KR20180060341A - Radar Apparatus and Antenna Apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a radar device and an antenna device therefor. The radar device includes three transmission antennas offset in a vertical direction; and four reception antennas having the same position in a vertical direction. In a medium long-range detection mode, at least one of the three transmission antennas simultaneously transmits a transmission signal, and the four reception antennas receive a reception signal. In a short-range detection mode, two vertically offset ones of the three transmission antennas are used to transmit a time-shared or code-shared transmission signal, and the four reception antennas receive a reception signal. As such, the present invention is capable of precisely calculating at least one among vertical and horizontal information of a subject in the medium long-range and short-range detection modes.

Description

레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치{Radar Apparatus and Antenna Apparatus therefor}≪ Desc / Clms Page number 1 > Radar Apparatus and Antenna Apparatus Therefor

본 발명의 일 실시예는 레이더 장치 및 그를 위한 안테나 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 다중입력-다중출력(Multi-Input Multi-Output; 이하 'MIMO'라 함) 방식 안테나 장치를 포함하는 레이더 장치 등에 관한 것이다. An embodiment of the present invention relates to a radar apparatus and an antenna apparatus therefor. And more particularly, to a radar apparatus including a multi-input multi-output (MIMO) antenna apparatus.

차량 등에 탑재되는 레이더 장치는 고해상도의 각도 분해능을 가져야 한다. 예를 들면, 전방 충돌 방지 및 예방을 위한 차량 레이더의 경우, 전방 인접 차선에 있는 차량의 자차선(In-path) 컷 인(Cut In) 및 컷 아웃(Cut Out) 시, 각도 추출을 통해서 끼어들기 상황 판단을 할 수 있다. 즉, 고해상도 각도 분해 능력을 통해, 컷 인(Cut In) 및 컷 아웃(Cut Out)시의 타깃 오 감지 확률을 줄이고, 충돌 상황을 예측하여 운전자의 안전을 보장해줄 수 있다. A radar device mounted on a vehicle or the like must have a high-resolution angular resolution. For example, in the case of a vehicle radar for prevention and prevention of a frontal collision, when an in-path cut-in and a cut-out of a vehicle in a next adjacent lane are performed, It can judge the lifting situation. In other words, through the high-resolution angle resolution capability, it is possible to reduce the probability of detecting the target at the time of cut-in and cut-out, and to assure the safety of the driver by predicting the collision situation.

또한, 차량용 레이더는 하나의 안테나 어셈블리를 이용하여 비교적 좁은 각도 범위에서 멀리 있는 물체를 감지하기 위한 중/장거리(Mid/Long Range) 감지 기능과, 비교적 넓은 각도 범위에서 근거리 물체를 감지하기 위한 근거리(Short Range) 감지 기능을 가져야 한다. In addition, the vehicle radar has a mid / long range detection function for detecting an object at a relatively narrow angular range using one antenna assembly, and a near / far range detection function for detecting a near object at a relatively wide angle range. Short Range detection.

또한, 기존의 레이더 장치는, 고해상도의 각도 분해능을 얻기 위해, 수신 안테나를 여러 개 배열하는 구조로 구성한다. 즉, 종래의 레이더 장치는, 수신 안테나 다수 채널을 배열하여, 각도 분해능을 높이는 구조를 이용하는 것이다.In addition, a conventional radar apparatus is configured with a structure in which a plurality of receiving antennas are arranged in order to obtain a high resolution of angular resolution. That is, the conventional radar apparatus uses a structure in which a plurality of receiving antenna channels are arranged to increase the angular resolution.

이와 같이 수신 안테나를 여러 개 배열하는 구조를 갖는 종래의 레이더 장치는, 안테나 구조적으로 사이즈가 커지고, 송수신부(즉, RF 회로부)에 이와 관련된 많은 소자가 필요하게 되어, 레이더 장치의 전체 사이즈가 커지게 되는 문제점이 있다. In the conventional radar apparatus having a structure in which a plurality of receiving antennas are arranged in this manner, the size of the antenna is increased structurally, and a large number of elements related thereto are required in the transmitting and receiving unit (i.e., the RF circuit unit) There is a problem.

하지만, 현재, 차량에 레이더 장치를 장착할 때, 범퍼 내 초음파 센서, 번호판, 안개등, 지지 구조물 등 각종 구조물에 의해, 레이더 장치를 장착할 수 있는 부분이 제한적이고 이에 따라 레이더 장치의 크기는 제한될 수밖에 없는 것이다. However, at present, when mounting a radar device on a vehicle, a part where a radar device can be mounted is limited by various structures such as an ultrasonic sensor in a bumper, a license plate, a fog lamp, and a support structure, It is inevitable.

최근 차량용 레이더의 소형화를 위하여 다중입력 다중출력(MIMO) 레이더가 개발되고 있다. Recently, multiple input multiple output (MIMO) radars have been developed for miniaturization of vehicle radar.

MIMO 레이더는 송신 안테나의 간격을 적당히 배치하여 수신 안테나의 개구(aperture)를 확장시키는 효과가 있기 때문에 RF 칩(chip)의 수를 줄이면서도 동일한 성능을 낼 수 있다는 점에서 최근 많이 연구되고 있다. The MIMO radar has been recently studied because it has the effect of expanding the aperture of the reception antenna by appropriately arranging the intervals of the transmission antennas, thereby achieving the same performance while reducing the number of RF chips.

기존의 차량용으로 개발된 MIMO 레이더는 보통 2개의 송신 채널과 다수의 수신 채널의 배치를 통해 효율적인 개구 확장 효과를 내고 있으며, 이러한 구조는 차량용 레이더에서 장거리 레이더 또는 중거리 레이더용으로 제안되고 있다.MIMO radar, which is developed for existing vehicles, has an effective aperture expansion effect through the arrangement of two transmission channels and a plurality of reception channels. This structure is proposed for a long-range radar or a medium-range radar in a vehicle radar.

그러나, 차량용 레이더는 중/장거리뿐만 아니라 근거리의 넓은 영역도 감지를 해야 하며, 이를 위하여 근거리 감지를 위한 추가 센서를 장착하여야 하며, 이로 인하여 비용 및 복잡도가 증가하는 문제가 있다.However, the radar for the vehicle must detect not only the medium / long range but also the wide area near the sensor. To this end, an additional sensor for detecting the near range must be installed, which increases cost and complexity.

따라서, 차량용 레이더에서는 중/장거리 레이더와 근거리 레이더를 통합할 필요가 있으며, 일반적으로 중/장거리 레이더와 근거리 레이더를 통합하기 위해서 송신 안테나를 상이하게 하고 수신 안테나를 공용화 하여 구현을 하게 되는데 이러한 경우 중/장거리 레이더에서 분해능 등의 성능이 떨어지고 근거리 레이더에서 감지범위 등의 성능이 떨어져 각각의 성능이 극대화 되지 못하는 단점이 있다.Therefore, it is necessary to integrate the medium / long-range radar and the near-field radar in the vehicle radar. In order to integrate the medium / long-range radar and the near-field radar, the transmission antennas are different and the reception antennas are shared. / Long range radar, the performance such as resolution is deteriorated, and the performance of the detection range in the near-field radar is deteriorated, so that the performance of each is not maximized.

따라서, 중/장거리 감지와 근거리 감지가 동시에 가능하고, 고해상도의 각도 분해능을 유지하면서도 레이더 장치의 사이즈를 줄일 수 있는 레이더 장치의 개발이 요구되고 있지만, 종래의 레이더 장치에서는 이를 충족시켜주지 못하고 있는 실정이다. Accordingly, it is required to develop a radar device capable of detecting both the long / medium range and the short range at the same time and capable of reducing the size of the radar device while maintaining a high resolution of the angular resolution. However, to be.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 다수의 송신안테나 및 다수의 수신 안테나의 효율적인 배치를 통해 중/장거리 성능뿐만 아니라 근거리 성능까지 극대화 할 수 있는 레이더 장치를 제공하는 것이다. In view of the above, it is an object of the present invention to provide a radar device capable of maximizing near and far performance as well as mid / long distance performance through efficient arrangement of a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas.

본 발명의 다른 목적은, 다수의 송신 안테나와 다수의 수신 안테나를 구비하여 다중입력 다중수신(MIMO)이 가능한 안테나 장치와, 그를 포함하는 레이더 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an antenna device capable of multiple input multiple receive (MIMO) with a plurality of transmit antennas and a plurality of receive antennas, and a radar device including the same.

본 발명의 다른 목적은, 지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하는 안테나부를 포함하는 레이더 장치를 이용하여, 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서 각각 사용되는 송신안테나 및 수신안테나의 조합을 최적화함으로써, 중장거리 및 근거리 모두에서 목표의 정확한 수직정보 및 수평정보를 획득할 수 있는 레이더 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transmission antenna that includes a transmission antenna portion including three transmission antennas extending in a first direction perpendicular to the paper surface and having different front end positions and four transmission antennas extending in the first direction, By optimizing the combination of the transmission antenna and the reception antenna used in the long-distance sensing mode and the short-distance sensing mode by using the radar device including the antenna portion including the reception antenna portion including the reception antenna, And to obtain accurate vertical information and horizontal information of the radar device.

본 발명의 다른 목적은, 중장거리 감지모드에서는 상기 3개의 송신안테나중 1개 이상의 송신안테나에서 동시에 송신신호를 송출하고, 상기 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하고, 근거리 감지모드에서는 상기 3개의 송신안테나 중 선택된 2개의 송신안테나를 이용하여 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 상기 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하며, 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서 상기 4개의 수신안테나에서 수신된 수신신호를 기초로 대상체의 수직정보 및 수평정보 중 하나 이상을 산출할 수 있는 레이더 장치를 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a method and apparatus for transmitting a transmission signal simultaneously from at least one transmission antenna among the three transmission antennas in a long distance sensing mode and to receive a reception signal at the four reception antennas, Divisionally or code-division-multiplexed transmission signals are transmitted using two selected transmission antennas among the three transmission antennas, and reception signals are received by the four reception antennas, and in the long-distance sensing mode and the short- The present invention provides a radar device capable of calculating at least one of vertical information and horizontal information of a target object based on a received signal received from a plurality of receiving antennas.

결과적으로, 단순한 안테나 구성과 작은 크기를 가지면서도 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드 모두에서 대상체의 수평정보(폭 등) 및 수직정보(높이 등)를 정밀하게 측정할 수 있는 차량용 레이더 장치 등을 제공하는 것을 목적으로 한다. As a result, a vehicle radar device capable of precisely measuring the horizontal information (width, etc.) and vertical information (height, etc.) of the object in both the medium and long distance sensing modes and the near sensing mode is provided with a simple antenna configuration and small size .

본 발명의 또다른 목적은, 상기와 같은 구조를 이용하되, 근거리 감지모드와 중장거리 감지모드에서의 송신신호의 주파수대역과 신호파형의 형태를 상이하게 함으로써, 다른 레이더 장치와의 간섭을 피하면서도 중장거리 및 근거리 모두에서 대상체의 수평/수직 정보의 측정 해상도를 향상시킬 수 있는 레이더 장치를 제공하는 것이다.It is a further object of the present invention to use the above structure to avoid interference with other radar devices by differentiating the shapes of the frequency band and the signal waveform of the transmission signal in the near- And to provide a radar device capable of improving measurement resolution of horizontal / vertical information of an object in both a long distance and a short distance.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하는 안테나부와, 중장거리 감지 모드 및 근거리 감지모드 중 하나에서, 상기 송신안테나부 중 선택되는 1 이상의 송신안테나를 통해 송신신호를 송신하고, 상기 수신안테나부에 포함된 4개의 수신안테나 모두를 통해 대상체에서 반사된 반사신호를 수신하는 송수신부와, 수신된 반사신호를 처리하여 상기 대상체에 대한 정보를 획득하는 처리부를 포함하는 레이더 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transmission antenna including: a transmission antenna unit including three transmission antennas extending in a first direction perpendicular to a ground plane and having different front end positions; And a receiving antenna unit including four receiving antennas having the same front end positions, and a transmitting unit configured to transmit the transmitting signal through at least one transmitting antenna selected from the transmitting antenna units, And a processing unit for processing the received reflected signal to acquire information about the object by transmitting the reflected signal to the receiving antenna unit and receiving the reflected signal reflected by the object through all of the four receiving antennas included in the receiving antenna unit, Thereby providing a radar device.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 레이더 장치에 사용되는 안테나 장치로서, 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 제1선단부 위치를 가지는 제1송신안테나와, 상기 제1선단부 위치보다 낮은 제2선단부 위치를 가지며 제1송신안테나로부터 제1방향에 수직한 제2방향으로 제1송신 이격거리만큼 이격된 제2송신안테나와, 상기 제2선단부 위치보다 낮은 제3선단부 위치를 가지며 제2송신안테나로부터 제2방향으로 제2송신 이격 거리만큼 이격된 제3송신안테나를 포함하는 송신안테나부와; 상기 제1방향으로 연장하되 제1방향으로 동일한 높이 또는 선단부 위치를 가지며, 제3송신안테나로부터 분리거리만큼 이격된 제1수신안테나와, 제1수신안테나로부터 상기 제2방향으로 제1수신 이격거리만큼 이격된 제2수신안테나와, 제2수신안테나로부터 제2방향으로 제2수신 이격거리만큼 이격된 제3수신안테나와, 제3수신안테나로부터 제2방향으로 제3수신 이격거리만큼 이격된 제4수신안테나를 포함하는 수신안테나부;를 포함하는 안테나 장치를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an antenna device for use in a radar device, comprising: a first transmission antenna extending in a first direction perpendicular to the paper surface, the first transmission antenna having a first front end position; A second transmission antenna spaced apart from the first transmission antenna by a first transmission separation distance in a second direction perpendicular to the first direction and a second transmission antenna spaced apart from the second transmission antenna at a third front end position lower than the second front end position, A transmission antenna unit including a third transmission antenna spaced apart from the first transmission antenna by a second transmission separation distance in a second direction; A first receiving antenna extending in the first direction and having the same height or tip position in a first direction and spaced apart from a third transmitting antenna by a separation distance; and a second receiving antenna spaced apart from the first receiving antenna in the second direction by a first receiving spacing distance A third reception antenna spaced apart from the second reception antenna by a second reception separation distance in the second direction and a third reception antenna spaced apart from the third reception antenna by a third reception separation distance in the second direction, 4 receiving antenna including a receiving antenna.

아래에서 설명할 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하는 안테나부를 포함하는 레이더 장치를 이용하되, 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서 각각 사용되는 송신안테나 및 수신안테나의 조합을 최적화함으로써, 중장거리 및 근거리 모두에서 목표의 정확한 수직정보 및 수평정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, as will be described below, a transmission antenna unit including three transmission antennas extending in a first direction perpendicular to the paper and having different front end positions, and a transmission antenna unit extending in the first direction A radar apparatus including an antenna unit including a receiving antenna unit including four receiving antennas having the same front end position is used, and a combination of a transmitting antenna and a receiving antenna used in the long-distance sensing mode and the short- , Accurate vertical information and horizontal information of the target can be obtained at both the middle and long distances.

더 구체적으로는, 상기와 같은 안테나 구조를 가지되, 중장거리 감지모드에서는 3개의 송신안테나중 1개 이상의 송신안테나에서 동시에 송신신호를 송출하고, 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하고, 근거리 감지모드에서는 3개의 송신안테나 중 선택된 2개의 송신안테나를 이용하여 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 상기 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하며, 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서 상기 4개의 수신안테나에서 수신된 수신신호를 기초로 대상체의 수직정보 및 수평정보 중 하나 이상을 산출할 수 있는 효과가 있다. More specifically, in the long-distance sensing mode, a transmission signal is simultaneously transmitted from at least one transmission antenna among three transmission antennas, and a reception signal is received from four reception antennas, In the near-field sensing mode, a time-divisionally or code-divided transmission signal is transmitted using two selected transmission antennas among the three transmission antennas, a reception signal is received by the four reception antennas, Mode, it is possible to calculate at least one of the vertical information and the horizontal information of the object based on the reception signal received from the four reception antennas.

결과적으로, 본 발명에 의하면, 단순한 안테나 구성과 작은 크기를 가지면서도 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드 모두에서 대상체의 수평정보(폭 등) 및 수직정보(높이 등)를 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.As a result, according to the present invention, it is possible to precisely measure horizontal information (width, etc.) and vertical information (height, etc.) of a target object in both the long distance sensing mode and the short- .

도 1은 일반적인 다중 안테나를 가지는 레이더장치의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치에 대한 개략적인 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치에 포함된 안테나부에 포함된 3개의 송신 안테나 및 4개의 수신 안테나의 배열 구성의 일예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 의한 레이더 장치의 중/장거리 감지 모드에서의 송수신 안테나의 등가 상태도로서, 도 4a는 3개의 송신안테나를 모두 사용하는 제1실시예이고, 도 4b는 제2송신안테나만을 이용하는 제2실시예를 도시한다.
도 5는 본 발명에 의한 레이더 장치의 근거리 감지모드에서의 신호 송수신 방식을 도시하는 것으로서, 도 5a는 신호타이밍도이고, 도 5b는 송수신안테나의 등가 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치의 신호 처리 방법에 대한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 레이더 장치에서, 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서의 신호파형 및 주파수대역의 차이를 도시한다.
FIG. 1 shows an example of a general radar device having multiple antennas.
2 is a schematic block diagram of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates an example of the arrangement of three transmit antennas and four receive antennas included in the antenna unit included in the radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is an equivalent state diagram of a transmitting / receiving antenna in a middle / long distance sensing mode of a radar device according to the present invention. FIG. 4A shows a first embodiment using all three transmission antennas, FIG. And shows a second embodiment.
FIG. 5 illustrates a signal transmission / reception method in a short distance sensing mode of a radar device according to the present invention. FIG. 5A is a signal timing diagram, and FIG. 5B is an equivalent state diagram of a transmission / reception antenna.
6 is a flowchart of a signal processing method of a radar device according to an embodiment of the present invention.
7 shows the difference between the signal waveform and the frequency band in the long-distance detection mode and the short-distance detection mode in the radar device according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

도 1은 일반적인 다중 안테나를 가지는 레이더장치의 일 예를 도시한다.FIG. 1 shows an example of a general radar device having multiple antennas.

도 1a에 도시된 바와 같은 레이더 장치는 2개의 송신 안테나 TX0, TX1이 상부에 동일한 방향으로 배치되고, 4개의 수신안테나 RX0~RX3가 하부에 동일한 방향으로 배치되는 안테나 구조를 가진다.The radar apparatus as shown in FIG. 1A has an antenna structure in which two transmission antennas TX0 and TX1 are arranged in the same direction on the upper side and four reception antennas RX0 to RX3 are arranged in the same direction on the lower side.

신호 송신 시점에서는 제1스위칭부(SW1)에 의하여 하나의 송신안테나가 선택되어 송신신호를 송출한다.At the signal transmission time point, one transmission antenna is selected by the first switching unit SW1 and the transmission signal is transmitted.

물체로부터 반사된 수신 신호는 제2스위칭부(SW2)에 의하여 스위칭된 1개의 수신 안테나에서 수신된다.A reception signal reflected from the object is received at one reception antenna switched by the second switching unit SW2.

신호처리부(DSP)는 수신된 반사신호를 증폭한 후 송신신호와 비교하여, 위상(Phase)의 변화, 크기(Magnitude)의 변화, 주파수 편이 등을 측정함으로써, 물체까지의 거리, 물체의 상대속도 등을 측정할 수 있다.The signal processing unit DSP amplifies the received reflection signal and then compares the received reflection signal with a transmission signal to measure a phase change, a magnitude change, a frequency deviation, and the like, thereby determining a distance to an object, Can be measured.

도 1a에서는 각 안테나가 1열의 어레이 안테나로 구성된다.In Fig. 1A, each antenna is constituted by one array antenna.

도 1b는 다른 형태의 다중 안테나 레이더 장치의 일 예로서, 1개의 송신안테나(TX0)와 다수의 수신안테나(RX0~RX2) 및 1개의 송수신 겸용 안테나(RX3/TX1)가 일정한 간격을 가지면서 배치되며, 각 안테나들은 동일한 방향으로 연장 형성된다.1B shows an example of a multi-antenna radar apparatus according to another embodiment, wherein one transmission antenna TX0, a plurality of reception antennas RX0 to RX2, and one transmission / reception antenna RX3 / TX1 are arranged And each antenna extends in the same direction.

이 상태에서 신호 송신 시점에서는 제1스위칭부(SW1)에 의하여 송신안테나 TX0와 송수신 겸용 안테나 RX3/TX1 중 하나의 송신안테나가 선택되어 송신신호를 송출한다.In this state, the transmitting antenna TX0 and one transmitting antenna of the transmitting / receiving antenna RX3 / TX1 are selected by the first switching unit SW1 to transmit the transmitting signal at the time of signal transmission.

물체로부터 반사된 수신신호는 다수의 수신안테나(RX0~RX2) 및 1개의 송수신 겸용 안테나(RX3/TX1) 중 제2스위칭부(SW2)에 의하여 선택된 1개의 수신 안테나에서 수신된다.The received signal reflected from the object is received by one receiving antenna selected by the second switching unit SW2 of the plurality of receiving antennas RX0 to RX2 and one transmitting and receiving antenna RX3 / TX1.

신호처리부(DSP)는 수신된 반사신호를 증폭한 후 송신신호와 비교하여, 위상(Phase)의 변화, 크기(Magnitude)의 변화, 주파수 편이 등을 측정함으로써, 물체까지의 거리, 물체의 상대속도 등을 측정할 수 있다.The signal processing unit DSP amplifies the received reflection signal and then compares the received reflection signal with a transmission signal to measure a phase change, a magnitude change, a frequency deviation, and the like, thereby determining a distance to an object, Can be measured.

도 1과 같은 안테나 구조를 가지는 레이더에서는 중/장거리 감지와 근거리 감지가 가능하다 하더라도, 2가지 감지 모두에서 충분한 해상도 또는 각도분해능을 보유하기 힘든 단점이 있다.Although the radar having the antenna structure as shown in Fig. 1 can detect the medium / long range and the near range, there is a disadvantage that it is difficult to have sufficient resolution or angular resolution in both of the two types of detection.

또한, 도 1a과 같은 안테나 구조에서는 다수의 송신안테나가 동일한 방향으로 연장되고, 다수의 수신안테나 역시 동일한 방향으로 연장되며, 도 1b의 경우에는 모든 송수신안테나가 동일한 방향으로 연장된다.Also, in the antenna structure shown in FIG. 1A, a plurality of transmission antennas extend in the same direction, and a plurality of reception antennas extend in the same direction. In the case of FIG. 1B, all the transmission and reception antennas extend in the same direction.

따라서, 이러한 안테나 구조에서는 물체의 수평방향 정보는 비교적 정확하게 감지할 수 있으나, 수직(Elevation) 방향 정보는 정밀하게 측정하기 어렵다는 단점이 있다.Therefore, in such an antenna structure, the horizontal direction information of the object can be detected relatively accurately, but the vertical direction information is difficult to accurately measure.

즉, 도 1과 같은 안테나 구조에서는 수신안테나 RX0 내지 RX3 중 하나 이상이 반사신호를 수신하는데, 각 수신안테나가 송신안테나 TX0 또는 TX1에 대하여 수평방향으로는 다른 배열 특성을 가지므로 각 수신안테나가 수신하는 수신신호에 차이가 발생하여 그 차이를 분석하면 수평방향 정보는 비교적 정확하게 측정될 수 있다.1, at least one of the reception antennas RX0 to RX3 receives a reflection signal. Since each reception antenna has different arrangement characteristics in the horizontal direction with respect to the transmission antenna TX0 or TX1, The horizontal direction information can be measured relatively accurately.

하지만, 각 수신안테나는 송신안테나 TX0 또는 TX1에 대하여 수직방향으로 동일한 배열 특성을 가져서 각 수신안테나가 수신하는 수신신호에 차이가 발생하지 않게 되며, 그 결과 물체의 수직방향 정보를 측정하는데 어려움이 있다는 것이다. However, each receiving antenna has the same arrangement characteristic in the vertical direction with respect to the transmitting antenna TX0 or TX1, so that there is no difference in the receiving signal received by each receiving antenna, and as a result, it is difficult to measure the vertical direction information of the object will be.

이에 본 발명의 일실시예에서는, 다수의 송신안테나를 수직방향으로 반대인 제1방향 및 제2방향으로 각각 연장되는 2개의 송신 안테나 그룹으로 구성하고, 마찬가지로 다수의 수신안테나를 제1방향 및 제2방향으로 각각 연장되는 2개의 수신 안테나 그룹으로 구성하는 안테나 장치를 제공하여, 물체의 수직방향 정보 검출 성능을 향상시키고자 한다.Therefore, in an embodiment of the present invention, a plurality of transmission antennas are constituted by two transmission antenna groups each extending in a first direction and a second direction opposite to each other in the vertical direction, and similarly, And two receiving antenna groups each extending in two directions, thereby improving the vertical direction information detection performance of the object.

또한, 상기와 같은 안테나 구조에서 신호를 송출하는 1 이상의 송신안테나를 적절히 선택하고, 다수의 수신안테나에서 수신되는 신호중 일부를 선택하여 신호 처리함으로써, 중/장거리 감지 및 근거리 감지 모두에서 물체의 수평방향 정보 및 수직방향의 정보의 측정 정밀도를 향상시키고자 한다.In addition, one or more transmission antennas for transmitting signals in the above-described antenna structure are appropriately selected, and a part of the signals received from the plurality of reception antennas are selected and subjected to signal processing. In both of the middle / long- And to improve the measurement precision of information and vertical direction information.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더(RADAR) 장치(100)에 대한 블록 구성도이다. 2 is a block diagram of a radar apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더(RADAR) 장치(100)는, 복수 개의 송신 안테나와 복수 개의 수신 안테나를 포함하는 안테나부(110)와, 안테나부(110)를 통해, 송신신호를 송신하고, 수신신호를 수신하는 송수신부(120)와, 수시된 신호를 처리하여 대상체의 수직방향 또는 수평방향 정보를 획득하는 처리부(130) 등을 포함한다. 이러한 레이더 장치를 레이더 센서라고도 한다. 2, a RADAR apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an antenna unit 110 including a plurality of transmission antennas and a plurality of reception antennas, an antenna unit 110, A transmitting and receiving unit 120 for transmitting a transmission signal and receiving a reception signal through the antenna 130 and a processing unit 130 for processing vertical and horizontal direction information of the object by processing the received signal. Such a radar device is also referred to as a radar sensor.

안테나부(110)는 지면에 수직한 연직방향 중 하나인 제1방향으로 연장되는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 마찬가지로 제1방향으로 연장되는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하여 구성된다.The antenna unit 110 includes a transmission antenna unit including three transmission antennas extending in a first direction which is one of vertical directions perpendicular to the paper surface and a reception antenna unit including four reception antennas extending in the same direction .

특히, 본 발명에 의한 송신안테나부는 지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하고, 수신안테나부는 송신안테나와 동일한 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하도록 구성된다.Particularly, the transmission antenna according to the present invention includes three transmission antennas extending in a first direction perpendicular to the ground, and having different front end positions, and the reception antenna unit extends in the same first direction as the transmission antenna, And four receive antennas having the same number of antennas.

더 세부적으로는, 송신안테나부는 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 제1선단부 위치를 가지는 제1송신안테나와, 제1선단부 위치보다 낮은 제2선단부 위치를 가지며 제1송신안테나로부터 제1방향에 수직한 제2방향으로 제1거리만큼 이격된 제2송신안테나와, 제2선단부 위치보다 낮은 제3선단부 위치를 가지며 제2송신안테나로부터 제2방향으로 제2거리만큼 이격된 제3송신안테나를 포함하도록 구성될 수 있다.More specifically, the transmission antenna section includes: a first transmission antenna extending in a first direction perpendicular to the ground plane, the first transmission antenna having a second front end position lower than the first front end position and extending from a first transmission antenna in a first direction And a third transmission antenna having a third front end position lower than the second front end position and spaced apart from the second transmission antenna by a second distance in the second direction, . ≪ / RTI >

3개의 송신안테나는 일정한 길이로 연장되는 1개 이상의 어레이 안테나로 구성될 수 있으며, 각 송신안테나의 선단부의 위치, 더 구체적으로 각 송신안테나의 수직방향의 선단부의 위치가 서로 상이하도록 배치된다.The three transmit antennas may be composed of one or more array antennas extending in a predetermined length, and are arranged such that the positions of the front ends of the respective transmission antennas, more specifically, the positions of the front ends of the respective transmission antennas in the vertical direction are different from each other.

한편, 수신안테나부는 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 서로 동일한 제4선단부 위치를 가지고 제2방향으로 일정거리 이격된 4개의 수신안테나로 구성된다.The receiving antenna unit includes four receiving antennas that extend in a first direction perpendicular to the paper surface and have the same fourth tip position and are spaced apart from each other by a predetermined distance in the second direction.

4개의 수신안테나들의 공통된 제4선단부 위치는 3개의 송신안테나 중에서 가운데 배치되는 제2송신안테나의 제2선단부 위치와 동일할 수 있다.The common fourth tip position of the four receive antennas may be the same as the second tip position of the second transmit antenna disposed in the center among the three transmit antennas.

또한, 3개의 송신안테나 사이의 간격과 4개의 수신안테나들 사이의 간격 역시 일정한 관계를 가지도록 배치될 수 있으며, 이러한 안테나부의 세부적인 구성에 대해서는 아래에서 도 3을 참고로 더 상세하게 설명한다. The spacing between the three transmit antennas and the spacing between the four receive antennas may also be arranged to have a constant relationship. The detailed configuration of the antenna unit will be described in more detail with reference to FIG. 3 below.

송수신부(120)는, 아래의 도 3 이하에서 설명할 구조의 안테나부(110)에 포함되는 복수 개의 송신 안테나 중 1 개 이상으로 스위칭(Switching)하여 스위칭 된 송신 안테나를 통해 송신신호를 송신하거나 복수 개의 송신 안테나에 할당된 멀티 송신채널을 통해 송신신호를 송신하는 송신부와, 복수 개의 수신 안테나 중 한 개로 스위칭하여 스위칭 된 수신 안테나를 통해 송신된 송신신호가 타깃에 의해 반사된 반사신호인 수신신호를 수신하거나 복수 개의 수신 안테나에 할당된 멀티 수신채널을 통해 수신신호를 수신하는 수신부를 포함한다. The transmission / reception unit 120 switches to at least one of a plurality of transmission antennas included in the antenna unit 110 having the structure described below with reference to FIG. 3, and transmits a transmission signal through a switched transmission antenna A transmission unit that transmits a transmission signal through a multi-transmission channel allocated to a plurality of transmission antennas; a transmission unit that switches to one of the plurality of reception antennas and transmits the transmission signal, which is transmitted through the switched reception antenna, And a reception unit for receiving a reception signal through a multiple reception channel allocated to a plurality of reception antennas.

전술한 송수신부(120)에 포함된 송신부는, 스위칭 된 송신 안테나에 할당된 한 개의 송신채널 또는 복수 개의 송신 안테나에 할당된 멀티 송신채널에 대한 송신신호를 생성하는 발진부를 포함한다. 이러한 발진부는, 일 예로서, 전압 제어 발진기(VCO: Voltage-Controlled Oscillator) 및 오실레이터(Oscillator) 등을 포함할 수 있다. The transmission unit included in the transmission / reception unit 120 includes an oscillation unit that generates a transmission signal for a transmission channel allocated to a switched transmission antenna or a multi-transmission channel allocated to a plurality of transmission antennas. The oscillation unit may include, for example, a voltage-controlled oscillator (VCO) and an oscillator.

한편, 본 실시예에 의한 송수신부에 포함된 송신부는, 근거리 감지모드에서 2개의 송신안테나를 이용하되. 1회의 감지 주기 또는 감지 싸이클 동안 시간분할 또는 코드분할 방식으로 구분된 송신신호를 송신하는 기능을 구비한다.Meanwhile, the transmitting unit included in the transmitting and receiving unit according to the present embodiment uses two transmitting antennas in the near-field sensing mode. And a function of transmitting a transmission signal divided in time division or code division manner during one sensing period or sensing cycle.

전술한 송수신부(120)에 포함된 수신부는, 스위칭 된 수신 안테나에 할당된 한 개의 수신채널을 통해 수신되거나 복수 개의 송신 안테나에 할당된 티 수신채널을 통해 수신된 상기 수신신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부(LNA: Low Noise Amplifier)와, 저잡음 증폭된 수신신호를 믹싱하는 믹싱부(Mixer)와, 믹싱된 수신신호를 증폭하는 증폭부(Amplifier)와, 증폭된 수신신호를 디지털 변환하여 수신데이터를 생성하는 변환부(ADC: Analog Digital Converter) 등을 포함한다. The receiver included in the transmission / reception unit 120 may be a low-noise amplifier that low-noise amplifies the received signal received through one receive channel allocated to a switched receive antenna or received through a receive channel allocated to a plurality of transmit antennas A low noise amplifier (LNA), a mixer for mixing the low-noise amplified received signal, an amplifier for amplifying the mixed received signal, and a receiver for digitally converting the amplified received signal, And an ADC (Analog Digital Converter).

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더(RADAR) 장치(100)는, 송신신호의 제어와 수신 데이터를 이용한 신호 처리를 수행하는 처리부(130)를 포함하는데, 이때, 처리부(130)는, 많은 연산량을 필요로 하는 신호 처리를 제 1 처리부와 제 2 처리부로 효율적으로 분배함으로써, 비용을 줄이고, 동시에 하드웨어 사이즈를 축소할 수 있도록 한다. Referring to FIG. 2, a RADAR apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a processing unit 130 for performing control of a transmission signal and signal processing using received data, 130) efficiently distributes the signal processing that requires a large amount of calculation to the first processing unit and the second processing unit, thereby reducing the cost and reducing the hardware size at the same time.

이러한 처리부(130)에 포함된 제 1 처리부는, 제 2 처리부를 위한 전 처리부(Pre-Processor)로서, 송신데이터 및 수신데이터를 획득하여, 획득된 송신데이터에 근거한 발진부에서의 송신신호의 생성을 제어하고, 송신데이터 및 수신데이터를 동기화하며, 송신데이터 및 수신데이터를 주파수 변환할 수 있다. The first processing unit included in the processing unit 130 is a pre-processor for the second processing unit, and acquires transmission data and reception data to generate transmission signals in the oscillation unit based on the acquired transmission data Synchronizes the transmission data and the reception data, and frequency-converts the transmission data and the reception data.

제 2 처리부는, 제 1 처리부의 처리 결과를 이용하여 실질적 처리를 수행하는 후 처리부(Post-Processor)로서, 제 1 처리부에서 주파수 변환된 수신데이터를 토대로 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산, 트래킹(Tracking) 연산 및 타깃 선택(Target Selection) 연산 등을 수행하고, 타깃에 대한 각도정보, 속도정보 및 거리정보를 추출할 수 있다. The second processor is a post-processor that performs a substantial process using the processing result of the first processor. The second processor is configured to perform a CFAR (Constant False Alarm Rate) operation, a tracking Tracking operation, Target Selection operation, etc., and extract angular information, velocity information, and distance information with respect to the target.

전술한 제 1 처리부는, 획득된 송신데이터 및 획득된 수신데이터를 한 주기당 처리 가능한 단위 샘플 사이즈로 데이터 버퍼링 한 이후, 주파수 변환을 수행할 수 있다. 전술한 제 1 처리부에서 수행하는 주파수 변환은, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 등과 같은 푸리에 변환을 이용할 수 있다. The first processing unit may perform frequency conversion after data obtained by buffering the obtained transmission data and the obtained reception data with a unit sample size that can be processed per period. The frequency conversion performed by the first processing unit may be Fourier transform such as Fast Fourier Transform (FFT).

전술한 제 2 처리부는, 제1처리부에서 이루어진 제1푸리에 변환(FFT)된 신호에 대하여 제2푸리에 변환을 할 수 있으며, 제2푸리에 변환은, 일 예로서, 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform, 이하 "DFT"라 칭함)일 수 있다. 또한, DFT 중에서도, 첩-이산 푸리에 변환(Chirp-DFT)일 수 있다. The second processing unit may perform a second Fourier transform on the first Fourier transformed signal generated by the first processing unit, and the second Fourier transform may be a Discrete Fourier transform (DFT) Transform, hereinafter referred to as "DFT"). Also, among the DFTs, it may be a chi-discrete Fourier transform (Chirp-DFT).

제2처리부는 Chirp-DFT 등의 제2푸리에 변환을 통해, 제2푸리에 변환 길이(K)에 해당하는 개수만큼의 주파수 값을 획득하고, 획득된 주파수 값을 토대로 각 첩(Chirp) 주기 동안 가장 큰 파워를 갖는 비트 주파수를 계산하고, 계산된 비트 주파수에 근거하여 물체의 속도 정보 및 거리 정보를 획득함으로써 물체를 탐지할 수 있다. The second processing unit obtains the frequency values corresponding to the second Fourier transform length (K) through the second Fourier transform such as Chirp-DFT, An object can be detected by calculating a bit frequency having a large power and acquiring speed information and distance information of the object based on the calculated bit frequency.

특히, 본 실시예에 의한 처리부(130)는 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서 4개의 수신안테나로부터 수신된 수신신호를 상기와 같은 방식으로 처리하여, 중장거리 대상체의 수평정보와, 근거리 대상체의 수평정보 및 수직정보를 산출하는 기능을 수행한다. Particularly, the processing unit 130 according to the present embodiment processes the reception signals received from the four reception antennas in the long-distance sensing mode and the short-range sensing mode in the same manner as described above, And performs a function of calculating horizontal information and vertical information.

한편, 본 발명에 의한 레이더 장치에 포함되는 안테나부(110)는 도 3과 같은 구조를 가지되, 송수신부(120) 및 처리부(130)는 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서 대상체의 수직방향 정보 및 수평방향 정보를 획득하기 위하여 일정한 신호 송수신방식과 그를 이용한 정보 획득 방식을 구현할 수 있어야 하며, 이에 대해서는 아래에서 도 4 및 도 7을 참고로 더 상세하게 설명한다.The antenna unit 110 included in the radar apparatus according to the present invention has a structure as shown in FIG. 3. The transmitting and receiving unit 120 and the processing unit 130 are disposed in the vertical direction Information and horizontal direction information, it is necessary to implement a certain signal transmission / reception method and an information acquisition method using it, which will be described in detail with reference to FIG. 4 and FIG.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 근거리 감지모드에서 복수의 가상 수신 안테나가 형성되도록 제어하는 가상 수신 안테나 형성부(140)를 더 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 도 5를 참고로 아래에서 더 상세하게 설명한다. In addition, the radar apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a virtual receiving antenna forming unit 140 for controlling a plurality of virtual receiving antennas to be formed in the short distance sensing mode, Will be described in more detail below.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치에 포함된 안테나부에 포함된 3개의 송신 안테나 및 4개의 수신 안테나의 배열 구성의 일예를 도시한다.FIG. 3 illustrates an example of the arrangement of three transmit antennas and four receive antennas included in the antenna unit included in the radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치(100)에 포함된 안테나부(110)는, 지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하여 구성될 수 있다.3, the antenna unit 110 included in the radar apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes three antennas 110a, 110b, 110c, A transmitting antenna unit including an antenna and a receiving antenna unit including four receiving antennas extending in the first direction and having the same tip positions.

더 구체적으로, 송신안테나부는 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 제1선단부 위치(P1)를 가지는 제1송신안테나(TX1)와, 제1선단부 위치보다 낮은 제2선단부 위치(P2)를 가지며 제1송신안테나로부터 제1방향에 수직한 제2방향(수평방향)으로 제1송신 이격거리(TD1)만큼 이격된 제2송신안테나(TX2)와, 제2선단부 위치(P3)보다 낮은 제3선단부 위치(P3)를 가지며 제2송신안테나로부터 제2방향으로 제2송신 이격 거리(TD2)만큼 이격된 제3송신안테나(TX3)를 포함하여 구성될 수 있다.More specifically, the transmission antenna section has a first transmission antenna TX1 extending in a first direction perpendicular to the ground and having a first front end position P1 and a second front end position P2 lower than the first front end position (TX2) spaced from the first transmission antenna by a first transmission separation distance (TD1) in a second direction (horizontal direction) perpendicular to the first direction and a second transmission antenna And a third transmission antenna TX3 having a front end position P3 and spaced apart from the second transmission antenna by a second transmission separation distance TD2 in a second direction.

본 명세서에서 제1방향은 지면에 수직한 방향 중 상부 방향, 즉, 연직상부 방향을 기준으로 설명한 것이지만, 그에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the first direction is described with reference to the upper direction, that is, the vertical direction, of the direction perpendicular to the paper surface, but is not limited thereto.

즉, 제1방향이 지면에 수직한 방향 중 하부 방향, 즉, 연직하부 방향이 될 수도 있으며, 이 경우 제1선단부 위치(P1)가 지면에 가장 가까이 있어서 가장 낮고, 제2선단부 위치(P2)는 제1선단부 위치(P1)보다 높고, 제3선단부 위치(P3)는 제2선단부 위치(P2)보다 높도록 결정될 것이다.In this case, the first distal end position P1 is the closest to the ground and the lowest, and the second distal end position P2 is the lowest. In other words, the first direction may be the downward direction, i.e., And the third distal end position P3 will be determined to be higher than the second distal end position P2.

한편, 3개의 송신안테나는 일정한 길이로 연장되는 1개 이상의 어레이 안테나로 구성될 수 있으며, 각 송신안테나의 연장 길이(L)는 모두 동일할 수 있다.Meanwhile, the three transmission antennas may be composed of one or more array antennas extending in a predetermined length, and the extension lengths L of the respective transmission antennas may be the same.

수신안테나부는 송신안테나와 동일하게 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 수직방향 기준으로 서로 동일한 제4선단부 위치(P4)를 가지되, 수평방향인 제2방향으로 일정거리 이격된 4개의 수신안테나를 포함한다.The receiving antenna unit includes four receiving antennas (not shown) extending in a first direction perpendicular to the paper surface and having a fourth distal end position P4 that is the same as each other in the vertical direction, .

더 구체적으로, 수신안테나부를 구성하는 4개의 수신안테나는 수직방향으로 연장하되 수직방향으로 동일한 높이 또는 선단부 위치를 가지며, 제3송신안테나(TX3)으로부터 분리거리(DD)만큼 이격된 제1수신안테나(RX1)와, 제1수신안테나(RX1)으로부터 수평방향(제2방향)으로 제1수신 이격거리(RD1)만큼 이격된 제2수신안테나(RX2)와, 제2수신안테나(RX2)으로부터 수평방향(제2방향)으로 제2수신 이격거리(RD2)만큼 이격된 제3수신안테나(RX3)와, 제3수신안테나(RX3)으로부터 수평방향(제2방향)으로 제3수신 이격거리(RD3)만큼 이격된 제4수신안테나(RX4)를 포함하여 구성된다.More specifically, the four receiving antennas constituting the receiving antenna section extend in the vertical direction, and have the same height or a front end position in the vertical direction. The first receiving antenna, which is spaced apart from the third transmitting antenna TX3 by the separation distance DD, A second reception antenna RX2 spaced apart from the first reception antenna RX1 in the horizontal direction by a first reception separation distance RD1 and a second reception antenna RX2 spaced apart from the second reception antenna RX2 in the horizontal direction A third reception antenna RX3 spaced apart from the third reception antenna RX3 by a second reception separation distance RD2 in a direction (second direction) and a third reception separation distance RD3 And a fourth reception antenna RX4 spaced apart from the fourth reception antenna RX4.

한편, 수신안테나의 연장길이(L) 역시 송신안테나의 연장길이와 동일할 수 있다.Meanwhile, the extension length L of the reception antenna may be the same as the extension length of the transmission antenna.

본 실시예에서 송신안테나 및 수신안테나 각각은 다수의 송/수신 엘리먼트가 전송선에 의하여 직렬로 연결된 어레이 안테나일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, each of the transmit antenna and the receive antenna may be an array antenna in which a plurality of transmit / receive elements are serially connected by a transmission line, but the present invention is not limited thereto.

다만, 본 발명에 사용되는 안테나 각각은 일정한 방향성을 가지도록 연장되며, 이 때의 연장방향은 신호처리부를 포함하는 칩(310)에 연결되는 급전포트(PP1, PP2, PP3)를 기준으로 안테나가 연장되는 방향을 의미한다.Each of the antennas used in the present invention is extended so as to have a predetermined direction, and the extending direction of the antennas is set such that the antenna is connected to the feed ports PP1, PP2, and PP3 connected to the chip 310 including the signal processing unit It means the direction of extension.

또한, 제1송신안테나 TX1 및 제3송신안테나 TX3는 각각 동일한 제1 및 제3급전포트(PP1, PP3)를 가지고 병렬로 배치되는 총 n개의 어레이 안테나로 구성될 수 있으며 이 때 n은 2일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.The first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 may be formed of a total of n array antennas arranged in parallel with the same first and third feed ports PP1 and PP3, But is not limited thereto.

또한, 제2송신안테나 TX2는 제1송신안테나 및 제3송신안테나의 사이에 배치되고 제2급전포트(PP2)를 가지고 병렬로 배치되는 총 m개의 어레이 안테나로 구성되며, 이 때 m은 6이 될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.The second transmission antenna TX2 is constituted by a total of m array antennas arranged between the first transmission antenna and the third transmission antenna and arranged in parallel with the second feed port PP2, But is not limited thereto.

다만, 제2송신안테나 TX2의 어레이 안테나의 개수인 m은 제1송신안테나 TX1 또는 제3송신안테나 TX3의 어레이 안테나 개수인 n보다 클 수 있다. However, the number m of the array antennas of the second transmission antenna TX2 may be larger than the number n of array antennas of the first transmission antenna TX1 or the third transmission antenna TX3.

이와 같이, 양측에 배치되는 제1송신안테나 TX1 및 제3송신안테나 TX3의 어레이 안테나 개수를 n으로 설정하고, 그 가운데 배치되는 제2송신안테나 TX2의 어레이 안테나의 개수 m을 n보다 더 크게 설정하고, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같은 신호 송수신 및 처리 방식을 적용함으로써, 중장거리 물체의 수평정보뿐 아니라 근거리 물체의 수직정보 및 수평정보를 정밀하게 산출할 수 있다.In this manner, the number of array antennas of the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 disposed on both sides is set to n, and the number m of array antennas of the second transmission antenna TX2 arranged in the middle is set to be larger than n , 4 and 5, it is possible to precisely calculate not only the horizontal information of the long distance object but also the vertical information and the horizontal information of the near object.

송신안테나 및 수신안테나를 구성하는 각 어레이 안테나는 전송라인에 의하여 연결되는 다수의 엘리먼트 또는 패치로 구성되며, 신호처리부를 포함하는 칩(310)에 연결되는 급전포트를 출발지점으로 하여 연장되는 방향이 결정된다.Each of the array antennas constituting the transmission antenna and the reception antenna is constituted by a plurality of elements or patches connected by a transmission line and the direction extending from the feed port connected to the chip 310 including the signal processing unit as a starting point is .

즉, 제1송신안테나 TX1에 포함되는 2개의 어레이 안테나는 급전포트 PP1로부터 연직방향 중 상부 방향인 제1방향으로 연장된다.That is, the two array antennas included in the first transmission antenna TX1 extend from the feed port PP1 in the first direction, which is the upper direction of the vertical direction.

한편, 각 안테나의 연장길이(L)는 어레이안테나의 총 길이를 의미하며, 3개의 송신안테나 및 4개의 수신안테나는 모두 동일한 연장길이(L)를 가질 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the extension length L of each antenna means the total length of the array antenna, and the three transmission antennas and the four reception antennas all have the same extension length L, but are not limited thereto.

이와 같이, 상대적으로 작은 개수의 어레이안테나로 구성된 제1송신안테나 TX1 및 제3송신안테나 TX3을 양측에 배치하고, 상대적으로 많은 개수의 어레이 안테나로 구성된 제2송신안테나 TX2를 가운데 배치하되, 아래에서 설명할 바와 같은 신호 송수신방식을 채택함으로써, 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드 모두에서 정밀한 물체 감지가 가능해진다.In this manner, the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3, which are configured with a relatively small number of array antennas, are disposed on both sides, and the second transmission antenna TX2 composed of a relatively large number of array antennas is disposed at the center, By adopting the signal transmission and reception method as described, accurate object detection is possible in both the long-distance detection mode and the near-field detection mode.

한편, 3개의 송신안테나는 수직방향으로 일정 거리만큼 옵셋되어 있다.On the other hand, the three transmission antennas are offset by a certain distance in the vertical direction.

더 구체적으로, 제2송신안테나 TX2의 제2선단부 위치 P2는 제1송신안테나 TX1의 제1선단부 위치 P1보다 수직방향으로 제1수직옵셋 거리(OS1)만큼 낮게 배치되고, 제3송신안테나 TX3의 제3선단부 위치 P3는 제2송신안테나 TX2의 제2선단부 위치 P2보다 수직방향으로 제2수직옵셋 거리(OS2)만큼 낮게 배치된다.More specifically, the second front end position P2 of the second transmission antenna TX2 is arranged to be lower than the first front end position P1 of the first transmission antenna TX1 by a first vertical offset distance OS1, The third distal end position P3 is arranged to be lower than the second distal end position P2 of the second transmission antenna TX2 by a second vertical offset distance OS2 in the vertical direction.

즉, 동일한 연장길이의 3개의 송신안테나 중에서 제3송신안테나 TX3이 수직방향으로 칩(310)에 가장 가까이 배치되고, 제1송신안테나 TX1이 수직방향으로 칩(310)에서 가장 멀리 배치된다.That is, among the three transmission antennas of the same extension length, the third transmission antenna TX3 is disposed closest to the chip 310 in the vertical direction, and the first transmission antenna TX1 is disposed the farthest from the chip 310 in the vertical direction.

이 때, 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2는 각각 송신신호 파장(λ)의 절반인 λ/2가 될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, λ/2의 정수배가 될 수 있다.In this case, the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 may be? / 2, which is half of the transmission signal wavelength?, But the present invention is not limited thereto and may be an integral multiple of? / 2.

이러한 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2는 물체의 수직방향 각도 정보를 산출하기 위하여 설정하는 것으로, 그 크기를 λ/2 또는 그의 정수배로 함으로써, 안테나의 성능에 나쁜 영향을 주는 그레이팅 로브(Grating lobe)를 생기지 않도록 하거나, 그레이팅 로브가 메인 빔 또는 메인 로브의 위치로부터 멀게 형성되도록 할 수 있다.The first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 are set in order to calculate vertical direction angle information of the object. By setting the size to be? / 2 or an integer multiple thereof, the grating A grating lobe may not be generated or a grating lobe may be formed away from the position of the main beam or the main lobe.

즉, 수직 방향으로는 사용할 수 있는 송신 채널이 2개인 구조이기 때문에 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2를 λ/2 이상으로 배치하면 악영향이 생길 수 있다. That is, since two transmission channels can be used in the vertical direction, if the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 are arranged to be equal to or larger than? / 2, adverse effects may occur.

하지만, 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2의 크기가 커질수록 그레이팅 로브의 위치가 메인 로브와 가까워지기 때문에, 본 발명에서는 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2를 약 λ/2 또는 그 이상으로 설정함으로써, 그래이팅 로브(Grating lobe)를 생기지 않도록 하거나, 그레이팅 로브가 메인 빔 또는 메인 로브의 위치로부터 멀게 형성되도록 하는 것이다. However, since the position of the grating lobe is closer to the main lobe as the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 are increased, the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 lambda / 2 or more so as not to cause a grating lobe or to form a grating lobe away from the position of the main beam or the main lobe.

또한, 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2는 각각 다르게 설정될 수도 있다.In addition, the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 may be set differently.

아래에서 설명할 바와 같이, 근거리 감지모드에서는 수직으로 옵셋된 제1송신안테나 TX1 및 제3송신안테나 TX3으로 시간분할 또는 코드분할된 구분된 송신신호를 송신하고, 4개의 수신안테나에서 수신된 수신신호를 분석함으로써 근거리 물체의 수직정보를 정밀하게 산출할 있게 된다.As will be described below, in the near-field sensing mode, a divided transmission signal time-divisionally or code-divided is transmitted to the vertically offset first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3, and the reception signals The vertical information of the near object can be precisely calculated.

이 때, 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2는 각각 송신신호 파장(λ)의 절반인 λ/2으로 설정함으로써, 근거리 물체의 수직정보(높이 등) 측정의 정밀도가 더 향상될 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 더 상세하게 설명한다.At this time, by setting the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 to lambda / 2, which is half of the transmission signal wavelength lambda, accuracy of measurement of the vertical information (height, etc.) Which will be described in more detail below.

이와 같이, 수직방향으로 일정 거리만큼 옵셋되도록 3개의 송신안테나를 배치하고, 아래에서 설명할 바와 같이 중장거리 감지 모드 및 근거리 감지모드에서 특정한 신호송수신 방식을 채택함으로써, 중장거리 물체의 수평정보뿐 아니라 근거리 물체의 수직정보 및 수평정보를 정밀하게 산출할 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 도 4 및 도 5를 참고로 더 상세하게 설명한다.By arranging three transmission antennas so as to be offset by a certain distance in the vertical direction and employing a specific signal transmission / reception method in the long-distance sensing mode and the short-range sensing mode as described below, not only horizontal information of a long- The vertical information and the horizontal information of the near object can be precisely calculated, which will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 below.

한편, 송신안테나 및 수신안테나들 사이에는 제2방향(수평방향)으로 일정한 이격거리가 형성되도록 배치될 수 있으며, 이러한 이격거리를 적절히 선택함으로써 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서의 대상체에 대한 수평정보(폭 등)를 정밀하게 측정할 수 있다.Meanwhile, a predetermined distance may be formed between the transmission antenna and the reception antennas in a second direction (horizontal direction). By appropriately selecting the separation distance, the horizontal and vertical directions of the object in the long- Information (width, etc.) can be precisely measured.

더 구체적으로, 제1송신안테나 TX1과 제3송신안테나 TX3 사이의 수평거리는 송신신호의 파장의 4.5배 즉, 4.5 λ로 설정될 수 있다. 즉, 송신안테나 전체 개구(Aperture)가 4.5 λ로 설정될 수 있다.More specifically, the horizontal distance between the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 may be set to 4.5 times the wavelength of the transmission signal, that is, 4.5 [lambda]. That is, the overall aperture of the transmitting antenna may be set to 4.5 [lambda].

즉, 도 3에서 제1송신안테나 TX1와 제2송신안테나 TX2 사이의 수평(제2방향) 거리인 제1송신 이격거리(TD1)와, 제2송신안테나 TX2와 제3송신안테나 TX3 사이의 수평(제2방향) 거리인 제2송신 이격거리(TD2)의 합이 4.5 λ로 설정될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.3, a first transmission separation distance TD1 between a first transmission antenna TX1 and a second transmission antenna TX2 and a second transmission separation distance TD2 between a second transmission antenna TX2 and a third transmission antenna TX3, (Second direction) can be set to 4.5, but the present invention is not limited thereto.

다만, 제1송신 이격거리(TD1)와, 제2송신 이격거리(TD2)의 합인 송신안테나의 전체 개구의 크기는 수신안테나의 전체 개구의 크기보다 큰 것이 바람직하다. It is preferable that the size of the entire aperture of the transmission antenna, which is the sum of the first transmission separation distance TD1 and the second transmission separation distance TD2, is larger than the size of the entire aperture of the reception antenna.

한편, 수신안테나측에서의 수평거리를 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1수신안테나 RX1과 제2수신안테나 RX2 사이의 제1수신 이격거리(RD1)는 1λ로, 제2수신안테나 RX2와 제3수신안테나 RX3 사이의 거리인 제2수신 이격거리(RD2)는 2λ, 제3수신안테나 RX3와 제4수신안테나 RX4 사이의 거리인 제3수신 이격거리(RD3)는 λ로 설정될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.3, the first reception separation distance RD1 between the first reception antenna RX1 and the second reception antenna RX2 is 1 lambda, and the second reception antennas RX2 and RX2 are separated from each other by 1 lambda. The third reception separation distance RD3, which is the distance between the third reception antenna RX3 and the fourth reception antenna RX4, can be set to?, While the second reception separation distance RD2, which is the distance between the third reception antenna RX3 and the third reception antenna RX3, But is not limited thereto.

다만, 본 발명에 의하면, 4개의 수신안테나 RX1 내지 RX4 중 서로 인접한 수신안테나 사이의 간격이 모두 동일하지는 않은 소위 비등간격 선형 어레이(Non-uniform Linear Array) 구조로 배치하는 것이 바람직하다.However, according to the present invention, it is preferable that the antennas are arranged in a so-called non-uniform linear array structure in which the intervals between adjacent reception antennas among the four reception antennas RX1 to RX4 are not the same.

일반적으로 수신안테나가 다수의 수신안테나 채널로 구성되고, 수신 안테나 채널 간격이 일정한 균일 선형 어레이(uniform linear array)로 구성하는 경우, 수신안테나 채널간의 간격이 0.5 λ가 넘으면 메인 로브(main lobe)와 같은 크기로 불필요한 그레이팅 로브(grating lobe)가 발생하게 되고, 그레이팅 로브 발생을 피하기 위하여 수신안테나 채널간 간격을 0.5 λ 또는 그 이하로 하면 수신빔폭(beam width)가 너무 넓어 각도 해상도 등 감지 성능이 열화될 수 있다.Generally, when a receiving antenna is composed of a plurality of receiving antenna channels and a uniform linear array having a constant receiving antenna channel spacing is used, if the distance between the receiving antenna channels exceeds 0.5 ?, the main lobe Unnecessary grating lobes are generated at the same size. In order to avoid the occurrence of grating lobes, if the interval between the receiving antenna channels is 0.5? Or less, the reception beam width becomes too wide, .

따라서, 본 발명의 실시예에서는 4개의 수신안테나 RX1~RX4를 비등간격(Non-uniform)으로 배치를 하고 수신 채널간의 조합으로 아래에서 설명할 바와 같은 가상 수신안테나 또는 가상 어레이(virtual array)를 구성하는 것이다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the four receiving antennas RX1 to RX4 are arranged in a non-uniform manner, and a virtual receiving antenna or a virtual array .

이와 같이 구성하는 경우, 제한된 수신 채널 수를 가지고 수신안테나 개구(aperture)를 크게 하면서도 그레이팅 로브를 작게할 수 있으며, 그 일 예로서, 도 3과 같이, 제1수평간격 및 제3수평간격을 1 λ로, 제2수평간격을 2 λ로 함으로써, 전술한 비등간격 배치에 의한 효과를 극대화할 수 있다. In this case, the grating lobe can be reduced while increasing the receiving antenna aperture with a limited number of reception channels. For example, as shown in FIG. 3, the first horizontal interval and the third horizontal interval are set to 1 lambda, and the second horizontal interval is 2 [lambda], it is possible to maximize the effect of the aforementioned boiling interval arrangement.

또한, 아래에서 설명할 바와 같은 근거리 감지모드에서의 가상 수신안테나 형성을 위하여, 송신안테나의 전체 개구(즉, 제1송신 이격거리(TD1)와, 제2송신 이격거리(TD2)의 합)이 수신안테나의 전체 개구의 크기(즉, 제1수신안테나 RX1과 제2수신안테나 RX2 사이의 제1수신 이격거리(RD1)와, 제2수신안테나 RX2와 제3수신안테나 RX3 사이의 거리인 제2수신 이격거리(RD2)와, 제3수신안테나 RX3와 제4수신안테나 RX4 사이의 거리인 제3수신 이격거리(RD3)의 합)보다 크거나 같은 것이 바람직하며, 그이유에 대해서는 아래에서 도 5를 참고로 더 상세하게 설명한다.In order to form a virtual receive antenna in the near-field sensing mode as described below, the total openings of the transmit antennas (i.e., the sum of the first transmit separation distance TD1 and the second transmission separation distance TD2) (I.e., the first reception separation distance RD1 between the first reception antenna RX1 and the second reception antenna RX2 and the second reception separation distance RD2 between the second reception antenna RX2 and the third reception antenna RX3) Which is the sum of the reception separation distance RD2 and the third reception separation distance RD3 which is the distance between the third reception antenna RX3 and the fourth reception antenna RX4) Will be described in more detail with reference to FIG.

이상과 같이, 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하는 안테나부를 포함하는 레이더 장치를 이용하되, 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서 각각 사용되는 송신안테나 및 수신안테나의 조합을 최적화함으로써, 중장거리 및 근거리 모두에서 목표의 정확한 수직정보 및 수평정보를 획득할 수 있다. As described above, an antenna unit including a transmitting antenna unit including three transmitting antennas having different front end positions and a receiving antenna unit including four receiving antennas extending in the first direction and having the same front end positions By optimizing the combination of the transmitting antenna and the receiving antenna used in the long distance sensing mode and the short distance sensing mode, it is possible to acquire accurate vertical information and horizontal information of the target in both the long distance and the short distance.

도 4는 본 발명에 의한 레이더 장치의 중/장거리 감지 모드에서의 송수신 안테나의 등가 상태도로서, 도 4a는 3개의 송신안테나를 모두 사용하는 제1실시예이고, 도 4b는 제2송신안테나만을 이용하는 제2실시예를 도시한다.FIG. 4A is an equivalent state diagram of a transmitting / receiving antenna in a middle / long distance sensing mode of a radar device according to the present invention. FIG. 4A shows a first embodiment using all three transmission antennas, FIG. And shows a second embodiment.

우선, 본 발명에 의한 레이더로 중장거리에 있는 대상체의 수평정보를 측정하기 위해서, 3개의 송신안테나를 모드 사용하는 제1실시예를 설명한다.First, in order to measure horizontal information of a target object at a medium distance by a radar according to the present invention, a first embodiment using three transmission antennas will be described.

중장거리 감지모드의 송신단계에서는 제1송신안테나 TX1, 제2송신안테나 TX2, 제3송신안테나 TX3에서 동시에 송신신호를 송신하고, 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 수신 모드에서는 4개의 수신안테나 모두, 즉 제1수신안테나 RX1 내지 제4수신안테나 RX4 모두에서 수신된 정보를 이용하여 중장거리 대상체의 수평정보를 획득한다.In the transmission mode of the long-distance detection mode, the transmission signal is simultaneously transmitted from the first transmission antenna TX1, the second transmission antenna TX2, and the third transmission antenna TX3. In the reception mode in which the signal reflected from the object is received, That is, the horizontal information of the long-distance object is obtained using the information received from both the first receiving antenna RX1 to the fourth receiving antenna RX4.

도 4a는 3개의 송신안테나를 동시에 모두 사용하여 신호를 송신하는 제1실시예에서의 송신안테나부의 등가 상태도를 도시한다.4A shows an equivalent state diagram of a transmission antenna section in the first embodiment in which signals are transmitted using all three transmission antennas at the same time.

중장거리 감지모드에서의 대상체의 수평정보 획득을 위해서 사용되기 때문에 대상체의 수직방향 정보 획득에 필요한 송신안테나의 선단부의 위치 차이, 즉, 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2는 무시될 수 있으며, 도 4a 및 도 4b에서는 수직방향 옵셋을 무시하고 도시한다.Since the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 are used for acquiring the horizontal information of the object in the medium and long distance sensing mode, the positional difference of the front end of the transmission antenna necessary for acquiring the vertical direction information of the object, And the vertical offset is ignored in Figs. 4A and 4B.

도 4a와 같이 3개의 송신안테나를 동시에 이용하여 송신신호를 송출하게 되면, 결과적으로 총 8개의 어레이 안테나가 사용됨으로써, 송신안테나의 개구(aperture)인 AP1의 크기가 커지게 되므로, 송신빔의 빔폭이 샤프(Sharp)해지고, 게인이 높아져서 장거리 감지 성능이 향상될 수 있다.As shown in FIG. 4A, when a transmission signal is transmitted using three transmission antennas at the same time, a total of eight array antennas are used. As a result, AP1, which is an aperture of a transmission antenna, This becomes sharp, and the gain can be increased to improve long-range sensing performance.

그러나, 송신빔폭 또는 게인에 따라 제2실시예와 같이 3개의 송신안테나 모두를 사용하는 대신 가운데 배치된 제2송신안테나 TX2만을 이용할 수도 있다.However, depending on the transmission beam width or gain, instead of using all three transmit antennas as in the second embodiment, only the second transmit antenna TX2 arranged in the center may be used.

도 4b는 제2송신안테나 TX2만을 사용하여 신호를 송신하는 제2실시예에서의 송신안테나부의 등가 상태도이다.4B is an equivalent state diagram of a transmission antenna unit in the second embodiment for transmitting a signal using only the second transmission antenna TX2.

제2실시예에서는, 중장거리 감지모드의 송신단계에서, 제2송신안테나 TX2에서만 송신신호를 송신하고, 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 수신 모드에서는 4개의 수신안테나 모두, 즉 제1수신안테나 RX1 내지 제4수신안테나 RX4 모두에서 수신된 정보를 이용하여 중장거리 대상체의 수평정보를 획득한다.In the second embodiment, in the transmission step of the long-distance sensing mode, transmission signals are transmitted only at the second transmission antenna TX2, and in the reception mode in which signals reflected at the object are received, all of the four reception antennas, To the fourth reception antenna RX4, the horizontal information of the medium-and-long-distance object is obtained.

이러한 제2실시예의 경우, 송신안테나의 개구 AP2가 제1실시예에서의 송신안테나 개구 AP보다 작아지므로, 게인은 다소 감소하지만 송신빔폭이 더 커질 수 있다.In the case of this second embodiment, since the aperture AP2 of the transmission antenna is smaller than the transmission antenna aperture AP in the first embodiment, the gain is somewhat reduced but the transmission beam width can be larger.

따라서, 중장거리 감지모드에서 필요한 게인 또는 송신빔폭에 따라서, 3개의 송신안테나를 모두 사용하는 제1실시예와, 가운데 배치된 제2송신안테나만을 이용하는 제2실시예를 선택적으로 사용하여, 중장거리 대상체의 수평정보를 적절하게 획득할 수 있는 것이다.Therefore, by selectively using the first embodiment that uses all three transmit antennas and the second embodiment that uses only the second transmit antenna disposed in the center depending on the gain or transmit beam width required in the long-distance detection mode, The horizontal information of the object can be appropriately obtained.

예를 들어, 적응 크루즈 컨트롤(Adaptive Cruise Control; ACC)와 같이 장거리 대상체의 정밀한 수평정보 획득을 위해서는 제1실시예의 방식을 이용하여 감지 성능을 향상시키고, 그보다 넓은 범위의 중거리 대상체 감지가 필요한 충돌 방지 시스템(Collision Prevention System) 등에서는 제2실시예를 적용할 수 있을 것이다. For example, in order to acquire precise horizontal information of a long distance object such as Adaptive Cruise Control (ACC), it is necessary to improve the detection performance by using the method of the first embodiment, and to prevent collision avoidance that requires detection of a wide- System (Collision Prevention System) or the like, the second embodiment may be applied.

한편, 4개의 수신안테에서 수신된 수신신호를 처리하여 대상체의 수평정보 또는 수직정보를 획득하는 구성에 대해서는 아래에서 도 6을 참고로 더 상세하게 설명한다.On the other hand, a configuration for acquiring horizontal information or vertical information of a target object by processing the received signals received from the four receiving antennas will be described in detail with reference to FIG. 6 below.

도 5는 본 발명에 의한 레이더 장치의 근거리 감지모드에서의 신호 송수신 방식을 도시하는 것으로서, 도 5a는 신호타이밍도이고, 도 5b는 송수신안테나의 등가 상태도이다.FIG. 5 illustrates a signal transmission / reception method in a short distance sensing mode of a radar device according to the present invention. FIG. 5A is a signal timing diagram, and FIG. 5B is an equivalent state diagram of a transmission / reception antenna.

본 발명에 의하면 근거리 감지모드에서 대상체의 수직방향 정보 및 수평방향 정보를 정밀하게 획득하기 위하여, 3개의 송신안테나 중 선택된 2개의 송신안테나를 이용하여 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어할 수 있다.According to the present invention, in order to precisely obtain the vertical direction information and the horizontal direction information of the object in the short-range sensing mode, a time-divisionally or code-divided transmission signal is transmitted using two selected transmission antennas among three transmission antennas, Lt; RTI ID = 0.0 > receive antennas. ≪ / RTI >

더 구체적으로는, 근거리 감지모드에서 수직방향으로 옵셋된 제1송신안테나 TX1와 제3송신안테나 TX3에서 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어할 수 있으며, 도 5a는 이러한 경우의 송수신 신호 타이밍도로서, 시간분할 및 코드분할 중에서 시간분할 방식의 경우를 도시한다.More specifically, in the short-range detection mode, transmission signals are time-divisionally or code-division-transmitted from the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 which are offset in the vertical direction, and are controlled to receive the reception signals from the four reception antennas FIG. 5A is a timing diagram of the transmission / reception signal in this case, and shows a case of a time division method among time division and code division.

도 5a와 같이, 1회의 감지주기(0~T)를 시분할하여 첫번째 T/2 주기동안에는 제1송신안테나 TX1가 ON되어 송신신호를 송신하고, 이어지는 T/2 주기동안에는 제3송신안테나 TX3가 ON되어 송신신호를 방출한다. 물론, 이 경우 제2송신안테나 TX2는 사용되지 않는다.As shown in FIG. 5A, the first transmission antenna TX1 is turned on to transmit a transmission signal during the first T / 2 period, and the third transmission antenna TX3 is turned ON during the following T / And emits a transmission signal. Of course, in this case the second transmit antenna TX2 is not used.

한편, 동일한 감지주기 동안 4개의 수신안테나 RX1~RX4는 모두 신호를 수신하며, 전술한 처리부(130)에서는 4개 채널로 수신된 수신신호를 분석하여 중장거리에 있는 대상체의 수평정보(폭 등) 및 수직정보(수직각도 등)를 획득하게 된다.Meanwhile, the four reception antennas RX1 to RX4 all receive signals during the same sensing period, and the processing unit 130 analyzes the reception signals received through the four channels, and calculates the horizontal information (width, etc.) And vertical information (vertical angle, etc.).

도 5b는 도 5a와 같은 근거리 감지모드에서의 송수신 안테나의 등가 상태도를 도시한다.FIG. 5B shows an equivalent state diagram of the transmitting and receiving antenna in the near-field sensing mode as shown in FIG. 5A.

도 5b의 등가 상태도는 시간분할 또는 코드분할 송신되는 2개의 송신안테나 채널을 하나로 고정하는 경우, 수신안테나의 배열상태를 표시하는 것으로서, 레이더 장치의 개구(Aperture) 정도를 확인할 수 있다.The equivalent state diagram of FIG. 5B shows the arrangement state of reception antennas when two transmission antenna channels to be time-divisionally or code-division-transmitted are fixed to one, and the degree of aperture of the radar device can be confirmed.

도 5a와 같은 근거리 감지모드에서의 신호 송수신이 이루어지는 경우 제1송신안테나 TX1의 위치를 기준위치로 가정하고, 시간분할되어 동일한 신호를 송출하는 제3송신안테나 TX3의 수평방향위치가 기준위치와 동일한 위치에 있는 것으로 가정한다.5A, it is assumed that the position of the first transmission antenna TX1 is assumed as a reference position, and the horizontal position of the third transmission antenna TX3, which time-divisionally transmits the same signal, is equal to the reference position Position.

즉, 제1송신안테나 TX1와 제3송신안테나 TX3은 수평방향으로 송신안테나의 전체 개구(즉, 제1송신 이격거리(TD1)와, 제2송신 이격거리(TD2)의 합)만큼 이격되어 있기 때문에, 제1송신안테나 TX1에서 신호가 송신되고 바로 이어서 제3송신안테나 TX3에서 신호가 동일한 송신되면, 그를 기초로 대상체에서 반사되는 반사신호를 수신하는 수신안테나 입장에서는 동일한 반사신호가 공간적으로 수평방향으로 송신안테나의 전체 개구(TD1+TD2)만큼 시프트되어 수신되는 것과 동일한 효과를 가진다.That is, the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 are spaced apart from each other by the entire openings of the transmission antenna in the horizontal direction (i.e., the sum of the first transmission separation distance TD1 and the second transmission separation distance TD2) Therefore, when a signal is transmitted from the first transmission antenna TX1 and then immediately after the signal is transmitted from the third transmission antenna TX3, a reception signal of the reception antenna receiving the reflection signal reflected from the object on the basis of the same reflection signal is spatially horizontally (TD1 + TD2) of the transmission antenna and is received.

또한, 제1송신안테나 TX1를 실선으로 표시할 때, 시간분할되어 동일한 신호를 송신하는 제3송신안테나 TX3는 수직방향으로 수직옵셋 거리(OS)만큼 이동되는 것으로 표시될 수 있다. 이 때, 수직옵셋 거리 OS는 제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2의 합이 될 수 있다.Also, when the first transmission antenna TX1 is represented by a solid line, the third transmission antenna TX3 transmitting the same signal in time division can be represented as being shifted by the vertical offset distance OS in the vertical direction. At this time, the vertical offset distance OS may be the sum of the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2.

이 때, 실제 존재하는 수신안테나와 구별되는 개념으로, 송신안테나 등의 수평 이격에 의하여 가상적으로 존재하는 수신안테나를 가상 수신안테나로 표현할 수 있다. In this case, a receiving antenna virtually existing by a horizontal separation of a transmitting antenna or the like can be expressed as a virtual receiving antenna, in a concept distinguishable from a real receiving antenna.

도 5b에서 제1송신안테나 TX1을 기준으로 볼 때, 수신단에는 제1수신안테나 RX1, 제2수신안테나 RX2, 제3수신안테나 RX3, 제4수신안테나 RX4 이외에, 수평거리 TD1+TD2만큼 이격된 위치에 4개의 가상 수신안테나 VRX1 내지 VRX4가 형성된다.Referring to FIG. 5B, when the first transmitting antenna TX1 is used as a reference, the receiving end is located at a position separated by a horizontal distance TD1 + TD2 in addition to the first receiving antenna RX1, the second receiving antenna RX2, the third receiving antenna RX3, Four virtual receiving antennas VRX1 to VRX4 are formed.

즉, 제1수신안테나 RX1로부터 TD1+TD2만큼 이격된 위치에 총 4개의 가상 수신 안테나인 제1가상 수신 안테나 VRX1, 제2가상 수신 안테나 VRX2, 제3가상 수신 안테나 VRX3 및 제4가상 수신 안테나 VRX4가 생성된다.That is, the first virtual receiving antenna VRX1, the second virtual receiving antenna VRX2, the third virtual receiving antenna VRX3, and the fourth virtual receiving antenna VRX4, which are a total of four virtual receiving antennas, are located at positions separated by TD1 + TD2 from the first receiving antenna RX1 Is generated.

결과적으로, 수신단에서는 총 4개 채널의 진성 수신안테나와 4개 채널의 가상 수신안테나가 형성된다.As a result, a total of four channels of the true reception antenna and four channels of the virtual reception antenna are formed at the receiving end.

즉, 각각의 진성 수신안테나(RX1~RX4)로부터 TD1+TD2만큼 이격된 위치에 각각 제1 내지 제4가상수신안테나(VRX1~VRX4)가 형성되며, 결과적으로 총 8개의 수신채널을 사용하는 것과 같이 된다. That is, first to fourth virtual receiving antennas VRX1 to VRX4 are formed at positions separated by TD1 + TD2 from the respective intrinsic reception antennas RX1 to RX4, resulting in using a total of eight reception channels Become like.

이 때, 수신단의 전체 개구, 즉 수신단의 일측 단부에 배치되는 제1수신안테나 RX1과 타측 단부에 배치되는 제4 가상 수신안테나 VRX4 사이의 수평거리는 송신안테나의 전체 개구인 TD1+TD2와, 수신안테나의 전체 개구인 RD1+RD2+RD3의 합이 된다. At this time, the horizontal distance between the first reception antenna RX1 disposed at the entire opening of the reception end, i.e., one end of the reception end and the fourth virtual reception antenna VRX4 disposed at the other end, corresponds to TD1 + TD2, which is the total opening of the transmission antenna, RD1 + RD2 + RD3, which is the sum of RD1 + RD2 + RD3.

따라서, 본 발명과 같은 레이더 장치를 이용하면 수신단의 전체 개구가 확장됨으로써, 근거리 감지모드에서 수평방향 정보에 대한 분해능 또는 해상도를 향상시킬 수 있게 된다. Therefore, by using the radar device of the present invention, the entire aperture of the receiving end is expanded, so that the resolution or resolution for the horizontal direction information can be improved in the near field sensing mode.

일반적으로, 레이더 장치는, 복수의 수신 안테나를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 물체까지의 거리, 물체의 속도 및 방위를 검출하는 물체 검출 기능을 수행하는데, 이때, 물체 검출의 정확도를 높이기 위해(즉, 해상도를 높이기 위해), 수신 안테나 간격을 넓히는 "확장된 개구(Aperture) 구조"의 안테나 구조를 갖는 것이 바람직하다. 2. Description of the Related Art Generally, a radar apparatus performs an object detection function for detecting a distance to an object, a velocity and an azimuth of the object using a reception signal received through a plurality of reception antennas. At this time, (I.e., to increase the resolution), it is desirable to have an antenna structure of "an extended aperture structure"

즉, 수신안테나의 일단과 타단 사이의 거리가 개구가 되는데, 이러한 수신안테나 개구를 크게 하여 확장 개구 성능을 가지도록 하는 것은 레이더 장치의 매우 중요한 성능 요소 중 하나이다.That is, the distance between one end and the other end of the reception antenna is an aperture. Making such a reception antenna aperture large to have an expanded aperture performance is one of the important performance factors of the radar device.

이와 같이, 확장 개구 구조의 안테나 구조를 가짐으로써, 수신단에서의 그래이팅 로브(Grating Lobe)가 발생하는 위치가 메인 빔(Main Beam)이 위치하는 센터 위치로 더 가까워지게 된다. 따라서, By thus having the antenna structure of the extended opening structure, the position where the grating lobe is generated at the receiving end becomes closer to the center position where the main beam is located. therefore,

본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치는, 그래이팅 로브(Grating Lobe)가 발생하는 위치가 메인 빔(Main Beam)이 위치하는 센터 위치에서 멀어지도록, 즉, 그래이팅 로브(Gragting Lobe)를 억제하도록 "가상 개구 구조" 또는 "가상 안테나(Virtuial Antenna) 구조"를 제공하는 것이다.The radar apparatus according to an embodiment of the present invention is configured such that a position where a grating lobe is generated is moved away from a center position where a main beam is located, that is, a grating lobe is suppressed Quot; virtual aperture structure "or" virtual antenna structure "

이와 같이, 가상 안테나 구조를 가지기 위하여, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치(100)는, 복수의 가상 수신 안테나가 형성되도록 제어하는 가상 수신 안테나 형성부(140)를 더 포함할 수 있다.1, the radar apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a virtual receiving antenna forming unit 140 for controlling a plurality of virtual receiving antennas to be formed, ).

가상 수신 안테나 형성부(140)는, 전술한 바와 같이, 실제의 수신 안테나가 수신한 신호를 기준으로, 수신 안테나 간격에 따라 결정될 수 있는 소정의 위상차이를 갖는 신호를 만들어내는 신호처리를 수행할 수 있다.As described above, the virtual reception antenna formation unit 140 performs signal processing for generating a signal having a predetermined phase difference that can be determined according to the reception antenna interval based on the signal received by the actual reception antenna .

즉, 가상 수신 안테나 형성부(140)는, 실제의 수신 안테나가 배치되지 않은 위치에 가상으로 배치된 가상 수신 안테나를 통해 신호가 수신된 것처럼, 가상의 신호(실제로 수신된 신호를 기준으로 위상차이를 발생시킨 신호)를 만들어내는 신호 처리를 수행하는 것이다.That is, the virtual receiving antenna forming unit 140 forms a virtual receiving antenna (virtual receiving antenna), as if a signal was received via a virtual receiving antenna virtually disposed at a position where no actual receiving antenna is disposed, (I.e., a signal generated by the signal generator).

본 명세서에서, "가상 수신 안테나가 형성된다는 것"은, "실제로 수신되지 않은 수신 신호가 만들어진다는 것"과 동일한 의미일 수 있다. 이러한 의미에서 볼 때, 가상 수신 안테나의 배치 구조(간격, 개수 등)는, 실제로 수신되지 않은 수신 신호가 만들어지는 구조(간격, 개수 등)와 동일한 의미일 수 있다.In this specification, "that a virtual receive antenna is formed" may have the same meaning as "a received signal that is not actually received is made ". In this sense, the arrangement structure (interval, number, etc.) of the virtual reception antennas may have the same meaning as the structure (interval, number, and the like)

가상 수신 안테나 형성부(140)에 의해, 수신 단에는, 복수의 수신 안테나가 실제로 존재할 뿐만 아니라, 복수의 가상 수신 안테나가 가상으로 존재하는 수신단 안테나 구조를 가질 수 있다.The virtual receiving antenna forming unit 140 may have a receiving end antenna structure in which a plurality of receiving antennas are actually present at the receiving end and a plurality of virtual receiving antennas are virtually present.

이와 같이, 수신단에 복수의 가상 수신 안테나가 가상으로 더 존재하는 안테나 구조를 "가상 개구 구조를 갖는 안테나 구조"라고 표현할 수도 있다.As described above, the antenna structure in which a plurality of virtual receiving antennas are virtually present at the receiving end may be referred to as "antenna structure having a virtual opening structure ".

이상과 같이 근거리 감지모드에서의 정확한 수평방향 정보 획득을 위하여, 본 발명에 의한 레이더 장치의 신호 송수신부(120)는 근거리 감지모드에서, 제1송신안테나 TX1와, 제3송신안테나 TX3에서 시간분할 또는 코드분할로 구분된 송신신호를 송신하고, 수신안테나부에 포함된 모든 수신안테나를 통해 대상체에서 반사된 반사신호를 수신하여야 하며, 처리부(130)는 모든 수신안테나에서 수신된 반사신호를 기초로, 근거리 대상체의 수평방향 정보를 획득하게 된다.In order to obtain the accurate horizontal direction information in the short distance sensing mode, the signal transmitting and receiving unit 120 of the radar apparatus according to the present invention performs time division in the short distance sensing mode between the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3 Or the code division, and receives the reflection signal reflected from the object through all of the reception antennas included in the reception antenna unit, and the processing unit 130 receives the reflection signal based on the reflection signal received from all of the reception antennas , The horizontal direction information of the nearby object is obtained.

이상과 같이, 본 발명에 의한 레이더 장치는 도 3과 같은 안테나 배열구조를 가지면서, 근거리 감지모드에서 도 5a와 같은 신호 송수신 구성을 가짐으로써, 확장 개구 성능을 확보하여 중장거리 대상체의 수평정보를 정밀하게 측정할 수 있다.As described above, the radar apparatus according to the present invention has the antenna arrangement structure as shown in FIG. 3, and has the signal transmitting / receiving configuration as shown in FIG. 5A in the near distance sensing mode, Can be measured precisely.

한편, 전술한 바와 같은 가상 안테나 형성에 의한 개구 확장 효과를 극대화하기 위하여, 본 실시예에서는 송신안테나의 전체 개구인 TD1+TD2가 수신안테나의 전체 개구인 RD1+RD2+RD3의 크기와 같거나 크도록 하는 것이 바람직하다.In order to maximize the effect of expanding the aperture by forming the virtual antenna as described above, in this embodiment, the total opening of the transmitting antenna, TD1 + TD2, is equal to or larger than the size of the entire opening of the receiving antenna, RD1 + RD2 + RD3 .

즉, 도 5b에서 설명한 바와 같은 가상 수신안테나 형성 원리에 의하면, 송신안테나의 전체 개구인 TD1+TD2가 수신안테나의 전체 개구인 RD1+RD2+RD3의 크기보다 작은 경우, 가상 수신안테나 중 일부가 진성 수신안테나와 겹쳐져서 개구 확장 효과가 감소될 뿐 아니라, 신호 처리의 정확도도 감소될 수 있다.5B, when TD1 + TD2, which is the total opening of the transmitting antenna, is smaller than the size of RD1 + RD2 + RD3, which is the total opening of the receiving antenna, some of the virtual receiving antennas Overlapping with the reception antenna, not only the aperture expansion effect is reduced, but also the accuracy of the signal processing can be reduced.

한편, 송신안테나의 전체 개구인 TD1+TD2가 수신안테나의 전체 개구인 RD1+RD2+RD3의 크기와 같아지면 수평방향으로 제1가상 수신안테나 VRX1가 제4수신안테나 RX4와 겹쳐져서 결과적으로 총 7개의 수신안테나 채널이 형성되는 결과가 되고, 송신안테나의 전체 개구인 TD1+TD2가 수신안테나의 전체 개구인 RD1+RD2+RD3의 크기보다 커지면 도 5b에 도시한 바와 같이 총 8개의 수신안테나 채널이 형성되므로, 개구확장 효과 및 신호처리 정확성이 향상될 수 있게 되는 것이다.Meanwhile, if TD1 + TD2, which is the total opening of the transmitting antenna, is equal to the total size of RD1 + RD2 + RD3 of the receiving antenna, the first virtual receiving antenna VRX1 overlaps with the fourth receiving antenna RX4 in the horizontal direction, RD2 + RD3, which is the total opening of the receiving antenna, becomes a total of eight receiving antenna channels as shown in FIG. 5B, So that the aperture opening effect and the signal processing accuracy can be improved.

한편, 도 5b에 도시한 바와 같이, 시간분할되어 신호를 송신하는 제1송신안테나 TX1와 제3송신안테나 TX3은 그 선단부가 수직옵셋 거리 OS(제1수직 옵셋 거리 OS1 및 제2수직 옵셋 거리 OS2의 합)만큼 수직방향으로 이격되어 있으므로, 점선으로 표시된 각 가상 수신안테나 VRXi는 진성 수신안테나 RXi와 수직방향으로 수직옵셋거리 OS만큼 이격된 효과를 가진다.5B, the first transmission antenna TX1 and the third transmission antenna TX3, which transmit signals in a time division manner, are arranged so that their front ends are perpendicular to the vertical offset distance OS (the first vertical offset distance OS1 and the second vertical offset distance OS2 , Each virtual receiving antenna VRXi indicated by a dotted line has an effect of being spaced apart from the intrinsic receiving antenna RXi in the vertical direction by a vertical offset distance OS.

따라서, 수직으로 수직옵셋 거리 OS만큼 이격되어 있는 다수의 수신채널에서 각각 반사신호를 수신하게 되면, 각 수신채널에서 수신된 수신신호 사이에는 일정한 위상차이 또는 크기(Amplitude) 차이가 발생한다. Therefore, when a reflection signal is received in each of a plurality of reception channels spaced apart from each other by a vertical offset distance OS, a certain phase difference or amplitude difference occurs between the reception signals received in the respective reception channels.

따라서, 이러한 수신채널별 신호의 위상차이 또는 크기 차이를 비교함으로써, 대상체의 높이 등과 같은 수직방향 정보를 획득할 수 있게 된다.Therefore, by comparing the phase difference or size difference of the signals for each receiving channel, vertical direction information such as the height of the object can be obtained.

즉, 동일한 송신신호를 기초로 대상체에서 반사된 반사신호는 수직으로 수직 옵셋 거리 OS만큼 이격된 2개의 수신채널에서 수신될 수 있고, 수신채널의 수직방향 이격으로 인하여 양 수신채널에 수신되는 신호의 위상이나 세기가 달라질 수 있다.That is, the reflected signal reflected from the object on the basis of the same transmission signal can be received by two reception channels spaced by the vertical offset distance OS vertically, and the reception signal can be received by the two reception channels due to the vertical separation of the reception channel The phase or intensity can vary.

즉, 대상체의 높이에 따라서 제1수신채널 및 제2수신채널로 수신되는 신호의 진행 경로(진행거리 등)에 차이가 발생하며, 그러한 차이로 인하여 각 수신채널에서 수신되는 신호의 위상 또는 크기가 달라진다. 이 때, 제1수신채널은 제1수신안테나 내지 제4수신안테나 중 하나 이상이 될 수 있고, 제2수신채널은 그로부터 수직 옵셋 거리만큼 이격되어 형성되는 제1가상수신안테나 내지 제4가상수신안테나 중 하나 이상이 될 수 있다.That is, there is a difference in the traveling path (progress distance, etc.) of the signal received by the first receiving channel and the second receiving channel depending on the height of the object, and the phase or size of the signal received by each receiving channel It is different. In this case, the first reception channel may be at least one of the first reception antenna to the fourth reception antenna, and the second reception channel may have a first virtual reception antenna to a fourth virtual reception antenna ≪ / RTI >

따라서, 레이더 장치의 처리부(130)에서는 양 수신채널에서 수신되는 신호의 위상 또는 크기 차이를 분석함으로써, 대상체의 높이 등과 같은 수직 정보를 획득할 수 있다.Accordingly, in the processing unit 130 of the radar device, vertical information such as the height of the object can be acquired by analyzing the phase or size difference of signals received in both receiving channels.

예를 들면, 2개의 수신채널에서 수신된 신호의 위상 또는 크기 차이가 작은 경우에는 대상체의 높이가 2개 수신채널의 중앙 정도인 것으로 판단하며, 연직 높은 곳에 배치되는 제1수신채널의 신호 강도가 그보다 낮은 곳에 형성되는 제2수신채널의 신호강도보다 크면서 위상차이가 일정 이상인 경우에는 대상체의 높이가 높은 것으로 판단할 수 있다.For example, when the phase difference or the size difference between signals received by two reception channels is small, it is determined that the height of the object is about the center of the two reception channels, and the signal intensity of the first reception channel If the signal intensity of the second reception channel is lower than the signal strength of the second reception channel and the phase difference is greater than a predetermined level, it can be determined that the height of the object is high.

이상과 같이, 본 발명의 레이더 장치를 이용하면, 도 3과 같은 안테나 배열을 가지되, 도 4 및 도 5와 같은 신호 송수신방식을 이용함으로써 근거리 대상체의 수직방향 정보를 획득할 수 있을 뿐 아니라, 중장거리 감지모드 및 근거리 모드 모두에서 대상체의 수평방향 정보를 높은 해상도로 측정할 수 있다는 장점이 있다.As described above, by using the radar apparatus of the present invention, it is possible to acquire the vertical direction information of the near object by using the signal transmitting and receiving system having the antenna arrangement as shown in FIG. 3 and FIG. 4 and FIG. 5, There is an advantage that the horizontal direction information of the object can be measured with high resolution in both the long-distance detection mode and the near-field mode.

따라서, 레이더 장치의 물리적인 변경이나 추가적인 장치 없이도, 중장거리 및 근거리 대상체의 수직 및 수평정보를 정밀하게 측정할 수 있으므로, 차량용 레이더로서의 활용성을 극대화시킬 수 있다는 효과가 있다. Therefore, since the vertical and horizontal information of the medium-range and the near object can be precisely measured without any physical change of the radar apparatus or an additional apparatus, the utility as the radar for the vehicle can be maximized.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치(100)가 제공하는 대상체의 수직/수평정보 획득 방법의 일 예를 아래에서 설명한다. An example of a vertical / horizontal information obtaining method of a target object provided by the radar apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described below.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 장치가 제공하는 신호 처리 방법에 대한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a signal processing method provided by a radar device according to an embodiment of the present invention.

도 6은 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같은 신호 송수신방식에 의하여 수신신호가 완료된 이후의 신호 처리 과정을 나타낸 흐름도로서, S600 단계에서 획득된 수신데이터를 한 주기당 처리 가능한 단위 샘플 사이즈로 데이터 버퍼링(S602) 한 이후, 주파수 변환(S604)을 수행한다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a signal processing process after the reception signal is completed according to the signal transmission / reception method described with reference to FIGS. 4 and 5. In step S600, (S602), the frequency conversion (S604) is performed.

이후, 주파수 변환된 수신데이터를 토대로 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산(S606) 등을 수행하고, 타깃에 대한 수직/수평 정보, 속도정보 및 거리정보를 추출(S608)한다. S606 단계에서의 주파수 변환은, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform) 등과 같은 푸리에 변환을 이용할 수 있다. Subsequently, a CFAR (Constant False Alarm Rate) operation (S606) is performed based on the frequency-converted received data, and vertical / horizontal information, speed information, and distance information for the target are extracted (S608). The frequency conversion in step S606 may use Fourier transform such as Fast Fourier Transform (FFT).

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 레이더 장치에서, 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서의 신호파형 및 주파수대역의 차이를 도시한다. 7 shows the difference between the signal waveform and the frequency band in the long-distance detection mode and the short-distance detection mode in the radar device according to the embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5와 같이, 본 발명에 의한 레이더 장치를 이용하면 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드 모두에서 대상체의 수평정보 및/또는 수직정보를 정밀하게 측정할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the horizontal information and / or the vertical information of the object can be precisely measured in both the long-distance detection mode and the near-field detection mode using the radar apparatus according to the present invention.

상기 구성에 추가하여, 본 발명에 의한 레이더 장치에서는 중장거리 감지모드와 근거리 감지모드에서 각각 상이한 주파수 대역과 신호 파형을 이용함으로써 감지 성능을 향상시킬 수 있으며, 아래에서는 이에 대하여 상세하게 설명한다.In addition to the above-described configuration, in the radar device according to the present invention, detection performance can be improved by using different frequency bands and signal waveforms in the long-distance detection mode and the near-field detection mode, respectively.

일반적으로, 레이더 장치는 송신신호의 주파수 대역이 넓고, 출력이 크며, 하나의 감지주기 동안 출력되는 신호파형의 개수가 증가될 수도록 레이더의 분해능 또는 신호 감지 성능이 좋아진다Generally, the radar device is improved in the resolution or signal detection performance of the radar so that the frequency band of the transmission signal is wide, the output is large, and the number of signal waveforms output during one sensing period is increased

그러나, 차량용 레이더의 경우 중장거리 감지모드에서는 타차량이나 기타 다른 전자파와의 간섭을 피하기 위하여 사용가능한 주파수 대역(Bandwidth)에 제한이 있다. 즉, 근거리 감지모드에서는 다른 레이더 장치와의 간섭 등의 가능성이 낮으므로 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있으나, 중장거리 감지모드에서는 간섭을 피하기 위하여 사용가능한 주파수 대역에 제한을 두는 경우가 많다.However, in the case of a vehicle radar, there is a limitation on a usable frequency band to avoid interference with other vehicles or other electromagnetic waves in the long distance detection mode. In short-range detection mode, it is possible to use a wide frequency band because it is less likely to interfere with other radar devices. However, in the long distance detection mode, the available frequency band is limited in order to avoid interference.

따라서, 본 발명에 의한 레이더 장치에서는, 도 4와 같은 중장거리 감지모드에서의 제1송신신호는 제1주파수대역을 사용하되, 1회의 감지 주기(T)동안 비교적 작은 제1개수의 신호파형(Chirp)으로 이루어지도록 하며, 근거리 감지모드에서의 제2송신신호는 제1주파수대역보다 큰 제2주파수 대역을 사용하되, 1회의 감지주기동안 제1개수보다 많은 제2개수의 신호파형으로 이루어지도록 한다.Therefore, in the radar apparatus according to the present invention, the first transmission signal in the long distance sensing mode as shown in FIG. 4 uses a first frequency band, and a relatively small first number of signal waveforms Wherein the second transmission signal in the short range sensing mode uses a second frequency band that is greater than the first frequency band and includes a second number of signal waveforms greater than the first number during one sensing period do.

또한, 중장거리 감지모드에서의 송신신호의 출력은 근거리 감지모드에서의 송신신호의 출력보다 더 크게 할 수 있다.In addition, the output of the transmission signal in the long-distance sensing mode can be made larger than the output of the transmission signal in the short-distance sensing mode.

즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 중장거리 감지모드에서는 약76~77GHz인 제1주파수대역 내에서 형성되되, 파형의 폭이 큰 소위 슬로우 첩(Slow Chirp) 방식의 송신신호를 이용한다. That is, as shown in FIG. 7, a so-called slow chirp transmission signal having a large waveform width is formed in a first frequency band of about 76 to 77 GHz in the long-distance sensing mode.

한편, 근거리 감지모드에서는 제1주파수대역보다 큰 약76~81GHz의 범위를 가지는 제2주파수 대역내에서 형성되되, 파형의 폭이 작은 소위 패스트 첩(Fast Chirp) 방식의 송신신호가 이용된다.On the other hand, in the short-range sensing mode, a so-called Fast Chirp transmission signal is formed in a second frequency band having a range of about 76 to 81 GHz, which is larger than the first frequency band.

따라서, 이러한 중장거리 감지모드에서 1회의 감지주기(T) 또는 싸이클 내에 포함되는 신호파형(Chipr)의 제1개수(N1)는 근거리 감지모드에서의 1회 감지주기 내에 포함되는 신호파형의 제2개수(N1)보다 작게 된다.Accordingly, the first number N1 of the signal waveform Chipr included in the detection cycle T or the cycle in the long-distance detection mode is the second number N2 of the signal waveforms included in the one detection cycle in the near- (N1).

한편, 제1주파수 대역 및 제2주파수대역을 일부가 중첩될 수도 있고, 완전히 다른 주파수 대역일 수도 있다.On the other hand, some of the first frequency band and the second frequency band may overlap, or completely different frequency bands.

일반적으로, 1회의 감지싸이클에 다수의 신호파형을 송출하는 패스트 첩 방식은 데이터량이 커지는 대신 감지 성능이 우수해지며, 특히 낮을 출력으로로 원하는 정도의 분해능을 확보할 수 있게 된다.In general, the fast juxtaposition system that transmits a plurality of signal waveforms to one sensing cycle has a higher detection performance than a larger amount of data, and can achieve a desired resolution with a low output.

따라서, 본 발명과 같이, 중장거리 감지모드에서는 출력은 높되 작은 주파수대역 내의 슬로우 첩 방식의 송신신호를 이용함으로써 다른 레이더 장치 등과의 간섭을 피하면서도 필요한 감지성능을 확보할 수 있다.Therefore, as in the present invention, in the long-distance detection mode, the output is high, but the required transmission performance can be ensured while avoiding interference with other radar devices and the like, by using the transmission signal of the slow coherent scheme in a small frequency band.

또한, 근거리 감지모드에서는 더 넓은 주파수대역 내에서 패스트 첩 방식의 송신신호를 이용함으로써, 낮을 출력으로도 필요한 분해능을 확보할 수 있다.Further, in the near-field sensing mode, the transmission signal of the fast-attenuating method is used in a wider frequency band, so that a necessary resolution can be secured even with a low output.

이와 같이, 본 발명의 레이더 장치에서는 도 3과 같은 안테나 구조를 가지고, 대상체의 수평/수직방향 정보 획득을 위하여 도 4 및 도 5와 같은 신호 송수신 방식을 이용하되, 근거리 감지모드와 중장거리 감지모드에서의 송신신호의 주파수대역과 신호파형의 형태를 상이하게 함으로써, 다른 레이더 장치와의 간섭을 피하면서도 중장거리 및 근거리 모두에서 대상체의 수평/수직 정보를 해상도 높게 측정할 수 있게 된다.As described above, the radar apparatus of the present invention has an antenna structure as shown in FIG. 3, and uses the signal transmission / reception method as shown in FIGS. 4 and 5 for obtaining horizontal / vertical direction information of a target object, It is possible to measure the horizontal / vertical information of the object at a high resolution in both the long distance and the short distance while avoiding the interference with other radar devices.

이상과 같은 본 발명의 실시예들을 이용하면, 수직방향으로 옵셋된 3개의 송신안테나와, 수직방향으로 동일한 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하되, 중장거리 감지모드에서는 상기 3개의 송신안테나중 1개 이상의 송신안테나에서 동시에 송신신호를 송출하고, 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하고, 근거리 감지모드에서는 상기 3개의 송신안테나 중 수직으로 옵셋된 2개의 송신안테나를 이용하여 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 상기 4개의 수신안테나에서 수신신호를 수신하도록 제어하며, 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드에서 4개의 수신안테나에서 수신된 수신신호를 기초로 대상체의 수직정보 및 수평정보 중 하나 이상을 정밀하게 산출할 수 있는 효과가 있다. According to the embodiments of the present invention as described above, three transmission antennas vertically offset and four reception antennas having the same position in the vertical direction are included. In the long distance sensing mode, one of the three transmission antennas In the near-field sensing mode, time-division or code-division-multiplexing is performed using two transmit antennas vertically offset from the three transmit antennas, And transmits the divided transmission signals and controls reception of the reception signals at the four reception antennas. The vertical information and the horizontal information of the object based on the reception signals received from the four reception antennas in the long- It is possible to precisely calculate one or more of them.

결과적으로, 본 발명에 의하면, 단순한 안테나 구성과 작은 크기를 가지면서도 중장거리 감지모드 및 근거리 감지모드 모두에서 대상체의 수평정보(폭 등) 및 수직정보(높이 등)를 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다As a result, according to the present invention, it is possible to precisely measure horizontal information (width, etc.) and vertical information (height, etc.) of a target object in both the long distance sensing mode and the short- There is

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 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.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 레이더 장치 110: 안테나부
120: 송수신부 130: 처리부
140 : 가상 안테나 형성부
TXi : 제i송신안테나 (i=1,2,3)
RXj : 제j수신안테나(j=1,2,3,4)
VRXj : 제j가상수신안테나(j=1,2,3,4)
100: radar device 110: antenna part
120: Transmitting / receiving unit 130:
140: virtual antenna forming section
TXi: i th transmission antenna (i = 1, 2, 3)
RXj: jth receiving antenna (j = 1, 2, 3, 4)
VRXj: the jth virtual receiving antenna (j = 1, 2, 3, 4)

Claims (14)

지면에 수직인 제1방향으로 연장하되 서로 상이한 선단부 위치를 가지는 3개의 송신안테나를 포함하는 송신안테나부와, 상기 제1방향으로 연장하되 서로 동일한 선단부 위치를 가지는 4개의 수신안테나를 포함하는 수신안테나부를 포함하는 안테나부;
중장거리 감지 모드 및 근거리 감지모드 중 하나에서, 상기 송신안테나부 중 선택되는 1 이상의 송신안테나를 통해 송신신호를 송신하고, 상기 수신안테나부에 포함된 4개의 수신안테나 모두를 통해 대상체에서 반사된 반사신호를 수신하는 송수신부;
수신된 반사신호를 처리하여 상기 대상체에 대한 정보를 획득하는 처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
A transmitting antenna unit including three transmitting antennas extending in a first direction perpendicular to the ground and having different front end positions; and a receiving antenna unit including four receiving antennas extending in the first direction, An antenna unit including a part;
The method comprising: transmitting a transmission signal through one or more transmission antennas selected from the transmission antenna units in one of the long-range distance sensing mode and the near-field sensing mode, and transmitting the reflection signal reflected from the target object through all of the four reception antennas included in the reception antenna unit A transceiver for receiving a signal;
A processing unit processing the received reflected signal to obtain information about the object;
The radar device comprising:
제1항에 있어서,
상기 송신안테나부는 지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 제1선단부 위치를 가지는 제1송신안테나와, 상기 제1선단부 위치보다 낮은 제2선단부 위치를 가지며 제1송신안테나로부터 제1방향에 수직한 제2방향으로 제1송신 이격거리만큼 이격된 제2송신안테나와, 상기 제2선단부 위치보다 낮은 제3선단부 위치를 가지며 제2송신안테나로부터 제2방향으로 제2송신 이격 거리만큼 이격된 제3송신안테나를 포함하며,
상기 수신안테나부는 상기 제1방향으로 연장하되 제1방향으로 동일한 높이 또는 선단부 위치를 가지며, 제3송신안테나로부터 분리거리만큼 이격된 제1수신안테나와, 제1수신안테나로부터 상기 제2방향으로 제1수신 이격거리만큼 이격된 제2수신안테나와, 제2수신안테나로부터 제2방향으로 제2수신 이격거리만큼 이격된 제3수신안테나와, 제3수신안테나로부터 제2방향으로 제3수신 이격거리만큼 이격된 제4수신안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the transmission antenna unit comprises: a first transmission antenna extending in a first direction perpendicular to the paper surface, the first transmission antenna having a second front end position lower than the first front end position and perpendicular to the first direction from the first transmission antenna; A second transmission antenna spaced apart from the first transmission antenna by a first transmission separation distance in a second direction and a third transmission antenna spaced apart from the second transmission antenna by a second transmission separation distance in a second direction, Comprising a transmit antenna,
The receiving antenna unit may include a first receiving antenna extending in the first direction and having the same height or a front end position in the first direction and spaced apart from the third transmitting antenna by a separation distance, A third reception antenna spaced apart from the second reception antenna by a second reception separation distance in a second direction and a third reception separation distance in a second direction from the third reception antenna, And a fourth receiving antenna spaced apart from the first receiving antenna by a predetermined distance.
제2항에 있어서,
상기 제1송신안테나 및 제3송신안테나는 각각 동일한 제1급전포트 및 제3급전포트를 가지고 병렬로 배치되는 총 n개의 어레이 안테나로 구성되고, 상기 제1송신안테나 및 제3송신안테나의 사이에 배치되는 제2송신안테나는 제2급전포트를 가지고 병렬로 배치되되 상기 n보다 큰 총 m개의 어레이 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first transmission antenna and the third transmission antenna are constituted by a total of n array antennas arranged in parallel with the same first feed port and third feed port, respectively, and between the first transmission antenna and the third transmission antenna Wherein the second transmission antennas are arranged in parallel with the second feed port, and the total of m array antennas is larger than n.
제3항에 있어서,
상기 제1선단부 위치와 제2선단부 위치의 제1방향으로의 간격인 제1수직옵셋 거리(OS1)와, 상기 제2선단부 위치와 제3선단부 위치의 제1방향으로의 간격인 제2수직옵셋 거리(OS2)는 상기 송신신호 파장의 1/2보다 큰 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
The method of claim 3,
A first vertical offset distance OS1 that is a distance between the first front end position and the second front end position in a first direction and a second vertical offset distance OS2 that is a distance in the first direction between the second front end position and the third front end position, And the distance OS2 is larger than 1/2 of the wavelength of the transmission signal.
제2항에 있어서,
상기 제1수신 이격거리와, 제2수신 이격거리 및 제3수신 이격거리 중 하나 이상은 나머지와 서로 상이함으로써, 상기 4개의 수신안테나가 비등간격 선형 어레이 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein at least one of the first reception separation distance, the second reception separation distance and the third reception separation distance is different from the rest, so that the four reception antennas have a non-uniform spacing linear array structure.
제2항에 있어서,
상기 제1송신 이격거리 및 제2송신 이격거리의 합으로 정의되는 송신안테나의 전체 개구의 크기는, 상기 제1수신 이격거리와, 제2수신 이격거리 및 제3수신 이격거리의 합으로 정의되는 수신안테나의 전체 개구의 크기보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
3. The method of claim 2,
The size of the total aperture of the transmission antenna defined by the sum of the first transmission separation distance and the second transmission separation distance is defined as a sum of the first reception separation distance, the second reception separation distance, and the third reception separation distance Is greater than or equal to the size of the entire aperture of the receiving antenna.
제3항에 있어서,
상기 중장거리 감지모드에서, 상기 송수신부는 3개의 송신안테나 모두에서 동일한 송신신호를 송신하거나, 제2송신안테나에서만 송신신호를 송신하고, 상기 4개의 수신안테나 모두에서 상기 반사신호를 수신하며, 상기 처리부는 상기 4개의 수신안테나에서 수신된 반사신호를 기초로 중장거리 대상체의 수평방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
The method of claim 3,
In the long distance sensing mode, the transceiver transmits the same transmission signal in all three transmission antennas, transmits a transmission signal only in the second transmission antenna, and receives the reflection signal in all of the four reception antennas, Obtains the horizontal direction information of the long-distance object based on the reflection signals received from the four reception antennas.
제3항에 있어서,
상기 근거리 감지모드에서, 상기 3개의 송신안테나 중 선택된 2개의 송신안테나를 이용하여 시간분할 또는 코드분할된 송신신호를 송신하고, 상기 4개의 수신안테나에서 반사신호를 수신하며, 상기 처리부는 상기 4개의 수신안테나에서 수신된 반사신호를 기초로 근거리 대상체의 수평방향 정보 미 수직방향 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
The method of claim 3,
In the near-field sensing mode, a time-divisionally or code-division-transmitted transmission signal is transmitted using two selected transmission antennas among the three transmission antennas, and a reflection signal is received from the four reception antennas. And obtains horizontal direction information and vertical direction information of the local object based on the reflection signal received from the reception antenna.
제8항에 있어서,
상기 근거리 감지모드에서, 상기 4개의 수신안테나에 각각 대응되는 제1 가상 수신안테나 내지 제4가상 수신안테나를 형성하는 가상 수신안테나 형성부를 더 포함하는 레이더 장치.
9. The method of claim 8,
And a virtual receiving antenna forming unit for forming first to fourth virtual receiving antennas corresponding to the four receiving antennas in the short distance sensing mode.
레이더 장치에 사용되는 안테나 장치로서,
지면에 수직한 제1방향으로 연장되되 제1선단부 위치를 가지는 제1송신안테나와, 상기 제1선단부 위치보다 낮은 제2선단부 위치를 가지며 제1송신안테나로부터 제1방향에 수직한 제2방향으로 제1송신 이격거리만큼 이격된 제2송신안테나와, 상기 제2선단부 위치보다 낮은 제3선단부 위치를 가지며 제2송신안테나로부터 제2방향으로 제2송신 이격 거리만큼 이격된 제3송신안테나를 포함하는 송신안테나부;
상기 제1방향으로 연장하되 제1방향으로 동일한 높이 또는 선단부 위치를 가지며, 제3송신안테나로부터 분리거리만큼 이격된 제1수신안테나와, 제1수신안테나로부터 상기 제2방향으로 제1수신 이격거리만큼 이격된 제2수신안테나와, 제2수신안테나로부터 제2방향으로 제2수신 이격거리만큼 이격된 제3수신안테나와, 제3수신안테나로부터 제2방향으로 제3수신 이격거리만큼 이격된 제4수신안테나를 포함하는 수신안테나부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
An antenna device for use in a radar device,
A first transmission antenna extending in a first direction perpendicular to the ground plane and having a first front end position and a second transmission antenna having a second front end position lower than the first front end position and extending in a second direction perpendicular to the first direction from the first transmission antenna; And a third transmission antenna spaced apart from the second transmission antenna by a second transmission separation distance in a second direction, the second transmission antenna being spaced apart from the first transmission distance by a first transmission separation distance, ;
A first receiving antenna extending in the first direction and having the same height or tip position in a first direction and spaced apart from a third transmitting antenna by a separation distance; and a second receiving antenna spaced apart from the first receiving antenna in the second direction by a first receiving spacing distance A third reception antenna spaced apart from the second reception antenna by a second reception separation distance in the second direction and a third reception antenna spaced apart from the third reception antenna by a third reception separation distance in the second direction, A receiving antenna unit including four receiving antennas;
And an antenna device for receiving the antenna device.
제10항에 있어서,
상기 제1송신안테나 및 제3송신안테나는 각각 동일한 제1급전포트 및 제3급전포트를 가지고 병렬로 배치되는 총 n개의 어레이 안테나로 구성되고, 상기 제1송신안테나 및 제3송신안테나의 사이에 배치되는 제2송신안테나는 제2급전포트를 가지고 병렬로 배치되되 상기 n보다 큰 총 m개의 어레이 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the first transmission antenna and the third transmission antenna are constituted by a total of n array antennas arranged in parallel with the same first feed port and third feed port, respectively, and between the first transmission antenna and the third transmission antenna Wherein the second transmission antennas are arranged in parallel with the second feed port, and the total of m array antennas is larger than n.
제11항에 있어서,
상기 제1선단부 위치와 제2선단부 위치의 제1방향으로의 간격인 제1수직옵셋 거리(OS1)와, 상기 제2선단부 위치와 제3선단부 위치의 제1방향으로의 간격인 제2수직옵셋 거리(OS2)는 상기 송신신호 파장의 1/2보다 큰 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
12. The method of claim 11,
A first vertical offset distance OS1 that is a distance between the first front end position and the second front end position in a first direction and a second vertical offset distance OS2 that is a distance in the first direction between the second front end position and the third front end position, And the distance OS2 is larger than 1/2 of the wavelength of the transmission signal.
제10항에 있어서,
상기 제1수신 이격거리와, 제2수신 이격거리 및 제3수신 이격거리 중 하나 이상은 나머지와 서로 상이함으로써, 상기 4개의 수신안테나가 비등간격 선형 어레이 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein at least one of the first reception separation distance, the second reception separation distance, and the third reception separation distance is different from the rest, so that the four reception antennas have a non-uniform spacing linear array structure.
제10항에 있어서,
상기 제1송신 이격거리 및 제2송신 이격거리의 합으로 정의되는 송신안테나의 전체 개구의 크기는, 상기 제1수신 이격거리와, 제2수신 이격거리 및 제3수신 이격거리의 합으로 정의되는 수신안테나의 전체 개구의 크기보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 안테나 장치.



11. The method of claim 10,
The size of the total aperture of the transmission antenna defined by the sum of the first transmission separation distance and the second transmission separation distance is defined as a sum of the first reception separation distance, the second reception separation distance, and the third reception separation distance Is equal to or larger than the size of the entire opening of the receiving antenna.



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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109669166A (en) * 2019-01-08 2019-04-23 长沙莫之比智能科技有限公司 The small-sized MIMO radar sensor of short distance in high-precision wide wave beam
US20190212438A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-11 Mando Corporation Apparatus and method for controlling radar
KR20200001534A (en) * 2018-06-27 2020-01-06 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
KR102099648B1 (en) * 2018-11-26 2020-05-15 주식회사 퀀텀커뮤니케이션 Omnidirectional mimo antenna
KR20200086178A (en) * 2019-01-08 2020-07-16 (주)스마트레이더시스템 Radar Apparatus having non-uniformly and linearly deployed receiving antenna array
WO2020251229A1 (en) * 2019-06-11 2020-12-17 주식회사 만도 Radar device and antenna device therefor
KR20210036321A (en) * 2018-06-27 2021-04-02 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
CN113039453A (en) * 2018-11-19 2021-06-25 株式会社电装 Radar apparatus
KR20220050865A (en) * 2019-04-22 2022-04-25 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
US20220334239A1 (en) * 2019-02-07 2022-10-20 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vehicle radar apparatus and control method thereof

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190212438A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-11 Mando Corporation Apparatus and method for controlling radar
US11733375B2 (en) * 2018-01-10 2023-08-22 Hl Klemove Corp. Apparatus and method for controlling radar
US10989799B2 (en) 2018-06-27 2021-04-27 Bitsensing Inc. Radar and antenna built in radar
KR20200001534A (en) * 2018-06-27 2020-01-06 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
US11668809B2 (en) 2018-06-27 2023-06-06 Bitsensing Inc. Radar and antenna built in radar
KR20210036321A (en) * 2018-06-27 2021-04-02 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
CN113039453A (en) * 2018-11-19 2021-06-25 株式会社电装 Radar apparatus
KR102099648B1 (en) * 2018-11-26 2020-05-15 주식회사 퀀텀커뮤니케이션 Omnidirectional mimo antenna
KR20200086178A (en) * 2019-01-08 2020-07-16 (주)스마트레이더시스템 Radar Apparatus having non-uniformly and linearly deployed receiving antenna array
US11187785B2 (en) 2019-01-08 2021-11-30 Smart Radar System, Inc. Radar apparatus and radar signal processing method of selecting and processing virtual antennas with indexed range and doppler matrices
CN109669166A (en) * 2019-01-08 2019-04-23 长沙莫之比智能科技有限公司 The small-sized MIMO radar sensor of short distance in high-precision wide wave beam
US11841456B2 (en) 2019-01-08 2023-12-12 Smart Radar System, Inc. Radar apparatus and radar signal processing method
US20220334239A1 (en) * 2019-02-07 2022-10-20 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vehicle radar apparatus and control method thereof
US11867793B2 (en) * 2019-02-07 2024-01-09 Hyundai Mobis Co., Ltd. Vehicle radar apparatus and control method thereof
KR20220050865A (en) * 2019-04-22 2022-04-25 주식회사 비트센싱 Radar and antenna built in radar
KR20200141681A (en) * 2019-06-11 2020-12-21 주식회사 만도 Radar apparatus and antenna apparatus therefor
WO2020251229A1 (en) * 2019-06-11 2020-12-17 주식회사 만도 Radar device and antenna device therefor

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