KR20110096676A - 다수의 레이더 탐지 방식을 지원하는 레이더 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탐지용 레이더 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 레이더 시스템은 다수의 레이더 탐지 방식에서 사용되는 각각의 송수신 파형에 대한 기저대역 신호를 처리하고, 중간 주파수(IF:Immediate Frequency) 신호를 생성하는 베이스밴드 모듈 및 상기 베이스밴드 모듈에서 생성된 중간 주파수 신호를 이용하여 고주파 신호로 변환하여 송신하거나, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 상기 베이스밴드 모듈에서 처리가능한 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 베이스밴드 모듈에 전달하는 RF 모듈을 포함한다. 본 발명에 의하면 하나의 레이더 시스템에서 다수의 레이더탐지 방식을 구현할 수 있으므로, 각 레이더 탐지 방식의 장점을 유지하면서 단점을 보완할 수 있는 효과가 있다.

Description

다수의 레이더 탐지 방식을 지원하는 레이더 시스템 {Radar system for supporting detection type of multiple radars}
본 발명은 탐지용 레이더 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 레이더 탐지 방식을 통합하여 다기능 다목적 탐지동작을 수행할 수 있는 레이더 시스템에 관한 것이다.
탐지레이더는 상용과 군용으로 널리 활용되고 있는 장비로서 국내외에서 많은 수요를 가지고 있지만, 무선, 신호처리, 통신 등과 같이 여러 종류의 서로 다른 기술이 유기적으로 조합되어 작동되는 고도의 전문화된 시스템이 되어야만 성능과 기능을 발휘할 수 있어 외국과의 기술격차가 큰 분야이다.
일반적으로 탐지레이더는 부분 보다는 전체 시스템으로 구성되어 운용되는 경우가 대부분이고, 시스템 작동 타이밍이 송신펄스 주기, 수신신호 디지털변환 Clock 동기, 신호처리 메모리 동기 등의 운용모드에 따라 적합한 기능을 하여야 만 본래의 정상적인 동작을 하게 되므로 시스템 측면의 일관적 동작기능을 담보하는 복합적이고 고도화된 설계 능력이 필요하게 되어 이와 관련된 기술적 장벽을 해소하는데 어려움이 있었다.
일반적으로 레이더 탐지 방식에는 송수신 파형 특성에 따라 속도, 거리 등의 탐지 정보 인식에 있어서 차이점이 있다. 레이더 탐지 방식에는 CW 방식, FMCW 방식, 처프 펄스(chirp pulse) 방식 등이 있다.
도 1에는 CW 방식, FMCW 방식, 처프 펄스 방식의 탐지 거리가 도시되어 있다.
도 1을 참조하여 각 방식의 특징을 설명하면 다음과 같다.
첫째, CW 방식은 근거리에서 움직임을 감지하는데 사용될 수 있는데, 적외선 감지가 불가능한 숲속 또는 수풀 내, 벽 후면에 움직임을 감지하는데 용이하지만, 단일 CW 주파수로 거리를 탐지하는 것은 불가능하다.
둘째, FMCW 방식은 수 km내의 비행체나 혹은 육안으로 감지되는 차량의 거리, 속도를 탐지하는데 이용될 수 있으나, 2개 이상의 목표물을 탐지하는 것은 불가능하다.
셋째, 처프 펄스 방식은 2개 이상의 물체를 탐지할 수 있는데, 보통 수십 km 내의 비행체를 탐지하는데 사용될 수 있다. 그러나, 처프 펄스 방식은 속도 및 거리 해상도가 CW 방식 및 FMCW 방식보다 떨어질 수 있는 단점이 있다.
종래에는 단일 레이더 시스템에 단일 탐지방식만을 적용하였다. 그래서, 단일 탐지방식만을 적용한 레이더 시스템에서는 각 탐지방식의 장단점이 있으므로 응용이 제한적이고, 연구개발에 따른 고비용이 소요되는 문제점 및 개발기간이 장기간으로 이루어진다는 문제점들이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수의 레이터 탐지 방식의 상호 유사한 부분을 공용하여 다수의 레이터 탐지방식을 지원할 수 있는 다기능 레이더 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명에서는 종래의 레이더 시스템보다 휴대성과 이동성을 향상시키기 위해 저전력 소모, 경량 시스템 구조를 구현하며, 유동적 배치를 통하여 해안, 산악 지대에서 신속한 배치와 다기능 감시를 수행하도록 하는 레이더 망(Radar Network) 구축하도록 하는 레이더 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이더 시스템은 다수의 레이더 탐지 방식에서 사용되는 각각의 송수신 파형에 대한 기저대역 신호를 처리하고, 중간 주파수(IF:Immediate Frequency) 신호를 생성하는 베이스밴드 모듈 및 상기 베이스밴드 모듈에서 생성된 중간 주파수 신호를 이용하여 고주파 신호로 변환하여 송신하거나, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 상기 베이스밴드 모듈에서 처리가능한 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 베이스밴드 모듈에 전달하는 RF 모듈을 포함한다.
상기 베이스밴드 모듈은, PC GUI(Graphic User Interface)와 통신하며 제어명령 신호를 전달하는 제1 CPU(Central Processing Unit), 클럭신호를 발생시키기 위한 클럭 발생기, 상기 제1CPU로부터 전달받은 제어명령 신호와 상기 클럭 발생기에서 발생된 클럭신호를 이용하여 각종 파형을 발생시키고, 상기 베이스밴드 모듈의 구성요소를 제어하는 FPGA(Field Programmable Gate Array), 상기 FPGA에서 나온 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(Digital to Analog Converter), 상기 DAC에서 나온 신호를 필터링하기 위한 제1저역통과필터, 상기 제1저역통과필터에서 나온 신호를 중간주파수 대역으로 변환하기 위한 변조기, 수신된 중간주파수 신호를 복조하기 위한 복조기, 상기 수신된 중간주파수 신호 또는 상기 복조기에서 나온 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog to Digital Converter), 상기 ADC에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하고, 계산과정을 수행하기 위한 DSP(Digital Signal Processor) 모듈, 상기 DSP 모듈의 신호처리를 위해 타이밍 제어를 수행하는 CPLD(Complex Programmable Logic Device) 및 상기 DSP 모듈에서 나온 신호를 상기 PC GUI에 전달하기 위한 제2 CPU를 포함할 수 있다.
상기 DSP 모듈은, 상기 ADC에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하기 위한 제1 DSP 및 상기 제1 DSP에서 나온 신호를 계산량에 따라 분배하여 처리하기 위한 제2 DSP 및 제3 DSP를 포함할 수 있다.
상기 RF 모듈은, 상기 베이스밴드 모듈로부터 수신한 중간주파수 신호를 증폭하기 위한 BB 앰프(BaseBand Amplifier), 상기 BB 앰프로부터 나온 신호를 이용하여 1차 업/다운(Up/Down) 신호를 발생시키기 위한 제1믹서, 상기 1차 업/다운 신호의 밴드 스커트(band skirt) 특성을 향상시키기 위한 제1 SAW 필터, 상기 제1 SAW 필터에서 나온 신호를 이용하여 2차 업/다운 신호를 발생시키기 위한 제2믹서, 상기 제2믹서에서 나온 신호의 하모닉 성분을 제거하기 위한 BPF(Band Pass Filter), 상기 BPF에서 나온 신호를 증폭시키기 위한 드라이브/파워 앰프, 상기 드라이브/파워 앰프에서 나온 신호를 커플링하기 위한 커플러, 상기 커플러에서 나온 신호를 전달하기 위한 아이솔레이터(isolator), 상기 아이솔레이터에서 나온 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 안테나, 외부로부터 전파 신호를 수신하기 위한 수신 안테나, 상기 수신 안테나로부터 수신된 신호의 강도를 조절하기 위한 리미터(limiter), 상기 리미터에서 나온 신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(LNA), 상기 저잡음 증폭기에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제3믹서, 상기 제3믹서에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시키기 위한 제2 SAW 필터, 상기 제2 SAW 필터에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제4믹서, 상기 제4믹서에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시켜서 출력하기 위한 제3 SAW 필터, 상기 저잡음 증폭기에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제5믹서, 상기 저잡음 증폭기와 상기 제3믹서를 연결하거나, 또는 상기 저잡음 증폭기와 상기 제5믹서를 연결하도록 스위칭하기 위한 스위치, 상기 제5믹서에서 나온 신호를 필터링하기 위한 제2 저역통과필터 및 상기 제2 저역통과필터에서 나온 신호의 진폭을 감쇠시켜서 출력하기 위한 어테뉴에이터(Attenuator)를 포함할 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식은 CW 방식, FMCW 방식, 쳐프 펄스(chirp-pulse) 방식을 포함할 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화될 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 RF 모듈은, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제5믹서, 상기 제2저역 통과 필터 및 상기 어테뉴에이터가 활성화될 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 DAC, 상기 제1저역 통과 필터, 상기 변조기, 상기 ADC, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화될 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 RF 모듈은, 상기 BB 앰프, 상기 제1믹서, 상기 제1 SAW 필터, 상기 제2믹서, 상기 BPF, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제5믹서, 상기 제2저역 통과 필터 및 상기 어테뉴에이터가 활성화될 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 DAC, 상기 제1저역 통과 필터, 상기 변조기, 상기 복조기, 상기 ADC, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP, 상기 제2 DSP, 상기 제3 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화될 수 있다.
상기 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우, 상기 RF 모듈은, 상기 BB 앰프, 상기 제1믹서, 상기 제1 SAW 필터, 상기 제2믹서, 상기 BPF, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제3믹서, 상기 제2 SAW 필터, 상기 제4믹서 및 상기 제3 SAW 필터가 활성화될 수 있다.
본 발명에 의하면 하나의 레이더 시스템에서 다수의 레이더탐지 방식을 구현할 수 있으므로, 각 레이더 탐지 방식의 장점을 유지하면서 단점을 보완할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 종래 레이더 시스템보다 저전력 소모, 경량화를 구현하므로 휴대성과 이동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 본 발명의 레이더 시스템은 유동적 배치를 통해 해안, 산악 지대에서 유용하게 사용될 것으로 기대된다.
도 1에는 CW 방식, FMCW 방식, 쳐프 펄스 방식의 탐지 거리가 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스밴드 모듈의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 모듈의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FMCW 방식에서의 파형도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 쳐프 펄스 방식에서의 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 시스템은 베이스밴드 모듈(200)과 RF 모듈(200)을 포함하여 이루어진다.
베이스밴드 모듈(100)은 다수의 레이더 탐지 방식에서 사용되는 각각의 송수신 파형에 대한 기저대역 신호를 처리하고, 중간 주파수(IF:Immediate Frequency) 신호를 생성한다.
RF 모듈(200)은 베이스밴드 모듈(100)에서 생성된 중간 주파수 신호를 이용하여 고주파 신호로 변환하여 송신하거나, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 상기 베이스밴드 모듈에서 처리가능한 중간 주파수 신호로 변환하여 베이스밴드 모듈(100)에 전달한다.
이제 베이스밴드 모듈(100) 및 RF 모듈(200)에 대한 상세한 구조를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스밴드 모듈의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제1 CPU(103)는 PC GUI(Graphic User Interface)(101)와 통신하며 제어명령 신호를 FPGA(104)에 전달한다.
클럭 발생기(102)는 클럭신호를 발생시키는 역할을 한다.
FPGA(Field Programmable Gate Array)(104)는 제1CPU(103)로부터 전달받은 제어명령 신호와 클럭 발생기(102)에서 발생된 클럭신호를 이용하여 각종 파형을 발생시키고, 베이스밴드 모듈(100)의 구성요소를 제어하는 제어신호를 발생시킨다.
DAC(Digital to Analog Converter)(105, 106)는 FPGA(104)에서 나온 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 역할을 한다.
제1저역통과필터(108, 109)는 DAC(105, 106)에서 나온 신호를 필터링하는 역할을 한다.
변조기(110)는 제1저역통과필터(108, 109)에서 나온 신호를 중간주파수 대역으로 변환하여 중간주파수 신호(If_tx)를 송출하는 역할을 한다.
복조기(111)는 수신된 중간주파수 신호(If_rx)를 복조하는 역할을 한다.
ADC(115, 116)는 수신된 중간주파수 신호(If_rx) 또는 복조기에서 나온 신호를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다.
DSP 모듈(118, 119, 120)은 ADC(115, 116)에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하고, 계산과정을 수행하는 역할을 한다.
본 발명에서 DSP 모듈은 ADC(115, 116)에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하기 위한 제1 DSP(118), 제1 DSP(118)에서 나온 신호를 계산량에 따라 분배하여 처리하기 위한 제2 DSP(119) 및 제3 DSP(120)를 포함한다.
CPLD(Complex Programmable Logic Device)(117)는 DSP 모듈(118, 119, 120)의 신호처리를 위해 타이밍 제어를 수행한다.
제2 CPU(121)는 DSP 모듈(118, 119, 120)에서 나온 신호를 PC GUI(101)에 전달하는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 모듈(200)의 블록도이다.
도 4를 참조하면, BB 앰프(BaseBand Amplifier)(201)는 베이스밴드 모듈(100)로부터 수신한 중간주파수 신호(If_rx)를 증폭하는 역할을 한다.
제1믹서(202)는 BB 앰프(201)로부터 나온 신호를 이용하여 1차 업/다운(Up/Down) 신호를 발생시키는 역할을 한다.
제1 SAW 필터(203)는 1차 업/다운 신호의 밴드 스커트(band skirt) 특성을 향상시키는 역할을 한다.
제2믹서(204)는 제1 SAW 필터(203)에서 나온 신호를 이용하여 2차 업/다운 신호를 발생시키는 역할을 한다.
BPF(Band Pass Filter)(205)는 제2믹서(204)에서 나온 신호의 하모닉 성분을 제거하는 역할을 한다.
드라이브/파워 앰프(207)는 BPF(205)에서 나온 신호를 증폭시키는 역할을 한다.
커플러(208)는 드라이브/파워 앰프(207)에서 나온 신호를 커플링하는 역할을 한다.
아이솔레이터(isolator)(209)는 커플러(208)에서 나온 신호를 송신 안테나(210)에 전달하는 역할을 한다.
송신 안테나(210)는 아이솔레이터(209)에서 나온 신호를 외부에 송신하는 역할을 한다.
수신 안테나(212)는 외부로부터 전파 신호를 수신하는 역할을 한다.
리미터(limiter)(211)는 수신 안테나(212)로부터 수신된 신호의 강도를 조절하는 역할을 한다.
저잡음 증폭기(LNA)(215)는 리미터(211)에서 나온 신호를 증폭하는 역할을 한다.
제3믹서(222)는 저잡음 증폭기(215)에서 나온 신호를 믹싱하는 역할을 한다.
제2 SAW 필터(223)는 제3믹서(222)에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시키기 위한 역할을 한다.
제4믹서(225)는 제2 SAW 필터(223)에서 나온 신호를 믹싱하는 역할을 한다.
제3 SAW 필터(226)는 제4믹서(225)에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시켜서 중간 주파수 신호(If_rx)를 출력하는 역할을 한다.
제5믹서(217)는 저잡음 증폭기(215)에서 나온 신호를 믹싱하는 역할을 한다.
스위치(216)는 저잡음 증폭기(215)와 제3믹서(222)를 연결하거나, 또는 저잡음 증폭기(215)와 제5믹서(217)를 연결하도록 스위칭하는 역할을 한다.
제2 저역통과필터(218)는 제5믹서(217)에서 나온 신호를 필터링하는 역할을 한다.
어테뉴에이터(Attenuator)(221)는 제2 저역통과필터(218)에서 나온 신호의 진폭을 감쇠시켜서 출력하는 역할을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이더 시스템은 크게 베이스밴드 모듈(100) 및 RF 모듈(200)로 이루어지며, 베이스밴드 모듈(100)의 내부구성은 도 3에 도시된 바와 같고, RF 모듈(200)의 내부구성은 도 4에 도시된 바와 같다.
본 발명에서 레이더 탐지 방식은 CW 방식, FMCW 방식, 쳐프 펄스(chirp-pulse) 방식을 포함한다.
본 발명에서 레이더 시스템은 각 레이더 탐지 방식에 따라 구동되는 블록에 차이가 있다. 예를 들어, 본 발명의 레이더 시스템은 CW 방식, FMCW 방식, 쳐프 펄스 방식에 따라 활성화되는 블록이 각기 다르다. 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우, 베이스밴드 모듈(100)은, 제1 CPU(103), 클럭 발생기(102), FPGA(104), CPLD(117), 스위치(114), 제1 DSP(118) 및 제2 CPU(121)가 활성화된다.
또한, 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우, RF 모듈(200)은, LO-CW(214), 스위치(206), 드라이브/파워 앰프(207), 커플러(208), 아이솔레이터(209), 송신 안테나(210), 수신 안테나(212), 스위치(213), 리미터(211), 저잡음 증폭기(215), 스위치(216), 제5믹서(217), 제2저역 통과 필터(218) 및 어테뉴에이터(221)가 활성화된다.
본 발명에서 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우, 베이스밴드 모듈(100)은, 제1 CPU(103), 클럭 발생기(102), FPGA(104), DAC(105), 제1저역 통과 필터(108), 주파수 합성기(107), 변조기(110), 스위치(114), ADC(115), CPLD(117), 제1 DSP(118) 및 제2 CPU(121)가 활성화된다.
또한, 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우, RF 모듈(200)은, BB 앰프(201), LO-1(220), 제1믹서(202), 제1 SAW 필터(203), LO-2(219), 제2믹서(204), BPF(205), 드라이브/파워 앰프(207), 커플러(208), 스위치(213), 아이솔레이터(209), 송신 안테나(210), 수신 안테나(212), 리미터(211), 저잡음 증폭기(215), 스위치(216), 제5믹서(217), 제2저역 통과 필터(218) 및 어테뉴에이터(221)가 활성화된다.
본 발명에서 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우, 베이스밴드 모듈(100)은, 제1 CPU(103), 클럭 발생기(102), FPGA(104), DAC(105, 106), 제1저역 통과 필터(108, 109), 주파수 합성기(107), 변조기(110), 스위치(114), 복조기(111), 저역통과필터(112, 113), ADC(116), CPLD(117), 제1 DSP(118), 제2 DSP(119), 제3 DSP(120) 및 제2 CPU(121)가 활성화된다.
또한, 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우, RF 모듈(200)은, BB 앰프(201), LO-1(220), 제1믹서(202), 제1 SAW 필터(203), LO-2(219), 제2믹서(204), BPF(205), 드라이브/파워 앰프(207), 커플러(208), 스위치(213), 아이솔레이터(209), 송신 안테나(210), 수신 안테나(212), 리미터(211), 저잡음 증폭기(215), 스위치(216), 제3믹서(222), 제2 SAW 필터(223), 앰프(224), 제4믹서(225) 및 제3 SAW 필터(226)가 활성화된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 FMCW 방식에서 I(Inphase) 채널의 파형도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 쳐프 펄스 방식에서 I 채널의 파형도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 쳐프 펄스 방식에서 Q(Quadrature Phase) 채널의 파형도이다.
도 5 내지 도 7에서 각각의 파형은 RF 모듈(200)의 송신(Tx)단/수신(Rx)단에서의 파형이며, 속도와 거리를 계산하는데 사용된다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 베이스밴드 모듈 200 RF 모듈
101 PC GUI 102 클럭 발생기
103 제1 CPU 104 FPGA
105, 107 DAC 108, 109 제1저역통과필터
110 변조기 111 복조기
115, 116 ADC 117 CPLD
118 제1 DSP 119 제2 DSP
120 제3 DSP 121 제2 CPU
201 BB 앰프 202 제1믹서
203 제1 SAW 필터 204 제2믹서
205 BPF 207 드라이브/파워 앰프
208 커플러 209 아이솔레이터
210 송신 안테나 211 리미터
212 수신 안테나 215 저잡음 증폭기
216 스위치 217 제5믹서
218 제2 저역통과필터 221 어테뉴에이터
222 제3믹서 223 제2 SAW 필터
225 제4믹서 226 제3 SAW 필터

Claims (11)

  1. 다수의 레이더 탐지 방식에서 사용되는 각각의 송수신 파형에 대한 기저대역 신호를 처리하고, 중간 주파수(IF:Immediate Frequency) 신호를 생성하는 베이스밴드 모듈; 및
    상기 베이스밴드 모듈에서 생성된 중간 주파수 신호를 이용하여 고주파 신호로 변환하여 송신하거나, 외부로부터 고주파 신호를 수신하여 상기 베이스밴드 모듈에서 처리가능한 중간 주파수 신호로 변환하여 상기 베이스밴드 모듈에 전달하는 RF 모듈을 포함하는 레이더 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스밴드 모듈은,
    PC GUI(Graphic User Interface)와 통신하며 제어명령 신호를 전달하는 제1 CPU(Central Processing Unit);
    클럭신호를 발생시키기 위한 클럭 발생기;
    상기 제1CPU로부터 전달받은 제어명령 신호와 상기 클럭 발생기에서 발생된 클럭신호를 이용하여 각종 파형을 발생시키고, 상기 베이스밴드 모듈의 구성요소를 제어하는 FPGA(Field Programmable Gate Array);
    상기 FPGA에서 나온 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(Digital to Analog Converter);
    상기 DAC에서 나온 신호를 필터링하기 위한 제1저역통과필터;
    상기 제1저역통과필터에서 나온 신호를 중간주파수 대역으로 변환하기 위한 변조기;
    수신된 중간주파수 신호를 복조하기 위한 복조기;
    상기 수신된 중간주파수 신호 또는 상기 복조기에서 나온 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog to Digital Converter);
    상기 ADC에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하고, 계산과정을 수행하기 위한 DSP(Digital Signal Processor) 모듈;
    상기 DSP 모듈의 신호처리를 위해 타이밍 제어를 수행하는 CPLD(Complex Programmable Logic Device); 및
    상기 DSP 모듈에서 나온 신호를 상기 PC GUI에 전달하기 위한 제2 CPU를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 DSP 모듈은,
    상기 ADC에서 나온 신호에 대하여 전처리 과정을 수행하기 위한 제1 DSP; 및
    상기 제1 DSP에서 나온 신호를 계산량에 따라 분배하여 처리하기 위한 제2 DSP 및 제3 DSP를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 RF 모듈은,
    상기 베이스밴드 모듈로부터 수신한 중간주파수 신호를 증폭하기 위한 BB 앰프(BaseBand Amplifier);
    상기 BB 앰프로부터 나온 신호를 이용하여 1차 업/다운(Up/Down) 신호를 발생시키기 위한 제1믹서;
    상기 1차 업/다운 신호의 밴드 스커트(band skirt) 특성을 향상시키기 위한 제1 SAW 필터;
    상기 제1 SAW 필터에서 나온 신호를 이용하여 2차 업/다운 신호를 발생시키기 위한 제2믹서;
    상기 제2믹서에서 나온 신호의 하모닉 성분을 제거하기 위한 BPF(Band Pass Filter);
    상기 BPF에서 나온 신호를 증폭시키기 위한 드라이브/파워 앰프;
    상기 드라이브/파워 앰프에서 나온 신호를 커플링하기 위한 커플러;
    상기 커플러에서 나온 신호를 전달하기 위한 아이솔레이터(isolator);
    상기 아이솔레이터에서 나온 신호를 외부에 송신하기 위한 송신 안테나;
    외부로부터 전파 신호를 수신하기 위한 수신 안테나;
    상기 수신 안테나로부터 수신된 신호의 강도를 조절하기 위한 리미터(limiter);
    상기 리미터에서 나온 신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(LNA);
    상기 저잡음 증폭기에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제3믹서;
    상기 제3믹서에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시키기 위한 제2 SAW 필터;
    상기 제2 SAW 필터에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제4믹서;
    상기 제4믹서에서 나온 신호의 밴드 스커트 특성을 향상시켜서 출력하기 위한 제3 SAW 필터;
    상기 저잡음 증폭기에서 나온 신호를 믹싱하기 위한 제5믹서;
    상기 저잡음 증폭기와 상기 제3믹서를 연결하거나, 또는 상기 저잡음 증폭기와 상기 제5믹서를 연결하도록 스위칭하기 위한 스위치;
    상기 제5믹서에서 나온 신호를 필터링하기 위한 제2 저역통과필터; 및
    상기 제2 저역통과필터에서 나온 신호의 진폭을 감쇠시켜서 출력하기 위한 어테뉴에이터(Attenuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식은 CW 방식, FMCW 방식, 쳐프 펄스(chirp-pulse) 방식을 포함하는 것임을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 CW 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 RF 모듈은, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제5믹서, 상기 제2저역 통과 필터 및 상기 어테뉴에이터가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 DAC, 상기 제1저역 통과 필터, 상기 변조기, 상기 ADC, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 FMCW 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 RF 모듈은, 상기 BB 앰프, 상기 제1믹서, 상기 제1 SAW 필터, 상기 제2믹서, 상기 BPF, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제5믹서, 상기 제2저역 통과 필터 및 상기 어테뉴에이터가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 베이스밴드 모듈은, 상기 제1 CPU, 상기 클럭 발생기, 상기 FPGA, 상기 DAC, 상기 제1저역 통과 필터, 상기 변조기, 상기 복조기, 상기 ADC, 상기 CPLD, 상기 제1 DSP, 상기 제2 DSP, 상기 제3 DSP 및 상기 제2 CPU가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 레이더 탐지 방식이 쳐프-펄스 방식 모드로 설정되는 경우,
    상기 RF 모듈은, 상기 BB 앰프, 상기 제1믹서, 상기 제1 SAW 필터, 상기 제2믹서, 상기 BPF, 상기 드라이브/파워 앰프, 상기 커플러, 상기 아이솔레이터, 상기 송신 안테나, 상기 수신 안테나, 상기 리미터, 상기 저잡음 증폭기, 상기 스위치, 상기 제3믹서, 상기 제2 SAW 필터, 상기 제4믹서 및 상기 제3 SAW 필터가 활성화되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
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