KR20120106567A - Radar apparatus supporting short and long range radar operation - Google Patents

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KR20120106567A
KR20120106567A KR1020120023430A KR20120023430A KR20120106567A KR 20120106567 A KR20120106567 A KR 20120106567A KR 1020120023430 A KR1020120023430 A KR 1020120023430A KR 20120023430 A KR20120023430 A KR 20120023430A KR 20120106567 A KR20120106567 A KR 20120106567A
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김천수
박필재
박민
박경환
김동영
김정근
구본태
유현규
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: A radar device for simultaneously supporting a short range radar function and a long range radar function is provided to implement high integration by forming components on a single chip. CONSTITUTION: An antenna unit(210) includes a transmission array antenna(211) and a reception array antenna(212). A transmitting unit(220) generates a plurality of chirp signals for long range transmission and a plurality of chirp signals for short range transmission by an FMCW(frequency modulated continuous-wave) modulation method and transmits the chirp signals using the transmission array antenna. A receiving unit processes a reflective wave signal received by the reception array antenna. A signal processor(231) generates a control signal for generating the plurality of the chirp signals for long range transmission and the plurality of the chirp signals for short range transmission and processes the signal from the receiving unit.

Description

단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치{RADAR APPARATUS SUPPORTING SHORT AND LONG RANGE RADAR OPERATION}Radar device supporting both short-range and long-range radar functions at the same time {RADAR APPARATUS SUPPORTING SHORT AND LONG RANGE RADAR OPERATION}

본 발명은 레이더 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하나의 장치 또는 시스템 구성에 의하여 단거리 레이더 기능 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원함과 동시에 대부분의 레이더 장치 내 구성요소를 단일칩 상에 구현하여 소형화, 고집적화 및 저전력화를 달성할 수 있는 것을 특징으로 하는 단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a radar device, and more specifically, to support a short-range radar function and a long-range radar function at the same time by one device or system configuration, and at the same time to implement the components of most radar devices on a single chip, miniaturization, high integration And it relates to a radar device that simultaneously supports a short-range and long-range radar function, characterized in that the low power can be achieved.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 2009-0067990호(2009. 06. 25 공개)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 2009-0067990 (published on June 25, 2009).

최근, 밀리미터/서브밀리미터 대역에서의 근거리 고해상도 레이더에 대한 수요가 증대되면서 이에 대한 연구가 계속되고 있다. 근접해 있는 물체 간의 거리를 판별하거나 분해할 수 있는 고해상도 레이더 시스템은 산업용, 군수용으로 다양하게 활용되고 있으며 실생활에서는 차량용 레이더 시스템에 주로 사용되고 있다. 차량용 레이더 시스템이란, 지능형 교통 시스템을 구현하기 위한 필수 기술로서 약 250m 내지는 그 이하의 반경에서 움직이거나 정지해 있는 다른 차량이나 물체의 움직임을 감지함으로써, 열악한 기상조건 또는 운전자의 부주의로 인해 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 목적으로 개발된 차량의 안전 운행 시스템이라고 할 수 있다.Recently, as the demand for short-range high resolution radar in the millimeter / submillimeter band increases, research on this continues. High resolution radar systems that can determine or resolve distances between adjacent objects are widely used for industrial and military purposes, and are used mainly for vehicle radar systems in real life. The vehicle radar system is an essential technology for implementing an intelligent transportation system. The vehicle radar system detects the movement of another vehicle or object moving or stopping at a radius of about 250 m or less, and may be caused by poor weather conditions or inattention of a driver. It is a safe driving system of vehicles developed to prevent accidents in advance.

종래의 고해상도 레이더 시스템은, 적은 탐지각 내에서 고해상도의 공간해상도를 얻기 위해 정밀한 기계적 장치로 scanning함으로써 여러 방향의 물체를 탐지하였으나, 공간 해상도를 높이기 위해 안테나 수가 증가하면, 이에 따른 기계적 장치가 커져서 전기적인 scanning이 가능한 다중빔 안테나와 디지털 빔포밍 기술로 대체되고 있으며, 특히 차량용 소형레이더에 많이 적용 중이다.The conventional high resolution radar system detects objects in various directions by scanning with a precise mechanical device to obtain a high resolution spatial resolution within a small detection angle, but when the number of antennas is increased to increase the spatial resolution, the mechanical device increases accordingly. It is being replaced by multi-beam antenna and digital beamforming technology that can perform scanning, and is especially applied to small radar for vehicles.

차량용 레이더 기술은 약 250m 이하까지 감지가 가능한 장거리 레이더 기술(LRR, Long Range Radar)와 약 60m이하까지 감지가 가능한 단거리 레이더 기술(SRR, Short Range Radar)로 분류될 수 있으며, 장거리 레이더 기술(LRR)의 경우 77GHz 대역의 주파수를 주로 사용하였고, 단거리 레이더 기술(SRR)의 경우 24GHz 대역을 주로 사용하였다. 종래의 차량용 레이더 장치에서는, 각각의 용도에 따라 상대적으로 긴 탐지거리와 좁은 탐지각도(field of view)를 특징으로 하는 LRR 모드와, 짧은 탐지거리와 넓은 탐지각도를 특징으로 하는 SRR 모드를 하나의 장치나 시스템 내에 동시 적용함에 있어 한계가 있었다.Automotive radar technology can be classified into long range radar technology (LRR) capable of detecting up to about 250m and short range radar technology (SRR) capable of sensing up to about 60m. In the case of), the frequency of 77GHz band is mainly used, and for short-range radar technology (SRR), 24GHz band is mainly used. In the conventional vehicle radar device, an LRR mode characterized by a relatively long detection distance and a narrow field of view and an SRR mode characterized by a short detection distance and a wide detection angle according to each application are used. There was a limit to simultaneous application within a device or system.

도 1은 종래 기술에 의한 레이더 장치의 구성의 일 예를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 종래의 레이더 장치는, 송신기(103)에서 빔포밍(beamforming)하고 시간분할(time division)을 하여 수신기(107)에서 9개 채널의 데이터를 받을 수 있도록 한 구조를 채택함으로써, 안테나(104, 105)의 숫자를 줄여 소형화에 한걸음 나아간 방식을 구현하였다. 하지만, 도 1에 기재된 종래 기술에 의한 레이더 장치는 장거리 레이더 기능 또는 단거리 레이더 기능 중 어느 한가지의 기능만을 수행할 수 있었으며, 장거리 및 단거리 레이더 모드를 동시에 구현할 수 없었다.1 illustrates an example of a configuration of a radar apparatus according to the prior art. The conventional radar apparatus shown in FIG. 1 adopts a structure in which the transmitter 107 receives 9 channels of data by beamforming and time dividing the transmitter 103. By reducing the number of antennas 104 and 105, a method of miniaturization has been implemented. However, the radar device according to the related art described in FIG. 1 could perform only one of a long range radar function and a short range radar function, and could not simultaneously implement the long range and short range radar modes.

또한, 상기 도 1의 종래 레이더 장치는 스위치를 사용하여 어레이 안테나로부터 신호를 순차적으로 받아들이는 구조를 채택하고 있다. 그러나, 스위치에 있어서는 절연(isolation) 특성이 우수한 것이 필수적인데, 이러한 특성은 화합물 소자에 의해서만 구현이 가능하며, 현재 CMOS 기술로는 그 구현이 어려워 송수신용 레이더 장치를 CMOS기술에 의한 단일칩의 형태로 구현함에는 한계가 있었다. 현재도 차량용 장거리 및 단거리 용도의 레이더가 상용화되어 있기는 하나, 그것들은 고가격에 고전력을 요구하며 부피가 커서 모든 차량의 전방, 후방, 측방에 동시에 장착함에는 한계가 있는 문제점이 있었다. 또한, 최근 SiGe 기술을 적용하여 집적화로 소형화를 시도하고 있으나, 이 기술 또한 CMOS를 적용한 기술에 비해 저전력화가 어려우며 큰 안테나로 인해 소형화나 저가격화에 한계가 있었다.
In addition, the conventional radar apparatus of FIG. 1 employs a structure that sequentially receives signals from an array antenna using a switch. However, it is essential for the switch to have excellent isolation characteristics. Such characteristics can be implemented only by compound devices, which are difficult to implement in current CMOS technology. There was a limit to the implementation. Although radar for long-distance and short-range applications for vehicles are commercially available, they require high power at a high price and are bulky, so there is a problem in that they are mounted on the front, rear, and side of all vehicles simultaneously. In addition, while attempting to miniaturize by integration by applying SiGe technology, this technology is also difficult to reduce the power compared to the technology that applied CMOS, and there was a limit to miniaturization or low cost due to the large antenna.

따라서, 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 하나의 장치 또는 시스템 구성에 의하여 단거리 레이더 기능 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원함과 동시에 대부분의 레이더 장치 내 구성요소를 단일칩 상에 구현하여 소형화, 고집적화 및 저전력화를 달성할 수 있도록 하는, 단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치를 제공하는 데에 있다.
Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to simultaneously support the short-range radar function and the long-range radar function by one device or system configuration, and at the same time to implement the components of most radar devices on a single chip, miniaturization, high integration and low power The aim is to provide a radar device that supports both short-range and long-range radar functions, enabling the achievement of fire.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 장거리 및 단거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치로서, 미리 설정된 변조방식에 의하여 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호를 생성하여 적어도 하나 이상의 송신용 어레이 안테나를 통해 대상물에 송신하고, 대상물로부터 반사되어 오는 반사파 신호를 적어도 하나이상의 수신용 어레이 안테나를 통해 수신하되, 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호는 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호보다 송신전력이 더 큰 것을 특징으로 하는, 레이더 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, the present invention provides a radar device that simultaneously supports a long-range and short-range radar function, by generating a plurality of short-range transmission chirp signal and a plurality of long-range transmission chirp signal by a preset modulation method And transmits the reflected wave signal reflected from the object through at least one receiving array antenna, wherein the plurality of long range transmission chirp signals are more than the plurality of short range transmission chirp signals. A radar device is provided, characterized in that the transmit power is greater.

본 발명에서, 장거리 감지시에는 단거리 감지시에 비하여 더 긴 감지거리와 더 좁은 감지각도를 갖고 감지각도에 대한 해상도(resolution)가 더 좋으며, 단거리 감지시에는 장거리 감지시에 비하여 더 짧은 감지거리와 더 넓은 감지각도를 갖고, 감지거리에 대한 해상도(resolution)가 더 우수한 것이 바람직하다.In the present invention, the long distance detection has a longer detection distance and a narrower detection angle than the short distance detection, and the resolution for the detection angle is better, and the shorter detection distance has a shorter detection distance than the long distance detection. It is desirable to have a wider sensing angle and better resolution over the sensing distance.

본 발명에서, 상기 미리 설정된 변조방식은 다중 목표 감지를 위해 적어도 하나 이상의 FMCW(주파수 변조 연속파) 변조방식을 채택한 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the preset modulation scheme adopts at least one FMCW (frequency modulation continuous wave) modulation scheme for multiple target sensing.

본 발명에서, 다중 목표 감지를 위해 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호와 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호는 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 복수의 처프신호를 각각 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the present invention, the plurality of long-distance transmission chirp signals and the plurality of short-range transmission chirp signals preferably include a plurality of chirp signals each having a different frequency gradient with respect to time to detect multiple targets.

본 발명에서, 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호는 상기 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 6개 이상의 처프신호를 포함하고, 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호는 상기 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 4개 이상의 처프신호를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the plurality of long-distance transmission chirp signals include six or more chirp signals having different inclinations of frequencies with respect to the time, and the plurality of short-range transmission chirp signals have mutually inclined frequencies with respect to the time. It is preferable to include four or more other chirp signals.

본 발명에서, 상기 레이더 장치는, 상기 적어도 하나 이상의 송신용 어레이안테나와 상기 적어도 하나 이상의 수신용 어레이 안테나를 포함하는 안테나부; 상기 FMCW 변조방식에 의하여 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호 및 복수의 단거리 송신용 처프신호를 생성하여 상기 적어도 하나 이상의 송신용 어레이 안테나를 통해 송신하는 송신부; 상기 적어도 하나 이상의 수신용 어레이 안테나를 통해 수신된 반사파 신호를 처리하는 수신부; 및 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 생성을 위한 제어신호를 생성하고 상기 수신부를 통해 처리된 신호를 신호처리하는 신호처리 프로세서를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the radar device, the antenna unit including the at least one or more transmitting array antenna and the at least one receiving array antenna; A transmitter configured to generate the plurality of long-range transmission chirp signals and the plurality of short-range transmission chirp signals by the FMCW modulation method and to transmit them through the at least one transmission array antenna; A receiver which processes the reflected wave signal received through the at least one receiving array antenna; And a signal processing processor for generating control signals for generating the plurality of short-range transmission chirp signals and the plurality of long-range transmission chirp signals and for signal processing the processed signals through the receiving unit.

본 발명에서, 상기 송신부는 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호와 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호의 송신전력을 각각 달리하여 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 전력증폭기를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the transmitting unit preferably includes at least two power amplifiers for outputting different transmission powers of the plurality of long distance transmission chirp signals and the plurality of short distance transmission chirp signals, respectively.

본 발명에서, 상기 전력증폭기는 탐지 거리 조절을 용이하게 하기 위하여 동작모드에 따라 송신전력을 2단계 이상으로 가변할 수 있는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the power amplifier can vary the transmission power in two or more stages according to the operation mode to facilitate the adjustment of the detection distance.

본 발명에서, 상기 송신부는 상기 제어신호에 기초하여 주파수를 합성하는 주파수 합성기; 상기 주파수 합성기의 출력을 입력받아 반송파 신호를 생성하는 발진기; 상기 발진기의 출력신호를 주파수 체배하는 주파수 체배기; 상기 주파수 체배기의 신호를 구동하는 드라이버; 및 상기 드라이버의 출력신호를 증폭하여, 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 송신전력을 각각 달리하여 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 전력증폭기를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the transmitting unit comprises a frequency synthesizer for synthesizing the frequency based on the control signal; An oscillator receiving the output of the frequency synthesizer and generating a carrier signal; A frequency multiplier for frequency multiplying the output signal of the oscillator; A driver for driving a signal of the frequency multiplier; And at least two power amplifiers for amplifying an output signal of the driver and outputting different transmission powers of the plurality of short range transmission chirp signals and the plurality of long range transmission chirp signals, respectively.

본 발명에서, 상기 적어도 2개 이상의 전력증폭기는 가변 이득 증폭기인 것이 바람직하다.In the present invention, the at least two or more power amplifiers are preferably variable gain amplifiers.

본 발명에서, 상기 수신부는 복수의 수신유닛을 포함하고, 상기 각 수신유닛은 상기 수신된 반사파 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 상기 저잡음 증폭기의 출력에서 반송파 성분을 제거하는 다운 컨버팅 믹서; 및 상기 다운 컨버팅 믹서의 출력에서 노이즈를 제거하는 필터를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the receiving unit includes a plurality of receiving units, each receiving unit comprising: a low noise amplifier for amplifying the received reflected wave signal; A down converting mixer for removing carrier components from the output of the low noise amplifier; And a filter for removing noise from an output of the down converting mixer.

본 발명에서, 상기 송신부 및 수신부는 CMOS 기술에 의해 집적된 단일칩에 구현되는 것이 바람직하다.In the present invention, the transmitter and receiver are preferably implemented in a single chip integrated by CMOS technology.

본 발명에서, 상기 송신부, 수신부 및 신호처리 프로세서는 CMOS 기술에 의해 송신부칩, 수신부칩 및 신호처리부 칩의 3개의 칩이나, 송수신칩과 신호처리부칩의 2개, 혹은 송수신칩과 신호처리부칩이 집적된 단일칩에 구현되는 것이 바람직하다.In the present invention, the transmitter, the receiver, and the signal processor include three chips of a transmitter chip, a receiver chip, and a signal processor chip by CMOS technology, two chips of a transceiver chip and a signal processor chip, or a transceiver chip and a signal processor chip. It is desirable to be implemented on an integrated single chip.

본 발명에서, 상기 적어도 하나 이상의 송신용 및 수신용 어레이 안테나는 소형화를 위해서 LTCC(low temperature Co-fired Ceramics) 기판에 제작되는 것이 바람직하다.In the present invention, the at least one transmitting and receiving array antenna is preferably manufactured on a low temperature Co-fired Ceramics (LTCC) substrate for miniaturization.

본 발명에서, 상기 적어도 하나의 수신용 어레이 안테나는 복수의 위상 어레이 안테나이며, 이를 통해 상기 대상물의 방위각을 탐지하는 것이 바람직하다.
In the present invention, the at least one receiving array antenna is a plurality of phased array antenna, through which it is preferable to detect the azimuth of the object.

본 발명에 따른 레이더 장치는, 하나의 장치 또는 시스템 구성에 의하여 단거리 레이더 기능 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원함과 동시에 대부분의 레이더 장치 내 구성요소를 단일칩 상에 구현하여 소형화, 고집적화 및 저전력화를 달성할 수 있다.
The radar device according to the present invention supports both short-range and long-range radar functions simultaneously by one device or system configuration, and at the same time implements most of the components in the radar device on a single chip to achieve miniaturization, high integration, and low power. can do.

도 1은 종래 기술에 의한 레이더 장치의 구성의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 실시예에 따른 레이더 장치에서 송신되는 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 신호파형을 도시한 것이다.
도 4는 본 실시예에 따른 레이더 장치에서 방사되는 방사신호 및 반사되어 수신되는 수신신호를 설명하기 위한 개념도이다.1 illustrates an example of a configuration of a radar apparatus according to the prior art.
2 is a block diagram of a radar device that simultaneously supports short-range and long-range radar functions according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates signal waveforms of a plurality of short range transmission chirp signals and a plurality of long range transmission chirp signals transmitted by the radar apparatus according to the present embodiment.
4 is a conceptual diagram illustrating a radiation signal emitted from a radar device and a received signal reflected from a radar device according to the present embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명의 실시예에 대하여 본발명이속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지않는다. 그리고 도면에서 본발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

도 2는 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치의 구성을 도시한 것이고, 도 3은 본 실시예에 따른 레이더 장치에서 송신되는 복수의 단거리 송신용 처프신호(chirp signal) 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 신호파형을 도시한 것이며, 도 4는 본 실시예에 따른 레이더 장치에서 방사되는 방사신호 및 반사되어 수신되는 수신신호를 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 2 illustrates a configuration of a radar apparatus that simultaneously supports short-range and long-range radar functions according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 illustrates a plurality of short-range transmission chirp signals transmitted by the radar apparatus according to the present embodiment. (chirp signal) and a signal waveform of a plurality of chirp signals for long-distance transmission are shown, Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the radiation signal emitted from the radar apparatus according to the present embodiment and the received received signal reflected.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 단거리 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치는, FMCW(주파수 변조 연속파) 변조방식에 의하여 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호를 생성하여 적어도 하나의 송신용 어레이 안테나(211)를 통해 대상물(미도시)에 송신하고, 대상물로부터 반사되어 오는 반사파 신호를 적어도 하나의 수신용 어레이 안테나(212)를 통해 수신하되, 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호는 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호보다 송신전력이 더 큰 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, the radar apparatus simultaneously supporting the short-range and long-range radar functions according to the present embodiment includes a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-range transmission chirps using a FMCW (frequency modulation continuous wave) modulation scheme. Generate and transmit a signal to an object (not shown) through at least one array antenna 211 and receive a reflected wave signal reflected from the object through at least one array antenna 212, wherein the plurality of The chirp signal for long distance transmission may be larger in transmission power than the plurality of short distance transmission chirp signals.

상기 레이더 장치는, 상기 적어도 하나의 송신용 어레이 안테나(211)와 상기 적어도 하나의 수신용 어레이 안테나(212)를 포함하는 안테나부(210); 상기 FMCW 변조방식에 의하여 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호를 생성하여 상기 적어도 하나의 송신용 어레이 안테나(211)를 통해 송신하는 송신부(220); 상기 적어도 하나의 수신용 어레이 안테나(212)를 통해 수신된 반사파 신호를 처리하는 수신부(240); 및 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 생성을 위한 제어신호를 생성하고 상기 수신부(240)를 통해 처리된 신호를 신호처리하는 신호처리 프로세서(231)를 포함할 수 있다.The radar device may include an antenna unit 210 including the at least one transmitting array antenna 211 and the at least one receiving array antenna 212; A transmitter 220 generating the plurality of short range transmission chirp signals and the plurality of long range transmission chirp signals through the at least one transmitting array antenna 211 by the FMCW modulation scheme; A receiver 240 for processing a reflected wave signal received through the at least one receiving array antenna 212; And a signal processing processor 231 for generating control signals for generating the plurality of short-range transmission chirp signals and the plurality of long-range transmission chirp signals and for signal processing the signals processed by the receiver 240. have.

상기 송신부(220)는 상기 제어신호에 기초하여 주파수를 합성하는 주파수 합성기(221); 상기 주파수 합성기(221)의 출력을 입력받아 반송파 신호를 생성하는 발진기(222); 상기 발진기(222)의 출력신호를 주파수 체배하는 주파수 체배기(223); 상기 주파수 체배기(223)의 신호를 구동하는 드라이버(225); 및 상기 드라이버(225)의 출력신호를 증폭하여, 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 송신전력을 각각 달리하여 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 전력증폭기(226)를 포함한다.The transmitter 220 includes a frequency synthesizer 221 for synthesizing frequencies based on the control signal; An oscillator 222 receiving the output of the frequency synthesizer 221 and generating a carrier signal; A frequency multiplier 223 for frequency multiplying the output signal of the oscillator 222; A driver 225 for driving a signal of the frequency multiplier 223; And at least two power amplifiers 226 for amplifying an output signal of the driver 225 and outputting different transmission powers of the plurality of short range transmission chirp signals and the plurality of long range transmission chirp signals, respectively. do.

상기 전력증폭기(226)는 장거리 모드 및 단거리 모드시 탐지 거리 조절을 용이하게 하기 위하여 송신전력을 2단계 이상으로 가변할 수 있도록 설계될 수 있다.The power amplifier 226 may be designed to vary the transmission power in two or more stages in order to facilitate the detection distance control in the long range mode and the short range mode.

상기 수신부(240)는 복수의 수신유닛을 포함하고, 상기 각 수신유닛은 상기 수신된 반사파 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(241); 상기 저잡음 증폭기(241)의 출력에서 반송파 성분을 제거하는 다운 컨버팅 믹서(242); 및 상기 다운 컨버팅 믹서(242)의 출력에서 노이즈를 제거하는 필터(243)를 포함한다.
The receiver 240 includes a plurality of receiving units, each receiving unit comprising: a low noise amplifier 241 for amplifying the received reflected wave signal; A down converting mixer 242 for removing carrier components from the output of the low noise amplifier 241; And a filter 243 that removes noise from the output of the down converting mixer 242.

이와 같이 구성된 본 실시예의 동작 및 작용을 도 2 내지 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.The operation and action of this embodiment configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

하나의 장치나 시스템으로 장거리 레이더(LRR) 기능과 단거리 레이더(SRR) 기능을 동시에 사용하기 위하여, 본 실시예에 따른 레이더 장치는 다음과 같은 구성적 특징을 구비한다. 즉, 본 실시예에 따른 레이더 장치는 i) 새로운 FMCW(frequency modulated continuous-wave, 주파수 변조 연속파) 변조방식, ii) 탐지거리 조절을 위한 송신전력의 조절, iii) 탐지각도 조절을 위한 안테나와 전력증폭기의 조합 등의 구성적 특징을 구비한다.In order to simultaneously use a long range radar (LRR) function and a short range radar (SRR) function with one device or system, the radar device according to the present embodiment has the following configuration features. That is, the radar device according to the present embodiment includes i) a new frequency modulated continuous-wave (FMCW) modulation scheme, ii) transmission power adjustment for detection distance adjustment, and iii) antenna and power for detection angle adjustment. The structural features, such as a combination of amplifiers, are provided.

먼저, 본 실시예에 따른 레이더 장치는, FMCW(주파수 변조 연속파) 변조방식에 의하여 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호를 생성하여 하나 이상의 송신용 어레이 안테나(211)를 통해 대상물(미도시)에 송신한다. 이를 자세히 살펴 보면, 신호처리부(230)에 포함된 신호 처리프로세서(231)는 먼저 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 생성을 위한 제어신호를 생성하여 송신부(220)에 제공한다. 본 실시예에서, 변조방식으로는 다중 목표 감지를 위해 적어도 하나 이상의 FMCW(주파수 변조 연속파) 변조방식이 채택될 수 있다.First, the radar apparatus according to the present embodiment generates a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-distance transmission chirp signals by using an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) modulation method, and transmits them through one or more transmission array antennas 211. It transmits to an object (not shown). In detail, the signal processor 231 included in the signal processor 230 first generates a plurality of short-range transmission chirp signals and a control signal for generating a plurality of long-range transmission chirp signals to the transmitter 220. to provide. In the present embodiment, at least one FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) modulation scheme may be adopted as the modulation scheme for multi-target sensing.

그러면, 송신부(220)의 주파수 합성기(221)는 상기 제어신호에 기초하여 주파수를 합성하여 출력한다. 본 실시예에서 주파수 합성기(221)로는 예를 들어 직접 디지털 주파수 합성기(DDFS, direct digital frequency synthesizer)가 사용될 수 있을 것이다. 이어서, 발진기(222)는 상기 주파수 합성기(221)의 출력을 입력받아 반송파 신호를 생성하는데, 이 발진기(222)로는 특히 전압제어 발진기(voltage controlled oscillator, VCO)가 사용될 수 있다. 다음으로, 주파수 체배기(frequency multiplier, 223)가 상기 발진기(222)의 출력신호를 주파수 체배하여 출력한다. 주파수 체배기(223)는 입력 주파수의 정수배가 되는 주파수를 출력하는 소자로서 본 실시예에서의 주파수 체배기(223)는 특히 2배를 체배하여 출력할 수 있다.Then, the frequency synthesizer 221 of the transmitter 220 synthesizes and outputs a frequency based on the control signal. In this embodiment, for example, a direct digital frequency synthesizer (DDFS) may be used as the frequency synthesizer 221. Subsequently, the oscillator 222 receives the output of the frequency synthesizer 221 to generate a carrier signal. In particular, a voltage controlled oscillator (VCO) may be used as the oscillator 222. Next, a frequency multiplier 223 multiplies and outputs the output signal of the oscillator 222. The frequency multiplier 223 outputs a frequency that is an integer multiple of the input frequency, and the frequency multiplier 223 in this embodiment can multiply and output two times.

다음으로, 드라이브 앰프(224)는 주파수 체배기(223)의 출력신호를 증폭하여 출력하고, 드라이버(225)는 상기 주파수 체배기(223)의 출력신호를 구동(driving)하는 전력 증폭기(226)에 제공하는 한편, 드라이브 앰프(227)에도 그 출력신호를 제공한다. 그러면, 전력증폭기(226)는 상기 드라이버(225)의 출력신호를 증폭하여 안테나부(210)의 송신용 어레이안테나(211)에 출력한다. 그런데, 이 때 전력증폭기(226)는 도 2에 도시된 바와 같이 2개 이상이 적용될 수 있는데, 특히 2개의 전력증폭기(226)는 각각 그 증폭률이 상이하게 적용되며 이는 후술하는 바와 같이 단거리 송신용 처프신호와 장거리 송신용 처프신호의 송신전력이 상이하게 하기 위한 것이다. 물론, 도 2에 도시된 바와 같이 전력증폭기(226)는 증폭률을 가변하여 조절할 수 있는 가변이득 증폭기일 수 있다. 또한, 전력증폭기(226)는 장거리 모드 및 단거리 모드시 탐지 거리 조절을 용이하게 하기 위하여 송신전력을 2단계 이상으로 가변할 수 있도록 설계될 수 있다.Next, the drive amplifier 224 amplifies and outputs the output signal of the frequency multiplier 223, and the driver 225 provides the power amplifier 226 driving the output signal of the frequency multiplier 223. In addition, the output signal is also provided to the drive amplifier 227. Then, the power amplifier 226 amplifies the output signal of the driver 225 and outputs it to the transmission array antenna 211 of the antenna unit 210. However, at this time, two or more power amplifiers 226 may be applied as shown in FIG. 2. In particular, the two power amplifiers 226 may have different amplification rates, respectively, which are used for short-range transmission as described below. This is to make the transmission power of the chirp signal and the chirp signal for long distance transmission different. Of course, as shown in Figure 2, the power amplifier 226 may be a variable gain amplifier that can be adjusted by varying the amplification rate. In addition, the power amplifier 226 may be designed to vary the transmission power in two or more stages in order to facilitate detection distance adjustment in the long range mode and the short range mode.

결국, 이러한 과정을 거쳐서 송신부(220)에 의해 도 3에 도시된 바와 같은 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호가 생성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단거리 레이더(SRR) 기능을 위한 복수의 처프신호는 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 4개의 처프신호(50, 51, 52, 53)를 포함하며, 단거리 송신을 위하여 송신전력(60)은 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하고 주로 60m 이하의 범위의 거리 이내에 위치하고 있는 대상체를 타겟으로 한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 장거리 레이더(LRR) 기능을 위한 복수의 처프신호는 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 6개의 처프신호(54, 55, 56, 57, 58, 59)를 포함하며, 장거리 송신을 위하여 송신전력(61)은 상기 단거리 송신용 처프신호에 비하여 상대적으로 높은 것을 특징으로 하고 주로 150m 이상의 범위의 거리에 위치하고 있는 대상체를 타겟으로 한다. 이와 같이, 기울기가 상이한 단거리용 4개의 처프신호와, 기울기가 상이한 장거리용 6개의 처프신호를 생성하여 방사하게 되면 32개 정도의 대상체를 탐지할 수 있으며, 탐지하고자 하는 대상체의 갯수를 더 증가시키려면 처프신호의 갯수를 더 증가시키면 된다. 또한, 상기에서 단거리 송신용 처프신호는 도 2에 도시된 2개의 전력증폭기(226) 중 증폭률이 상대적으로 낮은 증폭기를 통하여 증폭되고, 장거리 송신용 처프신호는 2개의 전력증폭기(226) 중 증폭률이 상대적으로 높은 증폭기를 통하여 증폭됨으로써, 도 3에 도시된 바와 같은 송신출력을 가질 수 있다. As a result, a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-range transmission chirp signals as shown in FIG. 3 are generated by the transmitter 220 through this process. As illustrated in FIG. 3, the plurality of chirp signals for the short-range radar (SRR) function include four chirp signals 50, 51, 52, and 53 having different slopes of frequency with respect to time, and perform short-range transmission. For this reason, the transmission power 60 is characterized by being relatively low and mainly targets an object located within a distance of 60 m or less. In addition, as illustrated in FIG. 3, the plurality of chirp signals for the long-range radar (LRR) function may include six chirp signals 54, 55, 56, 57, 58, and 59 having different frequency slopes with respect to time. For the long-distance transmission, the transmission power 61 is relatively high compared to the chirp signal for short-range transmission, and mainly targets an object located at a distance of 150m or more. As such, when four chirp signals for short distances having different inclinations and six chirp signals for long distances having different inclinations are generated and radiated, as many as 32 objects can be detected, and the number of objects to be detected is further increased. To increase the number of chirp signals, In addition, the chirp signal for short-range transmission is amplified by an amplifier having a relatively low amplification rate among the two power amplifiers 226 shown in FIG. 2, and the chirp signal for long-range transmission has an amplification rate among two power amplifiers 226. By amplifying through a relatively high amplifier, it can have a transmission output as shown in FIG.

이어서, 생성된 복수의 단거리 송신용 처프신호와 복수의 장거리 송신용 처프신호는 송신용 어레이 안테나(211)를 통하여 대상체를 향하여 방사된다. 단거리 송신용 처프신호는 상대적으로 짧은 거리 범위에 대하여 넓은 탐지각도를 갖도록 방사되고, 장거리 송신용 처프신호는 상대적으로 긴 거리 범위에 대하여 좁은 탐지각도를 갖도록 방사될 필요가 있다. 이를 위하여, 송신용 어레이 안테나(211) 중 하나는 탐지가능한 각도범위를 의미하는 안테나의 필드 오브 뷰(field of view)가 넓도록 설계되고, 다른 하나는 안테나의 필드 오브 뷰가 좁도록 설계될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 상기 송신용 어레이 안테나(211) 중 턴온되는 안테나의 갯수를 조절함으로써 필드오브 뷰를 조절할 수도 있다. 도 4는 본 실시예에 따른 레이더 장치에서 방사되는 방사신호 및 반사되어 수신되는 수신신호를 설명하기 위한 개념도로서, 도 4에 도시된 바와 같이 단거리 송신용 처프신호는 상대적으로 짧은 거리 범위에 대하여 넓은 탐지각도를 갖도록 방사되고, 장거리 송신용 처프신호는 상대적으로 긴 거리 범위에 대하여 좁은 탐지각도를 갖도록 방사되며, 이후 수신용 어레이 안테나(212)를 통해 수신된다.Subsequently, the generated short distance transmission chirp signals and the long distance transmission chirp signals are radiated toward the object through the transmission array antenna 211. The short distance transmission chirp signal needs to be radiated to have a wide detection angle over a relatively short distance range, and the long distance transmission chirp signal needs to be radiated to have a narrow detection angle over a relatively long distance range. To this end, one of the transmitting array antenna 211 may be designed to have a wide field of view of the antenna, which means a detectable angle range, and the other may be designed to have a narrow field of view of the antenna. have. In some embodiments, the field of view may be adjusted by adjusting the number of turned-on antennas in the array antenna 211 for transmission. 4 is a conceptual diagram illustrating a radiation signal emitted from a radar device and a received signal reflected from a radar device according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 4, the chirp signal for short-range transmission is wide for a relatively short distance range. The chirp signal for long distance transmission is radiated to have a narrow detection angle over a relatively long distance range, and is then received through the receiving array antenna 212.

이와 같이, 본 실시예에서는 FMCW 변조방식을 이용하여 송신신호를 생성하되, 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 복수의 단거리 송신용 처프신호들과 복수의 장거리 송신용 처프신호들을 생성함과 동시에 장거리 송신용 처프신호들의 송신출력은 단거리 송신용 처프신호들보다 더 크도록 함으로써, 하나의 레이더 장치에 의해서도 단거리 레이더기능과 장거리 레이더 기능이 가능하도록 할 수 있다. 본 실시예에 따른 레이더장치에서는, 장거리 감지시에 긴 감지거리와 좁은 감지각도를 갖고 감지각도에 대한 해상도(resolution)이 좋으며, 단거리 감지시에는 짧은 감지거리와 넓은 감지각도를 갖고, 감지거리에 대한 해상도(resolution)가 우수한 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.As described above, in the present embodiment, a transmission signal is generated using the FMCW modulation scheme, but a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-distance transmission chirp signals having different inclinations of frequency with respect to time are generated at the same time. The transmission output of the transmission chirp signals is larger than the short distance transmission chirp signals, thereby enabling the short-range radar function and the long-range radar function by one radar device. In the radar apparatus according to the present embodiment, when detecting a long distance, the detection distance has a long detection distance and a narrow detection angle, and the resolution of the detection angle is good, and when the short distance detection has a short detection distance and a wide detection angle, It is characterized in that the resolution with respect to the excellent function.

한편, 상기에서 송신된 처프신호들은 대상체에 의해 반사되고, 복수의 수신용 어레이 안테나(212)는 대상물로부터 반사되어 오는 반사파 신호를 수신한다. 본 실시예에서의 수신용 어레이 안테나(212)는 도 2에 도시된 바와 같이 8개 이상의 안테나 소자 및 이에 연결된 복수의 수신유닛들을 포함한다. 본 실시에에서 적용된 수신안테나는 위상 어레이 안테나이며, 이를 통해 대상물의 방위각을 탐지할 수 있다. 각각의 수신유닛은 안테나 소자 각각에 연결된 저잡음 증폭기(241), 다운 컨버팅 믹서(242), 필터(243) 및 가변이득증폭기(244)를 포함할 수 있다. 이하 각 수신유닛 단위로 동작을 설명한다.Meanwhile, the chirp signals transmitted above are reflected by the object, and the plurality of receiving array antennas 212 receive the reflected wave signal reflected from the object. The receiving array antenna 212 in this embodiment includes eight or more antenna elements and a plurality of receiving units connected thereto as shown in FIG. The reception antenna applied in this embodiment is a phased array antenna, through which the azimuth angle of the object can be detected. Each receiving unit may include a low noise amplifier 241, a down converting mixer 242, a filter 243, and a variable gain amplifier 244 connected to each of the antenna elements. The operation will be described below in units of receiving units.

저잡음 증폭기(241)는 수신용 어레이 안테나(212)에 의해 수신된 반사파 신호를 증폭하여 출력한다. 저잡음 증폭기(241)로는 특히 가변이득 I/Q 저잡음 증폭기가 적용될 수 있다. 이어서, 다운컨버팅 믹서(242)가 상기 저잡음 증폭기(241)의 출력신호에서 반송파 성분을 제거하여 출력한다.The low noise amplifier 241 amplifies and outputs the reflected wave signal received by the receiving array antenna 212. As the low noise amplifier 241, in particular, a variable gain I / Q low noise amplifier may be applied. Subsequently, the down-converting mixer 242 removes the carrier component from the output signal of the low noise amplifier 241 and outputs it.

그러면, 필터(243)는 상기 다운 컨버팅 믹서(242)의 출력신호에서 노이즈를 제거하여 출력하고, 가변이득 증폭기(VGA, variable gain amplifier, 244)는 이를 증폭하여 신호처리부(230)에 출력한다. 그러면, 신호처리부(230)의 아날로그-디지털 컨버터(ADC, 232)는 제공된 상기 신호를 아날로그-디지털 변환하여 신호처리 프로세서(231)에 제공한다. Then, the filter 243 removes and outputs noise from the output signal of the down-converting mixer 242, and the variable gain amplifier 244 amplifies it and outputs it to the signal processor 230. Then, the analog-to-digital converter (ADC) 232 of the signal processor 230 provides the signal-processing processor 231 by analog-to-digital converting the provided signal.

신호처리 프로세서(231)는 위상 어레이 안테나인 수신용 어레이 안테나(212)로부터 수신되어 상기 수신부(240)의 복수의 수신유닛을 거쳐서 제공되는 신호들을 입력받아, 이를 신호처리하여 대상체의 위치 탐지(대상물의 방위각 탐지) 등의 작업을 수행한다. The signal processing processor 231 receives a signal received from the receiving array antenna 212 which is a phased array antenna and is provided through a plurality of receiving units of the receiving unit 240, and processes the signal to detect the position of the object. Azimuth detection).

한편, 본 실시예에 적용된 송신용 및 수신용 어레이 안테나는 LTCC(low temperature Co-fired Ceramics) 기판에 제작할 수 있으며, 이에 의해 소형 및 경박 단형으로 장치 구성이 가능하다.
On the other hand, the array antenna for transmission and reception applied to the present embodiment can be fabricated on a low temperature Co-fired Ceramics (LTCC) substrate, whereby the device can be configured in a small and light short.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 FMCW 변조방식을 이용하여 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 복수의 단거리 송신용 처프신호들과 복수의 장거리 송신용 처프신호들을 생성함과 동시에 장거리 송신용 처프신호들의 송신출력은 단거리 송신용 처프신호들보다 더 크도록 함으로써, 하나의 레이더 장치에 의해서도 단거리 레이더기능과 장거리 레이더 기능이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 장거리 레이더 기능 및 단거리 레이더 기능의 수행을 위해 복수의 전력증폭기(226)의 증폭비를 각각 상이하게 설정함으로써, 별도의 스위치 장치를 사용하지 않는다. 따라서, 본 실시예에서는, 레이더 장치 내 송신부(220), 수신부(240) 및 신호처리 프로세서(231)를 포함하는 신호처리부(230)를 CMOS 기술에 의해 단일칩에 구현할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 레이더 장치는, 단거리 레이더 기능 및 장거리 레이더 기능을 동시에 지원함과 동시에 대부분의 레이더 장치 내 구성요소를 단일칩 상에 구현하여 소형화, 고집적화 및 저전력화를 달성할 수 있다. 특히, 상기 송신부, 수신부 및 신호처리 프로세서는 CMOS 기술에 의해 송신부칩, 수신부칩 및 신호처리부 칩의 3개의 칩이나, 송수신칩과 신호처리부칩의 2개, 혹은 송수신칩과 신호처리부칩이 집적된 단일칩에 구현될 수 있다.As described above, in the present embodiment, a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-range transmission chirp signals having different frequency slopes with respect to time are generated using the FMCW modulation scheme, and at the same time, the chirp signal for long-distance transmission. These transmission powers are larger than the chirp signals for short-range transmission, thereby enabling the short-range radar function and the long-range radar function even with one radar device. In addition, in the present embodiment, by setting the amplification ratios of the plurality of power amplifiers 226 differently to perform the long range radar function and the short range radar function as described above, no separate switch device is used. Therefore, in the present exemplary embodiment, the signal processor 230 including the transmitter 220, the receiver 240, and the signal processor 231 in the radar device may be implemented in a single chip by CMOS technology. Accordingly, the radar device according to the present embodiment may simultaneously support the short-range radar function and the long-range radar function, and at the same time, implement most components in the radar device on a single chip to achieve miniaturization, high integration, and low power. In particular, the transmitter, the receiver, and the signal processor are three chips of a transmitter chip, a receiver chip, and a signal processor chip by CMOS technology, or two of a transceiver chip and a signal processor chip, or a transceiver chip and a signal processor chip. It can be implemented on a single chip.

또한, 본 실시예의 송신용 및 수신용 어레이 안테나를 LTCC 기판에 제작한 후 플립칩 패키지(flip chip package) 기술을 적용하여 구현할 경우, 소형 및 경박 단형으로 장치 구성이 가능하다.In addition, when the transmission and reception array antennas of the present embodiment are fabricated on an LTCC substrate and then implemented by applying a flip chip package technology, the device may be configured in a small size and a light weight.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본발명의기본 개념을 이용한 당업자의 여러변형 및 개량형태 또한 본발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (15)

장거리 및 단거리 레이더 기능을 동시에 지원하는 레이더 장치로서,
미리 설정된 변조방식에 의하여 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호를 생성하여 적어도 하나 이상의 송신용 어레이 안테나를 통해 대상물에 송신하고, 대상물로부터 반사되어 오는 반사파 신호를 적어도 하나이상의 수신용 어레이 안테나를 통해 수신하되,
상기 복수의 장거리 송신용 처프신호는 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호보다 송신전력이 더 큰 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
Radar device that supports both long range and short range radar
Generates a plurality of short-range transmission chirp signals and a plurality of long-range transmission chirp signals by using a preset modulation scheme, transmits them to an object through at least one transmission array antenna, and reflects at least one reflected wave signal reflected from the object. Receive via a credit array antenna,
And the plurality of long range transmission chirp signals have a larger transmission power than the plurality of short range transmission chirp signals.
제 1항에 있어서,
장거리 감지시에는 단거리 감지시에 비하여 더 긴 감지거리와 더 좁은 감지각도를 갖고 감지각도에 대한 해상도(resolution)가 더 좋으며,
단거리 감지시에는 장거리 감지시에 비하여 더 짧은 감지거리와 더 넓은 감지각도를 갖고, 감지거리에 대한 해상도(resolution)가 더 우수한 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
Long distance detection has a longer detection distance and a narrower detection angle than short distance detection, and has a better resolution for the detection angle.
And a shorter sensing distance and a wider sensing angle in the short range sensing, and better resolution for the sensing distance.
제 1항에 있어서,
상기 미리 설정된 변조방식은 다중 목표 감지를 위해 적어도 하나 이상의 FMCW(주파수 변조 연속파) 변조방식을 채택한 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
And the predetermined modulation scheme employs at least one FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) modulation scheme for multiple target sensing.
제 1항에 있어서,
다중 목표 감지를 위해 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호와 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호는 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 복수의 처프신호를 각각 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
And the plurality of long range transmission chirp signals and the plurality of short range transmission chirp signals each include a plurality of chirp signals having different inclinations with respect to time for multiple target sensing.
제 4항에 있어서,
상기 복수의 장거리 송신용 처프신호는 상기 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 6개 이상의 처프신호를 포함하고,
상기 복수의 단거리 송신용 처프신호는 상기 시간에 대한 주파수의 기울기가 서로 다른 4개 이상의 처프신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 4, wherein
The plurality of chirp signals for long distance transmission may include six or more chirp signals having different inclinations of frequencies with respect to the time.
And the plurality of short-range transmission chirp signals include four or more chirp signals having different inclinations of frequencies with respect to time.
제 1항에 있어서,
상기 레이더 장치는,
상기 적어도 하나 이상의 송신용 어레이안테나와 상기 적어도 하나 이상의 수신용 어레이 안테나를 포함하는 안테나부;
FMCW 변조방식에 의하여 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호 및 복수의 단거리 송신용 처프신호를 생성하여 상기 적어도 하나 이상의 송신용 어레이 안테나를 통해 송신하는 송신부;
상기 적어도 하나 이상의 수신용 어레이 안테나를 통해 수신된 반사파 신호를 처리하는 수신부; 및
상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 생성을 위한 제어신호를 생성하고 상기 수신부를 통해 처리된 신호를 신호처리하는 신호처리 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
The radar device,
An antenna unit including the at least one transmitting array antenna and the at least one receiving array antenna;
A transmitter configured to generate the plurality of long-range transmission chirp signals and the plurality of short-range transmission chirp signals by using an FMCW modulation method, and to transmit them through the at least one transmission array antenna;
A receiver which processes the reflected wave signal received through the at least one receiving array antenna; And
And a signal processing processor for generating control signals for generating the plurality of short-range transmission chirp signals and the plurality of long-range transmission chirp signals and for signal processing the processed signals through the receiving unit.
제 6항에 있어서,
상기 송신부는 상기 복수의 장거리 송신용 처프신호와 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호의 송신전력을 각각 달리하여 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 전력증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method according to claim 6,
And the transmitting unit comprises at least two power amplifiers for outputting different transmission powers of the plurality of long-range transmission chirp signals and the plurality of short-range transmission chirp signals, respectively.
제 7항에 있어서,
상기 전력증폭기는 탐지 거리 조절을 용이하게 하기 위하여 동작모드에 따라 송신전력을 2단계 이상으로 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
8. The method of claim 7,
And the power amplifier can vary the transmission power in two or more stages according to an operation mode to facilitate adjustment of the detection distance.
제 6항에 있어서,
상기 송신부는
상기 제어신호에 기초하여 주파수를 합성하는 주파수 합성기;
상기 주파수 합성기의 출력을 입력받아 반송파 신호를 생성하는 발진기;
상기 발진기의 출력신호를 주파수 체배하는 주파수 체배기;
상기 주파수 체배기의 신호를 구동하는 드라이버; 및
상기 드라이버의 출력신호를 증폭하여, 상기 복수의 단거리 송신용 처프신호 및 복수의 장거리 송신용 처프신호의 송신전력을 각각 달리하여 출력하기 위한 적어도 2개 이상의 전력증폭기를
포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method according to claim 6,
The transmitting unit
A frequency synthesizer for synthesizing a frequency based on the control signal;
An oscillator receiving the output of the frequency synthesizer and generating a carrier signal;
A frequency multiplier for frequency multiplying the output signal of the oscillator;
A driver for driving a signal of the frequency multiplier; And
At least two power amplifiers for amplifying an output signal of the driver and outputting different transmission powers of the plurality of short range transmission chirp signals and the plurality of long range transmission chirp signals, respectively;
Radar device, characterized in that it comprises.
제 9항에 있어서,
상기 적어도 2개 이상의 전력증폭기는 가변 이득 증폭기인 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 9,
And the at least two power amplifiers are variable gain amplifiers.
제 6항에 있어서,
상기 수신부는 복수의 수신유닛을 포함하고,
상기 각 수신유닛은
상기 수신된 반사파 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기;
상기 저잡음 증폭기의 출력에서 반송파 성분을 제거하는 다운 컨버팅 믹서; 및
상기 다운 컨버팅 믹서의 출력에서 노이즈를 제거하는 필터를
포함하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method according to claim 6,
The receiving unit includes a plurality of receiving units,
Each receiving unit
A low noise amplifier for amplifying the received reflected wave signal;
A down converting mixer for removing carrier components from the output of the low noise amplifier; And
Filter to remove noise from the output of the down-converting mixer
Radar device, characterized in that it comprises.
제 6항에 있어서,
상기 송신부 및 수신부는 CMOS 기술에 의해 집적된 단일칩에 구현되는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method according to claim 6,
And the transmitter and receiver are implemented on a single chip integrated by CMOS technology.
제 6항에 있어서,
상기 송신부, 수신부 및 신호처리 프로세서는 CMOS 기술에 의해 송신부칩, 수신부칩 및 신호처리부 칩의 3개의 칩이나, 송수신칩과 신호처리부칩의 2개, 혹은 송수신칩과 신호처리부칩이 집적된 단일칩에 구현되는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method according to claim 6,
The transmitter, receiver, and signal processor include three chips of a transmitter chip, a receiver chip, and a signal processor chip by CMOS technology, two chips of a transceiver chip and a signal processor chip, or a single chip in which a transceiver chip and a signal processor chip are integrated. Radar device, characterized in that implemented in.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 송신용 및 수신용 어레이 안테나는 소형화를 위해서 LTCC(low temperature Co-fired Ceramics) 기판에 제작되는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
And said at least one transmitting and receiving array antenna is fabricated on a low temperature co-fired ceramics (LTCC) substrate for miniaturization.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 수신용 어레이 안테나는 복수의 위상 어레이 안테나이며, 이를 통해 상기 대상물의 방위각을 탐지하는 것을 특징으로 하는, 레이더 장치.
The method of claim 1,
The at least one receiving array antenna is a plurality of phased array antenna, it characterized in that for detecting the azimuth angle of the object.
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