KR102019171B1 - 레이더 장치 - Google Patents

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KR102019171B1
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antennas
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receive
transmit
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김용재
이재용
오경섭
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(주)스마트레이더시스템
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Abstract

본 발명은 레이더 장치에 관한 것으로, 레이더 장치에 구비되는 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 모두 일직선상에 배치하지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치하여 집중되는 분포의 감시 영역을 가지도록 한 것이다.

Description

레이더 장치{Radar apparatus}
본 발명은 레이더에 적용되는 안테나 배치 구조에 관련한 것으로, 특히 넓은 분포의 감시 영역을 가지도록 송신 안테나 및 수신 안테나가 배치되는 레이더 장치에 관한 것이다.
대한민국 공개특허 제10-1736713호(2017.05.11)에서 급전 라인 및 급전 라인과 결합되는 다수의 방사체를 포함하는 다수의 배열 구조체들이 다수개 배열되는 레이더 배열 안테나를 개시하고 있다.
방범용 레이더 장치의 안테나 배치 구조는 넓은 분포의 감시 영역을 가지도록 설계되어야 함에 비해 차량용 레이더 장치의 안테나 배치 구조는 관심 영역에만 집중하는 집중 분포의 감시 영역을 가지도록 설계되어야 한다.
따라서, 본 발명자는 레이더 장치를 차량용 등으로 사용할 수 있도록, 레이더 장치에 구비되는 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 관심 영역에만 집중하는 집중 분포의 감시 영역을 가지도록 배치하는 기술에 대한 연구를 하였다.
대한민국 공개특허 제10-1736713호(2017.05.11)
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 레이더 장치에 구비되는 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 모두 일직선상에 배치하지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치하여 집중되는 분포의 감시 영역을 가지도록 한 레이더 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 이하가 되도록 구현함으로써 바람직하지 않은 복사 로브인 그레이팅 로브(Grating Lobe)를 없앨 수 있는 레이더 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포가 중앙일 수록 더 밀집되도록 하여, 사이드 로브(Side Lobe)가 작아지도록 한 레이더 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 레이더 장치가 각각 i개의 송신 채널과 j개의 수신 채널을 구비하고, i개의 송신 채널을 통해 송출되어 물체로부터 반사되어 j개의 수신 채널을 통해 수신되는 레이더 신호를 처리하여 물체의 위치를 출력하는 n개의 레이더 신호 처리부와; n개의 레이더 신호 처리부 각각의 i개의 송신 채널에 하나씩 연결되어, 레이더 신호를 송출하는 n*i개의 송신 안테나와; n개의 레이더 신호 처리부 각각의 j개의 수신 채널에 하나씩 연결되어, 물체로부터 반사되는 레이더 신호를 수신하는 n*j개의 수신 안테나와; n개의 레이더 신호 처리부 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, n*i개의 송신 안테나와 n*j개의 수신 안테나가 모두 일직선상에 배치되지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되어, n*j개의 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 집중되는 분포의 감시 영역을 가지되, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 미만으로 구현된다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, n*i개의 송신 안테나가 이웃하는 송신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, n*j개의 수신 안테나가 이웃하는 수신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 n*i개의 송신 안테나가 순차적으로 레이더 신호를 송출하고, n*i개의 송신 안테나들 각각이 레이더 신호를 송출할 때마다 n*j개의 수신 안테나 전체가 일괄적으로 레이더 신호를 수신하도록 n개의 레이더 신호 처리부를 제어한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, n*i개의 송신 안테나와 n*j개의 수신 안테나가 n*j개의 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔 각각의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 서로 겹치지 않는다.
본 발명은 레이더 장치에 구비되는 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 모두 일직선상에 배치하지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치하여 집중되는 분포의 감시 영역을 가지도록 함으로써 관심 영역을 집중 감지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 이하가 되도록 구현함으로써 바람직하지 않은 복사 로브인 그레이팅 로브(Grating Lobe)를 없앨 수 있어 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포가 중앙일 수록 더 밀집되도록 구현하여, 사이드 로브(Side Lobe)가 작아져 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 주파수 변조 연속파(FMCW)의 송수신 파형을 예시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 레이더 신호 처리부의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 레이더 장치의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 5 는 도 4 에 도시한 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다.
도 6 은 도 4 에 도시한 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면이다.
도 7 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 8 은 도 7 에 도시한 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다.
도 9 는 도 7 에 도시한 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면이다.
도 10 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 11 은 도 10 에 도시한 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다.
도 12 는 도 10 에 도시한 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이더 장치(100)는 n개의 레이더 신호 처리부(110)와, n*i개의 송신 안테나(120)와, n*j개의 수신 안테나(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
n개의 레이더 신호 처리부(110)는 각각 i개의 송신 채널과 j개의 수신 채널을 구비하고, i개의 송신 채널을 통해 송출되어 물체(도면 도시 생략)로부터 반사되어 j개의 수신 채널을 통해 수신되는 레이더 신호를 처리하여 물체의 위치를 출력한다.
n*i개의 송신 안테나(120)는 n개의 레이더 신호 처리부(110) 각각의 i개의 송신 채널에 하나씩 연결되어, 레이더 신호를 송출한다. 이 때, 각 송신 안테나(120)가 급전 라인과, 급전 라인을 따라 배열되는 다수의 패치들을 포함할 수 있다.
n*j개의 수신 안테나(130)는 n개의 레이더 신호 처리부(110) 각각의 j개의 수신 채널에 하나씩 연결되어, 물체로부터 반사되는 레이더 신호를 수신한다. 이 때, 각 수신 안테나(130)가 급전 라인과, 급전 라인을 따라 배열되는 다수의 패치들을 포함할 수 있다.
제어부(140)는 n개의 레이더 신호 처리부(110) 동작을 제어한다. 이 때, 제어부(140)가 n*i개의 송신 안테나(120)가 순차적으로 레이더 신호를 송출하고, n*i개의 송신 안테나들 각각이 레이더 신호를 송출할 때마다 n*j개의 수신 안테나(130) 전체가 일괄적으로 레이더 신호를 수신하도록 n개의 레이더 신호 처리부(110)를 제어하도록 구현될 수 있다.
한편, 제어부(140)는 각 레이더 신호 처리부(110)의 송신 채널에 연결되는 송신 안테나(120)들을 통해 출력되는 주파수 신호와, 수신 채널에 연결되는 수신 안테나(130)들을 통해 수신되는 주파수 신호의 주파수 천이를 분석해 물체를 감지하고, 물체와의 거리를 계산하도록 구현될 수 있다.
예컨대, 제어부(140)가 주파수 변조 연속파(FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave)를 사용해 물체를 감지하고, 물체와의 거리를 계산하도록 구현될 수 있다.
도 2 는 주파수 변조 연속파(FMCW)의 송수신 파형을 예시한 도면이다. 송신 신호 fTX는 Tm의 시간 동안 대역폭 주파수 f0에서 f0+B에 해당하는 대역폭 B를 가지고 스윕한다.
도 2 에서 시간 t1에 송신된 신호 f1 은 τ = 2R/C의 시간 지연 이후에 fd의 주파수 편이를 가지고 시간 t2에 관측되며, 동 시간에 송신되는 신호는 f2의 주파수를 가지게 된다.
식 1과 같이 송신 신호 fTX와 수신 신호 fRX의 차인 비트 주파수 fb를 검출한다.
(식 1)
Figure 112018030562807-pat00001
(식 2)
Figure 112018030562807-pat00002
제어부(140)는 비트 주파수 fb를 이용하여 정지해 있는 물체와의 거리를 구하기 위해서 간단히 식 2를 이용할 수 있다. 목표물이 움직이는 경우에는 수신 신호의 중심 주파수가 도플러 효과에 의해 주파수 편이 되기 때문에, 믹서(234)에 의해 생성된 비트 주파수는 임의의 시점에서의 송신 신호가 삼각파의 상승 기울기상에 있는지 또는 하강 기울기상에 있는지 여부에 의해 식 3과 식 4 처럼 두 가지로 생성될 수 있다.
(식 3)
Figure 112018030562807-pat00003
(식 4)
Figure 112018030562807-pat00004
식 3 및 식 4에 의해 계산된 비트 주파수를 이용하여 움직이는 물체와의 거리 및 상대속도를 각각 식 5 및 식 6으로 구할 수 있다.
(식 5)
Figure 112018030562807-pat00005
(식 6)
Figure 112018030562807-pat00006
여기서, 변수 f0는 송신 신호의 주파수를 의미한다. 비트 주파수 fb의 중간 주파수(IF) 신호는 Tm/2의 주기를 가지는 사각파이며, 이를 푸리에 변환하여 주파수 영역에서 나타내면, fb를 중심으로 하는 sinc 함수로 표현된다.
이 때, 최초의 영점 교차 지점은 2/Tm에서 나타나며, 이의 역수 값은 최소 변조 주파수가 되어 다음의 식 7로 표현할 수 있다. 또한, 이를 통하여 상대속도 검출의 해상도를 구해주면, 식 8로 나타낼 수 있다.
(식 7)
Figure 112018030562807-pat00007
(식 8)
Figure 112018030562807-pat00008
(식 9)
Figure 112018030562807-pat00009
식 8을 통하여 Tm의 값이 클수록 또는 최소 변조 주파수 △f 값이 작을수록 높은 해상도로 상대속도를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 식 9는 거리검출 해상도를 나타내며, 대역폭 B가 클수록 높은 해상도의 거리검출이 가능함을 알 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 레이더 신호 처리부의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 각 레이더 신호 처리부(110)는 송신 모듈(200)과 수신 모듈(300)을 포함한다.
송신 모듈(200)은 각 레이더 신호 처리부(110)의 i개의 송신 채널 각각에 연결되는 송신 안테나(120)들을 통해 순차적으로 레이더 신호를 송출하기 위한 구성으로, 스위치부(210)와, 파워 증폭기(PA : Power Amplifier)(220)와, 체배기(Frequency Multiplier)(230)를 포함한다.
스위치부(210)는 각 레이더 신호 처리부(110)의 i개의 송신 채널 각각에 연결되는 송신 안테나(120)들을 통해 순차적으로 레이더 신호를 송출하기 위한 레이더 신호를 송출 타이밍 신호에 따라, 레이더 신호를 송출하는 송신 안테나(120)를 순차적으로 절환하여 선택한다. 이 때, 레이더 신호를 송출 타이밍 신호는 제어부(140)로부터 전송될 수 있다.
파워 증폭기(PA : Power Amplifier)(220)는 송신 안테나(210)로 출력되는 주파수 신호를 증폭한다.
체배기(Frequency Multiplier)(230)는 입력 주파수의 n 정수배 출력 주파수의 전력을 파워 증폭기(PA)(220)로 출력한다.
수신 모듈(300)은 각 레이더 신호 처리부(110)의 j개의 송신 채널 각각에 연결되는 수신 안테나(130)들을 통해 n개의 레이더 신호 처리부(110) 각각의 i개의 송신 채널 각각에 연결되는 송신 안테나(120)들을 통해 순차적으로 송출되는 레이더 신호를 일괄적으로 수신하기 위한 구성으로, 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(310)와, 믹서(320)를 포함한다.
저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(310)는 n개의 레이더 신호 처리부(110) 각각의 j개의 수신 채널 각각에 연결되는 수신 안테나(130)들을 통해 입력되는 미약한 주파수 신호를 저잡음 증폭한다.
믹서(320)는 송신 안테나(120)로 출력되는 주파수 신호와 수신 안테나(130)에 의해 수신되는 주파수 신호의 곱에 의한 주파수 천이를 수행한다. 각 레이더 신호 처리부(110)의 믹서(320)에 의한 주파수 천이 결과로부터 제어부(140)가 위의 식들을 이용해 물체를 감지하고, 물체와의 거리를 계산한다.
본 발명은 레이더 장치(100)를 차량용 등으로 사용할 수 있도록, 레이더 장치(100)에 구비되는 다수의 송신 안테나(120)와 수신 안테나(130)를 집중되는 분포의 감시 영역을 가지도록 배치한다.
이 때, n*i개의 송신 안테나(120)와 n*j개의 수신 안테나(130)가 모두 일직선상에 배치되지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되어, n*j개의 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 집중되는 분포의 감시 영역을 가지되, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 미만으로 구현된다.
수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 이하가 되도록 구현될 경우, 바람직하지 않은 복사 로브인 그레이팅 로브(Grating Lobe)를 없앨 수 있어 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있다. 그레이팅 로브(Grating Lobe)는 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 이상일 경우 발생한다.
한편, n*i개의 송신 안테나(120)와 n*j개의 수신 안테나(130)가 모두 일직선상에 배치되지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치될 경우, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포가 중앙일 수록 더 밀집되므로, 사이드 로브(Side Lobe)가 작아져 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있다. 사이드 로브(Side Lobe)는 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포가 중앙에 밀집될 수록 커진다.
한편, n*i개의 송신 안테나(120)가 이웃하는 송신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치될 수 있고, n*j개의 수신 안테나(130) 역시 이웃하는 수신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치될 수 있다.
위에 언급한 바와 같이, 제어부(140)가 n*i개의 송신 안테나(120)가 순차적으로 레이더 신호를 송출하고, n*i개의 송신 안테나들 각각이 레이더 신호를 송출할 때마다 n*j개의 수신 안테나(130) 전체가 일괄적으로 레이더 신호를 수신하도록 n개의 레이더 신호 처리부(110)를 제어한다.
이 때, n*i개의 송신 안테나(120)와 n*j개의 수신 안테나(130)가 n*j개의 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔 각각의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 서로 겹치지 않도록 배치될 수도 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 레이더 장치의 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다. 도 4 는 1*3개의 송신 안테나(120)와, 1*4개의 수신 안테나(130)가 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되도록 구현한 실시예이다.
도 5 는 도 4 에 도시한 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다. 도 5 에 도시한 바와 같이, 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 집중되는 분포를 이루므로, 집중되는 분포의 감시 영역을 가짐을 볼 수 있다.
도 6 은 도 4 에 도시한 제1실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면으로, 수신 안테나에 의해 수신되는 레이더 신호를 푸리에 변환(FFT)하여 x축, z축 방향으로 바라본 수신 빔 형상을 도시한 것이다.
도 6 의 좌상측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 우상측은 x축방향 틸트 40도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 좌하측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 15도 일 때의 수신 빔 패턴, 우하측은 x축방향 틸트 20도, z축?향 틸트 7.5도 일 때의 빔 패턴을 나타내고 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다. 도 7 은 2*3개의 송신 안테나(120)와, 2*4개의 수신 안테나(130)가 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되도록 구현한 실시예이다.
도 8 은 도 7 에 도시한 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다. 도 8 에 도시한 바와 같이, 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 타원 형상과 유사하게 집중되는 분포를 이루므로, 집중되는 분포의 감시 영역을 가짐을 볼 수 있다.
도 9 는 도 7 에 도시한 제2실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면으로, 수신 안테나에 의해 수신되는 레이더 신호를 푸리에 변환(FFT)하여 x축, z축 방향으로 바라본 수신 빔 형상을 도시한 것이다.
도 9 의 좌상측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 우상측은 x축방향 틸트 40도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 좌하측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 15도 일 때의 수신 빔 패턴, 우하측은 x축방향 틸트 20도, z축?향 틸트 7.5도 일 때의 빔 패턴을 나타내고 있다.
도 10 은 본 발명에 따른 레이더 장치의 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조를 도시한 도면이다. 도 10 은 4*3개의 송신 안테나(120)와, 4*4개의 수신 안테나(130)가 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되도록 구현한 실시예이다.
도 11 은 도 10 에 도시한 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의한 수신 빔 분포 이미지를 도시한 도면이다. 도 11 에 도시한 바와 같이, 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 기다란 타원 형상과 유사하게 집중되는 분포를 이루므로, 집중되는 분포의 감시 영역을 가짐을 볼 수 있다.
도 12 는 도 10 에 도시한 제3실시예에 따른 안테나 배치 구조에 의해 형성되는 수신 빔 형상을 예시한 도면으로, 수신 안테나에 의해 수신되는 레이더 신호를 푸리에 변환(FFT)하여 x축, z축 방향으로 바라본 수신 빔 형상을 도시한 것이다.
도 12 의 좌상측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 우상측은 x축방향 틸트 40도, z축?향 틸트 0도 일 때의 수신 빔 패턴, 좌하측은 x축방향 틸트 0도, z축?향 틸트 15도 일 때의 수신 빔 패턴, 우하측은 x축방향 틸트 20도, z축?향 틸트 7.5도 일 때의 빔 패턴을 나타내고 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 레이더 장치에 구비되는 다수의 송신 안테나와 수신 안테나를 모두 일직선상에 배치하지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치하여 집중되는 분포의 감시 영역을 가지도록 함으로써 관심 영역을 집중 감지할 수 있다. 이에 따라, 레이더 장치를 차량용 등으로 사용할 수 있다.
한편, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 이하가 되도록 구현함으로써 바람직하지 않은 복사 로브인 그레이팅 로브(Grating Lobe)를 없앨 수 있어 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포가 중앙일 수록 더 밀집되게 되므로, 사이드 로브(Side Lobe)가 작아져 레이더 장치 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는, 예컨대, 프로그래밍 모듈의 형태로 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체(Computer-Readable Storage Media)에 저장된 명령어로 구현될 수 있다.
명령어는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 경우, 하나 이상의 프로세서가 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는, 예를 들면, 프로세서에 의해 구현(Implement)(예: 실행)될 수 있다. 프로그래밍 모듈의 적어도 일부는 하나 이상의 기능을 수행하기 위한, 예를 들면, 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트(Sets of Instructions) 또는 프로세스 등을 포함할 수 있다.
그리고, 본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 레이더 안테나 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 레이더 장치
110 : 레이더 신호 처리부
120 : 송신 안테나
130 : 수신 안테나
140 : 제어부
200 : 송신 모듈
210 : 스위치부
220 : 파워 증폭기
230 : 체배기
300 : 수신 모듈
310 : 저잡음 증폭기
320 : 믹서

Claims (4)

  1. 각각 i개의 송신 채널과 j개의 수신 채널을 구비하고, i개의 송신 채널을 통해 송출되어 물체로부터 반사되어 j개의 수신 채널을 통해 수신되는 레이더 신호를 처리하여 물체의 위치를 출력하는 n개의 레이더 신호 처리부와;
    n개의 레이더 신호 처리부 각각의 i개의 송신 채널에 하나씩 연결되어, 레이더 신호를 송출하는 n*i개의 송신 안테나와;
    n개의 레이더 신호 처리부 각각의 j개의 수신 채널에 하나씩 연결되어, 물체로부터 반사되는 레이더 신호를 수신하는 n*j개의 수신 안테나와;
    n개의 레이더 신호 처리부 동작을 제어하는 제어부를;
    포함하는 레이더 장치에 있어서,
    n*i개의 송신 안테나와 n*j개의 수신 안테나가 모두 일직선상에 배치되지 않고, 일부는 일직선상으로 일부는 엇갈리게 배치되어, n*j개의 수신 안테나 각각에 의해 수신되는 레이더 신호에 의해 형성되는 수신 빔들의 위치가 수신 빔 분포 이미지상에서 일부 공백을 가지면서도 집중되는 분포의 감시 영역을 가지되, 수신 빔 분포 이미지상의 수신 빔들의 분포 간격이 수신 파장의 반 미만으로 구현되는 레이더 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    n*i개의 송신 안테나가 이웃하는 송신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치되는 레이더 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    n*j개의 수신 안테나가 이웃하는 수신 안테나와 연속 또는 불연속적으로 배치되는 레이더 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부가:
    n*i개의 송신 안테나가 순차적으로 레이더 신호를 송출하고, n*i개의 송신 안테나들 각각이 레이더 신호를 송출할 때마다 n*j개의 수신 안테나 전체가 일괄적으로 레이더 신호를 수신하도록 n개의 레이더 신호 처리부를 제어하는 레이더 장치.
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