반으로 데이터 통신 및 오브젝트 탐지를 동시에 수행할 수 있다. 사용자 단말(201)은 단계(701~703)를 통해 데이터 통신기의 동작을 수행하는 것으로써, 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 처리 프로세서에 전달할 수 있다.
구체적으로, 단계(701)에서 사용자 단말(201)은 내장된 데이터 통신용 안테나를 이용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
단계(702)에서 사용자 단말(201)은 데이터 통신용 안테나를 통해 데이터 통신을 수행함에 따른 데이터 신호를 송수신할 수 있다.
단계(703)에서 사용자 단말(201)은 데이터 신호에 대하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 데이터 신호를 처리 프로세서에 전달할 수 있다.
또한, 사용자 단말(201)은 단계(704~706)를 통해 레이더 탐지기의 동작을 수행하는 것으로써, 오브젝트에 대한 레이더 신호를 처리 프로세서에 전달할 수 있다.
구체적으로, 단계(704)에서 사용자 단말(201)은 레이더 탐지용 안테나를 이용하여 레이더를 통해 사용자 단말에 근접하는 오브젝트를 탐지할 수 있다.
단계(705)에서 사용자 단말(201)은 탐지된 오브젝트에 대한 레이더 신호를 송수신할 수 있다.
단계(706)에서 사용자 단말(201)은 수신된 레이더 신호를 디지털 형태의 레이더 신호로 변환할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(201)은 디지털 형태의 레이더 신호를 처리 프로세서에 전달할 수 있다. 이 때, 사용자 단말(201)은 레이더 탐지기에서 처리 동작에 따라 레이더 신호를 레이더 추적 알고리즘에 적용하여 오브젝트의 위치에 대한 추적 결과를 처리 프로세서에 전달할 수 있다.
여기서, 사용자 단말(201)은 단계(701~703)와 단계(704~706)에 대하여 듀얼 모듈 처리 방식으로 서로 독립적인 동작을 수행함으로써 이에 대한 처리 결과를 처리 프로세서에 전달할 수 있다.
단계(707)에서 사용자 단말(201)은 단계(703)를 통해 전달된 데이터 신호를 이용하여 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 사용자 단말(201)은 단계(706)를 통해 전달된 레이더 신호를 이용하여 오브젝트의 위치를 추적할 수 있다.
결국, 사용자 단말(201)은 데이터 통신을 수행하면서도 사용자 단말(201)의 주변에 존재하는 오브젝트의 위치를 추적함으로써, 사용자로 하여금 사용자 단말(201)을 사용하는 중에 예기치 못한 오브젝트로 인한 상해가 발생하지 않도록 오브젝트에 대한 정보를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 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 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
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 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
101: 사용자 단말
102: 데이터 통신용 안테나
103: 통신 송수신기
104: 신호 처리기
105: 레이더 탐지기
106: 데이터 탐지용 안테나
107: 레이더 송수신기
108: 신호 변환기
109: 통신 인터페이스

Claims (14)

  1. 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신용 안테나;
    상기 데이터 통신 안테나로부터 데이터 통신에 따른 데이터 신호 및 외장형으로 탈착이 가능한 레이더 탐지기로부터 레이더를 통해 탐지된 오브젝트에 대한 레이더 신호를 송수신하는 통신 송수신기;
    상기 통신 송수신기로부터 수신한 데이터 신호 및 레이더 신호에 따라 처리 동작을 전환하며, 전환된 처리 동작에 따라 레이더 신호를 이용해 상기 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 신호를 이용해 데이터를 처리하는 신호 처리기;
    를 포함하고,
    상기 통신 송수신기는,
    상기 레이더를 통해 탐지되는 오브젝트에 대한 존재 여부에 따른 레이더 신호에 포함된 송신 신호와 수신 신호 간의 차이를 나타내는 비트 신호에 대한 평균 전력값을 기준으로 레이더 탐지기로부터 상기 오브젝트에 대한 레이더 신호를 수신하며,
    상기 신호 처리기는,
    상기 비트 신호의 평균 전력값이 임계값 이상으로 판단되는 경우, 레이더 신호에 따른 상기 오브젝트가 사용자 단말과 인접한 것으로 판단하여 데이터 신호를 처리할 수 있는 처리 동작에서 레이더 신호를 처리할 수 있는 처리 동작으로 전환하는 사용자 단말.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송수신기는,
    상기 탐지된 오브젝트에 대한 중간 주파수에 대하여 디지털화된 레이더 신호를 수신하는 사용자 단말.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리기는,
    상기 레이더 신호를 이용하여 사용자 단말의 위치를 중심으로 상기 사용자 단말에 근접하는 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리기는,
    레이더 신호의 주파수 변환을 이용해 오브젝트를 추적하거나 또는 레이더 신호의 펄스를 이용해 오브젝트를 추적하는 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리기는,
    상기 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 포함하는 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 탐지기는,
    레이더를 통해 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지용 안테나;
    상기 탐지된 오브젝트의 레이더 신호를 송수신하는 레이더 송수신기;
    상기 수신된 레이더 신호를 디지털화된 레이더 신호로 변환하는 신호 변환기; 및
    상기 변환된 레이더 신호를 사용자 단말의 송수신기에 전달하는 통신 인터페이스를 포함하는 사용자 단말.
  7. 레이더 탐지용 안테나를 이용하여 레이더를 통해 사용자 단말에 근접하는 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지기;
    데이터 통신용 안테나를 이용하여 데이터 통신을 수행하는 데이터 통신기; 및
    상기 레이더 탐지기로부터 수신한 레이더 신호 및 데이터 통신기로부터 수신한 데이터 신호에 따라 처리 동작을 전환하며, 전환된 동작에 따라 레이더 신호를 이용해 상기 오브젝트의 위치를 추적하거나 또는 데이터 신호를 이용해 데이터를 처리하는 처리 프로세서
    를 포함하고,
    상기 처리 프로세서는,
    상기 레이더를 통해 탐지되는 오브젝트에 대한 존재 여부에 따른 레이더 신호에 포함된 송신 신호와 수신 신호 간의 차이를 나타내는 비트 신호에 대한 평균 전력값을 기준으로 레이더 탐지기로부터 상기 오브젝트에 대한 레이더 신호를 수신하며,
    상기 비트 신호의 평균 전력값이 임계값 이상으로 판단되는 경우, 레이더 신호에 따른 상기 오브젝트가 사용자 단말과 인접한 것으로 판단하여 데이터 신호를 처리할 수 있는 처리 동작에서 레이더 신호를 처리할 수 있는 처리 동작으로 전환하는 사용자 단말.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이더 탐지기는,
    상기 사용자 단말에 내장되어 레이더 탐지용 안테나를 통해 개별 대역 내에 존재하는 오브젝트를 탐지하는 사용자 단말.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 통신기는,
    상기 사용자 단말에 내장되어 데이터 통신용 안테나를 통해 개역 대역 내에서 데이터 통신을 수행하는 사용자 단말.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 레이더 탐지기와 데이터 통신기는,
    상기 사용자 단말에 내장되어 레이더를 통해 오브젝트를 탐지할 수 있는 기능과 데이터 통신을 수행할 수 있는 기능을 포함하는 통합용 안테나를 이용하여 광대역 내에 오브젝트를 탐지하거나 또는 데이터 통신을 수행하는 사용자 단말.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 레이더 탐지기는,
    레이더를 통해 오브젝트를 탐지하는 레이더 탐지용 안테나;
    상기 탐지된 오브젝트의 레이더 신호를 송수신하는 레이더 송수신기;
    상기 수신된 레이더 신호를 디지털화된 레이더 신호로 변환하는 신호 변환기; 및
    상기 변환된 레이더 신호를 사용자 단말의 송수신기에 전달하는 통신 인터페이스를 포함하는 사용자 단말.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 통신기는,
    데이터 통신을 수행하는 데이터 통신용 안테나;
    상기 데이터 통신에 따른 데이터 신호를 송수신하는 통신 송수신기;
    상기 데이터 신호를 변환하여 상기 처리 프로세서에 전달하는 통신 모뎀
    을 포함하는 사용자 단말.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 처리 프로세서는,
    레이더 신호의 주파수 변환을 이용해 오브젝트를 추적하거나 또는 레이더 신호의 펄스를 이용해 오브젝트를 추적하는 레이더 추적 알고리즘을 이용하여 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 처리 프로세서는,
    상기 사용자 단말과 오브젝트간의 이격 거리, 오브젝트의 이동 속도, 오브젝트의 위치에 따른 각도를 포함하는 오브젝트의 위치를 추적하는 사용자 단말.
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