KR102096043B1 - Method for reconstructing transmission and reception time of a high frequency signal and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고주파 신호의 송/수신 시간 조절 장치에 관한 것으로, 기준 신호를 동일한 위상을 갖는 두 개의 기준 신호로 분배하는 신호 분배기; 상기 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상을 조절하는 위상 제어기; 및 상기 위상이 조절되지 않은 기준 신호를 기반으로 제1 신호를 출력하는 제1 위상 고정 루프; 및 상기 위상이 조절된 기준 신호를 기반으로, 상기 제1 신호와 일정 시간 차이가 존재하는 제2 신호를 출력하는 제2 위상 고정 루프를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for adjusting transmission / reception time of a high frequency signal, comprising: a signal divider for dividing a reference signal into two reference signals having the same phase; A phase controller that adjusts the phase of any one of the two reference signals; And a first phase locked loop that outputs a first signal based on the reference signal whose phase is not adjusted. And a second phase locked loop that outputs a second signal having a predetermined time difference from the first signal based on the reference signal in which the phase is adjusted.

Figure R1020170050768
Figure R1020170050768

Description

고주파 신호의 송/수신 시간을 조절하는 방법 및 그 장치{METHOD FOR RECONSTRUCTING TRANSMISSION AND RECEPTION TIME OF A HIGH FREQUENCY SIGNAL AND APPARATUS THEREOF}Method and apparatus for adjusting the transmission / reception time of a high-frequency signal {METHOD FOR RECONSTRUCTING TRANSMISSION AND RECEPTION TIME OF A HIGH FREQUENCY SIGNAL AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저주파 신호 또는 디지털 신호를 이용하여 고주파 신호의 송/수신 시간을 조절할 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for adjusting the transmission / reception time, and more particularly, to a method and apparatus for adjusting the transmission / reception time of a high frequency signal using a low frequency signal or a digital signal.

시간 지연기(True-Time Delay, TTD)는 신호를 정해진 시간만큼 의도적으로 지연시키기 위해 사용하는 장치이다. 이러한 시간 지연기는 다양한 무선 통신 기술 분야에서 응용되고 있다.A time-delay (TTD) is a device used to intentionally delay a signal by a predetermined time. This time delay has been applied in various wireless communication technology fields.

시간 지연기를 통해 지연 시간을 만드는 방법에는 대표적으로 지연선로(delay line)를 이용하는 방법이 있다. 즉, 송/수신 신호가 흐르는 경로 상에 지연선로를 추가함으로써, 해당 신호의 송/수신 시간을 지연시키는 방법이다.As a method of creating a delay time through a time delayer, there is a method using a delay line. That is, a method of delaying the transmission / reception time of the corresponding signal by adding a delay line on the path through which the transmission / reception signal flows.

하지만, 이와 같은 시간 지연 방법은, 송/수신 신호의 전송 손실(transmission loss)을 야기하거나, 의도치 않은 진폭 변조(amplitude modulation)를 초래하는 점이 있다. 또한, 지연선로를 구현하기 위해 상당히 큰 공간을 요구하거나, 혹은 원하는 지연 시간을 정밀하게 구현하는 것이 어려운 점이 있다.However, such a time delay method has a point in that it causes transmission loss of a transmission / reception signal or inadvertent amplitude modulation. In addition, there is a problem in that it is difficult to accurately implement a desired delay time or to require a large space for implementing the delay line.

특히, 고주파 대역에서 송/수신 신호의 시간을 재구성하는 것은 해당 신호의 높은 전송 손실을 가져오고, 해당 시스템의 부피를 증가시키는 문제를 발생시키며, 이는 송/수신 신호가 광대역 신호(broadband signal)일수록 더 큰 문제가 된다. 따라서, 이러한 고주파 신호의 송/수신 시간을 효과적으로 조절하기 위한 방안이 필요하다.Particularly, reconstructing the time of the transmission / reception signal in the high frequency band causes a high transmission loss of the corresponding signal, and causes a problem of increasing the volume of the corresponding system, which means that the more the transmission / reception signal is a broadband signal. It becomes a bigger problem. Therefore, there is a need for a method for effectively controlling the transmission / reception time of such high-frequency signals.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 저주파 신호 또는 디지털 신호를 이용하여 고주파 신호의 송/수신 시간을 조절할 수 있는 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.The present invention aims to solve the above and other problems. Another object is to provide a transmission / reception time control method and apparatus for adjusting a transmission / reception time of a high frequency signal using a low frequency signal or a digital signal.

또 다른 목적은, FMCW 레이더 시스템에서 저주파 신호 또는 디지털 신호를 이용하여 레이더 신호의 송/수신 시간을 조절할 수 있는 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.Another object is to provide a transmission / reception time control method and apparatus for adjusting a transmission / reception time of a radar signal using a low frequency signal or a digital signal in an FMCW radar system.

또 다른 목적은 무선전력 전송 시스템에서 저주파 신호 또는 디지털 신호를 이용하여 무선전력 신호의 송/수신 시간을 조절할 수 있는 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.Another object is to provide a transmission / reception time control method and apparatus for controlling transmission / reception time of a wireless power signal using a low frequency signal or a digital signal in a wireless power transmission system.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 기준 신호를 동일한 위상을 갖는 두 개의 기준 신호로 분배하는 신호 분배기; 상기 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상을 조절하는 위상 제어기; 및 상기 위상이 조절되지 않은 기준 신호를 기반으로 제1 신호를 출력하는 제1 위상 고정 루프; 및 상기 위상이 조절된 기준 신호를 기반으로, 상기 제1 신호와 일정 시간 차이가 존재하는 제2 신호를 출력하는 제2 위상 고정 루프를 포함하는 송/수신 시간 조절 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention to achieve the above or another object, a signal divider for distributing a reference signal to two reference signals having the same phase; A phase controller that adjusts the phase of any one of the two reference signals; And a first phase locked loop that outputs a first signal based on the reference signal whose phase is not adjusted. And a second phase locked loop for outputting a second signal having a predetermined time difference from the first signal based on the phase-adjusted reference signal.

좀 더 바람직하게는, 상기 송/수신 시간 조절 장치에서의 기준 신호는 저주파 신호 또는 디지털 신호임을 특징으로 한다.More preferably, the reference signal in the transmission / reception time adjusting device is characterized in that it is a low-frequency signal or a digital signal.

좀 더 바람직하게는, 상기 송/수신 시간 조절 장치는, 기준 신호를 생성하는 신호 발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the transmission / reception time adjustment device is characterized in that it further comprises a signal generator for generating a reference signal.

좀 더 바람직하게는, 상기 송/수신 시간 조절 장치에서의 제1 신호는 송신 첩 신호(chirp signal)이고, 제2 신호는 로컬 첩 신호임을 특징으로 한다. More preferably, the first signal in the transmission / reception time adjusting device is a transmission chirp signal, and the second signal is a local chirp signal.

좀 더 바람직하게는, 상기 송/수신 시간 조절 장치에서의 제1 신호는 로컬 첩 신호이고, 제2 신호는 송신 첩 신호임을 특징으로 한다.More preferably, the first signal in the transmission / reception time adjusting device is a local chirp signal, and the second signal is a transmission chirp signal.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 송/수신 안테나; 기준 신호를 발생하는 신호 발생부; 상기 신호 발생부에서 출력된 기준 신호를 기반으로, 미리 결정된 시간 차이를 갖는 송신 첩 신호(chirp signal)와 로컬 첩 신호를 출력하는 송/수신 시간 조절부; 및 상기 수신 안테나로 입력되는 수신 첩 신호와 상기 로컬 첩 신호를 혼합하여 비트 주파수를 출력하는 믹서부를 포함하는 FMCW 레이더 시스템을 제공한다. According to another aspect of the invention, the transmit / receive antenna; A signal generator for generating a reference signal; A transmission / reception time adjusting unit configured to output a transmission chirp signal and a local chirp signal having a predetermined time difference based on a reference signal output from the signal generator; And it provides a FMCW radar system including a mixer unit for mixing the received chirp signal input to the receive antenna and the local chirp signal to output a bit frequency.

좀 더 바람직하게는, 상기 FMCW 레이더 시스템에서의 비트 주파수는 수학식

Figure 112017038598319-pat00001
을 통해 계산되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the bit frequency in the FMCW radar system is an equation
Figure 112017038598319-pat00001
It is characterized by being calculated through.

좀 더 바람직하게는, 상기 FMCW 레이더 시스템은 믹서부에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 신호들을 필터링하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the FMCW radar system is characterized in that it further comprises a filter for filtering unwanted signals among signals output from the mixer unit.

좀 더 바람직하게는, 상기 FMCW 레이더 시스템에서의 필터부는 중간 주파수 대역의 대역통과필터(bandpass filter)임을 특징으로 한다.More preferably, the filter unit in the FMCW radar system is characterized in that it is a bandpass filter of a medium frequency band.

좀 더 바람직하게는, 상기 FMCW 레이더 시스템에서의 송/수신 시간 조절부는, 기준 신호를 두 개의 기준 신호로 분배하는 신호 분배기, 상기 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상을 조절하는 위상 제어기, 상기 두 개의 기준 신호를 기반으로 상기 송신 첩 신호와 상기 로컬 첩 신호를 출력하는 제1 및 제2 위상 고정 루프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the transmission / reception time adjusting unit in the FMCW radar system includes a signal divider for distributing a reference signal to two reference signals, a phase controller for adjusting the phase of either of the two reference signals, and the two. And first and second phase locked loops for outputting the transmission chirp signal and the local chirp signal based on two reference signals.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 무선전력 송신기들과 하나 이상의 무선전력 수신기를 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법에 있어서, 제1 무선전력 송신기에서 제1 첩 신호(chirp signal)를 생성하여 제2 무선전력 송신기로 전송하는 단계; 상기 제2 무선전력 송신기에서 자체 생성한 제2 첩 신호와 상기 제1 첩 신호를 비교하여 상기 제2 첩 신호의 시간을 조절하고, 상기 시간 조절된 제2 첩 신호를 상기 제1 무선전력 송신기로 전송하는 단계; 상기 제2 무선전력 송신기로부터 수신한 제2 첩 신호와 상기 제1 무선전력 송신기에서 생성한 제1 첩 신호를 기반으로 상기 제1 무선전력 송신기와 상기 제2 무선전력 송신기 간의 거리를 검출하는 단계를 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, in a method for adjusting transmission / reception time in a wireless power transmission system including a plurality of wireless power transmitters and one or more wireless power receivers, the first chirp signal from the first wireless power transmitter ( generating a chirp signal) and transmitting it to the second wireless power transmitter; The second chirp signal generated by the second wireless power transmitter is compared with the first chirp signal to adjust the time of the second chirp signal, and the time-controlled second chirp signal is used as the first wireless power transmitter. Transmitting; Detecting a distance between the first wireless power transmitter and the second wireless power transmitter based on the second chirp signal received from the second wireless power transmitter and the first chirp signal generated by the first wireless power transmitter; Provides a method for adjusting transmission / reception time in a wireless power transmission system.

본 발명의 실시 예들에 따른 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.When explaining the effect of the transmission / reception time control method and the apparatus according to the embodiments of the present invention are as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 위상 제어기와 두 개의 위상 고정 루프를 이용하여 FMCW 레이더 신호의 송/수신 시간을 재구성함으로써, 하나의 고정된 고차 필터를 통해 클러터(clutter)를 효과적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, by reconfiguring the transmission / reception time of the FMCW radar signal using one phase controller and two phase locked loops, clutter is achieved through one fixed high-order filter. It has the advantage that it can be effectively removed.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 무선전력 전송 시스템에서 무선전력 송신기들 간의 거리 정보를 기반으로 각 무선전력 송신기의 송신 시간을 조절함으로써, 무선 전력 신호를 원거리에 위치하는 무신전력 수신기로 집중하여 조사할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, by adjusting the transmission time of each wireless power transmitter on the basis of the distance information between the wireless power transmitter in the wireless power transmission system, the wireless power receiver located at a long distance wireless power signal It has the advantage of being able to focus and investigate.

다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 송/수신 시간 조절 방법 및 그 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effect of the transmission / reception time control method and the apparatus according to the embodiments of the present invention is not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned belong to the present invention from the following description It will be clearly understood by those skilled in the art.

도 1은 본 발명과 관련된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도;
도 2a 및 도 2b는 FMCW 레이더 시스템의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 3은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도;
도 4는 송/수신 시간 조절 방법의 적용 유무에 따른 믹서부의 출력 주파수를 나타내는 도면;
도 5는 송/수신 시간 조절 방법의 적용 유무에 따른 수신 신호의 세기를 나타내는 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송/수신 시간 조절 장치를 개략적으로 도시한 구성도;
도 7은 송/수신 시간 조절 장치가 구현된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도;
도 8은 위상 고정 루프(PLL)의 입력 신호 및 출력 신호를 설명하기 위해 참조되는 도면;
도 9는 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법을 FMCW 레이더 시스템에 적용하여 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면;
도 10은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 무선 전력 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도;
도 11은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 무선전력 전송 시스템의 동작을 설명하기 위해 참조되는 신호 흐름도.
1 is a configuration diagram for explaining the FMCW radar system related to the present invention;
2A and 2B are diagrams referenced to describe the operation of the FMCW radar system;
3 is a configuration diagram for explaining the FMCW radar system to which the transmission / reception time adjustment method is applied;
4 is a view showing the output frequency of the mixer according to whether the transmission / reception time adjustment method is applied;
5 is a view showing the strength of a received signal with or without application of a transmission / reception time adjustment method;
6 is a block diagram schematically showing a transmission / reception time adjustment device according to an embodiment of the present invention;
7 is a configuration diagram for explaining an FMCW radar system implemented with a transmission / reception time adjustment device;
8 is a view referred to for describing an input signal and an output signal of a phase locked loop (PLL);
9 is a view showing a simulation result by applying the transmission / reception time control method according to the present invention to the FMCW radar system;
10 is a configuration diagram for explaining a wireless power transmission system to which the transmission / reception time adjustment method is applied;
11 is a signal flow chart referenced to describe the operation of a wireless power transmission system to which a transmission / reception time adjustment method is applied.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed herein will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "modules" and "parts" for the components used in the following description are given or mixed only considering the ease of writing the specification, and do not have meanings or roles distinguished from each other in themselves. That is, the term 'unit' used in the present invention refers to a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and 'unit' performs certain roles. However, 'wealth' is not limited to software or hardware. The 'unit' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, 'part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, attributes, procedures, Includes subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, database, data structures, tables, arrays and variables. The functionality provided within components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or further separated into additional components and 'parts'.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed herein, detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the specification is not limited by the accompanying drawings, and all modifications included in the spirit and technical scope of the present invention , It should be understood to include equivalents or substitutes.

본 발명은 저주파 신호(low frequency signal) 또는 디지털 신호(digital signal)를 이용하여 고주파 신호의 송/수신 시간을 효과적으로 조절할 수 있는 방안을 제안한다.The present invention proposes a method for effectively adjusting the transmission / reception time of a high frequency signal using a low frequency signal or a digital signal.

이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명과 관련된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining the FMCW radar system related to the present invention.

도 1을 참조하면, FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더 시스템(100)은 송신 주파수가 시간에 비례하여 상승 또는 하강하는 레이더 시스템으로서, 연속된 주파수를 갖는 탐지 신호를 표적에 방사하고, 그 표적을 맞고 돌아온 도플러 주파수(Doppler Frequency)를 탐지함으로써 표적에 대한 특성, 예를 들어 표적과의 거리 및 속도를 측정할 수 있다.Referring to Figure 1, FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) radar system 100 is a radar system in which the transmission frequency rises or falls in proportion to time, radiates a detection signal having a continuous frequency to the target, and targets the target By detecting the returned Doppler frequency, it is possible to measure the characteristics of the target, for example, the distance and speed to the target.

이러한 FMCW 레이더 시스템(100)은 신호 생성부(110), 전력 증폭부(120), 송신 안테나(130), 수신 안테나(140), 저 잡음 증폭부(150), 믹서부(160), 필터부(170) 및 신호 처리부(미도시) 등을 포함할 수 있다.The FMCW radar system 100 includes a signal generating unit 110, a power amplifying unit 120, a transmitting antenna 130, a receiving antenna 140, a low noise amplifying unit 150, a mixer unit 160, a filter unit 170, and a signal processing unit (not shown).

신호 생성부(110)는 송신 안테나(130) 방향으로 인가되는 송신 신호(transmission signal)와 믹서부(160) 방향으로 인가되는 로컬 신호(local signal)를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 송신 신호 및 로컬 신호는, 삼각형 또는 톱니 파형의 첩 신호(chirp signal)일 수 있다.The signal generator 110 may perform a function of generating a transmission signal applied in the direction of the transmitting antenna 130 and a local signal applied in the direction of the mixer unit 160. At this time, the transmission signal and the local signal may be a chirp signal of a triangular or sawtooth waveform.

전력 증폭부(120)는 신호 생성부(110)로부터 수신되는 송신 신호를 증폭하여 송신 안테나(130)로 제공하는 기능을 수행할 수 있다. The power amplification unit 120 may perform a function of amplifying a transmission signal received from the signal generation unit 110 and providing it to the transmission antenna 130.

송신 안테나(130)는 전력 증폭부(120)를 통해 증폭된 송신 신호를 외부로 방사하는 기능을 수행할 수 있다. 송신 안테나(130)에서 방사된 송신 신호는 표적(target)을 맞고 도플러되며, 도플러된 반사 신호는 수신 안테나(140)로 수신된다. 이때, 상기 송/수신 안테나(130, 140)는 단일 안테나로 구성되거나, 혹은 개별 안테나로 구성될 수 있다.The transmission antenna 130 may perform a function of radiating a transmission signal amplified through the power amplification unit 120 to the outside. The transmit signal emitted from the transmit antenna 130 hits a target and is doppled, and the doppled reflected signal is received by the receive antenna 140. At this time, the transmit / receive antennas 130 and 140 may be composed of a single antenna or may be composed of individual antennas.

저 잡음 증폭부(150)는 수신 안테나(140)를 통해 입력되는 수신 신호를 증폭함과 동시에, 새로 추가되는 잡음(noise)을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다. The low noise amplifying unit 150 may perform a function of amplifying a received signal input through the receiving antenna 140 and reducing noise newly added.

믹서부(160)는 저 잡음 증폭부(150)에서 출력되는 수신 신호와 신호 생성부(110)에서 출력되는 로컬 신호를 혼합하여 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 믹서부(160)를 통해 두 신호가 혼합되면, 두 신호의 주파수 차에 해당되는 신호, 두 신호의 주파수 합에 해당되는 신호 등을 포함하여 다양한 신호들이 출력된다.The mixer 160 may perform a function of mixing and outputting a received signal output from the low noise amplifying unit 150 and a local signal output from the signal generating unit 110. When the two signals are mixed through the mixer unit 160, various signals are output, including a signal corresponding to a frequency difference between the two signals and a signal corresponding to a sum of frequencies of the two signals.

필터부(170)는 믹서부(160)에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 신호들(가령, 두 신호의 주파수 차에 해당되는 신호를 원할 경우, 주파수 합에 해당되는 신호, 주파수 배수에 해당되는 신호, 제한된 격리도에 의해 넘어오는 신호 등)을 필터링하는 기능을 수행할 수 있다. The filter unit 170, among the signals output from the mixer unit 160, unwanted signals (for example, when a signal corresponding to a frequency difference between two signals is desired, a signal corresponding to a frequency sum, a signal corresponding to a frequency multiple) , It can perform the function of filtering signals, etc.).

또한, 필터부(170)는 믹서부(160)에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 거리에서 들어오는 신호들(가령, 레이더가 2m ~ 5m에 존재하는 표적을 탐지하고 싶은 경우, 1m 또는 10m 앞의 표적들에 의해 반사되는 신호들)을 필터링하는 기능을 수행할 수도 있다. In addition, the filter unit 170, the signals coming from an undesired distance among the signals output from the mixer unit 160 (for example, if the radar wants to detect a target existing in 2m to 5m, a target in front of 1m or 10m) It may also perform a function of filtering the signals reflected by the ().

일 예로, 필터부(170)는 고주파 대역 통과 필터(high-pass filter, HPF), 저주파 대역 통과 필터(low-pass filter, 대역 통과 필터(band-pass filter, BPF) 또는 둘 이상의 필터들의 조합으로 구성할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다. For example, the filter unit 170 may be a high-pass filter (HPF), a low-pass filter (low-pass filter, band-pass filter (BPF)) or a combination of two or more filters It can be configured, but is not limited thereto.

신호 처리부(미도시)는 필터부(170)를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 탐지된 표적의 특성, 예를 들어 탐지 속도, 표적과의 거리 등을 추출할 수 있다. 이를 위해, 신호 처리부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와, 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT) 기법을 이용하여 디지털 신호에서 비트 신호의 주파수를 검출하고 상기 비트 신호의 주파수 크기를 비교 및 분석하는 DSP(Digital Signal Processing)를 포함할 수 있다.The signal processing unit (not shown) may convert an analog signal passing through the filter unit 170 into a digital signal, and extract characteristics of the detected target, for example, detection speed and distance from the target. To this end, the signal processing unit detects the frequency of a bit signal in a digital signal using an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal, and a Fast Fourier Transform (FFT) technique, and the magnitude of the frequency of the bit signal It may include a digital signal processing (DSP) for comparing and analyzing.

도 2a 및 도 2b는 FMCW 레이더 시스템의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.2A and 2B are diagrams referenced to describe the operation of the FMCW radar system.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, FMCW 레이더 시스템(100)은 송신기(transmitter, 101)에서 출력되는 송신 신호를 송신 안테나(102)를 통해 외부로 방사할 수 있다. FMCW 레이더 시스템(100)은 장애물 즉, 벽(wall, 200)에 의해 반사되는 제1 수신 신호와 표적(target, 250)에 의해 반사되는 제2 수신 신호를 수신 안테나(104)를 통해 수신하여 수신기(103)로 제공할 수 있다.2A and 2B, the FMCW radar system 100 may radiate a transmission signal output from the transmitter 101 through the transmit antenna 102 to the outside. The FMCW radar system 100 receives an obstacle, i.e., the first received signal reflected by the wall 200 and the second received signal reflected by the target 250 through the receiving antenna 104 to receive the receiver. (103).

이러한 FMCW 레이더 시스템(100)에서, 송신 신호의 송신 시간과 제1 수신 신호의 수신 시간 간의 차이(TTOF)는 벽(200)과의 거리에 비례하고, 송신 신호의 송신 시간과 제2 수신 신호의 수신 시간 간의 차이(TTOF)는 표적(300)과의 거리에 비례한다. 따라서, 제1 및 제2 수신 신호는, 송신 신호에 대해 시간 지연(time delay)이 발생하므로 송신 신호와 일정한 주파수 차이를 가지게 된다.In this FMCW radar system 100, the difference T TOF between the transmission time of the transmission signal and the reception time of the first reception signal is proportional to the distance from the wall 200, and the transmission time of the transmission signal and the second reception signal The difference between reception times of T TOF is proportional to the distance from the target 300. Therefore, since the first and second received signals have a time delay with respect to the transmitted signal, they have a constant frequency difference from the transmitted signal.

가령, 도 2b에 도시된 바와 같이, 벽(200)에 의한 반사 신호(즉, 제1 수신 신호, 270)와 송신 신호(260)를 비교한 경우 fW라는 비트 주파수를 가지므로 해당 주파수를 분석하여 벽(200)과의 거리를 검출할 수 있다. 또한, 표적(250)에 의한 반사 신호(즉, 제2 수신 신호, 280)와 송신 신호(260)를 비교한 경우 fT라는 비트 주파수를 가지므로 해당 주파수를 분석하여 표적(250)과의 거리를 검출할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2B, when comparing the reflected signal (ie, the first received signal 270) and the transmitted signal 260 by the wall 200, the frequency is analyzed because it has a bit frequency of f W. By doing so, the distance from the wall 200 can be detected. In addition, since the reflected signal (ie, the second received signal 280) and the transmitted signal 260 by the target 250 have a bit frequency called f T , the corresponding frequency is analyzed to distance the target 250 Can be detected.

한편, FMCW 레이더 시스템(100)에서, 표적(300)에 의한 반사 신호는 벽 투과 과정에서 상당히 작아지는 반면, 벽(200)에 의한 반사 신호는 표적(300)에 의한 반사 신호에 비해 상당히 클 수 있다. 이러한 경우, 벽(200)에 의한 반사 신호(wall-clutter)는 방해 신호로서 존재하여 레이더 수신기의 동적 동작범위 혹은 수신 감도를 제한할 수 있다. 이 같은 벽(200)에 의한 클러터를 효과적으로 제거하기 위해, 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법이 FMCW 레이더 시스템(100)에 적용될 수 있다.On the other hand, in the FMCW radar system 100, the reflected signal by the target 300 is significantly reduced in the wall transmission process, while the reflected signal by the wall 200 can be significantly larger than the reflected signal by the target 300. have. In this case, the reflected signal (wall-clutter) by the wall 200 exists as an interference signal, thereby limiting the dynamic range or reception sensitivity of the radar receiver. In order to effectively remove the clutter caused by the wall 200, the method for adjusting transmission / reception time according to the present invention can be applied to the FMCW radar system 100.

도 3은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram for explaining the FMCW radar system to which the transmission / reception time adjustment method is applied.

도 3을 참조하면, FMCW 레이더 시스템(300)은 신호 생성부(310), 전력 증폭부(320), 송신 안테나(330), 수신 안테나(340), 저 잡음 증폭부(350), 믹서부(360), 필터부(370) 및 시간 조절부(380) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the FMCW radar system 300 includes a signal generator 310, a power amplification unit 320, a transmission antenna 330, a reception antenna 340, a low noise amplification unit 350, and a mixer unit ( 360), a filter unit 370, and a time adjustment unit 380.

도 3에 개시된 신호 생성부(310), 전력 증폭부(320), 송신 안테나(330), 수신 안테나(340), 저 잡음 증폭부(350) 및 믹서부(360)는 도 1에 개시된 신호 생성부(110), 전력 증폭부(120), 송신 안테나(130), 수신 안테나(140), 저 잡음 증폭부(150) 및 믹서부(160)와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.The signal generating unit 310, the power amplifying unit 320, the transmitting antenna 330, the receiving antenna 340, the low noise amplifying unit 350 and the mixer unit 360 illustrated in FIG. 3 generate the signals disclosed in FIG. Since the unit 110, the power amplifying unit 120, the transmitting antenna 130, the receiving antenna 140, the low noise amplifying unit 150 and the mixer unit 160 are the same or similar, detailed descriptions thereof will be omitted. .

필터부(370)는 믹서부(360)에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 신호들을 필터링하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 필터부(370)는 IF(Intermediate frequency) 대역의 대역통과필터(band-pass filter, BPF)로 구성될 수 있으며 이에 한정되는지 않는다. The filter unit 370 may perform a function of filtering unwanted signals among signals output from the mixer unit 360. For example, the filter unit 370 may be formed of a band-pass filter (BPF) in an intermediate frequency (IF) band, but is not limited thereto.

이러한 대역통과필터를 사용하는 경우, 안테나 커플링 신호가 주파수 폴딩(folding) 효과를 통해 통과 대역으로 들어오는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 기존의 높은 품질 계수(Quality-factor, Q)를 가지는 필터들을 이용할 수 있으므로 매우 높은 감쇄 효과를 가져올 수 있다는 장점이 있다. 하지만, IF 대역의 대역통과필터는 좁은 대역 통과 폭을 가지고 있고, 재구성이 어려우며, 단가가 높다는 단점이 있다. When such a band pass filter is used, there is an advantage that the antenna coupling signal can be prevented from entering the pass band through a frequency folding effect. In addition, since filters having a high quality factor (Q) can be used, there is an advantage that a very high attenuation effect can be obtained. However, the band pass filter of the IF band has a narrow band pass width, difficulty in reconstruction, and high cost.

따라서, 본 발명에서 제안하는 FMCW 레이더 시스템은 하나의 고정된 BPF를 사용하되, 필터 특성을 재구성하여 레이더 탐지거리를 변경하는 것이 아니라 레이더 신호의 시간 차이를 조절함으로써 주파수를 변경하는 방식이므로, 레이더의 탐지거리 제약을 해결할 수 있고, 하나의 고정된 필터만을 사용하면 되므로 다수의 고가 필터를 사용할 필요가 없게 된다.Therefore, the FMCW radar system proposed in the present invention uses a fixed BPF, but it does not change the radar detection distance by reconfiguring the filter characteristics, but changes the frequency by adjusting the time difference of the radar signal. The detection distance limitation can be solved, and since only one fixed filter needs to be used, there is no need to use multiple expensive filters.

시간 조절부(380)는 송신 신호와 로컬 신호 사이의 시간 차이(Toffset)를 발생시키고, 그 시간 차이를 조절하는 방식으로 믹서부(260)의 출력 주파수(즉, 비트 주파수)를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 시간 조절부(380)의 동작에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다. The time adjusting unit 380 generates a time difference (T offset ) between the transmission signal and the local signal, and adjusts the output frequency (that is, the bit frequency) of the mixer unit 260 in a manner to adjust the time difference. You can do The operation of the time adjusting unit 380 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 송/수신 시간 조절 방법의 적용 유무에 따른 믹서부의 출력 주파수를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the output frequency of the mixer according to whether the transmission / reception time adjustment method is applied.

도 4를 참조하면, FMCW 레이더 시스템에서, 송신 신호가 외부로 방사되어 벽과 표적을 맞고 돌아오는 시간(TTOF)에 각각 비례하여 제1 비트 주파수(410, fW)와 제2 비트 주파수(420, fT)가 믹서부를 통해 출력된다. Referring to FIG. 4, in the FMCW radar system, the first bit frequency 410 and f W and the second bit frequency (in proportion to the time T TOF ) when the transmission signal radiates to the outside and hits the wall and the target, respectively, return 420 and f T ) are output through the mixer unit.

상기 믹서부에서 출력되는 제1 및 제2 비트 주파수들(410, 420, fT, fW)은 아래 수학식 1을 통해 계산될 수 있다. The first and second bit frequencies 410, 420, f T , and f W output from the mixer unit may be calculated through Equation 1 below.

Figure 112017038598319-pat00002
Figure 112017038598319-pat00002

여기서, f는 비트 주파수, CR은 첩 레이트, TTOF는 송신 신호가 방사된 시점과 해당 신호가 객체에 반사되어 되돌아온 시점 사이의 시간 차임.Here, f is the bit frequency, C R is the chirp rate, and T TOF is the time difference between the point at which the transmitted signal is emitted and the point at which the signal is reflected and returned.

이러한 FMCW 레이더 시스템에 송/수신 시간 조절 방법이 적용되지 않는 경우, 믹서부에서 출력되는 비트 주파수들(410, 420, fT, fW) 중 제1 비트 주파수(410, fW)가 고정된 대역통과필터(450)를 통해 제대로 제거되지 않으므로, 별도의 추가 필터를 설치할 필요가 있다. When the transmission / reception time adjustment method is not applied to the FMCW radar system, the first bit frequency (410, f W ) among the bit frequencies (410, 420, f T , f W ) output from the mixer unit is fixed. Since it is not properly removed through the band pass filter 450, it is necessary to install a separate additional filter.

이에 반해, 송/수신 시간 조절 방법이 FMCW 레이더 시스템에 적용되는 경우, 송신 신호와 로컬 신호 사이의 시간 조절(Toffset)을 통해 믹서부의 출력 주파수(즉, 비트 주파수)를 변경할 수 있다. On the other hand, when the transmission / reception time adjustment method is applied to the FMCW radar system, the output frequency (ie, bit frequency) of the mixer unit can be changed through time adjustment (T offset ) between the transmission signal and the local signal.

즉, 믹서부에서 출력되는 비트 주파수들(430, 440, f'T, f'W)은 아래 수학식 2를 통해 계산될 수 있다.That is, the bit frequencies (430, 440, f ' T , f' W ) output from the mixer unit may be calculated through Equation 2 below.

Figure 112017038598319-pat00003
Figure 112017038598319-pat00003

여기서, f'는 비트 주파수, CR은 첩 레이트, TTOF는 송신 신호가 방사된 시점과 해당 신호가 객체에 반사되어 되돌아온 시점 사이의 시간 차, Toffset는 송신 신호와 로컬 신호 사이의 시간 차이임.Here, f 'is the bit frequency, C R is the patch rate, T TOF is the time difference between the point at which the transmitted signal is emitted and the point at which the signal is reflected back to the object, and T offset is the time difference between the transmitted signal and the local signal. being.

위 수학식 2에서 Toffset이 음의 값을 갖는 경우, 믹서부에서 출력되는 비트 주파수들(430, 440, f'T, f'W)은 높은 주파수 대역으로 변경될 수 있다. 상기 변환된 비트 주파수들(430, 440, f'T, f'W) 중에서 벽에 의한 비트 주파수(430, f'W)가 하나의 고정된 대역통과필터(450)를 통해 제거될 수 있다. 즉, Toffset 값의 조절을 통해, 제2 비트 주파수(440, f'T)만이 대역통과필터(450)를 통과하도록 구성할 수 있다.In the above Equation 2, when the T offset has a negative value, the bit frequencies 430, 440, f ' T , and f' W output from the mixer unit may be changed to a high frequency band. Among the converted bit frequencies 430, 440, f ' T , and f' W , the bit frequency 430, f ' W by the wall may be removed through one fixed bandpass filter 450. That is, through adjustment of the T offset value, only the second bit frequencies 440 and f ′ T may be configured to pass through the bandpass filter 450.

한편, 위 수학식 2에서 Toffset이 양의 값을 갖는 경우, 믹서부에서 출력되는 비트 주파수들(f'T, f'W)은 낮은 주파수 대역으로 변경될 수 있다. 마찬가지로, 상기 변환된 비트 주파수들(f'T, f'W) 중에서 벽에 의한 비트 주파수(f'W)가 하나의 고정된 대역통과필터를 통해 제거될 수 있다. 즉, Toffset 값의 조절을 통해, 제2 비트 주파수(f'T)만이 대역통과필터를 통과하도록 구성할 수 있다.On the other hand, when the T offset in Equation 2 has a positive value, the bit frequencies f ' T and f' W output from the mixer unit may be changed to a low frequency band. Likewise, the conversion of the bit frequency (f 'T, f' W ) from the beat frequency (f 'W) due to the wall may be removed through either the band-pass filter fixed. That is, through adjustment of the T offset value, only the second bit frequency f ′ T may be configured to pass through the bandpass filter.

도 5는 송/수신 시간 조절 방법의 적용 유무에 따른 수신 신호의 세기를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing the strength of a received signal depending on whether or not the transmission / reception time adjustment method is applied.

도 5를 참조하면, 제1 수신 신호(510)는 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법이 적용되지 않은 FMCW 레이더 시스템에서의 수신 신호를 나타내고, 제2 수신 신호(520)는 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 FMCW 레이더 시스템에서의 수신 신호를 나타낸다. Referring to FIG. 5, the first received signal 510 represents a received signal in an FMCW radar system to which the transmission / reception time adjustment method according to the present invention is not applied, and the second received signal 520 according to the present invention Represents the received signal in the FMCW radar system to which the transmission / reception time adjustment method is applied.

도면에 도시된 바와 같이, 송/수신 시간 조절 방법의 적용 유무에 따라, 표적에 의해 반사되는 제2 수신 신호(520)의 세기는, 표적에 의해 반사되는 제1 수신 신호(510)의 세기에 비해 약 0.8dB 정도의 감쇄 효과가 나타나는 반면, 벽에 의해 반사되는 제2 수신 신호(520)의 세기는 벽에 의해 반사되는 제1 수신 신호(510)의 세기에 비해, 약 46dB 정도의 감쇄 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이처럼, 송/수신 시간 조절 방법을 FMCW 레이더 시스템에 적용함으로써, 벽에 의해 발생되는 클러터 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.As shown in the figure, depending on whether or not the transmission / reception time adjustment method is applied, the intensity of the second received signal 520 reflected by the target depends on the intensity of the first received signal 510 reflected by the target. On the other hand, an attenuation effect of about 0.8 dB appears, whereas the intensity of the second received signal 520 reflected by the wall is attenuated by about 46 dB compared to the intensity of the first received signal 510 reflected by the wall. You can see that appears. As described above, by applying the transmission / reception time adjustment method to the FMCW radar system, the clutter phenomenon caused by the wall can be effectively reduced.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송/수신 시간 조절 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.6 is a block diagram schematically showing an apparatus for adjusting transmission / reception time according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 송/수신 시간 조절 장치(600)는 기준 신호의 위상을 조절하여 짧은 시간 차이(Toffset)를 생성할 수 있다. 송/수신 시간 조절 장치(600)는 회로의 주기성을 이용하여 짧은 시간 차이를 생성하는 방법을 반복적으로 수행함으로써 긴 시간 차이를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 6, the transmission / reception time adjustment device 600 may generate a short time difference (T offset ) by adjusting the phase of the reference signal. The transmitting / receiving time adjusting device 600 may generate a long time difference by repeatedly performing a method of generating a short time difference using the periodicity of the circuit.

이러한 송/수신 시간 조절 장치(600)는 신호 분배기(610), 위상 제어기(620), 제1 위상 고정 루프(phase lock loop, PLL, 630), 및 제2 위상 고정 루프(phase lock loop, PLL, 640) 등을 포함할 수 있다.The transmission / reception time adjustment device 600 includes a signal divider 610, a phase controller 620, a first phase lock loop (PLL, 630), and a second phase lock loop (PLL). , 640).

신호 분배기(610)는 하나의 기준 신호(reference signal)를 동일한 위상을 갖는 두 개의 기준 신호(reference signal 1, reference signal 2)로 분배하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 기준 신호는 저주파 신호 또는 디지털 신호일 수 있다.The signal divider 610 may perform a function of distributing one reference signal to two reference signals 1 and 2 having the same phase. Here, the reference signal may be a low frequency signal or a digital signal.

위상 제어기(620)는 신호 분배기(610)로부터 출력되는 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상(phase)을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 위상 제어기(620)는 송/수신 시간 조절 장치(600)가 구현되는 시스템의 종류에 따라 위상을 빠르게 하거나 혹은 느리게 할 수 있다.The phase controller 620 may perform a function of adjusting any one of two reference signals output from the signal divider 610. At this time, the phase controller 620 may increase or decrease the phase depending on the type of the system in which the transmission / reception time adjustment device 600 is implemented.

한편, 본 실시 예에서는, 신호 분배기(610)와 위상 제어기(620)가 독립적으로 구성되는 것을 예시하고 있으나 이를 제한하지는 않으며, 하나의 모듈로 형성될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the signal divider 610 and the phase controller 620 are illustrated to be independently configured, but the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that they may be formed as one module.

제1 위상 고정 루프(630)는 위상 제어기(620)에서 출력되는 제1 기준 신호를 기반으로 TX 첩 신호를 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 위상 고정 루프(640)는 신호 분배기(610)에서 출력되는 제2 기준 신호를 기반으로 LO(Local Oscillator) 첩 신호를 출력하는 기능을 수행할 수 있다. The first phase locked loop 630 may perform a function of outputting the TX chirp signal based on the first reference signal output from the phase controller 620. The second phase locked loop 640 may perform a function of outputting a local oscillator (LO) chirp signal based on the second reference signal output from the signal divider 610.

한편, 본 실시 예에서는, 위상 제어기(620)가 제1 위상 고정 루프(630)의 앞 단에 설치되는 것을 예시하고 있으나 이를 제한하지는 않으며, 제2 위상 고정 루프(640)의 앞 단에 설치될 수도 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the phase controller 620 is illustrated as being installed at the front end of the first phase locked loop 630, but is not limited thereto, and is installed at the front end of the second phase locked loop 640. It might be.

제1 및 제2 위상 고정 루프(630, 640)는, 입력 신호와 출력 신호에서 피드백된 신호 간의 위상 차를 이용하여 출력 신호를 제어하는 장치로서, 위상 비교기, 루프 필터, 전압 제어 발진기(Voltage Control Oscillator, VCO) 등을 포함할 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. 즉, 위상 고정 루프는 입력 신호에 맞추어 출력 신호의 주파수를 조절하는 것이 목적이다. 피드백 루프인 현재 출력 신호의 주파수 디바이더 결과와 입력된 신호와의 위상 차를 검출하고, 검출된 위상 차를 오차로 판단하여 오차가 줄도록 VCO의 입력 전압을 조절함으로써 출력 주파수를 변경하도록 조절한다. 입력과 출력의 피드백 위상 차가 동기화되면 위상 잠금이 되고, 잠금 상태가 유지되도록 입력에 대한 출력의 주파수를 조절한다.The first and second phase locked loops 630 and 640 are devices that control an output signal by using a phase difference between a signal fed back from an input signal and an output signal. A phase comparator, a loop filter, and a voltage control oscillator (Voltage Control) Oscillator, VCO), and the like. That is, the purpose of the phase locked loop is to adjust the frequency of the output signal in accordance with the input signal. It detects the phase difference between the frequency divider result of the current output signal, which is a feedback loop, and the input signal, determines the detected phase difference as an error, and adjusts the output frequency by changing the input voltage of the VCO to reduce the error. When the feedback phase difference between the input and output is synchronized, the phase is locked, and the frequency of the output to the input is adjusted to maintain the locked state.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 장치는, 하나의 위상 제어기와 두 개의 위상 고정 루프를 이용하여 FMCW 레이더 신호의 송/수신 시간을 재구성함으로써, 하나의 고정된 고차 필터를 통해 클러터(clutter)를 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 장치는, 무선 전력 전송에서 무선 전력 송신기들의 송신 시간을 각각 조절하여 빔을 집중 조사함으로써, 최대의 에너지를 무선 전력 수신기로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 주위 공간에 방해로 작용하는 전파 장애를 줄일 수 있다.As described above, the transmission / reception time adjusting device according to the present invention reconstructs the transmission / reception time of the FMCW radar signal by using one phase controller and two phase locked loops, thereby allowing one fixed high-order filter. Through this, clutter can be effectively removed. In addition, the transmission / reception time adjusting device according to the present invention can not only transmit the maximum energy to the wireless power receiver, but also transmit the maximum energy to the wireless power receiver by intensively irradiating the beam by adjusting the transmission time of wireless power transmitters in wireless power transmission It can reduce the radio interference that acts as an interference.

도 7은 송/수신 시간 조절 장치가 구현된 FMCW 레이더 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 7 is a configuration diagram for describing an FMCW radar system in which a transmission / reception time adjustment device is implemented.

도 7을 참조하면, FMCW 레이더 시스템(700)은 신호 발생부(701), 송/수신 시간 조절부(750), 전력 증폭부(706), 송신 안테나(707), 수신 안테나(708), 저 잡음 증폭부(709), 믹서부(710), 필터부(711) 및 신호 처리부(미도시) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 송/수신 시간 조절부(또는 송/수신 시간 조절 장치, 750)는 신호 분배기(702), 위상 제어기(703), 제1 및 제2 위상 고정 루프(704, 705)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7, the FMCW radar system 700 includes a signal generation unit 701, a transmission / reception time adjustment unit 750, a power amplification unit 706, a transmission antenna 707, a reception antenna 708, a low It may include a noise amplification unit 709, a mixer unit 710, a filter unit 711 and a signal processing unit (not shown). Here, the transmission / reception time adjustment unit (or transmission / reception time adjustment device 750) may include a signal divider 702, a phase controller 703, and first and second phase locked loops 704 and 705. .

신호 발생부(701)는 기준 신호(reference signal)를 발생하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 기준 신호는 구형파 신호일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다The signal generator 701 may perform a function of generating a reference signal. For example, the reference signal may be a square wave signal, but is not limited thereto.

신호 분배기(702)는 신호 발생부(701)에서 출력되는 기준 신호를 동일한 위상을 갖는 두 개의 기준 신호로 분배하는 기능을 수행할 수 있다.The signal divider 702 may perform a function of distributing the reference signal output from the signal generator 701 into two reference signals having the same phase.

위상 제어기(703)는 신호 분배기(702)에서 출력되는 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 위상 조절을 통해 송신 신호와 수신 신호 사이의 시간 차이를 발생시킬 수 있다. The phase controller 703 may perform a function of adjusting the phase of any one of the two reference signals output from the signal divider 702. Through this phase adjustment, a time difference between a transmission signal and a reception signal can be generated.

신호 분배기(702)에서 출력되는 두 개의 기준 신호 중 위상 제어기(703)를 거친 제1 기준 신호는 제1 위상 고정 루프(704)로 입력되고, 위상 제어기(703)를 거치지 않은 제2 기준 신호는 제2 위상 고정 루프(705)로 입력된다. 가령, 도 8에 도시된 바와 같이, 기준 클락(reference clock, 810)이 제2 위상 고정 루프(705)로 입력되고, 조정 클락(adjusted clock, 820)이 제1 위상 고정 루프(704)로 입력된다.Of the two reference signals output from the signal divider 702, the first reference signal that has passed through the phase controller 703 is input to the first phase locked loop 704, and the second reference signal that has not passed through the phase controller 703 is The second phase locked loop 705 is input. For example, as shown in FIG. 8, a reference clock (810) is input to the second phase locked loop (705), and an adjusted clock (820) is input to the first phase locked loop (704). do.

제1 위상 고정 루프(704)는 위상 제어기(703)에서 출력되는 제1 기준 신호(즉, 위상 변경 신호)를 기반으로 TX 첩 신호를 생성하고, 상기 TX 첩 신호를 전력 증폭부(706)로 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 위상 고정 루프(704)로 입력된 신호(820)는 조절한 클럭 위상만큼 위상이 변화하기 때문에 PLL의 특성상 자연스레 조절된 신호를 추적하여 고정하게 되고, 결과적으로 출력 신호(TX 첩 신호, 830)도 그 위상만큼 시간이 변화한다.The first phase locked loop 704 generates a TX chirp signal based on a first reference signal (ie, a phase change signal) output from the phase controller 703, and transmits the TX chirp signal to the power amplifier 706. You can perform the output function. More specifically, as shown in FIG. 8, the signal 820 input to the first phase locked loop 704 changes phase by the adjusted clock phase. As a result, the output signal (TX chirp signal, 830) also changes in time as much as its phase.

위상 제어기(703)를 조절하여 위상을 느리게 할 경우 그에 해당되는 PLL(704)의 출력 신호의 시간이 다른 PLL(705)의 출력 신호의 시간에 비해 상대적으로 느려진다. 반대로, 위상 제어기(703)를 조절하여 위상을 빠르게 할 경우 그에 해당되는 PLL(704)의 출력 신호의 시간이 다른 PLL(705)의 출력 신호의 시간에 비해 상대적으로 빨라진다.When the phase is slowed by adjusting the phase controller 703, the time of the output signal of the corresponding PLL 704 is relatively slow compared to the time of the output signal of the other PLL 705. Conversely, when the phase is increased by adjusting the phase controller 703, the time of the corresponding output signal of the PLL 704 is relatively faster than the time of the output signal of the other PLL 705.

제2 위상 고정 루프(705)는 위상 제어기(703)에서 출력되는 제2 기준 신호(즉, 원래의 기준 신호)를 기반으로 LO 첩 신호를 생성하고, 상기 LO 첩 신호를 믹서부(710)로 출력하는 기능을 수행할 수 있다. The second phase locked loop 705 generates an LO chi signal based on the second reference signal (ie, the original reference signal) output from the phase controller 703 and sends the LO chi signal to the mixer 710. You can perform the output function.

전력 증폭부(706)는 제1 위상 고정 루프(704)에서 출력되는 TX 첩 신호를 증폭하여 송신 안테나(707)로 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 송신 안테나(707)는 전력 증폭부(706)를 통해 증폭된 TX 첩 신호를 외부로 방사하는 기능을 수행할 수 있다. The power amplifying unit 706 may perform a function of amplifying the TX chirp signal output from the first phase locked loop 704 and providing it to the transmission antenna 707. The transmit antenna 707 may perform a function of radiating the TX chirp signal amplified through the power amplifier 706 to the outside.

송신 안테나(707)에서 방사된 TX 첩 신호는 표적(target)을 맞고 도플러되며, 도플러된 반사 신호는 수신 안테나(708)로 수신된다. 저 잡음 증폭부(709)는 수신 안테나(708)를 통해 입력되는 수신 신호(즉, RF 신호)를 증폭함과 동시에, 새로 추가되는 잡음(noise)을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다.The TX chirp signal emitted from the transmit antenna 707 hits the target and is doppled, and the doppled reflected signal is received by the receive antenna 708. The low noise amplifying unit 709 may perform a function of amplifying a received signal (ie, an RF signal) input through the receiving antenna 708 and reducing noise newly added.

믹서부(710)는 저 잡음 증폭부(709)에서 출력되는 수신 신호와 제2 위상 고정 루프(705)에서 출력되는 로컬 신호를 혼합하여 출력하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 믹서부(710)를 통해 두 신호가 혼합되면, 두 신호의 주파수 차에 해당되는 신호, 두 신호의 주파수 합에 해당되는 신호 등을 포함하여 다양한 신호들이 출력된다.The mixer 710 may perform a function of mixing and outputting a received signal output from the low noise amplifying unit 709 and a local signal output from the second phase locked loop 705. When the two signals are mixed through the mixer unit 710, various signals are output, including a signal corresponding to the frequency difference between the two signals and a signal corresponding to the sum of the frequencies of the two signals.

또한, 믹서부(710)에서 출력되는 비트 주파수들(f'T, f'W)은 송신 신호와 로컬 신호 사이의 시간 차이(Toffset)와, 송신 신호가 방사된 시점과 해당 신호가 객체에 반사되어 되돌아온 시점 사이의 시간 차이(TTOF)를 기반으로 결정될 수 있다. 즉, 상기 비트 주파수들(f'T, f'W)은 상술한 수학식 2를 통해 계산될 수 있다. 이때, Toffset 값은 위상 제어기(703)에 의한 위상 조절을 통해 결정될 수 있다. In addition, the bit frequencies (f ' T , f' W ) output from the mixer unit 710 are the time difference (T offset ) between the transmission signal and the local signal, the time at which the transmission signal is emitted, and the corresponding signal to the object. It may be determined based on a time difference (T TOF ) between the time points reflected and returned. That is, the bit frequencies f ' T and f' W may be calculated through Equation 2 described above. At this time, the T offset value may be determined through phase adjustment by the phase controller 703.

필터부(711)는 믹서부(710)에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 신호들(가령, 벽에 의해 반사되는 신호, 제한된 격리도에 의해 넘어오는 신호 등)을 필터링하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 필터부(711)는 고정된 하나의 필터를 포함할 수 있다. 상기 필터부(711)로는 중간 대역의 대역통과필터, 고주파 대역 통과 필터, 또는 저주파 대역 통과 필터 등이 사용될 수 있으며 이에 제한되는지 않는다.The filter unit 711 may perform a function of filtering unwanted signals (for example, a signal reflected by a wall or a signal passed due to limited isolation) among signals output from the mixer unit 710. At this time, the filter unit 711 may include a fixed one filter. As the filter unit 711, a middle band band pass filter, a high frequency band pass filter, or a low frequency band pass filter may be used and is not limited thereto.

신호 처리부(미도시)는 필터부(711)를 통과한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 탐지된 표적의 특성, 예를 들어 탐지 속도, 표적과의 거리 등을 추출할 수 있다. The signal processing unit (not shown) may convert an analog signal that has passed through the filter unit 711 into a digital signal, and extract characteristics of the detected target, for example, detection speed and distance from the target.

이와 같이, 송/수신 시간 조절 장치가 구현된 FMCW 레이더 시스템은, 별도의 고차 필터를 추가로 설치할 필요 없이, 송신 신호 및 로컬 신호의 시간 차이(Toffset)를 조절함으로써, 하나의 고정된 필터를 통해 벽에 의한 클러터를 효과적으로 제거할 수 있다. 가령, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법을 FMCW 레이더 시스템에 적용하여 시뮬레이션한 결과, 표적 신호는 그다지 감쇄되지 않는 반면, 벽 신호는 약 20dB 이상의 감쇄 효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.In this way, the FMCW radar system in which the transmission / reception time adjustment device is implemented does not need to additionally install a separate high-order filter, and adjusts the time difference (T offset ) between the transmission signal and the local signal, thereby controlling one fixed filter. Through this, the clutter by the wall can be effectively removed. For example, as shown in FIG. 9, as a result of simulation by applying the transmission / reception time adjustment method according to the present invention to an FMCW radar system, the target signal is not attenuated much, while the wall signal obtains an attenuation effect of about 20 dB or more. You can see what you can do.

도 10은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 무선전력 전송 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 10 is a configuration diagram for explaining a wireless power transmission system to which a transmission / reception time adjustment method is applied.

도 10을 참조하면, 무선전력 전송 시스템(1000)은 복수 개의 무선전력 송신기들(1010)과 하나 이상의 무선전력 수신기(1020)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the wireless power transmission system 1000 may include a plurality of wireless power transmitters 1010 and one or more wireless power receivers 1020.

각각의 무선전력 송신기(1010)는, 임의의 위치에 존재하는 무선전력 수신기(1020)에 전력을 집중시키기 위해, 각 송신기 간 적절한 시간 차이 (동작 방식에 따라서는 적절한 위상 차이)를 유지하는 것이 필요하다. 이를 위해, 본 발명에 따른 송/수신 시간 조절 방법을 무선전력 전송 시스템(1000)에 적용할 수 있다. Each wireless power transmitter 1010 needs to maintain an appropriate time difference (a proper phase difference depending on the operation method) between each transmitter in order to focus power on the wireless power receiver 1020 located at an arbitrary location. Do. To this end, the transmission / reception time adjustment method according to the present invention can be applied to the wireless power transmission system 1000.

이러한 무선전력 전송 시스템에서, 각 송신기(1010)는 무선 전력 신호로 고주파 신호의 일종인 FMCW 신호를 사용할 수 있다. 이는 FMCW 방식이 CW 방식에 비하여 대역 별 신호 밀도가 낮으므로, 무선 전력 통신 규정(특히, 실내의 경우 인체에 관한 규정)에서 요구하는 요건들을 충족할 수 있다.In such a wireless power transmission system, each transmitter 1010 may use an FMCW signal, which is a kind of high frequency signal, as a wireless power signal. Since the FMCW method has a lower signal density for each band than the CW method, it can satisfy the requirements required by the wireless power communication regulations (particularly, indoor regulations for the human body).

임의의 위치에 무선 전력을 전송 받을 수신기(1020)가 존재할 경우, FMCW 신호의 특성을 이용하여 각 송신기(1010) 간의 시간 차이나, 필요할 경우 수신기(1020)의 위치를 파악할 수 있다. When the receiver 1020 to receive wireless power is present at an arbitrary location, the time difference between each transmitter 1010 may be determined using the characteristics of the FMCW signal, and if necessary, the location of the receiver 1020 may be determined.

또한, 무선전력 송신기들(1010)을 실내 공간에 분산 배치함으로써 특정 공간에 전자파가 너무 집중되는 것을 막을 수 있으며, 한 두 개의 송신기가 작동하지 않거나 장애물이 위치하여 표적에 전파가 잘 닿지 않는 경우 이를 보정하여 동작시킬 수 있다. 또한, 송신기(1010)와 수신기(1020) 간의 거리가 먼 경우에도 무선 전력을 효율적으로 전송할 수 있다. In addition, by distributing the wireless power transmitters 1010 in an indoor space, it is possible to prevent electromagnetic waves from being concentrated too much in a specific space, and when one or two transmitters do not work or an obstacle is located and the radio waves do not reach the target well, It can be calibrated and operated. In addition, wireless power can be efficiently transmitted even when the distance between the transmitter 1010 and the receiver 1020 is long.

도 11은 송/수신 시간 조절 방법이 적용된 무선전력 전송 시스템의 동작을 설명하기 위해 참조되는 신호 흐름도이다.11 is a signal flow chart referenced to describe the operation of a wireless power transmission system to which a transmission / reception time adjustment method is applied.

도 11을 참조하면, 제1 무선전력 송신기(1010_1)는 신호 발생기 등을 통해 제1 첩 신호(chirp signal)를 생성할 수 있다(S1110). 제2 무선전력 송신기(1010_2) 역시 신호 발생기 등을 통해 제2 첩 신호를 생성할 수 있다(S1120). 이때, 상기 제1 및 제2 첩 신호는 동일한 위상을 갖는 FMCW 신호일 수 있으며 이를 제한하지는 않는다. Referring to FIG. 11, the first wireless power transmitter 1010_1 may generate a first chirp signal through a signal generator or the like (S1110). The second wireless power transmitter 1010_2 may also generate a second chirp signal through a signal generator or the like (S1120). In this case, the first and second chirp signals may be FMCW signals having the same phase, but are not limited thereto.

제1 무선전력 송신기(1010_1)는 제1 첩 신호를 제2 무선전력 송신기(1010_2)로 전송할 수 있다(S1130).The first wireless power transmitter 1010_1 may transmit the first chirp signal to the second wireless power transmitter 1010_2 (S1130).

제2 무선전력 송신기(1010_2)는 제1 무선전력 송신기(1010_1)로부터 수신한 제1 첩 신호와 자체 생성한 제2 첩 신호를 혼합(mixing)하여 비트 주파수를 검출하고, 상기 검출된 비트 주파수가 DC 주파수(또는 zero 주파수)가 되도록(즉, 제1 첩 신호와 제2 첩 신호의 시간/위상이 일치하도록) 상기 제2 첩 신호의 시간을 조절할 수 있다(S1140). The second wireless power transmitter 1010_2 detects the bit frequency by mixing the first chirp signal received from the first wireless power transmitter 1010_1 and the self-generated second chirp signal, and detects the bit frequency. The time of the second chirp signal may be adjusted to be a DC frequency (or zero frequency) (ie, the time / phase of the first chirp signal and the second chirp signal coincide) (S1140).

제2 무선전력 송신기(1010_2)는 시간 조절된 제2 첩 신호를 제1 무선전력 송신기(1010_1)로 전송할 수 있다(S1150). 제1 무선전력 송신기(1010_1)는 믹서부를 통해 상기 시간 조절된 제2 첩 신호와 제1 첩 신호를 혼합하고, 상기 혼합된 신호(즉, 비트 주파수 신호)를 기반으로 기기 간의 거리를 검출할 수 있다(S1160, S1170).The second wireless power transmitter 1010_2 may transmit a second time-controlled chirp signal to the first wireless power transmitter 1010_1 (S1150). The first wireless power transmitter 1010_1 may mix the time-controlled second chirp signal and the first chirp signal through a mixer unit, and detect a distance between devices based on the mixed signal (ie, bit frequency signal). Yes (S1160, S1170).

좀 더 구체적으로, 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 수신하는 첩 신호는, 제1 무선전력 송신기(1010_1)가 생성한 첩 신호가 두 기기 사이의 거리에 비례한 전파 시간만큼 지연(지연시간 = 거리/빛의 속도 = R/c)되어 수신되는 신호이고, 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 수신하는 첩 신호와 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 전송하는 첩 신호의 시간 차이가 동일하므로, 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 전송하는 첩 신호와 제1 무선전력 송신기(1010_1)가 생성하는 첩 신호는 전파시간(R/c)만큼 차이 나게 된다. 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 첩 신호를 제1 무선전력 송신기(1010_1)로 전송하면, 해당 첩 신호가 동일한 전파 시간만큼 지연되어 도착하므로, 제1 무선전력 송신기(1010_1)에서 생성한 첩 신호에 비해 2배의 전파 시간(2R/c)만큼 시간 지연을 가지게 된다. More specifically, the chirp signal received from the second wireless power transmitter 1010_2 is delayed by the propagation time proportional to the distance between the two devices of the chirp signal generated by the first wireless power transmitter 1010_1 (delay time = Since the distance / light speed = R / c) is a signal received, the time difference between the chirp signal received from the second wireless power transmitter 1010_2 and the chirp signal transmitted from the second wireless power transmitter 1010_2 is the same. The chirp signal transmitted by the second wireless power transmitter 1010_2 and the chirp signal generated by the first wireless power transmitter 1010_1 are different by the propagation time (R / c). When the second wireless power transmitter 1010_2 transmits the chirp signal to the first wireless power transmitter 1010_1, the chirp signal generated by the first wireless power transmitter 1010_1 is transmitted because the corresponding chirp signal is delayed by the same propagation time. It has a time delay of twice the propagation time (2R / c).

결론적으로, 제1 무선전력 송신기(1010_1)에서 수신한 첩 신호(즉, 제2 무선전력 송신기(1010_2)에서 전송한 첩 신호가 전파 시간만큼 지연된 신호)와 제1 무선전력 송신기(1010_1)에서 생성한 첩 신호를 혼합함으로써 두 기기의 첩 신호간 시간 차이를 검출할 수 있고, 상기 검출된 시간 차이는 두 기기 사이의 거리에 비례하므로 비트 주파수를 통해 두 기기(1010_1, 1010_2) 사이의 거리를 검출할 수 있다. In conclusion, the chirp signal received from the first wireless power transmitter 1010_1 (that is, the chirp signal transmitted from the second wireless power transmitter 1010_2 is a signal delayed by the propagation time) and the first wireless power transmitter 1010_1 are generated. By mixing one chirp signal, the time difference between chirp signals of two devices can be detected, and the detected time difference is proportional to the distance between the two devices, so the distance between the two devices 1010_1 and 1010_2 is detected through the bit frequency. can do.

무선전력 송신기 간, 무선전력 송신기와 무선전력 수신기 간의 거리를 알 경우, 무선전력 수신기에 전파를 집중시키기 위해 각 무선전력 송신기가 생성하는 첩 신호 간에 필요한 시간 차이를 검출할 수 있다.When the distance between the wireless power transmitters and the wireless power transmitters and the wireless power receivers is known, it is possible to detect a time difference required between the chirp signals generated by each wireless power transmitter in order to focus radio waves on the wireless power receiver.

다른 무선전력 송신기들에 대해서도 상술한 방식과 동일한 방식을 이용하여 각 송신기 간의 거리 및 필요한 시간 차이를 획득할 수 있으며, 적절한 시간 차이를 각 송신기에 할당함으로써 무선전력 수신기(1020)에 무선 전력을 집중하여 송신할 수 있다. For other wireless power transmitters, a distance and a required time difference between each transmitter can be obtained using the same method as described above, and the wireless power is concentrated in the wireless power receiver 1020 by allocating an appropriate time difference to each transmitter. Can be transmitted.

한편, 이상 본 실시 예들에서는, 송/수신 시간 조절 방법이 FMCW 레이더 시스템 및 무선 전력 전송 시스템에 적용되는 것을 예시하여 설명하고 있으나 이를 제한하지는 않으며, 본 발명과 동일한 기술적 사상이 다양한 통신 시스템에 적용할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. On the other hand, in the above embodiments, the transmission / reception time adjustment method is exemplarily described as being applied to the FMCW radar system and the wireless power transmission system, but is not limited thereto, and the same technical idea as the present invention can be applied to various communication systems. It will be apparent to those skilled in the art.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above-described present invention can be embodied as computer readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes any kind of recording device in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include a hard disk drive (HDD), solid state disk (SSD), silicon disk drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. This includes, and is also implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet). In addition, the computer may include a control unit of the terminal. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

600: 송/수신 시간 조절 장치 610: 신호 분배기
620: 위상 제어기 630: 제1 위상 고정 루프
640: 제2 위상 고정 루프
600: transmission / reception time control device 610: signal distributor
620: phase controller 630: first phase fixed loop
640: second phase locked loop

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 송/수신 안테나;
기준 신호를 발생하는 신호 발생부;
상기 신호 발생부에서 출력된 기준 신호를 기반으로, 미리 결정된 시간 차이를 갖는 송신 첩 신호(chirp signal)와 로컬 첩 신호를 출력하는 송/수신 시간 조절부; 및
상기 수신 안테나로 입력되는 수신 첩 신호와 상기 로컬 첩 신호를 혼합하여 비트 주파수를 출력하는 믹서부를 포함하고,
상기 믹서부에서 출력되는 비트 주파수는, 상기 송신 첩 신호와 상기 로컬 첩 신호 사이의 시간 차(Toffset) 조절을 통해 가변되는 것을 특징으로 하는 FMCW 레이더 시스템.
Transmit / receive antenna;
A signal generator for generating a reference signal;
A transmission / reception time adjusting unit configured to output a transmission chirp signal and a local chirp signal having a predetermined time difference based on a reference signal output from the signal generator; And
And a mixer unit for mixing the received chirp signal inputted to the receive antenna and the local chirp signal and outputting a bit frequency.
FMCW radar system, characterized in that the bit frequency output from the mixer unit is varied by adjusting the time difference (T offset ) between the transmission chirp signal and the local chirp signal.
제6항에 있어서,
상기 비트 주파수는 아래 수학식을 통해 계산되는 것을 특징으로 하는 FMCW 레이더 시스템.
[수학식]
Figure 112017038598319-pat00004

여기서, f'는 비트 주파수, CR은 첩 레이트, TTOF는 송신 신호가 방사된 시점과 해당 신호가 객체에 반사되어 되돌아온 시점 사이의 시간 차, Toffset는 송신 신호와 로컬 신호 사이의 시간 차이임.
The method of claim 6,
FMCW radar system, characterized in that the bit frequency is calculated through the following equation.
[Mathematics]
Figure 112017038598319-pat00004

Here, f 'is the bit frequency, C R is the patch rate, T TOF is the time difference between the point at which the transmitted signal is emitted and the point at which the signal is reflected back to the object, and T offset is the time difference between the transmitted signal and the local signal. being.
제6항에 있어서,
상기 믹서부에서 출력되는 신호들 중 원하지 않는 신호들을 필터링하는 필터부를 더 포함하는 FMCW 레이더 시스템.
The method of claim 6,
FMCW radar system further comprises a filter for filtering unwanted signals from the signals output from the mixer.
제8항에 있어서,
상기 필터부는 중간 주파수 대역의 대역통과필터(Band-pass filter)임을 특징으로 하는 FMCW 레이더 시스템.
The method of claim 8,
The filter unit FMCW radar system, characterized in that the band pass filter (Band-pass filter) of the intermediate frequency band.
제6항에 있어서, 상기 송/수신 시간 조절부는,
상기 기준 신호를 두 개의 기준 신호로 분배하는 신호 분배기, 상기 두 개의 기준 신호 중 어느 하나의 위상을 조절하는 위상 제어기, 상기 두 개의 기준 신호를 기반으로 상기 송신 첩 신호와 상기 로컬 첩 신호를 출력하는 제1 및 제2 위상 고정 루프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FMCW 레이더 시스템.
According to claim 6, The transmission / reception time control unit,
A signal divider that divides the reference signal into two reference signals, a phase controller that adjusts the phase of any one of the two reference signals, and outputs the transmission chirp signal and the local chirp signal based on the two reference signals. FMCW radar system further comprises a first and second phase locked loop.
복수의 무선전력 송신기들과 하나 이상의 무선전력 수신기를 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법에 있어서,
제1 무선전력 송신기에서 제1 첩 신호(chirp signal)를 생성하여 제2 무선전력 송신기로 전송하는 단계;
상기 제2 무선전력 송신기에서 자체 생성한 제2 첩 신호와 상기 제1 첩 신호를 비교하여 상기 제2 첩 신호의 시간을 조절하고, 상기 시간 조절된 제2 첩 신호를 상기 제1 무선전력 송신기로 전송하는 단계; 및
상기 제2 무선전력 송신기로부터 수신한 제2 첩 신호와 상기 제1 무선전력 송신기에서 생성한 제1 첩 신호를 기반으로 상기 제1 무선전력 송신기와 상기 제2 무선전력 송신기 간의 거리를 검출하는 단계를 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법.
A method for adjusting transmission / reception time in a wireless power transmission system including a plurality of wireless power transmitters and one or more wireless power receivers,
Generating a first chirp signal from the first wireless power transmitter and transmitting it to the second wireless power transmitter;
The second chirp signal generated by the second wireless power transmitter is compared with the first chirp signal to adjust the time of the second chirp signal, and the time-controlled second chirp signal is used as the first wireless power transmitter. Transmitting; And
Detecting a distance between the first wireless power transmitter and the second wireless power transmitter based on the second chirp signal received from the second wireless power transmitter and the first chirp signal generated by the first wireless power transmitter; Method for adjusting transmission / reception time in a wireless power transmission system.
제11항에 있어서,
상기 제1 무선전력 송신기와 상기 제2 무선전력 송신기 간의 거리 정보를 기반으로 상기 제1 및 제2 무선전력 송신기에서 전송하는 무선전력 신호 간에 필요한 시간 차이 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법.
The method of claim 11,
And obtaining necessary time difference information between wireless power signals transmitted by the first and second wireless power transmitters based on distance information between the first wireless power transmitter and the second wireless power transmitter. How to adjust the transmission / reception time in the system.
제12항에 있어서,
상기 획득한 시간 차이 정보를 기반으로, 상기 제1 및 제2 무선전력 송신기에서 상기 무선전력 수신기로 무선 전력 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 무선전력 전송 시스템에서의 송/수신 시간 조절 방법.
The method of claim 12,
And transmitting a wireless power signal from the first and second wireless power transmitters to the wireless power receiver based on the obtained time difference information.
제6항에 있어서,
상기 기준 신호는 저주파 신호 또는 디지털 신호임을 특징으로 하는 FMCW 레이더 시스템.
The method of claim 6,
The reference signal is an FMCW radar system, characterized in that a low-frequency signal or a digital signal.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009125508A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 富士通株式会社 Phase controller, phase controlling printed circuit board and controlling method
JP2014062824A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Fmcw signal generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009125508A1 (en) * 2008-04-11 2009-10-15 富士通株式会社 Phase controller, phase controlling printed circuit board and controlling method
JP2014062824A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Fmcw signal generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. Al-Qudsi, 외 3인, INS/FMCW Radar Integrated Local Positioning System, 2014 DGON Inertial Sensors and Systems (ISS), 26 February 2015(Date Added to IEEE Xplore)*

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