KR20150134126A - 레이더 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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이철희
주영환
이종훈
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

레이더 신호 처리 방법 및 장치가 개시된다. 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신하는 단계; 수신 안테나를 통해 상기 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하는 단계; 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 단계; 및 상기 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

레이더 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING RADAR SIGNAL}
장애물과 수신 안테나 간의 이격 거리 및 타겟과 수신 안테나 간의 이격 거리를 이용하여 반사 신호를 필터링하는 레이더 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
레이더(RADAR)는 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 방출하고, 수신 안테나를 통해 해당 영역 내의 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하여 타겟의 존재 및 타겟과의 거리를 탐지하는 장치이다. 이 때, 레이더 신호의 변조(Modulation) 방식은 펄스(pulse) 방식, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식, FSK (Frequency Shift Keying) 방식 등이 있다. 레이더는 변조 방식에 따라 타겟의 속도 및 거리를 추출하는 방법이 다르다.
FMCW 레이더는 펄스 방식의 레이더와 달리 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 타겟으로 송신한다. 이에 따라, FMCW 레이더는 타겟에 의해 반사된 반사 신호를 수신하여 타겟의 속도 및 거리를 추출한다. FMCW 레이더는 구조가 단순하고, 소형화된 크기를 갖는다는 장점을 가지고 있다. 이에 따라, FMCW 레이더는 군용 소형 레이더, 고도 측정용 레이더, 및 차량 충돌 방지 시스템 등에 사용되고 있다.
일반적으로, FMCW 레이더는 타겟으로 송신하는 레이더 신호의 주파수가 시간에 따라 선형적으로 변경되도록 배치한다. 이에 따라, FMCW 레이더는 타겟에 의해 반사된 신호의 주파수를 이용하여 타겟의 위치를 추출할 수 있다.
장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하고, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호가 서로 다른 특성을 갖는 점을 이용하여 제1 반사 신호를 필터링하는 레이더 신호 처리 방법 및 장치를 제공한다.
일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신하는 단계; 수신 안테나를 통해 상기 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하는 단계; 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 단계; 및 상기 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 필터링하는 단계는, 상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은, 상기 수신 안테나와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정되고, 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은, 상기 수신 안테나와 타겟 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 레이더 신호는, 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 방법에 있어서, 상기 필터링하는 단계는, 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 하이패스 필터(High Pass Filter)를 이용하여 필터링할 수 있다.
일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신하는 송신부; 수신 안테나를 통해 상기 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하는 수신부; 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 필터부; 및 상기 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리하는 처리부를 포함할 수 있다.
다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 필터부는, 상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은, 상기 수신 안테나와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정되고, 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은, 상기 수신 안테나와 타겟 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 레이더 신호는, 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조될 수 있다.
또 다른 일실시예에 따른 레이더 신호 처리 장치에 있어서, 상기 필터부는, 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 하이패스 필터(High Pass Filter)를 이용하여 필터링할 수 있다.
장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하고, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호가 서로 다른 특성을 갖는 점을 이용하여 제1 반사 신호를 필터링하는 레이더 신호 처리 방법 및 장치를 제공한다.
도 1은 일실시예에 따라 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 처리하는 방법에 관해 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟을 향해 레이더 신호를 전송하는 안테나 전송 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따라 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 처리하는 방법에 관해 도시한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따라 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 경우를 도시한 도면이다.
도 6는 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 처리하는 방법을 수행하는 레이더 신호 처리 장치를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일실시예에 따라 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 관계를 도시한 도면이다.
레이더 신호 처리 장치(100)는 송신 안테나를 이용하여 장애물(101) 뒤에 위치한 타겟(102)으로 레이더 신호를 송신할 수 있다. 레이더 신호 처리 장치(100)는 투과형 레이더에 대응할 수 있다. 장애물(101)은 레이더 신호의 전부 또는 일부를 반사시킬 수 있는 모든 것을 포함할 수 있다. 일례로, 장애물(101)은 벽일 수 있다.
예를 들어, 레이더 신호는 주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조된 신호를 의미할 수 있다. 주파수 변조 연속 파 방식은 주파수가 변조된 신호를 연속적으로 송신하는 방식을 의미할 수 있다. 구체적으로, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호는 시간에 따라 주파수가 변할 수 있다. 일례로, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호의 주파수는 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 레이더 신호는 이에 한정되지 않고, 장애물(101)을 투과할 수 있는 신호 전부를 포함할 수 있다.
레이더 신호가 장애물(101)에 도달하면, 레이더 신호는 장애물(101)에 의해 반사되거나 또는 장애물(101)을 투과할 수 있다. 장애물(101)에 반사된 레이더 신호는 제1 반사 신호에 대응할 수 있다. 장애물(101)을 투과한 레이더 신호는 타겟(102)에 의해 반사될 수 있다. 또한, 타겟(102)에 의해 반사된 레이더 신호는 다시 장애물(101)에 반사되거나 또는 장애물(101)을 투과할 수 있다. 타겟(102)에 반사된 레이더 신호 중에서 장애물(101)을 투과한 레이더 신호는 제2 반사 신호에 대응할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(100)는 수신 안테나를 통해 제1 반사 신호와 제2 반사 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 특성을 포함할 수 있다. 여기서, 특성은 신호 간의 차이를 발생시키는 모든 종류의 특성을 의미할 수 있다. 예를 들어, 특성은 주파수, 크기, 및 위상 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호 간의 서로 다른 특성을 이용하여 어느 하나의 신호를 제거함으로써 원하는 결과를 추출할 수 있다.
일례로, 레이더 신호 처리 장치(100)가 FMCW 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 송신한 경우, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다. 그러면, 레이더 신호 처리 장치(100)는 필터를 이용하여 제1 반사 신호를 필터링할 수 있다. 이에 따라 레이더 신호 처리 장치(100)는 제2 반사 신호를 추출하여 타겟(102)의 위치 정보를 결정할 수 있다.
구체적으로, 레이더 신호 처리 장치(100)는 수신한 제1 반사 신호와 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱할 수 있다. 이 때, FMCW 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 송신한 경우, 반사 신호의 주파수는 레이더 신호 처리 장치(100)와 레이더 신호를 반사하는 대상 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다. 일례로, 장애물 뒤에 위치한 타겟으로부터 반사된 제2 신호의 주파수는 장애물로부터 반사된 제1 신호의 주파수보다 높을 수 있다. 따라서, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수는 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 보다 높을 수 있다. 또한, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과와 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과는 일정한 주파수를 가질 수 있다.
일례로, 레이더 신호 처리 장치(100)는 고정된 컷-오프 주파수(cut-off frequency)가 설정된 하이패스 필터(High Pass Filter, HPF)를 통해 컷-오프 주파수 이하의 신호를 필터링할 수 있다. 즉, 레이더 신호 처리 장치(100)는 레이더 신호 처리 장치(100)로부터 컷-오프 주파수에 대응하는 이격 거리 내에 위치한 대상으로부터 반사된 신호를 필터링할 수 있다. 구체적으로, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수가 컷-오프 주파수보다 낮은 경우, 레이더 신호 처리 장치(100)는 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다.
또는, 레이더 신호 처리 장치(100)는 타겟(102)과 레이더 신호 처리 장치(100) 간의 이격 거리에 따라 컷-오프 주파수를 조절함으로써 제2 반사 신호와 레이더 신호를 믹싱한 결과를 추출할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치(100)는 추출된 제2 반사 신호와 레이더 신호를 믹싱한 결과를 이용하여 타겟(102)의 위치 정보를 추출할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 처리하는 방법에 관해 도시한 도면이다.
단계(200)에서, 레이더 신호 처리 장치는 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신할 수 있다. 구체적으로, 레이더 신호 처리 장치는 송신 안테나를 통해 장애물 뒤에 위치한 타겟으로 레이더 신호를 송신할 수 있다. 타겟은 장애물을 투과한 레이더 신호를 반사시킬 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 레이더에 대응할 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호 처리 장치는 장애물을 투과할 수 있는 레이더 신호를 송수신할 수 있는 투과형 레이더에 대응할 수 있다. 일례로, 레이더 신호 처리 장치는 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 송수신할 수 있는 FMCW 레이더에 대응할 수 있다.
단계(201)에서, 레이더 신호 처리 장치는 수신 안테나를 통해 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신할 수 있다. 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 반사되는 위치가 다르므로 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 주파수, 주기, 크기, 및 위상을 가질 수 있다. 이에 따라, 단계(202)에서, 레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호 간의 서로 다른 특성을 이용하여 제1 반사 신호를 제거할 수 있다.
예를 들어, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 레이더 신호를 변조한 경우, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다. 일례로, 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호의 주파수 대역은 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호의 주파수 대역보다 높은 주파수 대역을 가질 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호의 주파수 대역보다 높고 제2 반사 신호의 주파수 대역보다 낮은 주파수를 컷-오프 주파수로 설정한 하이패스 필터를 이용하여 제1 반사 신호를 필터링 할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호를 수신하여 레이더 신호와 믹싱할 수 있다. 그래서, 레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링 대역을 결정할 수 있다.
구체적으로, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 레이더 신호가 변조된 경우, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호의 주파수 대역은 수신 안테나와 반사된 위치와의 이격 거리에 비례할 수 있다. 따라서, 타겟이 장애물 뒤에 위치하는 경우, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 고정된 필터링 대역을 가진 필터 또는 적응적으로 조절되는 필터를 이용하여 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다.
그러면, 단계(203)에서, 레이더 신호 처리 장치는 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리함으로써 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 위치 정보는 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 이격 거리, 및 타겟의 이동 속도 등을 포함할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟을 향해 레이더 신호를 전송하는 안테나 전송 처리 장치를 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 레이더 신호 처리 장치는 오실레이터(Oscillator)에 의해 생성된 레이더 신호를 타겟으로 송신할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 레이더 신호 처리 장치는 밴드패스 필터(Band Pass Filter, BPF)를 거쳐 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 타겟으로 송신할 수 있다. 여기서, 타겟은 장애물 뒤에 위치할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 수신 안테나를 통해 장애물에 의해 반사된 레이더 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 장애물에 의해 반사된 레이더 신호는 제1 반사 신호에 대응할 수 있다. 장애물을 투과한 레이더 신호는 타겟에 의해 반사될 수 있다. 타겟에 의해 반사된 레이더 신호는 다시 장애물을 투과하여 레이더 신호 처리 장치로 전달될 수 있다. 이 때, 타겟에 의해 반사된 레이더 신호는 장애물에 의해 반사될 수도 있다. 여기서, 타겟에 의해 반사된 레이더 신호 중에서 장애물을 투과한 레이더 신호는 제2 반사 신호에 대응할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 수신 안테나를 통해 제1 반사 신호와 제2 반사 신호를 수신할 수 있다. 레이더 신호 처리 장치는 오실레이터를 통해 생성한 레이더 신호를 제1 반사 신호와 제2 반사 신호에 각각 믹싱할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 믹싱된 결과를 하이패스 필터를 통해 필터링할 수 있다. 이 때, 하이패스 필터는 고정된 필터링 대역을 가지거나 또는 적응적으로 조절되는 필터링 대역을 가질 수 있다.
구체적으로, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호의 주파수는 이격 거리에 비례하여 증가할 수 있다. 따라서, 제1 반사 신호의 주파수는 레이더 신호 처리 장치와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다. 또한, 제2 반사 신호의 주파수는 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다.
일례로, 레이더 신호 처리 장치는 고정된 컷-오프 주파수가 설정된 하이패스 필터를 통해 임의의 이격 거리 내에 존재하는 장애물로부터 반사된 신호를 필터링할 수 있다. 일례로, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과가 컷-오프 주파수보다 낮고, 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과가 컷-오프 주파수보다 높은 경우, 레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다.
또는, 레이더 신호 처리 장치는 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 이격 거리에 따라 필터링 대역을 조절할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 장애물 뒤에 타겟이 위치한 경우, 제2 반사 신호의 주파수가 제1 반사 신호의 주파수보다 높을 수 있다. 이에 따라, 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역보다 높을 수 있다. 그래서, 레이더 신호 처리 장치는 타겟과 레이더 신호 처리 장치 간의 이격 거리에 따라 하이패스 필터의 컷-오프 주파수를 조절함으로써, 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 추출할 수 있다. 레이더 신호 처리 장치는 추출한 결과를 통해 타겟의 위치 정보를 결정할 수 있다. 일례로, 레이더 신호 처리 장치는 능동 하이패스 필터를 이용하여 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 이격 거리에 따라 컷-오프 주파수를 조절할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 장애물이 레이더 신호 처리 장치로부터 일정 거리 내에 위치하는 경우 제1 반사 신호와 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다. 이 때의 일정 거리는 이격 최대 거리를 의미할 수 있다. 구체적으로, 이격 최대 거리보다 먼 거리에 장애물이 위치한 경우, 제1 반사 신호의 주파수는 레이더 신호 처리 장치의 컷-오프 주파수보다 높을 수 있다. 따라서, 레이더 신호 처리 장치는 이격 최대 거리 내에 존재하는 장애물로부터 반사된 제1 반사 신호를 필터링할 수 있다. 또한, 레이더 신호 처리 장치는 장애물이 레이더 신호 처리 장치로부터 일정 거리를 넘어 위치하는 경우 제1 반사 신호를 필터링할 수 있다. 이 때의 일정 거리는 이격 최소 거리를 의미할 수 있다. 따라서, 이격 최소 거리와 이격 최대 거리의 사이가 레이더 신호 처리 장치의 이격 조절 가능 범위일 수 있다.
도 4는 일실시예에 따라 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 처리하는 방법에 관해 도시한 도면이다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호의 주파수는 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 따라서, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호의 주파수도 시간에 비례하여 증가할 수 있다. 도 4(b)에 도시된 바와 같이 타겟이 장애물 뒤에 위치한 경우, 타겟과 수신 안테나 간의 이격 거리(d1)는 장애물과 수신 안테나 간의 이격 거리(d0)보다 길 수 있다. 그러면, 제 2 반사 신호의 주파수는 제1 반사 신호의 주파수보다 높을 수 있다. 즉, 주파수의 크기는 레이더 신호를 반사하는 대상과 수신 안테나 간의 이격 거리와 비례할 수 있다.
이 때, 도 3에 도시된 바와 같이 레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호를 오실레이터로부터 발생된 레이더 신호와 믹싱할 수 있다. 도 4(c)를 참고하면, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수(f0)와 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수(f1)는 일정할 수 있다. 즉, 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역과 다를 수 있다.
레이더 신호 처리 장치는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호가 서로 다른 주파수 대역을 가진 것을 이용하여 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다. 구체적으로, 레이더 신호 처리 장치는 고정된 컷-오프 주파수가 설정된 하이패스 필터를 통해 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다. 이 때, 레이더 신호 처리 장치는 컷-오프 주파수에 대응하는 이격 거리 내에 위치하는 대상으로부터 반사된 신호를 필터링할 수 있다.
또는, 레이더 신호 처리 장치는 타겟 또는 장애물과 레이더 신호 처리 장치 간의 이격 거리를 비교하여 하이패스 필터의 컷-오프 주파수를 조절함으로써 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 추출하여 타겟의 위치 정보를 결정할 수 있다. 하지만, 본 발명에서의 필터는 주파수 대역 만을 이용하는 것에 한정되지 않고, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호 간의 서로 다른 다양한 특성을 이용하여 제1 반사 신호를 제거할 수 있다.
도 5는 일실시예에 따라 제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 경우를 도시한 도면이다.
도 5(a)를 참고하면, f0는 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 중심 주파수에 대응할 수 있다. 또한, f1은 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 중심 주파수에 대응할 수 있다.
f0와 f1은 수신 안테나와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다. 레이더 신호 처리 장치는 서로 다른 주파수 대역을 가진 특성을 이용하여 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과 또는 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과 중 어느 하나를 필터링할 수 있다.
일례로, 레이더 신호 처리 장치는 고정된 필터링 대역을 가지는 하이패스 필터를 이용하여 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 제거할 수 있다. 또는, 레이더 신호 처리 장치는 적응적으로 조절되는 필터링 대역을 가지는 하이패스 필터를 이용하여 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 제거할 수 있도록 필터링 대역을 결정할 수 있다. 이에 따라 도 5(b)에 도시된 바와 같이 레이더 신호 처리 장치는 원하는 결과를 추출할 수 있다.
도 6는 일실시예에 따라 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 처리하는 방법을 수행하는 레이더 신호 처리 장치를 도시한 도면이다.
송신부(601)는 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신할 수 있다. 구체적으로, 송신부(601)는 송신 안테나를 통해 장애물 뒤에 위치한 타겟으로 레이더 신호를 송신할 수 있다. 타겟은 장애물을 투과한 레이더 신호를 반사시킬 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(600)는 레이더에 대응할 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호 처리 장치(600)는 장애물을 투과할 수 있는 레이더 신호를 송수신할 수 있는 투과형 레이더에 대응할 수 있다. 일례로, 레이더 신호 처리 장치(600)는 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 변조된 레이더 신호를 송수신할 수 있는 FMCW 레이더에 대응할 수 있다.
수신부(602)는 수신 안테나를 통해 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신할 수 있다. 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 반사되는 위치가 다르므로 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 주파수, 주기, 크기, 및 위상을 가질 수 있다. 이에 따라, 필터부(603)는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호 간의 서로 다른 특성을 이용하여 제1 반사 신호를 제거할 수 있다.
예를 들어, FMCW 방식에 따라 레이더 신호를 변조한 경우, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호는 서로 다른 주파수 대역을 가질 수 있다. 일례로, 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호의 주파수 대역은 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호의 주파수보다 높은 주파수 대역을 가질 수 있다. 이에 따라, 필터부(603)는 제1 반사 신호의 주파수 대역보다 높고 제2 반사 신호의 주파수 대역보다 낮은 주파수를 컷-오프 주파수(cut-off frequency)로 설정한 하이패스 필터(high pass filter)를 이용하여 제1 반사 신호를 필터링 할 수 있다.
레이더 신호 처리 장치(600)는 제1 반사 신호와 제2 반사 신호를 수신하여 레이더 신호와 믹싱할 수 있다. 그래서, 필터부(603)는 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링 대역을 결정할 수 있다.
예를 들어, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 레이더 신호가 변조된 경우, 제1 반사 신호와 제2 반사 신호의 주파수는 수신 안테나와 반사된 위치와의 이격 거리에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역보다 작을 수 있다. 이에 따라, 레이더 신호 처리 장치는 이격 거리를 고려하여 필터링 대역을 결정함으로써 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과를 필터링할 수 있다.
구체적으로, 주파수 변조 연속 파 방식에 따라 레이더 신호가 변조된 경우, 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역과 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은 일정할 수 있다. 이에 따라, 필터링 결과 추출된 제2 반사 신호는 고정된 주파수 대역을 가질 수 있다. 그러면, 처리부(604)는 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리함으로써 타겟의 위치 정보를 추출할 수 있다. 위치 정보는 레이더 신호 처리 장치와 타겟 간의 이격 거리, 및 타겟의 이동 속도 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신하는 단계;
    수신 안테나를 통해 상기 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하는 단계;
    제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리하는 단계
    를 포함하는 레이더 신호 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터링하는 단계는,
    상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링하는 레이더 신호 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은,
    상기 수신 안테나와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정되고,
    상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은,
    상기 수신 안테나와 타겟 간의 이격 거리에 따라 결정되는 레이더 신호 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 신호는,
    주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조된 레이더 신호 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터링하는 단계는,
    제1 반사 신호를 제거할 수 있는 하이패스 필터(High Pass Filter)를 이용하여 필터링하는 레이더 신호 처리 방법.
  6. 송신 안테나를 통해 레이더 신호를 송신하는 송신부;
    수신 안테나를 통해 상기 레이더 신호가 장애물에 의해 반사된 제1 반사 신호와 장애물 뒤에 위치한 타겟에 의해 반사된 제2 반사 신호를 수신하는 수신부;
    제1 반사 신호를 제거할 수 있는 필터를 이용하여 필터링하는 필터부; 및
    상기 필터링한 결과에 따라 추출된 제2 반사 신호를 처리하는 처리부
    를 포함하는 레이더 신호 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역 및 상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역을 고려하여 필터링하는 레이더 신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은,
    상기 수신 안테나와 장애물 간의 이격 거리에 따라 결정되고,
    상기 제2 반사 신호에 레이더 신호를 믹싱한 결과의 주파수 대역은,
    상기 수신 안테나와 타겟 간의 이격 거리에 따라 결정되는 레이더 신호 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 레이더 신호는,
    주파수 변조 연속 파(Frequency Modulation Continuous Wave) 방식에 따라 변조된 레이더 신호 처리 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 필터부는,
    제1 반사 신호를 제거할 수 있는 하이패스 필터(High Pass Filter)를 이용하여 필터링하는 레이더 신호 처리 장치.
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