KR20170025764A - 레이더 모듈 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈은 송신 안테나부와 수신 안테나부를 포함하는 안테나부와, 상기 안테나부와 연결되어 송신 신호 및 수신 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 송신 안테나부는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나와 근거리용 송신 안테나로 구성되고, 상기 수신 안테나부는 복수 채널의 장거리용 수신 안테나와 근거리용 수신 안테나로 구성된다.

Description

레이더 모듈 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치{RADAR MODULE AND AUTOMOTIVE RADAR APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 차량용 레이더 장치에 관한 것으로, 특히 근거리 및 장거리 레이더 모듈을 포함하는 차량용 레이더 장치에 관한 것이다.
레이더 장치가 다양한 기술분야에 적용되고 있고, 최근에는 차량에 탑재되어 차량의 이동성을 향상시키고 있다. 이러한 레이더 장치는 전자기파를 이용하여, 차량의 주변환경에 대한 정보를 탐지한다. 그리고, 해당 정보가 차량의 이동에 이용됨에 따라 차량 이동성의 효율이 향상될 수 있다. 이를 위해, 레이더 장치는 안테나를 구비하여 전자기파를 송수신한다.
한편, 차량용 레이더는 장거리용 레이더 장치(LRR; long range radar)와 근거리용 레이더 장치(SRR; short range radar)로 분류될 수 있으며, 장거리용 레이더 장치의 경우 77GHz 대역의 주파수를 주로 사용하고, 근거리용 레이더 장치의 경우 24GHz 대역을 주로 사용하고 있다.
장거리용 레이더 장치와 근거리용 레이더 장치를 모두 포함하는 차량용 레이더가 동시에 장거리와 근거리에 배치되는 물체를 탐지하기 위한 FOV(field of view)와 탐지거리를 확보하기 위해, 최적의 안테나 채널 간의 간격 배치 및 안테나 이득 확보가 필요하다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 근거리 및 장거리를 동시에 탐지하기 위한 최적의 안테나 채널간의 배치 구조를 포함하는 레이더 모듈 및 이를 포함하는 차량용 레이더 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈은, 송신 안테나부와 수신 안테나부를 포함하는 안테나부와, 상기 안테나부와 연결되어 송신 신호 및 수신 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고, 상기 송신 안테나부는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나와 근거리용 송신 안테나로 구성되고, 상기 수신 안테나부는 복수 채널의 장거리용 수신 안테나와 근거리용 수신 안테나로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 레이더 장치는, 케이스와, 상기 케이스에 수용되고, 안테나부를 실장하는 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 안테나부는 송신 안테나부와 수신 안테나부를 포함하고, 상기 송신 안테나부는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나와 근거리용 송신 안테나로 구성되고, 상기 수신 안테나부는 복수 채널의 장거리용 수신 안테나와 근거리용 수신 안테나로 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 최적의 안테나 채널간 간격의 배치 구조를 제공하여 근거리 및 장거리의 물체를 동시에 탐지가 가능한 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 구현 예를 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 송신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 송신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 레이더 장치를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 송신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 수신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 송신 안테나와 수신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 레이더 모듈(100)은 안테나부(200), 신호처리부(300), 제어부(400)를 포함할 수 있다.
레이더 모듈(100)은 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 동작을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 레이더 모듈(100)은 전자기파를 통해 주변 환경에 대한 정보를 탐지하고, 물체의 동작에 의해 물체의 이동을 감지할 수 있다.
안테나부(200)는 송신 안테나부(210)와 수신 안테나부(240)를 포함할 수 있다. 송신 안테나부(210)는 장거리용 송신 안테나(220)와 근거리용 송신 안테나(230)를 포함할 수 있고, 수신 안테나부(240)는 장거리용 수신 안테나(250)와 근거리용 수신 안테나(260)를 포함할 수 있다.
안테나부(200)는 레이더 모듈(100)의 무선 송수신 기능을 수행한다. 즉, 안테나부(200)는 송신 신호를 공중으로 송신하고, 공중으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 송신 신호는 레이더 모듈(100)에서 송출되는 무선 신호를 나타낸다. 그리고 수신 신호는 송신 신호가 타겟(target)에 의해 반사됨에 따라, 레이더 모듈(100)로 유입되는 무선 신호를 나타낸다.
송신 안테나부(210)는 송신 신호를 공중으로 송신할 수 있다. 송신 안테나 부(210)는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나(220)와 근거리용 송신 안테나(230)를 포함할 수 있다.
수신 안테나부(240)는 공중으로부터 수신 신호를 수신한다. 수신 안테나부(240)는 다수 채널의 장거리용 수신 안테나(250)와 근거리용 수신 안테나(260)를 포함할 수 있다.
신호처리부(300)는 레이더 모듈(100)의 무선 처리 기능을 수행할 수 있다. 이때, 신호처리부(300)는 송신 신호 및 수신 신호를 처리할 수 있다. 신호처리부(300)는 송신처리부(310)와 수신처리부(320)를 포함할 수 있다.
송신처리부(310)는 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 송신처리부(310)는 송신 안테나부(210)로 송신 신호를 출력할 수 있다. 송신처리부(310)는 발진부(미도시)를 구비할 수 있고, 예컨대 상기 발진부는 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator; VCO) 및 발진기(oscillator)를 포함할 수 있다.
수신처리부(320)는 수신 안테나부(240)로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 수신처리부(320)는 상기 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 수신처리부(320)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA; 도시되지 않음) 및 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter; ADC; 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기는 수신 신호를 저잡음 증폭할 수 있고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 데이터로 변환하여 수신 데이터를 생성할 수 있다.
제어부(400)는 레이더 모듈(100)을 구동시킬 수 있다. 제어부(400)는 차량 주행 중 레이더 모듈(100)을 구동시킬 수 있다. 제어부(140)는 레이더 모듈(100)을 제어하여, 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 감지 여부를 판단한다. 제어부(400)는 송신 데이터 및 수신 데이터를 처리한다. 제어부(400)는 송신처리부(310)를 제어하여 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 제어부(400)는 수신 처리부(320)를 제어하여, 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 제어부(400)는 송신 데이터와 수신 데이터를 동기화할 수 있다. 제어부(400)는 수신 데이터로 CFAR 연산, 트래킹 연산, 타겟 선택 연산 등을 수행하여, 타겟에 대한 각도 정보, 속도 정보 및 거리 정보를 추출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더 모듈의 구현 예를 도시하는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 레이더 모듈(100)은 복수의 어레이를 포함하는 장거리용 송신 안테나(220)와 근거리용 송신 안테나(230), 복수의 어레이와 복수의 채널을 포함하는 장거리용 송신 안테나(250)와 근거리용 수신 안테나(260), 장거리용 송신 안테나(220)와 근거리용 송신 안테나(230)의 신호를 처리하는 송신처리부(310), 장거리용 수신 안테나(250)와 근거리용 수신 안테나(260)의 신호를 처리하는 수신처리부(320)를 인쇄회로기판(650)에 실장할 수 있다.
레이더 모듈(100)은 장거리용 송신 안테나(220)와 장거리용 수신 안테나(250) 사이에 근거리용 송신 안테나(230)가 배치될 수 있고, 근거리용 송신 안테나(230)와 근거리용 수신 안테나(260) 사이에 장거리용 수신 안테나(250)가 배치될 수 있다.
장거리용 송신 안테나(220)의 길이는 근거리용 송신 안테나(230)의 길이보다 길 수 있고, 장거리용 수신 안테나(250)의 길이는 근거리용 수신 안테나(260)의 길이보다 길 수 있다.
송신처리부(310)는, 장거리용 송신 안테나(220)와 근거리용 송신 안테나(230)와 연결되어 송신 신호를 출력할 수 있고, 제1수신처리부(321)와 제2수신처리부(323)을 포함하는 수신처리부(320)와 연결될 수 있다.
제1수신처리부(321)는 장거리용 수신 안테나(250)와 연결되어 수신 신호를 수신할 수 있고, 제2수신처리부(323)는 근거리용 수신 안테나(260)와 연결되어 수신 신호를 수신할 수 있다. 제1수신처리부(321)는 송신처리부(310)와 제2수신처리부(323) 사이에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 송신 안테나를 도시하는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 장거리용 송신 안테나(220)는 단일 채널로서, 복수의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 어레이는 4개의 어레이를 포함할 수 있고, 예컨대 제1어레이(a1), 제2어레이(a2), 제3어레이(a3) 및 제4어레이(a4)일 수 있다.
장거리용 송신 안테나(220)는 복수의 급전선로, 분배부 및 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1어레이(a1)는 급전선로(221), 분배부(222), 복수의 방사체를 포함할 수 있다.
급전선로(221)는 복수의 방사체에 신호를 공급하기 위해 분배부(222)로부터 연장되어 배치될 수 있다. 급전선로(221)는 일 방향으로 연장되고 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 급전선로(221)는 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 급전 선로(221)의 일 단부로부터 타 단부로 신호가 전달될 수 있다.
분배부(222)는 신호처리부(300)와 급전선로(221) 사이에 배치되고, 급전선로(221)에 신호를 공급할 수 있다. 분배부(222)는 복수의 급전선로에 신호를 분배할 수 있다.
복수의 방사체들은 장거리용 송신 안테나(220)에서 신호를 방사한다. 상기 복수의 방사체들은 장거리용 송신 안테나(220)의 방사 패턴(radiation pattern)을 형성한다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(221)에 분산되어 배치된다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(221)들을 따라 배열된다. 이를 통해, 급전선로(221)로부터 방사체(220)들로 신호가 공급된다. 상기 복수의 방사체들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 복수의 방사체들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(223)는 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(225)보다 분배부(222)와 이격될 수 있다. 즉, 복수의 어레이의 위상을 동일하게 조정하기 위해 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(223)를 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(225)보다 분배부(222)와 이격되게 배치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 어레이 중 분배부(222)와 가장 인접한 방사체들(223, 225)은 급전선로(221)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체들(223, 225)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 복수의 어레이 중 분배부(222)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(224)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
제3어레이(a3)와 제4어레이(a4)의 간격(w1)은 1.6mm 이상 1.8mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.8mm일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 제1어레이(a1)의 길이(h3)는 40mm 이상 42mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 41.6mm일 수 있고, 제2어레이(a2)의 제1방사체(225)와 제2방사체(226)의 간격(h2)은 제3방사체(227)와 제4방사체(228)의 간격(h1)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 송신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 근거리용 송신 안테나(230)는 단일 채널로서, 1개의 어레이를 포함할 수 있다. 근거리용 송신 안테나(230)는 급전선로(231), 분배부(232), 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 도 3과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
실시예에서, 어레이 중 분배부(232)와 가장 인접한 방사체(233)는 급전선로(231)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체는(233)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 어레이 중 분배부(232)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(237)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
실시예에서, 상기 어레이의 길이(h4)는 29mm 이상 31mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 29.7mm일 수 있고, 상기 어레이의 제1방사체(233)와 제2방사체(234)의 간격(h5)은 제3방사체(235)와 제4방사체(236)의 간격(h6)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 장거리용 수신 안테나(250)는 복수 채널로 구성되고, 상기 복수의 채널 각각은 복수의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 채널은 4개의 채널을 포함할 수 있고, 예컨대, 제1채널(CH1), 제2채널(CH2), 제3채널(CH3) 및 제4채널(CH4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 채널 각각은 4개의 어레이를 포함할 수 있고, 예컨대 제1어레이(a1), 제2어레이(a2), 제3어레이(a3) 및 제4어레이(a4)일 수 있다. 도 3의 장거리용 송신 안테나(220)는 장거리용 수신 안테나(250)의 복수의 채널 중 적어도 하나와 동일할 수 있다. 도 3과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
장거리용 수신 안테나(250)는 복수의 급전선로, 분배부, 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1어레이(a1)는 급전선로(251), 분배부(252), 복수의 방사체를 포함할 수 있다.
급전선로(251)는 상기 복수의 방사체에 신호를 공급하기 위해 분배부(252)로부터 연장되어 배치될 수 있다. 급전선로(251)는 일 방향으로 연장되고 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 급전선로(251)는 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 급전 선로(251)의 일 단부로부터 타 단부로 신호가 전달될 수 있다.
분배부(252)는 신호처리부(300)와 급전선로(251) 사이에 배치되고, 급전선로(251)에 신호를 공급할 수 있다. 분배부(252)는 복수의 급전선로에 신호를 분배할 수 있다.
복수의 방사체들은 장거리용 수신 안테나(250)에서 신호를 수신한다. 상기 복수의 방사체들은 장거리용 수신 안테나(250)의 방사 패턴(radiation pattern)을 형성한다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(251)에 분산되어 배치된다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(251)들을 따라 배열된다. 상기 복수의 방사체들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 복수의 방사체들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(253)는 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(255)보다 분배부(252)와 이격될 수 있다. 즉, 복수의 어레이의 위상을 동일하게 조정하기 위해 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(253)를 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(255)보다 분배부(252)와 이격되게 배치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 어레이 중 분배부(252)와 가장 인접한 방사체들(253, 255)은 급전선로(251)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체들(253, 255)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 복수의 어레이 중 분배부(252)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(254)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
실시예에서, 장거리용 수신 안테나(250)는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 2λ보다 작을 수 있다.
실시예에서, 제1어레이(a1)의 길이(h7)는 40mm 이상 42mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 41.6mm일 수 있고, 제2어레이(a2)의 제1방사체(255)와 제2방사체(256)의 간격(h9)은 제3방사체(257)와 제4방사체(258)의 간격(h8)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 제1채널과 제2채널의 간격(W2)은 7.0mm 이상 8.0mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 7.5mm일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 근거리용 수신 안테나(260)는 복수 채널로 구성되고, 상기 복수의 채널 각각은 하나의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 채널은 4개의 채널을 포함할 수 있고, 예컨대, 제1채널(CH1), 제2채널(CH2), 제3채널(CH3) 및 제4채널(CH4)을 포함할 수 있다.
근거리용 수신 안테나(260)는 급전선로(261), 분배부(262), 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 도 4의 근거리용 송신 안테나(230)는 근거리용 수신 안테나(260)의 복수의 채널 중 적어도 하나와 동일할 수 있다. 도 4와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
실시예에서, 어레이 중 분배부(262)와 가장 인접한 방사체(263)는 급전선로(261)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체는(263)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 어레이 중 분배부(262)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(267)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
실시예에서, 근거리용 수신 안테나(260)는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 λ/2보다 작을 수 있다.
실시예에서, 상기 어레이의 길이(h8)는 29mm 이상 31mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 29.7mm일 수 있고, 상기 어레이의 제1방사체(263)와 제2방사체(264)의 간격(h10)은 제3방사체(265)와 제4방사체(266)의 간격(h9)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 레이더 장치를 도시하는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 차량용 레이더 장치(1000)는 레이돔(500), 방수링(waterproof ring; 550), 차폐부(600), 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB, 650), 브라켓(bracket; 700), 보조 인쇄회로기판(750), 케이스(800) 및 커넥터(850)를 포함할 수 있다.
레이돔(500)은 인쇄회로기판(650)을 보호하기 위해 인쇄회로기판(650)을 수용할 수 있고, 레이돔(500)은 케이스(800)와 체결될 수 있다. 레이돔(500)은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있고, 전기절연체일 수 있다.
방수링(550)은 레이돔(500)과 케이스(800) 사이에 배치되어, 차량용 레이더 장치(1000)의 침수를 방지할 수 있다. 예컨대, 방수링(550)은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
차폐부(600)는 인쇄회로기판(650)의 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부(160)는 인쇄회로기판(150)의 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(650)은 안테나부와 신호처리부를 포함하는 레이더 모듈이 실장될 수 있다. 상기 안테나부는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 신호처리부느 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓(700)은 인쇄회로기판(650)의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다.
보호 인쇄회로기판(750)은 전원 및 신호 처리를 위한 회로가 실장될 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
케이스(800)는 커넥터(850), 보조 인쇄회로기판(750), 브라켓(700), 인쇄회로기판(650) 및 차폐부(600)를 수용할 수 있다.
커넥터(850)는 차량용 레이더 장치(1000)와 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 커넥터(850)는 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 송신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다. 도 8을 참조하면, 장거리용 송신 안테나(220)는 각도가 -2°일 때, 이득 20.71dB의 피크점(P1)일 수 있고, 피크점(P1) 이득의 3dB 아래 지점(P2, P3)의 빔폭은 20°이상 22°이하일 수 있다. 즉, 실시예에 따른 장거리용 송신 안테나(220)는 FOV(field of view)로서 ±10°를 확보할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 장거리용 수신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다. 도 9를 참조하면, 장거리용 수신 안테나(250)는 각도가 0°일 때, 이득 20dB의 피크점(P4)을 가질 수 있고, 피크점(P4) 이득의 3dB 아래 지점(P5, P6)의 빔폭은 31° 이상 33° 이하일 수 있다. 즉, 실시예에 따른 장거리용 수신 안테나(220)는 FOV(field of view)로서 ±16°를 확보할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 근거리용 송신 안테나와 근거리용 수신 안테나의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다. 도 10을 참조하면, 근거리용 송신 안테나(230)와 근거리용 수신 안테나(260)는 각도가 -9°일 때, 이득 12dB의 피크점(P7)을 가질 수 있고, 피크점(P7) 이득의 3dB 아래 지점(P8, P9)의 빔폭은 89 ° 이상 91°이하일 수 있다. 즉, 실시예에 따른 근거리용 송신 안테나(230)와 근거리용 수신 안테나(260)는 FOV(field of view)로서 ±45°를 확보할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100; 레이더 모듈
200; 안테나부
300; 신호처리부
400; 제어부
210; 송신 안테나부
220; 장거리용 송신 안테나
230; 근거리용 송신 안테나
240; 수신 안테나부
250; 장거리용 수신 안테나
260; 근거리용 수신 안테나

Claims (16)

  1. 송신 안테나부와 수신 안테나부를 포함하는 안테나부; 및
    상기 안테나부와 연결되어 송신 신호 및 수신 신호를 처리하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 송신 안테나부는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나와 근거리용 송신 안테나로 구성되고, 상기 수신 안테나부는 복수 채널의 장거리용 수신 안테나와 근거리용 수신 안테나로 구성되는 레이더 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장거리용 수신 안테나는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 2λ보다 작은 레이더 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 근거리용 수신 안테나는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 λ/2보다 작은 레이더 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장거리용 송신 안테나는 복수의 어레이로 구성되고,
    복수의 급전선로;
    상기 복수의 급전선로와 상기 신호처리부 사이에 배치되는 분배부; 및
    상기 복수의 급전 선로 상에 배치되는 복수의 방사체를 포함하는 레이더 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 방사체 중 상기 신호 처리부와 가장 인접한 방사체는,
    상기 복수의 급전선로와 이격되어 배치되는 레이더 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 방사체 중 상기 신호 처리부와 가장 이격된 방사체는 상기 복수의 방사체 중 가장 큰 방사패치를 포함하는 레이더 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 장거리용 송신 안테나의 길이는 상기 근거리용 송신 안테나의 길이보다 긴 레이더 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 장거리용 수신 안테나의 길이는 상기 근거리용 수신 안테나의 길이보다 긴 레이더 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이의 방사체는, 중간에 배치되는 어레이의 방사체보다 상기 분배부와 이격된 레이더 모듈.
  10. 케이스;
    상기 케이스에 수용되고, 안테나부를 실장하는 인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 안테나부는 송신 안테나부와 수신 안테나부를 포함하고,
    상기 송신 안테나부는 단일 채널의 장거리용 송신 안테나와 근거리용 송신 안테나로 구성되고, 상기 수신 안테나부는 복수 채널의 장거리용 수신 안테나와 근거리용 수신 안테나로 구성되는 차량용 레이더 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 장거리용 수신 안테나는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 2λ보다 작은 차량용 레이더 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 근거리용 수신 안테나는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 λ/2보다 작은 차량용 레이더 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 장거리용 송신 안테나는 복수의 어레이로 구성되고,
    복수의 급전선로;
    상기 복수의 급전선로와 상기 신호처리부 사이에 배치되는 분배부; 및
    상기 복수의 급전선로 상에 배치되는 복수의 방사체를 포함하고, 상기 복수의 방사체 중 상기 신호 처리부와 가장 인접한 방사체는, 상기 복수의 급전선로와 이격되어 배치되는 차량용 레이더 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 장거리용 송신 안테나의 길이는 상기 근거리용 송신 안테나의 길이보다 긴 차량용 레이더 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 장거리용 수신 안테나의 길이는 상기 근거리용 수신 안테나의 길이보다 긴 차량용 레이더 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이의 방사체는, 중간에 배치되는 어레이의 방사체보다 상기 분배부와 이격된 차량용 레이더 장치.
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