KR102539927B1 - 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 그 배치 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 안테나의 종류에 따른 위치, 채널 개수, 어레이 개수, 및 채널 간격을 조절함으로써, 안테나의 방사 효율을 유지하면서도 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 배치 방법에 관한 것이다. 본 개시에 의하면, 어레이 안테나의 위치와 채널 개수의 조건을 지정된 범위 내에서 변경하더라도, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 탐지 성능을 유지하면서 어레이 안테나가 차지하는 면적을 최소화할 수 있는 저비용의 효율적인 어레이 안테나 구조를 제공할 수 있다.

Description

자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 그 배치 방법{Array antenna structure and alignment method for vehicle radar}
본 개시는 안테나의 종류에 따른 위치, 채널 개수, 어레이 개수, 및 채널 간격을 조절함으로써, 안테나의 방사 효율을 유지하면서도 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 배치 방법에 관한 것이다.
레이더 기술은 레이더 장치의 송신 안테나로부터 송신되는 신호가 물체에 반사되어 수신되는 수신 신호를 이용함으로써, 물체를 검출하고 물체의 정보를 획득하는 기술을 의미한다. 이러한 레이더 기술은 자동차, 항공기, 군사용 등으로 다양하게 사용되고 있다. 최근에는 자동차에 장착하는 레이더 기술에 대한 활용 범위가 점차 넓어지고 있으며, 특히 자율주행 시스템(Advanced Driver Assistance System, ADAS) 등에 적용할 수 있도록 소형의 자동차 레이더 개발이 진행되고 있다. 그러나, 자동차 레이더의 경우, 레이더의 크기가 작아짐에 따라 레이더를 구성하는 안테나의 배치 공간이 협소해지고, 안테나의 출력 효율 및 근접 공간에 따른 신호 간섭의 문제가 발생할 수 있다.
특히, 자동차 레이더는 원거리에 위치한 물체를 감지하기 위한 원거리 안테나와 근거리에 위치한 물체를 감지하기 위한 근거리 안테나를 함께 포함하게 된다. 이 때, 원거리 안테나와 근거리 안테나는 설계 및 검증의 편의성을 위해 동일한 편파 특성을 갖는 신호를 이용하여 구현되기 때문에, 자동차 레이더의 성능을 유지하면서도 레이더를 구성하는 안테나의 면적을 최소화하는 배치 구조가 필요하게 되었다.
이러한 배경에서, 본 개시는 안테나의 종류에 따른 위치, 채널 개수, 어레이 개수, 및 채널 간격을 조절함으로써, 안테나의 방사 효율을 유지하면서도 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조 및 배치 방법을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 근거리 수신 안테나(Rx-Short)와, 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치되는 근거리 송신 안테나(Tx-Short)와, 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치되는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)와, 상기 분할된 원거리 송신 안테나(Tx-Long) 중에서, 좌측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 좌측, 또는 우측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 우측에 배치되는 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 포함하는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 근거리 수신 안테나(Rx-Short), 근거리 송신 안테나(Tx-Short), 원거리 송신 안테나(Tx-Long), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 결정하는 단계와, 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 배치하는 단계와, 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)를 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계와, 상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)를 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계와, 상기 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 전체 안테나 배열의 측면 가장자리에 배치하는 단계를 포함하는 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 어레이 안테나의 위치와 채널 개수의 조건을 지정된 범위 내에서 변경하더라도, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 탐지 성능을 유지하면서 어레이 안테나가 차지하는 면적을 최소화할 수 있는 저비용의 효율적인 어레이 안테나 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 원거리 및 근거리 물체를 탐지하기 위한 자동차 레이더의 탐지 영역을 나타낸 평면도이다.
도 2는 원거리 안테나와 근거리 안테나를 가지는 자동차 레이더의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 어레이 안테나 구조를 결정하는 변수를 열거한 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수로서 안테나 간의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 원거리 수신 안테나(Rx-Long)가 전체 배열에서 가장 왼편에 배치되는 경우를 예로 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수에 해당하는 안테나 간의 위치 관계와 보조적인 변수를 함께 고려하여 구성된 어레이 안테나 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 도 6의 어레이 안테나 구조에 대응되도록 변수를 나열한 도면이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수와 보조적인 변수를 바탕으로 선택가능한 어레이 안테나 구조에 대한 세부 조건을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 16은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 4가지 어레이 안테나의 위치를 동일하게 고정하고 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)를 각각 3개, 4개, 5개, 7개로 달리한 경우에 대한 자동차 레이더용 어레이 안테나의 배치 조건을 나타낸 예시 도면이다.
도 17은 도 8에서 설정한 조건에 따라 자동차 레이더용 어레이 안테나가 배치된 상태에서, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 추가로 더 배치되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 19 및 도 20은 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하는 구조와 만족하지 않는 구조에 대한 안테나 신호 성능을 비교한 도면이다.
도 21 및 도 22는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않는 경우의 구조 및 세부조건을 나타낸 도면이다.
도 23 및 도 24도 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않는 경우의 구조 및 세부조건을 나타낸 도면이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 개시의 구성 요소를 설명하는데 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 한정되는 것은 아니다. 또한, 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.
도 1은 원거리 및 근거리 물체를 탐지하기 위한 자동차 레이더의 탐지 영역을 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 자동차 레이더는 자동차(10)의 전면부, 후면부, 또는 측면부 등 다양한 위치에 장착될 수 있는데, 여기에서는 전면부에 장착되는 경우를 예로 들어 도시하였다.
자동차 레이더는 원거리에 위치한 물체를 감지하기 위한 원거리 안테나와 근거리에 위치한 물체를 탐지하기 위한 근거리 안테나를 함께 포함하게 된다. 이 때, 근거리 송신 안테나는 근거리의 물체를 감지할 수 있도록 넓은 시야각(Field of View, FOV)의 탐지 범위(20)를 가지게 되므로, 수평 방향의 탐지 범위는 넓게 나타난다. 반면, 원거리 송신 안테나는 원거리에 있는 물체를 탐지할 수 있도록 좁은 시야각의 탐지 범위(30)를 가지게 되므로, 원거리에 대한 탐지는 가능하지만 수평 방향의 탐지 범위는 좁게 나타난다. 이를 통해, 자동차(10)는 원거리 송신 안테나의 탐지 범위(30)를 이용하여 원거리에 있는 물체를 탐지하고, 근거리 송신 안테나의 탐지 범위(20)를 이용하여 근거리에 있는 물체를 탐지할 수 있다. 이러한 두 가지 탐지 범위는 자동차(10)로부터 원거리에 있는 물체와 근거리에 있는 물체를 탐지해야 하는 상황이 모두 요구되기 때문에 필요하다. 예를 들어, 전방에 있는 자동차의 추월을 위해서는 좁은 탐지 범위를 가지는 원거리 안테나가 필요하고, 보행자 또는 근접 상태에 있는 다른 차량과의 충돌을 방지하기 위해서는 넓은 탐지 범위를 가지는 근거리 안테나가 필요하게 된다.
도 2는 원거리 안테나와 근거리 안테나를 가지는 자동차 레이더의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 자동차 레이더는 원거리 안테나와 근거리 안테나로 이루어질 수 있다. 원거리 안테나는 원거리 송신 신호를 출력하는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)와, 원거리 송신 신호를 수신하기 위한 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 포함한다. 근거리 안테나는 근거리 송신 신호를 출력하는 근거리 송신 안테나(Tx-Short)와 근거리 송신 신호를 수신하기 위한 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 포함한다. 이 때, 원거리 송신 안테나(Tx-Long)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long), 근거리 송신 안테나(Tx-Short)와 근거리 수신 안테나(Rx-Short)는 각각 최소한 1개 이상의 패치 안테나로 구성되는데, 수직 방향에 대한 안테나 신호의 방향성을 적절히 억제하기 위하여 2개 이상의 패치 안테나를 지면에 대하여 수직 방향으로 연결한 것을 어레이 안테나(Array Antenna)라고 한다. 여기에서는 각 어레이 안테나가 6개의 패치 안테나로 이루어진 경우를 예로써 도시하였다.
자동차 레이더는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)와 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 송신 신호를 제어하기 위해서 송신 제어부(40)가 필요하며, 원거리 수신 안테나(Rx-Long) 및 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 수신 신호를 제어하기 위해서 수신 제어부(50)가 필요하다. 송신 제어부(40)와 수신 제어부(50)는 로컬 라인(Local line)으로 연결되며, 송신 제어부(40)는 로컬 라인을 통해서 송신 신호와 관련된 정보를 수신 제어부(50)로 전달하고, 수신 제어부(50)는 송신 신호와 관련된 정보를 이용하여 대상 물체의 신호를 검출할 수 있다. 예를 들어, 수신 제어부(50)는 원거리 수신 안테나(Rx-Long) 또는 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 통해 수신한 신호와 송신 제어부(40)로부터 전달된 송신 신호에 대한 상관분석을 통해 대상 물체에 대한 신호를 검출할 수 있다.
한편, 수평 방향에 대한 안테나 신호의 방향성을 적절히 억제하기 위하여 2개 이상의 어레이 안테나를 동일한 간격으로 지면과 수평으로 배치하게 되는데, 이 때 하나의 급전 라인(feeding line)으로 전력이 공급되는 어레이 안테나를 동일한 하나의 채널에 연결된 것으로 본다. 여기에서는 채널 1(CH1)에 연결된 4개의 어레이 안테나가 원거리 송신 안테나(Tx-Long)를 구성하고, 채널 2(CH2)에 연결된 1개의 어레이 안테나가 근거리 송신 안테나(Tx-Short)를 구성한다. 또한, 채널 3(CH3)에 연결된 1개의 어레이 안테나와 채널 4(CH4)에 연결된 1개의 어레이 안테나가 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 구성하며, 채널 5(CH5)에 연결된 3개의 어레이 안테나와 채널 6(CH6)에 연결된 3개의 어레이 안테나가 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 구성하고 있다. 여기에서, 어레이 안테나가 반복되어 배치되지 않은 채로 오직 하나의 채널과 연결될 수도 있지만, 자동차 레이더를 구성하는데 있어서 채널의 수는 소수로 제한되기 때문에, 채널 당 어레이 안테나의 개수를 효율적으로 조절할 필요가 발생한다.
또한, 수평 방향의 분해 성능을 향상시키기 위해서는 전체 채널에 있어서 수신용 안테나의 왼쪽 끝과 오른쪽 끝의 거리가 멀도록 배치할 필요가 있다. 이를 위해서는 수신용 안테나의 채널 개수를 늘리거나 어레이 안테나의 간격을 충분히 넓게 할 필요가 있지만, 어레이 안테나의 간격이 사용되는 파장의 절반(λ/2)보다 넓으면 안테나 신호의 방향성이 손상될 수 있으므로, 채널의 개수와 어레이 안테나의 개수, 어레이 안테나의 간격을 효율적으로 조정하는 것이 필요하게 된다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 어레이 안테나 구조를 결정하는 변수를 열거한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 위치(Location of Tx-Long, LTL)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 위치(Location of Rx-Long, LRL), 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 위치(Location of Tx-Short, LTS)와 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 위치(Location of Rx-Short, LRS) 사이의 상호간의 관계를 기본적인 변수(primary parameter)로 설정한다. 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 위치(LTL)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 위치(LRL), 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 위치(LTS)와 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 위치(LRS)가 결정되면, 각 안테나에 대한 채널의 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 보조적인 변수(secondary parameter)로 하여 어레이 안테나의 구조를 결정할 수 있다.
즉, 근거리 수신 안테나(Rx-Short)는 다른 안테나와의 상호 관계를 통해 안테나의 위치(LRS)가 결정되고, 내부에 포함되는 채널 개수(CRS)와, 하나의 채널마다 연결되는 어레이 안테나의 개수(ARS), 그리고, 채널 사이의 간격(SRS)이 결정된다. 또한, 근거리 송신 안테나(Tx-Short)는 다른 안테나와의 상호 관계를 통해 안테나의 위치(LTS)가 결정되고, 여기에 포함되는 채널의 개수(CTS), 하나의 채널마다 연결되는 어레이 안테나의 개수(ATS), 및 채널 사이의 간격(STS)이 결정된다. 또한, 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 경우에도, 다른 안테나와의 상호 관계를 통해 안테나의 위치(LTL)가 결정되고, 여기에 포함되는 채널의 개수(CTL), 하나의 채널마다 연결되는 어레이 안테나의 개수(ATL), 및 채널 사이의 간격(STL)이 결정된다. 그리고, 원거리 수신 안테나(Rx-Long)도 다른 안테나와의 상호 관계를 통해 안테나의 위치(LRL)가 결정되고, 내부에 포함되는 채널 개수(CRL), 하나의 채널마다 연결되는 어레이 안테나의 개수(ARL), 및 채널 사이의 간격(SRL)이 결정된다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수로서 안테나 간의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 4가지 안테나를 포함하여 이루어진다.
근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어진다. 즉, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 내부에는 다른 종류의 안테나가 배치되지 않는다.
근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치된다. 즉, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 2개로 분할되어 각각 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측과 우측에 배치된다.
원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치된다. 즉, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 2개로 분할되어 각각 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측과 우측에 배치된다.
원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 측면에 배치된다. 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 좌측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 좌측에 배치될 수도 있고, 우측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 우측에 배치될 수도 있는데, 도 4는 우측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 우측, 즉 전체 배열에서 가장 오른편에 배치되는 경우를 예로 도시한 것이고, 도 5는 좌측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 좌측, 즉 전체 배열에서 가장 왼편에 배치되는 경우를 예로 도시한 것이다.
이러한 배치와 관련하여, 안테나 신호의 효율성을 살펴보면, 수신 안테나에 해당하는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110) 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)를 특정 공간에 밀집된 일체형 구조로 배치함으로써 안테나 신호의 수신 효율을 높일 수 있다. 또한, 송신 안테나에 해당하는 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120), 및 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)를 분할된 구조로 배치함으로써 안테나 신호의 송신 범위를 넓힐 수 있다.
한편, 자동차 레이더용 어레이 안테나가 차지하는 면적의 효율성을 살펴보면 다음과 같다. 자동차 레이더용 어레이 안테나에서 각 패치 안테나가 배열된 수평 방향의 폭이 증가하는 경우에는 패치 안테나의 방사 패턴이 상호 결합함으로써 좁은 폭의 레이더 신호 패턴을 형성하게 되고, 그 결과 수평 방향의 탐지 범위는 좁아지지만 탐지 거리는 길어지게 된다. 따라서, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 수평 방향에 대해 상대적으로 넓은 폭으로 배열되는 반면, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)와 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 수평 방향에 대해 상대적으로 좁은 폭으로 배열될 수 있다. 따라서, 수평 방향에 대해서 상대적으로 좁은 폭의 배열을 가지는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)와 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)를 중앙 부분에 배치하고, 수평 방향에 대해서 상대적으로 넓은 폭의 배열을 가지는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)을 좌우 측면에 배치함으로써, 자동차 레이더에서 어레이 안테나가 차지하는 면적을 최소화할 수 있다.
아래에서는 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에서, 안테나 간의 위치 관계를 기준으로 하는 기본적인 변수 이외에, 보조적인 변수에 해당하는 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격에 대해서 자세히 살펴보기로 한다. 이 때, 자동차 레이더의 크기를 최소화하고, 수신 안테나의 채널 개수가 상대적으로 적은 것을 보완하기 위해서, 근거리 송신 안테나(Tx-Short)와 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 채널은 최소 2개로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 근거리 송신 안테나(Tx-Short) 및 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 신호 패턴을 상대적으로 넓게 형성하기 위해서, 근거리 송신 안테나(Tx-Short) 및 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 채널당 어레이 안테나의 개수는 1개로 정하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수에 해당하는 안테나 간의 위치 관계와 보조적인 변수를 함께 고려하여 구성된 어레이 안테나 구조를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어지고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 양측 외곽에 분할되어 배치된다. 또한, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치되며, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 측면 외곽에 배치된다.
이 때, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)는 복수의 채널로 이루어질 수 있으며, 각 채널은 1개의 어레이 안테나로 구성되는 것이 바람직하다. 여기에서는 4개의 채널((1) ~ (4))로 구성된 경우를 나타내었다.
근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측 및 우측 외곽에 배치되는데, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측에 1개의 어레이 안테나로 구성된 1개의 채널(③)이 배치되고, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 우측에 1개의 어레이 안테나로 구성된 1개의 채널(④)이 배치될 수 있다.
원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 양측 외곽에 분할되어 배치되는데, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측에 1개의 채널(①)이 배치되고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 우측에 1개의 채널(②)이 배치될 수 있다. 이 때, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 각 채널(①, ②)은 복수의 어레이 안테나로 구성될 수 있으며, 여기에서는 6개의 어레이 안테나로 구성된 경우를 나타내었다.
원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 측면으로서 전체 배열의 좌측 또는 가장 우측의 가장자리에 배치될 수 있다. 여기에서는 전체 배열의 우측 가장자리에 배치된 경우를 나타내었다. 이 때, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 복수의 채널로 이루어질 수 있는데, 여기에서는 4개의 채널((4) ~ (8))로 이루어지고, 각 채널((4) ~ (8))마다 4개의 어레이 안테나가 배치된 경우를 나타내었다.
따라서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)와 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)를 포함하는 수신 안테나의 채널은 8개((1) ~ (8))로 이루어지고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)와 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)를 포함하는 송신 안테나의 채널은 4개(① ~ ④)로 이루어질 수 있다.
이 때, 채널 사이의 간격은 1개의 채널마다 1개의 어레이 안테나가 배치되는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)를 기준으로 설정하는 것이 효과적이다. 따라서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS)을 기준 간격 d로 동일하게 유지하고, 기준 간격(d)을 이용하여 그 밖의 안테나(120, 130, 140)를 구성하는 채널 간격(STS, STL, SRL)을 표시할 수 있을 것이다.
또한, 여기에서는 각 어레이 안테나가 4개의 패치 안테나로 구성된 경우를 예로 들어 도시하였으며, 탐지하고자 하는 목적에 따라 패치 안테나의 개수를 다양하게 변경할 수 있음은 자명할 것이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 도 6에 도시된 어레이 안테나 구조에 대응되도록 변수를 나열한 도면이다.
즉, 기본적인 변수에 해당하는 4가지 종류의 안테나 위치가 정해진 상태에서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 4개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수(CTS)를 2개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 개수(CTL)를 2개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)을 4개로 구성하는 경우, 채널당 어레이 안테나 개수는 각각 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 1개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 1개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 6개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 4개로 구성될 수 있다. 이 때, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS)을 기준 간격(d)으로 하고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)과, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL), 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)을 각각 기준 간격(d)을 이용해서 나타낼 수 있을 것이다.
도 8은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에 있어서, 기본적인 변수와 보조적인 변수를 바탕으로 선택가능한 어레이 안테나 구조에 대한 세부 조건을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 개시에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조는 기본적인 변수에 해당하는 4가지 종류의 안테나의 위치를 동일하게 적용한다. 즉, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어지고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 양측 외곽에 분할되어 배치되며, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치되고, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 전체 안테나 배열의 좌측 또는 우측의 가장 외곽에 배치된다.
근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)는 복수의 채널로 이루어지되, 각 채널은 1개의 어레이 안테나로 구성되도록 한다. 이 때, 채널 사이의 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)를 동일한 기준 간격(d)으로 설정한다.
근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 양측에 1개의 채널씩 배치하되, 각 채널은 1개의 어레이 안테나로 구성하도록 한다. 이 때, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌우 외측에 배치되는 구조이므로, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS=d)에 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 곱한 값보다 크게 될 것이다.
원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 복수의 채널로 이루어져서, 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치된다. 여기에서, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(CTL)는 복수로 구성하되, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)보다 많은 개수, 예를 들어 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)보다 2개 많은 어레이 안테나(CRS+2)로 구성할 수 있다. 이 때, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 배치되는 구조이므로, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)은 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(CRS+2)에 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS=d)의 2배에 해당하는 값을 가질 수 있을 것이다.
원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 전체 안테나 배열의 좌측 또는 우측의 가장 외곽에 배치된다. 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 복수의 채널로 이루어질 수 있으며, 채널당 어레이 안테나 개수(ARL)는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(CRS+2)의 2배에 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)보다 1이 적은 수로 나눈 값을 가질 수 있다. 이 때, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)은 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL=2(CRS+2)*d)을 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)보다 1이 적은 수로 나눈 값으로 결정될 수 있을 것이다.
도 9 내지 도 16은 상기 도 8에서 설정한 조건에 따라, 배치 가능한 자동차 레이더용 어레이 안테나의 구조와 배치 조건을 나타낸 여러가지 예시 도면이다. 특히, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 수직 방향의 높이에 위치하는 물체를 탐지하기 위하여 다른 안테나(110, 120, 140)과 수직 높이를 달리하는 오프셋을 가질 수 있는데, 도 9 내지 도 16에서는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 수직 방향의 오프셋을 가지는 조건을 추가하여 나타내었다.
여기에서, 도 9 내지 도 16은 다른 조건은 모두 동일하고, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)를 각각 3개, 4개, 5개, 7개로 달리한 경우를 나타낸 것이다.
따라서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 기본적인 변수에 해당하는 안테나의 위치를 동일하게 적용하면서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 4개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수(CTS)를 2개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 개수(CTL)를 2개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)을 3개로 구성하는 경우, 채널당 어레이 안테나 개수는 각각 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 1개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 1개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 6개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 6개로 구성될 수 있다. 이 때, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격 d를 동일한 상태에서, 채널 간격 d를 기준으로 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)이 4배 이상, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 12배(12d), 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)이 6배(6d)로 구성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 기본적인 변수에 해당하는 4개 종류의 안테나 위치를 동일하게 유지하면서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 4개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수(CTS)를 2개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 개수(CTL)를 2개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)을 4개로 구성하는 경우의 어레이 안테나 구조 및 세부 조건을 나타낸 도면이다.
이 경우, 채널당 어레이 안테나 개수는 각각 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 1개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 1개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 6개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 4개로 구성될 수 있다. 이에 따라, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 동일한 채널 간격(d)을 기준으로, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)이 4배 이상, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 12배(12d), 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)이 4배(4d)로 구성될 수 있다.
도 13 및 도 14는 기본적인 변수에 해당하는 4개 종류의 안테나 위치를 동일하게 유지하면서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 4개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수(CTS)를 2개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 개수(CTL)를 2개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)을 5개로 구성하는 경우의 어레이 안테나 구조 및 세부 조건을 나타낸 도면이다.
이 경우, 채널당 어레이 안테나 개수는 각각 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 1개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 1개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 6개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 3개로 구성될 수 있다. 이에 따라, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(d)을 기준으로, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)이 4배 이상, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 12배(12d), 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)이 3배(3d)로 구성될 수 있다.
도 15 및 도 16은 기본적인 변수에 해당하는 4개 종류의 안테나 위치를 동일하게 유지하면서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 4개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수(CTS)를 2개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 개수(CTL)를 2개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)을 7개로 구성하는 경우의 어레이 안테나 구조 및 세부 조건을 나타낸 도면이다.
이 경우, 채널당 어레이 안테나 개수는 각각 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 1개, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 1개, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)가 6개, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 2개로 구성될 수 있다. 이에 따라, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(d)을 기준으로, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)이 4배 이상, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 12배(12d), 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)이 2배(2d)로 구성될 수 있다.
이와 같이, 기본적인 변수에 해당하는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 위치를 동일하게 유지하면서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 또는 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수를 달리함으로써, 채널당 어레이 안테나의 개수 및 안테나의 채널 간격이 달라질 수 있다. 따라서, 기본적인 변수로서 4개 종류의 안테나 위치를 동일하게 유지하는 경우, 특정 안테나의 채널 개수를 지정된 범위 내에서 변경하더라도, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 탐지 성능을 유지하면서 어레이 안테나가 차지하는 면적을 최소화함으로써, 저비용의 효율적인 어레이 안테나 구조를 구현할 수 있다.
한편, 위에서 설명한 바와 같이 안테나의 위치에 대한 기본적인 변수와 그 밖의 보조적인 변수를 만족하는 경우에는, 1개의 어레이 안테나에 사용되는 패치 안테나의 개수는 탐지의 목적에 따라 다양하게 변경될 수 있을 것이다.
위에서 설명한 본 개시에 따른 기본적인 변수와 보조적인 변수의 조건을 만족하는 이상, 추가로 안테나를 더 배치하는 것도 가능할 것이다.
도 17은 도 8에서 설정한 조건에 따라 자동차 레이더용 어레이 안테나가 배치된 상태에서, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 추가로 더 배치되는 경우를 나타낸 도면이다.
즉, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어지고, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)가 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 양측 외곽에 분할되어 배치되며, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 배치되고, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 분할되지 않은 일체형 구조로 이루어져서, 전체 안테나 배열의 우측 가장자리에 배치된 상태에서, 추가로 1개 채널의 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 전체 안테나 배열의 좌측 가장자리에 추가로 배치된 구조이다.
이러한 경우에는 본 개시에 따른 기본적인 변수와 보조적인 변수의 조건을 만족하고 있기 때문에, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 신호 성능을 효율적으로 유지할 수 있다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 개시에 따른 어레이 안테나를 자동차 레이더에 배치하기 위해서는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 4가지 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 포함하는 보조적인 조건의 결정이 선행될 필요가 있다.
이에 따라, 본 개시의 실시예에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법은 안테나 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 결정하는 단계(S100), 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 분할되지 않은 일체형 구조로 배치하는 단계(S110), 근거리 송신 안테나(Tx-Short)를 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계(S120), 원거리 송신 안테나(Tx-Long)를 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계(S130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 분할되지 않은 일체형 구조로 하여 전체 안테나 배열의 측면 가장자리에 배치하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
안테나의 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 결정하는 단계(S100)는 도 8에 도시된 조건에 따라, 4가지 안테나의 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 결정하는 과정이다. 즉, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 개수는 2개로 고정하면서, 나머지 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수는 2개 이상의 복수개로 구성할 수 있다. 또한, 채널당 어레이 안테나의 개수는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)와 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 경우에는 1개로 고정하고, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)는 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)보다 2개 많게 구성하고, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(CRS+2)의 2배에 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)보다 1이 적은 수로 나눈 값으로 구성할 수 있다. 또한, 채널 간격은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS)을 기준 간격(d)로 해서, 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 채널 간격(STS)은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS=d)에 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수(CRS)를 곱한 값보다 크게 설정할 수 있다. 또한, 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)은 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(CRS+2)에 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(SRS=d)의 2배에 해당하는 값을 가지도록 설정할 수 있으며, 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 간격(SRL)은 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL=2(CRS+2)*d)을 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 채널 개수(CRL)보다 1이 적은 수로 나눈 값으로 설정할 수 있다.
안테나 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격이 결정된 후에는, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)를 분할되지 않은 일체형 구조로 배치하는 단계(S110)를 진행한다. 따라서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 내부에는 다른 종류의 안테나가 배치되지 않는다.
근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)를 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계(S120)는 2개의 채널이 각각 1개의 어레이 안테나를 포함하며, 각 채널이 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치되는 과정이다.
원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)를 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치하는 단계(S130)는 2개의 채널이 각각 복수의 어레이 안테나를 포함하며, 각 채널이 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 배치되는 과정이다.
원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)를 분할되지 않은 일체형 구조로 전체 안테나 배열의 측면 가장자리에 배치하는 단계(S140)는 좌측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 좌측 또는 우측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 우측에 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)가 배치되는 과정으로서, 전체 안테나 구조의 좌측 또는 우측 가장자리에 배치되는 과정이다.
위와 같이, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110), 근거리 송신 안테나(Tx-Short, 120), 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long, 140)의 4가지 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 포함하는 보조적인 조건을 결정한 후에, 4가지 종류의 안테나를 기본적인 조건에 따라 해당 위치에 배치함으로써, 안테나의 방사 효율을 유지하면서도 안테나가 차지하는 공간을 최소화할 수 있는 자동차 레이더용 어레이 안테나의 배치가 가능하다.
도 19 및 도 20은 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하는 구조와 만족하지 않는 구조에 대한 안테나 신호 성능을 비교한 도면이다.
도 19는 본 개시의 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건 중에서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격(d)을 동일하게 유지한 경우이며, 도 20은 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격이 동일하지 않은 경우에 해당한다. 도 20에서 보는 바와 같이, 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조에서 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 간격이 동일하지 않은 경우에는 4개의 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)가 함께 만들어내는 성능이 급격히 열화되는 것을 확인할 수 있다.
도 21 및 도 22는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않는 경우의 구조 및 세부조건을 나타낸 도면이다.
본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건 중에서 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수 ATL=CRS+2, 채널 간격 STL=2(CRS+2)*d 을 요구하고 있다. 여기에서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수 CRS는 4개이므로 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수 ATL=4+2=6, 채널 간격 STL=2(4+2)*d=12d의 조건을 만족하여야 한다. 그런데, 여기에서는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(ATL)가 4개에 불과하기 때문에, 본 개시에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않게 된다. 그 결과, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 신호 성능이 열화되는 결과가 야기된다.
또한, 도 23 및 도 24도 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널 간격(STL)이 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않는 경우의 구조 및 세부조건을 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건 중에서 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수 ATL=CRS+2, 채널 간격 STL=2(CRS+2)*d 을 요구하고 있다. 따라서, 근거리 수신 안테나(Rx-Short, 110)의 채널 개수 CRS는 4개이므로 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수 ATL=4+2=6, 채널 간격 STL=2(4+2)*d=12d의 조건을 만족하여야 한다. 그런데, 여기에서는 원거리 송신 안테나(Tx-Long, 130)의 채널당 어레이 안테나 개수(ATL)가 8개가 되고 채널 간격(STL)이 18d의 크기를 가지기 때문에, 본 개시에 따른 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조의 변수 조건을 만족하지 않게 된다. 그 결과, 자동차 레이더용 어레이 안테나의 신호 성능이 열화되는 결과가 야기된다.
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.
10: 자동차
20: 근거리 송신 안테나의 탐지 범위
30: 원거리 송신 안테나의 탐지 범위
40: 송신 제어부 50: 수신 제어부
110, Rx-Short: 근거리 수신 안테나
120, Tx-Short: 근거리 송신 안테나
130, Tx-Long: 원거리 송신 안테나
140, Rx-Long: 원거리 수신 안테나

Claims (16)

  1. 근거리 수신 안테나(Rx-Short);
    상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 각각 배치되는 근거리 송신 안테나(Tx-Short);
    상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할되어 각각 배치되는 원거리 송신 안테나(Tx-Long); 및
    상기 분할된 원거리 송신 안테나(Tx-Long) 중에서, 좌측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 좌측, 또는 우측에 있는 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 우측에 배치되는 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 포함하고,
    상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)는,
    동일한 간격의 4개의 채널로 이루어지고, 각 채널마다 1개의 어레이 안테나로 구성되고,
    상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)는,
    1개의 채널이 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 외곽에 배치되고, 다른 1개의 채널이 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 우측 외곽에 배치되고, 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)는 각 채널마다 1개의 어레이 안테나로 구성되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)는 1개의 채널이 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 외곽에 배치되고, 다른 1개의 채널이 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 우측 외곽에 배치되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)는 각 채널마다 복수의 어레이 안테나로 구성되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 채널당 어레이 안테나의 개수는 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 채널 개수보다 2개 많은 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 원거리 수신 안테나(Rx-Long)는 복수의 채널로 이루어지는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 채널당 어레이 안테나의 개수는 상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)의 채널당 어레이 안테나 개수의 2배에 상기 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 채널 개수보다 1이 적은 수로 나눈 값으로 결정되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)는 수직 방향의 오프셋을 가지는 자동차 레이더용 어레이 안테나 구조.
  12. 근거리 수신 안테나(Rx-Short), 근거리 송신 안테나(Tx-Short), 원거리 송신 안테나(Tx-Long), 및 원거리 수신 안테나(Rx-Long)의 종류별로 채널 개수, 채널당 어레이 안테나의 개수, 및 채널 간격을 결정하는 단계;
    상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)를 배치하는 단계;
    상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)를 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 각각 배치하는 단계;
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)를 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 및 우측 외곽에 분할하여 각각 배치하는 단계; 및
    상기 원거리 수신 안테나(Rx-Long)를 전체 안테나 배열의 측면 가장자리에 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)는,
    동일한 간격의 4개의 채널로 이루어지고, 각 채널마다 1개의 어레이 안테나로 구성되고,
    상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)는,
    1개의 채널이 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 좌측 외곽에 배치되고, 다른 1개의 채널이 상기 근거리 수신 안테나(Rx-Short)의 우측 외곽에 배치되고, 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)는 각 채널마다 1개의 어레이 안테나로 구성되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제12항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)는 복수의 어레이 안테나로 구성되는 1개의 채널이 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 좌측 외곽에 배치되고, 복수의 어레이 안테나로 구성되는 다른 1개의 채널이 상기 근거리 송신 안테나(Tx-Short)의 우측 외곽에 배치되는 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 원거리 송신 안테나(Tx-Long)는 수직 방향의 오프셋을 가지는 자동차 레이더용 어레이 안테나 배치 방법.

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