KR101736407B1

KR101736407B1 - 신호 패턴을 판별할 수 있는 레이더 디텍터와 이를 이용한 신호 검출 방법

Info

Publication number: KR101736407B1
Application number: KR1020160034541A
Authority: KR
Inventors: 박수민; 진규호
Original assignee: 박수민; 진규호
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-05-16
Also published as: KR101736407B9

Abstract

본 발명은 신호패턴을 판별할 수 있는 레이더 디텍터를 개시한다. 본 발명에 따른 레이더디텍터는, 제1 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부; 신호변환부로부터 입력된 신호를 분석하는 신호분석수단과, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 조절하여 제1 국부발진기의 발진주파수를 제어하는 제1 국부발진기 제어수단을 포함하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 국부발진기 제어수단은 상기 신호분석수단에서 분석할 주파수 성분이 선택되면 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 설정기간 동안 고정시킴으로써 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 일정하게 유지한다.
본 발명에 따르면, 제1 또는 제2 국부발진기에 인가되는 스윕전압을 실시간으로 제어할 수 있으므로 신호 수신 시에 제1 또는 제2 국부발진기의 발진주파수를 일정 시간 고정시킴으로써 수신신호의 패턴, 발신기 종류 등을 보다 정확하고 신속하게 판단할 수 있다. 따라서 속도측정기나 과속단속카메라의 신호가 아닌 다른 발신기의 신호에 의한 오경보를 방지할 수 있다. 또한 제1 신호변환부와 별도로 제2 신호변환부를 사용함으로써 연속파 형태의 신호는 물론이고 단속파 형태의 신호가 수신된 경우에도 운전자에게 정확하게 경보할 수 있는 이점이 있다.

Description

신호 패턴을 판별할 수 있는 레이더 디텍터와 이를 이용한 신호 검출 방법{Radar detector which can discriminate signal pattern and method of detecting signal}

본 발명은 레이더 디텍터에 관한 것으로서, 구체적으로는 수신된 신호의 패턴을 분석하여 발신기의 종류를 확인할 수 있고 이를 통해 오작동을 방지할 수 있는 레이더 디텍터에 관한 것이다.

일반적으로 레이더 디텍터는 자동차용 속도측정기, 도로 상황을 알려주는 안전 경보용 송신기 등에서 발신되는 신호를 수신하여 운전자에게 알려주는 장치이다. 이러한 레이더 디텍터는 종래 미국 등 선진국을 중심으로 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 세계적으로 사용하는 국가가 늘어나고 있는 추세이다.

종래의 레이더 디텍터(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 국부발진기(11), 안테나에서 수신된 신호를 제1 국부발진기(11)의 신호와 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기(12), 제1 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(13), 증폭된 제1 중간주파수 신호를 제2 국부발진기(14)의 신호와 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기(15), 제2 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(16), 특정 주파수 대역만을 통과시키는 필터부(17), 필터부(17)를 통과한 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 신호변환부(18), 신호변환부(18)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 신호수신 여부를 판단하는 제어부(20), 제어부(20)의 제어신호를 이용하여 스윕 전압파형을 생성하고 이를 제1 국부발진기(11)에 인가하는 스윕제어부(21) 등을 포함한다.

신호변환부(18)는 검파부(discriminator)(18a), 제1 비교기(18b), 제2 비교기(18c) 등을 포함하며, 제1 비교기(18b)에 후단에는 신호추출부(19)가 연결되며, 신호추출부(19)에서 추출된 신호는 스윕제어부(21)의 스윕전압과 중첩되어 감도를 높이는 역할을 한다.

또한 레이더 디텍터(10)는 제어부(20)에 연결되는 입력부(22), 표시부(23), 스피커(24) 등을 포함하고, 레이저신호를 수신 및 처리하여 제어부(20)로 인가하는 레이저신호 수신부(30)를 포함할 수 있다.

일반적으로 속도측정기 또는 과속단속카메라는 X밴드(10GHz 대역), Ku밴드(13GHz 대역), K밴드(24GHz 대역), Ka밴드(30GHz 대역) 등의 초고주파 신호를 발생하며, 레이더 디텍터(10)는 이러한 대역의 신호를 제1 혼합기(12)를 이용하여 수십 MHz 내지 수 GHz 의 제1 중간주파수 신호로 변환하고, 제2 혼합기(15)를 이용하여 수 내지 수백 MHz의 제2 중간주파수 신호로 변환한다.

제2 중간주파수 신호는 신호변환부(18)를 거쳐 디지털 신호로 변환되며, 제어부(20)는 이를 분석하여 신호 수신여부를 판단하고 스피커(24) 또는 표시부(23)를 통해 경보를 발생한다. 레이저 건에서 발신된 레이저신호는 레이저신호 수신부(30)를 통해 수신된 후 디지털 신호로 변환되어 제어부(20)로 전송된다.

그런데 종래의 레이더 디텍터(10)는 다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있다.

첫째, 종래의 레이더 디텍터(10)는 설정된 검출대역의 주파수신호가 수신되면 해당 신호가 속도측정기나 과속단속카메라가 아닌 다른 종류의 발신기에서 발신된 신호인 경우에도 속도측정기나 과속단속카메라의 신호로 판단하여 경보를 발생하는 문제가 있다.

특히 최근 활발하게 보급되고 있는 자동차 충돌방지 시스템(CAS, Collision Avoidance System)에서 사용되는 차량감지용 신호의 주파수는 K밴드이고, 빌딩의 자동도어시스템에서 사용되는 접근감지용 신호의 주파수는 X밴드, Ku밴드, K밴드 등인 것으로 알려져 있다.

따라서 차량에 장착된 레이더 디텍터(10)가 주변 차량의 CAS 신호 또는 인접한 빌딩의 자동도어시스템에서 송출되는 신호를 수신하면, 속도측정기나 과속단속카메라의 신호가 아님에도 불구하고 경보를 발생시킴으로써 운전자에게 큰 불편을 끼칠 수 있으며, 이를 방지하기 위해서는 발신기의 종류를 정확히 판별하여 오경보를 발생하지 않도록 개선할 필요가 있다.

둘째, 대부분의 속도측정기나 과속단속카메라는 연속파(continuous wave) 형태의 신호를 발신하지만, 최근에는 수 내지 수십 μsec 의 주기로 온/오프를 반복하는 단속파(non-continuous wave) 형태의 신호를 발신하는 속도측정기나 과속단속카메라도 있다.

그런데 신호변환부(18)의 검파부(18a)는 μsec 단위의 주기로 오프(off)되는 단속파(non-continuous wave) 형태의 신호가 수신되면 정상적인 신호처리를 하기 어려우며, 따라서 이런 종류의 신호가 수신되면 운전자에게 경보를 하지 못하는 문제가 있다.

셋째, 제어부(20)가 수신된 신호를 정확하게 분석하기 위해서는 실시간으로 수신 신호를 집중 분석할 필요가 있는데 종래 레이더 디텍터(10)의 구성으로는 수신신호를 정확하게 분석하기 어려운 문제가 있다.

구체적으로 설명하면, 종래의 레이더 디텍터(10)에 사용되는 스윕제어부(21)는 커패시턴스를 포함하며, 따라서 제어부(20)의 제어펄스(Vp)가 스윕제어부(21)에 인가되면(도 2(a)참조), 스윕제어부(21)는 커패시턴스의 방전효과에 의해 시간에 따라 전압이 점차 내려가는 형태의 스윕전압(Vs)을 발생시킨다.(도 2(b) 참조)

그런데 도 3에 나타낸 바와 같이, t=to 에서 신호가 수신되었다고 가정하면, 제어부(20)가 수신된 신호를 정밀하게 분석하기 위해서는 실시간으로 스윕제어부(21)의 스윕전압(Vs)를 고정시켜 제1 국부발진기(11)의 발진주파수를 고정시키는 것이 바람직하다. 그래야만 신호변환부(18)에서 제어부(20)로 인가되는 디지털신호를 일정하게 유지시킴으로써 해당 신호를 보다 정밀하게 분석할 수 있기 때문이다.

그러나 종래 스윕제어부(21)의 스윕전압(Vs)은 커패시턴스의 방전효과에 의해 발생하므로 스윕전압(Vs)을 신호검출시점의 전압(Vf)으로 일정하게 유지시키는 것은 매우 어려우며, 결국 도 3에 나타낸 바와 같이 다음 주기의 스윕과정에서 해당 전압(Vf)에 도달할 때까지 기다려야만 한다.

이렇게 되면 현재 수신된 신호를 실시간으로 분석하지 못하고 스윕전압(Vs)의 주기마다 간헐적으로 분석해야 하므로 신호분석의 정확성이 저하되는 것은 물론이고 신호분석에 소요되는 시간이 길어지는 문제가 있다. 특히, 전술한 단속파 형태의 신호를 분석하는 데도 큰 어려움이 있다.

공개특허공보 제10-0427868호(2004.04.08. 공개)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 수신신호의 패턴을 분석하여 발신기의 종류 등을 판별함으로써 신호 검출의 정확성이 높은 레이더 디텍터를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 속도측정기나 과속단속카메라의 신호가 아닌 다른 종류의 발신기의 신호에 대해서는 오경보를 발생하지 않도록 하는데 그 목적이 있다. 또한 수신신호를 보다 신속하게 분석할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 안테나에서 수신된 신호와 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기; 상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기; 제1 중간주파수 신호 또는 제2 중간주파수 신호를 디지털신호로 변환하는 신호변환부; 상기 제1 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부; 상기 신호변환부로부터 입력된 신호를 분석하는 신호분석수단과, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 조절하여 제1 국부발진기의 발진주파수를 제어하는 제1 국부발진기 제어수단을 포함하는 제어부를 포함하며, 상기 제1 국부발진기 제어수단은 상기 신호분석수단에서 분석할 주파수 성분이 선택되면 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 설정기간 동안 고정시킴으로써 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터를 제공한다.

본 발명의 다른 양상은, 안테나에서 수신된 신호와 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기; 상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기; 제1 중간주파수 신호 또는 제2 중간주파수 신호를 디지털신호로 변환하는 신호변환부; 상기 제2 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부; 상기 신호변환부로부터 입력된 신호를 분석하는 신호분석수단과, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 조절하여 제2 국부발진기의 발진주파수를 제어하는 제2 국부발진기 제어수단을 포함하는 제어부를 포함하며, 상기 제2 국부발진기 제어수단은 상기 신호분석수단에서 분석할 주파수 성분이 선택되면 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 설정기간 동안 고정시킴으로써 상기 제2 국부발진기의 발진주파수를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터를 제공한다.

본 발명에 따른 레이더 디텍터의 상기 신호변환부는, 상기 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 신호변환부와, 상기 제2 중간주파수 신호 중에서 단속파 형태의 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 신호변환부를 포함하며, 상기 제1 신호변환부와 상기 제2 신호변환부는 상기 제2 혼합기의 후단에서 병렬로 배치될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 레이더 디텍터에서, 상기 디지털전압제어부는 디지털아날로그변환기(DAC) 또는 펄스폭변조기(PWM)를 포함할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 레이더 디텍터의 상기 신호분석수단은, 상기 신호변환부로부터 입력된 수신신호에서 주파수 성분을 검출하고, 검출된 주파수 성분 중에서 분석할 주파수 성분을 선택하며, 선택된 주파수 성분의 수신신호에서 신호패턴을 확인하며, 수신신호의 신호패턴과 저장된 신호패턴을 대비하여 발신기의 종류를 판별할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상은, 안테나, 제1 국부발진기, 상기 제1 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부, 상기 안테나에서 수신된 신호와 상기 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기, 상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기, 상기 제1 중간주파수 신호 또는 상기 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법에 있어서, 상기 신호변환부로부터 입력된 수신신호의 주파수가 설정된 검출대역에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 수신신호가 설정된 검출대역에 속하면, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 고정시킴으로써 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계; 상기 제1 국부발진기의 발진주파수가 일정하게 유지되는 동안 수신된 신호를 분석하여 신호패턴을 확인하는 단계; 수신신호의 신호패턴이 저장된 신호패턴과 일치하는지 여부를 판단하고, 일치하는 신호패턴이 있으면 설정된 경보를 발생시키는 단계를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 신호 검출 방법에서, 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계의 이전에는, 수신신호의 주파수 성분을 버퍼메모리에 저장하는 저장단계; 상기 버퍼메모리에 저장된 주파수 성분 중에서 신호패턴을 분석할 주파수 성분을 선택하는 분석대상 결정단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계에서는, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압이 상기 분석대상 결정단계에서 선택된 주파수 성분이 수신된 시점의 전압과 동일하도록 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 국부발진기 또는 제2 국부발진기에 인가되는 스윕전압을 실시간으로 제어할 수 있으므로 신호 수신 시에 제1 국부발진기 또는 제2 국부발진기의 발진주파수를 일정 시간 고정시킴으로써 수신신호의 패턴, 발신기 종류 등을 보다 정확하고 신속하게 판단할 수 있다. 따라서 속도측정기나 과속단속카메라의 신호가 아닌 다른 발신기의 신호에 의한 오경보를 방지할 수 있다.

또한 제1 신호변환부와 별도로 제2 신호변환부를 사용함으로써 연속파 형태의 신호는 물론이고 단속파 형태의 신호가 수신된 경우에도 운전자에게 정확하게 경보할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 레이더 디텍터의 구성도
도 2는 종래 제어펄스와 스윕전압의 관계를 나타낸 도면
도 3은 종래 스윕전압(Vs)이 신호수신시의 전압(Vf)에 도달하는 시간을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터의 구성도
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터의 제어부 구성을 예시한 도면
도 6은 디지털전압제어부의 제어전압을 예시한 도면
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터의 동작을 나타낸 흐름도
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 디텍터의 구성도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결 또는 결합되는 경우는, 다른 구성요소와 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 직접 결합되는 경우는 중간에 다른 요소가 개재되지 않는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

제 1 실시예

본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터(100)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 국부발진기(110), 안테나에서 수신된 신호를 제1 국부발진기(110)의 신호와 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기(120), 제1 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(130), 증폭된 제1 중간주파수 신호를 제2 국부발진기(140)의 신호와 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기(150), 제2 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(160), 특정 주파수 대역만을 통과시키는 필터부(170), 필터부(170)를 통과한 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 제어부(200)로 전송하는 제1 신호변환부(180), 필터부(170)의 선단에서 분기되며 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(200)로 전송하는 제2 신호변환부(190), 제1 국부발진기(110)에 인가할 디지털 전압을 발생시키는 디지털전압제어부(210)를 포함한다.

또한 제어부(200)에 연결되는 입력부(220), 표시부(230), 스피커(240) 등을 포함하고, 레이저신호를 수신 및 처리하여 제어부(200)로 인가하는 레이저신호 수신부(300)를 포함할 수 있다.

제1 혼합기(120)는 안테나를 통해 수신된 X밴드(10GHz 대역), Ku밴드(13GHz 대역), K밴드(24GHz 대역), Ka밴드(30GHz 대역) 등의 초고주파 신호를 수십 MHz 내지 수 GHz 의 제1 중간주파수 신호로 변환하고, 제2 혼합기(15)는 제1 중간주파수 신호를 수 내지 수백 MHz의 제2 중간주파수 신호로 변환한다.

제2 국부발진기(140)는 검출할 주파수대역을 고려하여 다수의 국부발진기를 포함할 수 있으며, 각 국부발진기는 각각 고정된 발진주파수로 발진한다. 또한 각 국부발진기는 제어부(200)의 스위칭 제어에 의해 제2 혼합기(150)에 선택적으로 연결된다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터(200)에서는 증폭부(160)와 제어부(200)의 사이에 제1 신호변환부(180)와 제2 신호변환부(190)가 서로 병렬로 배치된다. 이는 후술하는 제2 실시예도 마찬가지이다.

제1 신호변환부(180)는 검파부(181), 제1 비교기(183), 제2 비교기(185) 등을 포함할 수 있으며, 연속파 형태의 신호를 디지털신호로 변환하는 역할을 한다.

제2 신호변환부(190)는 제3 비교기(191)와 제4 비교기(192)를 포함할 수 있으며, 검파부가 생략되므로 단속파 형태의 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.

이와 같이 제1 신호변환부(180)와 제2 신호변환부(190)를 함께 설치하면, 연속파 형태의 신호뿐만 아니라 단속파 형태의 신호를 수신하여 분석할 수 있으며, 따라서 단속파 형태의 신호를 발신하는 속도측정기에 대해서도 운전자에게 정확하게 경보할 수 있는 이점이 있다.

제어부(200)는 도 5의 개략 구성도에 나타낸 바와 같이, 제1 국부발진기 제어수단(201), 제2 국부발진기 제어수단(203), 신호분석수단(205), 경보제어수단(207), 저장수단(209) 등을 포함할 수 있다.

제1 국부발진기 제어수단(201)은 디지털전압제어부(210)의 동작을 제어한다. 디지털전압제어부(210)는 도 6에 나타낸 바와 같이 디지털 형태의 스윕전압(Vs)을 생성하여 제1 국부발진기(110)에 인가하는 역할을 하는데, 제1 국부발진기 제어수단(201)은 스윕전압(Vs)의 크기, 주기, 기울기 등을 제어한다.

즉, 제1 국부발진기 제어수단(201)은 수신대기 상태에서는 스윕전압(Vs)을 설정된 범위 내에서 설정된 주기와 기울기로 가변시킬 수 있고, 검출대역의 신호가 수신되면 스윕전압(Vs)을 특정 전압으로 고정시킴으로써 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 고정시킬 수도 있다.

제2 국부발진기 제어수단(203)은 수신된 신호의 주파수대역에 따라 다수의 제2국부발진기 중에서 최적의 제2 국부발진기를 선택하여 제2 혼합부(150)에 연결하는 역할을 한다.

신호분석수단(205)은 제1 신호변환부(180) 또는 제2 신호변환부(190)를 통해 수신된 수신신호의 주파수성분을 검출하고, 검출된 주파수성분 중에서 분석할 주파수 성분을 선택하고, 선택된 주파수 성분의 신호패턴을 확인하고, 수신신호의 신호패턴과 저장된 신호패턴을 대비하여 수신신호가 속도측정기의 신호인지 다른 발신기의 신호인지 여부를 판단한다. 신호분석수단(205)은 레이저신호 수신부(300)에서 입력되는 신호를 분석하여 레이저신호의 수신여부를 판단할 수도 있다.

경보제어수단(207)은 신호분석수단(230)의 신호분석결과에 따라 스피커(240), 표시부(230) 등을 통해 경보를 발생한다.

저장수단(209)은 신호분석프로그램은 물론이고, 신호처리의 우선순위, 발신기의 종류, 각 발신기의 신호패턴 등에 대한 정보를 저장한다.

제어부(200)의 상기 각 구성요소는 하나의 반도체 칩으로 구성될 수도 있고, 적어도 하나는 별도의 모듈 또는 칩으로 구성될 수도 있다.

디지털전압제어부(210)는 디지털아날로그변환기(DAC)를 포함할 수도 있고, 펄스폭변조기(PWM)를 포함할 수도 있다. 도면에는 디지털전압제어부(210)가 제어부(200)와 별도로 설치되는 것으로 나타나 있으나, 디지털전압제어부(210)와 제어부(200)는 하나의 칩에 포함될 수도 있다.

이러한 디지털전압제어부(210)를 사용하면 제1 국부발진기(110)에 인가되는 스윕전압(Vs)을 매우 간편하게 제어할 수 있다. 예를 들어 검출대역의 신호가 수신되면 스윕전압(Vs)을 일정 기간 동안 고정시킬 수 있고, 이를 통해 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 고정시킬 수 있다,

제1 국부발진기(110)의 발진주파수가 일정 시간 유지되면 제어부(200)의 신호분석수단(205)은 분석대상 신호를 충분한 시간 동안 분석할 수 있으므로 신호의 수신여부뿐만 아니라 신호의 패턴까지 파악할 수 있고, 이를 통해 신호분석의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.

또한 종래 아날로그 방식의 스윕제어부와 달리 스윕전압(Vs)을 실시간으로 제어할 수 있으므로 신호분석 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이더 디텍터(100)의 신호 검출방법을 설명한다.

먼저 제어부의 저장수단(209)에 검출할 주파수대역, 발신기의 종류, 각 발신기의 신호패턴 등에 대한 정보를 저장한다. 또한 다수 신호가 동시에 수신되는 경우를 대비하여, 신호분석의 우선순위를 설정해 둘 수 있다. 예를 들어, 레이저신호, Ka밴드, K밴드, Ku밴드, X밴드의 순으로 우선순위를 설정할 수 있다. 그밖에 동일한 주파수대역에 속하는 다수의 신호가 수신되는 경우를 대비하여 신호분석의 우선순위(예, 신호세기 순서대로 분석함)를 설정해 둘 수도 있다. (ST11)

이러한 상태에서 안테나를 통해 어떤 신호가 수신되면, 제어부(200)의 신호분석수단(205)은 수신된 신호의 주파수대역이 설정된 검출대역에 속하는지 여부를 판단한다. (ST12, ST13)

신호분석수단(205)은 수신신호의 주파수가 설정된 검출대역에 속하지 않으면 수신신호를 무시하고, 수신신호의 주파수가 검출대역에 속하는 경우에는 검출된 신호의 주파수를 버퍼메모리에 저장한다. (ST14)

이어서 버퍼메모리에 저장된 주파수 성분 중에서 패턴을 분석할 주파수를 선택한다. 검출된 신호의 주파수는 다수의 주파수 성분을 포함하므로 집중적으로 분석할 주파수를 결정할 필요가 있기 때문이다. 분석할 주파수 성분은 설정된 우선순위에 따라 결정될 수 있다. (ST15)

신호분석수단(205)이 분석할 주파수 성분을 결정하면, 해당 주파수 성분을 집중적으로 수신하기 위하여 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 해당 주파수 성분이 수신된 시점의 발진주파수로 고정시키는 것이 바람직하다. 이를 위해서 제1 국부발진부 제어수단(201)는 디지털전압제어부(210)를 제어하여 도 6에 나타낸 바와 같이 스윕전압(Vs)을 일정 기간 동안 고정시키고, 이에 따라 제1 국부발진기(110)의 발진주파수가 고정된다. 이때 스윕전압(Vs)는 분석대상 주파수 성분이 수신된 시점의 스윕전압(Vf)으로 고정되는 것이 바람직하다. (ST16)

제1 국부발진기(110)의 발진주파수가 신호 수신 시점의 주파수로 고정되면, 신호분석수단(205)에서는 설정 기간 동안 해당 주파수 성분의 신호패턴을 판별한다. 여기서 신호패턴은 주파수의 패턴인 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 신호세기 등과 같은 다른 요소의 패턴일 수도 있다. (ST17)

이어서 저장된 신호패턴 중에 수신신호의 신호패턴과 일치하는 것이 있는지 여부를 판단하고, 일치하지 않으면 수신신호를 무시하고, 일치하는 경우에는 대응하는 경보 또는 표시를 통해 사용자에게 통지한다. (ST18, ST19)

앞서 설명한 바와 같이, 종래에는 아날로그 방식의 스윕제어부(도 1의 21)를 사용하므로 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 신호분석에 필요한 시간 동안 고정시키는 것이 매우 어렵다. 따라서 종래에는 제어부(20)가 검출대역 신호의 수신여부만 확인할 수 있을 뿐이고 수신신호의 패턴까지 정확하게 확인하는 것은 거의 불가능하였다. 이로 인해 CAS, 자동도어시스템의 신호에도 오경보를 발생할 수밖에 없었다.

그러나 본 발명에 따르면, 디지털전압제어부(210)를 통해 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 일정시간 고정시킬 수 있기 때문에 수신신호를 일정기간 분석하여 신호패턴을 정확하게 판별할 수 있으며, 이를 통해 발신기의 종류까지 정확하게 파악할 수 있다.

예를 들어, 제1 국부발진기(110)의 발진주파수를 일정시간 고정시키고 수신신호의 패턴을 일정기간 분석해보면, 속도측정기 등에서 발신된 신호는 주파수가 비교적 일정하게 유지되는데 반하여 CAS, 자동도어시스템에서 발신된 신호는 주파수가 일정하게 유지되지 못하고 주파수 편차가 매우 크게 나타난다.

따라서 본 발명에 따르면 신호패턴의 차이를 이용하여 발신기의 종류를 정확하게 확인할 수 있으며, 이를 통해 오경보를 방지할 수 있는 효과가 있다. 한편 경보를 발생할 때 표시부 또는 스피커를 통해 발신기의 종류를 운전자에게 알려줄 수도 있다.

제 2 실시예

도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 디텍터(100a)는, 제1 실시예와 마찬가지로, 제1 국부발진기(110), 안테나에서 수신된 신호를 제1 국부발진기(110)의 신호와 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기(120), 제1 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(130), 증폭된 제1 중간주파수 신호를 제2 국부발진기(140)의 신호와 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기(150), 제2 중간주파수 신호를 증폭하는 증폭부(160), 특정 주파수 대역만을 통과시키는 필터부(170), 필터부(170)를 통과한 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 제어부(200)로 전송하는 제1 신호변환부(180), 필터부(170)의 선단에서 분기되며 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(200)로 전송하는 제2 신호변환부(190) 등을 포함한다.

특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이더 디텍터(100a)는 제1 국부발진기(110)의 발진주파수가 고정되고, 제2 국부발진기(140)가 주파수 스윕을 하는 점에서 제1 실시예와 차이가 있다.

구체적으로는, 제1 국부발진기(110)는 제어부(200)의 제1 국부발진기 제어수단(201)의 제어에 따라 일정한 주파수로 발진한다.

제2 국부발진기(140)와 제어부(200)의 사이에는 디지털전압제어부(210)가 설치되며, 디지털전압제어부(210)는 디지털아날로그변환기(DAC)를 포함할 수도 있고, 펄스폭변조기(PWM)를 포함할 수도 있는 점은 전술한 바와 같다.

디지털전압제어부(210)는 디지털 형태의 스윕전압(Vs)을 생성하여 제2 국부발진기(140)에 인가하는 역할을 하며, 제어부(200)의 제2 국부발진기 제어수단(203)은 스윕전압(Vs)의 크기, 주기, 기울기 등을 제어한다.

제2 국부발진기 제어수단(203)은 수신대기 상태에서는 제2 국부발진기(140)에 인가되는 스윕전압(Vs)을 설정된 범위 내에서 설정된 주기와 기울기로 가변시킬 수 있고, 검출대역의 신호가 수신되면 스윕전압(Vs)을 특정 전압으로 일정 시간 고정시킴으로써 제2 국부발진기(140)의 발진주파수를 고정시킬 수도 있다.

제2 국부발진기(140)의 발진주파수가 일정 시간 유지되면 제어부(200)의 신호분석수단(205)은 분석대상 신호를 충분한 시간 동안 분석할 수 있으므로 신호의 수신여부뿐만 아니라 신호의 패턴까지 파악할 수 있고, 이를 통해 신호분석의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한 종래 아날로그 방식의 스윕제어부와 달리 스윕전압(Vs)을 실시간으로 제어할 수 있으므로 신호분석 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

그 밖의 다른 구성요소는 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.

일 예로서, 도 4 및 도 8에는 제2 신호변환부(190)가 증폭기(160)의 출력단에서 분기되는 것으로 나타내었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제2 신호변환부(190)는 증폭기(160)의 입력단에서 분기될 수도 있고, 필터(170)의 출력단에서 분기될 수도 있다.

한편 제2 혼합기(150)의 입력단에서 제2 신호변환부(190)를 분기할 수도 있는데, 다만 이 경우에는 훨씬 높은 주파수대역의 신호를 처리해야 하므로 고가의 부품을 사용해야 하고 이로 인해 제조단가가 증가하는 문제가 있다.

다른 예로서, 도 8에는 제2 혼합기(150)에 제2 국부발진기(140)가 한 개만 연결된 것으로 나타나 있으나, 필요한 경우에는 제2 혼합기(150)에 주파수 스윕구간을 달리 하는 다수의 제2 국부발진기(140)를 연결하고, 다수의 제2 국부발진기(140)마다 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부(210)를 각각 연결할 수도 있다. 이 경우 다수의 제2 국부발진기(140)는 설정된 순서대로 또는 제어부(200)의 제어에 따라 제2 혼합기(150)에 선택적으로 연결될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 구체적인 적용 과정에서 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

100: 레이더 디텍터 110: 제1 국부발진기
120: 제1 혼합기 130: 증폭부
140: 제2 국부발진기 150: 제2 혼합기
160: 증폭부 170: 필터부
180: 제1 신호변환부 190: 제2 신호변환부
200: 제어부 210: 디지털전압제어부
300: 레이저신호 수신부

Claims

안테나에서 수신된 신호와 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기;
상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기;
제1 중간주파수 신호 또는 제2 중간주파수 신호를 디지털신호로 변환하는 신호변환부;
상기 제1 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부;
상기 신호변환부로부터 입력된 신호를 분석하는 신호분석수단과, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 조절하여 제1 국부발진기의 발진주파수를 제어하는 제1 국부발진기 제어수단을 포함하는 제어부;
를 포함하며, 상기 제1 국부발진기 제어수단은 상기 신호분석수단에서 분석할 주파수 성분이 선택되면 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 설정기간 동안 고정시킴으로써 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터
안테나에서 수신된 신호와 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기;
상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기;
제1 중간주파수 신호 또는 제2 중간주파수 신호를 디지털신호로 변환하는 신호변환부;
상기 제2 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부;
상기 신호변환부로부터 입력된 신호를 분석하는 신호분석수단과, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 조절하여 제2 국부발진기의 발진주파수를 제어하는 제2 국부발진기 제어수단을 포함하는 제어부;
를 포함하며, 상기 제2 국부발진기 제어수단은 상기 신호분석수단에서 분석할 주파수 성분이 선택되면 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 설정기간 동안 고정시킴으로써 상기 제2 국부발진기의 발진주파수를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 신호변환부는, 상기 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 신호변환부와, 상기 제2 중간주파수 신호 중에서 단속파 형태의 신호를 디지털 신호로 변환하는 제2 신호변환부를 포함하며, 상기 제1 신호변환부와 상기 제2 신호변환부는 상기 제2 혼합기의 후단에서 병렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 디지털전압제어부는 디지털아날로그변환기(DAC) 또는 펄스폭변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 신호분석수단은, 상기 신호변환부로부터 입력된 수신신호에서 주파수 성분을 검출하고, 검출된 주파수 성분 중에서 분석할 주파수 성분을 선택하며, 선택된 주파수 성분의 수신신호에서 신호패턴을 확인하며, 수신신호의 신호패턴과 저장된 신호패턴을 대비하여 발신기의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터
안테나, 제1 국부발진기, 상기 제1 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부, 상기 안테나에서 수신된 신호와 상기 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기, 상기 제1 중간주파수 신호와 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기, 상기 제1 중간주파수 신호 또는 상기 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법에 있어서,
상기 신호변환부로부터 입력된 수신신호의 주파수가 설정된 검출대역에 속하는지 여부를 판단하는 단계;
수신신호가 설정된 검출대역에 속하면, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 고정시킴으로써 상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계;
상기 제1 국부발진기의 발진주파수가 일정하게 유지되는 동안 수신된 신호를 분석하여 신호패턴을 확인하는 단계;
수신신호의 신호패턴이 저장된 신호패턴과 일치하는지 여부를 판단하고, 일치하는 신호패턴이 있으면 설정된 경보를 발생시키는 단계
를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법
제6항에 있어서,
상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계의 이전에는,
수신신호의 주파수 성분을 버퍼메모리에 저장하는 저장단계;
상기 버퍼메모리에 저장된 주파수 성분 중에서 신호패턴을 분석할 주파수 성분을 선택하는 분석대상 결정단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법
제7항에 있어서,
상기 제1 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계에서는, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압이 상기 분석대상 결정단계에서 선택된 주파수 성분이 수신된 시점의 전압과 동일하도록 유지하는 것을 특징으로 하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법
안테나, 제1 국부발진기, 상기 안테나에서 수신된 신호와 상기 제1 국부발진기의 신호를 혼합하여 제1 중간주파수 신호를 생성하는 제1 혼합기, 제2 국부발진기, 상기 제1 중간주파수 신호와 상기 제2 국부발진기의 신호를 혼합하여 제2 중간주파수 신호를 생성하는 제2 혼합기, 상기 제2 국부발진기에 디지털 스윕전압을 인가하는 디지털전압제어부, 상기 제1 중간주파수 신호 또는 상기 제2 중간주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법에 있어서,
상기 신호변환부로부터 입력된 수신신호의 주파수가 설정된 검출대역에 속하는지 여부를 판단하는 단계;
수신신호가 설정된 검출대역에 속하면, 상기 디지털전압제어부의 스윕전압을 고정시킴으로써 상기 제2 국부발진기의 발진주파수를 설정 시간 동안 일정하게 유지시키는 단계;
상기 제2 국부발진기의 발진주파수가 일정하게 유지되는 동안 수신된 신호를 분석하여 신호패턴을 확인하는 단계;
수신신호의 신호패턴이 저장된 신호패턴과 일치하는지 여부를 판단하고, 일치하는 신호패턴이 있으면 설정된 경보를 발생시키는 단계
를 포함하는 레이더 디텍터의 신호 검출 방법