KR102189697B1 - Hybrid beamforming radar system - Google Patents
Hybrid beamforming radar system Download PDFInfo
- Publication number
- KR102189697B1 KR102189697B1 KR1020180154986A KR20180154986A KR102189697B1 KR 102189697 B1 KR102189697 B1 KR 102189697B1 KR 1020180154986 A KR1020180154986 A KR 1020180154986A KR 20180154986 A KR20180154986 A KR 20180154986A KR 102189697 B1 KR102189697 B1 KR 102189697B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transmission channel
- signal
- switch
- transmission line
- transmission
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 205
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 101001001462 Homo sapiens Importin subunit alpha-5 Proteins 0.000 description 2
- 102100036186 Importin subunit alpha-5 Human genes 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 101710162453 Replication factor A Proteins 0.000 description 1
- 102100035729 Replication protein A 70 kDa DNA-binding subunit Human genes 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/12—Coupling devices having more than two ports
- H01P5/16—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
- H01P5/18—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
- H01P5/181—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides
- H01P5/182—Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being hollow waveguides the waveguides being arranged in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0017—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
- H03G1/0029—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier using FETs
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S2013/0236—Special technical features
- G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
Abstract
본 발명은 레이다 신호 송신부가 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호의 전력을 제 1 송신 채널과 제 2 송신 채널로 분배하는 전력 분배기와, 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 1 위상 천이기와, 제 1 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 1 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 1 송신 채널과, 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 2 위상 천이기와, 제 2 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 2 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 2 송신 채널을 포함하고, 레이다 신호 수신부가 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 1 수신 채널과, 레이다 신호 수신부는 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 2 수신 채널를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템이 제공된다.The present invention provides a power divider for distributing the power of a radar signal generated and transmitted from the radar signal generator to a first transmission channel and a second transmission channel, and for shifting the phase of the radar signal distributed by the power divider. A first transmission channel composed of a first phase shifter and a first variable gain amplifier that gradually adjusts an amplification gain while suppressing a phase change of the radar signal passing through the first phase shifter, and distributed by a power divider. A second transmission channel comprising a second phase shifter for shifting the phase of the radar signal, and a second variable gain amplifier for stepwise adjustment of amplification gain while suppressing a change in the phase of the radar signal passing through the second phase shifter. Including, the radar signal receiver generates a first I signal and a first Q signal by mixing the radar signal generated and transmitted from the radar signal generator and the received RF signal, and the generated first I signal and the first Q signal The first receiving channel filtering the intermediate frequency signal from and the radar signal receiving unit generates a second I signal and a second Q signal by mixing the radar signal generated and transmitted from the radar signal generator and the received RF signal, and generates A hybrid beamforming radar system is provided, comprising: a second receiving channel for filtering an intermediate frequency signal from the second I signal and the second Q signal.
Description
본 발명은 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이다 송신부는 다수의 채널로 구성되는 위상 배열 방식을 채택하여 효율적으로 고출력 송신 신호를 생성하고, 레이다 수신부는 다수의 수신 채널에서 I 신호 및 Q 신호를 생성하여 디지털적으로 처리함으로써 병렬 프로세스가 가능한 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid beamforming radar system, and more particularly, a radar transmitting unit efficiently generates a high-power transmission signal by adopting a phase arrangement method composed of a plurality of channels, and the radar receiving unit generates an I signal in a plurality of receiving channels. And a hybrid beamforming radar system capable of parallel processing by generating and digitally processing a Q signal.
ICT(Information and Communications Technologies) 기술의 확산으로 5G와 자율주행 차량에 관련되는 빔포밍 레이다 연구가 최근 활발하게 진행되고 있으며, 위상 배열 기반의 아날로그 빔포밍 방식의 경우는 빔형성 개수가 제한이 되어 다중빔형성이 어렵고, 디지털 빔포밍은 병렬 프로세스가 가능하여 다중빔 형성은 가능하지만 ADC 등의 대역폭 제한으로 높은 데이터 전송 또는 고해상도 레이다 이미징시스템을 구현하는데 제한이 된다. Due to the proliferation of ICT (Information and Communications Technologies) technology, research on beamforming radars related to 5G and autonomous vehicles has been actively conducted recently. In the case of the phased array-based analog beamforming method, the number of beamforming is limited. Beam formation is difficult, and digital beamforming can be processed in parallel, so multiple beams can be formed, but bandwidth limitations such as ADCs limit the implementation of high data transmission or high-resolution radar imaging systems.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2012-0059972에 게시되어 있다.Background art of the present invention is published in Korean Patent Application Publication No. 10-2012-0059972.
따라서 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 레이다 송신부는 다수의 채널로 구성되는 위상 배열 방식을 채택하여 효율적으로 고출력 송신 신호를 생성하고, 레이다 수신부는 다수의 수신 채널에서 I 신호 및 Q 신호를 생성하여 디지털적으로 처리함으로써 병렬 프로세스가 가능한 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and the technical problem to be achieved by the present invention is that the radar transmitter adopts a phase arrangement method composed of a plurality of channels to efficiently generate a high-power transmission signal, and The receiving unit provides a hybrid beamforming radar system capable of parallel processing by generating I and Q signals in a plurality of receiving channels and processing them digitally.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은 레이다 신호 발생부와, 제 1 송신 채널 및 제 2 송신 채널로 구성되는 레이다 신호 송신부와, 제 1 수신 채널 및 제 2 수신 채널로 구성되는 레이다 신호 수신부를 포함하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 있어서, 상기 레이다 신호 송신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호의 전력을 상기 제 1 송신 채널과 상기 제 2 송신 채널로 분배하는 전력 분배기와, 상기 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 1 위상 천이기와, 상기 제 1 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 1 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 1 송신 채널과, 상기 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 2 위상 천이기와, 상기 제 2 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 2 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 2 송신 채널을 포함하고, 상기 레이다 신호 수신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 1 수신 채널과, 상기 레이다 신호 수신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 2 수신 채널를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention includes a radar signal generator, a radar signal transmission unit including a first transmission channel and a second transmission channel, a first reception channel, and In the hybrid beamforming radar system including a radar signal receiving unit configured with a second receiving channel, the radar signal transmitting unit converts power of a radar signal generated and transmitted from the radar signal generator to the first transmission channel and the second transmission channel. A power divider for distribution to a transmission channel, a first phase shifter for shifting the phase of the radar signal distributed by the power divider, and amplification gain while suppressing a change in the phase of the radar signal passing through the first phase shifter. A first transmission channel comprising a first variable gain amplifier that is stepwise adjusted, a second phase shifter for shifting the phase of the radar signal distributed by the power divider, and a phase of the radar signal passing through the second phase shifter It includes a second transmission channel consisting of a second variable gain amplifier that adjusts the amplification gain stepwise while suppressing the change of the radar signal, the radar signal receiving unit is a radar signal generated and transmitted from the radar signal generator and received RF A first receiving channel for generating a first I signal and a first Q signal by mixing signals, filtering an intermediate frequency signal from the generated first I signal and the first Q signal, and the radar signal receiver generating the radar signal A second reception for generating a second I signal and a second Q signal by mixing the radar signal generated and transmitted from the unit and the received RF signal, and filtering the intermediate frequency signal from the generated second I signal and the second Q signal It characterized in that it includes a channel.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 전력 분배기가, 제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로, 상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로, 상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치 및 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며, 상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고, 상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 1 송신 채널 및 상기 제 2 송신 채널로 전력을 분배하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the power divider includes a 01th transmission line for transmitting power between a 0th transmission channel and a first transmission channel, the 0th transmission channel and a second transmission channel. The 02th transmission line for transmitting power between, the 10th and 20th isolation resistors disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line, and the 01th transmission line connected to the first transmission channel. A tenth switch disposed between an end and a ground to connect or disconnect an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel And a twentieth switch to connect or disconnect an end of the 02th transmission line connected to the second transmission line and a ground, and disposed between the tenth isolation resistor and the twentyth isolation resistor, A 30th switch connecting or disconnecting the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor, the length of the 01th transmission line is lambda/4, and the length of the 02th transmission line is lambda/4, The characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the first transmission channel The resistance value of the 20 isolation resistor is Z0, and when operating in a mode for distributing power from the 0th transmission channel to the first transmission channel and the second transmission channel, the tenth switch is turned off, and the twentieth switch is turned off. The switch is turned off, and the 30th switch is turned on.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 제 01 전송 선로의 특성 임피던스가 (Z0 + Z0)/2인 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the characteristic impedance of the 01th transmission line is (Z0 + It is characterized in that Z0)/2.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 제 02 전송 선로의 특성 임피던스가 (Z0 + Z0)/2인 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the characteristic impedance of the 02th transmission line is (Z0 + It is characterized in that Z0)/2.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 제 10 스위치 또는 상기 제 20 스위치 또는 상기 제 30 스위치가 모스트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention is characterized in that the tenth switch, the twentieth switch, or the thirty-th switch is a MOS transistor.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 전력 분배기가, 제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로, 상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로, 상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치 및 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며, 상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고, 상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 1 송신 채널로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치는 턴온되고, 상기 제 30 스위치는 턴오프되는 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the power divider includes a 01th transmission line for transmitting power between a 0th transmission channel and a first transmission channel, the 0th transmission channel and a second transmission channel. The 02th transmission line for transmitting power between, the 10th and 20th isolation resistors disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line, and the 01th transmission line connected to the first transmission channel. A tenth switch disposed between an end and a ground to connect or disconnect an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel And a twentieth switch to connect or disconnect an end of the 02th transmission line connected to the second transmission line and a ground, and disposed between the tenth isolation resistor and the twentyth isolation resistor, A 30th switch connecting or disconnecting the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor, the length of the 01th transmission line is lambda/4, and the length of the 02th transmission line is lambda/4, The characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the first transmission channel The resistance value of the 20 isolation resistor is Z0, and when operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel to the first transmission channel, the tenth switch is turned off, the twentieth switch is turned on, and the The 30th switch is characterized in that it is turned off.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 전력 분배기가, 제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로, 상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로, 상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치 및 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며, 상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고, 상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 2 송신 채널로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴온되며, 상기 제 20 스위치는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치는 턴오프되는 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the power divider includes a 01th transmission line for transmitting power between a 0th transmission channel and a first transmission channel, the 0th transmission channel and a second transmission channel. The 02th transmission line for transmitting power between, the 10th and 20th isolation resistors disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line, and the 01th transmission line connected to the first transmission channel. A tenth switch disposed between an end and a ground to connect or disconnect an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel And a twentieth switch to connect or disconnect an end of the 02th transmission line connected to the second transmission line and a ground, and disposed between the tenth isolation resistor and the twentyth isolation resistor, A 30th switch connecting or disconnecting the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor, the length of the 01th transmission line is lambda/4, and the length of the 02th transmission line is lambda/4, The characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, the characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the first transmission channel The resistance value of the 20 isolation resistor is Z0, and when operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel to the second transmission channel, the tenth switch is turned on, the 20th switch is turned off, and the The 30th switch is characterized in that it is turned off.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 제 1 가변 이득 증폭기 또는 상기 제 2 가변 이득 증폭기가, 전원 전압에 연결되는 제 21 인덕터, 상기 제 21 인덕터에 병렬 연결되는 제 22 인덕터, 포지티브 입력 단자로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 11 모스트랜지스터와, 상기 제 21 인덕터와 상기 제 11 모스트랜지스터 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 21 모스트랜지스터와, 네거티브 입력 단자로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 12 모스트랜지스터와, 상기 제 22 인덕터와 상기 제 12 모스트랜지스터 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 22 모스트랜지스터로 구성되는 캐스코드 증폭부 및 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 접지 사이에 배치되며, 상기 캐스코드 증폭부의 증폭 이득을 0dB로 감쇄시키거나, 1dB로 감쇄시키거나, 2dB로 감쇄시키는 소스 저항 조절부를 포함하는 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, the first variable gain amplifier or the second variable gain amplifier includes a 21st inductor connected to a power supply voltage, and a 22nd inductor connected in parallel to the 21st inductor. , An 11th MOS transistor amplifying an RF signal input to a positive input terminal, a 21st MOS transistor disposed between the 21st inductor and the 11th MOS transistor to adjust an amplification gain, and an RF input to the negative input terminal. A cascode amplification unit comprising a twelfth MOS transistor amplifying a signal, a 22nd MOS transistor disposed between the 22nd inductor and the twelfth MOS transistor to adjust an amplification gain, and the 11th MOS transistor and the twelfth It is disposed between the source and the ground of the MOS transistor, characterized in that it comprises a source resistance adjusting unit for attenuating the amplification gain of the cascode amplifying unit to 0dB, attenuated by 1dB, or attenuated by 2dB.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 소스 저항 조절부가 0dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 0dB 감쇄 스위치가 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 접지 사이에 배치되고, 1dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 1dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 1dB 감쇄 스위치 사이에 1dB 저항이 배치되고, 2dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 2dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 2dB 감쇄 스위치 사이에 2dB 저항이 배치되는 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, a 0dB attenuation switch enabled by a 0dB control signal by the source resistance adjusting unit is disposed between the source and the ground of the 11th MOS transistor and the 12 MOS transistor And a 1dB attenuation switch enabled by a 1dB control signal is connected to the ground, and a 1dB resistor is disposed between the source of the 11th MOS transistor and the 12th MOS transistor and the 1dB attenuation switch, and by a 2dB control signal An enabled 2dB attenuation switch is connected to the ground, and a 2dB resistor is disposed between the source of the eleventh MOS transistor and the twelfth MOS transistor and the 2dB attenuation switch.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 0dB 감쇄 스위치 또는 상기 1dB 감쇄 스위치 또는 상기 2dB 감쇄 스위치가 모스트랜지스터인 것을 특징으로 한다.The hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention is characterized in that the 0dB attenuation switch, the 1dB attenuation switch or the 2dB attenuation switch is a MOS transistor.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 소스 저항 조절부가 3dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 3dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 더 연결되며, 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 3dB 감쇄 스위치 사이에 3dB 저항이 더 배치되는 것을 특징으로 한다.In the hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, a 3dB attenuation switch in which the source resistance control unit is enabled by a 3dB control signal is further connected to the ground, and the eleventh MOS transistor and the twelfth MOS transistor It characterized in that a 3dB resistor is further disposed between the source of and the 3dB attenuation switch.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 상기 3dB 감쇄 스위치가 모스트랜지스터인 것을 특징으로 한다.A hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention is characterized in that the 3dB attenuation switch is a MOS transistor.
본 발명의 실시예들에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은 레이다 송신부는 다수의 채널로 구성되는 위상 배열 방식을 채택하여 효율적으로 고출력 송신 신호를 생성하고, 레이다 수신부는 다수의 수신 채널에서 I 신호 및 Q 신호를 생성하여 디지털적으로 처리함으로써 병렬 프로세스가 가능하다.In the hybrid beamforming radar system according to the embodiments of the present invention, the radar transmitter adopts a phased arrangement method consisting of a plurality of channels to efficiently generate a high-power transmission signal, and the radar receiver generates an I signal and a Q signal in multiple reception channels. By generating signals and processing them digitally, parallel processing is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템의 회로도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 채택되는 전력 분배기의 회로도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 채택되는 가변 이득 증폭기의 회로도.1 is a circuit diagram of a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a power divider employed in a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a variable gain amplifier employed in a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The detailed description of the present invention to be described later refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It is to be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions over several aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated and expressed for convenience.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템의 회로도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 채택되는 전력 분배기의 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템에 채택되는 가변 이득 증폭기의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a power divider employed in a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is the present invention A circuit diagram of a variable gain amplifier employed in a hybrid beamforming radar system according to an embodiment of
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템은, 도 1에 도시된 것처럼, 레이다 신호 발생부(100)와, 제 1 송신 채널(TCH1) 및 제 2 송신 채널(TCH2)로 구성되는 레이다 신호 송신부(200)와, 제 1 수신 채널(RCH1) 및 제 2 수신 채널(RCH2)로 구성되는 레이다 신호 수신부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.A hybrid beamforming radar system according to an embodiment of the present invention is a radar composed of a
상기 레이다 신호 송신부(200)는 상기 레이다 신호 발생부(100)로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호의 전력을 상기 제 1 송신 채널(TCH1)과 상기 제 2 송신 채널(TCH2)로 분배하는 전력 분배기(201)와, 상기 전력 분배기(201)에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 1 위상 천이기(211)와, 상기 제 1 위상 천이기(211)를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 1 가변 이득 증폭기(212)로 구성되는 제 1 송신 채널(TCH1)과, 상기 전력 분배기(201)에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 2 위상 천이기(221)와, 상기 제 2 위상 천이기(221)를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 2 가변 이득 증폭기(222)로 구성되는 제 2 송신 채널(TCH2)을 포함한다.The radar
상술한 레이다 신호 송신부(200)는 반드시 2 채널로 구성될 필요는 없으며, 적용되는 시스템에 따라서, 2 채, 4 채널, 8 채널 또는 16 채널 등 다양하게 구성될 수 있다.The radar
전력 분배기(201)는 도 2에 도시된 것처럼, 제 0 송신 채널(TCH0)과 제 1 송신 채널(TCH1) 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로(T01), 상기 제 0 송신 채널(TCH0)과 제 2 송신 채널(TCH2) 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로(T02), 상기 제 01 전송 선로(T01) 및 상기 제 02 전송 선로(T02) 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항(R10)과 제 20 아이솔레이션 저항(R20), 상기 제 1 송신 채널(TCH1)과 연결되는 상기 제 01 전송 선로(T01)의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널(TCH1)과 연결되는 상기 제 01 전송 선로(T01)의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치(S10), 상기 제 2 송신 채널(TCH2)과 연결되는 상기 제 02 전송 선로(T02)의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널(TCH2)과 연결되는 상기 제 02 전송 선로(T02)의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치(S20) 및 상기 제 10 아이솔레이션 저항(R10)과 상기 제 20 아이솔레이션 저항(R20) 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항(R10)과 상기 제 20 아이솔레이션 저항(R20)을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치(S30)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the
여기에서, 전력 분배기(201)는 상기 제 01 전송 선로(T01)의 길이가 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로(T02)의 길이가 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널(TCH0)의 특성 임피던스가 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널(TCH1)의 특성 임피던스가 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널(TCH2)의 특성 임피던스가 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항(R10)의 저항값이 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항(R20)의 저항값이 Z0이다.Here, the
한편, 상기 제 0 송신 채널(TCH0)에서 상기 제 1 송신 채널(TCH1) 및 상기 제 2 송신 채널(TCH2)로 전력을 분배하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치(S10)는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치(S20)는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치(S30)는 턴온된다.On the other hand, when operating in a mode in which power is distributed from the 0th transmission channel TCH0 to the first transmission channel TCH1 and the second transmission channel TCH2, the tenth switch S10 is turned off. , The 20th switch S20 is turned off, and the 30th switch S30 is turned on.
여기에서, 상기 제 01 전송 선로(T01)의 특성 임피던스는 (Z0 + Z0)/2이고, 상기 제 02 전송 선로(T02)의 특성 임피던스는 (Z0 + Z0)/2이며, 상기 제 10 스위치(S10) 또는 상기 제 20 스위치(S20) 또는 상기 제 30 스위치(S30)는 모스트랜지스터로 구성된다.Here, the characteristic impedance of the 01th transmission line T01 is (Z0 + Z0)/2, and the characteristic impedance of the 02th transmission line T02 is (Z0 + Z0)/2, and the tenth switch S10, the twentieth switch S20, or the thirtyth switch S30 is constituted by a MOS transistor.
또한, 상기 제 0 송신 채널(TCH0)에서 상기 제 1 송신 채널(TCH1)로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치(S10)는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치(S20)는 턴온되고, 상기 제 30 스위치(S30)는 턴오프된다.In addition, when operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel TCH0 to the first transmission channel TCH1, the tenth switch S10 is turned off, and the 20th switch S20 is It is turned on, and the 30th switch S30 is turned off.
또한, 상기 제 0 송신 채널(TCH0)에서 상기 제 2 송신 채널(TCH2)로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치(S10)는 턴온되며, 상기 제 20 스위치(S20)는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치(S30)는 턴오프된다.In addition, when operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel TCH0 to the second transmission channel TCH2, the tenth switch S10 is turned on, and the twentieth switch S20 is turned on. The 30th switch S30 is turned off.
상기 제 1 가변 이득 증폭기(212) 또는 상기 제 2 가변 이득 증폭기(222)는, 도 3에 도시된 것처럼, 전원 전압에 연결되는 제 21 인덕터(L21), 상기 제 21 인덕터(L21)에 병렬 연결되는 제 22 인덕터(L22), 포지티브 입력 단자(INp)로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 11 모스트랜지스터(T11)와, 상기 제 21 인덕터(L21)와 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 21 모스트랜지스터(T21)와, 네거티브 입력 단자(INN)로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 12 모스트랜지스터(T12)와, 상기 제 22 인덕터(L22)와 상기 제 12 모스트랜지스터(T12) 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 22 모스트랜지스터(T22)로 구성되는 캐스코드 증폭부(212_1) 및 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 및 상기 제 12 모스트랜지스터(T12)의 소스와 접지 사이에 배치되며, 상기 캐스코드 증폭부(212_1)의 증폭 이득을 0dB로 감쇄시키거나, 1dB로 감쇄시키거나, 2dB로 감쇄시키는 소스 저항 조절부(212_2)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the first
여기에서, 상기 소스 저항 조절부(212_2)는 0dB 제어 신호(SW0dB)에 의해서 인에이블되는 0dB 감쇄 스위치(T0)가 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 및 상기 제 12 모스트랜지스터(T12)의 소스와 접지 사이에 배치되고, 1dB 제어 신호(SW1dB)에 의해서 인에이블되는 1dB 감쇄 스위치(T1)가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 및 상기 제 12 모스트랜지스터(T12)의 소스와 상기 1dB 감쇄 스위치(T1) 사이에 1dB 저항(R1)이 배치되고, 2dB 제어 신호(SW2dB)에 의해서 인에이블되는 2dB 감쇄 스위치(T2)가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 및 상기 제 12 모스트랜지스터(T12)의 소스와 상기 2dB 감쇄 스위치(T2) 사이에 2dB 저항(R2)이 배치된다.Here, the source resistance control unit 212_2 includes a 0dB attenuation switch T0 enabled by a 0dB control signal SW0dB between the sources of the eleventh MOS transistor T11 and the twelfth MOS transistor T12 A 1dB attenuation switch (T1) disposed between the grounds and enabled by a 1dB control signal (SW1dB) is connected to the ground, and the source of the 11th most transistor (T11) and the 12th most transistor (T12) and the A 1dB resistor R1 is disposed between the 1dB attenuating switch T1, and a 2dB attenuating switch T2 enabled by a 2dB control signal SW2dB is connected to the ground, and the eleventh MOS transistor T11 and the A 2dB resistor R2 is disposed between the source of the twelfth MOS transistor T12 and the 2dB attenuation switch T2.
구체적으로, 상기 0dB 감쇄 스위치(T0) 또는 상기 1dB 감쇄 스위치(T1) 또는 상기 2dB 감쇄 스위치(T2)는 모스트랜지스터로 구성된다.Specifically, the 0dB attenuation switch T0, the 1dB attenuation switch T1, or the 2dB attenuation switch T2 is composed of a MOS transistor.
여기에서, 상기 소스 저항 조절부(212_2)는 3dB 제어 신호(SW3dB)에 의해서 인에이블되는 3dB 감쇄 스위치(T3)가 상기 접지에 더 연결되며, 상기 제 11 모스트랜지스터(T11) 및 상기 제 12 모스트랜지스터(T12)의 소스와 상기 3dB 감쇄 스위치(T3) 사이에 3dB 저항(R3)이 더 배치되며, 상기 3dB 감쇄 스위치(T3)는 모스트랜지스터로 구성된다.Here, the source resistance control unit 212_2 further has a 3dB attenuation switch T3 enabled by a 3dB control signal SW3dB connected to the ground, and the 11th MOS transistor T11 and the 12th MOS A 3dB resistor R3 is further disposed between the source of the transistor T12 and the 3dB attenuating switch T3, and the 3dB attenuating switch T3 is composed of a MOS transistor.
한편, 상기 레이다 신호 수신부(300)는 상기 레이다 신호 발생부(100)로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 1 수신 채널(RCH1)과, 상기 레이다 신호 수신부(300)는 상기 레이다 신호 발생부(100)로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 2 수신 채널(RCH2)를 포함한다.Meanwhile, the radar
상술한 레이다 신호 수신부(300)는 반드시 2 채널로 구성될 필요는 없으며, 적용되는 시스템에 따라서, 2 채, 4 채널, 8 채널 또는 16 채널 등 다양하게 구성될 수 있다.The radar
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.As described above, the present invention has been described and illustrated in connection with a preferred embodiment for illustrating the principle of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as illustrated and described as such.
오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Rather, it will be well understood by those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Accordingly, all such appropriate changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.
100 : 레이다 신호 발생부
200 : 레이다 신호 송신부
300 : 레이다 신호 수신부100: radar signal generator
200: radar signal transmitter
300: radar signal receiver
Claims (12)
상기 레이다 신호 송신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호의 전력을 상기 제 1 송신 채널과 상기 제 2 송신 채널로 분배하는 전력 분배기와, 상기 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 1 위상 천이기와, 상기 제 1 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 1 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 1 송신 채널과, 상기 전력 분배기에 의해서 분배되는 레이다 신호의 위상을 천이하는 제 2 위상 천이기와, 상기 제 2 위상 천이기를 통과한 레이다 신호의 위상의 변경되는 것을 억제하면서 증폭 이득을 단계적으로 조절하는 제 2 가변 이득 증폭기로 구성되는 제 2 송신 채널을 포함하고,
상기 레이다 신호 수신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 1 I 신호 및 제 1 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 1 수신 채널과, 상기 레이다 신호 수신부는 상기 레이다 신호 발생부로부터 생성되어 전달되는 레이다 신호와 수신되는 알에프 신호를 혼합하여 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호를 생성하고, 생성된 제 2 I 신호 및 제 2 Q 신호로부터 중간 주파수 신호를 필터링하는 제 2 수신 채널를 포함하며,
상기 제 1 가변 이득 증폭기 또는 상기 제 2 가변 이득 증폭기는,
전원 전압에 연결되는 제 21 인덕터;
상기 제 21 인덕터에 병렬 연결되는 제 22 인덕터;
포지티브 입력 단자로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 11 모스트랜지스터와, 상기 제 21 인덕터와 상기 제 11 모스트랜지스터 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 21 모스트랜지스터와, 네거티브 입력 단자로 입력되는 알에프 신호를 증폭하는 제 12 모스트랜지스터와, 상기 제 22 인덕터와 상기 제 12 모스트랜지스터 사이에 배치되어 증폭 이득을 조절하는 제 22 모스트랜지스터로 구성되는 캐스코드 증폭부; 및
상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 접지 사이에 배치되며, 상기 캐스코드 증폭부의 증폭 이득을 0dB로 감쇄시키거나, 1dB로 감쇄시키거나, 2dB로 감쇄시키는 소스 저항 조절부를 포함하고,
상기 소스 저항 조절부는 0dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 0dB 감쇄 스위치가 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 접지 사이에 배치되고, 1dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 1dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 1dB 감쇄 스위치 사이에 1dB 저항이 배치되고, 2dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 2dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 연결되며 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 2dB 감쇄 스위치 사이에 2dB 저항이 배치되며,
상기 소스 저항 조절부는 3dB 제어 신호에 의해서 인에이블되는 3dB 감쇄 스위치가 상기 접지에 더 연결되며, 상기 제 11 모스트랜지스터 및 상기 제 12 모스트랜지스터의 소스와 상기 3dB 감쇄 스위치 사이에 3dB 저항이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
A hybrid beamforming radar system comprising a radar signal generating unit, a radar signal transmitting unit composed of a first transmission channel and a second transmission channel, and a radar signal receiving unit composed of a first receiving channel and a second receiving channel,
The radar signal transmission unit divides the power of the radar signal generated and transmitted from the radar signal generator to the first transmission channel and the second transmission channel, and a phase of the radar signal distributed by the power divider. A first transmission channel comprising a first phase shifter that transitions, and a first variable gain amplifier that gradually adjusts an amplification gain while suppressing a phase change of the radar signal passing through the first phase shifter; and the power divider A second phase shifter that shifts the phase of the radar signal distributed by the second phase shifter, and a second variable gain amplifier that adjusts the amplification gain stepwise while suppressing a change in the phase of the radar signal passing through the second phase shifter. Including a second transmission channel,
The radar signal receiving unit generates a first I signal and a first Q signal by mixing a radar signal generated and transmitted from the radar signal generator and a received RF signal, and generates a first I signal and a first Q signal. A first receiving channel for filtering an intermediate frequency signal, and the radar signal receiving unit generates a second I signal and a second Q signal by mixing a radar signal generated and transmitted from the radar signal generator and a received RF signal, And a second receiving channel filtering the intermediate frequency signal from the generated second I signal and the second Q signal,
The first variable gain amplifier or the second variable gain amplifier,
A 21st inductor connected to the power supply voltage;
A 22nd inductor connected in parallel to the 21st inductor;
An 11th MOS transistor amplifying an RF signal input to a positive input terminal, a 21st MOS transistor disposed between the 21st inductor and the 11th MOS transistor to adjust an amplification gain, and an RF signal input to the negative input terminal A cascode amplifying unit comprising a twelfth MOS transistor for amplifying a λ, and a 22 nd MOS transistor disposed between the 22nd inductor and the twelfth MOS transistor to adjust amplification gain; And
It is disposed between the source and the ground of the eleventh MOS transistor and the twelfth MOS transistor, and includes a source resistance adjusting unit for attenuating the amplification gain of the cascode amplifying unit by 0dB, 1dB, or 2dB, and ,
The source resistance control unit has a 0dB attenuation switch enabled by a 0dB control signal disposed between the source and ground of the 11th MOS transistor and the 12th MOS transistor, and a 1dB attenuation switch enabled by a 1dB control signal. A 1dB resistor is disposed between the source of the eleventh MOS transistor and the twelfth most transistor and the 1dB attenuation switch, and a 2dB attenuation switch enabled by a 2dB control signal is connected to the ground, and the 11th MOS transistor A 2dB resistor is disposed between the MOS transistor and the source of the twelfth MOS transistor and the 2dB attenuation switch,
The source resistance control unit has a 3dB attenuation switch enabled by a 3dB control signal further connected to the ground, and a 3dB resistor is further disposed between the source of the 11th MOS transistor and the 12 MOS transistor and the 3dB attenuation switch. Hybrid beamforming radar system, characterized in that.
제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로;
상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로;
상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항;
상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치;
상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치; 및
상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며,
상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고,
상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 1 송신 채널 및 상기 제 2 송신 채널로 전력을 분배하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치는 턴온되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method of claim 1, wherein the power divider,
A 01th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and the first transmission channel;
A 02th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and a second transmission channel;
A tenth isolation resistor and a twentieth isolation resistor disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line;
A tenth switch disposed between an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground;
A twentieth switch disposed between an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground; And
A 30th switch disposed between the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor to connect or disconnect the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor,
The length of the 01th transmission line is lambda/4, the length of the 02th transmission line is lambda/4, the characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, and the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, The characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the resistance value of the 20th isolation resistor is Z0,
When operating in a mode in which power is distributed from the 0th transmission channel to the first transmission channel and the second transmission channel, the tenth switch is turned off, the 20th switch is turned off, and the 30th switch Hybrid beamforming radar system, characterized in that turned on.
상기 제 01 전송 선로의 특성 임피던스는 (Z0 + Z0)/2인 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method according to claim 2,
The characteristic impedance of the 01th transmission line is (Z0 + Hybrid beamforming radar system, characterized in that Z0)/2.
상기 제 02 전송 선로의 특성 임피던스는 (Z0 + Z0)/2인 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method according to claim 2,
The characteristic impedance of the 02th transmission line is (Z0 + Hybrid beamforming radar system, characterized in that Z0)/2.
상기 제 10 스위치 또는 상기 제 20 스위치 또는 상기 제 30 스위치는 모스트랜지스터인 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method according to claim 2,
The 10th switch, the 20th switch or the 30th switch is a hybrid beamforming radar system, characterized in that the most transistor.
제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로;
상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로;
상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항;
상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치;
상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치; 및
상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며,
상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고,
상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 1 송신 채널로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴오프되며, 상기 제 20 스위치는 턴온되고, 상기 제 30 스위치는 턴오프되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method of claim 1, wherein the power divider,
A 01th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and the first transmission channel;
A 02th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and a second transmission channel;
A tenth isolation resistor and a twentieth isolation resistor disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line;
A tenth switch disposed between an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground;
A twentieth switch disposed between an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground; And
A 30th switch disposed between the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor to connect or disconnect the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor,
The length of the 01th transmission line is lambda/4, the length of the 02th transmission line is lambda/4, the characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, and the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, The characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the resistance value of the 20th isolation resistor is Z0,
When operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel to the first transmission channel, the tenth switch is turned off, the twentieth switch is turned on, and the 30th switch is turned off. Hybrid beamforming radar system.
제 0 송신 채널과 제 1 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 01 전송 선로;
상기 제 0 송신 채널과 제 2 송신 채널 사이에서 전력을 전송하는 제 02 전송 선로;
상기 제 01 전송 선로 및 상기 제 02 전송 선로 사이에 배치되는 제 10 아이솔레이션 저항과 제 20 아이솔레이션 저항;
상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 1 송신 채널과 연결되는 상기 제 01 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 10 스위치;
상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지 사이에 배치되어, 상기 제 2 송신 채널과 연결되는 상기 제 02 전송 선로의 끝단과 접지를 연결시키거나 단절시키는 제 20 스위치; 및
상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항 사이에 배치되어, 상기 제 10 아이솔레이션 저항과 상기 제 20 아이솔레이션 저항을 연결시키거나 단절시키는 제 30 스위치를 포함하며,
상기 제 01 전송 선로의 길이는 lambda/4이고, 상기 제02 전송 선로의 길이는 lambda/4이며, 상기 제 0 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 1 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이며, 상기 제 2 송신 채널의 특성 임피던스는 Z0이고, 상기 제 10 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이며, 상기 제 20 아이솔레이션 저항의 저항값은 Z0이고,
상기 제 0 송신 채널에서 상기 제 2 송신 채널로만 전력을 전송하는 모드로 동작되는 경우에는 상기 제 10 스위치는 턴온되며, 상기 제 20 스위치는 턴오프되고, 상기 제 30 스위치는 턴오프되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method of claim 1, wherein the power divider,
A 01th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and the first transmission channel;
A 02th transmission line for transmitting power between the 0th transmission channel and a second transmission channel;
A tenth isolation resistor and a twentieth isolation resistor disposed between the 01th transmission line and the 02th transmission line;
A tenth switch disposed between an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 01th transmission line connected to the first transmission channel and a ground;
A twentieth switch disposed between an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground, and connecting or disconnecting an end of the 02th transmission line connected to the second transmission channel and a ground; And
A 30th switch disposed between the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor to connect or disconnect the 10th isolation resistor and the 20th isolation resistor,
The length of the 01th transmission line is lambda/4, the length of the 02th transmission line is lambda/4, the characteristic impedance of the 0th transmission channel is Z0, and the characteristic impedance of the first transmission channel is Z0, The characteristic impedance of the second transmission channel is Z0, the resistance value of the tenth isolation resistor is Z0, and the resistance value of the 20th isolation resistor is Z0,
When operating in a mode in which power is transmitted only from the 0th transmission channel to the second transmission channel, the tenth switch is turned on, the twentieth switch is turned off, and the 30th switch is turned off. Hybrid beamforming radar system.
상기 0dB 감쇄 스위치 또는 상기 1dB 감쇄 스위치 또는 상기 2dB 감쇄 스위치는 모스트랜지스터인 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method according to claim 1,
The 0dB attenuation switch, the 1dB attenuation switch or the 2dB attenuation switch is a hybrid beamforming radar system, characterized in that the MOS transistor.
상기 3dB 감쇄 스위치는 모스트랜지스터인 것을 특징으로 하는 하이브리드 빔포밍 레이다 시스템.
The method according to claim 1,
The 3dB attenuation switch is a hybrid beamforming radar system, characterized in that the MOS transistor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180154986A KR102189697B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Hybrid beamforming radar system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180154986A KR102189697B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Hybrid beamforming radar system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200068252A KR20200068252A (en) | 2020-06-15 |
KR102189697B1 true KR102189697B1 (en) | 2020-12-11 |
Family
ID=71081768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180154986A KR102189697B1 (en) | 2018-12-05 | 2018-12-05 | Hybrid beamforming radar system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102189697B1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100528408B1 (en) * | 2003-01-30 | 2005-11-16 | 주식회사 케이엠더블유 | Switchable 2way Power Divider/Combiner |
KR100587566B1 (en) * | 2004-10-04 | 2006-06-08 | 삼성전자주식회사 | Variable Gain Amplifier |
US7813451B2 (en) * | 2006-01-11 | 2010-10-12 | Mobileaccess Networks Ltd. | Apparatus and method for frequency shifting of a wireless signal and systems using frequency shifting |
KR101250439B1 (en) * | 2009-09-11 | 2013-04-08 | 한국전자통신연구원 | CMOS variable gain amplifier |
KR101925923B1 (en) * | 2016-10-14 | 2019-02-26 | 성균관대학교 산학협력단 | Wireless power transfer apparatus based on adaptive phase reversal using cancellation loop and method thereof |
-
2018
- 2018-12-05 KR KR1020180154986A patent/KR102189697B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20200068252A (en) | 2020-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8030998B2 (en) | Active feed forward amplifier | |
US7183843B1 (en) | Electronically tuned power amplifier | |
CA2839213C (en) | Broadband high efficiency amplifier system | |
EP2777151A1 (en) | Broadband high efficiency amplifier system incorporating dynamic modulation of load impedance | |
JP4282655B2 (en) | Radio transmitter and amplifier | |
WO2016084650A1 (en) | Active antenna system | |
US10637525B2 (en) | Wireless device and wireless communication method | |
KR102189697B1 (en) | Hybrid beamforming radar system | |
US6400223B1 (en) | Double carrier cancellation in wide band multi-carrier feed forward linearized power amplifier | |
JP7187804B2 (en) | radar receiver | |
EP3868019B1 (en) | Sequenced transmit muting for wideband power amplifiers | |
US20030234687A1 (en) | Wideband power amplifier linearization technique | |
US6392481B1 (en) | Method and apparatus for improved fed forward amplification | |
JP4211128B2 (en) | Multi-channel high-frequency signal supply device | |
JP6845055B2 (en) | Amplifier | |
GB2437335A (en) | An efficient RF transmitter for high peak-to-average ratio (PAR) signals | |
CN101350894A (en) | Common receiver for terrestrial TV and CATV | |
JP4777724B2 (en) | Transmission signal attenuator | |
US8421547B2 (en) | System and method for retaining a desired return loss when dynamically varying a number of active paths | |
JP5029899B2 (en) | Receive signal level adjustment circuit | |
GB2581010A (en) | Extended operational bandwidth amplifiers with fractional instantaneous bandwidth feed forward correction | |
JP2009055206A (en) | High frequency amplifier | |
GB2437573A (en) | Combiner circuit for Doherty amplifier | |
KR20020095569A (en) | Balance amplifying apparatus varying the phase of mobile communication system | |
KR20180079206A (en) | Apparatus, system and method for self-interference cancellation using vector modulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |