KR102416476B1 - 다중 편파를 이용한 레이다 모듈 - Google Patents

다중 편파를 이용한 레이다 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈은 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나를 포함하는 송신 채널부(Tx), 상기 송신 채널부가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 반향파를 수신하는 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나를 포함하는 수신 채널을 N(N은 자연수)개 포함하는 수신 채널부(Rx) 및 상기 송신 채널부 및 수신 채널부의 구동 모드(Mode)를 선택하는 제어부를 포함하되, 상기 제1-1 안테나가 송출하는 전자기파와 제1-2 안테나가 송출하는 전자기파는 직교 편파 특성을 나타내도록 상기 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나가 구성된다.

Description

다중 편파를 이용한 레이다 모듈{RADAR MODULE USING MULTI POLARIZATION}
본 발명은 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 관한 것이다. 보다 자세하게는 자율 주행 차량에 실장되어 다양한 용도로 활용할 수 있는 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 관한 것이다.
자율 주행 차량이란 운전자의 직접적인 조작 없이 차량 스스로 주행이 가능한 차량을 의미하는바, 완전 자율 주행이 가능한 레벨(Level) 5 자율 주행 구현을 위해 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 자율 주행 차량에 있어서 자율 주행이 가능하게 되는 것은 차량에 실장된 다양한 센서들의 기여가 큰 역할을 하는바, 센서들의 센싱 데이터를 기초로 차량의 ECU가 다양한 부품들을 제어함으로써 자율 주행이 가능해지기 때문이다.
한편, 자율 주행을 가능하게 하는 센서들 중 대표적인 것으로서 레이다를 들 수 있는바, 레이다는 강력한 전자기파를 송출하고 송출한 전자기파가 특정 오브젝트(Object)에 부딪혀 반사되어 되돌아오되, 송출한 전자기파와 편파 특성이 동일한 반향파를 수신해 오브젝트의 위치, 이동 속도 등을 탐지하는 장치이며, 자율 주행 차량용 레이다는 차량의 주행 상태에 따라 원거리를 탐지하는 LRR(Long Range Radar), 중거리를 탐지하는 MRR(Middle Range Radar) 및 근거리를 탐지하는 SRR(Short Range Radar) 등이 존재한다.
최근 레이다를 실장한 차량들이 많아짐에 따라 완전 자율 주행의 구현에 점점 가까워지고 있으나 다른 한편으로는 레이다 간의 간섭, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 일 방향으로 운행하던 차량 A에 실장된 레이다가 전방으로 전자기파를 송출하고(검은색 화살표), 송출한 전자기파가 반대 방향에서 운행하던 차량 B에 부딪혀 반사되어 되돌아온 반향파(흰색 화살표)와 차량 B에 실장된 레이다가 전방으로 송출함으로써 차량 A에 부딪힌 전자기파를 차량 A가 모두 수신하는 경우 등과 같이 동일한 편파 특성의 레이다를 이용하는 경우 일방이 수신하는 반향파와 주변 차량에서 송출하는 전자기파의 전력 차이로 인해 양방 모두 간섭이 매우 크게 발생한다는 문제점이 있으며, 이는 레이다의 인식률을 현저하게 저하시킴으로써 안전 운전에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 반영하여 레이다 간의 간섭을 극복함으로써 레이다의 정확도를 향상시키고, 운전자로 하여금 안전 운전에 이르도록 이바지할 수 있는 새롭고 진보된 기술의 레이다 모듈에 관한 것이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0049096호(2019.05.09)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 레이다 간의 간섭을 극복함으로써 레이다의 정확도를 향상시키고, 운전자로 하여금 안전 운전에 이르도록 이바지할 수 있는 다중 편파를 이용한 레이다 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈은 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나를 포함하는 송신 채널부(Tx), 상기 송신 채널부가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 반향파를 수신하는 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나를 포함하는 수신 채널을 N(N은 자연수)개 포함하는 수신 채널부(Rx) 및 상기 송신 채널부 및 수신 채널부의 구동 모드(Mode)를 선택하는 제어부를 포함하되, 상기 제1-1 안테나가 송출하는 전자기파와 제1-2 안테나가 송출하는 전자기파는 직교 편파 특성을 나타내도록 상기 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나가 구성된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상기 구동 모드로 제1 모드를 선택한 경우, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-1 안테나가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 상기 수신 채널부는, 상기 제1-1 안테나가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 135 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나 모두가 수신하게 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상기 구동 모드로 제1 모드를 선택한 경우, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-2 안테나에 입력되는 급전 신호를 차단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상기 구동 모드로 제2 모드를 선택한 경우, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-2 안테나가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 상기 수신 채널부는, 상기 제1-2 안테나가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-2 안테나 모두가 수신하게 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상기 구동 모드로 제2 모드를 선택한 경우, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-1 안테나에 입력되는 급전 신호를 차단할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부가 상시 구동 모드로 제3 모드를 선택한 경우, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-1 안테나가 135 deg 편파 특성 을 나타내는 전자기파를, 상기 제1-2 안테나가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 함으로써 상기 송신 채널부 전체로서 90 deg 편파 특성 을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 상기 수신 채널부는, 상기 송신 채널부가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 90 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나 모두가 수신하게 할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1-1 안테나는 45 deg편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하며, 상기 제1-2 안테나는, -45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 송신 채널부는, 상기 제1-1 안테나가 송출하는 전자기파의 편파 특성 및 상기 제1-2 안테나가 송출하는 전자기파의 편파 특성과 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-3 안테나를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1-3 안테나가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 90 deg일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1-1 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제1 모드, 상기 제1-2 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제2 모드 및 상기 제1-3 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제3 모드 중 어느 한 모드를 번갈아가며 선택할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 송신 채널부가 포함하는 제1-1 안테나및 제1-2 안테나가 제1 모드 내지 제3 모드에 따라 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 제1 모드 내지 제3 모드가 번갈아가며 수행되는바, 어느 한 모드에서 상대방 차량에 실장된 레이다가 송출하는 전자기파와 편파 특성이 동일하여 간섭이 발생할 지라도 해당 모드가 수행된 직후에 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 다른 모드가 수행되기에 레이다 간의 간섭을 극복함으로써 레이다의 인식률을 향상시키고, 운전자로 하여금 안전 운전에 이르도록 이바지할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 송신 채널부와 관련하여 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하기 위해 이를 담당하는 별개의 안테나를 포함하는 것이 아니라 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나와 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-2 안테나만을 포함시키고 이들 안테나들이 송출하는 전자기파를 합성함으로써 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는바, 전체 레이다 모듈의 사이즈를 소형화시킬 수 있음과 동시에 제조 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
도 1은 레이다 간의 간섭이 발생하는 경우를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 제1-1 안테나를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나가 송출하는 전자기파의 편파 특성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는 4개의 수신 채널, 즉 수신 4 채널을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나가 수신하는 반향파의 편파 특성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 있어서 제어부가 제1 모드를 선택한 경우의 송신 채널부 및 수신 채널부의 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 있어서 제어부가 제2 모드를 선택한 경우의 송신 채널부 및 수신 채널부의 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 있어서 제어부가 제3 모드를 선택한 경우의 송신 채널부 및 수신 채널부의 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈의 전체 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 있어서 제어부가 제3 모드를 선택한 경우의 송신 채널부 및 수신 채널부의 모습을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)은 송신 채널부(10), 수신 채널부(20) 및 제어부(30)를 포함하며, 기타 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 요구되는 통상적인 구성들을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
송신 채널부(10)는 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)를 포함한다.
여기서 하나의 안테나가 하나의 채널을 나타내기에, 송신 채널부(10)가 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)를 포함하는 경우 2개의 안테나에 의해 송신 2 채널을 구현할 수 있다.
도 3을 참조하여 제1-1 안테나(10-1)에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1-1 안테나(10-1)는 A(A는 양의 정수) 개의 방사 소자가 일렬로 연결된 형태를 가질 수 있으며, 제1-2 안테나(10-2)의 형태 역시 동일하기에 별도 도시는 생략하나, 각 안테나가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 상이하다.
이를 도 4에 예시적으로 도시한바, 화살표의 방향을 전자기파의 편파 특성이라 했을 때, 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성과 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 상이함을 알 수 있으며, 보다 구체적으로 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성과 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 직교 편파 특성을 가질 수 있도록 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)가 구성되나, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
수신 채널부(20)는 송신 채널부(10)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 돌아온 반향파를 수신하는 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2)를 포함하는 수신 채널을 N(N은 자연수)개 포함한다.
여기서 수신 채널부(20)의 채널 수는 수신 채널의 개수인 N에 의하며, 송신 채널부(10)의 경우와 같이 안테나의 개수에 의하지는 않는바, 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2)는 설명의 편의를 위해 분리하여 명칭을 부여한 구성일뿐, 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2)는 입력단을 공유하는, 보다 구체적으로 하나의 급전 선로를 통해 연결되어 하나의 수신 채널을 구성하는 하나의 안테나로 볼 수 있기 때문인바, 하나의 안테나에 해당하는 수신 채널의 개수가 수신 채널부(20)의 채널 수가 되는 것이다.
도 5는 4개의 수신 채널, 즉 수신 4 채널을 예시적으로 도시한 도면인바, 하나의 수신 채널을 기준으로 살피면 입력단을 공유하는 제2-1 안테나(20-1)와 제2-2 안테나(20-2)를 포함함을 확인할 수 있으며, 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 각각은 B(B는 양의 정수) 개의 방사 소자가 일렬로 연결된 형태를 가질 수 있고, 방사 소자의 개수를 나타내는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)에 관한 A와 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2)에 관한 B는 동일하거나 상이할 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면 제2-1 안테나(20-1)가 수신하는 반향파의 편파 특성과 제2-2 안테나(20-1)가 수신하는 반향파의 편파 특성 역시 상이하고, 보다 구체적으로 편파 특성으로서 직교 편파 특성을 가질 수 있으나, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
제어부(30)는 송신 채널부(10) 및 수신 채널부(20)의 구동 모드를 선택한다.
여기서 구동 모드는 제1 모드 내지 제3 모드일 수 있으며, 보다 구체적으로 송신 채널부(10)가 포함하는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2) 각각에 입력되는 급전 신호의 ON/OFF를 제어하는 모습에 따라 나뉘어지는 모드이다. 이하 설명하도록 한다.
제어부(30)가 구동 모드로 제1 모드를 선택한 경우, 제어부(30)는 송신 채널부(10)로 하여금 제1-1 안테나(10-1)가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 수신 채널부(20)로 하여금 제1-1 안테나(10-1)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 135 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나(20-1) 모두가 수신하게 하고, 제2-2 안테나(20-2)는 아무런 반향파도 수신하지 않게 한다.
이는 조금 쉽게 설명하면 제1 모드에서는 송신 채널부(10)가 포함하는 제1-1 안테나(10-1)가 특정한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 수신 채널부(20)가 포함하는 제2-1 안테나(20-1)가 해당 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아오되, 송출한 전자기파와 동일한 편파 특성을 나타내는 반향파를 수신한다는 것인바, 제어부(30)는 이를 위해 송신 채널부(10)로 하여금 제1-1 안테나(10-1)에 급전 신호를 입력하고, 제1-2 안테나(10-2)에 입력되는 급전 신호를 차단하게 할 수 있다. 여기서 급전 신호의 차단은 스위치의 ON(입력)/OFF(차단) 등과 같은 공지된 방식을 통해 이루어질 수 있으며, 제1-1 안테나(10-1)와 제1-2 안테나(10-2) 각각이 하나의 채널을 나타내는바, 여기서의 스위치는 채널 별 ON/OFF를 제어하는 스위치라 할 것이다.
한편, 제2-1 안테나(20-1)는 제1-1 안테나(10-1)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 반향파를 수신하기 때문에 제1-1 안테나(10-1)가 송출한 전자기파의 편파 특성과 제2-1 안테나(20-1)가 수신한 반향파의 편파 특성은 동일해야 하는바, 제1-1 안테나(10-1)가 송출한 전자기파의 편파 특성이 135 deg인 경우, 제2-1 안테나(20-1)가 수신한 반향파의 편파 특성은 135 deg 가 된다 할 것이다.
도 7은 제어부(30)가 제1 모드를 선택한 경우의 송신 채널부(10) 및 수신 채널부(20)의 모습을 도시한 도면인바, 제1-1 안테나(10-1)가 전자기파를 송출하고, 제2-1 안테나(20-1)가 반향파를 수신하는 모습을 확인할 수 있으며, 제2-1 안테나(20-1)는 수신 채널부(20)의 채널수인 N, 도 7의 경우 4 채널이기에 4개의 제2-1 안테나(20-1) 모두가 수신하므로 수신 정확도가 향상될 수 있을 것이다.
이번에는 제2 모드에 대하여 설명하도록 한다.
제어부(30)가 구동 모드로 제2 모드를 선택한 경우, 제어부(30)는 송신 채널부(10)로 하여금 제1-2 안테나(10-2)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 수신 채널부(20)로 하여금 제1-2 안테나(10-2)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-2 안테나(20-2) 모두가 수신하게 하고, 제2-1 안테나(20-1)는 아무런 반향파도 수신하지 않게 한다.
이러한 제2 모드에서는 송신 채널부(10)가 포함하는 제1-2 안테나(10-2)가 특정한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 수신 채널부(20)가 포함하는 제2-2 안테나(20-2)가 해당 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아오되, 송출한 전자기파와 동일한 편파 특성을 나타내는 반향파를 수신한다는 것인바, 제어부(30)는 이를 위해 송신 채널부(10)로 하여금 제1-2 안테나(10-2)에 급전 신호를 입력하고, 제1-1 안테나(10-1)에 입력되는 급전 신호를 차단하게 할 수 있다. 여기서 급전 신호의 차단은 스위치의 ON(입력)/OFF(차단) 등과 같은 공지된 방식을 통해 이루어질 수 있으며, 제1-1 안테나(10-1)와 제1-2 안테나(10-2) 각각이 하나의 채널을 나타내는바, 여기서의 스위치는 채널 별 ON/OFF를 제어하는 스위치라 할 것이다.
한편, 제2-2 안테나(20-2)는 제1-2 안테나(10-2)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 반향파를 수신하기 때문에 제1-2 안테나(10-2)가 송출한 전자기파의 편파 특성과 제2-2 안테나(20-2)가 수신한 반향파의 편파 특성은 동일해야 하는바, 제1-2 안테나(10-2)가 송출한 전자기파의 편파 특성이 45 deg인 경우, 제2-2 안테나(20-2)가 수신한 반향파의 편파 특성은 45 deg 가 된다 할 것이다.
도 8은 제어부(30)가 제2모드를 선택한 경우의 송신 채널부(10) 및 수신 채널부(20)의 모습을 도시한 도면인바, 제1-2 안테나(10-2)가 전자기파를 송출하고, 제2-2 안테나(20-2)가 반향파를 수신하는 모습을 확인할 수 있으며, 제2-2 안테나(20-2)는 수신 채널부(20)의 채널수인 N, 도 8의 경우 4 채널이기에 4개의 제2-2 안테나(20-2) 모두가 수신하므로 정확도가 향상될 수 있을 것이다.
마지막으로 제3 모드에 대하여 설명하도록 한다.
제어부(30)가 구동 모드로 제3 모드를 선택한 경우, 제어부(30)는 송신 채널부(10)로 하여금 제1-1 안테나(10-1)가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를, 제1-2 안테나(10-2)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 함으로써 송신 채널부(10) 전체로 하여금 90 deg(수직 편파) 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며, 수신 채널부(20)로 하여금 송신 채널부(10)가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 90 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두가 수신하게 한다.
이러한 제3 모드는 앞서 설명한 제1 모드 및 제2 모드와 달리, 송신 채널부(10)가 포함하는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2) 모두로 하여금 전자기파를 송출하게 하는바, 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 135 deg인 경우 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 45 deg 이기 때문에 두 안테나가 전자기파를 모두 송출한다면 편파 특성의 합성으로 인해 90 deg의 편파 특성을 나타내는 전자기파가 송출될 수 있음을 이용한 것이다. 이 경우 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 별도의 안테나를 송신 채널부(10)가 포함하지 않아도 되므로 전체 레이다의 사이즈를 소형화시킬 수 있음과 동시에 제조 비용을 절감할 수 있다.
더 나아가, 제3 모드는 앞서 설명한 제1 모드 및 제2 모드와 달리 수신 채널부(20)가 포함하는 N개의 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두로 하여금 반향파를 수신하게 하는바, 제1-1 안테나(10-1)가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 경우, 제2-1 안테나(20-1)가 수신하는 반향파의 편파 특성은 135 deg이며, 제1-2 안테나(10-2)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 경우, 제2-2 안테나(20-2)가 수신하는 반향파의 편파 특성은 45 deg이고 이들 두 안테나가 전자기파를 모두 수신한다면 편파 특성의 합성으로 인해 수신 채널부(20)가 전체로서 90 deg 편파 특성을 갖는 반향파를 수신할 수 있다.
도 9는 제어부(30)가 제3 모드를 선택한 경우의 송신 채널부(10) 및 수신 채널부(20)의 모습을 도시한 도면인바, 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2) 모두가 전자기파를 송출하고, 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두가 반향파를 수신하는 모습을 확인할 수 있으며, 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두는 수신 채널부(20)의 채널수인 N, 도 9의 경우 4 채널이기에 4개의 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두가 수신하므로 수신 정확도가 향상될 수 있을 것이다.
이상 설명한 제1 모드 내지 제3 모드는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)의 구동 중에 어느 한 모드를 번갈아가며 선택할 수 있는바, 예를 들어 제1 모드 - 제2 모드 - 제3 모드- 제2 모드 - 제1 모드 - 제2 모드 - 제3 모드 등과 같이 반복되거나 제1 모드 - 제2 모드 - 제3 모드 - 제1 모드 - 제2 모드 - 제3 모드 - 제1 모드 등과 같이 반복될 수도 있다. 이를 통해 레이다 간의 간섭을 극복할 수 있는바, 주변 차량(객체)에 실장된 레이다가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 경우, 제1 모드에서 이와 동일하게 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출한다면 간섭이 발생할 것이나, 제1 모드 이후에 135 deg의 편파 특성과 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제2 모드 또는 제3 모드가 수행될 것이며, 이들과의 관계에선 편파 특성이 상이하여 간섭이 발생할 여지가 없으므로 결과적으로 주변 차량에 대한 정확한 인식이 가능해지는 것이다.
지금까지 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면 송신 채널부(10)가 포함하는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)가 제1 모드 내지 제3 모드에 따라 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 제1 모드 내지 제3 모드가 번갈아가며 수행되는바, 어느 한 모드에서 상대방 차량에 실장된 레이다가 송출하는 전자기파와 편파 특성이 동일하여 간섭이 발생할 지라도 해당 모드가 수행된 직후에 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 다른 모드가 수행되기에 레이다 간의 간섭을 극복함으로써 레이다의 인식률을 향상시키고, 운전자로 하여금 안전 운전에 이르도록 이바지할 수 있다. 또한, 송신 채널부(10)와 관련하여 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하기 위해 이를 담당하는 별개의 안테나를 포함하는 것이 아니라 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나(10-1)와 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-2 안테나(10-2)만을 포함시키고 이들 안테나들이 송출하는 전자기파를 합성함으로써 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는바, 전체 레이다 모듈의 사이즈를 소형화시킬 수 있음과 동시에 제조 비용을 절감할 수 있다.
한편, 이상 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)은 제1-1 안테나(10-1)가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를, 제1-2 안테나(10-2)가 45deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 제2-1 안테나(20-1)가 135 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를, 제2-2 안테나(20-2)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 수신함을 전제로 설명한 것이며, 이와 상이하게 제1-1 안테나(10-1)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를, 제1-2 안테나(10-2)가 -45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하고, 제2-1 안테나(20-1)가 45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를, 제2-2 안테나(20-2)가 -45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 수신할 수도 있을 것이며, 이 경우 앞선 제1 모드 및 제2 모드에 대한 설명에서 편파 특성에 관한 부분만 45 deg와 -45 deg로 변경될 것이고, 제3 모드의 경우 송신 채널부(10) 전체로서 0 deg(수평 편파) 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하되, 수신 채널부(20) 역시 0 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나(20-1) 및 제2-2 안테나(20-2) 모두가 수신하게 할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(1000)에 대하여 간단히 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(1000)의 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(1000)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)과 기본적인 구성이 동일한바, 그에 따라 송신 채널부(10), 수신 채널부(20) 및 제어부(30)를 포함하며, 기타 본 발명의 목적을 달성함에 있어서 요구되는 통상적인 구성들을 더 포함할 수 있음은 물론이고, 이하 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(1000)이 포함하는 송신 채널부(10)는 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)뿐만 아니라 제1-3 안테나(10-3)를 더 포함할 수 있으며, 제1-3 안테나(10-3)에 대한 기본적인 설명은 앞선 제1-1 안테나(10-1) 및 제1-2 안테나(10-2)와 동일하므로 중복 서술을 방지하기 위해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
제1-3 안테나(10-3)는 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성 및 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성과 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는바, 예를 들어 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 135 deg, 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 45 deg라면, 제1-3 안테나(10-3)가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 90 deg(수직 편파)일 수 있으며, 제1-1 안테나(10-1)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 45 deg, 제1-2 안테나(10-2)가 송출하는 전자기파의 편파 특성이 -45 deg라면, 제1-3 안테나(10-3)가 송출하는 전자기파의 편파 특성은 0 deg(수평 편파)일 수 있다.
이는 제1-3 안테나(10-3)가 앞서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)에서 설명한 제3 모드를 담당한다는 것인바, 이를 도 11에 예시적으로 도시하였으며, 제1-3 안테나(10-3)를 더 포함함으로써 전에 안테나 모듈 사이즈는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다중 편파를 이용한 레이다 모듈(100)의 경우보다 소폭 커질 수 있지만, 제3 모드에서 제1-3 안테나(10-3)에만 급전 신호를 입력하면 충분하므로 전력 소비를 절감할 수 있다 할 것이고, 이 경우 제어부(30)는 제1-1 안테나(10-1)가 전자기파를 송출하게 하는 제1 모드, 제1-2 안테나(10-2)가 전자기파를 송출하게 하는 제2 모드 및 제1-3 안테나(10-3)가 전자기파를 송출하게 하는 제3 모드 중 어느 한 모드를 번갈아가며 선택할 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 다중 편파를 이용한 레이다 모듈
10: 송신 채널부
10-1: 제1-1 안테나
10-2: 제1-2 안테나
20: 수신 채널부
20-1: 제2-1 안테나
20-2: 제2-2 안테나
30: 제어부

Claims (10)

  1. 서로 상이한 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하는 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나를 포함하는 송신 채널부(Tx);
    상기 송신 채널부가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 반향파를 수신하는 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나를 포함하는 수신 채널을 N(N은 자연수)개 포함하는 수신 채널부(Rx); 및
    상기 송신 채널부 및 수신 채널부의 구동 모드(Mode)로 제1 모드 내지 제3 모드 중 어느 하나를 선택하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제1-1 안테나가 송출하는 전자기파와 제1-2 안테나가 송출하는 전자기파는 직교 편파 특성을 나타내도록 상기 제1-1 안테나 및 제1-2 안테나가 구성되는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈에 있어서,
    상기 제어부가 상기 구동 모드로 제3 모드를 선택한 경우,
    상기 송신 채널부는,
    상기 제1-1 안테나가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를, 상기 제1-2 안테나가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 동시에 송출하게 함으로써 상기 송신 채널부 전체로서 90 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며,
    상기 수신 채널부는,
    상기 송신 채널부가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 90 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나 및 제2-2 안테나 모두가 수신하게 하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 구동 모드로 제1 모드를 선택한 경우,
    상기 송신 채널부는,
    상기 제1-1 안테나가 135 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며,
    상기 수신 채널부는,
    상기 제1-1 안테나가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 135 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-1 안테나 모두가 수신하게 하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 구동 모드로 제1 모드를 선택한 경우,
    상기 송신 채널부는,
    상기 제1-2 안테나에 입력되는 급전 신호를 차단하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 구동 모드로 제2 모드를 선택한 경우,
    상기 송신 채널부는,
    상기 제1-2 안테나가 45 deg 편파 특성을 나타내는 전자기파를 송출하게 하며,
    상기 수신 채널부는,
    상기 제1-2 안테나가 송출한 전자기파가 객체에 반사되어 되돌아온 45 deg 편파 특성을 나타내는 반향파를 상기 N개의 수신 채널이 포함하는 제2-2 안테나 모두가 수신하게 하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 구동 모드로 제2 모드를 선택한 경우,
    상기 송신 채널부는,
    상기 제1-1 안테나에 입력되는 급전 신호를 차단하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1-1 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제1 모드, 상기 제1-2 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제2 모드 및 상기 제1-1 안테나와 제1-2 안테나가 전자기파를 송출하게 하는 제3 모드 중 어느 한 모드를 번갈아가며 선택하는,
    다중 편파를 이용한 레이다 모듈.
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