KR102207395B1 - 차량용 레이더 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 차량의 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 안테나, 안테나에서 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향부 및 수신된 전자파 중에 포함된 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하고, 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 빔 조향부로 출력하는 신호처리부를 포함하는 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 제공한다. 본 개시에 의하면 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있다.

Description

차량용 레이더 및 그 제어 방법{RADAR FOR VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 개시는 차량용 레이더 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
차량 등에 탑재되는 레이더 장치는 차량 제어를 수행하기 위한 센서장치로 널리 이용되고 있으며, 일정한 주파수를 가지는 전자기파를 송출하고 타겟에서 반사된 신호를 수신한 후, 수신한 신호를 처리함으로써 타겟의 위치 또는 속도 정보 등으로 추출하는 기능을 수행한다.
이러한 레이더 장치가 타겟에 대한 정확한 감지를 수행하기 위해서는, 레이더 장치에서 전자기파가 정상적으로 방사되어야 하고, 방사된 전자기파가 타겟에 반사된 반사파가 수신 안테나에 정상적으로 도달해야만 한다.
다만, 차량에 구비되는 레이더 장치는 차량의 외부에 부착되는 것이 아니라, 범퍼 등과 같은 합성 섬유 유리나 플라스틱 재질의 구조물들 내부에 구비되므로, 레이더 장치에서 방사된 전자기파는 구조물들을 투과하여 진행한다. 이 때, 투과면에서 난반사가 발생하게 되고, 이에 따라 레이더 장치의 타겟 감지 성능이 떨어질 수 있어, 이에 대한 보완이 요구되는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 개시의 목적은, 레이더에서 방사된 전자파가 투과하는 차량 구조물의 투과면에서 반사된 난반사를 최소화하도록 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있는 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 다른 목적은, 차량 구조물의 투과면에서 반사되어 되돌아온 전자파가 다른 방향으로 반사되도록 레이더를 배치함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있는 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 차량의 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 안테나, 안테나에서 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향부 및 수신된 전자파 중에 포함된, 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하고, 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 빔 조향부로 출력하는 신호처리부를 포함하는 차량용 레이더를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 차량의 구조물 내부에 구비되는 레이더의 제어 방법에 있어서, 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 단계, 수신된 전자파 중에 포함된, 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하는 단계, 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 결정하는 단계 및 결정된 빔 조향각에 따라 빔 패턴의 방향을 조정하는 단계를 포함하는 차량용 레이더의 제어 방법을 제공한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 개시에 의하면, 레이더에서 방사된 전자파가 투과하는 차량 구조물의 투과면에서 반사된 난반사를 최소화하도록 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있는 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 차량 구조물의 투과면에서 반사되어 되돌아온 전자파가 다른 방향으로 반사되도록 레이더를 배치함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있는 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 차량용 레이더가 차량에 탑재된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 차량용 레이더의 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 개시와 관련된 차량용 레이더에서 방사된 전자파에 의한 난반사를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 차량용 레이더의 빔 조향각의 조정 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시에 따른 차량용 레이더의 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 차량용 레이더의 빔 조향각을 결정하는 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 개시에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는, 첨부되는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예들에 따른 차량용 레이더 및 그 제어 방법을 설명한다.
도 1은 본 개시에 따른 차량용 레이더가 차량에 탑재된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 레이더(100)는 차량(1) 등에 탑재되어 자신의 전방에 있는 타겟(Target)의 존재 여부 또는 위치를 감지하거나 타겟과의 거리를 감지할 수 있다. 이러한 레이더(100)는 차량뿐만 아니라 각종 교통 수단(예: 자동차, 기차, 전철, 항공기 등)의 전면, 후면 및 측면 등 중에 그 어떠한 위치에도 탑재될 수 있다.
레이더(100)의 감지 대상이 되는 타겟은 주변에 있는 임의의 대상(예: 차량, 사람, 물체 등)일 수도 있고 특정 대상일 수도 있다.
레이더(100)는 안테나를 통하여 전자파를 방사(St)하고, 방사된 전자파가 타겟에서 반사되어 돌아오는 것을 수신(Sr)하며, 수신된 전자파를 토대로, 타겟의 존재 여부 또는 위치를 감지하거나 타겟과의 거리를 감지할 수 있다.
레이더(100)는 차량(1)의 차체에 배치되며, 그 외부는 범퍼 등과 같은 구조물(2)로 가려지게 된다. 이 경우, 레이더(100)에서 방사된 전자파는 구조물(2)을 투과하여 진행하게 된다. 다만, 방사된 전자파는 구조물(2)의 투과면에서 난반사를 일으킬 수 있으며, 본 개시의 실시예들에 따르면 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사의 영향을 최소화할 수 있다.
본 개시에서, 난반사는 레이더(100)의 안테나에서 방사된 전자파가 구조물(2)의 투과면에서 투과되지 못하고 반사되어 되돌아오는 현상을 의미할 수 있다. 또한, 난반사는 이러한 반사파가 안테나에서 다시 반사되고 다시 투과면에서 반사되는 과정이 반복되는 현상을 의미할 수 있다.
이하에서는, 관련 도면을 참조하여, 난반사의 영향을 감소시키는 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 개시에 따른 차량용 레이더의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 차량용 레이더(100)는, 차량의 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 안테나(110), 안테나에서 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향부(120) 및 수신된 전자파 중에 포함된 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하고, 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 빔 조향부로 출력하는 신호처리부(130)를 포함한다.
안테나(110)는 전달받은 레이더 송신 신호에 따라 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사되어 돌아오는 전자파를 획득할 수 있다. 도 2에는 여덟 개의 안테나(110)가 도시되어 있으나, 이는 일 예로서, 안테나(110)의 수는 경우에 따라 다르게 설치될 수 있다.
일 예로, 안테나(110)는 다수의 안테나 소자로 이루어진 위상 배열 안테나(phased array antenna) 형태로 설계될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나(110)는 빔 패턴(beam pattern)의 방향을 조정할 수 있다면, 다양한 안테나 구조 및 안테나 형상 등으로 구현될 수 있다.
일 예에 따라, 안테나(110)가 위상 배열 안테나로 구현되는 경우, 위상을 제어하여 전자빔을 전자적으로 주사할 수 있다. 위상 배열 안테나는 요구하는 방사특성을 얻기 위하여 수직 다단 복사소자 또는 수평 다단 복사소자를 전기적 기하학적으로 배열하여 빔이 조사되도록 하고 있으며, 조사되는 빔은 2차원으로 배열되는 위상 변위기(phase shifter)에 의해 방향이 조정될 수 있다.
빔 조향부(120)는 신호처리부(130)에서 결정된 빔 조향각에 따라, 안테나(110)를 통하여 방사되는 빔 패턴의 방향을 조정할 수 있다. 빔 조향부(120)는 결정된 빔 조향각에 따른 안테나별 위상 입력값을 레이더(100)에 포함된 송수신부(140)로부터 전달받을 수 있다. 빔 조향부(120)는 위상 입력값을 위상 변위기에 적용할 수 있다. 일 예에 따라, 위상 변위기는 트랜스와 유사한 형태로 페라이트 코어(Ferrite Core)에 코일이 권선되어 구성되며, 이를 통한 빔 조사 방향의 조정은 코일에 일정시간 전류를 흘려줌으로써 자기장이 발생되도록 하며, 자화율(Magnetic Susceptibility)이 변화됨에 따라 복사소자에 급전되는 신호의 전파상수를 변화시킬 수 있다.
따라서, 전류의 세기 조정을 통한 자기장 세기의 변화로 각 배열소자에 급전되는 신호의 위상을 변화시켜 송수신시에 전자적으로 빔의 방향을 조향시킬 수 있다. 수직 다단 배열소자 혹은 수평 다단 배열소자에서 조사되는 빔을 조향시키기 위해서는 2차원으로 배열되는 위상변위기의 배열수 및 위상변위기를 제어하기 위한 제어 비트수에 의하여 빔 조향 제어 비트수가 결정될 수 있다. 빔의 조향 방법에 대해서는 공지되어 있는 바, 이에 대해서는 더 이상 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상에서는 안테나(110)가 위상 배열 안테나로 구현된 경우를 전제로 빔의 조향 방법을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 신호처리부에서 결정된 빔 조향각에 따라 빔 패턴의 방향을 조정할 수 있다면, 어떠한 조향 방법이라도 적용될 수 있다.
신호처리부(130)는 안테나(110)와 구조물(2)의 투과면 사이에서 발생하는 난반사 신호를 구분할 수 있다. 일 예에 따라, 신호처리부(130)는 수신된 전자파를 주파수 스펙트럼으로 변환하여 도플러 편이(doppler shift)값이 미리 설정된 범위 이하인 성분을 난반사 신호로 판단할 수 있다. 도플러 편이값은 레이더(100)가 배치된 차량과 타겟의 상대 속도가 클수록 큰 값을 나타내므로, 차량에 같이 고정된 레이더(100)와 구조물(2)은 상대 속도가 매우 작게 나타난다. 따라서, 구조물(2)에서 난반사된 전자파의 도플러 편이값은 매우 작게 나타나므로, 수신된 전자파들 중에서 미리 설정된 일정 범위 이하의 도플러 편이값을 갖는 전자파들이 난반사 신호로 판단될 수 있다.
신호처리부(130)는 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다. 측정된 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우, 신호처리부(130)는 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 결정할 수 있다. 일 예에 따라, 상기 기준값은 레이더(100)의 타겟 감지 성능이 일정 수준 이상으로 유지되기 위한 난반사의 크기의 최댓값으로 설정될 수 있다.
신호처리부(130)는 난반사 신호를 최소화하기 위한 빔 조향각을 결정하기 위하여 일정 범위 내에서 빔 패턴의 방향을 변경하면서 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다. 신호처리부(130)는 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 경우의 빔 패턴의 방향에 대응하는 각도를 최적의 빔 조향각으로 결정할 수 있다.
송수신부(140)는 신호처리부(130)로부터 수신된 정보에 따라 레이더 송신 신호를 결정하고, 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 수집하며, 신호의 A/D 변환을 수행할 수 있다. 송수신부(140)는 신호처리부(130)에서 결정된 빔 조향각에 따라 안테나별 위상 입력값을 산출할 수 있다. 송수신부(140)는 산출된 위상 입력값을 빔 조향부(120)로 전송할 수 있다.
전력분배부(150)는 레이더 송신 신호를 방사하기 위한 송신 출력을 안테나별로 전달할 수 있다. 또한, 타겟에서 반사된 전자파가 안테나들에서 수신되면 각 안테나별로 수신된 수신 신호를 결합하는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 신호처리부(130)에서 결정된 난반사 신호를 최소화하기 위한 빔 조향각에 따라, 송수신부(140)에서 안테나별 위상 입력값을 산출하고, 산출된 위상 입력값에 따라 빔 조향부(120)에서 빔 패턴의 방향을 변경하여, 난반사 신호를 최소로 줄일 수 있다.
이에 따르면, 레이더에서 방사된 전자파가 투과하는 차량 구조물의 투과면에서 반사된 난반사를 최소화하도록 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 개시와 관련된 차량용 레이더에서 방사된 전자파에 의한 난반사를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 레이더(100)와 차량의 구조물(2)이 평행하게 배치된 경우가 도시되어 있다. 레이더(100)에서 방사된 전자파는 구조물(2)을 통하여 대부분 투과(점선으로 도시)하게 되나, 일부는 투과면에서 반사(실선으로 도시)된다. 도 3과 같이, 레이더(100)와 차량의 구조물(2)이 평행한 경우, 투과면에서 반사된 전자파는 레이더(100)로 되돌아오고, 되돌아온 전자파가 다시 레이더(100)에서 반사되게 된다. 즉, 난반사에 의한 전자파가 반복적으로 레이더(100)에서 수신될 수 있다.
이에 비하여, 도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따라, 레이더(100)는 구조물(2)의 투과면에 대하여 미리 설정된 각도로 기울어진 상태로 배치될 수 있다. 방사되는 전자파는 타겟의 감지를 위하여 도 3과 동일한 방향(투과면에 수직으로 도시된 방향)으로 투과(점선으로 도시)하여 진행된다. 투과면에서 반사된 전자파는 일단 레이더(100)로 되돌아오게 되나, 레이더(100)에서 다시 반사된 전자파는 레이더(100)의 기울기에 따라 아래 방향으로 진행(일점쇄선으로 도시)하게 되므로, 이후 다시 레이더(100)로 되돌아오지 않게 된다. 따라서, 난반사에 따른 영향이 감소되게 된다.
도 4에서는 투과면에서 반사된 전자파를 아래 방향으로 반사하도록 레이더(100)가 배치된 것이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에 따라, 레이더(100)는 투과면에서 반사된 전자파를 위 방향으로 반사하도록 배치될 수 있다.
이에 따르면, 차량 구조물의 투과면에서 반사되고 다시 안테나에서 반사된 전자파가 다른 방향으로 반사되도록 레이더를 배치함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 차량용 레이더의 빔 조향각의 조정 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 레이더(100)에서 방사된 전자파에 의한 대략적인 빔 패턴(b1)이 도시되어 있다. 빔 패턴(b1) 방향은 레이더(100)의 타겟 감지 성능을 고려한 최적의 방향으로 미리 설정될 수 있다. 따라서, 난반사 효과를 최소화하기 위해 빔 조향각을 너무 크게 변경하는 경우, 레이더(100)의 타겟 감지 성능이 오히려 감소될 수 있다.
따라서, 본 개시의 일 실시예에 따라, 신호처리부(130)는 미리 설정된 빔 패턴(b1)의 반전력 빔폭(HPBW, Half Power Beam Width) 내에서 빔 조향각을 결정하도록 설정될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 것과 같이, 신호처리부(130)는 빔 패턴(b1)의 반전력 빔폭에 해당하는 상방으로 최대 각인 +θ도부터 하방으로 최대 각인 -θ도의 범위에서 빔 조향각을 결정할 수 있다.
신호처리부(130)는 반전력 빔폭 내에서 빔 패턴의 방향을 변경하면서 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 빔 조향각을 결정할 수 있다. 일 예에 따라, 신호처리부(130)는 빔 패턴의 방향을 상방으로 최대 각인 +θ도로 조정하여 빔 패턴(b2)에 따른 난반사 신호를 측정할 수 있다.
이후, 신호처리부(130)는 빔 패턴의 방향을 점차 감소시키면서 빔 패턴에 따른 난반사 신호를 측정할 수 있다. 신호처리부(130)는 빔 패턴의 방향이 하방으로 최대 각인 -θ도가 되면, 측정된 난반사 신호의 값이 최소인 때의 빔 조향각을 최적의 조향각으로 결정할 수 있다.
이에 따르면, 레이더에서 방사된 전자파가 투과하는 차량 구조물의 투과면에서 반사된 난반사를 최소화하도록 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 차량용 레이더의 제어 방법에 대한 흐름도이다. 도 7은 본 개시에 따른 차량용 레이더의 빔 조향각을 결정하는 방법에 대한 흐름도이다.
본 개시에 따른 차량용 모터 제어 방법은, 도 2를 참조하여 설명한 차량용 레이더(100)에서 구현될 수 있다. 이하 필요한 도면들을 참조하여, 본 개시에 따른 차량용 레이더의 제어 방법과, 이를 구현하기 위한 차량용 레이더(100)의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 레이더(100)의 안테나는 통하여 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신할 수 있다[S110].
안테나는 전달받은 레이더 송신 신호에 따라 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사되어 돌아오는 전자파를 획득할 수 있다. 일 예로, 안테나는 다수의 안테나 소자로 이루어진 위상 배열 안테나 형태로 설계될 수 있다. 다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나는 빔 패턴의 방향을 조정할 수 있다면, 다양한 안테나 구조 및 안테나 형상 등으로 구현될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 레이더(100)의 신호처리부는 수신된 전자파 중에 포함된 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다[S120].
신호처리부는 난반사 신호의 크기를 측정하기 위하여, 안테나와 구조물의 투과면 사이에서 발생하는 난반사 신호를 구분할 수 있다. 일 예에 따라, 신호처리부는 수신된 전자파를 주파수 스펙트럼으로 변환하여 도플러 편이값이 미리 설정된 범위 이하인 성분을 난반사 신호로 판단할 수 있다. 구조물에서 난반사된 전자파의 도플러 편이값은 매우 작게 나타나므로, 수신된 전자파들 중에서 미리 설정된 일정 범위 이하의 도플러 편이값을 갖는 전자파들이 난반사 신호로 판단될 수 있다. 신호처리부는 난반사 신호로 판단된 성분의 크기를 측정할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 레이더(100)의 신호처리부는 난반사 신호의 크기를 미리 설정된 기준값과 비교[S130]하고, 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 결정할 수 있다[S140].
측정된 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우, 신호처리부는 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 결정할 수 있다. 일 예에 따라, 상기 기준값은 레이더(100)의 타겟 감지 성능이 일정 수준 이상으로 유지되기 위한 난반사의 크기의 최댓값으로 설정될 수 있다.
신호처리부는 난반사 신호를 최소화하기 위한 빔 조향각을 결정하기 위하여 일정 범위 내에서 빔 패턴의 방향을 변경하면서 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다. 신호처리부는 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 경우의 빔 패턴의 방향에 대응하는 각도를 최적의 빔 조향각으로 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 신호처리부는 미리 설정된 초기 빔 패턴의 반전력 빔폭 내에서 빔 조향각을 결정하도록 설정될 수 있다. 신호처리부는 초기 빔 패턴의 반전력 빔폭에 해당하는 상방으로 최대 각인 +θ도부터 하방으로 최대 각인 -θ도의 범위에서 빔 조향각을 결정할 수 있다. 이에 대해서는, 이하 도 7을 참조하여, 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 레이더(100)에 포함된 신호처리부는 도 6의 S120에서 측정된 난반사 신호의 크기 및 난반사 신호가 측정된 때의 빔 패턴의 방향인 θ를 저장할 수 있다[S210]. 신호처리부는 빔 패턴의 방향을 상방으로 최대 각인 +θPmax도로 조정할 수 있다[S220]. 따라서, 현재 빔 패턴의 방향인 θ는 하방으로 최대 각인 -θPmax가 아니므로[S230, No], 신호처리부는 +θPmax에서의 빔 패턴에 따른 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다[S240].
신호처리부는 측정된 난반사 신호의 크기를 현재 저장된 난반사 신호의 크기와 비교할 수 있다[S250]. 측정된 난반사 신호의 크기가 현재 저장된 난반사 신호의 크기보다 큰 경우[S250, No], 신호처리부는 빔 패턴의 방향인 θ를 일정 값만큼 감소시킬 수 있다[S260]. 신호처리부는 감소된 빔 패턴의 방향인 θ가 -θPmax가 아닌 경우[S230, No], 감소된 빔 패턴의 방향인 θ에서의 난반사 신호의 크기를 측정할 수 있다[S240].
다시, 신호처리부는 새롭게 측정된 난반사 신호의 크기를 현재 저장된 난반사 신호의 크기와 비교할 수 있다[S250]. 즉, 측정된 난반사 신호의 크기가 현재 저장된 난반사 신호의 크기보다 작거나 같은 경우가 될 때까지 또는 빔 패턴의 방향인 θ가 -θPmax가 될 때까지, 신호처리부는 S230 단계에서 S260단계의 동작을 반복할 수 있다.
만약, 측정된 난반사 신호의 크기가 현재 저장된 난반사 신호의 크기보다 작거나 같은 경우[S250, Yes], 신호처리부는 저장된 난반사 신호의 크기를 현재 측정된 난반사 신호의 크기로 갱신하여 새롭게 저장할 수 있다[S270]. 또한, 신호처리부는 저장된 θ를 현재의 빔 패턴의 방향인 θ로 갱신하여 새롭게 저장할 수 있다[S280].
이후, 신호처리부는 빔 패턴의 방향인 θ를 일정 값만큼 감소[S260]시키고, 감소된 빔 패턴의 방향인 θ가 -θPmax가 될 때까지, S230 단계에서 S280단계의 동작을 반복할 수 있다. 이 경우, 저장된 θ의 값은, 측정된 난반사 신호의 크기가 종전에 측정된 난반사 신호의 크기(=저장된 난반사 신호의 크기)보다 작거나 같을 때에만 갱신되게 된다. 따라서, 난반사 신호의 크기가 가장 작은 경우의 θ값이 최종적으로 저장되게 된다.
일 예에 따라, 도 7의 S250 단계에서는, 측정된 난반사 신호의 크기가 저장된 난반사 신호의 크기보다 작거나 같은 경우에 S270 단계를 수행하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 일 예에 따라, S250 단계에서, 측정된 난반사 신호의 크기는 저장된 난반사 신호의 크기보다 작은 경우에만 S270 단계를 수행하도록 설정될 수 있다.
신호처리부는 현재 빔 패턴의 방향인 θ가 -θPmax가 되는 경우[S230, Yes], 저장된 θ를 빔 조향각으로 결정할 수 있다[S290]. 따라서, 신호처리부는 반전력 빔폭 내(+θPmax에서 -θPmax까지)에서 빔 패턴의 방향을 변경하면서 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 빔 조향각을 결정할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 레이더(100)의 빔 조향부는 통하여 결정된 빔 조향각에 따라 빔 패턴의 방향을 조정할 수 있다[S150].
신호처리부에서 결정된 빔 조향각에 따라, 안테나를 통하여 방사되는 빔 패턴의 방향을 조정할 수 있다. 빔 조향부는 결정된 빔 조향각에 따른 안테나별 위상 입력값을 레이더(100)에 포함된 송수신부로부터 전달받을 수 있다. 빔 조향부는 위상 입력값을 위상 변위기에 적용할 수 있다. 전류의 세기 조정을 통한 자기장 세기의 변화로 각 배열소자에 급전되는 신호의 위상을 변화시켜 송수신시에 전자적으로 빔의 방향을 조향시킬 수 있다. 빔의 조향 방법에 대해서는 공지되어 있는 바, 이에 대해서는 더 이상 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이에 따르면, 레이더에서 방사된 전자파가 투과하는 차량 구조물의 투과면에서 반사된 난반사를 최소화하도록 빔 패턴의 방향을 조정함으로써, 난반사에 따른 레이더의 감지 성능 저하를 감소시킬 수 있다.
전술한 본 개시는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 본 개시의 신호처리부(130)를 포함할 수도 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 차량 2: 차량의 구조물
100: 차량용 레이더 110: 안테나
120: 빔 조향부 130: 신호처리부
140: 송수신부 150: 전력분배부

Claims (10)

  1. 차량의 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 안테나;
    상기 안테나에서 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향부; 및
    상기 수신된 전자파 중에 포함된, 상기 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하고, 상기 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 상기 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 상기 빔 조향부로 출력하는 신호처리부;
    를 포함하되,
    상기 신호처리부는,
    상기 빔 패턴의 반전력 빔폭(HPBW, Half Power Beam Width)의 상방 최대 각에서 하방 최대 각까지 상기 빔 패턴의 방향을 변경하면서 상기 난반사 신호의 크기를 측정하고, 상기 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 방향을 상기 빔 조향각으로 결정하는 차량용 레이더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 구조물의 투과면에 대하여 미리 설정된 각도로 기울어진 상태로 배치되는 차량용 레이더.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호처리부는 상기 수신된 전자파 중에서 도플러 편이(doppler shift) 값이 미리 설정된 범위 이하인 전자파를 상기 난반사 신호로 판단하는 차량용 레이더.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 빔 조향각에 따라 상기 안테나에 대한 위상 입력값을 산출하고, 산출된 위상 입력값을 상기 빔 조향부로 전송하는 송수신부; 를 더 포함하고,
    상기 빔 조향부는 상기 위상 입력값에 따라 빔 패턴의 방향을 조정하는 차량용 레이더.
  7. 차량의 구조물 내부에 구비되는 레이더의 제어 방법에 있어서,
    상기 구조물을 투과하여 진행하는 전자파를 방사하고, 타겟에서 반사된 전자파를 수신하는 단계;
    상기 수신된 전자파 중에 포함된, 상기 구조물의 투과면에서 반사된 난반사 신호의 크기를 측정하는 단계;
    상기 난반사 신호의 크기가 미리 설정된 기준값보다 큰 경우 상기 방사되는 전자파에 의한 빔 패턴의 방향을 조정하는 빔 조향각을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 빔 조향각에 따라 상기 빔 패턴의 방향을 조정하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 빔 조향각을 결정하는 단계는,
    상기 빔 패턴의 반전력 빔폭(HPBW, Half Power Beam Width)의 상방 최대 각에서 하방 최대 각까지 상기 빔 패턴의 방향을 변경하면서 상기 난반사 신호의 크기를 측정하고, 상기 난반사 신호의 크기가 최소가 되는 방향을 상기 빔 조향각으로 결정하는 차량용 레이더의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난반사 신호의 크기를 측정하는 단계는 상기 수신된 전자파 중에서 도플러 편이 값이 미리 설정된 범위 이하인 전자파를 상기 난반사 신호로 판단하는 차량용 레이더의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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