KR101643194B1 - Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 - Google Patents

Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 Download PDF

Info

Publication number
KR101643194B1
KR101643194B1 KR1020120037862A KR20120037862A KR101643194B1 KR 101643194 B1 KR101643194 B1 KR 101643194B1 KR 1020120037862 A KR1020120037862 A KR 1020120037862A KR 20120037862 A KR20120037862 A KR 20120037862A KR 101643194 B1 KR101643194 B1 KR 101643194B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reception
receive
antennas
transmission
antenna
Prior art date
Application number
KR1020120037862A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130115510A (ko
Inventor
김석
백인찬
Original Assignee
한화탈레스 주식회사
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 한화탈레스 주식회사 filed Critical 한화탈레스 주식회사
Priority to KR1020120037862A priority Critical patent/KR101643194B1/ko
Publication of KR20130115510A publication Critical patent/KR20130115510A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101643194B1 publication Critical patent/KR101643194B1/ko

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 레이더에 있어서, 특히 다중빔을 이용하여 복수의 후측방 영역(BSD, LCA, RCTW 및 RCW) 을 탐지할 수 있는 다중빔 방식의 후측방 레이더에 관한 것으로, 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출하는 M개 송신안테나와, 상기 표적에 반사된 수신신호를 수신하는 N개 수신안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 수신신호들에 대해 동위상 수신채널의 수신신호들과 직교위상 수신채널의 수신신호들을 각각 다중화하여 출력하는 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 AD 컨버터와, 상기 디지털 수신신호에 대한 신호처리를 통해 MХN개 앨리먼트의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성하는 디지털신호처리프로세서를 포함하여 구성되는 것이 특징인 발명이다.

Description

ＭＩＭＯ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더{multibeam-type rear and side directional RADAR using MIMO signaling method}
본 발명은 차량용 레이더에 관한 것으로, 특히 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 신호처리 기법에 의한 다중빔을 이용하여 복수의 후측방 영역(BSD, LCA, RCTA 및 RCW) 을 탐지할 수 있는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더에 관한 것이다.
일반적으로 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)는 근거리는 물론 원거리에 있는 물체의 존재를 탐지하는 센서이다.
레이더의 형태는 다양하며, 전파 형태에 따라 크게 연속파 레이더(Continuous Wave Radar)와 펄스파 레이더(Pulse Wave Radar)로 구분된다.
연속파 레이더로는 도플러 레이더(Doppler Radar)와 FMCW 레이더가 있으며, 펄스파 레이더로는 펄스 도플러 레이더(Pulse Doppler Radar)와 펄스 압축 레이더(Pulse Compression Radar)가 있다.
최근에는 밀리미터파 대역이나 서브 밀리미터파 대역을 이용하여 수십 미터 이내의 물체를 탐지하는 고해상도 레이더에 대한 수요가 증대되면서 이에 대한 연구가 계속되고 있다. 근거리 물체 간의 거리를 판별하거나 분해할 수 있는 고해상도 레이더는 산업용, 군수용으로 다양하게 활용되고 있으며 실생활에서는 차량용으로도 사용되고 있다.
차량용 레이더는 지능형 교통시스템을 구현하기 위한 필수 기술로서 움직이거나 정지해있는 다른 차량이나 물체의 움직임을 감지함으로써, 열악한 기상 조건 또는 운전자의 부주의로 인해 발생 가능한 사고를 미연에 방지할 목적으로 개발되었다.
특히 차량용 후측방 레이더는 메인로브(main lobe) 및 사이드로브(side lobe) 2개만을 이용하였으며, 그로 인해 2개의 후측방 영역(LCA, BSD)만을 탐지할 수 있었다.
그에 따라, 보다 효율적인 빔형성을 통해 후측방 사각지대검출(Blind Spot Detection; 이하, BSD) 영역, 차선변경보조(Lane Change Assist; 이하, LCA) 영역, 후방 주차 보조(Rear Cross Traffic Alert; 이하, RCTA) 영역 및 후방 추돌 경보(Rear Crash Warning; 이하, RCW) 영역의 모든 후측방 영역을 탐지할 수 있는 레이더 시스템이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 M개 송신안테나와 N개 수신안테나를 갖는 구조 즉, MIMO(Multi Input Multi Output) 타입 안테나 구조에서 MxN개 요소 안테나(antenna element)를 갖는 가상 배열 안테나 패턴을 구성하여 BSD, LCA, RCTA 및 RCW 영역의 모든 후측방 영역들을 동시에 탐지할 수 있는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더의 특징은, 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출하는 M개 송신안테나와, 상기 표적에 반사된 수신신호를 수신하는 N개 수신안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 수신신호들에 대해 동위상 수신채널의 수신신호들과 직교위상 수신채널의 수신신호들을 각각 다중화하여 출력하는 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 AD 컨버터와, 상기 디지털 수신신호에 대한 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성하는 디지털신호처리프로세서를 포함하여 구성되는 것이다.
바람직하게, 상기 디지털신호처리프로세서는,
Figure 112012028972151-pat00001
을 통해 상기 제1 내지 4 수신빔을 산출하되, 상기 ub는 상기 제1 내지 4 수신빔에 대한 상기 수신안테나 공간좌표, 상기 ut는 상기 표적에 대한 수신안테나 공간좌표, 상기 λ는 파장, 상기 m은 상기 송신안테나를 식별하기 위한 송신안테나의 번호, M은 상기 송신안테나의 개수, 상기 n은 상기 수신안테나를 식별하기 위한 수신안테나의 번호, 상기 N은 상기 수신안테나의 개수, 상기 ATx(ut,m)은 상기 가상 배열 안테나 패턴 중에서 송신안테나 패턴, 상기 ARx(ut,m)은 상기 가상 배열 안테나 패턴 중에서 수신안테나 패턴, 상기 xTx(m)은 m번째 송신안테나 위치 (여기서, xTx(0)=0), 상기 xRx(n)은 n번째 수신안테나 위치 (여기서, xRx(0)=0), 상기 W(m,n)은 가중치 함수일 수 있다. 여기서, 상기 M은 2이고 상기 N은 4이며, 상기 m은 1과 2 중 어느 하나이고, 상기 n 은 1과 2와 3과 4 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 디지털신호처리프로세서는, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 구성하는 각 요소 안테나(antenna element)에 대해 상기 가중치 함수로써 서로 다른 가중치를 적용하여 상기 제1 내지 4 수신빔을 형성할 수 있다.
바람직하게, 상기 M개 송신안테나를 구성하는 제1송신안테나와 제2송신안테나가 상기 송신신호를 시간적으로 교번하여 송출할 수 있다.
바람직하게, 상기 M개 송신안테나를 구성하는 제1송신안테나와 제2송신안테나가 상기 송신신호를 동시에 송출할 수도 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더의 다른 특징은, 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출하는 M개 송신안테나와, 상기 표적에 반사된 수신신호를 수신하는 N개 수신안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 수신신호들에서 동위상 수신채널의 수신신호들 다중화하여 출력하는 멀티플렉서와, 상기 멀티플렉서에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 AD 컨버터와, 상기 디지털 수신신호에 대한 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 기법의 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성하는 디지털신호처리프로세서로 구성되는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더의 또다른 특징은, 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출하는 M개 송신안테나와, 상기 표적에 반사된 수신신호를 수신하는 N개 수신안테나와, 상기 수신안테나를 통해 수신된 수신신호들에서 동위상 수신채널 수신신호들을 수신채널별로 각각 디지털 수신신호로 변환하는 다수 AD 컨버터와, 상기 디지털 수신신호에 대한 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 기법의 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성하는 디지털신호처리프로세서로 구성되는 것이다.
본 발명에 따르면, M개 송신안테나와 N개 수신안테나를 갖는 구조 즉, MIMO 타입 안테나 구조에서 MxN개 요소 안테나(antenna element)를 갖는 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 그에 따른 수신빔을 형성함으로써 BSD, LCA, RCTW 및 RCW 영역의 모든 후측방 영역들을 동시에 정밀하게 탐지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램.
도 2는 본 발명에서 2개의 송신안테나와 4개의 수신안테나를 구비하는 후측방 레이더에서 구현되는 가상 배열 안테나 패턴을 나타낸 다이어그램.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후측방 레이더의 가상 배열 안테나 패턴의 배열 구조를 나타낸 다이어그램.
도 4는 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더에서 BSD, LCA, RCTA 및 RCW 영역들을 탐지하기 위한 수신빔들의 패턴을 나타낸 다이어그램.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램.
도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.
본 발명에서는 후측방 레이더가 BSD 영역과 LCA 영역과 RCTA 영역과 RCW 영역을 포함하는 복수 탐지영역들을 동시에 탐지한다. 이를 위해 M개의 송신안테나와, N개의 수신안테나를 구비하며, 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성한다. 그리고 그 가상 배열 안테나 패턴을 통해 다중 수신빔을 형성하여 각각의 요구되는 탐지영역들에 대해 표적 탐지 및 추적을 수행한다. 이하, 설명에서는 2개의 송신안테나와 4개의 수신안테나가 구비되는 경우에 8개의 요소 안테나(antenna element)를 구성하는 가상 배열 안테나 패턴을 사용하여 BSD 영역과 LCA 영역과 RCTA 영역과 RCW 영역을 포함하는 4개 탐지영역들을 동시에 탐지하는 경우의 예가 설명되나 그로 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.
특히, 도 1은 M개 송신안테나와 N개 수신안테나를 갖는 구조 즉, MIMO 타입 안테나 구조에서 MxN개 요소 안테나(antenna element)를 갖는 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 그에 따른 수신빔을 형성하는 후측방 레이더의 일 예로써, 2개의 송신안테나와 4개의 수신안테나를 갖는 구조에서 2Х4개 요소 안테나(antenna element)를 갖는 가상 배열 안테나 패턴을 형성하는 예이다.
도 1을 참조하면, 다중빔 방식의 후측방 레이더는 초고주파모듈(100)과 신호처리모듈(200)로 구성된다.
초고주파모듈(100)은 2개의 송신안테나(110,111)와 4개의 수신안테나들(120a~120d)과 송신신호처리부(130)와 수신신호처리부(140a~140d)를 구비한다.
제1 내지 2 송신안테나(110,111)는 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출한다. 특히, 제1송신안테나(110)와 제2송신안테나(111)가 송신신호를 시간적으로 교번하여 송출한다. 본 발명에서는 RF 스위치를 구비하며, 그 RF 스위치의 스위칭에 따라 제1 내지 2 송신안테나(110,111)가 시간적으로 교번하여 송신신호를 송출한다. 별도의 예로서, 본 발명에서는 RF 스위치를 구비하지 않고, 제1 내지 2 송신안테나(110,111)가 동시에 송신신호를 송출할 수 있다. 여기서, 송신신호는 주파수 변조 연속파(FMCW) 신호인 것이 바람직하다.
수신안테나들(120a~120d)은 표적에 반사된 수신신호를 수신한다.
송신신호처리부(130)는 변조 및 주파수 합성 등을 거쳐 상기 송신안테나(110)를 통해 송출될 송신신호를 생성한다.
수신신호처리부(140a~140d)는 수신안테나들(120a~120d)을 통해 수신된 수신신호들에 대한 증폭, 주파수 합성 및 필터링 등을 수행한다. 즉, 수신신호들은 각각 수신안테나들(120a~120d)에 대응하여 수신채널을 형성하는 각 수신 경로에서 증폭, 주파수 합성 및 필터링 등을 거친다. 일 예로써, 증폭은 후단에 처리되는 아날로그-디지털(AD) 변환에 상응하는 전력레벨로 증폭하는 것이며, 주파수 합성은 보다 낮은 주파수로 변환하는 것이다.
특히, 수신신호처리부(140a~140b)는 주파수 합성에서 서로 직교 위상을 갖는 신호를 수신신호들에 곱하여 동위상(In-phase) 수신채널의 수신신호(I)와 직교위상(Quadrature-phase) 수신채널의 수신신호(Q)를 출력한다.
신호처리모듈(200)은 다수 수신경로를 통해 증폭, 주파수 합성 및 필터링 등의 처리를 거친 다수 수신신호를 다중화하여 출력하는 멀티플렉서(210)와, 멀티플렉서(210)에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 AD 컨버터(220)를 구비하며, 탐지된 표적에 대한 거리 및 각도 등을 계산하는 디지털신호처리프로세서(DSP)(230)를 구비한다. 멀티플렉서(210)는 동위상 수신채널의 수신신호들(I)과 직교위상 수신채널의 수신신호들(Q)을 각각 다중화하여 출력하며, AD 컨버터(220)는 후단에 처리되는 DBF(Digital Beamforming)(231)의 동적인 범위 즉, 본 발명의 레이더에 요구되는 성능을 나타내기 위한 신호 세기의 범위를 결정하는데 요구되는 구성이다.
일 예로써, AD 컨버터(220)는 멀티플렉서(210)에서 출력되는 동위상 수신채널의 수신신호들(I)을 디지털 수신신호로 변환하며, 그와 다른 타이밍으로 멀티플렉서(210)에서 출력되는 직교위상 수신채널의 수신신호들(Q)을 디지털 수신신호로 변환한다.
디지털신호처리프로세서(230)는 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)과 보정(Calibration) 처리들을 수행하며, 그 고속 퓨리에 변환과 보정 처리된 결과에 대해 다중빔을 형성하기 위한 DBF(Digital Beamforming)(231)를 수행하며, CFAR (Constant False Alarm Rate 검출과 각도 산출(Angle calculation)과 표적 개수 선정 등을 수행한다. 특히, 디지털신호처리프로세서(230)는 동위상 수신채널의 수신신호들(I) 및/또는 직교위상 수신채널의 수신신호들(Q)에 대한 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 그 구성된 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성한다.
도 2는 본 발명에서 2개의 송신안테나와 4개의 수신안테나를 구비하는 후측방 레이더에서 구현되는 가상 배열 안테나 패턴을 나타낸 다이어그램이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후측방 레이더의 가상 배열 안테나 패턴의 배열 구조를 나타낸 다이어그램이다.
디지털신호처리프로세서(230)는 도 2 및 3에 도시된 가상 배열 안테나 패턴을 통해 제1 내지 4 수신빔을 다음의 수학식 1과 같이 산출한다.
[수학식 1]
Figure 112012028972151-pat00002
수학식 1에서, ub는 제1 내지 4 수신빔에 대한 수신안테나 공간좌표, ut는 표적에 대한 수신안테나 공간좌표, λ는 파장, m은 송신안테나를 식별하기 위한 송신안테나의 번호, M은 송신안테나의 개수, n은 수신안테나를 식별하기 위한 수신안테나의 번호, N은 수신안테나의 개수, ATx(ut,m)은 가상 배열 안테나 패턴 중에서 송신안테나 패턴, ARx(ut,m)은 가상 배열 안테나 패턴 중에서 수신안테나 패턴, xTx(m)은 m번째 송신안테나 위치 (여기서, xTx(0)=0), xRx(n)은 n번째 수신안테나 위치 (여기서, xRx(0)=0), W(m,n)은 가중치 함수이다.
도 1은 2개의 송신안테나와 4개의 수신안테나를 구비하는 예이므로, 수학식 1에서 M은 2이고 N은 4이며, m은 1과 2 중 어느 하나이고, n 은 1과 2와 3과 4 중 어느 하나이다.
또한, 디지털신호처리프로세서(230)는 가상 배열 안테나 패턴을 구성하는 각 요소 안테나(antenna element)에 대해 가중치 함수로써 서로 다른 가중치를 적용하여 제1 내지 4 수신빔을 형성한다.
마이크로컨트롤유닛(MCU)은 디지털신호처리프로세서(230)에서 처리되고 수행되는 논리적 기능들을 제어하는 것으로, DBF(231)에 관련해서는 가상 배열 안테나 패턴을 구성하는 각 요소 안테나(antenna element)에 대해 디지털 수신신호에 곱해지는 가중치를 조절하여 설정하는 제어를 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더에서 BSD, LCA, RCTA 및 RCW 영역들을 탐지하기 위한 수신빔들의 패턴을 나타낸 다이어그램이다. 특히 도 4는 레이더의 위치를 기준하여 미터 단위로 각 영역을 나타낸 것으로, 예로써 차량의 후방의 우측에 레이더가 하나 장착된 경우를 나타낸 것이다. 이하 설명에서는 레이더 위치를 기준점이라 명칭한다.
도 4에 도시된 바와 같이, BSD 영역은 기준점에서 Y축으로 약 5미터 X축으로 약 5미터 거리까지의 후측방 사각 영역을 나타낸다. LCA 영역은 기준점에서 Y축으로 약 5미터 X축으로 약 75미터 거리까지의 후측방 영역을 나타낸다. RCTA 영역은 기준점에서 Y축으로 약 55미터까지의 거리이면서 X축으로 -5미터 내지 +10미터 거리까지의 후방 주차 보조 영역을 나타낸다. RCW 영역은 기준점에서 X축으로 약 70미터 거리까지의 후방 추돌 경보 영역을 나타내며, Y축으로는 기준점에 근접한 영역이다. 이러한 BSD 영역과 LCA 영역과 RCTA 영역과 RCW 영역을 포함하는 4개 탐지영역들은 레이더의 성능 및 장착 위치에 따라 변경될 수 있으나, 그 기술 분야에서 일반적으로 정의된 사항에 기준한다.
BSD 영역과 LCA 영역과 RCTA 영역과 RCW 영역을 포함하는 4개 탐지영역들을 동시에 탐지하기 위한 후측방 레이더에서, 제1수신안테나(120a)는 BSD 영역을 탐지하기 위한 공간적인 방향성을 가지며, 제2수신안테나(120b)는 LCA 영역을 탐지하기 위한 공간적인 방향성을 가지며, 제3수신안테나(120c)는 RCTA 영역을 탐지하기 위한 공간적인 방향성을 가지며, 제4수신안테나(120d)는 RCW 영역을 탐지하기 위한 공간적인 방향성을 가질 수 있다. 그에 따라 제1 내지 4 수신안테나들(120a~120d)은 서로 다른 수신빔의 지향각도를 가질 수 있다.
따라서, 제1수신빔은 BSD 영역을 커버하는 것으로, 제1수신안테나(120a)은 제1수신빔 지향각도로 제1수신빔을 방사하여 BSD 영역에서 신호를 수신한다. 제2수신빔은 LCA 영역을 커버하는 것으로, 제2수신안테나(120b)은 제2수신빔 지향각도로 제2수신빔을 방사하여 LCA 영역에서 신호를 수신한다. 제3수신빔은 RCTA 영역을 커버하는 것으로, 제3수신안테나(120c)은 제3수신빔 지향각도로 제3수신빔을 방사하여 RCTA 영역에서 신호를 수신한다. 제4수신빔은 RCW 영역을 커버하는 것으로, 제4수신안테나(120d)은 제4수신빔 지향각도로 제4수신빔을 방사하여 RCW 영역에서 신호를 수신한다.
한편, 도 1에 도시된 예에서 제1 내지 2 송신안테나(110,111)가 시간적으로 교번하여 송신신호를 송출하는 경우에, 제1송신안테나(110)를 통해 송출된 송신신호로부터 반사된 수신신호에 대한 수신빔의 형성 또는 제2송신안테나(111)를 통해 송출된 송신신호로부터 반사된 수신신호에 대한 수신빔의 형성은 다음의 수학식 2를 통해 산출된다.
[수학식 2]
Figure 112012028972151-pat00003
여기서, S(t,m,n)은 고속 퓨리에 변환(FFT) 처리와 수신채널 간 이득/위상의 보정(Calibration) 처리 이후의 데이터이다. 그밖에는 전술된 수학식 1과 동일하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램으로써, 도 1의 구성과 유사하나 수신신호처리부(140a~140b)에서 출력되는 동위상(In-phase) 수신채널의 수신신호(I)만을 사용하는 예이다.
그에 따라, 신호처리모듈(200)에서 멀티플렉서(210)는 동위상 수신채널의 수신신호들(I)을 다중화하여 출력하며, AD 컨버터(220)는 멀티플렉서(210)에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환한다.
그밖에 다른 구성들은 도 1과 동일하므로, 그에 대한 상세는 생략한다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 구성을 나타낸 블록다이어그램으로, 도 5의 구성과 유사하나, 멀티플렉서를 배제하면서 각 수신채널의 경로에 AD 컨버터들(220~223)를 구비하는 예이다.
그에 따라, 신호처리모듈(200)에서 각 수신채널에 배치되는 AD 컨버터들(220,221,222,223)은 수신신호처리부(140a~140b)에서 출력되는 동위상(In-phase) 수신채널 수신신호(I)를 각각 디지털 수신신호로 변환한다. 즉, AD 컨버터들(220,221,222,223)은 수신채널별 동위상(In-phase) 수신신호(I)를 각각 디지털 수신신호로 변환한다
그밖에 다른 구성들은 도 1 및 5와 동일하므로, 그에 대한 상세는 생략한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 초고주파모듈 110,111: 제1 내지 2 송신안테나
120a~120d: 제1 내지 4 수신안테나
200: 신호처리모듈 210: 멀티플렉서
220: AD 컨버터 230: 디지털신호처리프로세서
231: DBF(Digital Beamforming)

Claims (8)

  1. 표적의 탐지를 위한 송신신호를 송출하는 M개 송신안테나;
    상기 표적에 반사된 수신신호를 수신하는 N개 수신안테나;
    상기 수신안테나를 통해 수신된 수신신호들에 대해 동위상 수신채널의 수신신호들과 직교위상 수신채널의 수신신호들을 각각 다중화하여 출력하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서에서 출력된 아날로그 수신신호를 디지털 수신신호로 변환하는 AD 컨버터;
    상기 디지털 수신신호에 대한 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 기법의 신호처리를 통해 MxN개 요소 안테나(antenna element)의 가상 배열 안테나 패턴을 구성하고, 상기 가상 배열 안테나 패턴을 통해 후측방 사각지대검출(BSD) 영역을 커버하는 제1수신빔, 차선변경보조(LCA) 영역을 커버하는 제2수신빔, 후방 주차 보조(RCTA) 영역을 커버하는 제3수신빔, 그리고 후방 추돌 경보(RCW) 영역을 커버하는 제4수신빔을 형성하는 디지털신호처리프로세서를 포함하고,
    상기 디지털신호처리프로세서는,
    Figure 112016014568993-pat00004

    을 통해 상기 제1 내지 4 수신빔을 산출하되, 상기 ub는 상기 제1 내지 4 수신빔에 대한 상기 수신안테나 공간좌표, 상기 ut는 상기 표적에 대한 수신안테나 공간좌표, 상기 λ는 파장, 상기 m은 상기 송신안테나를 식별하기 위한 송신안테나의 번호, M은 상기 송신안테나의 개수, 상기 n은 상기 수신안테나를 식별하기 위한 수신안테나의 번호, 상기 N은 상기 수신안테나의 개수, 상기 ATx(ut,m)은 상기 가상 배열 안테나 패턴 중에서 송신안테나 패턴, 상기 ARx(ut,m)은 상기 가상 배열 안테나 패턴 중에서 수신안테나 패턴, 상기 xTx(m)은 m번째 송신안테나 위치 (여기서, xTx(0)=0), 상기 xRx(n)은 n번째 수신안테나 위치 (여기서, xRx(0)=0), 상기 W(m,n)은 가중치 함수인 것을 특징으로 하는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 M은 2이고 상기 N은 4이며, 상기 m은 1과 2 중 어느 하나이고, 상기 n 은 1과 2와 3과 4 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 디지털신호처리프로세서는,
    상기 가상 배열 안테나 패턴을 구성하는 각 요소 안테나(antenna element)에 대해 상기 가중치 함수로써 서로 다른 가중치를 적용하여 상기 제1 내지 4 수신빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 M개 송신안테나를 구성하는 제1송신안테나와 제2송신안테나가 상기 송신신호를 시간적으로 교번하여 송출하는 것을 특징으로 하는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 M개 송신안테나를 구성하는 제1송신안테나와 제2송신안테나가 상기 송신신호를 동시에 송출하는 것을 특징으로 하는 MIMO 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020120037862A 2012-04-12 2012-04-12 Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더 KR101643194B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120037862A KR101643194B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120037862A KR101643194B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130115510A KR20130115510A (ko) 2013-10-22
KR101643194B1 true KR101643194B1 (ko) 2016-07-27

Family

ID=49634953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120037862A KR101643194B1 (ko) 2012-04-12 2012-04-12 Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101643194B1 (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101400125B1 (ko) * 2013-12-13 2014-05-28 국방과학연구소 다중경로환경에서 다중빔 레이더의 표적 고각 오차의 보정방법
US9541639B2 (en) 2014-03-05 2017-01-10 Delphi Technologies, Inc. MIMO antenna with elevation detection
US9568600B2 (en) 2014-03-05 2017-02-14 Delphi Technologies, Inc. MIMO antenna with elevation detection
US20150253419A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with improved grating lobe characteristics
KR102055160B1 (ko) * 2014-06-20 2019-12-12 주식회사 만도 차량용 레이더의 얼라인먼트 제어 장치 및 방법
KR20160043377A (ko) * 2014-10-13 2016-04-21 현대모비스 주식회사 차량용 레이더 제어장치 및 제어방법
DE102014118031A1 (de) * 2014-12-05 2016-06-09 Astyx Gmbh Radarsensor, Radarsensor-System sowie Verfahren zur Bestimmung der Position eines Objekts mit horizontaler und vertikaler digitaler Strahlformung zur Vermessung von punkt- und flächenförmig reflektierenden Objekten
KR101684551B1 (ko) * 2015-06-26 2016-12-08 현대자동차 주식회사 Bsd센서의 장착각 감지 시스템 및 감지방법
KR102653129B1 (ko) * 2016-11-28 2024-04-02 주식회사 에이치엘클레무브 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치
CN107015205B (zh) * 2017-03-15 2020-03-27 电子科技大学 一种分布式mimo雷达检测的虚假目标消除方法
KR102401176B1 (ko) * 2017-09-14 2022-05-24 삼성전자주식회사 레이더 영상 처리 방법, 장치 및 시스템
CN109895725B (zh) * 2019-02-27 2019-10-22 南京瑞贻电子科技有限公司 一种矩阵式车头定位防撞装置
CN111175752B (zh) * 2020-02-05 2024-07-19 成都多普勒科技有限公司 一种多功能汽车毫米波雷达预警系统
CN111190184B (zh) * 2020-02-24 2021-05-04 南京信大气象科学技术研究院有限公司 一种俯仰多波束天气雷达及其探测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100892518B1 (ko) 2008-05-07 2009-04-10 현대자동차주식회사 후측방 경보시스템
KR100906672B1 (ko) 2008-05-21 2009-07-07 현대자동차주식회사 후측방 경보시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10303578B4 (de) * 2003-01-30 2015-08-13 SMR Patents S.à.r.l. Gefahrenerkennungssystem für Fahrzeuge mit mindestens einer seitlichen und rückwärtigen Umgebungserfassung
KR101228697B1 (ko) * 2008-12-08 2013-02-01 주식회사 만도 차량용 통합 레이더 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100892518B1 (ko) 2008-05-07 2009-04-10 현대자동차주식회사 후측방 경보시스템
KR100906672B1 (ko) 2008-05-21 2009-07-07 현대자동차주식회사 후측방 경보시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130115510A (ko) 2013-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101643194B1 (ko) Ｍｉｍｏ 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더
US11340342B2 (en) Automotive radar using 3D printed luneburg lens
US10816641B2 (en) Imaging radar sensor with synthetic enlargement of the antenna aperture and two-dimensional beam sweep
US7864099B2 (en) Low cost short range radar
US7737879B2 (en) Split aperture array for increased short range target coverage
US8405541B2 (en) Multi-range radar system
US9885777B2 (en) Detection of stealth vehicles using VHF radar
US10605911B1 (en) Multibeam receiver system and method
US11762084B2 (en) Vehicle radar system
WO2018051288A1 (en) Virtual radar configuration for 2d array
KR20150126997A (ko) 다른 응용을 가진 원통형 어레이 안테나에 기초한 해상 레이더
KR20110126939A (ko) 통합 레이더 시스템 및 차량 제어 시스템
WO2017069684A1 (en) Mimo radar system and calibration method thereof
KR20200124838A (ko) 레이더 장치와 물체 감지 방법 및 그를 위한 신호 처리 장치
Li et al. Novel 4D 79 GHz radar concept for object detection and active safety applications
KR101654252B1 (ko) 이중 송신빔 방식의 후측방 레이더
CN111180905B (zh) 阵列天线布阵和汽车
US9915728B2 (en) Sub-diffraction limit resolution radar arrays
US20240039173A1 (en) Multiple input multiple steered output (mimso) radar
KR101643197B1 (ko) 디지털빔형성 신호처리 기법을 이용한 다중빔 방식의 후측방 레이더
KR101644066B1 (ko) 다중빔 생성 레이더 장치
Schwarz et al. Improving the detection capability of imaging MIMO radars by TX beamforming
US11876582B2 (en) Hybrid beam steering radar
CN110620297B (zh) 多模式雷达天线
RU2761928C1 (ru) Радиолокационный датчик для предупреждения столкновений транспортного средства

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 4