KR20140059027A - 차량용 레이더 센서 및 이를 포함하는 차량 - Google Patents

차량용 레이더 센서 및 이를 포함하는 차량 Download PDF

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Abstract

본 발명은 송신 신호를 방사하고 수신 신호를 수신하는 송수신 일체형 안테나; 송신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 수신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 송신 스위치; 수신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 송신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 적어도 하나의 수신 스위치; 선택적으로, 상기 송신 스위치를 지난 상기 송신 신호를 상기 송수신 일체형 안테나로 안내하고, 상기 송수신 일체형 안테나에서 수신된 수신 신호를 상기 수신 스위치로 안내하는 순환기를 포함하는 차량용 안테나 장치를 제공하여, 차량용 레이더를 소형으로 구성할 수 있고, 송신안테나를 통해 방사되는 전자파가 수신안테나로 바로 유입되는 것을 방지하여 탐지 성능을 높이는 유리한 효과를 제공한다.

Description

차량용 레이더 센서 및 이를 포함하는 차량{Radar sensor of vehicle and Vehicle having the same}
본 발명은 차량용 레이더 센서 및 이를 포함하는 차량에 관한 것으로, 송신 안테나와 수신 안테나를 일체형으로 구성하는 차량용 레이더 센서 및 이를 포함하는 차량에 관한 것이다.
특정 차량이 여러 가지의 지능화 관련 기술을 지원하는 경우, 특정 차량에는 지원하는 여러 가지의 지능화 관련 기술을 위한 장치 또는 시스템 이외에도, 이들이 각기 필요로 하는 초음파, 레이더 등을 이용하는 센서가 필요하다.
차량용 레이더는 전자파 송수신을 이용하여 표적차량의 거리, 속도, 각도를 탐지, 추적하는 기능을 하는 레이더 센서이다. 통상적인. 차량용 레이더는 송신안테나와 수신안테나를 각각 포함한다. 여기서, 송신안테나는. 신호처리모듈에서 송신모듈을 제어하여 전자파를 발생시키고, 이 신호를 공간상에 방사한다. 그리고 수신안테나는 표적차량에 맞고 반사된 신호를 수집하여 수신모듈로 입력시킨다.
한편, 수신신호는 송신모듈의 송신신호와 믹스 다운(mix-down)되어 기저대역의 주파수 신호로 변환되어 신호처리모듈로 입력된다. 여기서, 신호처리모듈은 입력된 신호를 분석하여 표적신호를 추출하고, 표적의 거리, 속도, 각도를 탐지, 추적한다.
이렇게 종래의 차량용 레이더는 송신안테나와 수신안테나를 각각 포함하는 구조로 개발된다. 그러나, 이러한 경우, 송신안테나와 수신 안테나가 각각 차지하는 공간으로 인하여 레이더 설계 시, 공간상의 제약을 받게 되는 문제점이 발생한다. 또한, 송신안테나를 통해 방사되는 전자파가 수신안테나로 바로 유입되는 현상(leakage)이 발생하여, 표적차량에 반사되어서 들어오는 신호에 영향을 주게 되고, 종국적으로 차량용 레이더의 탐지 성능을 떨어뜨리는 문제점이 발생한다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량용 레이더의 소형화를 구현하고, 송신안테나를 통해 방사되는 전자파가 수신안테나로 바로 유입되는 것을 방지하여 탐지 성능을 높이는 차량용 레이더를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 송신 신호를 방사하고 수신 신호를 수신하는 송수신 일체형 안테나와, 송신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 수신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 송신 스위치와, 수신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 송신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 적어도 하나의 수신 스위치와, 선택적으로, 상기 송신 스위치를 지난 상기 송신 신호를 상기 송수신 일체형 안테나로 안내하고, 상기 송수신 일체형 안테나에서 수신된 수신 신호를 상기 수신 스위치로 안내하는 순환기를 포함하는 차량용 안테나 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 송신 신호는 신호발생기에서 발생하며, 상기 신호발생기와 상기 송신 스위치 사이에는 제1 증폭기가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 신호발생기와 상기 수신 스위치 중 어느 하나의 사이에는 제2 증폭기가 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 증폭기에서 전달된 송신 신호와 상기 수신 신호를 믹스 다운(mix-down)하여 기저대역의 주파수로 변환하는 믹서(mixer)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 송신 스위치와 상기 수신 스위치는 상호 교번적으로 온(on) 상태가 될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 발명은, 차량용 안테나 장치를 포함하는 차량을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 레이더에 따르면, 송신안테나와 수신 안테나를 일체화하여 구성함으로써, 차량용 레이더를 소형으로 구성할 수 있고, 송신안테나를 통해 방사되는 전자파가 수신안테나로 바로 유입되는 것을 방지하여 탐지 성능을 높이는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 레이더 센서를 도시한 도면,
도 2는 송신 신호와 수신 신호의 시간차를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 차량용 레이더는 순환기로 송신 신호와 수신 신호의 경로를 다르게 함으로써, 송신안테나 수신안테나를 단일화시켜 일체형 구성하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 레이더 센서를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 레이더 센서(100)는 송수신 일체형 안테나(110)와, 송신 스위치(120)와, 수신 스위치(130)와, 순환기(140)를 포함한다.
일체형 송수신 안테나(110)는 송신 신호를 방사함과 더불어 수신 신호를 수신한다. 신호처리모듈(10)에서 신호발생기(1)을 제어하여 전자파를 발생시키고, 송신 신호는 순환기(140)를 거쳐 일체형 송수신 안테나(110)를 통해 공간상에 방사된다.
송신 스위치(120)는 신호발생기(1)와 순환기(140) 사이에 형성되어, 신호발생기(1)에서 발생된 송신 신호를 선택적으로 순환기(140)로 전달한다. 이때, 송신 스위치(120)는 일체형 송수신 안테나(110)로부터 수신된 수신 신호의 흐름과 시간차가 발생하도록 온/오프 제어 된다.
수신 스위치(130)는 수신신호분배기(4)와 순환기(140) 사이에 형성되어, 일체형 송수신 안테나(110)에서 수신된 수신 신호를 선택적으로 수신신호분배기(4)에 전달한다. 이때, 수신 스위치(130)는 일체형 송수신 안테나(110)에서 방사되는 송신 신호의 흐름과 시간차가 발생하도록 온/오프 제어 된다. 이러한, 수신 스위치(130)는 순환기(140)에 연결된 제1 수신 스위치(131)와, 제2 증폭기(160)에 연결된 제2 수신 스위치(132)를 포함한다. 여기서, 제2 증폭기(160)는 신호발생기(1)에 연결된다.
순환기(140)는 전자파 전송에 방향성이 있는 부품으로서, 선택적으로, 송신 신호를 일체형 송수신 안테나(110)로 안내하거나, 수신 신호를 수신 스위치(130)로 안내하는 역활을 한다. 순환기(140)는 송신 스위치(120) 및 수신 스위치(130)와 연동하여 송신 신호의 흐름과 수신 신호의 흐름이 시간차가 발생하도록, 송신 신호와 수신 신호의 흐름을 제어한다.
이러한, 순환기(140)는 송신 스위치(120)와 수신 스위치(130) 및 신호 분배기(2) 사이에 형성된다.
순환기(140)를 통해 송신 신호는 도 1의 A->B 방향으로 통과한다. 아울러, 일체형 송수신 안테나(110)로 수집된 수신 신호는 도 1의 B->C 방향으로 통과한다. 순환기(140)에 있어서, 도 1의 A->C 방향, B->A 방향으로는 차단 특성이 있어서 전자파 신호가 전달되는 크기가 매우 작게 형성된다. 이에, 순환기(140)의 'B'로 입력된 신호는 'C'로 출력되고 'A'로는 출력되지 않는다. 이러한 순환기(140)의 특성으로 인하여, 하나의 일체형 송수신 안테나(110)를 통해, 송신 과정과 수신 과정을 번갈아 수행하는 것이 가능하고, 송신 신호가 수신 회로로 유입되는 것을 차단하여 레이더의 탐지 성능을 향상시킬 수 있다.
송신 신호와 수신 신호의 흐름은 다음과 같다.
송신 신호는 신호발생기(1)에서 발생되어, 제1 증폭기(150)와 송신 스위치(120)를 지나 순환기(140)를 지난다. 순환기(140)를 거친 송신 신호는 신호분배기(2)와 스위치(3)을 거쳐 일체형 송수신 안테나(110)로 방사된다. 일부 송신 신호는 신호발생기(1)에서 발생되어, 제2 증폭기(160)를 거쳐 제2 수신 스위치(132)에 전달된다.
수신 신호는 표적에 맞고 반사되어, 일체형 송수신 안테나(110)로 수신되고, 다시 스위치(3), 신호분배기(2), 순환기(140)를 거쳐 제1 수신 스위치(131)를 통해, 수신신호분배기(4)으로 전달된다. 그리고 수신 신호는 I/Q 신호분리를 위해 2개의 증폭기(5)로 분배되어 믹서(170)로 전달된다.
이때, 믹서(170)는, 2개의 증폭기(5)에서 분배된 수신 신호와, 제2 수신 스위치(132)에 전달된 송신 신호를 믹스 다운(mix-down)하여 기적대역의 주파수 신호로 변환한다. 이 신호는 필터 및 증폭기(7)를 통해 신호처리모듈(10)로 전달된다.
신호처리모듈(10)은 입력된 신호를 분석하여 표적신호를 추출하고, 표적의 거리, 속도, 각도를 탐지, 추적한다.
종래의 레이더 센서는 송신과 수신의 메커니즘이 동시에 동작하도록 구성되어, 송신 신호가 수신 회로에 유입되는 경우가 발생하고, 이로 인하여, 실제 표적의 신호와 섞여서 레이더 탐지 성능을 저해하는 영향을 보였다. 그러나, 본 발명에서는, 송신 스위치(120), 순환기(140) 및 수신 스위치(130)를 구비하여, 송신과 수신의 메커니즘이 시간차를 두고 동작하도록 시간 제어를 한다.
도 2는 송신 신호와 수신 신호의 시간차 제어를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송신 스위치(120)와 수신 스위치(130)는 시간차를 두고 서로 동시에 켜지지 않도록 제어되어, 하나의 송수신 일체형 안테나(110)를 통해 송수신이 공유되도록 한다. 이에, 종래의 레이더 센서와 달리, 송신 시에 수신 회로로 신호의 유입이 있더라도, 수신 스위치(130)가 오프(OFF)되어 이를 차단하도록 구성된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 송수신 일체형 안테나
120 : 송신 스위치
130 : 수신 스위치
140 : 순환기
150 : 제1 증폭기
160 : 제2 증폭기
170 : 믹서

Claims (6)

  1. 송신 신호를 방사하고 수신 신호를 수신하는 송수신 일체형 안테나;
    송신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 수신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 송신 스위치;
    수신 신호를 선택적으로 전달하여 상기 송신 신호의 흐름과 시간차를 형성시키는 적어도 하나의 수신 스위치;
    선택적으로, 상기 송신 스위치를 지난 상기 송신 신호를 상기 송수신 일체형 안테나로 안내하고, 상기 송수신 일체형 안테나에서 수신된 수신 신호를 상기 수신 스위치로 안내하는 순환기를 포함하는 차량용 안테나 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 송신 신호는 신호발생기에서 발생하며, 상기 신호발생기와 상기 송신 스위치 사이에는 제1 증폭기가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 신호발생기와 상기 수신 스위치 중 어느 하나의 사이에는 제2 증폭기사 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 증폭기에서 전달된 송신 신호와 상기 수신 신호를 믹스 다운(mix-down)하여 기저대역의 주파수로 변환하는 믹서(mixer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 송신 스위치와 상기 수신 스위치는 상호 교번적으로 온(on) 상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 안테나 장치.
  6. 제1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 차량용 안테나 장치를 포함하는 차량.
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KR101666644B1 (ko) * 2016-02-11 2016-10-14 주식회사 휴미디어 레이더 안테나에서의 반사파 감쇄시스템

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