KR102142605B1 - 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법 - Google Patents

광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 송신장치에서 발생시킨 신호의 왜곡을 보정하는 방법으로서, 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 과정; 상기 가상신호의 파형을 측정하는 과정; 및 상기 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라, 상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하여 출력신호를 발생시키는 과정;을 포함하고, 획득하는 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법{WIDEBAND TRANSMITTER, SYNTHETIC APPARATUS RADAR USING THE SAME, AND DISTORTION COMPENSATING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 획득하는 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로 영상 레이더 기술은 지상에 고정된 표적에 대하여 레이더가 상대적으로 이동하면서, 안테나를 이용하여 신호를 송신하고, 표적에서 반사되는 신호를 수신하여 획득한 데이터로 영상을 생성하는 기술이다. 영상의 해상도는 안테나의 크기와 사용하는 신호의 특성에 따라 결정된다
예를 들어, 안테나의 크기가 증가할수록 고해상도의 영상 획득이 가능하다. 하지만 안테나가 증가될 수 있는 크기에는 제한이 있다. 따라서, 안테나의 크기를 이용하여 영상의 해상도를 증가시키는데 한계가 있다.
한편, 영상의 해상도는 송수신되는 신호의 대역폭에도 영향을 받는다. 이에, 고해상도의 영상을 획득하기 위해서는 광대역의 파형을 가지는 신호를 발생시켜야 한다. 종래에는 광대역의 파형을 가지는 신호를 발생시키기 위해, 직접 디지털 파형 합성기(DDS: Direct Digital Synthersizer)를 이용하여 신호를 발생시켰다. 직접 디지털 파형 합성기는 입력되는 변수에 따라 발생시키는 신호의 파형을 조절할 수 있다.
그러나 직접 디지털 파형 합성기로 신호를 발생시키는 경우, 높은 중심 주파수에서 넓은 대역의 파형을 생성할 때 위상 오차(또는, 디지털 오차)에 의한 잘림 현상이나, 클럭 제한이 발생할 수 있다. 따라서, 영상 레이더 설비가 정확한 신호를 수신할 수 없어, 획득하는 영상의 품질이 저하되는 문제가 있다.
KR 10-1007406 B
본 발명은 파형의 왜곡을 보정할 수 있는 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법을 제공한다.
본 발명은 세밀한 신호를 발생시킬 수 있는 광대역 송신장치, 이를 구비하는 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법을 제공한다.
본 발명은 획득하는 영상의 품질을 향상시킬 수 있는 광대역 송신장치, 이를 구비하는 영상 레이더 설비, 및 이의 왜곡 보정방법을 제공한다.
본 발명은 입력기; 상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 신호 발생기; 및 출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 상기 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하는 오차 보정기;를 포함한다.
상기 오차 보정기는, 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 생성부; 가상신호의 파형을 측정하는 측정부; 가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교하여 위상 오차 발생여부를 판단하는 비교부; 및 가상신호에 위상 오차가 발생했다고 판단되면, 위상 오차를 설정값으로 보정하기 위한 가상신호의 세기를 산출하고, 산출된 조건에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하는 보정부;를 포함한다.
본 발명은 입력기; 상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 복수개의 신호 발생기; 및 상기 복수개의 신호 발생기에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성하는 합성기;를 포함한다.
상기 신호 발생기는 짝수개가 구비된다.
상기 합성기는, 사인파를 가지는 제1 합성신호를 생성하는 제1 합성부; 및 코사인파를 가지는 제2 합성신호를 생성하는 제2 합성부;를 포함하고, 상기 신호 발생기는 상기 제1 합성부에 전달하는 출력신호와, 제2 합성부에 전달하는 출력신호를 각각 발생시킨다.
본 발명은 입력기; 상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 복수개의 신호 발생기; 상기 복수개의 신호 발생기에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성하는 합성기; 및 출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 측정결과에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하여 출력신호의 위상 오차를 보정하는 오차 보정기;를 포함한다.
상기 신호 발생기는 디지털 방식으로 주파수를 생성하는 직접 디지털 파형 합성기를 포함한다.
본 발명은 표적의 위치 정보를 이용하여 영상을 획득하는 영상 레이더 설비로서, 출력신호를 생성하는 광대역 송신장치; 생성된 출력신호를 송신하고, 송신된 출력신호 중 표적에 반사되어 되돌아오는 반사신호를 수신하는 방사장치; 및 수신된 반사신호를 처리하여 영상을 생성하는 처리장치;를 포함한다.
본 발명은 광대역 송신장치에서 발생시킨 신호의 왜곡을 보정하는 방법으로서, 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 과정; 상기 가상신호의 파형을 측정하는 과정; 및 상기 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라, 상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하여 출력신호를 발생시키는 과정;을 포함한다.
상기 가상신호의 파형을 측정하는 과정은, 상기 가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교하여 위상 오차 발생여부를 판단하는 과정을 포함한다.
상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하는 과정은, 상기 가상신호에서 위상 오차가 상기 설정값으로 보정되는 조건을 산출하는 과정; 및 산출된 조건으로 상기 출력신호를 발생시키는 과정;을 포함한다.
상기 가상신호의 파형은 상기 가상신호의 시간에 따른 크기 변화를 나타내며, 상기 가상신호에서 위상 오차가 상기 설정값으로 보정되는 조건을 산출하는 과정은, 위상 오차가 발생하는 시간에 설정값과 상기 가상신호의 세기 차를 구하는 과정을 포함하고, 산출된 조건으로 상기 출력신호를 발생시키는 과정은, 상기 가상신호에서 위상 오차가 발생하는 시간과 동일한 시간에, 상기 설정값과 상기 가상신호의 세기 차만큼 상기 출력신호의 세기를 조절하는 과정을 포함한다.
상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 과정은, 복수개의 신호 발생기로 출력신호를 발생시키는 과정; 및 복수개의 출력신호를 합성하여 합성신호를 발생시키는 과정;을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 광대역의 파형을 가지는 신호를 발생시킬 때, 위상 오차에 의해 발생하는 파형의 왜곡을 보정할 수 있다. 이에, 보정된 신호를 송신하고 표적에서 반사되는 신호를 정확하게 수신하여, 고품질의 영상을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 세밀한 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 신호를 이용하여 획득하는 영상의 해상도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 레이더 설비의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정기의 구조를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보정방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은 비교 예에 따른 출력신호의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 출력신호의 파형을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 영상 레이더 설비의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 영상 레이더 설비에 대해 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 영상 레이더 설비(10)는 표적의 위치 정보를 이용하여 영상을 획득하는 영상 레이더 설비이다. 영상 레이더 설비(10)는 광대역 송신장치(100), 방사장치(200), 및 처리장치(300)를 포함한다.
광대역 송신장치(100)는 첩 파형을 가지는 출력신호를 생성하는 역할을 한다. 광대역 송신장치(100)의 상세한 구조는 하기에서 설명하기로 한다.
방사장치(200)는 광대역 송신장치(100)와 연결되고, 광대역 송신장치(100)에서 생성된 출력신호를 외부로 송신할 수 있다. 방사장치(200)는 송신된 출력신호 중 표적에 반사되어 되돌아오는 반사신호를 수신하고, 수신된 반사신호를 처리장치(300)로 전송할 수 있다.
처리장치(300)는 방사장치(200)와 연결되고, 방사장치(200)에서 수신된 반사신호를 처리하여 영상을 생성할 수 있다. 처리장치(300)에서 생성하는 영상의 해상도는 송수신되는 신호의 대역폭에도 영향을 받는다. 따라서, 고해상도의 영상을 획득하기 위해서, 광대역 송신장치(100)가 광대역의 파형을 가지는 출력신호를 발생시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정기의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광대역 송신장치(100)에 대해 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 광대역 송신장치(100)는 출력신호에서 발생하는 왜곡을 보정할 수 있다. 광대역 송신장치(100)는 입력기(110), 신호 발생기(120), 및 오차 보정기(130)를 포함한다.
입력기(110)는 신호 발생기(120)의 작동을 제어하는 제어기일 수 있다. 입력기(110)는 미리 입력된 조건에 따라 신호 발생기(120)가 발생시키는 출력신호의 주파수 세기나 주파수 진폭 등을 조절할 수 있다.
신호 발생기(120)는 입력기(110)와 연결된다. 신호 발생기(120)는 입력기(110)에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(120)는 디지털 방식으로 주파수를 생성하는 직접 디지털 파형 합성기일 수 있다. 따라서, 신호 발생기(120)는 입력기(110)의 명령에 따른 파형으로 출력신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 첩 파형은 주기적으로 세기의 증가와 감소가 나타나는 파형일 수 있다.
한편, 광대역 송신장치(100)는 변환기(150), 및 필터(160)를 더 포함할 수도 있다. 이에, 방사장치(200)로 출력신호가 전달되기 전에, 변환기(150)와 필터(160)에서 출력신호가 처리될 수 있다.
변환기(150)는 신호 발생기(120)와 연결된다. 변환기(150)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC: Digital to Analog Converter)일 수 있다. 신호 발생기(120)가 출력신호를 디지털 방식으로 생성할 수 있다. 따라서, 신호 발생기(120)에서 발생시킨 출력신호가 변환기(150)로 전달되면, 출력신호가 아날로그 방식의 신호로 변환될 수 있다.
또한, 변환기(150)는 제1 변환부(151), 및 제2 변환부(152)를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 신호 발생기(120)가 두 가지의 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(120)는 사인파의 제1 출력신호(또는, I 신호)와, 코사인파의 제2 출력신호(또는, Q 신호)를 발생시킬 수 있다. 따라서, 제1 변환부(151)에는 제1 출력신호가 전달되고, 제2 변환부(152)에는 제2 출력신호가 전달될 수 있다. 이에, 각 변환부가 각 출력신호를 아날로그 방식으로 전환할 수 있다.
필터(160)는 변환기(150)와 연결된다. 필터(160)는 변환기(150)에서 전달되는 출력신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다. 이에, 방사장치(200)로 출력신호의 원신호가 전달될 수 있다.
또한, 필터(160)는 제1 필터부(161), 및 제2 필터부(162)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(161)는 제1 변환부(151)와 연결되고, 제2 필터부(162)는 제2 변환부(152)와 연결된다. 이에, 제1 변환부(151)에서 아날로그 신호로 변환된 제1 출력신호는 제1 필터부(161)를 통과하면서 불요파 성분이 제거되고, 제2 변환부(152)에서 아날로그 신호로 변환된 제2 출력신호는 제2 필터부(162)를 통과하면서 불요파 성분이 제거될 수 있다.
오차 보정기(130)는 입력기(110)와 연결된다. 오차 보정기(130)는 출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라 입력기(110)에 입력되는 조건을 조절할 수 있다. 이에, 오차 보정기(130)는 출력신호의 위상 오차를 보정할 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 오차 보정기(130)는 생성부(131), 측정부(132), 비교부(133), 및 보정부(134)를 포함한다. 이때, 오차 보정기(130)는 가상적으로 신호를 발생시켜 시뮬레이션을 수행하는 프로그램일 수 있다.
생성부(131)는 가상적으로 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시킬 수 있다. 생성부(131)는 신호 발생기(120)와 동일한 파형의 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 출력신호가 발생되는 상황과 동일하거나 유사한 상황을 가상적으로 구현할 수 있다.
또한, 생성부(131)는 신호 발생기(120)와 동일하게 두 가지의 가상신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 생성부(131)는 사인파의 제1 가상신호와, 코사인파의 제2 가상신호를 생성할 수 있다.
측정부(132)는 가상신호의 파형을 측정할 수 있다. 측정부(132)는 가상신호의 위상 누적 결과를 그래프 형태로 나타낼 수 있다. 따라서, 시간에 따른 가상신호의 세기 변화를 확인할 수 있다. 이때, 측정부(132)와 제1 가상신호의 파형과, 제2 가상신호의 파형을 별도로 각각 측정할 수 있다.
비교부(133)는 가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교하여, 가상신호의 파형에서 위상 오차가 발생여부, 및 오차가 발생하는 부분을 찾을 수 있다. 즉, 비교부(133)는 가상신호의 파형에서 설정값과 차이가 발생하는 부분에 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 따라서, 어느 시간에 위상 오차가 발생했는지 확인할 수 있다. 이때, 제1 가상신호의 파형과, 제2 가상신호의 파형은 별도로 설정값과 비교될 수 있다. 제1 가상신호의 파형과 비교하는 설정값은, 제2 가상신호와 비교하는 설정값과 다르게 설정될 수 있다.
보정부(134)는 위상 오차가 발생한 부분이 설정값으로 보정되는 가상신호의 세기를 산출할 수 있다. 즉, 위상 오차가 발생하는 시간에서, 가상신호의 세기와 설정값 차를 구할 수 있다. 따라서, 위상 오차가 발생하는 시간에 가상신호의 세기가 설정값이 되도록 증가되거나 감소되는 조건을 산출할 수 있다. 이때, 제1 가상신호가 보정되는 조건과, 제2 가상신호가 보정되는 조건을 각각 구할 수 있다.
또한, 보정부(134)는 산출된 조건에 따라 입력기에 입력되는 조건을 조절할 수 있다. 즉, 보정부(134)는 출력신호가 가상신호와 동일한 시간에 동일한 위상 오차가 발생한다고 간주하고, 출력신호가 발생하는 조건을 조절하여 출력신호에 위상 오차에 의한 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 제1 가상신호가 보정되는 조건으로 제1 출력신호가 발생되는 조건을 설정하고, 제2 가상신호가 보정되는 조건으로 제2 출력신호가 발생되는 조건을 설정할 수 있다. 따라서, 가상신호에서 위상 오차가 발생하는 시간에, 실제 출력신호에 위상 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 광대역 송신장치(100)가 보정된 출력신호를 송신할 수 있기 때문에, 처리장치(300)에서 고품질의 영상을 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치에 대해 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 광대역 송신장치(100)는 세밀한 출력신호를 발생시킬 수 있다. 광대역 송신장치(100)는 입력기(110), 복수개의 신호 발생기(120), 및 합성기(140)를 포함한다.
입력기(110)는 신호 발생기(120)의 작동을 제어하는 제어기일 수 있다. 입력기(110)는 미리 입력된 조건에 따라 신호 발생기(120)가 발생시키는 출력신호의 주파수 세기나 주파수 진폭 등을 조절할 수 있다.
복수개의 신호 발생기(120)는 입력기(110)와 연결된다. 신호 발생기(120)는 입력기(110)에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(120)는 디지털 방식으로 주파수를 생성하는 직접 디지털 파형 합성기일 수 있다. 따라서, 신호 발생기(120)는 입력기(110)의 명령에 따른 파형으로 출력신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 첩 파형은 주기적으로 세기의 증가와 감소가 나타나는 파형일 수 있다.
또한, 하나의 신호 발생기(120)가 두 가지의 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(120)는 사인파의 제1 출력신호(또는, I 신호)와, 코사인파의 제2 출력신호(또는, Q 신호)를 발생시킬 수 있다. 이에, 하나의 신호 발생기(120)가 후술될 제1 합성부에 전달하는 제1 출력신호와, 제2 합성부에 전달하는 제2 출력신호를 각각 발생시킬 수 있다.
또한, 신호 발생기(120)는 짝수개가 구비될 수도 있다. 이에, 출력신호들을 한 클럭으로 합성할 때, 한 클럭을 용이하게 분할하여 출력신호들 각각이 배치되는 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 4개의 신호 발생기(120)가 구비될 수 있다. 그러나 신호 발생기(120)가 구비되는 개수는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
합성기(140)는 복수개의 신호 발생기(120)와 연결된다. 합성기(140)는 신호 발생기들에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성할 수 있다. 합성기(140)는 제1 합성부(141), 및 제2 합성부(142)를 포함한다.
제1 합성부(141)는 복수개의 신호 발생기(120)와 연결된다. 제1 합성부(141)는 사인파를 가지는 제1 출력신호들을 합성하여, 사인파를 가지는 하나의 제1 합성신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 4개의 제1 출력신호를 합성하는 경우, 1 클럭의 제1 출력신호를 1/4 클럭으로 압축하고, 1/4 압축된 4개의 제1 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호는 제1 출력신호보다 약 4배 세밀하게 형성될 수 있다. 이에, 세밀한 신호를 이용하여 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
또는, 4개의 제1 출력신호를 합성하는 경우, 1/4 클럭의 제1 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성할 수 있다. 이에, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성하는데 소요되는 시간이 약 1/4로 감소할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호를 신속하게 생성할 수 있다.
제2 합성부(142)는 복수개의 신호 발생기(120)와 연결된다. 제2 합성부(142)는 코사인파를 가지는 제2 출력신호들을 합성하여, 코사인파를 가지는 하나의 제2 합성신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 4개의 제2 출력신호를 합성하는 경우, 1 클럭의 제2 출력신호를 1/4 클럭으로 압축하고, 1/4 압축된 4개의 제2 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성할 수 있다. 따라서, 제2 합성신호는 제2 출력신호보다 약 4배 세밀하게 형성될 수 있다. 이에, 세밀한 신호를 이용하여 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
또는, 4개의 제2 출력신호를 합성하는 경우, 1/4 클럭의 제2 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성할 수 있다. 이에, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성하는데 소요되는 시간이 약 1/4로 감소할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호를 신속하게 생성할 수 있다.
한편, 광대역 송신장치(100)는 변환기(150), 및 필터(160)를 더 포함할 수도 있다. 이에, 방사장치(200)로 출력신호가 전달되기 전에, 변환기(150)와 필터(160)에서 출력신호가 처리될 수 있다.
변환기(150)는 합성기(140)와 연결된다. 변환기(150)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC: Digital to Analog Converter)일 수 있다. 신호 발생기(120)가 출력신호를 디지털 방식으로 생성할 수 있다. 따라서, 합성신호도 디지털 방식으로 생성될 수 있다. 이에, 합성신호가 변환기(150)로 전달되면, 합성신호가 아날로그 방식의 신호로 변환될 수 있다.
또한, 변환기(150)는 제1 변환부(151), 및 제2 변환부(152)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 변환부(151)에는 제1 합성신호가 전달되고, 제2 변환부(152)에는 제2 합성신호가 전달될 수 있다. 이에, 각 변환부가 각 합성신호를 아날로그 방식으로 전환할 수 있다.
필터(160)는 변환기(150)와 연결된다. 필터(160)는 변환기(150)에서 전달되는 합성신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다. 이에, 방사장치(200)로 합성신호의 원신호가 전달될 수 있다.
또한, 필터(160)는 제1 필터부(161), 및 제2 필터부(162)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(161)는 제1 변환부(151)와 연결되고, 제2 필터부(162)는 제2 변환부(152)와 연결된다. 이에, 제1 변환부(151)에서 아날로그 신호로 변환된 제1 합성신호는 제1 필터부(161)를 통과하면서 불요파 성분이 제거되고, 제2 변환부(152)에서 아날로그 신호로 변환된 제2 합성신호는 제2 필터부(162)를 통과하면서 불요파 성분이 제거될 수 있다.
이처럼 복수개의 신호 발생기(120)를 이용하여, 세밀한 신호를 발생시키거나, 신속하게 신호를 발생시킬 수 있다. 따라서, 세밀한 신호를 이용하여 획득한 영상의 품질을 향상시키거나, 영상을 신속하게 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광대역 송신장치에 대해 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 광대역 송신장치(100)는 출력신호에서 발생하는 왜곡을 보정하면서, 세밀한 출력신호를 발생시킬 수 있다. 광대역 송신장치(100)는 입력기(110), 복수개의 신호 발생기(120), 합성기(140), 및 오차 보정기(130)를 포함한다. 광대역 송신장치(100)는 변환기(150), 및 필터(160)를 더 포함할 수도 있다.
입력기(110)는 신호 발생기(120)의 작동을 제어하는 제어기일 수 있다. 입력기(110)는 미리 입력된 조건에 따라 신호 발생기(120)가 발생시키는 출력신호의 주파수 세기나 주파수 진폭 등을 조절할 수 있다.
복수개의 신호 발생기(120)는 입력기(110)와 연결된다. 신호 발생기(120)는 입력기(110)에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 발생기(120)는 디지털 방식으로 주파수를 생성하는 직접 디지털 파형 합성기일 수 있다. 따라서, 신호 발생기(120)는 입력기(110)의 명령에 따른 파형으로 출력신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 첩 파형은 주기적으로 세기의 증가와 감소가 나타나는 파형일 수 있다.
합성기(140)는 복수개의 신호 발생기(120)와 연결된다. 합성기(140)는 신호 발생기들에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성할 수 있다.
오차 보정기(130)는 입력기(110)와 연결된다. 오차 보정기(130)는 출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라 입력기(110)에 입력되는 조건을 조절할 수 있다. 이에, 오차 보정기(130)는 출력신호의 위상 오차를 보정할 수 있다.
변환기(150)는 합성기(140)와 연결된다. 변환기(150)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(DAC: Digital to Analog Converter)일 수 있다. 신호 발생기(120)가 출력신호를 디지털 방식으로 생성할 수 있다. 따라서, 합성신호도 디지털 방식으로 생성될 수 있다. 이에, 합성신호가 변환기(150)로 전달되면, 합성신호가 아날로그 방식의 신호로 변환될 수 있다.
필터(160)는 변환기(150)와 연결된다. 필터(160)는 변환기(150)에서 전달되는 합성신호에서 불요파 성분을 제거할 수 있다. 이에, 방사장치(200)로 합성신호의 원신호가 전달될 수 있다.
이처럼 광대역의 파형을 가지는 신호를 발생시킬 때, 위상 오차에 의해 발생하는 파형의 왜곡을 보정할 수 있다. 이에, 보정된 신호를 송신하고 표적에서 반사되는 신호를 정확하게 수신하여, 고품질의 영상을 생성할 수 있다.
또한, 복수개의 신호 발생기(120)를 이용하여, 세밀한 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 신호를 이용하여 획득하는 영상의 해상도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 영상의 품질을 향상시킬 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 실시 예들 간에 다양한 조합이 가능하다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 보정방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 7은 비교 예에 따른 출력신호의 파형을 나타내는 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 출력신호의 파형을 나타내는 그래프이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 보정방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 보정방법은, 광대역 송신장치에서 발생시킨 신호의 왜곡을 보정하는 방법이다. 보정방법은, 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 과정, 가상신호의 파형을 측정하는 과정, 및 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라, 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하여 출력신호를 발생시키는 과정을 포함한다.
우선, 도 5를 참조하면 광대역 송신장치(100)의 오차 보정기(130)에서 첩 파형을 가지는 가상신호를 발생(S110)를 발생시킬 수 있다. 가상신호는 광대역 송신장치(100)의 신호 발생기(120)와 동일한 파형의 신호일 수 있다. 따라서, 출력신호가 발생되는 상황과 동일하거나 유사한 상황을 가상적으로 구현할 수 있다.
이때, 가상신호는 두 가지가 생성될 수 있다. 즉, 사인파의 제1 가상신호와, 코사인파의 제2 가상신호를 생성할 수 있다. 제1 가상신호는 신호 발생기(120)가 발생시키는 사인파의 제1 출력신호(또는, I 신호)에 대응하고, 제2 가상신호는 신호 발생기(120)가 발생시키는 코사인파의 제2 출력신호(또는, Q 신호)에 대응할 수 있다.
그 다음, 가상신호의 파형을 측정(S120)할 수 있다. 예를 들어, 가상신호의 위상 누적 결과를 그래프 형태로 나타낼 수 있다. 따라서, 가상신호의 시간에 따른 크기 변화를 확인할 수 있다. 제1 가상신호의 파형과, 제2 가상신호의 파형은 별도로 각각 측정할 수 있다.
그 다음, 그래프를 이용하여 가상신호의 위상 오차 발생 여부를 확인(S130)할 수 있다. 예를 들어, 가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교할 수 있다. 가상신호의 파형에서 설정값과 차이가 발생하는 부분을 발견하면, 그 부분에 위상 오차가 발생했다고 판단할 수 있다. 따라서, 어느 시간에 위상 오차가 발생하는지 확인할 수 있다.
이때, 제1 가상신호의 파형과, 제2 가상신호의 파형은 별도로 설정값과 비교될 수 있다. 제1 가상신호의 파형과 비교하는 설정값은, 제2 가상신호와 비교하는 설정값과 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 제1 가상신호와 제2 가상신호는 서로 다른 기준으로 위상 오차 발생 여부를 판단할 수 있다.
가상신호의 위상 오차가 발생했다고 판단되면, 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절(S140)할 수 있다. 먼저, 가상신호에서 위상 오차가 발생한 부분이 설정값으로 보정되는 조건을 산출할 수 있다. 즉, 위상 오차가 발생하는 시간에 설정값과 가상신호의 세기 차를 구할 수 있다. 따라서, 어느 시간에 가상신호의 세기를 어느 정도로 증가시키거나 감소시켜야 설정값과 같아지는지 산출할 수 있다.
그 다음, 출력신호를 발생(S150)시킬 수 있다. 출력신호에 위상 오차가 발생하는 것을 방지하기 위해, 가상신호를 이용하여 산출된 조건으로 출력신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 가상신호에서 위상 오차가 발생하는 시간과 동일한 시간에, 설정값과 가상신호의 세기 차만큼 출력신호의 세기를 증가하거나 감소시켜 조절할 수 있다. 따라서, 위상 오차로 인해 출력신호의 파형이 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 출력신호가 발생하는 조건을 조절하지 않고, 출력신호를 발생시켰을 때, 출력신호의 파형을 나타낸다. 도 7의 (a)는 제1 출력신호의 파형 측정결과이다. 도 7의 (a)를 보면 설정값은 4000으로 설정되었고, 약 1.8 시간대에 제1 출력신호의 세기가 약 600으로 나타났다. 따라서, 1.8 시간대에 제1 출력신호의 위상 오차가 발생했다는 것을 확인할 수 있다. 이에, 제1 출력신호의 파형이 왜곡되어 영상의 품질이 저하될 수 있다.
또한, 도 7의 (b)는 제2 출력신호의 파형 측정결과이다. 도 7의 (b)를 보면 설정값은 2000으로 설정되었고, 약 1.8 시간대에 제2 출력신호의 위상 오차가 발생했다는 것을 확인할 수 있다. 이에, 제2 출력신호의 파형이 왜곡되어 영상의 품질이 저하될 수 있다.
도 8은 출력신호가 발생하는 조건을 조절하고, 출력신호를 발생시켰을 때, 출력신호의 파형을 나타낸다. 도 8의 (a)는 보정된 제1 출력신호의 파형 측정결과이다. 도 8의 (a)를 보면 약 1.8 시간대에 제1 출력신호의 세기를 원래보다 증가시켜 설정값과 같아졌다. 따라서, 1.8 시간대에 제1 출력신호의 위상 오차가 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에, 제1 출력신호의 파형이 왜곡되지 않아 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 8의 (b)는 보정된 제2 출력신호의 파형 측정결과이다. 도 8의 (b)를 보면 약 1.8 시간대에 제2 출력신호의 세기를 조절하여 설정값과 같아졌다. 따라서, 1.8 시간대에 제2 출력신호의 위상 오차가 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에, 제2 출력신호의 파형이 왜곡되지 않아 영상의 품질이 향상될 수 있다.
이때, 광대역 송신장치(100)는 복수개의 신호 발생기(120)를 이용하여 출력신호를 발생시킬 수 있다. 복수개의 출력신호를 합성하여 합성신호를 발생시켜, 방사장치(200)에 전달할 수 있다. 제1 출력신호들을 합성하는 작업과, 제2 출력신호들을 합성하는 작업은 별도로 수행될 수 있다.
예를 들어, 4개의 제1 출력신호를 합성하는 경우, 1 클럭의 제1 출력신호를 1/4 클럭으로 압축하고, 1/4 압축된 4개의 제1 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호는 제1 출력신호보다 약 4배 세밀하게 형성될 수 있다. 이에, 세밀한 신호를 이용하여 영상의 품질을 향상시킬 수 있고, 신호 발생기(120)들에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있다.
한편, 4개의 제2 출력신호를 합성하는 경우, 1 클럭의 제2 출력신호를 1/4 클럭으로 압축하고, 1/4 압축된 4개의 제2 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성할 수 있다. 따라서, 제2 합성신호는 제2 출력신호보다 약 4배 세밀하게 형성될 수 있다. 이에, 세밀한 신호를 이용하여 영상의 품질을 향상시킬 수 있고, 신호 발생기(120)들에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있다.
또는, 4개의 제1 출력신호를 합성하는 경우, 1/4 클럭의 제1 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성할 수 있다. 이에, 1 클럭의 제1 합성신호를 생성하는데 소요되는 시간이 약 1/4로 감소할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호를 신속하게 생성할 수 있다.
한편, 4개의 제2 출력신호를 합성하는 경우, 1/4 클럭의 제2 출력신호들을 합성하여, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성할 수 있다. 이에, 1 클럭의 제2 합성신호를 생성하는데 소요되는 시간이 약 1/4로 감소할 수 있다. 따라서, 제1 합성신호를 신속하게 생성할 수 있다.
이처럼 광대역의 파형을 가지는 신호를 발생시킬 때, 위상 오차에 의해 발생하는 파형의 왜곡을 보정할 수 있다. 이에, 보정된 신호를 송신하고 표적에서 반사되는 신호를 정확하게 수신하여, 고품질의 영상을 생성할 수 있다.
또한, 복수개의 신호 발생기(120)를 이용하여, 세밀한 신호를 발생시킬 수 있다. 이에, 신호를 이용하여 획득하는 영상의 해상도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 영상의 품질을 향상시킬 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 실시 예들 간에 다양한 조합이 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 영상 레이더 설비 100: 광대역 송신장치
110: 입력기 120: 신호 발생기
130: 오차 보정기 140: 합성기
150: 변환기 160: 필터

Claims (13)

  1. 입력기;
    상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 신호 발생기; 및
    출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 상기 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하는 오차 보정기;를 포함하는 광대역 송신장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오차 보정기는,
    첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 생성부;
    가상신호의 파형을 측정하는 측정부;
    가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교하여 위상 오차 발생여부를 판단하는 비교부; 및
    가상신호에 위상 오차가 발생했다고 판단되면, 위상 오차를 설정값으로 보정하기 위한 가상신호의 세기를 산출하고, 산출된 조건에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하는 보정부;를 포함하는 광대역 송신장치.
  3. 입력기;
    상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 복수개의 신호 발생기; 및
    상기 복수개의 신호 발생기에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성하는 합성기;를 포함하는 광대역 송신장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 신호 발생기는 짝수개가 구비되는 광대역 송신장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 합성기는,
    사인파를 가지는 제1 합성신호를 생성하는 제1 합성부; 및
    코사인파를 가지는 제2 합성신호를 생성하는 제2 합성부;를 포함하고,
    상기 신호 발생기는 상기 제1 합성부에 전달하는 출력신호와, 제2 합성부에 전달하는 출력신호를 각각 발생시키는 광대역 송신장치.
  6. 입력기;
    상기 입력기에 미리 입력된 조건에 따라 첩 파형을 가지는 출력신호를 발생시키는 복수개의 신호 발생기;
    상기 복수개의 신호 발생기에서 발생시킨 출력신호들을 합성하여 합성신호를 생성하는 합성기; 및
    출력신호가 발생하기 전에 가상신호를 발생시켜 가상신호의 위상 오차를 측정하고, 측정결과에 따라 상기 입력기에 입력되는 조건을 조절하여 출력신호의 위상 오차를 보정하는 오차 보정기;를 포함하는 광대역 송신장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 신호 발생기는 디지털 방식으로 주파수를 생성하는 직접 디지털 파형 합성기를 포함하는 광대역 송신장치.
  8. 표적의 위치 정보를 이용하여 영상을 획득하는 영상 레이더 설비로서,
    출력신호를 생성하는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 광대역 송신장치;
    생성된 출력신호를 송신하고, 송신된 출력신호 중 표적에 반사되어 되돌아오는 반사신호를 수신하는 방사장치; 및
    수신된 반사신호를 처리하여 영상을 생성하는 처리장치;를 포함하는 영상 레이더 설비.
  9. 광대역 송신장치에서 발생시킨 신호의 왜곡을 보정하는 방법으로서,
    첩 파형을 가지는 가상신호를 발생시키는 과정;
    상기 가상신호의 파형을 측정하는 과정; 및
    상기 가상신호의 위상 오차 발생 여부에 따라, 상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하여 출력신호를 발생시키는 과정;을 포함하는 보정방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가상신호의 파형을 측정하는 과정은,
    상기 가상신호의 파형과 미리 설정된 설정값을 비교하여 위상 오차 발생여부를 판단하는 과정을 포함하는 보정방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 조건을 조절하는 과정은,
    상기 가상신호에서 위상 오차가 상기 설정값으로 보정되는 조건을 산출하는 과정; 및
    산출된 조건으로 상기 출력신호를 발생시키는 과정;을 포함하는 보정방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가상신호의 파형은 상기 가상신호의 시간에 따른 크기 변화를 나타내며,
    상기 가상신호에서 위상 오차가 상기 설정값으로 보정되는 조건을 산출하는 과정은, 위상 오차가 발생하는 시간에 설정값과 상기 가상신호의 세기 차를 구하는 과정을 포함하고,
    산출된 조건으로 상기 출력신호를 발생시키는 과정은, 상기 가상신호에서 위상 오차가 발생하는 시간과 동일한 시간에, 상기 설정값과 상기 가상신호의 세기 차만큼 상기 출력신호의 세기를 조절하는 과정을 포함하는 보정방법.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광대역 송신장치가 출력신호를 발생시키는 과정은,
    복수개의 신호 발생기로 출력신호를 발생시키는 과정; 및
    복수개의 출력신호를 합성하여 합성신호를 발생시키는 과정;을 포함하는 보정방법.
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