KR20170087779A - 레이더 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

레이더 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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최재영
박동찬
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엘지이노텍 주식회사
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    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들, 상기 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 제어부, 상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나가 송신한 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나들을 포함한다.

Description

레이더 장치 및 그의 동작 방법{RADAR APPARATUS AND THEREOF OPRATION METHOD}
본 발명은 레이더 장치 및 그의 동작 방법에 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.
일반적인 차량용 레이더 장치는, 송신 안테나의 고정된 방사 형상의 제한으로, 차량이 곡면 주행 시 측면 및 주행 방향의 물체를 감지할 수 있는 확률이 낮아진다. 또한, 일반적인 차량용 레이더 장치는, 철제 구조물, 대형 차량 주변의 주행 환경에서, 레이더의 감지 각도 반경이 넓어 상기 철제 구조물, 상기 대형 차량 등으로부터 반사되어 나오는 신호를 강력하게 수신할 수 있다. 따라서, 일반적인 차량용 레이더 장치는, 상기 철제 구조물, 대형 차량과 동일한 거리에 위치한 다른 물체를 감지하기 어렵다.
예를 들어, 도 1을 참고하면, 일반적인 레이더 장치 10 또는 20은, 근거리 영역을 넓게 탐색(101 또는 107)하거나, 장거리 영역을 좁게 탐색(103 또는 109)할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10 또는 20은, 상기 탐색 영역의 제한으로 사각 지역(105 또는 111)이 발생할 수 있다.
또한, 도 2를 참고하면, 레이더 장치 10은, 레이더 장치 10이 송신한 신호에 대한 강한 반사파를 반사하는 금속물체 90가 존재할 경우, 그 주변의 다른 장치들 30 내지 70을 감지하지 못할 수 있다. 즉, 레이더 장치 10은, 식별 가능 범위 201 내에 위치한 금속물체 90으로 인해, 특정 지역 203에 위치한 다른 장치들 30 내지 70을 감지하지 못할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들 각각에 구비된 복수개의 급전 선로들 각각에 대한 전압 입력을 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들 각각에 구비된 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들, 상기 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 제어부, 상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나가 송신한 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나들을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력에 기초하여 상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 신호를 방사하는 과정, 상기 방사된 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 복수개의 수신 안테나들 중 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들 각각에 구비된 복수개의 급전 선로들 각각에 대한 전압 입력을 제어하여, 레이더의 감지 방향 및 감지 범위를 효율적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 복수개의 송신 안테나들 각각에 구비된 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하여, 레이더의 감지 방향 및 감지 범위를 효율적으로 제어할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 일 예를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 다른 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현 예를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부의 일 예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현의 예를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현 예를 도시하는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부의 일 예를 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치를 도시하는 사시도이다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 17a 및 17b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장거리용 및 근거리용 안테나 장치의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 전방 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 19a 및 19b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 좌측 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 20a 및 21b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 우측 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치가 차량의 전방에 탑재된 예를 도시한다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 차량용 레이더가 전방에 장착된 차량을 도시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 차량용 레이더가 후방에 장착된 차량을 도시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 일 예를 도시한다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 다른 예를 도시한다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(computer program instruction)들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 3을 참고하면, 제1 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 송신 안테나부 110, 송신 처리부 120, 수신 안테나부 210, 수신 처리부 220, 제어부 300을 포함한다.
레이더 장치 10은 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 동작을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 레이더 장치 10은 전자기파를 통해 주변 환경에 대한 정보를 탐지하고, 물체의 동작에 의해 물체의 이동을 감지할 수 있다.
송신 안테나부 110은, 송신 신호를 공중으로 송신할 수 있다. 수신 안테나부 210은, 공중으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 송신 신호는 레이더 장치 10에서 송출되는 무선 신호를 나타낸다. 그리고 수신 신호는 송신 신호가 타겟(target)에 의해 반사됨에 따라, 레이더 장치 10으로 유입되는 무선 신호를 나타낸다. 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 송신 안테나부 110과 수신 안테나부 210은, 단거리용 안테나일수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
송신 처리부 120 및 수신 처리부 220은, 레이더 장치 10의 무선 처리 기능을 수행할 수 있다. 송신 처리부 120은, 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 송신 처리부 120은, 송신 안테나부 110으로 송신 신호를 출력할 수 있다. 송신처리부 120은, 발진부(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 발진부는, 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator; VCO) 및 발진기(oscillator)를 포함할 수 있다.
수신 처리부 220은, 수신 안테나부 210으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 수신 처리부 220은, 상기 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 수신 처리부 220은, 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 있다. 상기 아날로그-디지털 변환기는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 데이터로 변환하여 수신 데이터를 생성할 수 있다.
제어부 300은, 레이더 장치 10의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부 300은, 차량 주행 중 레이더 장치 10을 구동시킬 수 있다. 제어부 300은, 레이더 장치 10을 제어하여, 현재 위치의 주변 영역에서 물체의 감지 여부를 판단한다. 제어부 300은, 송신 데이터 및 수신 데이터를 처리한다. 제어부 300은, 송신 처리부 120을 제어하여 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 제어부 300은, 수신 처리부 220을 제어하여, 수신 신호로부터 수신 데이터를 생성할 수 있다. 제어부 300은, 송신 데이터와 수신 데이터를 동기화할 수 있다. 제어부 300은, 수신 데이터로 CFAR 연산, 트래킹 연산, 타겟 선택 연산 등을 수행하여, 타겟에 대한 각도 정보, 속도 정보 및 거리 정보를 추출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현 예를 도시하는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 송신 안테나부 110, 송신 처리부 120, 수신 안테나부 210, 수신 처리부 220을 포함한다. 송신 안테나부 110은, 복수의 어레이를 포함할 수 있다. 송신처리부 120은 송신 안테나부 110에 연결되어 송신 신호를 출력할 수 있다.
수신 안테나부 210은, 복수의 어레이들 2110, 2120, 2130, 2140을 포함한다.또한, 수신 처리부 220은, 수신 안테나부 210의 신호를 처리한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 송신 안테나부 110, 송신 처리부 120, 수신 안테나부 210, 수신 처리부 220은, 인쇄 회로 기판(미도시)에 실장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부의 일 예를 도시하는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부는, 송신 안테나부 110, 송신 처리부 120을 포함한다. 송신 안테나 110은, 복수의 방사체들 1110을 포함할 수 있다. 또한, 송신 안테나부 110은, 복수개의 방사체들 1110으로 전원을 공급하는 제1 급전 선로 1110a 및 제2 급전 선로 1110b를 포함할 수 있다. 제1 급전 선로 1110a 및 제2 급전 선로 1110b는 급전 점 1110c를 통해 송신 처리부 120에 연결될 수 있다.
복수의 방사체들 1110은, 신호를 방사한다. 복수의 방사체들 1110은, 송신 안테나부 1100의 방사 패턴(radiation pattern)을 형성한다. 복수의 방사체들 1110은, 제1 급전 선로 1110a 및 제2 급전 선로 1110b에 분산되어 배치된다. 상기 복수의 방사체들 1110은 제1 급전 선로 1110a 및 제2 급전 선로 1110b에 따라 배열된다. 이를 통해, 제1 급전선로 1110a 및 제2 급전 선로 1110b로부터 복수의 방사체들 1110으로 신호가 공급된다. 복수의 방사체들 1110은, 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 복수의 방사체들 1110은, 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 송신 안테나부 110은, 근거리용 송신 안테나로서 24GHz 대역을 사용할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 송신부는, 송신 안테나부 110 및 송신 처리부 120을 포함한다. 송신 안테나부 110은, 제1 채널 송신 안테나 1110, 제2 채널 송신 안테나 1120, 제3 채널 송신 안테나 1130, 제4 채널 송신 안테나 1140를 포함한다.
복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140은, 송신 처리부 120을 통해, 양 전압 또는 음 전압을 공급 받을 수 있다. 예를 들어, 제1 채널 송신 안테나 1110은, 송신 처리부 120을 통해 양 전압 또는 음 전압을 입력 받아, 상기 양 전압 또는 음 전압에 대응하는 신호를 방사할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 도 6은 4개의 채널들의 송신 안테나들을 도시하고 있지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 송신 안테나들의 개수는 4개 미만이거나, 4개를 초과할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 7을 참고하면, 레이더 장치 10은, 근거리 송신 안테나부 110, 장거리 송신 안테나부 130, 송신 처리부 120, 근거리 수신 안테나부 210, 장거리 수신 안테나부 230, 수신 처리부 220, 제어부 300을 포함한다.
단거리 송신 안테나부 110 및 장거리 송신 안테나부 130은, 송신 신호를 공중으로 송신할 수 있다. 단거리 수신 안테나부 210, 장거리 수신 안테나부 230은, 공중으로부터 수신 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 송신 신호는 레이더 장치 10에서 송출되는 무선 신호를 나타낸다. 그리고 수신 신호는 송신 신호가 타겟에 의해 반사됨에 따라, 레이더 장치 10으로 유입되는 무선 신호를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현의 예를 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 레이더 장치 10은 복수의 어레이를 포함하는 장거리용 송신 안테나부 130과 근거리용 송신 안테나부 110, 복수의 어레이와 복수의 채널을 포함하는 장거리용 수신 안테나부 230과 근거리용 수신 안테나부210, 장거리용 송신 안테나부 230과 근거리용 송신 안테나부 210의 신호를 처리하는 송신 처리부 120, 장거리용 수신 안테나부 230과 근거리용 수신 안테나부 210의 신호를 처리하는 수신 처리부 220을 인쇄 회로 기판 507에 실장할 수 있다.
레이더 장치 10은, 장거리용 송신 안테나부 130과 장거리용 수신 안테나부 230 사이에 근거리용 송신 안테나부 110이 배치될 수 있고, 근거리용 송신 안테나부 110과 근거리용 수신 안테나부 210 사이에 장거리용 수신 안테나부 230이 배치될 수 있다. 장거리용 송신 안테나부 130, 근거리용 송신 안테나부 110, 장거리용 수신 안테나부 230 및 근거리용 수신 안테나부 210의 길이는 동일할 수 있다.
송신 처리부 120은, 장거리용 송신 안테나부 130과 근거리용 송신 안테나부 110과 연결되어 송신 신호를 출력할 수 있다. 송신 처리부 120은, 제1 수신 처리부와 220a와 제2 수신 처리부 220를 포함하는 수신 처리부 220과 연결될 수 있다.
제1 수신 처리부 220a는 근거리용 수신 안테나부 210과 연결되어 수신 신호를 수신할 수 있다. 제2 수신 처리부 220b는 근거리용 수신 안테나부 210과 연결되어 수신 신호를 수신할 수 있다. 제1 수신 처리부 220a는 송신 처리부 120과 제2 수신 처리부220b 사이에 배치될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140, 상기 복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 1110a 또는 1120a 또는 1130a 또는 1140a 및 음 전압 급전 선로 1110b 또는 1120b 또는 1130b 또는 1140b, 송신 처리부 120, 복수개의 수신 안테나들 210, 수신 처리부 220, 제어부 300, 입력부 400, 메모리부 500을 포함한다.
제1 송신 처리부 1110은, 양 전압 급전 선로 1110a 및 음 전압 급전 선로 1110b를 통해 송신 처리부 120으로부터 전압을 입력 받는다. 제2 송신 처리부 1120은, 양 전압 급전 선로 1120a 및 음 전압 급전 선로 1120b를 통해 송신 처리부 120으로부터 전압을 입력 받는다. 제3 송신 처리부 1130은, 양 전압 급전 선로 1130a 및 음 전압 급전 선로 1130b를 통해 송신 처리부 120으로부터 전압을 입력 받는다. 제4 송신 처리부 1140은, 양 전압 급전 선로 1140a 및 음 전압 급전 선로 1140b를 통해 송신 처리부 120으로부터 전압을 입력 받는다.
제어부 300은, 양 전압 급전 선로 1110a 또는 1120a 또는 1130a 또는 1140a 및 음 전압 급전 선로 1110b 또는 1120b 또는 1130b 또는 1140b 각각에 대한 전압 입력을 제어한다.
복수개의 수신 안테나들 210은, 복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140 중 적어도 하나가 송신한 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 수신한다.
입력부 400은, 사용자로부터 미리 정의된 복수개의 방향들 중 적어도 하나의 방향에 대응하는 입력 신호를 수신한다. 제어부 300은, 상기 입력 신호에 기초하여, 양 전압 급전 선로 1110a 또는 1120a 또는 1130a 또는 1140a 및 음 전압 급전 선로 1110b 또는 1120b 또는 1130b 또는 1140b 각각에 대한 전압 입력을 제어한다.
제어부 300은, 미리 정의된 테이블에 기초하여, 상기 입력 신호에 대응하는 전압이 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 입력되도록 제어할 수 있다. 제어부 300은, 상기 적어도 하나의 반사 신호에 기초하여 양 전압 급전 선로 1110a 내지 1140a 및 음 전압 급전 선로 1110b 내지 1140b에 대한 전압 입력을 제어할 수 있다.
제어부 300은, 상기 적어도 하나의 반사 신호 중 미리 정해진 임계값을 초과하는 반사 신호를 결정할 수 있다. 제어부 300은, 상기 반사 신호의 방향을 결정할 수 있다. 제어부 300은, 상기 방향에 기초하여 양 전압 급전 선로 1110a 내지 1140a 및 음 전압 급전 선로 1110b 내지 1140b에 대한 전압 입력을 제어할 수 있다. 메모리부 500은, 상기 미리 정의된 테이블을 저장할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 구현 예를 도시하는 평면도이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 송신 안테부 110, 송신 처리부 120, 수신 안테나부 210, 수신 처리부 220을 포함한다. 송신 안테나부 110은, 복수개의 송신 안테나들을 포함한다. 예를 들어, 송신 안테나부 110은, 제1 채널 송신 안테나 1110, 제2 채널 송신 안테나 1120, 제3 채널 송신 안테나 1130, 제4 채널 송신 안테나 1140를 포함한다.
복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140은, 각각 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로를 포함한다. 예를 들어, 제1 채널 송신 안테나 1110은, 양 전압 급전 선호 1110a 및 음 전압 급전 선로 1110b를 포함한다. 제2 채널 송신 안테나 1120은, 양 전압 급전 선호 1120a 및 음 전압 급전 선로 1120b를 포함한다. 제3 채널 송신 안테나 1130은, 양 전압 급전 선호 1130a 및 음 전압 급전 선로 1130b를 포함한다. 제4 채널 송신 안테나 1140은, 양 전압 급전 선호 1140a 및 음 전압 급전 선로 1140b를 포함한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 복수개의 송신 안테나들 각각의 간격 dt는 아래의 수학식 1을 통해 계산될 수 있다.
Figure pat00001
수신 안테나부 210은, 복수개의 수신 안테나들 2110 내지 2140을 포함한다. 복수개의 수신 안테나들 2110 내지 2140은, 수신된 신호를 수신 처리부 220으로 전달할 수 있다. 복수개의 수신 안테나들 2110 내지 2140 각각의 간격 drx는 아래의 수학식 2를 통해 계산될 수 있다.
Figure pat00002
설명의 편의를 위해, 도 10은 4개의 채널들의 송신 안테나들을 도시하고 있지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 송신 안테나들의 개수는 4개 미만이거나, 4개를 초과할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부의 일 예를 도시하는 평면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부 110은, 복수개의 송신 안테나들을 포함한다. 상기 복수개의 송신 안테나들 각각은, 양(+) 전압 급전 선로 및 음(-) 전압 급전 선로를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 채널의 송신 안테나 1110은, 양 전압 급전 선로 1110a 및 음 전압 급전 선로 1110b를 포함할 수 있다. 제2 채널의 송신 안테나 1120은, 양 전압 급전 선로 1120a 및 음 전압 급전 선로 1120b를 포함할 수 있다. 제3 채널의 송신 안테나 1130은, 양 전압 급전 선로 1130a 및 음 전압 급전 선로 1130b를 포함할 수 있다. 제4 채널의 송신 안테나 1140은, 양 전압 급전 선로 1110a 및 음 전압 급전 선로 1110b를 포함할 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 급전 선호들 1110a 내지 1140b는, 본 발명의 제1 실시 예의 급전 점 1110c 없이, 송신 처리부 120에 각각 개별적으로 연결될 수 있다.
상기 복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140 각각은, 적어도 하나의 방사체를 포함할 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예에 따라, 상기 적어도 하나의 방사체의 형태는 특정되지 않는다. 상기 적어도 하나의 방사체는 신호를 방사한다. 상기 적어도 하나의 방사체는 송신 안테나의 방사 패턴을 형성할 수 있다. 상기 적어도 하나의 방사체는, 각각 대응되는 급전 선로들 1110a 내지 1140b에 분산되어 배치될 수 있다.
송신 처리부 120은, 급전 선로들 1110a 내지 1140b를 통해, 상기 적어도 하나의 방사체로 신호를 공급할 수 있다. 상기 적어도 하나의 방사체는, 도전성 물질로 이루질 수 있다. 상기 적어도 하나의 방사체는, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 금, 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 송신 안테나는, 근거리용 송신 안테나로서 24GHz 대역을 사용할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
설명의 편의를 위해, 도 11은 4개의 채널들의 송신 안테나들을 도시하고 있지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 송신 안테나들의 개수는 4개 미만이거나, 4개를 초과할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 12를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 송신 안테나부 110은, 양 전압 출력단 및 음 전압 출력단을 각각 포함하는 복수개의 송신 안테나들 1110 내지 1140을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 양 전압 출력단 및 상기 음 전압 출력단은 각각 양 전압 방사체 및 음 전압 방사체라고 지칭될 수 있다. 각각의 송신 안테나들 1100 내지 1140은, 송신 처리부 120으로부터 양 전압 출력단으로 양 전압을 공급하는 양 전압 급전 선로, 송신 처리부 120으로부터 음 전압 출력단으로 음 전압을 공급하는 음 전압 급전 선로를 포함한다.
예를 들어, 제1 채널 송신 안테나 1110은, 양 전압 급전 선로 1110a를 및 음 전압 급전 선로 1110b 중 적어도 하나를 통해, 송신 처리부 120으로부터 전압을 입력받을 수 있다. 제1 채널 송신 안테나 1110은, 송신 처리부 120으로부터 양 전압을 입력받을 경우, 양 전압 급전 선로 1110a를 통해 상기 양 전압을 입력받아, 상기 양 전압 출력단을 통해 신호를 방사할 수 있다. 제1 채널 송신 안테나 1110은, 송신 처리부 120으로부터 음 전압을 입력받을 경우, 음 전압 급전 선로 1110b를 통해 상기 음 전압을 입력받아, 상기 음 전압 출력단을 통해 신호를 방사할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 각각의 송신 안테나로 신호의 위상과 크기가 서로 반대 되는 양 전압 및 음 전압을 전달하기 때문에, 상기 각각의 송신 안테나 별 안테나 어레이의 수량을 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 안테나 이득 및 방향성을 향상 시켜, 레이더 장치 10의 감지 각도 변화시 사이드 로브 레벨(side lobe level)의 영향을 최소화할 수 있다. 상기 사이드 로브는, 메인 로브(main lobe)를 제외한 주변의 로브를 의미한다.
설명의 편의를 위해, 도 12는 4개의 채널들의 송신 안테나들을 도시하고 있지만, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 송신 안테나들의 개수는 4개 미만이거나, 4개를 초과할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치를 도시하는 사시도이다.
도 13을 참조하면, 레이더 장치 10은, 레이돔 501, 방수링(waterproof ring; 503, 차폐부 505, 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB) 507, 브라켓(bracket) 509, 보조 인쇄 회로 기판 511, 케이스 513 및 커넥터 515를 포함할 수 있다.
레이돔 501은 인쇄 회로 기판 507을 보호하기 위해 인쇄 회로 기판 507을 수용할 수 있다. 레이돔 501은 케이스 513과 결합될 수 있다. 레이돔 501은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있다. 레이돔 501은, 전기절연체일 수 있다.
방수링 503은, 레이돔 501과 케이스 513 사이에 배치되어, 레이더 장치 10의 침수를 방지할 수 있다. 방수링 503은, 탄성 소재로 형성될 수 있다.
차폐부 505는, 인쇄 회로 기판 507의 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부 505는, 인쇄 회로 기판 507의 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
인쇄 회로 기판 507은, 송신 안테나부, 송신 처리부, 수신 안테나부, 수신 처리부를 포함하는 레이더 장치 10을 실장할 수 있다. 상기 송신 안테나부 및 수신 안테나부는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 송신 처리부 및 상기 수신 처리부는, 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓 509는, 인쇄 회로 기판 507의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다. 보조 인쇄 회로 기판 511은, 전원 및 신호 처리를 위한 회로를 실장할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 케이스 513은, 커넥터 515, 보조 인쇄 회로 기판 511, 브라켓 509, 인쇄 회로 기판 507 및 차폐부 505를 수용할 수 있다.
커넥터 513은, 레이더 장치 10과 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 커넥터 513은, 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 일 예를 도시하는 그래프이다.
도 14a 및 14b를 참고하면, 도 4에 도시된 송신 안테나부 110의 제1 어레이 1110a와 제2 어레이 1110b에 서로 다른 전력과 위상을 입력한 경우의 방사 패턴을 나타낸다. 예를 들어, 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력 및 위상은 아래의 표 1과 같을 수 있다.
전력(W) 위상(deg)
제1 어레이 1 0
제2 어레이 1 0
도 14a는 상기 전력 및 상기 위상에 따른 이득(gain)을 나타낸다. 예를 들어, 제1 어레이 1110a에 1W의 전력과 0도의 위상을 입력하고, 제2 어레이 1110b에 동일하게 1W의 전력과 0도의 위상을 입력하는 경우, 송신 안테나부 110은, -50도와 +50도에서 피크값인 약 13dB의 이득을 얻으며, 0도에서 약 7.5dB의 이득을 얻을 수 있다.
도 14b는 상기 전력과 위상에 따른 방사 패턴(radiation pattern)을 나타낸다. 도 14b를 참조하면, 좌우 45도 방향으로 방사가 증가되는 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 레이더 장치 10은, 제1 어레이 1110a와 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력과 위상에 기초하여 탐지방향을 제어할 수 있다. 또한, 레이더 장치 10은, 제1 어레이 1110a와 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 -50도와 +50도에서 최대 이득을 얻을 수 있다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 15a를 참고하면, 도 4에 도시된 송신 안테나부 110의 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에 서로 다른 전력과 위상을 입력한 경우의 이득(gain) 그래프가 도시되어 있다. 예를 들어, 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에는, 아래의 표 2와 같은 전력 및 위상이 입력될 수 있다.
전력(W) 위상(deg)
제1 어레이 1 0
제2 어레이 0.2 90
도 15b를 참고하면, 상기 전력과 위상에 따른 방사 패턴이 도시되어 있다. 레이더 장치 10은, 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력과 위상에 기초하여 탐지방향을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 어레이 1110a에 1W의 전력과 0도의 위상을 입력하고, 제2 어레이 1110b에 0.2W의 전력과 90도의 위상을 입력하는 경우, 송신 안테나부 1110은, -50도에서 피크값인 약 15dB의 이득을 얻을 수 있다. 즉, 레이더 장치 10은, 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 -50도에서 최대 이득을 획득할 수 있다. 또한, 주로 좌측 방향으로 형성된 방사 패턴을 획득할 수 있다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이더 장치의 방사 패턴의 다른 예를 도시하는 그래프이다.
도 16a를 참고하면, 도 4에 도시된 송신 안테나부 110의 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에 서로 다른 전력과 위상을 입력한 경우의 이득(gain) 그래프가 도시되어 있다. 예를 들어, 제1 어레이 1110a 및 제2 어레이 1110b에는, 아래의 표 3과 같은 전력 및 위상이 입력될 수 있다.
전력(W) 위상(deg)
제1 어레이 0.2 90
제2 어레이 1 0
예를 들어, 제1 어레이 1110a에 0.2W의 전력과 90도의 위상을 입력하고, 제2 어레이 1110b에 1W의 전력과 0도의 위상을 입력하는 경우, 송신 안테나부 1110은, +50도에서 피크값인 약 15dB의 이득을 얻을 수 있다. 레이더 장치 10은, 제1 어레이 1110a에 입력되는 전력이 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력보다 크고, 제1 어레이 1110a에 입력되는 위상과 제2 어레이 1110b에 입력되는 위상이 90도 차이일 수 있다. 즉, 제1 어레이 1110a와 제2 어레이 1110b에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 +50도에서 이득이 최대인 안테나 장치를 구현할 수 있다. 또한, 도 16b를 참고하면, 패턴이 우측 방향으로 주로 형성될 수 있다.
도 17a 및 17b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장거리용 및 근거리용 안테나 장치의 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 17a 및 17b는 차량의 전방에 멀티 모드 차량용 레이더 장치 10이 장착된 실시예를 나타낸다. 멀티 모드 차량용 레이더 장치 10은, 도 8에 도시된 멀티 모드 레이더 장치 10이 장착되어, 근거리 송신 안테나 110, 장거리 송신 안테나 130, 근거리 수신 안테나 210, 장거리 수신 안테나 230이 포함된다.
레이더 장치 10은, 근거리 송신 안테나 110, 장거리 송신 안테나 130, 근거리 수신 안테나 210, 장거리 수신 안테나 230를 통해, 도 17a 그래프와 같은 이득을 획득할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10의 방사 패턴은 도 17b와 같을 수 있다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 전방 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 18a를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 본 발명의 제2 실시 예에 비하여, 좌우 30도 방향에서 더 큰 이득을 얻을 수 있다. 도 18b를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 에에 따른 레이더 장치 10은, 본 발명의 제2 실시 예에 비하여, 좌우 측면의 감지 범위가 넓어진 방사 패턴을 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로에 대한 전압의 입출력을 제어하여, 감지 범위를 넓힐 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 3dB 내지 5dB의 안테나 이득 변화 범위를 최소화하여, 감지 영역 내의 물체 감지 확률 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 19a 및 19b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 좌측 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 19a를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 레이더 장치에 비하여, 좌측방에 대한 더 높은 이득을 획득할 수 있다. 또한, 도 19b를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 레이더 장치에 비하여, 좌측방에 대하여 더 큰 방사 패턴을 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로에 대한 전압의 입출력을 제어하여, 감지 방향을 제어하고, 제어된 방향에 대한 감지 범위를 넓힐 수 있다.
도 20a 및 21b는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치의 우측 방사 패턴을 도시하는 그래프이다.
도 20a를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 레이더 장치에 비하여, 우측방에 대한 더 높은 이득을 획득할 수 있다. 또한, 도 20b를 참고하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따른 레이더 장치에 비하여, 우측방에 대하여 더 큰 방사 패턴을 출력할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로에 대한 전압의 입출력을 제어하여, 감지 방향을 제어하고, 제어된 방향에 대한 감지 범위를 넓힐 수 있다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치가 차량의 전방에 탑재된 예를 도시한다.
도 21은 차량의 전방 중앙부에 레이더 장치 10이 장착된 실시 예이다. 도 21을 참조하면, 차량용 레이더 장치 10은, 송신 안테나부 110에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 전방영역 및 측후방 영역을 넓게 감지할 수 있다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 차량용 레이더가 전방에 장착된 차량을 도시하는 도면이다.
도 22(a)를 참고하면, 차량용 레이더 장치 10은, 예를 들어, 도 15a 및 15b와 같이, 제1 어레이 1110a에 1W의 전력과, 0도의 위상을 입력하고, 제2 어레이 1110b에 0.2W의 전력과, 90도의 위상을 입력하여 좌측 근거리 영역을 더 넓게 감지할 수 있다. 즉, 차량은 사용자 입력 장치(예컨대, 핸들)로부터 좌측으로 이동하도록 제어 신호를 수신하면, 차량용 레이더 장치 10에 상기 전력과 위상을 입력하여 좌측 근거리 영역을 더 넓게 감지할 수 있어 시야를 확보하여 사고 예방에 도움을 줄 수 있다.
도 22(b)를 참고하면, 차량용 레이더 장치 10은, 예를 들어, 도 16a 및 16b와 같이 제1 어레이 1110a에 0.2W의 전력과, 90도의 위상을 입력하고, 제2 어레이 1120b에 1W의 전력과, 0도의 위상을 입력하여 우측 근거리 영역을 더 넓게 감지할 수 있다. 즉, 차량은 사용자 입력 장치(예컨대, 핸들)로부터 우측으로 이동하도록 제어 신호를 수신하면, 차량용 레이더 장치 10에 상기 전력과 위상을 입력하여 우측 근거리 영역을 더 넓게 감지할 수 있어 시야를 확보하여 사고 예방에 도움을 줄 수 있다.
도 23은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 차량용 레이더가 후방에 장착된 차량을 도시하는 도면이다.
도 23(a)는 차량의 후방 중앙부에 레이더 장치 10이 장착된 실시 예이다. 도 23a를 참조하면, 차량용 레이더 장치 10은 안테나부에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 후방영역 및 측후방 영역을 넓게 감지할 수 있다.
도 23(b)는 차량의 후방 양 측부에 레이더 장치 10이 장착된 실시 예이다. 도 23b를 참조하면, 차량용 레이더 장치들 10a 및 10b는 안테나부에 입력되는 전력과 위상을 제어하여 측후방영역을 넓게 감지할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 장치는 입력 전력과 위상을 조정하여 특정방향에 집중되고 사이드 로브가 최소화된 측후방 차량용 레이더에 적용될 수 있다.
도 24는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 일 예를 도시한다.
도 24를 참고하면, 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 전방 방사 각도 2401을 임의의 각도 θ°만큼 조정하여 감지 범위 2407를 제어할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로에 대한 전압의 입력을 제어하여 방사 각도를 제어함으로써 감지 범위 2407을 제어할 수 있다.
예를 들어, 레이더 장치 10은 차량에 탑재될 수 있다. 상기 차량은 우측으로 꺽인 도로를 주행할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 차량의 운전자가 상기 차량의 제어하기 위한 핸들을 통해 우측으로 주행하기 위한 신호가 입력됨을 감지할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 신호에 기초하여, 방사 각도를 우측으로 임의의 각도 θ° 2403만큼 조정하여 감지 범위 2407를 제어할 수 있다.
또한, 레이더 장치 20은 다른 차량에 탑재될 수 있다. 상기 다른 차량은 좌측으로 꺽인 도로를 주행할 수 있다. 레이더 장치 20은, 상기 다른 차량의 운전자가 상기 다른 차량의 제어하기 위한 핸들을 통해 좌측으로 주행하기 위한 신호가 입력됨을 감지할 수 있다. 레이더 장치 20은, 상기 신호에 기초하여, 방사 각도를 2413에서 2409로 좌측으로 임의의 각도 θ° 2411만큼 조정하여 감시 범위 2415를 제어할 수 있다.
일반적인 차량 레이더의 경우 곡면 주행 시, 곡률 반경이 크게 적용된 주행 환경의 경우, 레이더의 감지 각도가 넓고 고정되어 있어 감지되는 대상물이 운전자의 시야와 불일치할 수 있다. 이에 반하여, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 입력부 400을 통해 입력되는 방향 정보 및 수신 안테나부 210이 수신한 반사 신호에 기초하여 주행 환경에 적절하게 감지 방향을 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 25는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 감지 범위의 다른 예를 도시한다.
도 25를 참고하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 송신 신호의 방사 각도를 2501에서 2505로 임의의 각도 θ° 2503만큼 조정할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 감지 범위 내에 반사 신호를 강하게 반사하는 반사 물체 90이 존재함을 감지할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 반사 물체 90로부터 수신되는 반사 신호로 인해, 반사 물체 90 주변의 다른 물체들 40 내지 70을 감지하지 못할 수 있다. 레이더 장치 10은, 미리 정해진 임계값을 초과하는 반사파가 감지될 경우, 상기 반사파가 감지된 방향에 기초하여, 방사 각도를 조정할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 송신 신호의 방사 각도를 2501에서 2505로 임의의 각도 θ° 2503만큼 조정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 방사 각도를 임의의 각도 θ° 2503만큼 조정함으로써 감지 범위 2507 내의 다른 물체들 40 내지 70을 감지할 수 있다.
일반적인 차량 레이더는, 주변 물체에 비하여, 레이더 교차 부분(RADAR cross section; RCS)이 상대적으로 큰 물체가 있을 경우, 상기 주변 물체는 감지하기 어렵고 상기 레이더 교차 부분이 큰 물체만 감지하게 된다. 이에 반하여, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 수신 안테나부 210을 통해 수신한 반사 신호가 미리 정해진 임계 값을 초과할 경우, 상기 반사 신호에 기초하여 감지 각도를 조정할 수 있다. 따라서, 레이더 장치 10은, 상대적으로 상기 레이더 교차 부분이 작은 상기 주변 물체를 감지할 수 있다. 상기 레이더 교차 부분은, 레이더 장치 10의 방사 신호가 특정 물체에 반사되는 반사 신호를 단위 면적당 세기로 나타내는 상기 반사 신호의 정도를 의미한다.
도 26은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
도 26을 참고하면, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 2601 단계에서 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어한다.
레이더 장치 10은, 사용자로부터 미리 정의된 복수개의 방향들 중 적어도 하나의 방향에 대응하는 입력 신호를 수신할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 입력 신호에 기초하여, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어할 수 있다.
레이더 장치 10은, 미리 정의된 테이블에 기초하여, 상기 입력 신호에 대응하는 전압이 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 입력되도록 제어할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 적어도 하나의 반사 신호에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어할 수 있다.
레이더 장치 10은, 상기 적어도 하나의 반사 신호 중 미리 정해진 임계값을 초과하는 반사 신호를 결정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 반사 신호의 방향을 결정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 방향에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어할 수 있다.
레이더 장치 10은, 2603 단계로 진행하여, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력에 기초하여 상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 신호를 방사한다.
레이더 장치 10은, 2605단계로 진행하여, 상기 방사된 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 복수개의 수신 안테나들 중 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신한다.
일반적인 차량 레이더 장치의 경우, 감지 각도 변환 시 넓은 감지 영역에 의해, 감지가 불필요한 물체를 감지하거나, 불필요한 신호가 수신될 수 있다. 따라서, 레이더의 감지 정확도가 낮아질 수 있다. 또한, 레이더 장치가 진보된 운전자 도움 시스템(advanced driver assistance system; ADAS)과 연동되어 작동될 경우, 상기 불필요한 물체 또는 불필요한 신호 수신으로 인한 급제동 사고가 발생할 수 있다.
이에 반하여, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 일반적인 차량 레이더 장치에서 사용되는 디지털 또는 아날로그 형태의 방사 각도 조절이 아닌, 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어하여, 방사 각도를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 고성능 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit; MCU), 고용량의 메모리, 위상 이동 직접 회로(phase shift integradited circuit) 등을 사용하지 않음으로써, 성능 대비 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 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.
10: 레이더 장치
110: 송신 안테나부
1110: 제1 송신 안테나
1110a: 제1 양 전압 급전 선로
1110b: 제1 음 전압 급전 선로
1120: 제2 송신 안테나
1120a: 제2 양 전압 급전 선로
1120b: 제2 음 전압 급전 선로
1130: 제3 송신 안테나
1130a: 제3 양 전압 급전 선로
1130b: 제3 음 전압 급전 선로
1140: 제4 송신 안테나
1140a: 제4 양 전압 급전 선로
1140b: 제4 음 전압 급전 선로
120: 송신 처리부
210: 수신 안테나부
220: 수신 처리부
300: 제어부
400: 입력부
500: 메모리부

Claims (10)

  1. 복수개의 송신 안테나들;
    상기 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로;
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 제어부;
    상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나가 송신한 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나들을 포함하는 레이더 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    사용자로부터 미리 정의된 복수개의 방향들 중 적어도 하나의 방향에 대응하는 입력 신호를 수신하는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 입력 신호에 기초하여, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 레이더 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 미리 정의된 테이블에 기초하여, 상기 입력 신호에 대응하는 전압이 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 입력되도록 제어하는 레이더 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 반사 신호에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어하는 레이더 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 반사 신호 중 미리 정해진 임계값을 초과하는 반사 신호를 결정하고, 상기 반사 신호의 방향을 결정하고, 상기 방향에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어하는 레이더 장치.
  6. 복수개의 송신 안테나들 각각에 포함되는 양 전압 급전 선로 및 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정;
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력에 기초하여 상기 복수개의 송신 안테나들 중 적어도 하나의 송신 안테나를 통해 신호를 방사하는 과정;
    상기 방사된 신호에 대한 적어도 하나의 반사 신호를 복수개의 수신 안테나들 중 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신하는 과정을 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정은,
    사용자로부터 미리 정의된 복수개의 방향들 중 적어도 하나의 방향에 대응하는 입력 신호를 수신하는 과정;
    상기 입력 신호에 기초하여, 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정을 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정은,
    미리 정의된 테이블에 기초하여, 상기 입력 신호에 대응하는 전압이 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 입력되도록 제어하는 과정을 더 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 반사 신호에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어하는 과정을 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로 각각에 대한 전압 입력을 제어하는 과정은,
    상기 적어도 하나의 반사 신호 중 미리 정해진 임계값을 초과하는 반사 신호를 결정하는 과정;
    상기 반사 신호의 방향을 결정하는 과정;
    상기 방향에 기초하여 상기 양 전압 급전 선로 및 상기 음 전압 급전 선로에 대한 전압 입력을 제어하는 과정을 더 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.
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