KR102538264B1

KR102538264B1 - 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR102538264B1
Application number: KR1020210109394A
Authority: KR
Inventors: 박일근; 박지수
Original assignee: 주식회사 에이티솔루션
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2023-05-31
Also published as: KR20230027516A

Abstract

본 발명에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치는 레이더 파형을 발생하고 전송하며, 표적에 반사되어 되돌아오는 고주파 신호를 수신하여 표적의 거리, 속도, 방향, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 표적검출부, 상기 표적검출부에서 전송된 신호를 공간상으로 전파하고 공간상의 전파 신호를 수신하는 안테나부, 상기 표적검출부 내 수신기의 출력 일부를 입력 받아 상기 안테나부에서 궤환되는 신호의 전력을 검출하는 궤환신호검출부, 및 상기 표적검출부의 레이더 파형 발생시간, 주파수, 출력레벨 중 적어도 하나를 조절하고, 검출된 표적을 입력받아 가공하여 검출신호로 출력하는 한편, 상기 궤환신호검출부의 출력을 입력받아 레이더 상태를 판단하여 진단신호로 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치 및 그 동작 방법{Radar capable of Self-diagnosis and Disturbance objects detection using Proximity feedback signal and Operation method thereof}

본 발명은 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이더에서 송신되는 신호가 자신의 레이더 수신기로 곧바로 되돌아오는(즉, 궤환되는) 신호를 추출하고, 추출된 궤환신호의 변화를 분석하여 레이더의 동작 이상 여부를 자가진단하는 한편, 레이더가 표적으로 검출하지 못하는 레이더 근접 영역에 방해물체가 존재하는지를 검출할 수 있는 레이더 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

[이 발명을 지원한 연구개발사업]

[과제고유번호] D2020144

[부처명] 경기도

[연구관리전문기관] (재)경기도경제과학진흥원

[연구사업명] 기업주도 일반

[연구과제명] 오경보율을 극소화한 60GHz 대역 3D 레이다 방식 방범 시스템 개발

[기여율] 1/1

[주관기관] ㈜에이티솔루션

[연구기간] 2020년 9월 1일 ~ 2021년 8월 31일

레이더는 송신한 전파가 표적에 부딪혀 되돌아오는 시간을 측정하여 표적까지의 거리를 검출하는 장치이다. 일반적으로 레이더는 전파신호를 발생시켜 송신안테나 수단을 통하여 송신하는 부분과, 표적에서 반사된 전파를 수신안테나 수단을 통하여 입력받고 이를 신호처리하여 표적의 거리, 방향, 속도, 그리고 크기를 검출하는 부분으로 구성된다.

레이더는 주로 외부에 노출되어 있는 관계로 장시간 운용이나 설치장소, 온도변화 등 내부 및 외부 요인들로 인해 레이더가 오동작 할 수 있다. 그러므로 레이더에는 정상적인 신호를 송신하고, 반사된 신호를 분석하고 있는지를 파악하는 자가진단 기능이 필요하다.

또한, 레이더는 주로 야외에 설치되므로 인가되지 않은 사람 또는 동물들이 레이더를 분리, 탈취 또는 파손을 시도하여 레이더 장치가 훼손될 수 있으며, 눈, 결빙, 침수 등과 같은 자연 현상에 의하여 레이더 함체에 근접한 주위에 방해물체가 형성되어 레이더의 표적 검출 성능을 떨어뜨릴 수도 있다. 따라서, 레이더에는 이러한 방해물체가 레이더 근접 영역에 형성되었는지를 파악하여 레이더 운영자에게 알려주는 기능이 필요하다.

도 1은 종래 기술에 따른 레이더의 간략한 구성을 나타낸 것으로, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식 레이더의 구성도를 간략히 나타낸 것이다.

도 1의 레이더에서, 파형발생기(11)는 주파수변조(Frequency Modulation; FM)된 고주파신호(S1)를 발생하고 송신안테나(12)를 통하여 공간 상으로 전파된다. 전파된 레이더신호(S2)는 표적(13)에서 반사되는 신호(S3)를 발생시키게 되며, 수신안테나(14)에서는 상기 반사신호를 수신하여 믹서(15)에서 수신신호(S4)와 송신신호(S1)의 일부를 혼합해 수신신호 주파수와 송신신호 주파수의 차 주파수(frequency difference) 신호(S5)를 출력한다. 신호처리기(16)는 상기 차 주파수신호(S5)를 분석하여 표적까지의 거리 및 방향, 표적의 속도 및 크기 등의 표적정보(S6)를 추출하여 출력하게 된다.

도 2는 도 1의 종래 기술에 따른 FMCW 방식 레이더의 동작에 따른 파형을 나타낸 것으로서, 여기서 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 주파수를 나타낸다.

송신되는 신호(S1)의 파형은 주파수변조(Frequency Modulation; FM) 파형으로 시간이 진행됨에 따라 주파수가 증가했다가 감소하는 동작을 반복한다. 이러한 변조파형으로는 삼각파, 톱니파, 정현파 등 여러 가지가 사용될 수 있으며, 본 예에서는 설명의 편의를 위하여 삼각파로 변조된 파형을 사용한다.

송신되는 신호(S1)의 파형은 붉은색으로 나타내고, 송신된 신호가 표적(13)에서 반사되어 수신되는 신호(S4)의 파형은 파란색으로 나타낸다. 수신된 신호의 파형은 공간 상을 전파하여 표적(13)에서 반사된 후 되돌아올 때까지의 전파(propagation) 시간이 있으므로, 수신되는 신호(S4)의 파형은 도 2에서와 같이 시간축으로 왕복 전파시간만큼 이동된 형태를 보이게 된다.

따라서, 송신되는 신호(S1)의 파형과 수신되는 신호(S4)의 파형의 주파수 차이인 차 주파수(S5)는 표적의 거리에 비례하여 변한다. 즉, 표적의 거리가 멀면 차 주파수(S5)가 높아지고, 표적의 거리가 가까우면 차 주파수(S5)가 낮아지게 되며, 레이더는 이러한 성질을 이용하여 거리를 검출하게 된다.

또한, 표적이 레이더를 기준으로 가까워지거나 멀어지는 경우에는 도플러편이(Doppler shift)가 발생하여 수신되는 신호의 파형에 도플러 주파수(fd)가 더해지거나 빼지게 된다. 도 2는 표적이 레이더 쪽으로 다가오는 경우에 대한 것으로서, 수신되는 신호(S4)에 도플러 주파수(fd)가 더해진 파형을 보여주며, 레이더는 이러한 성질을 이용하여 표적의 속도를 검출하게 된다.

한편, 레이더에는 상기 표적(13)에서 반사되는 신호(S3) 이외에 송신안테나(12)에서 송신되는 신호(S2)가 자신의 수신안테나(14)로 곧바로 되돌아오는 궤환신호(도 1에서의 S7)가 존재한다.

이러한 궤환신호(S7)는 근접 거리에서의 신호이므로, 이를 토대로 믹서(15)에서 출력되는 차 주파수신호(S5)는 도 2의 초록색 점선으로 표시된 예와 같이, 송신되는 신호(S1)와 시간 상으로 근접하게 된다. 이를 주파수 평면에서 관찰하면, 도 3과 같이 주파수 '0Hz'에 근접하는 매우 낮은 주파수가 된다. 도 3은 도 2의 차 주파수신호(S5)를 주파수 평면에서 나타낸 것으로서, 여기서 가로축은 주파수를 나타내고 세로축은 신호의 전력을 나타낸다. 또한, 궤환신호(S7)는 레이더 자체 구조에 의해 신호가 궤환되는 것이므로 궤환신호(S7)에 의한 차 주파수(S5) 성분은 레이더 형상에 따라 주파수와 진폭(크기)이 항상 일정하다는 특징이 있다.

한편, 궤환신호(S7)는 근접한 송신안테나로부터 송출되는 신호의 일부이므로 수신되는 신호전력이 매우 크다. 따라서 궤환신호(S7)는 레이더의 수신기를 포화시켜 표적 검출 성능을 떨어뜨리며, 특히 같은 평면상에 송신안테나와 수신안테나가 동시에 존재하는 소형 레이더의 경우에는 이러한 궤환신호에 의한 방해가 더욱 크다.

그러므로 종래의 레이더들은 궤환신호(S7)를 최대한 억압하기 위하여 다수의 회로들이 부가되어 여러가지 방법을 사용하고 있다. 그러나, 이러한 궤환신호(S7)를 완전히 제거하기는 매우 어렵기 때문에 최종 신호처리 과정에서 레이더와 매우 근접된 영역을 표적 검출에서 제외하는 경우가 있다.

상기와 같은 궤환신호(S7)의 해결을 위한 다수의 조치들로 인하여 종래의 레이더들은 매우 근접한 표적을 검출하기가 어려운 단점이 있으며, 여기서 '매우 근접'의 정도는 레이더 구조 및 성능에 따라 다소 차이가 있으나 대략 50cm 이내를 의미한다.

이와 같이 종래의 레이더들은 매우 근접한 표적을 검출하기가 어려운 단점이 있어, 누군가 탈취를 목적으로 레이더 함체를 손으로 감아쥐는 경우에도 레이더의 출력에 아무런 반응이 없을 수 있다. 또한, 레이더 함체에 눈이 쌓이거나 결빙이 발생하여 레이더 송수신 신호의 일부를 감쇄시켜 레이더 성능이 악화된 경우에도 레이더의 운영자가 이러한 상황을 인지하지 못하는 문제가 존재하였다.

종래의 레이더에 대한 이러한 문제점을 해결하기 위한 방편으로서, 레이더의 동작 상황을 판단하기 위한 자가진단을 구현하는 다양한 방법들이 개발되어 왔다. 일예로, 대한민국 등록특허 제10-1173427호에서는 송신신호의 루프백을 통해 이상 여부를 판단하는 레이더 시스템 및 방법을 개시하고 있다.

이러한 종래의 레이더 자가진단 방식은 자가진단의 기준이 되는 신호를 얻기 위하여 레이더에서 발생되어 송신되는 전파신호를 스위치 수단을 사용해 강제로 레이더 수신부로 궤환시키는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 레이더는 주로 마이크로웨이브 전파신호를 처리하여야 하므로 이를 구현하기 위해 고성능, 고가격의 부품 소자들을 사용하여야 하는 문제점이 있으며, 또한 레이더에 부가되는 장치들로 인하여 레이더의 표적 검출 성능이 저하될 수 있고, 레이더 자가진단을 수행하는 시간 동안에는 레이더 본연의 기능인 표적 검출 동작을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1173427호 (2012.08.06.)

본 발명의 목적은 레이더의 표적 검출 동작을 병행하면서도 레이더의 표적 검출 성능을 저하시키지 않고, 레이더의 근접 궤환신호를 이용해 레이더 신호가 정상적으로 송수신되고 있는지를 파악할 수 있는 자가진단 기능을 구비한 레이더 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 레이더의 표적 검출 동작을 병행하면서도 레이더의 표적 검출 성능을 저하시키지 않고, 레이더의 근접 궤환신호를 이용해 레이더 함체에 근접한 주위에 방해물체가 형성되었는지를 검출할 수 있는 레이더 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치는, 레이더 파형을 발생하고 전송하며, 표적에 반사되어 되돌아오는 고주파 신호를 수신하여 표적의 거리, 속도, 방향, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 표적검출부, 상기 표적검출부에서 전송된 신호를 공간상으로 전파하고 공간상의 전파 신호를 수신하는 안테나부, 상기 표적검출부 내 수신기의 출력 일부를 입력 받아 상기 안테나부에서 궤환되는 신호의 전력을 검출하는 궤환신호검출부, 및 상기 표적검출부의 레이더 파형 발생시간, 주파수, 출력레벨 중 적어도 하나를 조절하고, 검출된 표적을 입력받아 가공하여 검출신호로 출력하는 한편, 상기 궤환신호검출부의 출력을 입력받아 레이더 상태를 판단하여 진단신호로 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 표적검출부는 레이더 신호를 발생하는 파형발생기, 발생된 레이더 파형을 증폭하여 전송하는 송신기, 상기 송신기에서 전달되는 송신신호의 일부를 송신안테나로 전송하고, 나머지 일부를 수신기로 전송하는 송신신호 분배기, 수신안테나로부터 수신된 수신신호와 상기 송신기의 출력의 일부를 입력받아 서로 혼합(mix)하여 차 주파수(frequency difference) 신호를 만드는 수신기, 상기 수신기의 출력신호를 입력받아 두 경로로 분할 전송하는 수신신호분배기, 및 상기 수신신호분배기의 일측 출력을 입력받아 수신신호로부터 표적의 거리, 방향, 속도, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 신호처리기로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 궤환신호검출부는 상기 수신신호분배기로부터의 일 출력을 입력받아 신호성분 중 낮은 주파수의 대역 신호만 걸러내는 저역여파기, 및 상기 저역여파기의 출력신호의 전력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 전력검출기로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 저역여파기는 통과 주파수가 수 Hz의 주파수로 설정되어, 궤환신호만 통과하고 표적신호를 포함한 그외의 신호들은 억압되도록 할 수 있다.

또한, 상기 안테나부는 송신안테나와 수신안테나로 이루어지고, 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나는 각각 안테나 소자를 한 개 또는 복수 개의 어레이를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 제어부는 공장에서 출하 시 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값이 저장되고, 상시 또는 주기적으로 상기 궤환신호검출부의 출력 전력을 저장된 정상동작시의 궤환전력값과 비교하며, 비교 결과, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상 동작시의 궤환전력값 보다 클 경우는 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 증가한 것으로 판단하여 송신기 제어신호 또는 수신기 제어신호를 사용해 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 감소하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행하되, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최대한계치값 미만일 경우에만 교정 작업을 실시하고, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최대한계치값 이상일 경우에는 방해물체에 의해 측정된 궤환전력값이 커지게 된 것으로 판단하여, 방해물체 검출 알림을 수행할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 공장에서 출하 시 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값이 저장되고, 상시 또는 주기적으로 상기 궤환신호검출부의 출력 전력을 저장된 정상동작시의 궤환전력값과 비교하며, 비교 결과, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상동작시의 궤환전력값 보다 작을 경우는 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 감소한 것으로 판단하여, 송신기 제어신호 또는 수신기 제어신호를 사용해 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 증가하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행하되, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최소한계치값 이상일 경우에만 교정 작업을 실시하고, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최소한계치값 미만일 경우에는 레이더 장치의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 레이더 동작이상 검출 알림을 수행할 수 있다.

이때, 상기 교정최대한계치값은 상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최대 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 상기 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값일 수 있다.

또한, 상기 교정최소한계치값은 상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최소 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 상기 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값일 수 있다.

또한, 상기 제어부에 저장되는 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값은 상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 발생되는 궤환신호의 전력을 상기 궤환신호검출부에서 측정하여 얻는 것일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법은, 수신기의 출력에서 궤환전력을 측정하는 궤환전력측정단계, 측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작 시의 궤환전력값을 비교하여, 동일한 경우에는 정상동작으로 판단해 계속 궤환전력을 측정하는 단계로 되돌아가고, 다를 경우에는 크기를 비교하는 단계로 이동하는 부등비교단계, 측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작 시의 궤환전력값을 비교하여, 측정된 궤환전력이 클 경우 교정최대한계값과 비교하는 단계로 이동하고, 작을 경우에는 교정최소한계값과 비교하는 단계로 이동하는 궤환전력크기비교단계, 측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최대한계값과 비교하여, 측정된 궤환전력이 클 경우 근접방해물체 검출알림 단계로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기 또는 수신기의 이득을 줄이는 교정단계로 이동하는 교정최대한계값비교단계, 및 측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최소한계값과 비교하여 측정된 궤환전력이 클 경우 레이더 동작이상 검출 알림단계로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기 또는 수신기의 이득을 증가시키는 교정단계로 이동하는 교정최소한계값비교단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 레이더의 표적 검출 성능을 저하시키지 않으며 송신 및 수신을 위한 고주파 경로를 훼손하지 않고도 레이더 장치의 정상동작 유무를 원격에서 쉽게 파악할 수 있고, 레이더에 근접한 주위에 방해물체가 형성되었음을 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 궤환신호를 이용하여 레이더의 표적 검출 동작 시 송신경로와 수신경로의 이득 교정(calibration)을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 레이더의 간략한 구성도이다.
도 2는 도 1의 레이더의 동작 파형을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2의 차 주파수신호를 주파수 평면에서 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 구성도이다.
도 5는 도 4의 레이더 장치에 대해 레이더 교정(calibration)을 위한 제어신호선을 추가한 구성을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 레이더에 근접하여 방해물체가 존재하는 경우를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6에서의 차 주파수신호를 주파수 평면에 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 레이더 장치(100)는 레이더 파형을 발생하고 전송하며, 표적에 반사되어 되돌아오는 고주파 신호를 수신하여 표적의 거리, 속도, 방향, 크기 등을 검출하는 표적검출부(120), 상기 표적검출부(120)에서 전송된 신호를 공간상으로 전파하고 공간상의 전파 신호를 수신하는 안테나부(130), 상기 표적검출부(120)의 수신기(124)의 출력 일부를 입력 받아 상기 안테나부(130)에서 궤환되는 신호의 전력을 검출하는 궤환신호검출부(140), 및 상기 표적검출부(120)의 레이더 파형 발생시간, 주파수, 출력레벨 등을 조절하고, 검출된 표적을 입력받아 가공하여 검출신호로 출력하는 한편, 상기 궤환신호검출부(140)의 출력을 입력 받아 레이더 상태를 판단하여 진단신호로 출력하는 제어부(110)를 포함하여 구성된다.

여기서, 표적검출부(120)는 레이더 신호를 발생하는 파형발생기(121), 발생된 레이더 파형을 증폭하여 전송하는 송신기(122), 상기 송신기(122)에서 전달되는 송신신호의 일부를 송신안테나(131)로 전송하고, 나머지 일부를 수신기(124)로 전송하는 송신신호 분배기(123), 수신안테나(132)로부터 수신된 수신 신호와 송신기(122) 출력의 일부를 입력받아 서로 혼합(mix)하여 차 주파수(frequency difference) 신호를 만드는 수신기(124), 수신기(124)의 출력신호를 입력 받아 두 경로로 분할 전송하는 수신신호분배기(125), 및 수신신호분배기(125)의 일측 출력을 입력받아 수신 신호로부터 표적의 거리, 방향, 속도, 크기 등의 정보를 검출하는 신호처리기(126)로 이루어진다.

이때, 안테나부(130)는 송신안테나(131)와 수신안테나(132)로 이루어질 수 있으며, 송신안테나(131) 및 수신안테나(132)는 각각 안테나 소자를 한 개 또는 복수 개의 어레이를 포함하여 구성된다.

한편, 궤환신호검출부(140)는 수신신호분배기(125)로부터의 일 출력을 입력받아 신호성분 중 낮은 주파수의 대역 신호만 걸러내는 저역여파기(Low-pass filter; 141), 및 상기 저역여파기(141)의 출력신호의 전력을 측정하여 제어부(110)로 전달하는 전력검출기(142)로 이루어진다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명은 표적검출부(120)로 레이더 본연의 기능인 표적 검출 동작을 수행하며, 이와 동시에 송신안테나(131)에서 송신된 레이더 파형이 수신안테나(132)로 직접 되돌아오는 궤환신호(S7)가 존재하게 되는데, 본 발명에서는 표적검출부(120)의 수신기(124)를 통해 상기 궤환신호(S7)를 최대한 억압하여 출력함으로써 레이더의 표적 검출 동작에 방해가 되지 않도록 한다.

한편, 본 발명의 궤환신호검출부(140)의 저역여파기(141)는 수신신호분배기(125)에서 분배된 신호를 입력 받는데, 상기 저역여파기(141)에 입력되는 신호에는 표적에서 반사되어 되돌아온 표적신호들과, 송신안테나(131)에서 바로 되돌아온 궤환신호(S7)가 동시에 존재한다.

여기서, 저역여파기(141)의 통과 주파수를 수 Hz의 매우 낮은 주파수로 설정하면, 매우 낮은 주파수 대역(0Hz 부근)에 존재하는 궤환신호(S7)만 통과하고 표적신호들과 그외의 신호들은 억압된다.

상술한 바와 같이, 상기 궤환신호(S7)는 안테나구조 및 레이더 형상에 따라 궤환되는 양이 일정하므로 레이더 장치의 구조와 억압회로들에 따라 평상 시 항상 전력이 일정한 특성이 있고, 따라서 상기 저역여파기(141)의 출력을 측정하는 전력검출기(142)는 평상 시 레이더의 정상적인 동작 상황에서는 항상 일정한 전력을 제어부(110)로 출력하게 된다.

이와 같은 궤환신호(S7)의 기본 전력값은 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고 측정할 수 있다.

무반향실은 벽이 전파 흡입재로 구성되어 전파를 흡수하고, 따라서 무반향실에서는 레이더가 송신한 신호의 반사파들이 존재하지 않거나 매우 작게 되어 표적이 검출되지 않는다. 그러나, 궤환신호는 상술한 바와 같이 레이더 자체에서 발생되는 것이므로 무반향실과 관계없이 궤환신호가 발생되며, 이 궤환신호의 전력을 궤환신호검출부(140)에서 측정하여 레이더 내부에 설치된 메모리 장치에 저장함으로써 궤환신호의 기본 전력값을 얻을 수 있다.

다음, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치에서의 레이더 교정(calibration), 자가진단 및 방해물체 검출에 대해 설명한다.

도 5에서 궤환검출부(140)의 출력은 레이더가 정상 동작 시에는 상술한 바와 같이 일정한 궤환전력값을 출력한다. 도 5의 제어부(110)에는 공장에서 출하 시 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값이 저장되며, 본 발명의 제어부(110)는 상시 또는 주기적으로 궤환신호검출부(140)의 출력 전력을 저장된 정상동작시의 궤환전력값과 비교한다.

비교 결과, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상 동작시의 궤환전력값 보다 클 경우는 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득이 증가한 것으로 판단하여 제어부(110)는 송신기 제어신호(S12) 또는 수신기 제어신호(S13)를 사용해 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득이 감소하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행한다.

다만, 본 발명에서는 이러한 경우 다음에 설명될 방해물체 검출 동작과 구분하기 위하여 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최대한계치값 미만일 경우에만 교정 작업을 실시한다.

즉, 본 발명에서는 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최대한계치값 이상일 경우에는 방해물체에 의해 측정된 궤환전력값이 커지게 된 것으로 판단한다.

한편, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상동작시의 궤환전력값 보다 작을 경우는 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득이 감소한 것으로 판단하여 제어부(110)는 송신기 제어신호(S12) 또는 수신기 제어신호(S13)를 사용해 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득이 증가하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행한다.

다만, 본 발명에서는 상기의 경우 다음에 설명될 자가진단 동작과 구분하기 위하여 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최소한계치값 이상일 경우에만 교정 작업을 실시한다.

본 발명에서는 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최소한계치값 미만일 경우에는 레이더 장치의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하게 되며, 그 예로는 송신기(122) 또는 수신기(124), 송신경로 또는 수신경로 등 표적검출부(12)의 동작에 이상이 있는 경우이다. 이 경우, 본 발명의 제어부(110)는 레이더에 이상이 발생하였다고 판단하여 진단신호를 통해 이상감지 상황을 출력하는 자가진단 동작을 수행한다.

다음에서는, 본 발명에서 사용하는 교정최대한계치값 및 교정최소한계치값에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 교정최대한계값(calibration maximum threshold)은 레이더 시스템을 교정하기 위하여 제어할 수 있는 최대값을 의미하는 것으로서, 수신기 이득 및 송신기 출력을 증가하였을 때 측정되는 궤환전력의 값이다. 즉, 레이더 시스템 동작상의 전체 이득이 부족하다고 판단되면, 교정단계에서 전체 이득, 즉 수신기의 이득 및 송신기의 출력을 증가시키게 되는데, 이때 레이더 시스템에서 증가시킬 수 있는 최대값으로 이득을 제어하였을 때의 궤환신호의 전력을 의미한다.

이때, 레이더 시스템에서 증가시킬 수 있는 최대 이득 값은 여러 상황을 고려하여 설정한다. 일 예로, 레이더 수신기의 이득을 증가시키는 것은 무한대로 증가시킬 수 있는 것이 아니라, 수신기에 사용된 회로 소자 및 설계에 따라 이득을 증가시킬 수 있는 한계가 있으며, 레이더 송신기의 출력을 증가시키는 것도 무한대로 증가시킬 수 있는 것이 아니라, 송신기에 사용된 회로 소자 및 설계에 따라 출력을 증가시킬 수 있는 한계가 있다. 또한, 레이더의 송신 출력은 전파법 상 허가사항으로 지정되므로 무작위로 변경할 수 없는 한계가 있다.

레이더에서 교정할 수 있는 이득의 최대값은 상기의 모든 사항을 고려하여 통상적으로 설계자들에 의해 결정되며, 레이더 시스템마다 고유의 교정을 위해 최대로 이득을 증가시키는 한계값이 존재한다. 레이더의 수신기 이득 또는 송신기 출력을 증가시키면 궤환신호의 크기가 따라서 증가하므로, 레이더의 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값이 증가한다.

본 발명에서의 교정최대한계값은 해당 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 레이더의 제어부(110)에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최대 이득으로 수신기와 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값을 의미한다.

한편, 본 발명의 교정최소한계값(calibration minimum threshold)은 레이더 시스템을 교정하기 위하여 제어할 수 있는 최소값을 의미하는 것으로서, 수신기 이득 및 송신기 출력을 감소하였을 때 측정되는 궤환전력의 값이다. 즉, 레이더 시스템 동작상의 전체 이득이 과하다고 판단되면, 교정단계에서 전체 이득, 즉 수신기의 이득 및 송신기의 출력을 감소시키게 되는데, 이때 레이더 시스템에서 감소시킬 수 있는 최소값으로 이득을 제어하였을 때의 궤환신호의 전력을 의미한다.

이때, 레이더 시스템에서 감소시킬 수 있는 최소 이득 값도 여러 상황을 고려하여 설정한다. 일 예로, 레이더 수신기의 이득을 감소시키면 감지거리가 감소하므로 수신기 이득을 무한으로 감소시킬 수 없는 한계가 있으며, 송신기의 출력을 감소시키면 감지거리가 감소하므로 송신기 출력을 무한으로 감소시킬 수 없는 한계가 있다.

레이더에서 교정할 수 있는 이득의 최소값은 상기의 모든 사항들을 고려하여 통상적으로 설계자들에 의해 결정되며, 레이더 시스템마다 고유의 교정을 위해 최소로 이득을 감소시키는 한계값이 존재한다. 레이더의 수신기 이득 또는 송신기 출력을 감소시키면 궤환신호의 크기가 따라서 감소하므로, 레이더의 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값이 감소한다.

본 발명에서의 교정최소한계값은 해당 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 레이더의 제어부(110)에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최소 이득으로 수신기와 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값을 의미한다.

다음, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 레이더 함체에 근접하여 방해물체가 형성된 경우에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 레이더에 근접하여 방해물체가 존재하는 경우를 나타낸 것으로서, 도 6(a)은 레이더 함체에 누군가 손을 대는 경우를 나타낸 것이고, 도 6(b)는 레이더 함체에 눈이 쌓였다가 녹아 레이더 함체에 얼어붙은 경우를 나타낸 것이다.

이와 같은 도 6(a) 및 도 6(b)의 경우에서는 상술한 궤환신호 이외에 추가의 제2 궤환신호들(S8, S9)이 발생하게 된다. 이러한 제2 궤환신호들(S8, S9)은 송신된 신호가 레이더 안테나와 매우 근접한 위치에서 반사되어 되돌아오는 것이므로, 도 7에 나타낸 바와 같이 제2 궤환신호들(S8, S9)의 수신기(124) 출력에서의 차 주파수는 매우 낮은 주파수를 나타낸다. 도 7은 도 6에서의 차 주파수신호를 주파수 평면에 나타낸 것으로서, 가로축은 주파수이고 세로축은 신호의 전력이다.

본 발명의 저역여파기(141)는 상기의 제2 궤환신호들(S8, S9)이 억압되지 않고 통과되도록 통과대역을 설정하게 되며, 따라서 본 발명은 저역여파기(141)에서 상기의 제2 궤환신호들(S8, S9)을 억압하지 않으므로 전력검출기(142)의 입력에는 기존의 궤환신호(S7) 이외에 부가적으로 제2 궤환신호들(S8, S9)이 더해지고 전력검출기(142)의 출력전력은 증가하게 된다.

본 발명의 제어부(110)는 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최대한계치값 이상일 경우, 레이더에 근접하여 방해물체가 형성되었다고 판단하고 진단신호를 통해 이상감지 상황을 출력하게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법을 나타낸 것이다.

도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 동작 방법은, 수신기(124)의 출력에서 궤환전력을 측정하는 궤환전력측정단계(S800), 측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작시의 궤환전력값을 비교하여 동일한 경우에는 정상동작으로 판단해 계속 궤환전력을 측정하는 단계(S800)로 되돌아가고, 다를 경우에는 크기를 비교하는 단계로 이동하는 부등비교단계(S801), 측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작 시의 궤환전력값을 비교하여 측정된 궤환전력이 클 경우 교정최대한계값과 비교하는 단계(S803)로 이동하고, 작을 경우에는 교정최소한계값과 비교하는 단계(S806)로 이동하는 궤환전력크기비교단계(S802), 측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최대한계값과 비교하여 측정된 궤환전력이 클 경우 근접방해물체 검출알림 단계(S804)로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득을 줄이는 교정단계(S805)로 이동하는 교정최대한계값비교단계(S803), 및 측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최소한계값과 비교하여 측정된 궤환전력이 클 경우 레이더 동작이상 검출 알림단계(S807)로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기(122) 또는 수신기(124)의 이득을 증가시키는 교정단계(S808)로 이동하는 교정최소한계값비교단계 (S806)로 이루어진다.

여기서, 교정최대한계값은 해당 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 레이더의 제어부(110)에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최대 이득으로 수신기와 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값이며, 교정최소한계값은 해당 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 레이더의 제어부(110)에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최소 이득으로 수신기와 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부(140)에서 측정되는 전력값이다.

즉, 본 발명의 레이더 장치는 레이더 운영 중에 궤환신호검출부(140)에서 측정된 궤환전력값이 저장값 즉, 정상동작시의 궤환전력값 보다 큰 경우, 제어부(110)는 레이더 시스템의 이득이 증가한 것으로 판단하고 수신기 이득 및 송신기 출력을 감소시키는 교정동작을 실시하려고 하게 된다.

그런데, 측정된 궤환전력값이 교정최대한계값 보다 크다면 제어부(110)에서 송신기 출력 및 수신기 이득을 제어할 수 있는 최소값으로 감소시켜도 레이더 시스템의 이득이 증가한 상태를 나타내게 되고, 이는 교정으로 해결될 수 없으므로 외부 요인에 의한 경우로 판단하여 근접방해물체 검출 알림을 수행한다.

한편, 레이더 운영 중에 궤환신호검출부(140)에서 측정된 궤환전력값이 저장값 즉, 정상동작시의 궤환전력값 보다 작은 경우, 제어부(110)는 레이더 시스템의 이득이 감소한 것으로 판단하고 수신기 이득 및 송신기 출력을 증가시키는 교정동작을 실시하려고 하게 된다.

그런데, 측정된 궤환전력값이 교정최소한계값 보다 작다면 제어부(110)에서 송신기 출력 및 수신기 이득을 제어할 수 있는 최대값으로 증가시켜도 레이더 시스템의 이득이 감소한 상태를 나타내게 되고, 이는 교정으로 해결될 수 없으므로 레이더 동작에 이상이 있는 경우로 판단하여 레이더 동작이상 검출 알림을 수행한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치 및 그 동작 방법에 의하면, 궤환신호를 이용하여 레이더의 표적 검출 성능을 저하시키지 않으며 송신 및 수신을 위한 고주파 경로를 훼손하지 않고도 레이더 장치의 정상동작 유무를 원격에서 쉽게 파악할 수 있고, 레이더에 근접한 주위에 방해물체가 형성되었음을 검출할 수 있다. 또한, 궤환신호를 이용하여 표적 검출 동작 시 송신경로와 수신경로의 이득 교정(calibration)을 수행할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면의 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

레이더 장치로서,
레이더 파형을 발생하고 전송하며, 표적에 반사되어 되돌아오는 고주파 신호를 수신하여 표적의 거리, 속도, 방향, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 표적검출부;
상기 표적검출부에서 전송된 신호를 공간상으로 전파하고 공간상의 전파 신호를 수신하는 안테나부;
상기 표적검출부 내 수신기의 출력 일부를 입력 받아 상기 안테나부에서 궤환되는 신호의 전력을 검출하는 궤환신호검출부; 및
상기 표적검출부의 레이더 파형 발생시간, 주파수, 출력레벨 중 적어도 하나를 조절하고, 검출된 표적을 입력받아 가공하여 검출신호로 출력하는 한편, 상기 궤환신호검출부의 출력을 입력받아 레이더 상태를 판단하여 진단신호로 출력하는 제어부;를 포함하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표적검출부는,
레이더 신호를 발생하는 파형발생기;
발생된 레이더 파형을 증폭하여 전송하는 송신기;
상기 송신기에서 전달되는 송신신호의 일부를 송신안테나로 전송하고, 나머지 일부를 수신기로 전송하는 송신신호 분배기;
수신안테나로부터 수신된 수신신호와 상기 송신기의 출력의 일부를 입력받아 서로 혼합(mix)하여 차 주파수(frequency difference) 신호를 만드는 수신기;
상기 수신기의 출력신호를 입력받아 두 경로로 분할 전송하는 수신신호분배기; 및
상기 수신신호분배기의 일측 출력을 입력받아 수신신호로부터 표적의 거리, 방향, 속도, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 신호처리기;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 궤환신호검출부는,
상기 수신신호분배기로부터의 일 출력을 입력받아 신호성분 중 낮은 주파수의 대역 신호만 걸러내는 저역여파기; 및
상기 저역여파기의 출력신호의 전력을 측정하여 상기 제어부로 전달하는 전력검출기;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 저역여파기는,
통과 주파수가 수 Hz의 주파수로 설정되어, 궤환신호만 통과하고 표적신호를 포함한 그외의 신호들은 억압되는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 안테나부는,
송신안테나와 수신안테나로 이루어지고,
상기 송신안테나 및 상기 수신안테나는 각각 안테나 소자를 한 개 또는 복수 개의 어레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
공장에서 출하 시 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값이 저장되고, 상시 또는 주기적으로 상기 궤환신호검출부의 출력 전력을 저장된 정상동작시의 궤환전력값과 비교하며,
비교 결과, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상 동작시의 궤환전력값 보다 클 경우는 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 증가한 것으로 판단하여 송신기 제어신호 또는 수신기 제어신호를 사용해 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 감소하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행하되, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최대한계치값 미만일 경우에만 교정 작업을 실시하고,
측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최대한계치값 이상일 경우에는 방해물체에 의해 측정된 궤환전력값이 커지게 된 것으로 판단하여, 방해물체 검출 알림을 수행하는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는,
공장에서 출하 시 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값이 저장되고, 상시 또는 주기적으로 상기 궤환신호검출부의 출력 전력을 저장된 정상동작시의 궤환전력값과 비교하며,
비교 결과, 측정된 궤환전력값이 저장된 정상동작시의 궤환전력값 보다 작을 경우는 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 감소한 것으로 판단하여, 송신기 제어신호 또는 수신기 제어신호를 사용해 상기 송신기 또는 상기 수신기의 이득이 증가하도록 조절하는 교정(calibration) 동작을 수행하되, 측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 미리 지정된 소정의 교정최소한계치값 이상일 경우에만 교정 작업을 실시하고,
측정된 궤환전력값과 저장된 정상동작시의 궤환전력값과의 차이가 교정최소한계치값 미만일 경우에는 레이더 장치의 동작에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 레이더 동작이상 검출 알림을 수행하는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 교정최대한계치값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최대 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 상기 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값인 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 교정최소한계치값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최소 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 상기 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값인 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 제어부에 저장되는 해당 레이더의 정상동작 시의 궤환전력값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 발생되는 궤환신호의 전력을 상기 궤환신호검출부에서 측정하여 얻는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치.
레이더 장치의 동작 방법으로서,
레이더 파형을 발생하고 전송하며, 표적에 반사되어 되돌아오는 고주파 신호를 수신하여 표적의 거리, 속도, 방향, 크기 중 적어도 하나를 검출하는 표적검출부 내 수신기의 출력 일부를 입력 받아 상기 표적검출부에서 전송된 신호를 공간상으로 전파하고 공간상의 전파 신호를 수신하는 안테나부에서 궤환되는 신호의 전력을 검출하여 궤환전력을 측정하는 궤환전력측정단계;
측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작 시의 궤환전력값을 비교하여, 동일한 경우에는 정상동작으로 판단해 계속 궤환전력을 측정하는 단계로 되돌아가고, 다를 경우에는 크기를 비교하는 단계로 이동하는 부등비교단계;
측정된 궤환전력과 미리 저장한 정상동작 시의 궤환전력값을 비교하여, 측정된 궤환전력이 클 경우 교정최대한계값과 비교하는 단계로 이동하고, 작을 경우에는 교정최소한계값과 비교하는 단계로 이동하는 궤환전력크기비교단계;
측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최대한계값과 비교하여, 측정된 궤환전력이 클 경우 근접방해물체 검출알림 단계로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기 또는 수신기의 이득을 줄이는 교정단계로 이동하는 교정최대한계값비교단계; 및
측정된 궤환전력과 미리 지정된 소정의 교정최소한계값과 비교하여 측정된 궤환전력이 클 경우 레이더 동작이상 검출 알림단계로 이동하고, 작을 경우에는 레이더의 송신기 또는 수신기의 이득을 증가시키는 교정단계로 이동하는 교정최소한계값비교단계;를 포함하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 교정최대한계값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최대 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값인 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 교정최소한계값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 상기 레이더의 제어부에서 레이더 교정을 위한 레이더 시스템 고유의 최소 이득으로 상기 수신기와 상기 송신기를 설정하였을 때 궤환신호검출부에서 측정되는 전력값인 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 정상동작 시의 궤환전력값은,
상기 레이더의 개발완료단계 또는 생산단계에서 상기 레이더를 무반향실(anechoic chamber)에 두고, 발생되는 궤환신호의 전력을 궤환신호검출부에서 측정하여 얻는 것을 특징으로 하는 근접 궤환신호를 이용해 자가진단 및 방해물체 검출이 가능한 레이더 장치의 동작 방법.