KR20160088644A - 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법 - Google Patents

국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160088644A
KR20160088644A KR1020150007995A KR20150007995A KR20160088644A KR 20160088644 A KR20160088644 A KR 20160088644A KR 1020150007995 A KR1020150007995 A KR 1020150007995A KR 20150007995 A KR20150007995 A KR 20150007995A KR 20160088644 A KR20160088644 A KR 20160088644A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
radar
time delay
local oscillator
phase noise
Prior art date
Application number
KR1020150007995A
Other languages
English (en)
Inventor
김진수
이구섭
Original Assignee
(주)케이에스티테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)케이에스티테크놀로지 filed Critical (주)케이에스티테크놀로지
Priority to KR1020150007995A priority Critical patent/KR20160088644A/ko
Publication of KR20160088644A publication Critical patent/KR20160088644A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/346—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using noise modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/2813—Means providing a modification of the radiation pattern for cancelling noise, clutter or interfering signals, e.g. side lobe suppression, side lobe blanking, null-steering arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

국부 발진기 신호를 이용하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 장치는, 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 안테나부, 상기 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 상기 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 시간 지연부 및 상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 위상잡음 감쇄부를 포함할 수 있다.

Description

국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ATTENUATING THE PHASE NOISE BY USING THE TIME DELAY OF THE LOCAL OSCILLATOR SIGNAL}
본원은 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
레이더(Radar)란 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등의 정보를 제공해주는 무선감시장치 시스템이다. 레이더의 구조와 운용원리를 살펴보면, 레이더는 안테나부, 송수신기부, 지시기부로 구성되며, 송신기에서 생성된 전자파를 안테나를 통해 방사하고 물체에 반사되어 안테나로 되돌아온 신호를 수신기에 전송한다. 이때, 수신된 신호 중 저잡음 수신기로 유효 신호만을 선별하여 증폭한 후 주파수 하향 변환 및 디지털복조처리를 거친 신호를 신호처리기로 전송하고, 신호처리 과정을 통해 필요한 정보를 추출하고 분석하여 물체의 거리, 방향, 고도 및 속도 정보를 생성한다.
레이더 시스템의 주파수 상향 및 하향 변환기에 사용되는 국부 발진기는 일반적으로 높은 위상잡음을 가지고 있다. 여기서, 위상잡음이란, 발진기의 발진 성능을 나타내는 지표중의 하나로써, 발진 중에 시간 축 신호의 불안정성으로 인해 발진된 신호의 파형이 미세하게 찌그러지거나 떨리는 현상을 의미한다. 높은 위상잡음은 신호처리과정에서 오차 발생의 요인이 되기 때문에 레이더 시스템의 오차를 줄이기 위해서 위상잡음을 최소화할 필요가 있다. 본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0187756호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이더 시스템에서 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 오차 발생의 요인이 되는 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 국부 발진기 신호를 이용하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 장치는, 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 안테나부, 상기 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 상기 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 시간 지연부 및 상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 위상잡음 감쇄부를 포함할 수 있다.
본 실시예의 일 예에 따르면, 레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성부 및 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부를 더 포함하되, 상기 안테나부는, 상기 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력하고, 상기 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신할 수 있다.
본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 주파수 변환부는 상기 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 상향 변환하되, 상기 위상잡음 상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환함으로써, 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄일 수 있다.
본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 시간 지연을 예측하는 시간 지연 예측부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 일예에 따르면, 상기 시간 지연 예측부는 상기 레이더 신호의 가상 타겟 거리에 기초하여 상기 시간 지연을 예측할 수 있다.
본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 시간 지연 예측부는 t-1 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 1 시간 지연에 기초하여 t 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 2 시간 지연을 예측할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 국부 발진기 신호를 이용하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 방법은, 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 단계, 상기 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 상기 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 단계 및 상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예의 일 예에 따르면, 상기 위상잡음 감쇄 방법은, 상기 레이더 반사 신호를 수신하는 단계 이전에, 레이더 신호를 생성하는 단계, 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 변환하는 단계 및 상기 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되, 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 단계 이후에, 상기 레이더 신호 및 상기 레이더 반사 신호에 기초하여 상기 타겟에 관한 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 레이더 시스템에서 반사되어 들어오는 신호의 시간 지연에 따라 위상잡음의 상쇄 정도가 다르기 때문에, 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 오차 발생의 요인이 되는 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 시스템의 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치의 블록도이다.
도 3은 본원의 다른 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치의 블록도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 방법의 흐름도이다.
도 5는 본원의 다른 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 방법의 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 시스템 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 시스템은 위상잡음 감쇄 장치(100) 및 타겟(150)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 타겟(150)을 향하여 레이더 신호를 출력하고, 타겟(150)에 의하여 반사된 레이더 반사 신호를 수신할 수 있다. 또한, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호와 레이더 반사 신호에 기초하여 타겟(150)에 관한 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 타겟(150)에 관한 정보의 일 예는 타겟(150)의 위치 정보, 영상 정보 및 지도 정보를 포함한다.
일 예로, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호와 레이더 반사 신호의 차이에 기초하여 타겟(150)의 위치 정보로서 타겟(150)의 좌표를 생성할 수 있다. 다른 예로, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호와 레이더 반사 신호의 차이에 기초하여 타겟(150)의 영상 정보로서 타겟에 관한 이미지 또는 비디오를 생성할 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치(100)는 제어부(110), 안테나부(120), 시간지연부(130), 및 위상잡음 감쇄부(140)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 일부 실시예에서는 위상잡음 감쇄 장치(100)가 도 1과 다르게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 제어부(110), 안테나부(120), 시간 지연부(130) 및 위상잡음 감쇄부(140) 이외에 위상잡음 감쇄 장치(100)를 제공하기 위해 필요한 구성요소를 더 포함할 수 있다.
제어부(110)는 안테나부(120), 시간지연부(130) 및 위상잡음 감쇄부(140) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성부를 포함할 수 있으며, 도 1에는 도시하지 않았지만, 생성된 레이더 신호를 송신하는 송신부와 연결될 수도 있다.
또한, 도 1에는 도시되지 않았으나, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 주파수 상향 및 하향 변환기에 사용되는 국부 발진기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 국부 발진기(미도시)는 신호 주파수의 변환 등에 사용될 수 있다. 이 때, 레이더 신호에 국부 발진기의 신호를 더한 출력을 내는 것이 주파수 상향 변환이고, 입력받은 신호에서 국부 발진기 주파수만큼을 뺀 출력을 주파수 하향 변환이라 할 수 있다.
위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호의 송신 및 수신에 대해 상기 국부 발진기를 공유하여 사용할 수 있다. 일반적으로, 국부 발진기는 높은 위상잡음을 가질 수 있다. 이 때, 위상잡음 감쇄 장치(100)의 송신을 담당하는 유닛과 수신을 담당하는 유닛이 국부 발진기를 공유하면 국부 발진기의 위상잡음을 감쇄할 수 있다.
안테나부(120)는 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력하고, 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟(150)으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 위상잡음 감쇄 장치(100)의 안테나부(120)는 레이더 신호를 출력하는 출력 안테나부와 레이더 반사 신호를 수신하는 수신 안테나부를 포함하는 하나의 안테나부(120)로 구성될 수 있다. 또한, 안테나부(120)는 안테나를 제어하는 모듈 및 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.
시간 지연부(130)는 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성할 수 있다.
위상잡음 감쇄 장치(100)는 시간 지연부(130)가 국부 발진기 신호에 적절한 시간 지연을 줄 수 있도록 시간 지연을 예측하는 시간 지연 예측부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 시간 지연 예측부(미도시)는 타겟(150)으로부터의 반사된 레이더 반사 신호를 측정하여 시간 지연을 예측할 수 있다.
또한, 시간 지연 예측부(미도시)는 레이더 신호의 가상 타겟(150) 거리에 기초하여 시간 지연을 예측할 수 있다. 예를 들어, 가상 타겟 거리가 1.5km인 경우, 시간 지연 예측부(미도시)는 이에 대응하는 시간 지연을 미리 계산하여 시간 지연부(130)로 전송할 수 있다. 다른 예를 들어, 가상 타겟 거리가 1km 내지 1.5km 사이에 위치할 경우, 1km의 가상 타겟 거리와 1.5km의 가상 타겟 거리 사이의 평균을 계산하여 이에 대응하는 시간 지연을 미리 계산할 수 있다.
시간 지연 예측부(미도시)는 t-1 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 1 시간 지연에 기초하여 t 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 2 시간 지연을 예측할 수 있다. 예를 들어, 시간 지연 예측부(미도시)는 t-1 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 1 시간 지연이 1ms인 경우, t 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 2 시간 지연을 1ms에 기 정해진 단위값인 0.2ms를 더한 1.2ms로 예측할 수 있다. 다른 예를 들어, 시간 지연 예측부(미도시)는 t-1 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 1 시간 지연인 1ms와 t-2 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 3 시간 지연인 1.5ms의 평균값인 1.25ms를 제 2 시간 지연으로 예측할 수 있다.
위상잡음 감쇄부(140)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄일 수 있다. 예를 들어, 타겟(150)으로부터 반사되어 들어오는 신호의 시간 지연에 따라 위상 잡음의 감쇄 정도가 다르기 때문에 위상잡음 감쇄부(140)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환함으로써, 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄일 수 있다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치의 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본원의 다른 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치(100)는 안테나부(120), 시간 지연부(130), 위상잡음 감쇄부(140), 레이더 신호 생성부(160), 국부 발진기 신호 생성부(170), 주파수 변환부(180) 및 정보 생성부(190)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나부(120)는 제 1 안테나부(121) 및 제 2 안테나부(122)를 포함할 수 있다.
레이더 신호 생성부(160)는 레이더 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 레이더 신호는 전자기파를 의미할 수 있다. 전자기파는 전자파라고도 하며, 주로 파장의 길이가 약 1mm 이상인 전자기파를 전파라고 부른다. 레이더는 근본적으로 이 전파를 이용한 탐지장치라고 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이더 신호 생성부(160)에서 생성되는 레이더 신호는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001

여기서, S1은 레이더 신호를 의미하며,ws는 레이더 신호의 주파수, t는 시간을 의미할 수 있다.
국부 발진기 신호 생성부(170)는 주파수 변환을 위한 신호를 생성할 수 있다. 수학식 2의 LO는 국부 발진기 신호의 일예를 나타낸 것이다.
[수학식 2]
Figure pat00002

여기서, wl은 국부 발진기 신호의 주파수이고,
Figure pat00003
는 국부 발진기 신호의 위상잡음 성분일 수 있다. 위상잡음은 발진기의 발진 성능을 나타내는 지표중의 하나로서, 발진기는 특정 주파수를 정확하게 생성해야 하는데 발진을 하다 보면 시간축 신호의 불안정성(트랜지스터의 불안정 조건으로 인한)으로 인해 발진된 신호의 사인파형 자체가 미세하게 찌그러지거나 떨리는 현상이 발생하는데 이것을 위상잡음이라고 한다. 위상잡음은 레이더 시스템의 오차 발생의 요인으로 작용할 수 있다.
주파수 변환부(180)는 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 신호의 주파수를 상향 변환할 수 있다. 이때, 주파수 변환부(180)는 믹서(Mixer)의 역할을 수행할 수 있다. 믹서(Mixer)는 주파수 변환기/변환 회로의 일종으로, 두 개의 주파수가 입력되면 두 주파수의 합과 차에 해당하는 주파수를 출력할 수 있다. 여기서, 두 주파수의 합에 해당하는 출력이 주파수 상향변환이고, 차에 해당하는 출력이 주파수 하향변환이다. 주파수 변환부(180)에 의해 상향 변환된 주파수 신호는 수학식 3과 같이 정의 될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00004

여기서, S2는 레이더의 출력 신호이고, 주파수가 상향 변환된 신호를 의미할 수 있다. 레이더 출력 신호는 제 1 안테나부(121)를 통해 출력 될 수 있다.
타겟(150)으로부터 반사된 레이더 반사 신호는 제 2 안테나부(122)를 통해 수신될 수 있으며, 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00005

여기서, S3는 타겟(150)으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 의미하고, d는 타겟까지의 왕복 지연 시간을 의미할 수 있다. 또한, 신호처리부로 입력되는 최종 신호는 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00006
여기서, S4는 신호처리부로 입력되는 최종 신호이고, 최종 신호에는
Figure pat00007
와 같은 위상잡음 성분이 남아 있을 수 있다. 시간 지연이 없을 경우(d=0일 경우) 위상잡음은 상쇄되어 시스템에 영향을 주지 않는다. 따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 시간 지연부(130)를 이용하여 국부 발진기 신호에 시간 지연을 주면 위상잡음의 줄일 수 있다. 이 때, 시간 지연의 일 예는
Figure pat00008
에 대응하는 소정 값인 d1일 수 있다. 수학식 2를 참조하여 예시하면, 시간 지연 국부발진기 신호의 일 예는 시간 지연 d1이 반영된 수학식 6 일 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00009

위상잡음 감쇄부(140)는 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 시간 지연부(130)의 신호에 기초하여, 제 2 안테나부(122)로부터 수신된 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환함으로써, 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄할 수 있다.
정보 생성부(190)는 레이더 신호 및 레이더 반사 신호에 기초하여 타겟(150)에 관한 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 타겟(150)에 관한 정보는 위치 정보, 거리 정보, 영상 이미지 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 영상 이미지 정보의 경우, 항공기 레이더 시스템에서 지형, 지물로부터 반사되어 들어오는 레이더 신호를 이용하여 대략적인 레이더 영상 이미지를 만드는데 활용될 수 있다.
또한, 정보 생성부(190)는 최종 신호를 처리하기 위한 신호 처리부를 포함할 수 있다.
도 3은 본원의 다른 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 장치의 블록도이다. 도 3은 도2의 위상잡음 감쇄 장치(100)의 실제 구성을 나타낼 수 있다.
Mixer(200)는 도 2에서 설명한 바와 같이, 주파수 변환부(180) 및 위상잡음 감쇄부(140)를 의미할 수 있다. 예를 들어, Mixer(200)는 주파수를 변환하는 역할을 할 수 있다. 두개의 주파수가 입력되면 두 주파수의 합과 차에 해당하는 주파수를 출력할 수 있다. 이때, 국부 발진기의 입력을 더한 출력을 내는 것이 주파수 상향 변환이고, 입력받은 신호에서 국부 발진기의 주파수만큼을 뺀 출력을 내는 것이 주파수 하향 변환일 수 있다. Mixer(200)는 레이더 신호 생성부(160)와 국부 발진기 신호 생성부(170)의 신호에 기초하여 주파수를 상향 변환할 수 있다. 또한, Mixer(200)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환할 수 있다.
레이더 신호 증폭부(210)는 Mixer(200)에 의해 상향 변환된 레이더 신호를 증폭할 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호 증폭부(210)는 전력 증폭기를 의미할 수 있다. 대체로 입력 신호는 매우 작기 때문에 충분히 증폭되어야 하는데 전력 증폭기는 변환기나 다른 입력전원으로부터 신호를 받아서 증폭한 후 이를 출력장치나 다른 증폭단으로 출력할 수 있다.
저잡음 증폭부(220)는 안테나가 잡은 레이더 반사 신호의 잡음을 낮추고, 미약한 신호를 증폭시킬 수 있다. 수신단에서 수신된 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력레벨을 가지게 되는데 저잡음 증폭부(220)를 통해 신호를 증폭하고 잡음을 최소화할 수 있다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 위상잡음 감쇄 방법은 앞선 도 1 내지 도 3을 통해 설명된 위상잡음 감쇄 장치(100)에 의하여 수행된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 3을 통해 위상잡음 감쇄 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 4에도 적용된다.
단계 S410에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신할 수 있다. 단계 S420에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성할 수 있다. 단계S430에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄일 수 있다.
도 5는 본원의 다른 일 실시예에 따른 위상잡음 감쇄 방법의 흐름도이다. 도 5에 도시된 위상잡음 감쇄 방법은 앞선 도 1 내지 도 3을 통해 설명된 위상잡음 감쇄 장치(100)에 의하여 수행된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 3을 통해 위상잡음 감쇄 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 도 5에도 적용된다.
단계 S510에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호는 전자기파를 의미할 수 있다. 전자기파는 전자파라고도 하며, 주로 파장의 길이가 약 1mm 이상인 전자기파를 전파라고 부른다.
단계 S520에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 신호의 주파수를 변환할 수 있다. 예를 들어, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 신호의 주파수를 상향 변환할 수 있다. 또한, 위상잡음 감쇄 장치(100)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환할 수 있다.
단계 S530에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력할 수 있다. 주파수가 변환된 레이더 신호는 단계 S520에 의해 상향 변환된 신호이며, 레이더 신호 증폭부를 통해 증폭된 신호일 수 있다.
단계 S540에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신할 수 있다. 단계 S550에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성할 수 있다. 단계 S560에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환 함으로써, 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄일 수 있다.
단계 S570에서 위상잡음 감쇄 장치(100)는 레이더 신호 및 레이더 반사 신호에 기초하여 타겟에 관한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 타겟에 관한 정보는 위치 정보, 거리 정보, 영상 이미지 정보 등을 포함할 수 있다.
앞서 설명된 위상잡음 감쇄 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 위상잡음 감쇄 장치
110: 제어부
120: 안테나부
121: 제 1 안테나부
122: 제 2 안테나부
130: 시간 지연부
140: 위상잡음 감쇄부
150: 타겟
160: 레이더 신호 생성부
170: 국부 발진기 신호 생성부
180: 주파수 변환부
190: 정보 생성부
200: Mixer
210: 레이더 신호 증폭부
220: 저잡음 증폭부

Claims (9)

  1. 국부 발진기 신호를 이용하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 장치에 있어서,
    레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 안테나부;
    상기 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 상기 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 시간 지연부; 및
    상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 위상잡음 감쇄부를 포함하는 위상잡음 감쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성부; 및
    국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부를 더 포함하되,
    상기 안테나부는, 상기 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력하고, 상기 레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 것인, 위상잡음 감쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 상기 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 상향 변환하되,
    상기 위상잡음 상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 주파수를 하향 변환함으로써, 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 것인, 위상잡음 감쇄 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 지연을 예측하는 시간 지연 예측부를 더 포함하는 위상잡음 감쇄 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 시간 지연 예측부는, 상기 레이더 신호의 가상 타겟 거리에 기초하여 상기 시간 지연을 예측하는 것인, 위상잡음 감쇄 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 시간 지연 예측부는 t-1 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 1 시간 지연에 기초하여 t 시점에서의 레이더 반사 신호의 제 2 시간 지연을 예측하는 것인, 위상잡음 감쇄 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수가 변환된 레이더 신호를 증폭하는 레이더 신호 증폭부;
    상기 레이더 반사 신호의 잡음을 낮추면서 상기 레이더 반사 신호의 크기를 증폭하는 저잡음 증폭부; 및
    상기 레이더 신호 및 상기 레이더 반사 신호에 기초하여 상기 타겟에 관한 정보를 생성하는 정보 생성부를 더 포함하는 것인, 위상잡음 감쇄 장치.
  8. 국부 발진기 신호를 이용하여 레이더 반사 신호의 위상잡음을 감쇄하는 방법에 있어서,
    레이더 신호의 출력에 의하여 타겟으로부터 반사된 레이더 반사 신호를 수신하는 단계;
    상기 레이더 신호의 주파수 변환에 필요한 국부 발진기 신호에 시간 지연을 줌으로써, 상기 국부 발진기 신호로부터 시간 지연 국부 발진기 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 시간 지연 국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 단계를 포함하는 위상잡음 감쇄 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위상잡음 감쇄 방법은,
    상기 레이더 반사 신호를 수신하는 단계 이전에, 레이더 신호를 생성하는 단계;
    국부 발진기 신호에 기초하여 상기 레이더 신호의 주파수를 변환하는 단계; 및
    상기 주파수가 변환된 레이더 신호를 출력하는 단계를 더 포함하되,
    상기 레이더 반사 신호의 위상잡음을 줄이는 단계 이후에, 상기 레이더 신호 및 상기 레이더 반사 신호에 기초하여 상기 타겟에 관한 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 위상잡음 감쇄 방법.
KR1020150007995A 2015-01-16 2015-01-16 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법 KR20160088644A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150007995A KR20160088644A (ko) 2015-01-16 2015-01-16 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150007995A KR20160088644A (ko) 2015-01-16 2015-01-16 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160088644A true KR20160088644A (ko) 2016-07-26

Family

ID=56680859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150007995A KR20160088644A (ko) 2015-01-16 2015-01-16 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160088644A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108020824A (zh) * 2017-11-28 2018-05-11 中国科学院电子学研究所 基于本振数字延时的sal信号相干性保持的方法
WO2019216452A1 (ko) * 2018-05-08 2019-11-14 서울대학교 산학협력단 안테나 어레이 외삽을 이용한 레이더 수신신호의 도착방향 추정 방법 및 장치
WO2022150006A1 (en) * 2021-01-08 2022-07-14 Saab Ab A monostatic radar system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108020824A (zh) * 2017-11-28 2018-05-11 中国科学院电子学研究所 基于本振数字延时的sal信号相干性保持的方法
CN108020824B (zh) * 2017-11-28 2021-08-13 中国科学院电子学研究所 基于本振数字延时的sal信号相干性保持的方法
WO2019216452A1 (ko) * 2018-05-08 2019-11-14 서울대학교 산학협력단 안테나 어레이 외삽을 이용한 레이더 수신신호의 도착방향 추정 방법 및 장치
US11892558B2 (en) 2018-05-08 2024-02-06 Seoul National University R&Db Foundation Method and apparatus for estimating direction of arrival of radar reception signal using antenna array extrapolation
WO2022150006A1 (en) * 2021-01-08 2022-07-14 Saab Ab A monostatic radar system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10651957B2 (en) Proximity detection using a hybrid transceiver
EP3602102B1 (en) Leakage signal cancellation
EP2454832B1 (en) Integrated circuit, transceiver and method for leakage cancellation in a receive path
EP2454642B1 (en) Integrated circuit, communication unit and method for phase adjustment
US9581683B2 (en) Delay device for checking frequency modulated continuous wave (FMCW) radar
JP2018516364A (ja) レーダシステムにおける雑音軽減
US20120105270A1 (en) Observation signal processing apparatus
KR20160088644A (ko) 국부 발진기 신호의 시간 지연을 이용하여 위상잡음을 감쇄하는 장치 및 방법
US20240175977A1 (en) Radar transceiver
US20230417871A1 (en) Active reflector with oscillation inhibition
JP4999592B2 (ja) レーダ装置
KR101757883B1 (ko) 레이더를 이용한 표적 탐지 방법 및 시스템
KR20070059861A (ko) Ｒｆ 송수신 모듈 및 이를 이용한 밀리미터파 ｆｍｃｗ레이더 센서
CN114994678A (zh) 多通道双基sar无线相位预失真方法、装置及电子设备
US20200213029A1 (en) Electronic warfare system device with non-real-time threat signal analysis and electronic attack function
US11480655B2 (en) Transmitter-receiver leakage suppression in integrated radar systems
US6639547B2 (en) System for functional testing in a continuous-wave radar
KR20200068586A (ko) 경로 손실 보상을 위한 임펄스 레이더 송수신기
US20120182177A1 (en) Mixer monitoring
JP2013024836A (ja) レーダ受信機
Melzer et al. Novel mixed-signal based short-range leakage canceler for FMCW radar transceiver MMICs
KR101770741B1 (ko) 레이더 신호 수신 범위 확대 장치 및 방법
JP2021006779A (ja) レーダ装置および信号処理装置
JP7446122B2 (ja) レーダ装置、及びパルス圧縮装置
KR101512718B1 (ko) Rf 신호의 송신 시간을 제어하기 위한 fmcw 장비

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application