KR101840522B1 - 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치 - Google Patents

신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101840522B1
KR101840522B1 KR1020150161514A KR20150161514A KR101840522B1 KR 101840522 B1 KR101840522 B1 KR 101840522B1 KR 1020150161514 A KR1020150161514 A KR 1020150161514A KR 20150161514 A KR20150161514 A KR 20150161514A KR 101840522 B1 KR101840522 B1 KR 101840522B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
unit
receiving unit
receiver
receiving
Prior art date
Application number
KR1020150161514A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170057960A (ko
Inventor
이승준
권솔립
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
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 이화여자대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020150161514A priority Critical patent/KR101840522B1/ko
Publication of KR20170057960A publication Critical patent/KR20170057960A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101840522B1 publication Critical patent/KR101840522B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4021—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

전송부의 위치를 기준으로 대칭되는 위치에 배치되는 적어도 두 개의 수신부를 포함하는 레이더 어레이 장치가 제공된다. 상기 레이더 어레이 장치는 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 등방성의 전자기파를 전파하는 전송부, 상기 오브젝트로부터 반사되는 제1 타켓 신호 및 상기 제1 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제1 노이즈 신호를 수신하는 제1 수신부 및 상기 오브젝트로부터 반사되는 제2 타켓 신호 및 상기 제2 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제2 노이즈 신호를 수신하는 제2 수신부를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부는 상기 전송부를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되어, 임계치 이내의 차이값을 갖는 상기 제1 노이즈 신호 및 상기 제2 노이즈 신호 각각을 수신할 수 있다.

Description

신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치{APPARATUS OF SIGNAL PROCESSING FOR SIGNAL CALIBRATION}
신호 처리 장치 및 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 이미징 시스템에 이용되어 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치 및 방법에 연관된다.
레이더(radar)의 반사 원리를 이용하는 이미징 시스템은 오브젝트로부터 반사된 반사파뿐만 아니라, 다른 경로를 통해 전달되는 노이즈 신호도 함께 수신하게 된다. 따라서, 이미징 시스템은 오브젝트에 연관되는 반사파를 추출하고, 노이즈 신호를 제거하는 보정(calibration) 과정을 필수적으로 수행하게 된다.
종래에는 신호 보정을 위해, 기준 신호를 측정하고 그 이후에 레이더 어레이 장치를 일정한 방향으로 회전 시켜서 비교 신호를 측정하는 어레이 회전(array rotation) 방식이 이용되었다. 어레이 회전 방식은 측정된 두 신호를 비교하여 오브젝트에 연관되는 반사파를 추출하는 방식으로 신호 보정을 수행한다. 다만, 어레이 회전 방식은 적어도 두 번 이상의 측정이 필요하고, 모터 회전에 정밀한 제어가 요구된다는 특징이 존재한다.
더하여, 다른 종래 방식으로는 시간에 따른 측정 데이터의 차이값을 비교하여 오브젝트에 연관되는 반사파를 추출하는 차이값 보정(differential calibration) 방식이 존재한다. 다만, 차이값 보정 방식이 암 진단 등에 이용되는 경우에는 암이 생기기 이전의 측정 데이터가 존재하는 경우에만 암 세포의 이미지를 출력해낼 수 있다는 특징이 존재한다.
그에 따라, 레이더 어레이 장치의 회전 없이 한 번의 측정으로 신호 보정을 수행하고, 출력 이미지를 생성해내는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
일측에 따르면, 전송부의 위치를 기준으로 대칭되는 위치에 배치되는 적어도 두 개의 수신부를 포함하는 레이더 어레이 장치가 제공된다. 상기 레이더 어레이 장치는 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 등방성의 전자기파를 전파하는 전송부, 상기 오브젝트로부터 반사되는 제1 타켓 신호 및 상기 제1 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제1 노이즈 신호를 수신하는 제1 수신부 및 상기 오브젝트로부터 반사되는 제2 타켓 신호 및 상기 제2 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제2 노이즈 신호를 수신하는 제2 수신부를 포함할 수 있다. 더하여, 상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부는 상기 전송부를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되어, 임계치 이내의 차이값을 갖는 상기 제1 노이즈 신호 및 상기 제2 노이즈 신호 각각을 수신할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제1 수신부는 상기 제2 수신부의 위치를 포함하는 원 위의 한 점의 위치에 배치될 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 수신부는 상기 제2 수신부의 위치를 포함하는 3차원 구 위의 한 점의 위치에 배치될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 레이더 어레이 장치는 상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부 각각이 수신한 신호를 차동 신호로서 커플링하여 입력 받는 커플링부를 더 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 레이더 어레이 장치를 통하여 측정된 신호를 보정하는 신호 처리 장치가 제공된다. 상기 신호 처리 장치는 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 등방성의 전자기파를 전파하는 적어도 하나의 전송부 및 적어도 하나의 수신부 세트를 서로 매칭하여 저장하는 데이터베이스, 제1 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 제1 전송부에 매칭되는 제1 수신부 세트를 선택하는 선택부 및
상기 제1 수신부 세트에 포함되는 제1 수신부 및 제2 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 반사 신호를 추출하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 데이터베이스는 상기 적어도 하나의 전송부 각각의 위치를 기준으로 대칭되는 위치에 배치된 복수의 수신부를 상기 적어도 하나의 수신부 세트로서 매칭하여 저장할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 제2 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 선택부는 상기 제2 전송부에 매칭되는 제2 수신부 세트를 선택하고, 상기 신호 처리부는 상기 제2 수신부 세트에 포함되는 상기 제1 수신부 및 제3 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 반사 신호를 추출할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 신호 처리부는 상기 제1 수신부 세트에 포함되는 복수의 수신부 각각의 수신 신호를 차동 신호로서 입력 받는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 오브젝트로부터 반사된 전자기파를 수신하도록 노이즈 신호를 보정하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다. 상기 프로그램은 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 등방성의 전자기파를 전파하는 적어도 하나의 전송부 및 적어도 하나의 수신부 세트를 서로 매칭하여 저장하는 명령어 세트, 제1 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 제1 전송부에 매칭되는 제1 수신부 세트를 선택하는 명령어 세트 및 상기 제1 수신부 세트에 포함되는 제1 수신부 및 제2 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 반사 신호를 추출하는 명령어 세트를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 동작을 설명하는 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 동작을 설명하는 예시도이다.
도 5는 또 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다.
도 6은 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 블록도를 나타낸다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결 되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 동작을 설명하는 예시도이다. 도 1을 참조하면, 오브젝트(110)를 검출하고 검출된 오브젝트(110)에 연관되는 데이터를 획득하는 전송부(120)와 두 개의 수신부(131, 132)가 도시된다. 전송부(120)는 오브젝트(110)에 연관되는 데이터를 획득하기 위해 등방성의(isotropic) 전자기파를 전파할 수 있다. 예시적으로, 오브젝트(110)에 연관되는 데이터는 오브젝트(110)의 존재 유무, 오브젝트(110)의 위치 정보 및 오브젝트(110)의 부피 등과 같은 다양한 형태의 데이터를 나타낼 수 있다.
본 명세서 상에서 등방성의 전자기파는 모든 방향으로 전파되는 전자기파로서 어느 방향에서나 같은 성질을 갖는 전자기파를 나타낼 수 있다. 일실시예로서, 전송부(120)에 의해 전파되는 전자기파는 파장의 범위가 1mm 이상 1m 이하를 갖는 마이크로파(microwave)일 수 있다. 다만, 이는 예시적 기재일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다.
일실시예로서, 오브젝트(110)는 생명체 내부에 존재하는 암 세포 조직일 수 있다. 더하여, 암 세포 조직은 정상 조직과는 다른 전자기 특성을 나타낼 수 있다.
수신부(131, 132)는 전송부(120)로부터 전파된 전자기파의 반사파를 수신할 수 있다. 후술될 신호 처리 장치는 수신부(131, 132)가 수신한 반사파를 이용하여 오브젝트(110)가 존재하는 지 여부를 검출하고, 오브젝트(110)의 부피를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 처리 장치는 오브젝트(110)의 반사파가 나타내는 전자기 특성을 검출하고 오브젝트(110)의 존재를 검출하고, 상기 전자기 특성이 나타내는 시간 정보를 분석하여 오브젝트(110)의 부피를 계산할 수 있다.
제1 수신부(131)는 전송부(120)에 의해 전파된 전자기파가 오브젝트(110)로부터 반사되어 돌아오는 제1 타켓 신호(141)를 수신할 수 있다. 다만, 제1 수신부(131)는 제1 타켓 신호(141)뿐만 아니라 다른 경로를 통해 전달되는 제1 노이즈 신호(151)를 함께 수신할 수 있다. 일실시예로서, 제1 노이즈 신호(151)는 전송부(120)로부터 직접 전파된 전자기파일 수 있다. 다른 일실시예로서, 오브젝트(110)가 암 세포 조직인 경우에 제1 노이즈 신호(151)는 정상 조직으로부터 반사된 전자기파일 수 있다.
도 1을 참조하면, 제2 수신부(132)는 전송부(120)를 기준으로 제1 수신부(131)와 대칭되는 위치에 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 수신부(132)는 제1 수신부(131)의 위치를 포함하는 원 위의 한 점에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
더하여, 제2 수신부(132)는 전송부(120)에 의해 전파된 전자기파가 오브젝트(110)로부터 반사되어 돌아오는 제2 타켓 신호(142)를 수신할 수 있다. 예시적으로, 제1 타켓 신호(141)와 제2 타켓 신호(142)는 서로 다른 경로를 이용하여 오브젝트(110)로부터 반사될 수 있다. 제1 수신부(131)와 같이, 제2 수신부(132)도 제2 타켓 신호(142)뿐만 아니라 다른 경로를 통해 전달되는 제2 노이즈 신호(152)를 함께 수신할 수 있다.
제1 수신부(131) 및 제2 수신부(132)는 전송부(120)를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 존재할 수 있다. 일실시예로서, 제1 수신부(131) 및 제2 수신부(132)는 전송부(120)까지 동일한 거리를 가질 수 있다. 다른 일실시예로서, 제1 수신부(131) 및 제2 수신부(132)가 동일한 원 위에 위치한 경우에, 제1 수신부(131) 및 제2 수신부(132) 각각은 원의 중심 및 전송부(120)와 동일한 각도를 이룰 수 있다.
앞서 설명된 제1 수신부(131) 및 제2 수신부(132)가 서로 갖는 구조적인 대칭성(symmetry)에 따라, 제1 노이즈 신호(151) 및 제2 노이즈 신호(152)는 서로 임계치 이내의 진폭 및 위상의 차이값을 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 신호 처리 장치는 제1 수신부(131)가 수신한 제1 타켓 신호(141) 및 제1 노이즈 신호(151)와 함께 제2 수신부(132)가 수신한 제2 타켓 신호(142) 및 제2 노이즈 신호(152)를 이용하여 오브젝트(110)에 연관되는 신호만을 추출하고, 오브젝트(110)의 부피를 분석할 수 있다.
본 실시예에 따를 때, 전송부(120)에 의해 전파된 전자기파를 한 번 측정하는 것만으로 오브젝트(110)에 연관되는 정보를 획득하는 효과를 기대할 수 있다. 종래의 어레이 회전 방식의 경우에는 신호 보정을 수행하기 위해, 어레이 구조를 회전시키고 전자기파의 반사파를 적어도 두 번 이상 측정하게 된다. 본 실시예는 두 번 이상 측정하는 경우에 발생할 수 있는 회전에 따른 기계적인 오차 및 스위칭과 클록에 따른 타이밍 오차 등의 발생 가능성을 감소시키는 효과를 기대할 수 있다. 더하여, 오브젝트(110)가 환자의 몸 속에 있는 암 세포 조직에 연관되는 경우에, 측정 시간을 단축할 수 있어 환자의 움직임에 따른 오차 또한 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다. 도 2를 참조하면, 하나의 전송부(210)를 중심으로 서로 대칭되는 위치에 존재하는 제1 수신부 세트(221, 222), 제2 수신부 세트(231, 232) 및 제3 수신부 세트(241, 242)가 도시된다.
도 1에서 설명된 실시예와 같이, 전송부(210)에 대하여 서로 대칭되는 적어도 두 개의 수신부의 수신 신호는 신호 보정을 위해 함께 이용될 수 있다. 더하여, 하나의 전송부(210)에 대하여 서로 대칭되는 관계에 있는 복수의 수신부 세트를 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 수신부 세트에 포함되는 각각의 수신부는 전송부(210)와 동일한 거리에 배치될 수 있다. 더하여, 복수의 수신부 세트에 포함되는 각각의 수신부가 동일한 3차원 구 위에 위치한 경우에, 각각의 수신부는 구의 중심 및 전송부(210)와 동일한 각도를 이룰 수 있다.
도 2에 경우에, 제1 수신부 세트(221, 222)에 포함되는 제1 수신부(221) 및 제2 수신부(222)는 전송부(210)로부터 동일한 거리 d1을 갖도록 배치될 수 있다. 더하여, 제2 수신부 세트(231, 232)에 포함되는 제3 수신부(231) 및 제4 수신부(232)는 전송부(210)로부터 동일한 거리 d2를 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 제3 수신부 세트(241, 242)에 포함되는 제5 수신부(241) 및 제6 수신부(242)는 전송부(210)로부터 동일한 거리 d3를 갖도록 배치될 수 있다.
전송부(210)가 등방향성의 전자기파를 전파하는 경우에, 본 실시예에 따른 신호 처리 장치는 하나의 수신부 세트에 포함되는 복수의 수신부들이 수신한 복수의 수신 신호를 이용하여 신호의 보정을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 수신 신호는 전송부(210)와의 직접 경로(direct path) 및 다른 물체로부터 반사된 경로에서 각각 전달된 신호를 포함할 수 있다. 더하여, 복수의 수신부 세트의 수신 신호를 이용하여 오브젝트의 위치에 따른 거리 정보가 추출될 수 있다. 또한, 하나의 전송부(210)에 대하여 3차원적으로 수신부 세트를 배치하면, 오브젝트의 부피에 상응하는 복수의 거리 정보가 추출될 수 있다. 보다 자세한 설명은 추가되는 도면과 함께 설명될 수 있다.
다만, 도 2에서 제시된 전송부(210)와 복수의 수신부 세트(221, 222, 231, 232, 241, 242)의 레이더 어레이 배치는 본 발명의 사상을 예시적으로 설명하기 위한 구조일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다. 도 3을 참조하면, 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 전자기파를 전파하는 두 개의 전송부(310, 320)가 도시된다. 더하여, 전송부(310, 320)를 통해 전파된 전자기파의 반사파를 수신하는 세 개의 수신부(331, 332, 333)가 도시된다.
일실시예로서, 제1 전송부(310)에 의해 전자기파가 전파된 경우를 가정하자. 제1 수신부(331)는 제1 전송부(310)의 위치를 기준으로 자신과 대칭되는 위치에 존재하는 수신부와 수신부 세트로 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 전송부(310)의 위치를 기준으로 제1 수신부(331) 및 제2 수신부(332)는 동일한 거리 d1만큼 떨어져 있다. 더하여, 제1 수신부(331) 및 제2 수신부(332)는 동일한 원 위에 위치하여 원의 중심 및 제1 전송부(310)와 동일한 각도를 이룬다. 이에 따라, 제1 수신부 세트는 제1 전송부(310)를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 존재하는 제1 수신부(331) 및 제2 수신부(332)를 포함할 수 있다.
다른 일실시예로서, 제2 전송부(320)에 의해 전자기파가 전파된 경우를 가정하자. 본 실시예에서 제1 수신부(331)는 제2 전송부(320)의 위치를 기준으로 자신과 대칭되는 위치에 존재하는 수신부와 새로운 수신부 세트로 구성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 제2 전송부(320)의 위치를 기준으로 제1 수신부(331) 및 제3 수신부(333)는 동일한 거리 d2만큼 떨어져 있다. 더하여, 제1 수신부(331) 및 제3 수신부(333)는 동일한 원 위에 위치하여 원의 중심 및 제2 전송부(320)와 동일한 각도를 이룬다. 따라서, 제2 전송부(320)에 의해 전자기파가 전파되는 경우에 제1 수신부(331)는 제3 수신부(333)와 함께 제2 수신부 세트에 포함될 수 있다.
본 실시예에 따를 때, 전자기파를 전파하는 전송부에 따라 서로 다른 수신부 세트가 선택될 수 있다. 전송부로부터의 직접 경로(direct path)나 다른 오브젝트로부터 반사되는 경로 또는 산란이나 회절 되는 경로 등의 노이즈 신호를 제거하기 위해, 선택된 수신부 세트의 수신부들은 전송부를 기준으로 대칭되는 위치에 존재할 수 있다. 그에 따라, 복수의 전송부를 포함하는 레이더 어레이 장치 내에서는 전자기파를 전파한 시점에 따라 서로 다른 수신부의 수신 신호가 신호 보정을 위해 이용될 수 있다.
도 3에서는 두 개의 전송부(310, 320)에 대응하는 두 개의 수신부 세트 구성의 실시예가 도시되지만, 레이더 어레이가 두 개 이상의 복수의 전송부를 포함할 수 있고, 하나의 전송부의 위치에 대응하는 복수의 수신부 세트를 갖도록 구현할 수 있다는 것은 기술분야에 속하는 전문가에게는 자명한 사실일 것이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 동작을 설명하는 예시도이다. 도 4를 참조하면, 오브젝트(410)에 연관되는 데이터를 획득하기 위해 전자기파를 전파하는 전송부(420)가 도시된다. 다만, 도 2에 도시된 실시예와 다르게 도 4의 실시예에서는 전송부(420)와 두 개의 수신부(431, 432)가 높이 값을 포함하는 3차원 공간에 배치될 수 있다. 예시적으로, 전송부(420) 및 두 개의 수신부(431, 432)는 일정한 반지름을 갖는 3차원 공간의 구 상의 한 점에 위치할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 수신부(431)는 전송부(420)를 기준으로 제2 수신부(432)와 대칭되는 위치에 존재할 수 있다. 일실시예로서, 두 개의 수신부(431, 432)는 3차원 공간의 구에서 전송부(420)와는 다른 높이를 갖도록 배치될 수 있다.
제1 수신부(431)는 전송부(420)에 의해 전파된 전자기파가 오브젝트(410)로부터 반사되어 돌아오는 제1 타켓 신호(441)를 수신할 수 있다. 더하여, 제1 수신부(432)는 제1 타켓 신호(441)뿐만 아니라 다른 경로를 통해 전달되는 제1 노이즈 신호(451)를 또한 수신할 수 있다. 다만, 앞서 도 2에서 기재된 실시예와 같이, 제1 수신부(431)와 제2 수신부(432)의 대칭성을 이용하여 제1 노이즈 신호(451)는 제거될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 수신부(432)는 전송부(420)에서의 직접 경로를 통해 수신되는 제2 노이즈 신호(452)를 수신할 수 있다. 본 실시예를 이용하는 신호 처리 장치는 제1 노이즈 신호(451)와 제2 노이즈 신호(452)를 서로 상쇄시켜 원하는 오브젝트(410)에 연관되는 신호만을 추출할 수 있다.
일실시예로서, 본 실시예를 이용하는 레이더 어레이 장치는 제1 수신부(431) 및 제2 수신부(432) 각각이 수신한 전체 신호를 차동 신호로서 커플링하는 커플링부를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 커플링부는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 회로를 이용하여 구현된 차동 회로일 수 있다. 이 경우에, 상기 레이더 어레이 장치를 이용하는 신호 처리 장치는 제1 노이즈 신호(451)와 제2 노이즈 신호(452)는 서로 상쇄되고, 제1 타켓 신호(441) 및 제2 타켓 신호(442)에 따라 오브젝트(410)에 연관되는 데이터를 포함하는 신호만을 추출할 수 있다. 레이더 어레이 장치는 제1 수신부(431) 및 제2 수신부(432)의 수신 신호를 차동 입력으로 입력받는 커플링부를 이용하여, 별도의 신호 처리 없이도 노이즈 신호가 제거된 신호를 출력하는 효과를 기대할 수 있다. 사용자는 시간 측면에서 효율적으로 오브젝트(410)에 연관되는 데이터를 획득하는 효과를 기대할 수 있다.
도 5는 또 다른 일실시예에 따른 레이더 어레이 장치의 어레이 배치를 설명하는 예시도이다. 도 5를 참조하면, 3차원 공간상에 배치된 복수의 전송부(510, 520, 530) 및 복수의 수신부(511, 512, 513, 514, 515, 516, 521, 522, 523, 524, 525, 526, 531, 532, 533, 534, 535, 536)가 도시된다. 다만, 본 실시예 상에서는 본 발명의 사상의 이해를 돕기 위해 각각의 장치를 전송부 및 수신부로서 지칭하지만, 구현 상에 있어서 하나의 장치에 전송 기능과 수신 기능이 구현된 트랜스시버(transceiver)가 이용될 수 있는 것은 기술 분야에 속하는 전문가에게는 자명한 사항일 것이다.
레이더 어레이 장치를 이용하여 측정되는 오브젝트는 체적(volume)를 갖는 형태로 존재할 것이다. 그에 따라, 각각의 높이에 상응하는 오브젝트의 데이터를 측정하기 위해, 레이더 어레이 장치에는 복수의 전송부(510, 520, 530)가 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 더하여, 제1 전송부(510)에 연관되는 제1 수신부 세트(511, 512), 제2 수신부 세트(513, 514) 및 제3 수신부 세트(515, 516)가 제1 전송부(510)와 동일한 높이에 배치될 수 있다. 마찬가지로 제2 전송부(520)에 연관되는 수신부(521, 522, 523, 524, 525, 526) 및 제3 전송부(530)에 연관되는 수신부(531, 532, 533, 534, 535, 546)가 같은 원리에 따라 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 레이더 어레이 장치를 이용하는 신호 처리 장치는 각각의 높이에 상응하는 수신부들로부터 수신 신호를 입력 받고, 각각의 높이에 따라 신호 보정을 수행할 수 있다. 그에 따라, 각각의 높이에 대응하는 오브젝트의 형상을 축적하는 방식으로 오브젝트의 전체 체적을 구현할 수 있다.
더하여, 본 실시예에서는 예시적 기재로서 3차원 구에 상응하는 어레이 배치가 제시되지만, 전송부 및 수신부의 대칭성이 존재하는 사각형, 오각형 및 다각형 등과 같은 다양한 형태로 배치될 수 있다는 것은 기술 분야에 속하는 전문가에게는 자명한 사항일 것이다.
다만, 본 실시예에서는 예시적 기재로서 세 개의 높이에 대응하는 어레이 배치가 제시되지만, 보다 많은 높이에 따라 어레이를 배치할 수 있다는 것은 기술 분야에 속하는 전문가에게는 자명한 사항일 것이다.
도 6은 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 블록도를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 신호 처리 장치(600)는 데이터베이스(610), 선택부(620) 및 신호 처리부(630)를 포함할 수 있다.
데이터베이스(610)는 적어도 하나의 전송부 및 적어도 하나의 수신부 세트를 서로 매칭하여 저장할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 적어도 하나의 전송부는 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 등방성의 전자기파를 전파하는 레이더 장치일 수 있다. 일실시예로서, 데이터베이스(610)는 상기 적어도 하나의 전송부 각각의 위치를 기준으로 대칭되는 위치에 배치된 적어도 하나의 수신부를 상기 적어도 하나의 수신부 세트로서 매칭하여 저장할 수 있다.
선택부(620)는 상기 적어도 하나의 전송부 중 제1 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 제1 전송부에 매칭되는 제1 수신부 세트를 선택할 수 있다. 한편, 선택부(620)는 제2 전송부로부터 상기 전자기파가 전파되는 경우에는, 제2 전송부에 매칭되는 제2 수신부 세트를 선택할 수 있다. 레이더 어레이 장치에 따라, 제1 수신부 세트 및 제2 수신부 세트는 적어도 하나의 수신부를 함께 포함할 수 있다. 특정 위치에 존재하는 수신부는 전자기파를 전파한 전송부에 따라 자신과 매칭되는 수신부 세트의 수신부 구성요소가 변경될 수 있다.
신호 처리부(630)는 상기 제1 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 제1 수신부 세트에 포함되는 제1 수신부 및 제2 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 오브젝트부터 반사된 신호를 추출할 수 있다. 신호 처리부(630)는 선택부(620)에 선택에 따라, 전송부에 대응하는 수신부 세트의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트로부터 반사된 신호를 추출할 수 있다. 더하여, 신호 처리부(630)는 상기 제1 수신부 세트에 포함되는 복수의 수신부 각각의 수신 신호를 차동 신호로서 입력 받을 수 있다.
본 실시예에 따른 신호 처리 장치(600)는 레이더 어레이 장치가 갖는 구조적 특징에 따라 전송부에 상응하는 수신부 세트의 구성을 자동적으로 이용할 수 있다. 그에 따라, 사용자는 매칭되는 수신부의 데이터를 스스로 찾아서 보정할 필요가 없고, 자동적으로 노이즈가 제거되어 오브젝트에 연관되는 데이터를 포함하는 신호를 획득하는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 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 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.

Claims (9)

  1. 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 전자기파를 전파하는 전송부;
    상기 오브젝트로부터 반사되는 제1 타켓 신호 및 상기 제1 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제1 노이즈 신호를 수신하는 제1 수신부; 및
    상기 오브젝트로부터 반사되는 제2 타켓 신호 및 상기 제2 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제2 노이즈 신호를 수신하는 제2 수신부
    를 포함하고,
    상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부는 상기 전송부를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되어, 임계치 이내의 차이값을 갖는 상기 제1 노이즈 신호 및 상기 제2 노이즈 신호 각각을 수신하고,
    상기 제1 수신부는 상기 제2 수신부의 위치를 포함하는 원 위의 한 점의 위치에 배치되는 레이더 어레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부 각각이 수신한 신호를 차동 신호로서 커플링하여 입력 받는 커플링부
    를 더 포함하는 레이더 어레이 장치.
  3. 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 전자기파를 전파하는 전송부;
    상기 오브젝트로부터 반사되는 제1 타켓 신호 및 상기 제1 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제1 노이즈 신호를 수신하는 제1 수신부; 및
    상기 오브젝트로부터 반사되는 제2 타켓 신호 및 상기 제2 타켓 신호와 다른 경로로 전파되는 제2 노이즈 신호를 수신하는 제2 수신부
    를 포함하고,
    상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부는 상기 전송부를 기준으로 서로 대칭되는 위치에 배치되어, 임계치 이내의 차이값을 갖는 상기 제1 노이즈 신호 및 상기 제2 노이즈 신호 각각을 수신하고,
    상기 제1 수신부는 상기 제2 수신부의 위치를 포함하는 3차원 구 위의 한 점의 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이더 어레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 수신부 및 상기 제2 수신부 각각이 수신한 신호를 차동 신호로서 커플링하여 입력 받는 커플링부
    를 더 포함하는 레이더 어레이 장치.
  5. 오브젝트에 연관되는 데이터를 획득하기 위한 전자기파를 전파하는 적어도 하나의 전송부 및 적어도 하나의 수신부 세트를 서로 매칭하여 저장하는 데이터베이스;
    제1 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 제1 전송부에 매칭되는 제1 수신부 세트를 선택하는 선택부; 및
    상기 제1 수신부 세트에 포함되는 제1 수신부 및 제2 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 반사 신호를 추출하는 신호 처리부
    를 포함하고,
    상기 데이터베이스는 상기 적어도 하나의 전송부 각각의 위치를 기준으로 대칭되는 위치에 배치된 복수의 수신부를 상기 적어도 하나의 수신부 세트로서 매칭하여 저장하고,
    상기 제1 수신부는 상기 제2 수신부의 위치를 포함하는 원 또는 3차원 구 위의 한 점의 위치에 배치되는 신호 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    제2 전송부로부터 상기 전자기파가 전파된 경우에, 상기 선택부는 상기 제2 전송부에 매칭되는 제2 수신부 세트를 선택하고, 상기 신호 처리부는 상기 제2 수신부 세트에 포함되는 상기 제1 수신부 및 제3 수신부 각각의 수신 신호를 이용하여 상기 오브젝트의 반사 신호를 추출하는 신호 처리 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 상기 제1 수신부 세트에 포함되는 복수의 수신부 각각의 수신 신호를 차동 신호로서 입력 받는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  9. 삭제
KR1020150161514A 2015-11-18 2015-11-18 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치 KR101840522B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150161514A KR101840522B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150161514A KR101840522B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170057960A KR20170057960A (ko) 2017-05-26
KR101840522B1 true KR101840522B1 (ko) 2018-05-04

Family

ID=59051879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150161514A KR101840522B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101840522B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009210582A (ja) 2008-03-04 2009-09-17 Nec (China) Co Ltd Ｔｏａ（到達時刻）とｒｓｓ（受信信号強度）の融合による適応型測位法、装置、およびシステム
JP2010203811A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 三次元受波装置およびこれを備えた三次元測位装置ならびに三次元測位方法
JP2012159307A (ja) 2011-01-29 2012-08-23 Ihi Corp ３次元形状導出装置および３次元形状導出方法
JP2013532278A (ja) 2011-04-27 2013-08-15 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー 送信機の３ｄ座標の測定

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009210582A (ja) 2008-03-04 2009-09-17 Nec (China) Co Ltd Ｔｏａ（到達時刻）とｒｓｓ（受信信号強度）の融合による適応型測位法、装置、およびシステム
JP2010203811A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 三次元受波装置およびこれを備えた三次元測位装置ならびに三次元測位方法
JP2012159307A (ja) 2011-01-29 2012-08-23 Ihi Corp ３次元形状導出装置および３次元形状導出方法
JP2013532278A (ja) 2011-04-27 2013-08-15 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー 送信機の３ｄ座標の測定

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170057960A (ko) 2017-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10338192B2 (en) Radio frequency communication system
US11013495B2 (en) Method and apparatus for registering medical images
US8777859B2 (en) Method and apparatus for processing ultrasound image
JP6518502B2 (ja) 動き検出部を有する磁気共鳴装置と磁気共鳴検査中に患者の動きを検出する方法
EP3117777B1 (en) Scattering tomography method and scattering tomography device
JP6343846B2 (ja) 検出装置、検出方法及びプログラム
KR102203928B1 (ko) 초광대역 임펄스 레이다 신호를 이용한 마이크로 로봇 위치 인식 방법 및 그에 따른 인식 장치
US9984043B2 (en) Method and apparatus for estimating position distribution of radiation emission
US8855383B2 (en) Lesion diagnosis apparatus and method to determine regularity of shape of lesion
KR101726940B1 (ko) 객체 식별 장치 및 방법
JP2020134513A (ja) 生命体検出方法、検出装置及び電子機器
KR101840522B1 (ko) 신호 보정을 수행하는 신호 처리 장치
US10989801B2 (en) Method and device for determining distance from object using radar
JP6651012B2 (ja) 対象体の内部構造を探査するシステムにおいてフィット状態を評価するための方法、装置、およびコンピュータ可読媒体
US10554952B2 (en) Stereo type distance recognition apparatus and method
KR102172085B1 (ko) 레이더 장치 및 이를 이용한 타겟 거리 측정 방법
EP3099241A1 (en) System and method for imaging using ultrasound
KR101988478B1 (ko) Mimo 레이더의 안테나 정보 추정 장치 및 방법
JP6685520B2 (ja) 検出装置、信号処理方法及びプログラム
KR101768317B1 (ko) 위치추적 시스템 및 이를 이용한 위치추적 방법
EP3386396B1 (en) An apparatus and method for detecting a tool
JP6849980B2 (ja) 異常組織検出装置
KR101818849B1 (ko) 초광대역 레이더를 이용하는 영상 처리 장치
EP4289366A1 (en) Tracking system for 3d transcranial tracking of a medical device
KR101522474B1 (ko) 영상 해상도 개선 방법 및 영상 해상도 개선 장치

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