KR102144984B1 - Apparatus and method for processing digital signal for next generation active phase ladar - Google Patents

Apparatus and method for processing digital signal for next generation active phase ladar Download PDF

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김대웅
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박준영
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for digital transmission/reception signal processing for next-generation active phase radar. In an active phase array radar system, a control unit converts a digital serial signal for sending to a target into a k-bit digital parallel signal, outputs the k-bit digital parallel signal, and converts k-bit digital parallel signals input from n signal conversion units into a serial signal. The n signal conversion units include a DAC performing output after converting the k-bit digital parallel signal into an RF signal and an ADC converting reception signals input from n RF units into a k-bit digital parallel signal and outputting the signal to the control unit. The control unit changes the k-bit digital parallel signal and outputs the signal to the n signal conversion units. For the k-bit digital parallel signal to be shifted by m bit and output to the DAC of each n signal conversion unit every time a beam is sent to the target, the control unit includes an FPGA unit including a scrambler shifting a k-bit reference digital signal by m bit and outputting it every time the beam is sent to the target by using a mapping table in which a k-bit low digital signal preset to be input from the FPGA unit to the DAC and a k-bit reference digital signal input to the DAC through the scrambler of the FPGA unit during the initial beam sending are mapped in advance and n transmission SerDes units converting the k-bit reference digital signal input from the FPGA unit into a k-bit digital parallel signal and outputting it to the DAC.

Description

차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing digital signal for next generation active phase ladar}TECHNICAL FIELD [Apparatus and method for processing digital signal for next generation active phase ladar}

본 발명은 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, FPGA에 구현한 하나의 로직으로 n개의 채널을 위한 n개의 DAC들이 각각 FET 드라이버들의 RF 출력전압을 DEM을 이용하지 않고 조정할 수 있는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치 및 방법을 제시하는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for processing digital transmit/receive signals for next-generation active phase radars. More specifically, n DACs for n channels with one logic implemented in an FPGA determine the RF output voltage of each FET driver. The present invention relates to an apparatus and method for processing digital transmission/reception signals for next-generation active-phase radars, which propose a digital transmission/reception signal processing apparatus and method for a next-generation active-phase radar that can be adjusted without using.

국방 지상방어체계에서 레이더 시스템의 구성품 중 하나인 송수신모듈에 있어서, 현대의 레이더 설계 트렌드는 능동위상배열(AESA: Active Electronically Scanned Array Radar) 구조가 기반이 되고, 능동위상배열 레이더의 표적 탐지를 위해 각 복사소자 채널 별로 안테나의 송수신 위상 및 수신 이득제어를 시행한다.In the transmitting and receiving module, which is one of the components of the radar system in the defense ground defense system, the modern radar design trend is based on the active electronically scanned array radar (AESA) structure, and for target detection of the active phase array radar. For each channel of the radiating element, the transmit/receive phase and receive gain of the antenna are controlled.

이를 위해 송수신모듈을 이용하여 각 채널 다발 별로 안테나의 송수신 위상 및 수신 이득을 제어하며, 제어 방식은 크게 k bit DAC(Digital Analog Converter)의 디지털 입력 k bit를 클럭 한 주기에 한번에 입력하는 병렬(parallel)방식과, 하나 혹은 k/2, k/3, k/4…… 개의 입력포트를 통해 디지털 입력 k bit를 나눠 입력하는 직렬(serial) 방식으로 나눠진다. 또한, DAC의 아날로그 출력을 구성하는 회로의 종류에 따라 저항 레더형, 저항 스트링형, 델타 시그마형 그리고 전류 출력형 등으로 구분한다. To this end, a transmission/reception module is used to control the transmission/reception phase and reception gain of the antenna for each channel bundle, and the control method is largely parallel to input k bits of digital input of a k bit DAC (Digital Analog Converter) at a time per clock cycle. ) Method and one or k/2, k/3, k/4... … It is divided in a serial method that divides and inputs k bits of digital input through two input ports. In addition, according to the type of circuit that composes the analog output of the DAC, it is classified into a resistance ladder type, a resistance string type, a delta sigma type, and a current output type.

전통적인 방식과는 달리 디지털 방식 송수신모듈은 송신단의 DAC를 이용해 디지털 입력을 통한 RF 출력을 전력증폭기 단의 입력으로 보낸다. 수신단에서는 표적으로부터 반사된 신호를 받은 저잡음 증폭기단의 출력을 ADC를 이용해 RF입력으로 받아 디지털 신호로 변환시켜준다. Unlike the traditional method, the digital transmission/reception module sends the RF output through the digital input to the input of the power amplifier stage using the DAC of the transmitting stage. At the receiving end, the output of the low-noise amplifier end receiving the reflected signal from the target is received as an RF input using an ADC and converted into a digital signal.

각 단의 DAC 혹은 ADC는 송수신모듈 내부의 FPGA를 이용해 제어한다. 각 단의 디지털신호 출력 및 입력은 FPGA와 연결되어 있고, 각 단은 해당 값을 송신 및 수신하여 신호처리한다. 이를 위해, 기존에는 송신 경로의 DAC 내부에서 DEM(Dynamic Element Matching) 동작을 구현하고 있다. The DAC or ADC of each stage is controlled using the FPGA inside the transceiver module. The digital signal output and input of each stage are connected to the FPGA, and each stage transmits and receives the corresponding value to process the signal. To this end, a dynamic element matching (DEM) operation has been implemented inside a DAC of a transmission path.

DEM 기능은 DAC의 출력 Noise floor를 줄이는 기법 중 하나다. 일반적으로 k비트 DAC 출력은 2k-1 개의 FET 드라이버 단으로 구성되어 있다. 수많은 FET가 공정상의 문제로 인해 동일한 성능을 갖지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 문제가 생기는 저 성능의 FET를 ON 시키게 된다면 노이즈 성분이 스펙트럼 상 발생할 수 있다. 각 FET를 무작위로 ON 시키게 되면 공정상의 문제가 생긴 저 성능의 FET가 켜질 확률이 낮아지고, 이로 인해 노이즈 성분의 감소를 유도할 수 있다. The DEM function is one of the techniques to reduce the DAC's output noise floor. Typically, the k-bit DAC output consists of 2 k -1 FET driver stages. Many FETs may not have the same performance due to process problems. If a problem-prone low-performance FET is turned on, a noise component may occur in the spectrum. If each FET is turned on at random, the probability of turning on a low-performance FET that has a problem in the process is lowered, which can lead to a reduction in noise components.

그러나, DEM 기능이 포함된 DAC를 사용하게 되면, 송신 신호의 노이즈 특성이 좋아지는 대신 단가가 상승하고, 칩 사이즈의 확장으로 인해 양산성이 떨어지게 된다. 특히, 기존 기술은 송신경로에 구비되는 DAC 칩 하나당 DEM 기능을 위한 로직이 구현된 구조이다. 예를 들면, 100개의 DAC 칩을 사용하게 되면, 단순 칩 면적기준으로, DEM 기능을 위한 로직의 면적이 최소 100배 넓어지는 구조이다. DEM 기능을 위해 칩 내부에 해당 기능을 구현하게 된다면 출력 전류 셀의 개수에 따라 칩 다이의 10%까지 공간을 더 사용하게 된다. 또한, 칩 사이즈가 커지면 한 웨이퍼당 획득 가능한 칩의 개수도 줄어들고, 이로 인해 단가가 올라가게 된다. However, if a DAC with a DEM function is used, the noise characteristic of the transmission signal is improved, but the unit cost is increased, and the mass productivity is degraded due to the expansion of the chip size. In particular, the existing technology is a structure in which logic for the DEM function is implemented for each DAC chip provided in the transmission path. For example, if 100 DAC chips are used, the area of the logic for the DEM function is at least 100 times wider based on a simple chip area. If the function is implemented inside the chip for the DEM function, up to 10% of the chip die space is used more depending on the number of output current cells. In addition, as the chip size increases, the number of chips that can be obtained per wafer decreases, resulting in an increase in unit cost.

국내 등록특허 제10-178598호(2017.10.10. 등록)Domestic registered patent No. 10-178598 (registered on Oct. 10, 2017)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 표적을 향해 빔 송신 시 n개의 채널을 위한 n개의 DAC들에 각각의 DEM 기능을 구현하는 것이 아니라 FPGA(Field Programmable Gate Array)의 내부에 구현한 하나의 로직으로 n개의 채널을 위한 n개의 DAC들로 입력되는 디지털 신호를 조정하여 기존의 DEM 기능을 대체할 수 있는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치 및 방법을 제시하는 데 있다.In order to solve the above-described problem, the technical problem to be achieved by the present invention is not to implement each DEM function in n DACs for n channels when transmitting a beam toward a target, but to the inside of an FPGA (Field Programmable Gate Array). It is to propose a digital transmission/reception signal processing device and method for a next-generation active phase radar that can replace the existing DEM function by adjusting digital signals input to n DACs for n channels with one logic implemented in .

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 능동위상배열 레이다 시스템의 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치는, 표적으로 송출하기 위한 디지털 직렬신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 출력하고, 하기 n개의 신호변환부들로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 직렬신호로 변환하는 제어부; 상기 제어부로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 DAC(Digital Analog Converter)와, 하기 n개의 RF부들로부터 입력되는 수신신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 ADC(Analog Digital Converter)를 포함하는 n개의 신호변환부들; 및 상기 n개의 신호변환부들로부터 입력되는 RF 신호의 전력을 증폭하여 안테나로 송출하고, 상기 표적으로부터 반사된 수신신호에 대해 저잡음을 증폭하는 n개의 RF부들;을 포함하고, 상기 제어부는, 설정된 규칙에 따라 k 비트의 디지털 병렬신호를 가변하여 상기 n개의 신호변환부들로 출력하되, 빔을 표적으로 송출할 때마다, k 비트의 디지털 병렬신호를 m 비트씩 쉬프트하여 상기 n개의 신호변환부들 각각의 DAC로 출력하도록, FPGA부에서 상기 DAC로 입력되도록 기설정된 k 비트의 로우 디지털신호와 최초 빔 송출 시 상기 FPGA부의 스크램블러를 거쳐 상기 DAC로 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호가 매핑된 매핑테이블을 이용하여, 빔을 표적으로 송출할 때마다 상기 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력하는 스크램블러를 포함하는 FPGA(Field Programmable Gate Array)부; 및 상기 FPGA부에서 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 DAC로 출력하는 n개의 송신 SerDes부들;을 포함하고, 상기 n개의 신호변환부들 각각의 DAC는, 상기 제어부로부터 m 비트씩 쉬프트되어 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 매핑된 온오프제어신호를 발생하여 상기 RF 신호의 출력전압을 규칙적으로 가변하고, 상기 스크램블러는 빔 송출때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수를 메모리에 저장하거나, k 비트의 기준 디지털신호가 쉬프트된 포인트 정보를 저장하여, 다음 빔 송출이 발생할 때 기준 디지털신호가 몇 번째 위치까지 쉬프트되었는지 확인한다.As a means for solving the above-described technical problem, according to an embodiment of the present invention, a digital transmission/reception signal processing apparatus for a next-generation active phase radar of an active phase array radar system transmits a digital serial signal to be transmitted as a target. A control unit for converting and outputting a parallel signal, and converting a digital parallel signal of k bits input from the following n signal conversion units into a serial signal; A digital analog converter (DAC) that converts k-bit digital parallel signals input from the control unit into RF signals and outputs them, and converts received signals input from the following n RF units into k-bit digital parallel signals to the control unit. N signal conversion units including an output ADC (Analog Digital Converter); And n RF units for amplifying the power of the RF signals input from the n signal conversion units and transmitting them to the antenna, and amplifying low noise for the received signal reflected from the target, wherein the control unit includes a set rule Depending on the k-bit digital parallel signal is varied and output to the n signal converters, but each time a beam is transmitted as a target, the k-bit digital parallel signal is shifted by m bits to each of the n signal converters. To output to the DAC, a mapping table in which a preset k-bit low digital signal to be input to the DAC from the FPGA unit and a k-bit reference digital signal input to the DAC through the scrambler of the FPGA unit at the time of initial beam transmission is mapped is used. Thus, an FPGA (Field Programmable Gate Array) unit including a scrambler for shifting and outputting the k-bit reference digital signal by m bits each time a beam is transmitted as a target; And n transmission SerDes units for converting a k-bit reference digital signal input from the FPGA unit into a k-bit digital parallel signal and outputting the converted digital parallel signal to the DAC, wherein each DAC of the n signal conversion units includes: The output voltage of the RF signal is regularly varied by generating an on-off control signal mapped to a k-bit digital parallel signal shifted by m bits from the control unit, and the scrambler is a reference digital signal of k bits each time a beam is transmitted. The number of shifts is stored in a memory, or point information at which the k-bit reference digital signal is shifted is stored, and it is checked to which position the reference digital signal is shifted when the next beam is transmitted.

상기 DAC는, 상기 제어부로부터 k 비트의 디지털 병렬신호가 입력되면, 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호를 다수의 드라이버들 별로 발생하여 출력하는 디코더; 상기 디코더로부터 출력되는 온오프제어신호를 해당하는 드라이버로 전달하는 스위칭부; 및 상기 다수의 드라이버들을 포함하고, 상기 스위칭부를 통해 입력되는 온오프제어신호에 따라 상기 다수의 드라이버들이 개별적으로 온오프되어 RF 신호를 출력하는 구동부;를 포함한다.The DAC includes: a decoder for generating and outputting an on-off control signal corresponding to a k-bit digital parallel signal for each of a plurality of drivers when a k-bit digital parallel signal is input from the control unit; A switching unit for transmitting the on-off control signal output from the decoder to a corresponding driver; And a driving unit including the plurality of drivers, wherein the plurality of drivers are individually turned on and off according to an on/off control signal input through the switching unit to output an RF signal.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 능동위상배열 레이다 시스템에서 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 방법은, (A) 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 표적으로 송출하기 위한 디지털 직렬신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 출력하는 단계; (B) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 상기 (A) 단계로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 단계; 및 (C) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 상기 (B) 단계로부터 입력되는 RF 신호의 전력을 증폭하여 안테나를 통해 표적으로 송출하는 단계;를 포함하고, 상기 (A) 단계는, 설정된 규칙에 따라 k 비트의 디지털 병렬신호를 가변하여 출력하되, 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 빔을 표적으로 송출할 때마다, k 비트의 디지털 병렬신호를 m 비트씩 쉬프트하여 상기 (B) 단계로 출력하도록, (A1) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, FPGA에서 상기 DAC로 입력되도록 기설정된 k 비트의 로우 디지털신호와 최초 빔 송출 시 상기 FPGA의 스크램블러를 거쳐 상기 DAC로 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호가 매핑된 매핑테이블을 이용하여, 빔을 표적으로 송출할 때마다 상기 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력하는 단계; 및 (A2) 상기 (A1) 단계에서 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 DAC로 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 스크램블러는 빔 송출때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수를 메모리에 저장하거나, k 비트의 기준 디지털신호가 쉬프트된 포인트 정보를 저장하여, 다음 빔 송출이 발생할 때 기준 디지털신호가 몇 번째 위치까지 쉬프트되었는지 확인하며, 상기 (B) 단계는, 상기 (A) 단계로부터 m비트씩 쉬프트되어 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 매핑된 온오프제어신호에 따라 상기 RF 신호의 출력전압을 규칙적으로 가변한다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a method for processing a digital transmission/reception signal for a next generation active phase radar in an active phase array radar system includes: (A) a digital transmission/reception signal processing apparatus transmits a digital serial signal to be transmitted as a target by k bits. Converting and outputting a digital parallel signal of; (B) converting, by the digital transmission/reception signal processing apparatus, a k-bit digital parallel signal input from the step (A) into an RF signal and outputting an RF signal; And (C) the digital transmission/reception signal processing apparatus, amplifying the power of the RF signal input from the step (B) and transmitting it to a target through an antenna; wherein, the step (A) includes: Accordingly, the digital parallel signal of k bits is varied and output, but each time the digital transmission/reception signal processing apparatus transmits a beam to a target, the digital parallel signal of k bits is shifted by m bits and output to the step (B). , (A1) The digital transmission/reception signal processing apparatus includes a k-bit low digital signal preset to be input from the FPGA to the DAC and a k-bit reference digital signal input to the DAC through the scrambler of the FPGA upon initial beam transmission. Shifting the k-bit reference digital signal by m bits each time a beam is transmitted as a target using the mapped mapping table, and outputting the signal; And (A2) converting the k-bit reference digital signal inputted in the step (A1) into a k-bit digital parallel signal and outputting the converted digital parallel signal to the DAC; wherein the scrambler includes a k-bit reference for each beam transmission. The number of times the digital signal is shifted is stored in the memory, or point information at which the k-bit reference digital signal is shifted is stored to check the position to which the reference digital signal is shifted when the next beam is transmitted, and the above (B) In step (A), the output voltage of the RF signal is regularly varied according to an on-off control signal that is shifted by m bits from step (A) and mapped to an input k-bit digital parallel signal.

상기 (B) 단계는, (B1) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호를 다수의 드라이버들 별로 발생하여 출력하는 단계; (B2) 상기 (B1) 단계로부터 출력되는 온오프제어신호를 해당하는 드라이버로 전달하는 스위칭 단계; 및 (B3) 상기 (B2) 단계로부터 입력되는 온오프제어신호에 따라 상기 다수의 드라이버들이 개별적으로 온오프되어 RF 신호를 출력하는 단계;를 포함한다.The step (B) includes: (B1) generating and outputting, by the digital transmission/reception signal processing apparatus, an on/off control signal corresponding to an input k-bit digital parallel signal for each of a plurality of drivers; (B2) a switching step of transferring the on-off control signal output from step (B1) to a corresponding driver; And (B3) outputting an RF signal by individually turning on and off the plurality of drivers according to the on-off control signal input from step (B2).

본 발명에 따르면, 칩 제조사(Fabless)의 경우, 기존의 DEM 기능을 위한 공간을 사용하지 않고 DAC 칩 사이즈를 줄여 설계할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다. According to the present invention, in the case of a chip manufacturer (Fabless), it is possible to provide a solution that can design by reducing the size of a DAC chip without using a space for the existing DEM function.

또한, 본 발명에 따르면, 레이더 설계 업체의 경우, 최소한의 기능만을 가진 DAC를 선택하여 레이더를 설계함으로써 단가를 낮출 수 있다.In addition, according to the present invention, in the case of a radar design company, it is possible to lower the unit cost by designing a radar by selecting a DAC having only a minimum function.

또한, 본 발명에 따르면, Spur(주파수 영역의 원하지 않는 노이즈) 성분을 줄이는 기법을 송수신모듈 내부에 장착된 FPGA만을 가지고 구현 가능하다.In addition, according to the present invention, a technique for reducing the Spur (unwanted noise in the frequency domain) component can be implemented only with the FPGA installed inside the transceiver module.

또한, 본 발명에 따르면, 상대적으로 작은 칩을 사용하여 보드를 설계하는 것이 가능하므로, 소형화된 패키지로 인한 PCB(Printed Circuit Board) 사이즈의 이득을 볼 수 있고, 소형의 PCB 사이즈로 인한 모듈 크기의 감소, 모듈 크기에 감소로 인한 전체 레이더의 축소까지 도모할 수 있다. In addition, according to the present invention, since it is possible to design a board using a relatively small chip, it is possible to obtain a gain in the size of a printed circuit board (PCB) due to a miniaturized package. It can even reduce the overall radar due to reduction in module size.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치를 도시한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 DAC를 자세히 도시한 도면,
도 3은 2 bit DAC를 사용하는 경우, 수정하지 않은 디코더의 입출력 원본을 보여주는 도면,
도 4 내지 도 6은 빔이 송출될 때마다 한 비트씩 쉬프트된 입출력신호를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치의 디지털 송신 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing a digital transmission/reception signal processing apparatus for a next-generation active phase radar according to an embodiment of the present invention;
2 is a diagram showing in detail the DAC shown in FIG. 1;
3 is a diagram showing an input/output source of an unmodified decoder when using a 2-bit DAC;
4 to 6 are diagrams showing input/output signals shifted by one bit each time a beam is transmitted
7 is a flowchart illustrating a digital transmission signal processing method of a digital transmission/reception signal processing apparatus for a next generation active phase radar according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.Prior to describing specific details for the implementation of the present invention, terms or words used in the specification and claims may be appropriately defined by the inventor in order to describe his or her own invention in the best way. Based on the principle that the present invention should be interpreted as a meaning and a concept corresponding to the technical matters of the present invention.

본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다", "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Terms such as "comprise", "comprise", and "have" described in the present specification mean that the corresponding component can be included unless otherwise stated, and thus other components are not excluded. It means that it can contain more elements.

또한, 본 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... group", and "module" described in this specification mean a unit that processes at least one function or operation, which can be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. I can. In addition, articles such as "one", "one" and "the" are meant to include both the singular and the plural in the context describing the present invention, unless otherwise indicated in the specification or clearly contradicted by the context. Can be used.

또한, 어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU, 프로세서 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, if an element, component, device, or system is stated to include a program or a component made of software, the element, component, device, or system is executed by the program or software, even if there is no explicit mention. Or, it should be understood as including hardware (eg, memory, CPU, processor, etc.) or other programs or software (eg, a driver required to drive an operating system or hardware) required to operate.

또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, it should be understood that an element (or component) may be implemented in software, hardware, or any form of software and hardware, unless otherwise specified in the implementation of the element (or component).

따라서, 본 발명은 디지털 송수신 신호 처리 장치의 디지털 송수신 신호 처리 방법을 구현하기 위하여 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치를 제어하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공할 수도 있다.Accordingly, the present invention may also provide a program stored in a computer-readable recording medium executed on a computer controlling the digital transmission/reception signal processing apparatus in order to implement a digital transmission/reception signal processing method of the digital transmission/reception signal processing apparatus.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a digital transmission/reception signal processing apparatus 100 for a next generation active phase radar according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 국방 지상방어체계에서 레이더 시스템의 구성품 중 하나인 송수신모듈이다. 현대의 레이더 설계 트랜드는 능동위상배열(AESA) 구조가 기반이 되고, 능동위상배열 레이더의 표적 탐지를 위해 각 복사소자 채널 별로 안테나의 송수신 위상 및 수신 이득제어를 시행한다. 즉, 송수신 신호 처리 장치(100)는 표적을 향한 빔 송수신을 위해 제1 내지 제n안테나들(11, …, 11_n) 전단에 n개의 채널을 가지도록 배치될 수 있으며, 송수신 위상제어 및 수신이득 제어를 시행하며, 안테나의 복사소자로 보낼 송신신호를 고출력 증폭하고, 표적에 반사되어 돌아온 수신신호를 저잡음 증폭한다. The digital transmission/reception signal processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is a transmission/reception module that is one of the components of a radar system in a defense ground defense system. The modern radar design trend is based on the active phase array (AESA) structure, and the antenna transmit/receive phase and receive gain control are performed for each radiating element channel for target detection of the active phase array radar. That is, the transmission/reception signal processing apparatus 100 may be arranged to have n channels in front of the first to nth antennas 11, …, 11_n for transmitting and receiving a beam toward a target, and transmit/receive phase control and reception gain Control is carried out, high-power amplification of the transmission signal to be sent to the antenna's radiating element, and low-noise amplification of the received signal reflected by the target.

이를 위해, 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 n개의 각 채널 다발 별로 제어하며, 각 DAC(예를 들어, 122)는 k 비트 병렬 입력의 전류 구동 방식을 사용할 수 있다. 이는 각 DAC(122)는 k 비트 DAC의 디지털 입력 k bit를 클럭 한 주기에 한 번에 입력하고, DAC의 아날로그 출력은 전류 출력형을 사용함을 의미한다.To this end, the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 controls each of n channel bundles, and each DAC (eg, 122) may use a current driving method of k-bit parallel input. This means that each DAC 122 inputs k bits of the digital input of the k-bit DAC at a time in one clock cycle, and the analog output of the DAC uses a current output type.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 제어부(110), 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n) 및 제1 내지 제nRF부들(130, …, 130_n)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a digital transmission/reception signal processing apparatus 100 for a next-generation active phase radar according to an embodiment of the present invention includes a control unit 110, first to n-th signal conversion units 120, …, 120_n, and first To nRF units 130, ..., 130_n.

제어부(110)는 표적으로 송출하기 위한 빔의 디지털 직렬신호를 k비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 출력하되, 빔이 송출될 때마다, 설정된 규칙에 따라 k 비트의 디지털 병렬신호를 가변하여 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n)로 병렬 출력할 수 있다. 제어부(110)에서 적용되는 k비트의 k는 각 DAC(예를 들어, 122)에 설정된 k 비트에 의해 동일하게 결정될 수 있다.The control unit 110 converts the digital serial signal of the beam to be transmitted to the target into a digital parallel signal of k bits, and outputs it, but each time the beam is transmitted, the first digital parallel signal of k bits is varied according to a set rule. Through the n-th signal conversion units 120, ..., 120_n may be output in parallel. The k of k bits applied by the controller 110 may be equally determined by k bits set in each DAC (eg, 122).

제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n)은 제어부(110)로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 DAC(Digital Analog Converter)에 의해 RF 신호로 변환하여 출력하되, 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n) 각각은, 제어부(110)로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 따라 RF 신호의 출력전압을 규칙적으로 가변할 수 있다. The first to nth signal conversion units 120, …, 120_n convert the k-bit digital parallel signal input from the control unit 110 into an RF signal by a digital analog converter (DAC) and output the converted signal. Each of the n-signal conversion units 120, …, 120_n may regularly vary an output voltage of an RF signal according to a k-bit digital parallel signal input from the control unit 110.

제1 내지 제nRF부들(130, …, 130_n)은 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n)로부터 입력되는 RF 신호의 전력을 증폭하여 각각 제1 내지 제n안테나들(11, …, 11_n )로 송출할 수 있다. The first to nRF units 130, …, 130_n amplify the power of the RF signal input from the first to nth signal conversion units 120, …, 120_n to each of the first to nth antennas 11, …, 11_n) can be transmitted.

상술한 설명에 의하면, 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)의 동작은 크게 송신단과 수신단의 동작으로 구분될 수 있다. 송신단의 경우, 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 DAC(122)를 이용해 디지털 입력을 아날로그의 RF 출력으로 변환하여 전력증폭기 단의 입력으로 보낸다. 수신단의 경우, 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 표적으로부터 반사된 수신신호를 받은 저잡음 증폭기 단의 출력을 ADC를 이용해 RF 입력으로 받아 디지털 신호로 변환시켜 제어부(110)의 입력으로 보낸다.According to the above description, the operation of the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 can be largely divided into an operation of a transmitting end and a receiving end. In the case of the transmitter, the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 converts the digital input into an analog RF output using the DAC 122 and sends it to the input of the power amplifier. In the case of the receiving end, the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 receives the output of the low-noise amplifier end receiving the received signal reflected from the target as an RF input using an ADC, converts it into a digital signal, and sends it to the input of the control unit 110.

이하에서는 제어부(110), 제1신호 변환부(120) 및 제1RF부(130)를 이용하여 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)의 송수신 동작을 자세히 설명한다. Hereinafter, a transmission/reception operation of the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 using the control unit 110, the first signal conversion unit 120, and the first RF unit 130 will be described in detail.

제어부(110)는 FPGA부(112) 및 제1 내지 제nSerDes부들(114, …, 114_n)을 포함할 수 있으며, 제1SerDes부(114)를 예로 들어 설명한다. 제1SerDes부(114)는 제1송신SerDes부(114a)와 제1수신SerDes부(114b)를 포함한다. The control unit 110 may include an FPGA unit 112 and first to n-th SerDes units 114, ..., 114_n, and the first SerDes unit 114 will be described as an example. The first SerDes unit 114 includes a first transmitting SerDes unit 114a and a first receiving SerDes unit 114b.

제1신호 변환부(120)는 DAC(122)와 ADC(124)를 포함한다.The first signal conversion unit 120 includes a DAC 122 and an ADC 124.

제1RF부(130)는 전력증폭기(132)와 저잡음증폭기(134)를 포함한다. The first RF unit 130 includes a power amplifier 132 and a low noise amplifier 134.

먼저, 송신 동작에 대해 설명한다.First, the transmission operation will be described.

제어부(110)는 빔을 표적으로 송출할 때마다, k 비트의 디지털 병렬신호를 m 비트씩 쉬프트하여 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n) 각각의 DAC로 출력할 수 있다.Whenever the beam is transmitted as a target, the controller 110 shifts the k-bit digital parallel signal by m bits and outputs the shifted digital parallel signal to each of the first to n-th signal converters 120, ..., 120_n.

자세히 설명하면, FPGA부(112)는 FPGA부(112)에서 DAC(122)로 입력되도록 사전에 설정된 k 비트의 로우 디지털신호(이하, 'FPGA 입력신호'라 한다)와 최초 빔 송출 시 FPGA부(112)의 스크램블러(112a)를 거쳐 DAC(122)로 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호가 매핑된 매핑테이블(112b)을 이용하여, 빔을 표적으로 송출할 때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력하는 스크램블러(112a)를 포함할 수 있다. m은 1 이상의 정수로서, 초기값으로서는 1, 3, 5와 같은 홀수 중 하나가 설정될 수 있으며, 이후 사용자가 원하는 값(홀수 또는 짝수)으로 변경될 수도 있다.In detail, the FPGA unit 112 includes a k-bit low digital signal (hereinafter referred to as'FPGA input signal') set in advance to be input from the FPGA unit 112 to the DAC 122 and the FPGA unit when transmitting the first beam. By using the mapping table 112b to which the k-bit reference digital signal input to the DAC 122 through the scrambler 112a of 112 is mapped, the k-bit reference digital signal is transmitted to the target. It may include a scrambler 112a that shifts and outputs by m bits. m is an integer greater than or equal to 1, and as an initial value, one of odd numbers such as 1, 3, and 5 may be set, and then may be changed to a value (odd or even) desired by the user.

[표 1]은 2 비트 DAC(122)의 경우, FPGA부(112)에 저장된 또는 제어부(110)의 메모리(미도시)에 저장된 매핑테이블(112b)의 일부의 일 예를 보여준다.[Table 1] shows an example of a part of the mapping table 112b stored in the FPGA unit 112 or in the memory (not shown) of the controller 110 in the case of the 2-bit DAC 122.

FPGA입력
(FPGA 입력신호)
FPGA input
(FPGA input signal)
k 비트의 기준 디지털신호
(스크램블러 출력신호)
k-bit reference digital signal
(Scrambler output signal)
디코더 입력
(DAC 입력신호)
Decoder input
(DAC input signal)
B1B1 B"1B"1 B"0B"0 B0B0 B'1B'1 B'0B'0 00 00 00 00 00 00 00 1One 00 1One 00 1One 1One 00 1One 00 1One 00 1One 1One 1One 1One 1One 1One

[표 1]을 참조하면, 매핑테이블(112b)은 'FPGA 입력' 항목과 'k 비트의 기준 디지털신호' 항목을 포함하고, '디코더 입력' 항목을 더 포함할 수도 있다.Referring to [Table 1], the mapping table 112b includes a'FPGA input' item and a'k-bit reference digital signal' item, and may further include a'decoder input' item.

[표 1]에서 FPGA 입력신호는 FPGA부(112)에서 디코더(210)로 입력하도록 사전에 설정된 로우데이터이다. k=2비트인 경우, DAC(122)는 2비트 DAC이므로 FPGA 입력신호, 즉, FPGA부(112)에서 디코더(210)로 입력하도록 기설정된 디지털 신호는 00, 01, 10, 11을 포함한다.In Table 1, the FPGA input signal is raw data previously set to be input from the FPGA unit 112 to the decoder 210. When k = 2 bits, since the DAC 122 is a 2-bit DAC, the FPGA input signal, that is, a digital signal preset to be input from the FPGA unit 112 to the decoder 210 includes 00, 01, 10 and 11. .

k 비트의 기준 디지털신호는 최초 빔 송출 시 스크램블러(112a)에 의해 DAC(122)로 입력되도록 FPGA 입력신호 별로 매핑된 디지털 직렬신호이다. [표 1]의 경우, 최초 빔 송출 시, FPGA 입력신호 '00, 01, 10, 11'에 대해 기준 디지털신호는 '00, 01, 10, 11'이 매핑되어 있으므로, 스크램블러(112a)는 '00, 01, 10, 11'을 직렬신호로 제1송신SerDes부(114a)에게 출력할 수 있다. The k-bit reference digital signal is a digital serial signal mapped for each FPGA input signal so that it is input to the DAC 122 by the scrambler 112a when the first beam is transmitted. In the case of [Table 1], since '00, 01, 10, 11' is mapped as the reference digital signal to the FPGA input signal '00, 01, 10, 11' when transmitting the first beam, the scrambler 112a is' 00, 01, 10, 11' may be output as serial signals to the first transmission SerDes unit 114a.

이후, 두 번째 빔 송출 시, 스크램블러(112a)는 [표 1]의 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트 쉬프트하여 제1송신SerDes부(114a)로 출력할 수 있다. m=1인 경우, 스크램블러(112a)는 FPGA 입력신호 '00, 01, 10, 11'에 대해 1비트 쉬프트된 2 비트의 기준 디지털신호로서 '11, 00, 01, 10'을 제1송신SerDes부(114a)로 직렬출력한다.Thereafter, when transmitting the second beam, the scrambler 112a may shift the reference digital signal of k bits in [Table 1] by m bits and output it to the first transmission SerDes unit 114a. When m=1, the scrambler 112a first transmits '11, 00, 01, 10' as a reference digital signal of 2 bits shifted by 1 bit to the FPGA input signal '00, 01, 10, 11'. Serial output to the unit 114a.

이후, 세 번째 빔 송출 시, 스크램블러(112a)는 FPGA 입력신호 '00, 01, 10, 11'에 대해 다시 1비트 쉬프트된 2 비트의 기준 디지털신호로서 '10, 11, 00, 01'을 제1송신SerDes부(114a)로 직렬출력한다.Thereafter, when the third beam is transmitted, the scrambler 112a subtracts '10, 11, 00, 01' as a reference digital signal of 2 bits shifted by 1 bit to the FPGA input signal '00, 01, 10, 11'. 1 Serial output to the transmission SerDes unit 114a.

또한, 스크램블러(112a)는 빔 송출 명령이 수신될 때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수를 카운팅하여 메모리(미도시)에 저장하거나, k 비트의 기준 디지털신호가 쉬프트된 포인트 정보를 저장할 수 있다. 이는, 스크램블러(112a)가 다음 빔 송출이 발생할 때 기준 디지털신호가 몇 번째 위치까지 쉬프트되었는지 신속히 확인하기 위함이다.In addition, the scrambler 112a counts the number of times the k-bit reference digital signal is shifted each time a beam transmission command is received and stores it in a memory (not shown), or stores point information at which the k-bit reference digital signal is shifted. I can. This is for the scrambler 112a to quickly check to what position the reference digital signal is shifted when the next beam is transmitted.

상술한 바와 같이, 스크램블러(112a)는 기존의 DEM처럼 Fully Random Bit를 생성하는 것이 아니라, DAC(122)로 입력하도록 사전에 설정된 입력 비트를 사전에 설정된 규칙인 m 비트씩 쉬프트할 수 있다. 이는, FPGA부(112) 내부에서 DEM처럼 Fully Random bit를 생성해주면 디코더(210)의 출력때문에 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 디코더(210)는 DAC(122) 내부에 칩 형태로 고정되어 있는 상태이고, 디코더(210)의 출력 역시 driver 단에 고정되어 있는 상태이다. 이러한 상황에서 DAC(122)에 들어가는 k bit input bit만 섞어준다면 잘못된 아날로그 RF 출력이 나올 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 k 비트의 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력할 수 있다. As described above, the scrambler 112a may not generate a Fully Random Bit like a conventional DEM, but may shift an input bit previously set to be input to the DAC 122 by m bits, which is a preset rule. This is because if a Fully Random bit is generated inside the FPGA unit 112 like a DEM, a problem may occur due to the output of the decoder 210. The decoder 210 is fixed in the form of a chip inside the DAC 122, and the output of the decoder 210 is also fixed to the driver terminal. In this situation, if only k-bit input bits entering the DAC 122 are mixed, an erroneous analog RF output may occur. In order to prevent this, in the present invention, a digital signal of k bits may be shifted by m bits and output.

한편, 제1SerDes부(114)의 제1송신SerDes부(114a)는 FPGA부(112)의 스크램블러(112a)에서 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 k 비트의 디지털 병렬신호(이하, 'DAC 입력신호'라 한다, Digital in[k-1:0])로 변환하여 DAC(122)로 출력할 수 있다. [표 1]의 경우, 제1송신SerDes부(114a)는 스크램블러(112a)로부터 직렬로 입력되는 '00, 01, 10, 11'을 2비트의 디지털 병렬신호인 '00, 01, 10, 11'로 변환하여 DAC(122)로 입력한다.Meanwhile, the first transmission SerDes unit 114a of the first SerDes unit 114 converts a k-bit reference digital signal input from the scrambler 112a of the FPGA unit 112 into a k-bit digital parallel signal (hereinafter referred to as'DAC input It is called'signal', which can be converted to Digital in[k-1:0]) and output to the DAC 122. In the case of [Table 1], the first transmission SerDes unit 114a receives '00, 01, 10, 11' serially input from the scrambler 112a, and is a 2-bit digital parallel signal '00, 01, 10, 11' 'And input to the DAC 122.

도 2는 도 1에 도시된 DAC(122)를 자세히 도시한 도면이다.FIG. 2 is a detailed diagram illustrating the DAC 122 shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 DAC(122)는 디코더(210), 스위칭부(220) 및 구동부(230)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the DAC 122 according to an embodiment of the present invention includes a decoder 210, a switching unit 220 and a driving unit 230.

디코더(210)는 제어부(110)로부터 k 비트의 디지털 병렬신호가 입력되면, 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호를 다수의 드라이버들(미도시) 별로 발생하여 스위칭부(220)에게 출력할 수 있다. 이 때, 디코더(210)는 2k개 또는 2k-1개의 온오프제어신호를 발생할 수 있다. 이를 위하여, 디코더(210)에는 k 비트의 디지털 병렬신호마다 각 드라이버(미도시)를 온 또는 오프시키기 위한 디코더 출력신호가 기설정되어 있을 수 있다. 디코더(210)에서 발생하는 온제어신호는 '1'이고, 오프제어신호는 '0'일 수 있다.When a k-bit digital parallel signal is input from the controller 110, the decoder 210 generates an on-off control signal corresponding to the input k-bit digital parallel signal for each of a plurality of drivers (not shown), and the switching unit ( 220). In this case, the decoder 210 may generate 2k or 2k -1 on-off control signals. To this end, a decoder output signal for turning on or off each driver (not shown) for each k-bit digital parallel signal may be preset in the decoder 210. The on control signal generated by the decoder 210 may be '1', and the off control signal may be '0'.

후술할 도 3의 경우, 2비트 DAC(122)이므로 스위칭부(220)는 제1 내지 제3스위치들(미도시)을 포함하고, 구동부(230)는 제1 내지 제3드라이버들(D0, D1, D2)를 포함할 수 있다. 따라서, 디코더(210)에 '00'이 입력되는 경우, 디코더(210)는 제1 내지 제3드라이버들(D2, D1, D0)에게 각각 0, 0, 0의 온오프제어신호를 발생하고, '01'이 입력되는 경우 각각 0, 0, 1의 온오프제어신호를 발생하고, '10'이 입력되는 경우, 각각 0, 1, 1의 온오프제어신호를 발생하고, '11'이 입력되는 경우, 각각 1, 1, 1의 온오프제어신호를 발생하여 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 출력하도록 디코더 출력신호가 기설정되어 있을 수 있다.In the case of FIG. 3 to be described later, since it is a 2-bit DAC 122, the switching unit 220 includes first to third switches (not shown), and the driving unit 230 includes first to third drivers D0, D1, D2) may be included. Therefore, when '00' is input to the decoder 210, the decoder 210 generates on-off control signals of 0, 0, and 0 to the first to third drivers D2, D1, D0, respectively, When '01' is input, each 0, 0, 1 on-off control signal is generated, when '10' is input, each 0, 1, 1 on-off control signal is generated, and '11' is input In this case, a decoder output signal may be preset to generate on-off control signals of 1, 1, and 1, respectively, and output them to the first to third switches (not shown).

0, 0, 0의 온오프제어신호가 발생하는 경우, RF 신호의 출력전압은 0V이므로, 디코더(210)는 '00'의 디지털 병렬신호를 입력받으면 실질적으로는 온오프제어신호를 발생하지 않거나, 발생하더라도 구동부(230)로 출력하지 않을 수 있으므로, 이러한 경우, 디코더(210)는 2k-1개의 디코더 출력신호, 즉, 온오프제어신호를 출력할 수 있다.When the on-off control signal of 0, 0, 0 is generated, the output voltage of the RF signal is 0V, so when the decoder 210 receives the digital parallel signal of '00', it does not substantially generate the on-off control signal or Even if it occurs, it may not be output to the driver 230. In this case, the decoder 210 may output 2k -1 decoder output signals, that is, an on/off control signal.

스위칭부(220)는 디코더(210)로부터 출력되는 온오프제어신호를 해당하는 드라이버로 전달할 수 있다. 스위칭부(220)는 동시에 다수의 드라이버들에게 온오프제어신호를 전송할 수 있는 2k-1개의 스위치들(미도시)를 포함할 수 있다. 2k-1개는 스위치들 개수 또는 드라이버들 개수로서, RF 출력신호가 0V인 경우는 구동하지 않아도 되므로 2k에서 1개 제할 수 있다.The switching unit 220 may transmit an on/off control signal output from the decoder 210 to a corresponding driver. The switching unit 220 may include 2k -1 switches (not shown) capable of transmitting on-off control signals to a plurality of drivers at the same time. 2k -1 is the number of switches or drivers, and when the RF output signal is 0V, it is not necessary to drive, so one can be subtracted from 2k .

구동부(230)는 2k-1개의 드라이버들(미도시)을 포함하고, 각 드라이버는 FET(Field Effect Transistor)일 수 있다. 구동부(230)는 스위칭부(220)를 통해 각 드라이버마다 입력되는 온오프제어신호에 따라 다수의 드라이버들이 개별적으로 온오프되어 RF 신호를 전력증폭기(132)로 출력할 수 있다. The driver 230 includes 2k -1 drivers (not shown), and each driver may be a field effect transistor (FET). The driving unit 230 may individually turn on and off a plurality of drivers according to an on/off control signal input to each driver through the switching unit 220 to output an RF signal to the power amplifier 132.

다시 도 1을 참조하면, 제1RF부(130)의 전력증폭기(132)는 구동부(230)로부터 입력되는 아날로그의 RF 신호의 전력을 증폭하여 제1채널에 해당하는 제1안테나(11)로 출력할 수 있다. 제1안테나(11)는 표적을 향해 빔을 송출한다.Referring back to FIG. 1, the power amplifier 132 of the first RF unit 130 amplifies the power of the analog RF signal input from the driving unit 230 and outputs the amplified power to the first antenna 11 corresponding to the first channel. can do. The first antenna 11 transmits a beam toward the target.

다음, 수신 동작에 대해 설명한다.Next, the reception operation will be described.

제1 내지 제nRF부들(130, …, 130_n)의 저잡음증폭기(134)는 표적으로부터 반사된 수신신호에 대해 저잡음을 증폭하여 제1 내지 제n신호 변환부들(120, ??, 120_n)로 출력할 수 있다. 제1 내지 제n신호 변환부들(120, …, 120_n)은 제1 내지 제nRF부들(130, …, 130_n)로부터 입력되는 수신신호를 ADC(Analog Digital Converter, 124)에 의해 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 제1 내지 제n수신SerDes부들(114b 외 다수)로 출력할 수 있다. 또한, 제어부(110)의 제1 내지 제n수신SerDes부들(114b 외 다수)은 제1 내지 제n신호 변환부들(120, …, 120_n)로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 직렬신호로 변환할 수 있다. FPGA부(112)는 k 비트의 디지털 직렬신호를 저장하고, 필요한 경우 신호처리도 수행한다.The low noise amplifier 134 of the first to nRF units 130, ..., 130_n amplifies the low noise of the received signal reflected from the target and outputs the amplified low noise to the first to nth signal conversion units 120, ??, 120_n. can do. The first to nth signal conversion units 120, …, 120_n convert the received signals input from the first to nRF units 130, …, 130_n into k-bit digital parallel by an ADC (Analog Digital Converter) 124. It may be converted into a signal and output to the first to nth receiving SerDes units 114b and more. In addition, the first to nth receiving SerDes units 114b of the control unit 110 convert k-bit digital parallel signals input from the first to nth signal conversion units 120, …, 120_n into serial signals. can do. The FPGA unit 112 stores k-bit digital serial signals and, if necessary, performs signal processing.

이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 빔을 송출할 때마다 1비트씩 쉬프트하는 동작을 2 bit DAC(122)를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, an operation of shifting by 1 bit each time a beam is transmitted with reference to FIGS. 3 to 6 will be described using the 2-bit DAC 122 as an example.

도 3은 2 bit DAC(122)를 사용하는 경우, 디코더(210)로 입력되거나 디코더(210)에서 출력되는 신호의 원본, 즉, 수정하지 않은 디코더(210)의 입출력 원본을 보여주는 도면이고, 도 4 내지 도 6은 빔이 송출될 때마다 한 비트씩 쉬프트된 입출력신호를 보여주는 도면이다.3 is a diagram showing the original signal input to the decoder 210 or output from the decoder 210, that is, the original input/output of the unmodified decoder 210 in the case of using the 2-bit DAC 122, FIG. 4 to 6 are diagrams showing input/output signals shifted by one bit each time a beam is transmitted.

도 3을 참조하면, FPGA 입력은 매핑테이블(112b)의 FPGA 입력으로서, FPGA부(112)에서 디코더(210)로 입력하도록 기설정된 로우 디지털신호이다. 디코더 입력(DAC 입력)은 최초의 빔 송출 시, 스크램블러(112a)를 거쳐 제1송신 SerDes부(114a)를 통과한 병렬 2비트 입력신호이다. 디코더 출력(드라이버 단 입력)은 각 드라이버의 게이트를 온/오프 시켜주기 위한 온오프제어신호(=디코더(210)의 출력신호=2비트 디지털 병렬신호)이다.Referring to FIG. 3, the FPGA input is an FPGA input of the mapping table 112b and is a low digital signal preset to be input from the FPGA unit 112 to the decoder 210. The decoder input (DAC input) is a parallel 2-bit input signal that passes through the first transmission SerDes unit 114a through the scrambler 112a when transmitting the first beam. The decoder output (driver end input) is an on-off control signal (=output signal of the decoder 210 = 2-bit digital parallel signal) for turning on/off the gates of each driver.

빔을 처음 송출하는 경우, 도 3에 도시된 것처럼 스크램블러(112a)는 '00, 01, 10, 11'로 이루어진 2비트 기준 디지털신호를 제1송신SerDes부(114a)로 전달하고, 제1송신SerDes부(114a)는 '00, 01, 10, 11'로 이루어진 2비트 기준 디지털신호를 2비트 디지털 병렬신호로 변환하여 디코더(210)로 출력할 수 있다. 디코더(210)는 [B'1, B'0]='00, 01, 10, 11'을 병렬로 입력받아, 먼저 '00'에는 0, 0, 0의 디코더 출력신호가 매핑되어 있으므로 온오프제어신호를 발생하지 않고, 다음 '01'에 매핑된 0, 0, 1의 온오프제어신호를 발생하여 제1 내지 제3구동부들(D2, D1, D0)에 대응하는 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 각각 출력하고, '10'에 매핑된 0, 1, 1의 온오프제어신호를 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 각각 출력하고, '11'에 매핑된 1, 1, 1의 온오프제어신호를 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 각각 출력할 수 있다.When transmitting a beam for the first time, the scrambler 112a transmits a 2-bit reference digital signal consisting of '00, 01, 10, 11' to the first transmission SerDes unit 114a, as shown in FIG. 3, and transmits the first The SerDes unit 114a may convert a 2-bit reference digital signal consisting of '00, 01, 10, 11' into a 2-bit digital parallel signal and output it to the decoder 210. The decoder 210 receives [B'1, B'0]='00, 01, 10, 11' in parallel, and turns on and off since decoder output signals of 0, 0, and 0 are mapped to '00' first. The first to third switches corresponding to the first to third driving units D2, D1, D0 by generating on-off control signals of 0, 0 and 1 mapped to the next '01' without generating a control signal Each of the on-off control signals 0, 1, and 1 mapped to '10' are output to the first to third switches (not shown), respectively, and 1 mapped to '11' On/off control signals of, 1 and 1 may be output to the first to third switches (not shown), respectively.

이후, 2 번째 빔을 송출하는 경우, 스크램블러(112a)는 2비트의 기준 디지털신호를 한 비트 쉬프트하여 '11, 00, 01, 10'을 제1송신SerDes부(114a)로 전달하고, 제1송신SerDes부(114a)는 '11, 00, 01, 10'로 이루어진 2비트 기준 디지털신호를 2비트 디지털 병렬신호로 변환하여 디코더(210)로 출력할 수 있다. Thereafter, when transmitting the second beam, the scrambler 112a shifts the 2-bit reference digital signal by one bit and transfers '11, 00, 01, 10' to the first transmission SerDes unit 114a, and the first The transmission SerDes unit 114a may convert a 2-bit reference digital signal consisting of '11, 00, 01, 10' into a 2-bit digital parallel signal and output it to the decoder 210.

디코더(210)는 도 3의 FPGA 입력이 1비트 쉬프트된 2비트의 디지털 기준신호 '11, 00, 01, 10'을 도 4와 같이 입력받아 먼저, '11'에 매핑된 1, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 출력하고, '01'에 매핑된 0, 0, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력하고, '10'에 매핑된 0, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력할 수 있다. The decoder 210 receives a 2-bit digital reference signal '11, 00, 01, 10' in which the FPGA input of FIG. 3 is shifted by 1 bit, as shown in FIG. 4, and first, 1, 1, 1 mapped to '11'. Generates an on-off control signal and outputs it to the first to third switches (not shown), generates and outputs the 0, 0, 1 on-off control signal mapped to '01', and outputs the 0 mapped to '10'. , 1, 1 On-off control signal can be generated and output.

이후, 3 번째 빔을 송출하는 경우, 디코더(210)는 도 3의 FPGA 입력이 2비트 쉬프트된 2비트의 디지털 기준신호인 '10, 11, 00, 01'을 도 5와 같이 입력받아 먼저, '10'에 매핑된 0, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 출력하고, '11'에 매핑된 1, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력하고, '01'에 매핑된 0, 0, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력할 수 있다. Thereafter, in the case of transmitting the third beam, the decoder 210 receives a 2-bit digital reference signal '10, 11, 00, 01' in which the FPGA input of FIG. 3 is shifted by 2 bits, as shown in FIG. Generates 0, 1, 1 on-off control signals mapped to '10' and outputs them to the first to third switches (not shown), and generates 1, 1, 1 on-off control signals mapped to '11' And output, and generates and outputs 0, 0, 1 on-off control signals mapped to '01'.

이후, 4 번째 빔을 송출하는 경우, 디코더(210)는 도 3의 FPGA 입력이 3비트 쉬프트된 2비트의 디지털 기준신호인 '01, 10, 11, 00'을 도 6과 같이 입력받아 먼저, '01'에 매핑된 0, 0, 1 온오프제어신호를 발생하여 제1 내지 제3스위치들(미도시)에게 출력하고, '10'에 매핑된 0, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력하고, '11'에 매핑된 1, 1, 1 온오프제어신호를 발생하여 출력할 수 있다. Thereafter, in the case of transmitting the fourth beam, the decoder 210 receives '01, 10, 11, 00', which are 2-bit digital reference signals in which the FPGA input of FIG. 3 is shifted by 3 bits, as shown in FIG. Generates 0, 0, 1 on-off control signals mapped to '01', outputs them to the first to third switches (not shown), and generates 0, 1, 1 on-off control signals mapped to '10' And output, and generate and output 1, 1, 1 on-off control signals mapped to '11'.

이후, 5번째 빔을 송출하는 경우, 디코더(210)는 다시 도 3을 참조하여 설명한 것처럼 디지털 출력신호, 즉, 온오프제어신호를 발생할 수 있다. Thereafter, when transmitting the fifth beam, the decoder 210 may generate a digital output signal, that is, an on-off control signal, as described with reference to FIG. 3 again.

상술한 설명에 의하면, 레이더에서 첫 번째 빔을 송출 시, [도 1] 의 진리표를 따르고, 두 번째 빔 송출 시 [도 2]의 진리표를 따른다. 즉, 빔이 송출될 때마다 본 발명은 도 3→도4→도 5→도 6→도 3→도 4 …를 FPGA 단에서 해당 입력을 반복하도록 동작할 수 있다.According to the above description, when the radar transmits the first beam, the truth table in [Fig. 1] is followed, and when the second beam is transmitted, the truth table in [Fig. 2] is followed. That is, each time the beam is transmitted, the present invention is shown in Fig. 3 → Fig. 4 → Fig. 5 → Fig. 6 → Fig. 3 → Fig. 4. Can be operated to repeat the corresponding input at the FPGA stage.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)의 디지털 송신 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a digital transmission signal processing method of the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 for a next generation active phase radar according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 디지털 송수신 신호 처리 방법을 수행하는 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하였으므로 중복되는 자세한 설명은 생략한다.The digital transmission/reception signal processing apparatus 100 for performing the digital transmission/reception signal processing method illustrated in FIG. 7 has been described with reference to FIGS. 1 to 6, and thus, a detailed description thereof will be omitted.

도 7을 참조하면, 송수신모듈 다발을 제어하는 상위제어장치로부터 FPGA부(112)가 빔 송출 명령을 수신하면, 스크램블러(112a)는 매핑테이블(112b)을 확인하여 k 비트의 기준 디지털신호를 확인한다(S705, S710). S705단계에서 송수신모듈 다발은 도 1에 도시된 디지털 송수신 신호처리 장치(100)가 다수 있는 것을 의미하며, 상위제어장치는 실제 다수의 디지털 송수신 신호처리 장치(100)들에게 빔 송출 명령을 내리는 제어장치이다.Referring to FIG. 7, when the FPGA unit 112 receives a beam transmission command from an upper control device that controls a bundle of transmission/reception modules, the scrambler 112a checks the mapping table 112b to check the reference digital signal of k bits. Do (S705, S710). In step S705, the bundle of transmission/reception modules means that there are a plurality of digital transmission/reception signal processing apparatuses 100 shown in FIG. 1, and the upper control apparatus is a control that gives a beam transmission command to the actual number of digital transmission/reception signal processing apparatuses 100 Device.

S705단계에서 수신된 빔 송출 명령이 첫 번째 송출 명령이면(S715-Yes), 스크램블러(112a)는 S710단계에서 확인된 k 비트 기준 디지털신호를 0비트 쉬프트하여 제1 내지 제n송신SerDes부들로 출력할 수 있다(S720).If the beam transmission command received in step S705 is the first transmission command (S715-Yes), the scrambler 112a shifts the k-bit reference digital signal identified in step S710 by 0 bit and outputs it to the first to nth transmission SerDes units. It can be done (S720).

스크램블러(112a)는 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수(S=0)를 카운팅하여 메모리(미도시)에 저장할 수 있다(S725).The scrambler 112a may count the number of shifts (S=0) of the k-bit reference digital signal and store it in a memory (not shown) (S725).

제1 내지 제n송신SerDes부들 각각은 스크램블러(112a)로부터 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 병렬신호로 변환한 후 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n)의 DAC들로 입력한다(S730). S735단계 내지 S745단계는 제1 내지 제n신호변환부들(120, …, 120_n)의 DAC들 각각에 의해 동일하게 동작하며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1신호변환부(120)의 DAC(122)를 예로 들어 설명한다.Each of the first to nth transmission SerDes units converts the k-bit reference digital signal input from the scrambler 112a into a parallel signal, and then inputs it to the DACs of the first to nth signal converters 120, ..., 120_n. Do (S730). Steps S735 to S745 operate in the same manner by each of the DACs of the first to nth signal conversion units 120, ..., 120_n. Hereinafter, the DAC of the first signal conversion unit 120 ( 122) will be used as an example.

DAC(122)의 디코더(210)는 S730단계로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호들을 스위칭부(220)로 병렬 출력한다(S735).The decoder 210 of the DAC 122 outputs on-off control signals corresponding to the k-bit digital parallel signal input from step S730 to the switching unit 220 in parallel (S735).

구동부(230)를 구성하는 드라이버들의 개수만큼 구비된 스위칭부(220)는 S735단계로부터 입력되는 온오프제어신호들(0 또는 1)에 기초하여 해당하는 드라이버들을 온오프 스위칭할 수 있다(S740). 즉, 스위칭부(220)는 입력되는 온오프제어신호들을 각각 해당하는 드라이버의 게이트로 전달한다.The switching unit 220 provided as many as the number of drivers constituting the driving unit 230 may switch on and off corresponding drivers based on on/off control signals (0 or 1) input from step S735 (S740). . That is, the switching unit 220 transfers the input on/off control signals to the gates of the corresponding drivers, respectively.

다수의 드라이버들은 입력되는 온오프제어신호에 따라 각각 온 또는 오프되며, 온오프된 드라이버들의 개수에 따라 DAC(122)의 아날로그 출력 전압, 즉, RF 출력신호를 결정한다(S745). 예를 들어, 도 3에 도시된 디코더 출력이 3개인 경우, DAC(122)가 출력할 수 있는 최대 전압이 1.2V인 경우를 가정하면, 디코더 출력 3개가 모두 온이면(D2, D1, D0=1, 1, 1)이면, DAC(122)의 출력 전압은 1.2V가 된다. 반면, 디코더 출력 1개만 온이면(D2, D1, D0=0, 0, 1)이면, DAC(122)의 출력 전압은 0.4V가 된다.The plurality of drivers are turned on or off according to the input on/off control signal, and the analog output voltage of the DAC 122, that is, the RF output signal, is determined according to the number of on/off drivers (S745). For example, if there are three decoder outputs shown in FIG. 3, assuming that the maximum voltage that the DAC 122 can output is 1.2V, if all three decoder outputs are on (D2, D1, D0 = 1, 1, 1), the output voltage of the DAC 122 becomes 1.2V. On the other hand, if only one decoder output is on (D2, D1, D0 = 0, 0, 1), the output voltage of the DAC 122 becomes 0.4V.

전력증폭기(132)는 DAC(122)로부터 입력되는 RF 출력신호의 전력을 증폭한 후 제1안테나(11)로 출력하여 빔으로 송출되도록 한다.The power amplifier 132 amplifies the power of the RF output signal input from the DAC 122 and then outputs it to the first antenna 11 to be transmitted as a beam.

반면, S705단계에서 수신된 빔 송출 명령이 첫 번째 송출 명령이 아니면(S715-No), 스크램블러(112a)는 빔 송출때마다 k 비트 기준 디지털신호를 m비트씩 쉬프트하여 제1 내지 제n송신SerDes부들로 출력한다(S755). 예를 들어, 두 번째 송출 명령이고, m=1이면, 스크램블러(112a)는 S710단계에서 확인된 k 비트 기준 디지털신호를 한 비트 쉬프트하여 출력한다(S755).On the other hand, if the beam transmission command received in step S705 is not the first transmission command (S715-No), the scrambler 112a shifts the k-bit reference digital signal by m bits each time the beam is transmitted, and the first to nth transmission SerDes Output to the negatives (S755) For example, if it is the second transmission command and m=1, the scrambler 112a shifts the k-bit reference digital signal identified in step S710 by one bit and outputs it (S755).

스크램블러(112a)는 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수(S=1)를 카운팅하여 메모리(미도시)에 저장할 수 있다(S760).The scrambler 112a may count the number of shifts (S=1) of the k-bit reference digital signal and store it in a memory (not shown) (S760).

제1 내지 제n송신SerDes부들 각각은 스크램블러(112a)로부터 입력되는 m 비트 쉬프트된 k 비트의 기준 디지털신호를 병렬신호로 변환한 후(S765), S735단계로 진입할 수 있다. Each of the first to n-th transmission SerDes units converts the m-bit-shifted k-bit reference digital signal input from the scrambler 112a into a parallel signal (S765), and then proceeds to step S735.

이로써, 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)는 빔을 송출할 때마다 사전에 설정된 기준 디지털신호를 m비트씩 쉬프트하여 DAC들로 출력하며, 이로써 DAC들의 디코더들은 쉬프트된 기준 디지털신호에 따라 디코더 출력신호도 쉬프트하여 RF 출력신호를 규칙에 따라 가변할 수 있다.Accordingly, the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 shifts a preset reference digital signal by m bits each time it transmits a beam and outputs it to the DACs, whereby the decoders of the DACs output a decoder output signal according to the shifted reference digital signal. By shifting, the RF output signal can be varied according to a rule.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치(100)의 디지털 수신 신호 처리 방법을 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a digital reception signal processing method of the digital transmission/reception signal processing apparatus 100 for a next-generation active phase radar according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제1 내지 제nRF부들(130, ??, 130_n)의 저잡음증폭기(134)는 표적에서 반사되어 안테나가 수신한 수신신호의 저잡음을 증폭한다(S810). Referring to FIG. 8, the low noise amplifier 134 of the first to nRF units 130, ??, and 130_n amplifies the low noise of a received signal that is reflected from the target and received by the antenna (S810).

제1 내지 제n신호변환부들((120, …, 120_n)의 ADC(124)는 저잡음 증폭기(134)로부터 입력되는 수신신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 제1 내지 제n수신SerDes부들(114b외 다수)로 출력한다(S820). The ADC 124 of the first to nth signal conversion units (120, …, 120_n) converts the received signal input from the low noise amplifier 134 into a k-bit digital parallel signal, and the first to nth receiving SerDes units It outputs as (114b and many others) (S820).

제1 내지 제n수신SerDes부들(114b 외 다수)은 제1 내지 제n신호 변환부들(120, …, 120_n)로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 직렬신호로 변환한다(S830).The first to nth receiving SerDes units 114b and a plurality of the k-bit digital parallel signals input from the first to nth signal conversion units 120, ..., 120_n are converted into a serial signal (S830).

FPGA부(112)는 제1 내지 제n수신SerDes부들(114b 외 다수)로부터 입력되는 k 비트의 디지털 직렬신호를 저장한다(S840).The FPGA unit 112 stores k-bit digital serial signals input from the first to n-th receiving SerDes units 114b and others (S840).

한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.On the other hand, although it has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as illustrated and described as described above, and deviates from the scope of the technical idea. It will be appreciated by those skilled in the art that a number of changes and modifications can be made to the present invention. Accordingly, all such appropriate changes and modifications and equivalents should be regarded as belonging to the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached registration claims.

100: 디지털 송수신 신호 처리 장치 110: 제어부
112: FPGA부
114, …, 114_n: 제1 내지 제nSerDes부들 114a: 제1송신SerDes부
114b: 제1수신SerDes부
120, …, 120_n: 제1 내지 제n신호변환부들 122: DAC
124: ADC 210: 디코더
220: 스위칭부 230: 구동부
130, …, 130_n: 제1 내지 제nRF부들
100: digital transmission/reception signal processing device 110: control unit
112: FPGA unit
114,… , 114_n: first to nth SerDes units 114a: first transmitting SerDes units
114b: first receiving SerDes unit
120,… , 120_n: first to nth signal conversion units 122: DAC
124: ADC 210: decoder
220: switching unit 230: driving unit
130,… , 130_n: first to nRF units

Claims (4)

표적으로 송출하기 위한 디지털 직렬신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 출력하고, 하기 n개의 신호변환부들로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 직렬신호로 변환하는 제어부;
상기 제어부로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 DAC(Digital Analog Converter)와, 하기 n개의 RF부들로부터 입력되는 수신신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 제어부로 출력하는 ADC(Analog Digital Converter)를 포함하는 n개의 신호변환부들; 및
상기 n개의 신호변환부들로부터 입력되는 RF 신호의 전력을 증폭하여 안테나로 송출하고, 상기 표적으로부터 반사된 수신신호에 대해 저잡음을 증폭하는 n개의 RF부들;을 포함하고,
상기 제어부는,
설정된 규칙에 따라 k 비트의 디지털 병렬신호를 가변하여 상기 n개의 신호변환부들로 출력하되, 빔을 표적으로 송출할 때마다, k 비트의 디지털 병렬신호를 m 비트씩 쉬프트하여 상기 n개의 신호변환부들 각각의 DAC로 출력하도록,
FPGA부에서 상기 DAC로 입력되도록 기설정된 k 비트의 로우 디지털신호와 최초 빔 송출 시 상기 FPGA부의 스크램블러를 거쳐 상기 DAC로 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호가 매핑된 매핑테이블을 이용하여, 빔을 표적으로 송출할 때마다 상기 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력하는 스크램블러를 포함하는 FPGA(Field Programmable Gate Array)부; 및
상기 FPGA부에서 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 DAC로 출력하는 n개의 송신 SerDes부들;을 포함하고,
상기 n개의 신호변환부들 각각의 DAC는, 상기 제어부로부터 m 비트씩 쉬프트되어 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 매핑된 온오프제어신호를 발생하여 상기 RF 신호의 출력전압을 규칙적으로 가변하고,
상기 스크램블러는 빔 송출때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수를 메모리에 저장하거나, k 비트의 기준 디지털신호가 쉬프트된 포인트 정보를 저장하여, 다음 빔 송출이 발생할 때 기준 디지털신호가 몇 번째 위치까지 쉬프트되었는지 확인하는 것을 특징으로 하는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치.
A controller for converting and outputting a digital serial signal to be transmitted as a target into a k-bit digital parallel signal, and converting the k-bit digital parallel signal input from the following n signal converters into a serial signal;
A digital analog converter (DAC) that converts and outputs k-bit digital parallel signals input from the control unit into RF signals, and converts received signals input from the following n RF units into k-bit digital parallel signals to the control unit. N signal conversion units including an output ADC (Analog Digital Converter); And
Including; n RF units for amplifying the power of the RF signal input from the n signal converters and transmitting the power to the antenna, and amplifying low noise for the received signal reflected from the target; and
The control unit,
According to a set rule, the k-bit digital parallel signal is varied and output to the n signal converters, but each time a beam is transmitted as a target, the k-bit digital parallel signal is shifted by m bits to the n signal converters. To output to each DAC,
Using a mapping table in which a k-bit low digital signal preset to be input from the FPGA unit to the DAC and a k-bit reference digital signal input to the DAC through the scrambler of the FPGA unit when the first beam is transmitted are mapped, the beam is targeted. A Field Programmable Gate Array (FPGA) unit including a scrambler for shifting and outputting the k-bit reference digital signal by m bits each time the signal is transmitted to each other; And
Including; n transmission SerDes units for converting a k-bit reference digital signal input from the FPGA unit into a k-bit digital parallel signal and outputting it to the DAC,
The DAC of each of the n signal conversion units generates an on-off control signal mapped to a digital parallel signal of k bits shifted by m bits from the control unit and inputted to regularly vary the output voltage of the RF signal,
The scrambler stores the number of shifts of the k-bit reference digital signal in memory each time a beam is transmitted, or stores point information at which the k-bit reference digital signal is shifted, and the reference digital signal is numbered when the next beam is transmitted. A digital transmission/reception signal processing device for a next-generation active phase radar, characterized in that checking whether the position is shifted.
제1항에 있어서,
상기 DAC는,
상기 제어부로부터 k 비트의 디지털 병렬신호가 입력되면, 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호를 다수의 드라이버들 별로 발생하여 출력하는 디코더;
상기 디코더로부터 출력되는 온오프제어신호를 해당하는 드라이버로 전달하는 스위칭부; 및
상기 다수의 드라이버들을 포함하고, 상기 스위칭부를 통해 입력되는 온오프제어신호에 따라 상기 다수의 드라이버들이 개별적으로 온오프되어 RF 신호를 출력하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 장치.
The method of claim 1,
The DAC,
A decoder for generating and outputting an on-off control signal corresponding to an input k-bit digital parallel signal for each of a plurality of drivers when a k-bit digital parallel signal is input from the controller;
A switching unit for transmitting the on-off control signal output from the decoder to a corresponding driver; And
And a driving unit that includes the plurality of drivers, and outputs an RF signal by individually turning on and off the plurality of drivers according to an on/off control signal input through the switching unit. Transmission and reception signal processing device.
능동위상배열 레이다 시스템에서 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 방법에 있어서,
(A) 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 표적으로 송출하기 위한 디지털 직렬신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 출력하는 단계;
(B) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 상기 (A) 단계로부터 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호를 RF 신호로 변환하여 출력하는 단계; 및
(C) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 상기 (B) 단계로부터 입력되는 RF 신호의 전력을 증폭하여 안테나를 통해 표적으로 송출하는 단계;를 포함하고,
상기 (A) 단계는, 설정된 규칙에 따라 k 비트의 디지털 병렬신호를 가변하여 출력하되, 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 빔을 표적으로 송출할 때마다, k 비트의 디지털 병렬신호를 m 비트씩 쉬프트하여 상기 (B) 단계로 출력하도록,
(A1) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, FPGA에서 DAC로 입력되도록 기설정된 k 비트의 로우 디지털신호와 최초 빔 송출 시 상기 FPGA의 스크램블러를 거쳐 상기 DAC로 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호가 매핑된 매핑테이블을 이용하여, 빔을 표적으로 송출할 때마다 상기 k 비트의 기준 디지털신호를 m 비트씩 쉬프트하여 출력하는 단계; 및
(A2) 상기 (A1) 단계에서 입력되는 k 비트의 기준 디지털신호를 k 비트의 디지털 병렬신호로 변환하여 상기 DAC로 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 스크램블러는 빔 송출때마다 k 비트의 기준 디지털신호를 쉬프트한 횟수를 메모리에 저장하거나, k 비트의 기준 디지털신호가 쉬프트된 포인트 정보를 저장하여, 다음 빔 송출이 발생할 때 기준 디지털신호가 몇 번째 위치까지 쉬프트되었는지 확인하며,
상기 (B) 단계는, 상기 (A) 단계로부터 m비트씩 쉬프트되어 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 매핑된 온오프제어신호에 따라 상기 RF 신호의 출력전압을 규칙적으로 가변하는 것을 특징으로 하는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 방법.
In the method of processing digital transmission/reception signals for next-generation active phase radar in an active phase array radar system,
(A) a step of converting, by a digital transmission/reception signal processing apparatus, a digital serial signal to be transmitted to a target into a digital parallel signal of k bits and outputting a digital parallel signal;
(B) converting, by the digital transmission/reception signal processing apparatus, a k-bit digital parallel signal input from the step (A) into an RF signal and outputting an RF signal; And
(C) the digital transmission/reception signal processing apparatus, amplifying the power of the RF signal input from the step (B) and transmitting it to a target through an antenna; Including,
In the step (A), a digital parallel signal of k bits is varied and output according to a set rule, and each time the digital transmission/reception signal processing apparatus transmits a beam to a target, the digital parallel signal of k bits is transmitted by m bits. To output to step (B) by shifting,
(A1) The digital transmission/reception signal processing device maps a k-bit low digital signal preset to be input from the FPGA to the DAC and a k-bit reference digital signal input to the DAC through the scrambler of the FPGA upon initial beam transmission. Shifting and outputting the k-bit reference digital signal by m bits each time a beam is transmitted to a target using a mapping table; And
(A2) converting a k-bit reference digital signal input in step (A1) into a k-bit digital parallel signal and outputting it to the DAC; and
The scrambler stores the number of shifts of the k-bit reference digital signal in memory each time a beam is transmitted, or stores point information at which the k-bit reference digital signal is shifted, and the reference digital signal is numbered when the next beam is transmitted. Check if it is shifted to the position,
In the step (B), the output voltage of the RF signal is regularly varied according to an on-off control signal mapped to a digital parallel signal of k bits shifted by m bits from the step (A). Digital transmission/reception signal processing method for next-generation active phase radar.
제3항에 있어서,
상기 (B) 단계는,
(B1) 상기 디지털 송수신 신호 처리 장치가, 입력되는 k 비트의 디지털 병렬신호에 해당하는 온오프제어신호를 다수의 드라이버들 별로 발생하여 출력하는 단계;
(B2) 상기 (B1) 단계로부터 출력되는 온오프제어신호를 해당하는 드라이버로 전달하는 스위칭 단계; 및
(B3) 상기 (B2) 단계로부터 입력되는 온오프제어신호에 따라 상기 다수의 드라이버들이 개별적으로 온오프되어 RF 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차세대 능동위상 레이다용 디지털 송수신 신호 처리 방법.
The method of claim 3,
The step (B),
(B1) generating and outputting, by the digital transmission/reception signal processing apparatus, an on/off control signal corresponding to an input k-bit digital parallel signal for each of a plurality of drivers;
(B2) a switching step of transferring the on-off control signal output from step (B1) to a corresponding driver; And
(B3) outputting an RF signal by individually turning on and off the plurality of drivers according to the on-off control signal input from step (B2); and processing digital transmission/reception signals for next-generation active-phase radars, comprising: Way.
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