KR102112061B1 - 동시 다중 모드 레이더 동작을 위한 수신 체인 구성 기법 - Google Patents

동시 다중 모드 레이더 동작을 위한 수신 체인 구성 기법 Download PDF

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Abstract

주파수 변조 연속파(frequency-modulated continuous-wave: FMCW) 레이더 센서는 수신 체인을 포함할 수 있고, 수신 체인은 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 복수의 요소를 포함하며, 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소와 관계없이 구성 가능하다.

Description

동시 다중 모드 레이더 동작을 위한 수신 체인 구성 기법{RECEIVE CHAIN CONFIGURATION FOR CONCURRENT MULTI-MODE RADAR OPERATION}
레이더 기반 센서는 타겟의 거리, 속도 및/또는 각 위치(angular poistion)를 판정하기 위해 주파수-변조 연속파(frequency-modulated continuous-wave: FMCW) 레이더를 사용할 수 있다. 이러한 레이더 기반 센서들은 단거리 레이더(short range radar: SRR) 모드(예를 들어, 약 0.05 미터(m) 내지 약 20m의 검출 범위를 가짐), 중거리 레이더(MRR) 모드(예를 들어, 약 1m 내지 60m의 검출 범위를 가짐), 장거리 레이더(LRR) 모드(예를 들어, 약 10m 내지 200m의 검출 범위를 가짐) 등을 포함할 수 있다.
일부 가능한 구현예들에 따라, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더 센서는, 수신 체인을 포함하고, 수신 체인은 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 복수의 요소를 포함하며, 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소에 대해 독립적으로 구성 가능하다.
일부 가능한 구현예들에 따라, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더 센서는, 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 1 복수의 요소를 포함하는 제 1 수신 체인과, 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 2 복수의 요소를 포함하는 제 2 수신 체인을 포함하되, 제 1 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는, 제 1 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소 및 제 2 수신 체인과 연관된 제 2 복수의 요소에 대해 독립적으로 구성 가능하고, 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는, 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소 및 제 1 수신 체인과 연관된 제 1 복수의 요소에 대해 독립적으로 구성 가능하다.
일부 가능한 구현예들에 따라, 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더 센서는 신호를 처리하고 출력을 제공하는 복수의 요소를 포함하되, 복수의 요소는 FMCW 레이더 센서의 수신 체인과 연관되고, 복수의 요소 중 하나의 요소는 복수의 요소 중 다른 요소에 대해 독립적으로 구성 가능하다.
도 1은 본원에 설명된 예시적인 구현에 관한 개요도이다.
도 2는 본원에 설명된 기법들이 구현될 수 있는 예시적인 FMCW 레이더 센서에 관한 도면이다.
도 3은 FMCW 레이더 센서가 상이한 모드에서 동시에 동작하게 하도록 독립적으로 구성 가능한 수신 체인을 갖는 FMCW 레이더 센서에 관한 예시적인 구현예를 도시한다.
도 4는 FMCW 레이더 센서가 상이한 모드에서 동시에 동작하게 하도록 독립적으로 구성 가능한 수신 체인을 갖는 FMCW 레이더 센서에 관한 추가의 예시적인 구현예를 도시한다.
도 5는 복수의 수신 체인에 의한 사용을 위해 단일 양방향 상호 파장 디지털 필터(single bireciprocal wave digital filter)를 포함하는 FMCW 레이더 센서에 관한 예시적인 구현예를 도시한다.
예시적인 구현예에 관한 다음의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조한다. 상이한 도면들에서 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 요소를 식별할 수 있다.
FMCW 레이더 센서에 대한 애플리케이션은 상이한 거리 범위에 걸쳐 감지 능력을 요구할 수 있고, 각 범위는 상이한 해상도 요구사항(예를 들어, 범위 해상도, 속도 해상도, 방위(bearing)(즉, 각) 해상도 등)을 가질 수 있다. 예를 들어, FMCW 레이더 센서(예를 들어, 첨단 운전자 지원 시스템(advanced driver assistance system: ADAS), 자율 주행 시스템(autonomous driving system) 등)를 위한 자동차 애플리케이션은 동작 중 주어진 시간에 적어도 두 개의 모드, 예컨대, SRR 모드, MRR 모드, 및 LRR 모드 중 두 개의 모드로 동작할 수 있는 FMCW 레이더 센서를 요구할 수 있다.
상이한 감지 능력에 대한 요구를 만족시키기 위한 하나의 기술은 복수의 FMCW 레이더 센서를 포함하는 FMCW 레이더 시스템을 사용하는 것이다. 여기서, 각 FMCW 레이더 센서의 (예를 들어, 하나 이상의 무선 주파수(RF) 요소, 디지털 요소 등을 포함하는) 수신 체인의 요소들은 정적으로 구성되어 다른 범위에 대응하는 감지 능력을 제공한다. 예를 들어, 제 1 FMCW 레이더 센서의 수신 체인의 요소들은 SRR 감지 능력을 제공하도록 구성될 수 있고, 제 2(즉, 상이한) FMCW 레이더 센서의 수신 체인의 요소들은 MRR 감지 능력을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러나, 복수의 FMCW 레이더 센서의 사용은 비용 증가(예를 들어, 금전적, 전력 소비, 프로세서 사용 등) 및/또는 FMCW 레이더 시스템의 복잡성을 초래한다. 또한, 수신 체인들의 요소들은 정적으로 구성될 수 있으므로(즉, 재구성 가능하지 않음), 제 1 FMCW 레이더 센서 또는 제 2 FMCW 레이더 센서가 초기에 구성된 구성 외에 추가 모드 및/또는 다른 모드로 동작하지 못하게 할 수도 있다.
상이한 감지 능력에 대한 요구를 만족시키기 위한 또 다른 기술은 복수의 모드로 순차적으로 동작하는 FMCW 레이더 센서를 사용하는 것이다. 예를 들어, FMCW 레이더 센서의 제 1 수신 체인의 요소들은 SRR 감지 능력을 제공하도록 정적으로 구성될 수 있고, FMCW 레이더 센서의 제 2 수신 체인의 요소들은 MRR 감지 능력을 제공하도록 정적으로 구성될 수 있다. 여기서, 동작 동안, FMCW 레이더 센서는 제 1 수신 체인(즉, SRR 센서로서 동작)과 제 2 수신 체인(즉, MRR 센서로서 동작)을 사용하는 것 사이에서 앞뒤로 스위칭할 수 있다. 즉, FMCW 레이더 센서는 복수의 모드로 순차적으로 동작할 수 있지만, 주어진 시간에 오로지 하나의 모드로 동작할 수 있다. 그러나, 이러한 순차적인 동작은 (예를 들어, 단일 동작 모드와 비교하여) 전력 소모를 증가시키고/시키거나 FMCW 레이더 센서와 연관된 안전 문제를 발생시킨다. 또한, 전술한 바와 같이, 수신 체인들의 요소들은 정적으로 구성됨으로써, FMCW 레이더 센서가 추가 또는 다른 모드로 동작하지 못하게 할 수도 있다.
본원에 설명된 구현예들은 독립적으로 구성 가능한 요소를 포함하는 하나 이상의 수신 체인을 갖는 FMCW 레이더 센서를 제공한다. 일부 구현예들에서, 이러한 독립적으로 구성 가능한 요소는 FMCW 레이더 센서가 복수의 모드로 동시에 동작할 수 있게 한다. 일부 구현들에서, FMCW 레이더 센서는 복수의 수신 체인을 포함할 수 있고, 여기서 각각의 수신 체인의 요소들은 독립적으로 구성 가능하다.
도 1은 본원에 설명된 예시적인 구현예(100)에 관한 개요도이다. 도 1의 목적을 위해, FMCW 레이더 센서는 제 1 요소 세트(예를 들어, 요소 1A, 요소 1B 및 요소 1C)를 포함하는 제 1 Rx 체인, 제 2 요소 세트(예를 들어, 요소 2A, 요소 2B 및 요소 2C)를 포함하는 제 2 Rx 체인 및 마이크로컨트롤러를 포함하는 것으로 가정한다. 요소 세트는 저잡음 증폭기, 혼합기(mixer), 아날로그 프론트엔드, 아날로그-디지털 변환기, 디지털 프론트엔드 등과 같이 디지털 출력을 제공하기 위해 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 또한, 마이크로컨트롤러는 FMCW 레이더 센서가 제 1 거리 범위에서 타겟을 검출하기 위한 제 1 모드(즉, 모드 1) 및 제 2 거리 범위에서 타겟을 검출하기 위한 제 2 모드(즉, 모드 2)로 동작하는 것으로 가정한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로컨트롤러는 제 1 Rx 체인 및 제 2 Rx 체인 둘 모두의 요소들과 연관된 구성 정보(configuration information)를 제공할 수 있다. 구성 정보는 요소가 동작하는 방식을 통제하는 파라미터의 설정 또는 구성을 식별하는 정보를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 마이크로컨트롤러는 Rx 체인에 포함된 요소에 구성 정보를 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 마이크로컨트롤러는 하나 이상의 Rx 체인들의 하나 이상의 요소들에 대응하는 구성 정보를 저장하는 것과 연관된 구성 레지스터에 구성 정보를 제공할 수 있다.
도 1에 또한 도시된 바와 같이, 마이크로컨트롤러는 제 1 Rx 체인과 연관된 제 1 구성 정보를 제공할 수 있는데, 이는 제 1 Rx 체인이 제 1 모드에서 동작하게 하기 위해, 요소 1A가 제 1 요소 A 구성에 기초하여 동작하고, 요소 1B가 제 1 요소 B 구성에 기초하여 동작하며, 요소 1C가 제 1 요소 C 구성에 기초하여 동작하는 것을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 제 1 Rx 체인의 각 요소는 독립적으로 구성 가능할 수 있다.
도 1에 또한 도시된 바와 같이, 마이크로컨트롤러는 또한 제 2 Rx 체인과 연관된 제 2 구성 정보를 제공할 수 있는데, 이는 제 2 Rx 체인이 제 2 모드에서 동작하게 하기 위해 요소 2A가 제 2 요소 A 구성에 기초하여 동작하고, 요소 2C가 제 2 요소 C 구성에 기초하여 동작하는 것을 나타낸다. 특히, 본 예에서, 마이크로컨트롤러는 요소 2B와 연관된 구성 정보를 제공하지 않는다(예를 들어, 마이크로컨트롤러는 요소 2B가 이미 제 2 요소 B 구성으로 구성되어 재구성될 필요가 없다고 판정할 수 있다). 도시된 바와 같이, 제 2 Rx 체인의 각 요소는 독립적으로 구성 가능할 수 있다. 또한, 본 예에 예시된 바와 같이, FMCW 레이더 센서는 각각 하나 이상의 독립적으로 구성 가능한 요소들을 갖는 복수의 Rx 체인들을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 Rx 체인 및 제 2 Rx 체인의 요소들의 독립적인 구성으로 인해, FMCW 레이더 센서는 상이한 모드들에서 동시에 동작할 수 있다. 일부 구현예들에서, FMWC 레이더 센서가 하나 이상의 다른 범위와 연관된 감지 능력을 제공할 수 있게 하기 위해, Rx 체인의 요소들은 (예를 들면, 나중에) 재구성될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 도 1은 단지 예시로서 제공된다. 다른 예들이 가능하며 도 1과 관련하여 설명된 것과 다를 수도 있다. 예를 들어, 도 1 및 본원에 설명된 다른 예시적인 실시예가 FMCW 레이더 센서와 관련하여 설명되지만, 본원에 설명된 기술은 다른 유형의 레이더 기반 센서에 균등하게 적용될 수도 있다.
도 2는 본원에 설명된 기술들이 구현될 수 있는 예시적인 FMCW 레이더 센서(200)를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, FMCW 레이더 센서(200)는 수신 체인 세트(205-1 내지 205-N)(N≥1)(여기에서 Rx 체인(205-1) 내지 Rx 체인(205-N)으로 지칭됨)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각 Rx 체인(205)은 안테나(210)(예를 들어, 안테나(210-1) 내지 안테나(210-N)), 저잡음 증폭기(LNA)(215)(예를 들어, LNA(215-1) 내지 LNA(215-N)), 혼합기(220)(예를 들어, 혼합기(220-1) 내지 혼합기(220-N)), 아날로그 프론트엔드(AFE)(225)(예를 들어, AFE(225-1) 내지 AFE(225-N)), 아날로그-디지털 변환기(ADC)(230)(예를 들어, ADC(230-1) 내지 ADC(230-N)) 및 디지털 프론트엔드(DFE)(235)(예를 들어, DFE(235-1) 내지 DFE(235-N))를 포함할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, FMCW 레이더 센서(200)는 구성 레지스터(240) 및 마이크로컨트롤러(MCU)(245)를 더 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)는 단일 집적 회로(즉, Rx 체인(205), 구성 레지스터(240) 및 MCU(245)가 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있음) 상에 구현될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, FMCW 레이더 센서(200) 및 구성 레지스터(240)의 하나 이상의 Rx 체인(205)은 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있는 반면, MCU(245)는 상이한 집적 회로 상에 구현될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, FMCW 레이더 센서(200)의 하나 이상의 Rx 체인(205)은 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있는 반면, 구성 레지스터(240) 및/또는 MCU(245)는 상이한 집적 회로 상에 구현될 수도 있다.
Rx 체인(205)은 레이더 신호를 수신 및 처리하고, 레이더 신호에 대응하는 출력(예를 들어, 디지털 출력)을 제공하는 것과 연관된 요소 세트를 포함한다. 특히, 도 2에 도시된 바와 같이, Rx 체인(205)은 안테나(210), LNA(215), 혼합기(220), AFE(225), ADC(230) 및 DFE(235)를 포함할 수 있다. 특히, FMCW 레이더 센서(200)의 Rx 체인(205)은 동일한 요소를 갖는 것으로 도시되지만, FMCW 레이더 센서(200)의 하나 이상의 Rx 체인은 상이한 요소를 포함할 수 있다.
일부 구현예들에서, Rx 체인(205)의 하나 이상의 요소는 (예를 들어, 구성 레지스터(240) 및/또는 MCU(245)에 의해 제공된 정보에 기초하여) 독립적으로 구성 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, FMCW 레이더 센서(200)는 복수의 Rx 체인(205)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, FMCW 레이더 센서(200)는 단일 집적 회로 상에 구성된 복수의 Rx 체인(205)을 포함할 수 있다.
안테나(210)는 레이더 신호(즉, 무선 전파)를 수신하고 Rx 체인(205)의 다른 요소에 의한 추가 처리를 위해 레이더 신호를 전기 신호로 변환할 수 있는 요소를 포함한다. 일부 구현예에서, 안테나(210)는 LNA(215)에 전기 신호를 제공할 수 있도록 LNA(215)에 연결될 수 있다.
LNA(215)는 전기 신호를 증폭할 수 있는 요소를 포함한다. 일부 구현예들에서, LNA(215)는 안테나(210)에 의해 제공된 전기 신호를 수신하고 전기 신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 크게 저하시키지 않으면서 전기 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, LNA(215)의 하나 이상의 파라미터가 구성 가능할 수 있다. 예를 들어, LNA(215)의 이득 파라미터는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보(즉, LNA(215)가 가변 이득을 가질 수 있음)에 기초하여 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, LNA(215)는 증폭된 전기 신호를 혼합기(220)에 제공할 수 있다.
혼합기(220)는 Rx 체인(205)의 다른 요소에 의해 또한 처리될 수 있는 중간 주파수(intermediate frequency: IF)에서 전기 신호를 생성하기 위해(본원에서 IF 전기 신호로 지칭됨), 국부 발진기(local oscillator)(미도시)에 의해 제공되는 발진 전기 신호 및 증폭된 전기 신호(예를 들어, LNA(215)로부터 수신됨)를 혼합할 수 있는 요소를 포함한다. 일부 구현예들에서, 혼합기(220)는 IF 전기 신호를 AFE(225)에 제공할 수 있다.
AFE(225)는 (예를 들어, 혼합기(220)에 의해 제공되는) IF 전기 신호를 필터링 및/또는 처리하는 것과 연관된 하나 이상의 요소를 포함하여 ADC(230)에 의한 변환을 위한 증폭되고 필터링된 전자 신호(본원에서 증폭된/필터링된 전기 신호로 지칭됨)를 생성한다. 예를 들어, AFE(225)는 고역 통과 필터, 저역 통과 필터 및 대역 통과 필터 등과 같은 하나 이상의 아날로그 기저대역 필터를 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, AFE(225)의 하나 이상의 파라미터가 구성 가능할 수 있다. 예를 들어, AFE(225)에 포함된 필터의 차단 주파수는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 다른 예로서, AFE(225)에 포함된 필터의 이득 파라미터는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공된 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, AFE(225)는 AFE(225)가 증폭된/필터링된 전기 신호를 ADC(230)에 제공할 수 있도록 ADC(230)에 연결될 수 있다.
ADC(230)는 아날로그 영역으로부터 디지털 영역으로(예를 들어, AFE (225)에 의해 제공되는) 증폭된/필터링된 전기 신호를 변환할 수 있는 요소를 포함한다. 즉, ADC(230)는 증폭된/필터링된 전기 신호를 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환할 수 있는 요소를 포함한다. 일부 구현예들에서, ADC(230)의 하나 이상의 파라미터가 구성 가능할 수 있다. 예를 들어, ADC(230)의 샘플링 레이트는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 다른 예로서, ADC(230)와 연관된 워드 길이는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, ADC(230)는 ADC(230)가 DFE(235)에 디지털 신호를 제공할 수 있도록 DFE(235)에 연결될 수 있다.
DFE(235)는 (예를 들어, ADC(230)에 의해 제공되는) 디지털 신호를 처리하고 처리된 디지털 신호를 출력하는 것과 연관된 하나 이상의 요소를 포함한다. 예를 들어, DFE(235)는 하나 이상의 디지털 기저대역 필터, 데시메이션 필터(decimation filter)(예를 들어, 양방향 상호 파장 디지털 필터(WDF)), 디지털 필터, 보간기(interpolator), 데시메이터(decimator) 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, DFE(235)의 하나 이상의 파라미터가 구성 가능할 수도 있다. 예를 들어, DFE(235)에 포함된 필터의 필터 특성(예를 들어, 차단 주파수, 리플(ripple) 등)은 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. DFE(235)의 보간기의 보간 인자는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 다른 예로서, DFE(235)에 포함된 데시메이션 필터의 데시메이션 인자는 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여 구성될 수 있다. 일부 구현예들에서, DFE(235)는 ADAS, 자율 주행 시스템 등과 같이 FMCW 레이더 센서(200)와 연관된 시스템을 제어하는데 사용하기 위해 처리된 디지털 신호를(예를 들어, MCU(245)로) 출력할 수 있다.
일부 구현예들에서, Rx 체인(205)의 하나 이상의 요소는 독립적으로 구성 가능할 수 있다(즉, 하나의 요소는 동일한 Rx 체인(205)의 다른 요소로부터 독립적으로 구성될 수 있다). 예를 들어, Rx 체인(205)의 요소에 포함된 필터(예를 들어, AFE(225)에 포함된 아날로그 기저 대역 필터, DFE(235)에 포함된 디지털 기저 대역 필터)는 전환 가능한 필터일 수 있고, 이는 필터의 하나 이상의 파라미터 차단 주파수(예를 들어, 컷오프 주파수)가 FMCW 레이더 센서(200) 집적 회로에 포함되어 필터에 저항을 추가하거나 감소시키는 하나 이상의 스위치를 사용하여 구성될 수 있음을 의미한다. 이 예에서, MCU(245)는 필터를 구성하는 것과 연관된 구성 정보를 구성 레지스터(240)에 제공할 수 있고, 구성 레지스터(240)는 구성 정보를 필터에 제공할 수 있다(예를 들어, 이로써 스위치들은 필터가 원하는 컷오프 주파수로 구성될 수 있게 하기 위해 구성 정보에 따라 동작한다).
이렇게 하여, Rx 체인(205)의 하나 이상의 요소는 구성 레지스터(240) 및/또는 MCU(245)에 의해 동적으로 구성될 수 있다. 에를 들어, 제 1 구성 정보를 구성 레지스터(240)에 제공함으로써 특정 요소를 구성할 수 있고, 나중에 (예를 들어, FMCW 레이더 센서(200)의 동작 동안, FMCW 레이더 센서(200)의 동작들 사이) 특정 요소를 재구성하기 위해 제 2 구성 정보를 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, Rx 체인(205)의 복수의 요소는 독립적으로 구성 가능할 수 있다.
구성 레지스터(240)는 하나 이상의 Rx 체인(205)의 하나 이상의 구성 요소를 구성하는 것과 연관된 구성 정보를 수신, 저장 및/또는 제공할 수 있는 장치를 포함한다. 예를 들어, 구성 레지스터(240)는 MCU(245)로부터 특정 Rx 체인(205)의 특정 요소와 연관된 구성 정보를 수신하고, 구성 정보를 저장하고, 특정 Rx 체인(205)의 특정 요소에 구성 정보를 제공할 수 있다(예를 들어, 이로써 특정 요소는 구성 정보에 기초하여 동작하도록 구성된다).
일부 구현예들에서, 구성 레지스터(240)는 Rx 체인(205)의 복수의 요소에 대응하는 구성 정보를 저장할 수 있는데, 여기서 복수의 요소의 각각에 대응하는 구성 정보는 독립적으로 저장된다(예를 들어, Rx 체인(205)의 각 요소는 독립적으로 구성됨). 부가적으로 또는 대안적으로, 구성 레지스터(240)는 복수의 Rx 체인(205)에 대응하는 구성 정보를 저장할 수 있다(예를 들어, 이로써 복수의 Rx 체인(205)의 복수의 요소가 독립적으로 구성될 수 있다). 일부 구현예들에서, 구성 레지스터(240)는 MCU(245)로부터 구성 정보를 수신할 수 있다.
MCU(245)는 FMCW 레이더 센서(200)의 동작을 제어할 수 있는 장치를 포함한다. 예를 들어, MCU(245)는 FMCW 레이더 센서(200)가 동작하는 하나 이상의 모드를 식별하고, 하나 이상의 모드에 대응하는 구성 정보를 결정하며 구성 레지스터(240)에 제공할 수 있는, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, MCU(245)는 하나 이상의 Rx 체인의 하나 이상의 요소에 대응하는 구성 정보를 결정하고 제공할 수 있다. 즉, MCU(245)는 FMCW 레이더 센서(200)에 포함된 상이한 Rx 체인(205)의 개별 요소의 구성을 제어할 수 있다(즉, MCU(245)는 동일한 집적 회로 상에 구성된 상이한 Rx 체인(205)의 개별 요소의 구성을 제어할 수 있다).
도 2에 도시된 장치 및 요소의 수, 배열 또는 유형이 일례로서 제공된다. 실제로, 도 2에 도시된 것 외에 추가 요소 및/또는 장치, 더 적은 요소 및/또는 장치, 상이한 요소 및/또는 장치, 상이하게 구성된 요소 및/또는 장치, 및/또는 상이한 유형의 요소 및/또는 장치가 있을 수도 있다. 더욱이, 도 2에 도시된 둘 이상의 요소 및/또는 장치는 단일 요소 및/또는 단일 장치 내에 구현될 수 있거나, 도 2에 도시된 단일 요소 및/또는 단일 장치는 복수의 분산 요소 또는 장치로 구현될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, FMCW 레이더 센서(200)의 요소 세트(예를 들어, 하나 이상의 요소) 또는 장치 세트(예를 들어, 하나 이상의 장치)는 다른 요소 세트 또는 FMCW 레이더 센서(200)의 다른 장치 세트에 의해 수행되는 것으로 설명된 하나 이상의 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 FMCW 레이더 센서(200)가 상이한 모드들에서 동시에 동작할 수 있도록 독립적으로 구성 가능한 Rx 체인들(205)을 갖는 FMCW 레이더 센서(200)의 예시적인 구현예(300)를 도시한다. 예시적인 구현예(300)의 목적을 위해, MCU(245)는 FMCW 레이더 센서(200)가 제 1 범위 해상도(예를 들어, 7.5 센티미터(cm))를 갖는 제 1 범위(예를 들어, 0m 내지 35m)에서 타겟을 검출하기 위한 제 1 모드 및 제 2 범위 해상도(예를 들어, 15.0cm)를 갖는 제 2 범위(예를 들어, 0m 내지 70m)에서 타겟을 검출하기 위한 제 2 모드에서 동작할지 결정하는 것으로 가정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, FMCW 레이더 센서(200)는 제 1 Rx 체인(205)(예를 들어, Rx 체인(205-1)) 및 제 2 Rx 체인(205)(예를 들어, Rx 체인(205-2))을 포함한다. 여기서, 각각의 Rx 체인(205)의 요소들은 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 독립적으로 구성 가능하다.
이러한 예에서, FMCW 레이더 센서(200)와 연관된 송신기는 61.4 마이크로초(μs)의 램프 지속시간 동안 (예를 들어, 7.5cm의 제 1 범위 분해능을 가능하게 하기 위해) 2 기가헤르츠(GHz)의 대역폭을 갖는 레이더 신호를 송신하도록 구성된다고 가정한다.
도 3의 좌측 부분 내의 박스에 도시된 바와 같이, 제 1 Rx 체인(205)의 요소들은 독립적으로(예를 들어, 제 2 Rx 체인(205)의 요소와 독립적으로, 서로 독립적으로) 구성될 수 있다. 예를 들어, MCU(245)는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 제 1 구성 정보를 구성 레지스터(240)에 제공할 수 있다. 여기서, 제 1 구성 정보는 제 1 Rx 체인(205)의 AFE(225-1)에 포함된 저역 아날로그 필터가 7.5 메가헤르츠(MHz)의 주파수로 구성되어야 한다는 것과, 제 1 Rx 체인(205)에 포함된 ADC(230-1)의 샘플링 레이트가 16.7MHz로 설정되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 이 구성은 약 0m 내지 약 35m의 범위 능력, 7.5 cm의 낮은 범위 분해능, 램프 지속시간 당 총 1024 샘플, 및 최대 30 데시벨(dB)의 처리 이득을 제공할 수 있다.
이 예에서, 구성 레지스터(240)는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 제 1 구성 정보를 저장함으로써 7.5MHz 주파수에서 동작하게 하는 정보를 AFE(225-1)에 제공하거나 그러한 정보에 대한 액세스를 가질 수 있거나, 16.7MHz 샘플링 레이트로 동작하게 하는 정보를 ADC(230-1)에 제공하거나 ADC(230-1)가 그러한 정보에 대한 액세스를 가질 수 있다. 예를 들어, 구성 레지스터(240)는 구성 정보를 AFE(225-1) 및/또는 ADC(230-1)로 푸싱할 수 있다. 다른 예로서, AFE(225-1) 및/또는 ADC(230-1)는 FMCW 레이더 센서(200)의 동작 이전 또는 동작 동안 구성 레지스터(240)로부터 구성 정보를 판독할 수 있다.
도 3의 우측 부분 내의 박스에 도시된 바와 같이, 제 2 Rx 체인(205)의 요소들은 또한 독립적으로(예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)과 독립적으로, 서로 독립적으로) 구성될 수 있다. 예를 들어, MCU(245)는 구성 레지스터(240)에 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 제 2 구성 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 제 2 구성 정보는 제 2 Rx 체인(205)의 AFE(225-2)에 포함된 저역 아날로그 필터가 15.0MHz의 주파수로 구성되어야 한다는 것과, 제 2 Rx 체인(205)에 포함된 ADC(230-2)의 샘플링 레이트가 33.3MHz로 설정되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 제 2 Rx 체인(205)의 이들 요소들의 그러한 구성은 램프 지속시간 당 2048개의 샘플을 야기하지만, 1024개의 연속 샘플들만이 (예를 들어, 버퍼 이후 제 1 Rx 체인(205)과 제 2 Rx 체인(205) 사이의 일정한 데이터 출력 레이트를 가능하게 하기 위해) 추가 처리에 제공될 수 있다. 이 구성은 약 0m 내지 약 70m의 범위 능력, 15.0cm의 낮은 범위 분해능, 램프 지속시간 당 총 1024개의 샘플, 및 최대 30 데시벨(dB)의 처리 이득을 제공할 수 있다.
이 예에서, 구성 레지스터(240)는 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 제 2 구성 정보를 저장함으로써, AFE(225-2)가 15.0MHz에서 동작하게 하는 정보를 제공하거나 그러한 정보에 액세스할 수 있고, 또는 ADC(230-2)가 33.3MHz 샘플링 레이트로 동작하게 하는 정보를 ADC(230-2)에 제공하거나 액세스할 수 있다. 예를 들어, 구성 레지스터(240)는 구성 정보를 AFE(225-2) 및/또는 ADC(230-2)로 푸싱할 수 있다. 다른 예로서, AFE(225-2) 및/또는 ADC(230-2)는 FMCW 레이더 센서(200)의 동작 이전 또는 동작 동안 구성 레지스터(240)로부터 구성 정보를 판독할 수 있다.
특히, 이 예에서, 주어진 Rx 체인(205)의 개별 요소들은 독립적으로 구성 가능하다. 예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)에 관하여, AFE(225-1) 및 ADC(230-1)는 독립적으로 구성된다. 이러한 요소들은 제 1 Rx 체인(205)의 다른 요소들(예를 들어, LNA(215-1), DFE(235-1))의 구성(예를 들어, 디폴트 구성, 미리 저장된 구성)을 수정 및/또는 변경하지 않고 구성된다. 또한, 이 예에서, FMCW 레이더 센서(200)가 상이한 모드에서 동시에 동작할 수 있도록, 복수의 Rx 체인(205)의 요소는 독립적으로 구성 가능하다(즉, 복수의 Rx 체인(205)의 요소들이 독립적으로 구성될 수 있다).
일부 구현예들에서, 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)의 요소들은 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)이 상이한 범위와 연관된 감지 능력을 제공할 수 있게 하도록 (예를 들어, 나중에) 재구성될 수 있다. 이러한 경우, MCU(245)는 업데이트된 구성 정보를 구성 레지스터(240)에 제공할 수 있고, 따라서 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)의 요소들이 재구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 3은 단지 예시로서 제공된다. 다른 예들이 가능하며 도 3에 관하여 설명된 것과 다를 수도 있다. 예를 들어, FMCW 레이더 센서(200)는 FMCW 레이더 센서(200)가 (예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)를 사용하는) 제 1 모드, (예를 들어, 제 2 Rx 체인(205)을 사용하는) 제 2 모드 및 (예를 들어, 제 3 Rx 체인(205)을 사용하는) 제 3 모드에서 동시에 동작할 수 있게 하도록 독립적으로 구성될 수 있는 요소들을 포함하는 제 3 Rx 체인(205)을 포함할 수 있다.
도 4는 FMCW 레이더 센서(200)가 상이한 모드들에서 동시에 동작할 수 있도록 독립적으로 구성 가능한 Rx 체인들(205)을 갖는 FMCW 레이더 센서(200)의 추가 구현예(400)를 도시한다. 예시적인 구현예(400)의 목적을 위해, MCU(245)는 FMCW 레이더 센서(200)가 제 1 범위(예를 들어, 0m 내지 50m)에서 타겟을 검출하기 위한 제 1 모드 및 제 2 범위(예를 들어, 0m 내지 100m)에서 타겟을 검출하기 위한 제 2 모드에서 동작해야 하는지 결정하는 것으로 가정한다. 도 4에 도시된 바와 같이, FMCW 레이더 센서(200)는 제 1 Rx 체인(205)(예를 들어, Rx 체인(205-1)) 및 제 2 Rx 체인(205)(예를 들어, Rx 체인(205-2))을 포함한다. 여기서, 각각의 Rx 체인(205)의 요소들은 도 2와 관련하여 전술한 바와 같이 독립적으로 구성 가능하다.
도 4의 좌측 부분의 실선으로 도시된 바와 같이, 제 1 Rx 체인(205)의 요소들은 독립적으로 (예를 들어, 제 2 Rx 체인(205)과 독립적으로, 서로 독립적으로) 구성될 수 있다. 예를 들어, MCU(245)는 구성 레지스터(240)에 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 제 1 구성 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 제 1 구성 정보는 제 1 Rx 체인(205)의 AFE(225-1)에 포함된 저역 아날로그 필터가 20.0MHz의 주파수로 구성되어야 한다는 것과, 제 1 Rx 체인(205)에 포함된 ADC(230-1)의 샘플링 레이트가 40.0MHz로 설정되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 예시적인 구현예(400)의 목적을 위해, 제 1 Rx 체인(205)의 이들 요소들의 이러한 구성은 제 1 Rx 체인(205)의 범위 능력이 대략 0m 내지 대략 50m을 야기한다고 가정한다.
이 예에서, 구성 레지스터(240)는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 제 1 구성 정보를 저장할 수 있어, AFE(225-1)가 20.0MHz 주파수에서 동작하게 하는 정보를 AFE(225-1)에 제공하거나 AFE(225-1)가 그러한 정보에 액세스하고, ADC(230-1)가 40.0MHz 샘플링 레이트로 동작하게 하는 정보를 ADC(230-1)에 제공하거나 ADC(230-1)가 그러한 정보에 액세스한다.
도 4의 우측 부분의 실선으로 도시된 바와 같이, 제 2 Rx 체인(205)의 요소들은 또한 독립적으로(예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)과 독립적으로, 서로 독립적으로) 구성될 수 있다. 예를 들어, MCU(245)는 구성 레지스터(240)에 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 제 2 구성 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 제 2 구성 정보는 제 2 Rx 체인의 AFE(225-2)에 포함된 저역 아날로그 필터 체인(205)이 40.0MHz의 주파수로 구성되어야 하고, 제 2 Rx 체인(205)에 포함된 ADC(230-2)의 샘플링 속도는 40.0MHz로 설정되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 예시적인 구현예(400)의 목적을 위해, 제 2 Rx 체인(205)의 이들 요소들의 이러한 구성은 제 2 Rx 체인(205)의 범위 능력이 약 0m 내지 약 100m이 되게 한다고 가정한다.
이 예에서, 구성 레지스터(240)는 AFE(225-2)가 40.0MHz 주파수에서 동작하게 하는 정보를 AFE(225-2)에 제공하거나 AFE(225-2)가 그러한 정보에 액세스하고, ADC(230-2)가 40.0MHz 샘플링 주파수에서 동작하게 하는 정보를 ADC(230-2)에 제공하거나 ADC(230-2)가 그러한 정보에 액세스하도록, 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 제 2 구성 정보를 저장할 수 있다.
특히, 이 예에서, ADC(230-2)는 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 아날로그 신호를 언더샘플링(under-sample)하도록 구성된다. 예를 들어, 전형적인 FMCW 레이더 센서(200)가 원하는 100m 범위 능력을 달성하기 위해, ADC(230-2)의 샘플링 레이트는 AFE(225-2)와 연관된 아날로그 대역폭의 약 2배와 같아야 하거나 이 경우 80.0MHz(예를 들어, 40.0MHz x 2 = 80.0MHz)이어야 한다. 예시적인 구현예(400)에서, ADC(230-2)의 샘플링 레이트는 ADC(230-1)의 샘플링 레이트 및 ADC(230-2)의 전형적인 샘플링 레이트의 1/2 둘 모두와 같은 40.0MHz가 되도록 구성된다.
일부 구현예들에서, ADC(230-2)는 ADC(230-2)가 ADC(230-1)와 동일한 샘플링 레이트로 동작하게 하기 위해 AFE(225-2)에 의해 제공된 아날로그 신호를 언더샘플링하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 제 1 Rx 체인(205) 및 제 2 Rx 체인(205)이 동일한 데이터 출력 레이트로 데이터를 출력할 수 있게 한다. 그러한 경우에, (상이한 샘플링 레이트로 인한) 상이한 데이터 출력 레이트는 FMCW 레이더 센서(200) 상에서 상이한 클록이 구성되도록 요구할 수 있고(즉, 복수의 클록이 단일 집적 회로 상에 필요할 수 있음), 이는 집적 회로의 면적을 증가시키고, 집적 회로 상에 구성될 추가 요소를 요구하며, 집적 회로의 제조 가능성을 감소시키고, (예를 들어, 단일 클록을 갖는 집적 회로와 비교하여) 집적 회로의 비용을 증가시킬 수 있기 때문에, 동일한 샘플링 레이트로 ADC(230-1) 및 ADC(230-2) 둘 모두를 동작시키는 것은 FMCW 레이더 센서(200)를 실현하는 것과 연관된 복잡성을 감소시킨다.
그러나, ADC(230-2)에 의한 언더샘플링은 FMCW 레이더 센서(200)의 제 2 Rx 체인(205)이 제 1 Rx 체인과 연관된 아날로그 대역폭의 저역부에 대응하는 범위(예를 들어, 0 내지 20MHz) 내에 위치하는 타겟과 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 아날로그 대역폭의 고역부에 대응하는 범위(예를 들어, 20 내지 40MHz) 내에 위치하는 타겟 사이를 구별하지 못하게 할 수도 있다. 다시 말하면, 언더 샘플링으로 인해, FMCW 레이더 센서(200)는 제 2 Rx 체인(205)에 의해 식별된 타겟이 0m 내지 50m의 범위 내에 있는지 50m 내지 100m의 범위 내에 있는지를 결정할 수 없다. 일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)는 제 1 Rx 체인(205) 체인과 연관된 정보 및 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 정보를 비교함으로써 그러한 모호성을 해결할 수 있다.
예를 들어, 제 2 Rx 체인(205) 체인이 특정 시간에 타겟을 검출한다고 가정한다. 여기서, FMCW 레이더 센서(200)(예를 들어, MCU(245))는 제 1 Rx 체인(205) 체인에 의해 제공된 정보에 기초하여 제 1 Rx 체인(205) 체인이 특정 시간에 타겟을 검출했는지 판정할 수 있다. FMCW 레이더 센서(200)가 제 1 Rx 체인(205)이 특정 시간에 타겟을 검출하지 않았다고 판정하면, FMCW 레이더 센서(200)는 제 2 Rx 체인(205) 체인에 의해 검출된 타겟이 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 아날로그 대역폭의 고역부에 대응하는 범위 내에 위치하는 것으로(즉, 타겟이 50m 내지 100m 범위 내에 있음) 판정할 수 있다. 대안적으로, FMCW 레이더 센서(200)가 제 1 Rx 체인(205)이 특정 시간에 타겟을 검출했다고 판정하면, FMCW 레이더 센서(200)는 제 2 Rx 체인(205) 체인에 의해 검출된 타겟이 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 아날로그 대역폭의 저역부에 대응하는 범위 내에 위치하는 것으로(즉, 타겟이 0m 내지 50m 범위 내에 있음) 판정할 수 있다. 이러한 경우에, FMCW 레이더 센서(200)는 제 2 Rx 체인(205)에 의해 검출된 타겟을 제외(즉, 무시)할 수 있다.
일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)는 복수의 Rx 체인들(205)에 걸쳐 일정한 샘플링 레이트 및/또는 데이터 출력 레이트를 유지하면서 복수의(예를 들어, 2개 이상의) Rx 체인들(205) 사이의 모호성을 해결할 수 있다. 예를 들어, 전술한 제 1 Rx 체인(205) 및 제 2 Rx 체인(205)에 추가하여, FMCW 레이더 센서(200)는 제 3 범위(예를 들어, 더 긴 범위)에 대한 감지 능력을 제공하도록 구성된 제 3 Rx 체인(205)을 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 제 3 Rx 체인(205)과 연관된 제 3 아날로그 신호(예를 들어, 80MHz의 주파수에 기초하여 필터링 됨)는 또한 40MHz에서 언더샘플링될 수 있고, 이는 전형적인 160MHz 샘플링 레이트의 1/4과 같다. 여기서, FMCW 레이더 센서(200)는 전술한 방식으로 제 1 Rx 체인(205), 제 2 Rx 체인(205) 및 제 3 Rx 체인(205)에 의해 제공된 정보를 비교함으로써 제 1 수신 체인(205), 제 2 수신 체인(205)과 제 3 수신 체인(205) 사이의 모호성을 해결할 수 있다.
일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 언더샘플링 레이트가 전술한 바와 같이 제 2 Rx 체인(205)의 샘플링 레이트와 일치할 때 그러한 모호성을 해결할 수 있다. 그러한 경우에, FMCW 레이더 센서(200)의 상이한 Rx 체인들(205)은 동일한 샘플링 레이트 및/또는 동일한 데이터 출력 레이트를 유지하면서 상이한 범위에서 동시에 감지 능력을 제공할 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, FMCW 레이더 센서(200)는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 언더샘플링된 샘플링 레이트가 제 2 Rx 체인(205)의 샘플링 레이트와 일치하지 않을 때(즉, 상이한 경우) 모호성을 해결할 수 있다. 그러나, 전술한 배제 원칙이 이러한 경우에도 여전히 구현될 수 있지만, 제 1 Rx 체인(205) 및 제 2 Rx 체인(205)의 샘플링 레이트(상이한 데이터 출력 레이트를 야기함)(205)가 전술한 바와 같이 FMCW 레이더 센서(200) 상에 상이한 클록이 구성되도록 요구할 수 있기 때문에, 상이한 샘플링 레이트는 FMCW 레이더 센서(200)의 비용 및/또는 복잡성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)의 요소는 (예를 들어, 전술된 배제 기술을 구현하는 것이 아닌) 언더샘플링에 의해 야기되는 모호함을 방지하도록구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 하부 우측 부분에 점선으로 표시된 박스와 같이, DFE(235-1)의 데시메이션 필터는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 아날로그 대역폭의 상위 부분(예를 들어, 20 내지 40MHz)에 대응하는 범위 내에 있는 타겟들(예를 들어, 50m 내지 100m)만이 제 2 Rx 체인(205)에 의해 식별되도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)의 제 2 Rx 체인(205)의 요소는 모호성을 해결하기보다는 모호성을 방지하도록 구성될 수 있다.
일부 구현예들에서, DFE(235)는 모호성을 방지하기 위해 양방향 상호(bireciprocal) WDF를 포함할 수 있다. 앞의 예에 이어서, DFE(235-2)에는 모호함을 방지하기 위해 양방향 상호 WDF가 포함될 수 있다. 이러한 경우에, 양방향 상호 WDF의 반대역(half-band) 특성은 양방향 상호 WDF로 하여금 ADC(230-2)에 의해 제공된 디지털 신호로부터 2개의 디지털 신호를 생성하게 한다. 여기서, 양방향 상호 WDF의 제 1 디지털 신호는 제 2 Rx 체인(205)의 아날로그 대역폭의 저역부와 연관된 범위(즉, 0m 내지 50m 범위)에 대응할 수 있고, 양방향 상호 WDF의 제 2 디지털 신호 WDF는 제 2 Rx 체인(205)의 아날로그 대역폭의 고역부(즉, 50m 내지 100m 범위)와 연관된 범위에 대응할 수 있다. 즉, DFE(235-2)는 아날로그 대역폭의 고역부에 대응하는 입력 디지털 신호의 일부분을 선택할 수 있다. 이러한 기법은 대역 선택이라고 지칭될 수 있다. 이러한 경우에, DFE(235-2)는 (예를 들어, 추가 프로세싱 후에) 출력으로서 제 2 디지털 신호(예를 들어, 50m 내지 100m 범위에 대응함)를 제공할 수 있다.
일부 구현예들에서, 모호성을 방지하기 위한 양방향 상호 WDF의 사용은 그러한 대역 선택을 달성하는데 사용될 수 있는 다른 기술, 예컨대, 디지털 필터 뱅크의 사용과 비교해 볼 때 같은 FMCW 레이더 센서(200)의 비용(예를 들어, 금전, 전력 소비, 프로세서 사용), 면적 및/또는 복잡성을 감소시킬 수 있다.
특히, 이 예에서, 주어진 Rx 체인(205)의 개별 요소들은 독립적으로 구성 가능하다. 예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)에 관하여, AFE(225-1) 및 ADC(230-1)는 구성 레지스터(240)에 의해 저장된 정보에 기초하여 독립적으로 구성된다. 여기서, 이러한 요소들은 제 1 Rx 체인(205)(예를 들어, LNA(215-1), DFE(235-1))의 다른 요소들의 구성(예를 들어, 디폴트 구성, 이전에 저장된 구성)을 수정 및/또는 변경하지 않으면서 구성된다. 또한, 이 예에서, 복수의 Rx 체인(205)의 요소들은 FMCW 레이더 센서(200)가 상이한 모드로 동시에 동작할 수 있게 하기 위해 독립적으로 구성 가능하다(즉, 복수의 Rx 체인(205)이 독립적으로 구성될 수 있다).
일부 구현예들에서, 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)의 요소들은 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)이 상이한 범위와 연관된 감지 능력을 제공할 수 있게 하기 위해 (예를 들어, 추후에) 재구성될 수도 있다. 이러한 경우에, MCU(245)는 업데이트된 구성 정보를 구성 레지스터(240)에 제공할 수 있고, 따라서 제 1 Rx 체인(205) 및/또는 제 2 Rx 체인(205)의 요소들이 재구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 4는 단지 예로서 제공된다. 다른 예들이 가능하며 도 4에 관하여 설명된 것과 다를 수도 있다. 예를 들어, FMCW 레이더 센서(200)는 FMCW 레이더 센서(200)가 (예를 들어, 제 1 Rx 체인(205)을 사용하는) 제 1 모드와, (예를 들어, 제 2 Rx 체인(205)을 사용하는) 제 2 모드와, (예를 들어, 제 3 Rx 체인(205)을 사용하는) 제 3 모드에서 동작할 수 있게 하도록 독립적으로 구성될 수 있는 요소들을 포함하는 제 3 Rx 체인(205)을 포함할 수도 있다.
일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서(200)는 복수의 Rx 체인(205)에 의한 사용을 위해 단일 양방향 상호 WDF를 포함할 수 있다. 도 5는, 복수의 Rx 체인(205)에 의한 사용을 위해 조합된 DFE(235)(예를 들어, Rx 체인(205-1) 및 Rx 체인(205-2) 둘 모두와 연관된 신호를 처리할 수 있는 DFE(235)) 내에 포함된, 단일 양방향 상호 WDF를 포함하는 FMCW 레이더 센서(200)의 예시적인 구현예(500)를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 양방향 상호 WDF는 제 1 Rx 체인(205)과 연관된 제 1 디지털 신호 및 제 2 Rx 체인(205)과 연관된 제 2 디지털 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 제 1 디지털 신호 및 제 2 디지털 신호는 주파수 다중화에 의해 조합될 수 있다. 예를 들어, 제 2 디지털 신호는 AFE(225-2)를 처리한 후 자유로운 주파수 간격으로 변조될 수 있다. 일부 구현예들에서, 3개 이상의 디지털 신호가 유사하게 처리될 수 있다(예를 들어, 타겟 샘플링 레이트 및 초기 스펙트럼이 허용되는 경우).
이 예에서, (예를 들어, 0MHz 내지 22MHz의 아날로그 대역폭과 연관된) 제 2 디지털 신호는, 교대 수열(alternating sequence)(예를 들어, a[n] = (-1)n)과 곱셈되어 수정된 디지털 신호(예를 들면, 도 5의 상위 곱셈기에 의해 도시된 바와 같이)를 생성할 수 있다. 여기서, 디지털 신호에 의해 지원되는 대역폭과 연관된 결과 스펙트럼은 (예를 들어, 교대 수열과의 곱셈이 없는 스펙트럼과 비교해 볼 때) 시프트된다. 이 예에서, ADC(230-0)에 의해 100MHz의 샘플링 레이트를 가정하면, 시프트된 스펙트럼은 (예를 들어, 0MHz 내지 22MHz가 아닌) 28MHz 내지 50MHz의 아날로그 대역폭과 연관된 지원을 보여준다.
다음으로, 도 5의 가산기에 도시된 바와 같이, 제 1 디지털 신호가 수정된 디지털 신호에 더해질 수 있다. 여기서, 비록 제 1 디지털 신호가 0MHz 내지 22MHz 아날로그 대역폭과 연관될 때에도, 대응 스펙트럼은 간섭하지 않는다. 조합된 디지털 신호는 조합된 DFE(235)의 양방향 상호 WDF에 의해 처리될 수 있다(예를 들어, 조합된 디지털 신호에 데시메이션이 적용될 수 있다). 이러한 방식으로, 조합된 DFE(235) 내의 단일 양방향 상호 WDF는 제 1 디지털 신호 및 제 2 디지털 신호 둘 모두를 동시에 처리할 수 있다. 따라서, 단일 양방향 상호 WDF가 사용됨으로써, (예를 들어, 각 Rx 체인(205) 내에 별개의 WDF를 포함하는 FMCW 레이더 센서(200)와 비교해 볼 때) FMCW 레이더 센서(200)의 비용 및/또는 복잡성을 감소시킬 수 있다. 일부 구현예들에서, 양방향 상호 WDF의 하나 이상의 파라미터는 (예를 들어, 구성 레지스터(240)에 의해 저장되고/되거나 MCU(245)에 의해 제공되는 정보에 기초하여) 독립적으로 구성 가능할 수도 있다.
이 예에서, 양방향 상호 WDF는 처리 동안 조합된 디지털 신호를 제 1 디지털 신호에 대응하는 저역 출력 및 제 2 디지털 신호에 대응하는 고역 출력으로 분리할 수 있다(예를 들어, 데시메이션 필터로 사용되는 반대역 저역 통과 양방향 상호 WDF는 무시할 수 있는 비용으로 등가의 고역 통과 출력을 결정할 수 있고 따라서 조합된 디지털 신호를 분리할 수 있다). 도 5의 하위 곱셈기에 의해 도시된 바와 같이, 그 이후 고역 통과 출력은 고주파 출력이 0MHz 내지 22MHz 아날로그 대역폭을 나타내도록 교대 순열과 곱해질 수 있다(예를 들어, 주파수 시프트된 신호의 하위 변조(down-modulation)는 신호의 기저 대역 표현을 하위 레벨로 복원한다). 저역 통과 출력 및 고역 통과 출력은 조합된 DFE(235)의 하나 이상의 다른 요소에 의해 추가로 처리될 수 있다.
앞서 나타난 바와 같이, 도 5는 단지 예로서 제공된다. 다른 예들이 가능하고 도 5에 관하여 설명된 것과 상이할 수 있다.
본원에 설명된 구현예들은 독립적으로 구성 가능한 요소들을 포함하는 하나 이상의 수신 체인들을 갖는 FMCW 레이더 센서를 제공한다. 일부 구현예들에서, 이러한 독립적으로 구성 가능한 요소는 FMCW 레이더 센서가 동시에 여러 모드로 동작할 수 있게 한다. 일부 구현예들에서, FMCW 레이더 센서는 복수의 수신 체인을 포함할 수 있는데, 여기서, 각각의 수신 체인의 요소는 독립적으로(예를 들어, 동일한 수신 체인의 다른 요소와 독립적으로, 상이한 수신 체인의 요소와 독립적 등) 구성 가능할 수 있다.
전술한 개시는 예시 및 설명을 제공하지만, 완전한 것을 의도하지 않으며 개시된 정확한 형태로 구현을 제한하려는 것은 아니다. 수정 및 변형이 본 개시물의 내용에 비추어 가능하거나 구현예의 실행으로부터 얻어질 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 요소라는 용어는 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 폭넓게 해석되도록 의도된다.
특정한 특징들의 조합이 청구 범위에 기재되고/되거나 명세서에 개시되어 있을지라도, 이들 조합은 가능한 구현의 개시를 제한하지 않는다. 사실, 이들 특징 중 다수는 청구 범위 및/또는 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 방식으로 조합될 수 있다. 아래에 열거된 각각의 종속 청구항은 하나의 청구항에만 직접적으로 의존할 수 있지만, 가능한 구현의 개시는 청구 범위 세트의 모든 다른 청구항과 결합하여 각각의 종속 청구항을 포함한다.
본원에서 사용된 어떠한 요소, 동작 또는 명령도 명시적으로 기술되지 않는 한 결정적이거나 필수적이라고 해석되어서는 안 된다. 또한, 본원에 사용된 바와 같이, 단수 용어("a" 및 "an")는 하나 이상의 항목을 포함하도록 의도되며, "하나 이상"과 호환 가능하게 사용될 수 있다. 또한, "세트"라는 용어는 하나 이상의 항목(예를 들어, 관련 항목, 비 관련 항목, 관련 항목의 조합 및 관련 없는 항목 등)을 포함하도록 의도될 수 있고, "하나 이상"과 호환 가능하게 사용될 수 있다. 하나의 항목으로만 의도된 경우, 용어 "하나" 또는 유사한 언어가 사용된다. 또한, 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "갖다(has, have)", "갖는(having)" 등의 용어는 제한 없는 용어인 것으로 의도된다. 또한, "~에 기초한"이라는 문구는 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "적어도 부분적으로 기초하여"를 의미하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 주파수 변조 연속파(frequency-modulated continuous-wave: FMCW) 레이더 센서로서,
    수신 체인을 포함하되,
    상기 수신 체인은 상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 복수의 요소를 포함하고,
    상기 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는 상기 수신 체인의 감지 능력을 제 1 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 2 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능한
    FMCW 레이더 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 체인은 제 1 수신 체인이고,
    상기 복수의 요소는 제 1 복수의 요소이며,
    상기 FMCW 레이더 센서는, 상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 상기 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 2 복수의 요소를 포함하는 제 2 수신 체인을 포함하고,
    상기 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는, 상기 제 2 수신 체인의 감지 능력을 제 3 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 4 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소에 대해 독립적이면서 상기 제 1 복수의 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능한
    FMCW 레이더 센서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 체인은 제 1 수신 체인이고 상기 복수의 요소는 제 1 복수의 요소이며,
    상기 제 1 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 거리 범위와 연관된 제 1 모드에서 동작하게 하고,
    상기 FMCW 레이더 센서는, 상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 상기 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 2 복수의 요소를 포함하는 제 2 수신 체인을 더 포함하되,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 제 3 거리 범위와 연관된 제 2 모드에서 동작하게 하고,
    상기 제 3 거리 범위는 상기 제 1 거리 범위와 상이하며,
    상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 동시에 동작하게 하는
    FMCW 레이더 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 모드와 연관된 제 1 데이터 출력 레이트는 상기 제 2 모드와 연관된 제 2 데이터 출력 레이트와 일치하는
    FMCW 레이더 센서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 제 2 수신 체인에 대응하는 디지털 신호와 연관된 대역 선택(band selection)을 수행하기 위한 필터를 포함하는
    FMCW 레이더 센서.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소는 단일 집적 회로 상에 배치되는
    FMCW 레이더 센서.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 체인은 제 1 수신 체인이고, 상기 복수의 요소는 제 1 복수의 요소이며,
    상기 FMCW 레이더 센서는,
    상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 상기 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 2 복수의 요소를 포함하는 제 2 수신 체인과,
    상기 제 1 수신 체인 및 상기 제 2 수신 체인과 연관된 조합형 디지털 신호를 처리하기 위한 파장 디지털 필터를 포함하되,
    상기 파장 디지털 필터는 상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소 둘 모두에 포함되는
    FMCW 레이더 센서.
  8. 레이더 센서로서,
    상기 레이더 센서에 의해 수신된 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 1 복수의 요소를 포함하는 제 1 수신 체인과,
    상기 레이더 센서에 의해 수신된 상기 레이더 신호를 처리하는 것과 연관된 제 2 복수의 요소를 포함하는 제 2 수신 체인을 포함하되,
    상기 제 1 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는, 상기 제 1 수신 체인의 감지 능력을 제 1 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 2 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 제 1 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소 및 상기 제 2 수신 체인과 연관된 상기 제 2 복수의 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능하고,
    상기 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 요소는, 상기 제 2 수신 체인의 감지 능력을 제 3 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 4 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 제 2 복수의 요소 중 적어도 하나의 다른 요소 및 상기 제 1 수신 체인과 연관된 상기 제 1 복수의 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능한
    레이더 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이더 센서는 주파수 변조 연속파 레이더 센서인
    레이더 센서.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 요소는 상기 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 거리 범위와 연관된 제 1 모드에서 동작하게 하고, 상기 제 2 복수의 요소는 상기 레이더 센서로 하여금 상기 제 3 거리 범위와 연관된 제 2 모드에서 동작하게 하며,
    상기 제 3 거리 범위는 상기 제 1 거리 범위와 상이하고,
    상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소는 상기 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 동시에 동작하게 하는
    레이더 센서.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 모드와 연관된 제 1 샘플링 레이트는 상기 제 2 모드와 연관된 제 2 샘플링 레이트와 일치하지 않는
    레이더 센서.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 제 2 수신 체인에 대응하는 디지털 신호와 연관된 대역 선택을 수행하기 위한 디지털 필터를 포함하는
    레이더 센서.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 복수의 요소 중 하나 이상의 요소 또는 상기 제 2 복수의 요소 중 하나 이상의 요소를 재구성하는데 사용되는 구성 정보(configuration information)를 저장하기 위한 구성 레지스터를 더 포함하는
    레이더 센서.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 수신 체인 및 상기 제 2 수신 체인과 연관된 조합형 디지털 신호를 처리하기 위한 파장 디지털 필터를 더 포함하되,
    상기 파장 디지털 필터는 상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소에 포함되는
    레이더 센서.
  15. 주파수 변조 연속파(FMCW) 레이더 센서로서,
    상기 FMCW 레이더 센서로부터 수신된 신호를 처리하고 출력을 제공하는 복수의 요소를 포함하되,
    상기 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서의 수신 체인과 연관되고,
    상기 복수의 요소 중의 요소는 상기 수신 체인의 감지 능력을 제 1 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 2 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 복수의 요소 중의 다른 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능한
    FMCW 레이더 센서.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 요소는 제 1 복수의 요소이고, 상기 수신 체인은 제 1 수신 체인이며, 상기 출력은 제 1 출력이고,
    상기 FMCW 레이더 센서는, 상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 상기 신호를 처리하고 제 2 출력을 제공하는 제 2 복수의 요소를 더 포함하되,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서의 제 2 수신 체인과 연관되고,
    상기 제 2 복수의 요소 중의 요소는 상기 제 2 수신 체인의 감지 능력을 제 3 거리 범위에 대응하는 것으로부터 제 4 거리 범위에 대응하는 것으로 변경하도록 상기 제 2 복수의 요소 중 다른 요소 및 상기 제 1 복수의 요소에 대해 독립적으로 재구성 가능한
    FMCW 레이더 센서.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 요소는 제 1 복수의 요소이고, 상기 수신 체인은 제 1 수신 체인이며, 상기 출력은 제 1 출력이고,
    상기 제 1 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 거리 범위와 연관된 제 1 모드에서 동작하게 하며,
    상기 FMCW 레이더 센서는, 상기 FMCW 레이더 센서에 의해 수신된 상기 신호를 처리하고 제 2 출력을 제공하기 위한 제 2 복수의 요소를 더 포함하되,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서의 제 2 수신 체인과 연관되고,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 제 3 거리 범위와 연관된 제 2 모드에서 동작하게 하며,
    상기 제 3 거리 범위는 상기 제 1 거리 범위와 상이하고,
    상기 제 1 복수의 요소 및 상기 제 2 복수의 요소는 상기 FMCW 레이더 센서로 하여금 상기 제 1 모드 및 상기 제 2 모드에서 동시에 동작하게 하는
    FMCW 레이더 센서.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 모드와 연관된 제 1 데이터 출력 레이트는 상기 제 2 모드와 연관된 제 2 데이터 출력 레이트와 일치하는
    FMCW 레이더 센서.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 복수의 요소는 상기 제 2 수신 체인에 대응하는 디지털 신호와 연관된 대역 선택을 수행하기 위한 필터를 포함하는
    FMCW 레이더 센서.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 요소를 재구성하는 것과 연관된 구성 정보를 제공하는 마이크로컨트롤러를 더 포함하는
    FMCW 레이더 센서.
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