KR20180081283A - Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof - Google Patents

Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20180081283A
KR20180081283A KR1020170002333A KR20170002333A KR20180081283A KR 20180081283 A KR20180081283 A KR 20180081283A KR 1020170002333 A KR1020170002333 A KR 1020170002333A KR 20170002333 A KR20170002333 A KR 20170002333A KR 20180081283 A KR20180081283 A KR 20180081283A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
target
samples
confirmation module
cfar
fast fourier
Prior art date
Application number
KR1020170002333A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101908455B1 (en
Inventor
김승용
Original Assignee
비아이에스웍스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비아이에스웍스 주식회사 filed Critical 비아이에스웍스 주식회사
Priority to KR1020170002333A priority Critical patent/KR101908455B1/en
Publication of KR20180081283A publication Critical patent/KR20180081283A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101908455B1 publication Critical patent/KR101908455B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/26—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
    • G01S13/28—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses
    • G01S13/282—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses using a frequency modulated carrier wave
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/886—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for alarm systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/04—Details
    • G01S3/043—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/356—Receivers involving particularities of FFT processing
    • G01S2007/356—

Abstract

The present invention relates to a low power frequency modulated continuous waveform radar system and a control method thereof, and more specifically, to a low power frequency modulated continuous waveform radar system capable of reducing power consumption by reducing the number of samples to check the presence of an invader and if the presence of the invader is checked, increasing the number of samples to identify a position of the invader, and to a control method thereof. In addition, the low power frequency modulated continuous waveform radar system comprises: an intrusion check module which receives N samples from reception signals reflected and inputted from a target, and extracts an N/M sub-sample to check the presence of the target; and a position check module which receives the N samples to detect the presence of the target when the intrusion check module checks the presence of the target, and calculates an arrival angle of the detected target to calculate a position of the target, wherein the M is a natural number greater than or equal to two. Accordingly, it is possible to detect the target and check the position thereof with low power.

Description

저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템 및 그 제어 방법{Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a low power frequency modulated continuous wave radar system and a control method thereof,

본 발명은 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 샘플 수를 줄여서 침입자의 존재 여부를 확인하고 침입자의 존재가 확인되면 침입자의 위치를 파악할 수 있도록 샘플 수를 증가시키도록 하여 전력소모량을 줄일 수 있도록 한 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a low-power frequency-modulated continuous wave radar system and a control method thereof, Frequency continuous wave radar system and method for controlling the same.

최근에는 군사용으로 사용되던 레이더 기술이 민간 기술로 보급화가 가속화되면서 민간 부분의 보안용과 자동차의 자동 항법을 위해 많은 연구를 수행하고 있다. Recently, radar technology, which was used for military purposes, is being promoted as a private technology. As a result, many studies are being carried out for private security and automobile navigation.

민간에서 많이 활용하는 레이더 기술은 펄스(pulse)형 방식과 연속파(continuous wave) 방식이다.Radar technology, which is widely used in civilian areas, is a pulse type and a continuous wave type.

상기 펄스 방식은 매우 낮은 저출력을 이용하지만 매우 넓은 주파수 대역폭을 사용할 수 있는 장점으로 인해 수cm까지의 거리 분해능을 가질 수 있다. 반면, 송신 출력이 너무 낮아 사용범위가 약 10m 이내만 사용이 가능하다.Although the pulse scheme utilizes very low power, it can have a distance resolution of up to a few centimeters because of the advantage of using a very wide frequency bandwidth. On the other hand, the transmission output is too low, so that it can be used only within about 10m.

연속파 방식은 상대적으로 매우 높은 송신 출력을 사용 가능하여 원거리까지 사용이 가능하나, 단순히 도플러 주파수(Doppler frequency)를 추출하여 목표물을 검출하기 때문에 거리 정보를 사용하지 못하는 단점을 가진다.The continuous wave method has a disadvantage in that it can not use the distance information because it can use a relatively high transmission power and can be used for a long distance but simply extracts the Doppler frequency to detect the target.

연속파 방식에서 부가적으로 대략적 거리정보를 알아내기 위해 사용하는 레이더 기술이 FMCW(Frequency Modulated Continuous Waveform)이다. In the continuous wave method, the radar technique used to obtain the coarse distance information is Frequency Modulated Continuous Waveform (FMCW).

FMCW 방식은 펄스방식에 비해 거리 분해능(Range-resolution)은 떨어지나 고출력을 사용할 수 있기 때문에 원거리까지 목표물을 검출 가능한 장점을 가진다.The FMCW method has the advantage that the target can be detected to a long distance because the distance resolution is lower than the pulse method but the high output can be used.

이와 같은 FMCW 방식에 있어서 종래 기술에 따르면, 주기적으로 취득하는 N개의 샘플에 대하여 윈도우 함수(window function)와 고속 퓨리에 변환(FFT:Fast Fourier Transform)을 반복하여 수행하게 되는데, 이러한 윈도우 함수와 고속 퓨리에 변환은 샘플 N이 증가할수록 연산량이 크게 증가한다.According to the FMCW method, a window function and a fast Fourier transform (FFT) are repeatedly performed on N samples periodically acquired. According to the conventional FMCW method, the window function and the fast Fourier transform The conversion increases significantly as the number of samples N increases.

특히 고속 퓨리에 변환의 경우에 N의 값이 커질수록 연산량이 기하급수적으로 증가한다.Especially, in the case of the fast Fourier transform, the amount of computation increases exponentially as the value of N increases.

이와 같은 연산량의 증가에 따른 전력 소모량을 줄이기 위해서는 샘플 수 N을 줄여야 하지만 샘플 수 N은 거리 해상도에 직접적인 영향이 있기 때문에 N을 줄이면 전체적인 레이더의 정확도가 떨어진다. 이에 따라 샘플 수 N을 줄이는 것은 쉽지 않다.In order to reduce the power consumption due to the increase of the computation amount, the number of samples N must be reduced. However, since the number N of samples has a direct influence on the distance resolution, decreasing N decreases the accuracy of the overall radar. Accordingly, it is not easy to reduce the number of samples N. [

국내등록번호 10-1527772호Domestic Registration No. 10-1527772 국내공개번호 10-2012-0074162호Domestic Publication No. 10-2012-0074162 국내등록번호 10-1360572호Domestic Registration No. 10-1360572

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 샘플 수를 줄여서 침입자의 존재 여부를 확인하고 침입자의 존재가 확인되면 침입자의 위치를 파악할 수 있도록 샘플 수를 증가시키도록 하여 전력소모량을 줄일 수 있도록 한 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, the present invention has been made to reduce the number of samples and to detect the presence of an intruder and to increase the number of samples so that the presence of an intruder can be detected, thereby reducing power consumption A low power frequency modulated continuous wave radar system and a control method thereof.

본 발명의 시스템은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하여 목표물의 존재를 확인하는 침입 확인 모듈; 및 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플을 입력받아 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 위치 확인 모듈을 포함하며, 상기 M은 2이상의 자연수이다.The system of the present invention includes an intrusion confirmation module that receives N samples from a received signal reflected from a target and extracts N / M sub-samples to confirm existence of a target; And a location confirmation module for receiving the N samples and detecting the presence of the target and calculating the arrival angle of the detected target to calculate the position of the target when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, Is a natural number of 2 or more.

또한, 본 발명의 시스템의 상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출한 후에 고속 퓨리에 변환을 수행하고 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 확인한다.In addition, the intrusion confirmation module of the system of the present invention receives N samples from a received signal reflected from a target, extracts N / M sub-samples, performs Fast Fourier Transform, and performs a CFAR operation, .

또한, 본 발명의 시스템의 상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하는 서브 샘플러; 상기 N/M 서브 샘플에 대하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 제1 윈도우 함수부; 상기 제1 윈도우 함수부의 출력 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제1 고속 퓨리에 변환부; 및 상기 제1 고속 퓨리에 변환부의 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하여 목표물의 존재를 확인하는 제1 CFAR 검출부를 포함한다.Also, the intrusion confirmation module of the system of the present invention includes: a subsampler for receiving N samples from a received signal reflected from a target and extracting N / M sub-samples; A first window function unit for lowering the side lobe level of the interference signal with respect to the N / M sub-sample; A first fast Fourier transform unit performing fast Fourier transform on an output signal of the first window function unit; And a first CFAR detector for detecting a target by performing a CFAR operation on an output signal of the first FFT unit to confirm the presence of a target.

또한, 본 발명의 시스템의 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출한다.In addition, the location confirmation module of the system of the present invention performs fast Fourier transform on N samples when the intrusion confirmation module confirms the existence of a target, performs CFAR operation to detect the presence of a target, The position of the target is calculated by calculating the arrival angle of the target.

또한, 본 발명의 시스템의 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제2 고속 퓨리에 변환부; 상기 침입 확인 모듈이 확인된 목표물의 탐지 지역을 대상으로, 국부 영역의 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 국부 CFAR 검출부; 및 상기 국부 CFAR 검출부에서 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 도래각 산출부를 포함한다.In addition, when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, the location confirmation module of the system of the present invention receives N samples from the received signals reflected from the target and performs fast Fourier transform on N samples A second high-speed Fourier transform unit; A local CFAR detecting unit for detecting a target by performing a CFAR operation of a local area on a detection area of a target whose intrusion confirmation module is identified; And an arrival angle calculating unit calculating the arrival angle of the target detected by the local CFAR detecting unit and calculating the position of the target.

또한, 본 발명의 시스템의 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추어 상기 제2 고속 퓨리에 변환부에 제공하는 제2 윈도우 함수부를 더 포함한다.When the intrusion confirmation module confirms the existence of the target, the positioning module of the system of the present invention receives N samples from the received signals reflected from the target and lowers the side lobe level of the interference signal, And a second window function unit for providing the second window function to the Fourier transform unit.

또한, 본 발명의 시스템의 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 제2 윈도우 함수부; 상기 제2 윈도우 함수부의 출력 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제2 고속 퓨리에 변환부; 상기 제2 고속 퓨리에 변환부의 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 제2 CFAR 검출부; 및 상기 제2 CFAR 검출부에서 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 도래각 산출부를 포함한다.In the position determining module of the system of the present invention, when the intrusion confirmation module confirms the existence of the target, the position determining module may receive the N samples from the received signals reflected from the target and lower the side lobe level of the interference signal. part; A second fast Fourier transform unit performing fast Fourier transform on an output signal of the second window function unit; A second CFAR detector for detecting a target by performing a CFAR operation on an output signal of the second FFT unit; And an arrival angle calculating unit calculating the arrival angle of the target detected by the second CFAR detecting unit and calculating the position of the target.

한편, 본 발명의 방법은 (A) 침입 확인 모듈이 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하여 목표물의 존재를 확인하는 단계; 및 (B) 위치 확인 모듈이 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플을 입력받아 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함하며, 상기 M은 2이상의 자연수이다.Meanwhile, the method of the present invention comprises the steps of: (A) inputting N samples from a received signal reflected from a target and detecting N / M sub-samples to confirm presence of a target; And (B) when the location confirmation module confirms the existence of the target, the step of detecting the presence of the target by receiving N samples and calculating the arrival angle of the detected target to calculate the position of the target And M is a natural number of 2 or more.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (A) 단계에서 상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출한 후에 고속 퓨리에 변환을 수행하고 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 확인한다.In the step (A) of the method of the present invention, the intrusion confirmation module receives N samples from the received signals reflected from the target and extracts N / M sub-samples, performs fast Fourier transform, To confirm the presence of the target.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (A) 단계는 (A1) 상기 침입 확인 모듈이 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하는 단계; (A2) 상기 침입 확인 모듈이 상기 N/M 서브 샘플에 대하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계; (A3) 상기 침입 확인 모듈이 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계; 및 (A4) 상기 침입 확인 모듈이 고속 퓨리에 변환된 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하여 목표물의 존재를 확인하는 단계를 포함한다.The step (A) of the method of the present invention may further comprise: (A1) extracting N / M sub-samples by receiving N samples from the received signals reflected from the target; (A2) the intrusion confirmation module lowering the side lobe level of the interference signal for the N / M subsample; (A3) performing the fast Fourier transform on the intrusion confirmation module; And (A4) the infiltration confirmation module performs a CFAR operation on the fast Fourier transformed signal to detect the target and confirm the existence of the target.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계에서 상기 위치 확인 모듈은 N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출한다.In the step (B) of the method of the present invention, the positioning module performs fast Fourier transform on N samples, performs a CFAR operation to detect the presence of a target, and calculates an arrival angle of the detected target Thereby calculating the position of the target.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 (B1) 상기 위치 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계; (B2) 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 확인된 목표물의 탐지 지역을 대상으로, 국부 영역의 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 단계; 및 (B3) 상기 위치 확인 모듈은 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함한다.The step (B) of the method of the present invention may further comprise the steps of: (B1) receiving the N samples from the received signals reflected from the target and performing fast Fourier transform on the N samples; (B2) the location confirmation module performs a CFAR operation of the local area on the detection area of the target identified by the intrusion confirmation module to detect the target; And (B3) the position determination module includes calculating a position of the target by calculating an arrival angle of the detected target.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 상기 (B1) 단계 이전에 상기 위치 확인 모듈이 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계를 더 포함한다.In the step (B) of the method of the present invention, when the positioning module confirms the presence of the target before the step (B1), the positioning module checks N samples And lowering the level of the side lobe of the received interference signal.

또한, 본 발명의 방법의 상기 (B) 단계는 (B1) 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계; (B2) 상기 위치 확인 모듈은 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계; (B3) 상기 위치 확인 모듈은 고속 퓨리에 변환된 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 단계; 및 (B4) 상기 위치 확인 모듈은 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함한다.In the step (B) of the method of the present invention, when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, the location confirmation module receives N samples from the received signals reflected from the target, Lowering the level of the sub-lobes; (B2) the positioning module performs fast Fourier transform; (B3) detecting the target by performing a CFAR operation on the fast Fourier transformed output signal; And (B4) the position determination module includes calculating an arrival angle of the detected target and calculating a position of the target.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 샘플 수를 줄여서 침입자의 존재 여부를 확인하고 침입자의 존재가 확인되면 침입자의 위치를 파악할 수 있도록 샘플 수를 증가시키도록 하여 전력소모량을 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the number of samples and to check the presence of an intruder and to increase the number of samples so that the presence of an intruder can be ascertained, thereby reducing power consumption.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a low power frequency modulated continuous wave radar system according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of controlling a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of controlling a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.The following examples are provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and / or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are intended only to describe embodiments of the invention and should in no way be limiting. Unless specifically stated otherwise, the singular form of a term includes plural forms of meaning. In this description, the expressions "comprising" or "comprising" are intended to indicate certain features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof, Should not be construed to preclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, operations, elements, portions or combinations thereof.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.It is also to be understood that the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms may be used to distinguish one component from another .

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 구성도이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a low power frequency modulated continuous wave radar system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템은 침입 확인 모듈(100) 및 위치 확인 모듈(200)을 구비하고 있다.Referring to FIG. 1, a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to a preferred embodiment of the present invention includes an intrusion confirmation module 100 and a positioning module 200.

상기 침입 확인 모듈(100)은 송신 신호를 보내고 목표물(침입자)로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)(미도시)에 의해 표본화된 데이터(sampled data) N개를 입력받아, 즉 N개의 샘플을 입력받아 N/M 서브 샘플을 추출한 후에 추출된 N/M 서브 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하고 목표물을 탐지할 수 있는 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산을 수행하여 목표물의 존재 여부를 확인한다. 여기에서 M은 2이상인 자연수이다.The intrusion confirmation module 100 sends a transmission signal and transmits N pieces of sampled data sampled by an analogue digital converter (ADC) (not shown) among the reception signals reflected from a target (intruder) The N / M sub-samples are input, that is, N samples are received, and then a fast Fourier transform is performed on the extracted N / M sub-samples, and a CFAR (Constant False Alarm Rate) Check whether the target exists. Where M is a natural number greater than or equal to 2.

이와 같은 상기 침입 확인 모듈(100)은 서브 샘플러(110), 제1 윈도우 함수부(120), 제1 고속 퓨리에 변환부(130) 및 제1 CFAR(Constant False Alarm Rate) 검출부(140)를 구비하고 있다.The intrusion confirmation module 100 includes a subsampler 110, a first window function unit 120, a first FFT unit 130, and a first CFAR (Constant False Alarm Rate) detector 140 .

이와 같은 상기 침입 확인 모듈(100)에 있어서 서브 샘플러(110)는 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 샘플로 서브 샘플을 형성한다. 여기에서 M은 2이상인 자연수이다.In the intrusion confirmation module 100, the subsampler 110 receives N samples and forms subsamples with N / M samples. Where M is a natural number greater than or equal to 2.

즉, 서브 샘플러(110)는 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 서브 샘플을 형성하여 샘플 수를 줄임으로 이후에 연산 과정에서 연산량을 줄일 수 있도록 한다.That is, the subsampler 110 receives N samples and forms N / M sub-samples to reduce the number of samples, thereby reducing the amount of computation in the calculation process.

다음으로, 침입 확인 모듈(100)의 제1 윈도우 함수부(120)는 예를 들어, 해밍(Hamming) 윈도우, 또는 체비셔프(Chebyshev) 윈도우 등과 같은 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮출 수 있다.Next, the first window function unit 120 of the intrusion confirmation module 100 lowers the side lobe level of the interference signal using, for example, a window function such as a Hamming window or a Chebyshev window .

일반적으로 주파수 변조 방식의 연속 파형을 사용하는 레이더 시스템에서는 이동하는 목표물의 원격 탐지를 위하여 각 거리에 따른 변이 주파수 및 추가적인 도플러 스펙트럼의 추정이 필요하며, 비트 주파수의 추출을 위한 기저대역 또는 중간 주파수 대역의 스펙트럼 추정에는 주로 고속 퓨리에 변환(FFT) 기법이 이용될 수 있다.Generally, in a radar system using a frequency-modulated continuous waveform, it is necessary to estimate a mutation frequency and an additional Doppler spectrum according to each distance in order to remotely detect a moving target, and a baseband or an intermediate frequency band A fast Fourier transform (FFT) technique can be used mainly for the spectrum estimation of FIG.

잘 알려진 것처럼 시스템의 특성상 레이더 안테나가 목표물의 반사 신호를 획득할 수 있는 체류 타임(dwell time)이 상당히 짧게 주어지는 경우가 있다. 이러한 경우에는 간섭 신호의 큰 부엽(side-lobe)으로 인해 인접하는 중요한 신호의 정보가 가려져서 탐지되지 않는 심각한 성능 열화 현상이 발생할 수 있다.As is well known, the characteristics of the system may cause the radar antenna to be given a significantly shorter dwell time at which to acquire the reflected signal of the target. In this case, serious side effects such as side-lobes of the interfering signal may be obscured by the information of adjacent adjacent signals, which may lead to serious performance deterioration.

즉, 목표물로부터 반사되는 반사파의 수신 시간이 비교적 짧은 경우, 클러터(clutter) 등의 강력한 간섭 신호의 부엽이 인접 도플러 필터에 누설되어 탐지하고자 하는 신호가 가려질 수 있다. 여기서, 클러터(clutter)는 레이더에서 지면, 해면, 빗방울 등으로부터 발생하는 반사파에 의해 나타나는 반향(echo) 등의 반사 장애를 말한다.That is, when the reception time of the reflected wave reflected from the target is relatively short, a side leaf of a strong interference signal such as a clutter leaks to the adjacent Doppler filter, and a signal to be detected can be hidden. Here, clutter refers to a reflection obstacle such as echo caused by reflected waves generated from ground, sea surface, raindrops, etc. in a radar.

따라서, 일 실시예에서는 다양한 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮춤으로써 비트 주파수의 탐지를 용이하게 할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, it is possible to facilitate the detection of the bit frequency by lowering the side lobe level of the interference signal using various window functions.

다음으로, 제1 고속 퓨리에 변환부(130)는 제1 윈도우 함수부(120)의 출력 신호를 고속 퓨리에 변환하여 출력한다.Next, the first FFT unit 130 performs fast Fourier transform on the output signal of the first window function unit 120 and outputs the result.

그리고, 제1 CFAR 검출부(140)는 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지한다.The first CFAR detecting unit 140 performs a CFAR operation to detect a target.

즉, 제1 CFAR 검출부(140)는 제1 고속 퓨리에 변환기(130)의 출력 신호에In other words, the first CFAR detecting unit 140 detects the first CFAR signal from the output signal of the first high-speed Fourier transformer 130

대하여 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있다.It is possible to apply a variable detection threshold value to select specific bit frequencies.

상기 제1 CFAR 검출부(140)는 가변적인 잡음과 클러터 환경에서 가변적인 검출 임계값을 적용하여 오경보율을 일정하게 유지하면서 클러터를 제거하고, 의미있는 비트 주파수를 선택하는 역할을 수행한다.The first CFAR detector 140 removes the clutter while maintaining a false alarm rate by applying a variable detection threshold in a variable noise and clutter environment, and selects a meaningful bit frequency.

이와 같은 제1 CFAR 검출부(140)는 검출 임계값을 선택하는 방식에 따라 CA-CFAR(Cell-Averaging CFAR), OS-CFAR(Order Statistics-CFAR), GO-CFAR(Greatest Of-CFAR), SO-CFAR(Smallest Of-CFAR) 등을 이용할 수 있The first CFAR detecting unit 140 detects a cell-averaging CFAR, an OS-CFAR, a GO-CFAR, and a SO-CFAR according to a method of selecting a detection threshold value. -CFAR (Smallest Of-CFAR)

다. 상기 제1 CFAR 검출부(140)는 선택된 비트 주파수들로부터 목표물의 거리,All. The first CFAR detecting unit 140 detects the distance of the target from the selected bit frequencies,

속도 및 방위각를 포함하는 정보를 추정할 수 있으며, 목표물(침입자)의 존재 여부를 확인할 수 있다.Speed and azimuth angle, and can confirm whether or not the target (intruder) is present.

이와 같이 침입 확인 모듈(100)이 목표물(침입자)의 존재를 확인하면, 위치 확인 모듈(200)은 N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, 침입 확인 모듈(100)이 목표물의 존재를 확인한 영역, 즉 국부 영역을 대상으로 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출한다.When the intrusion confirmation module 100 confirms the existence of the target (invader), the location confirmation module 200 performs fast Fourier transform on the N samples. If the intrusion confirmation module 100 confirms the existence of the target The CFAR operation is performed on the region, i.e., the local region, to detect the presence of the target, and to calculate the arrival angle of the detected target to calculate the position of the target.

이와 같은 위치 확인 모듈(200)은 제2 고속 퓨리에 변환부(210), 국부 CFAR 검출부(220), 도래각(DOA: Direction Of Arrival) 산출부(230)를 구비하고 있다.The position determining module 200 includes a second FFT unit 210, a local CFAR detecting unit 220, and a DOA calculating unit 230.

상기 위치 확인 모듈(200)의 제2 고속 퓨리에 변환부(210)는 N개 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행한다.The second fast Fourier transformer 210 of the position determination module 200 performs fast Fourier transform on N samples.

그리고, 국부 CFAR 검출부(220)는 제1 CFAR 검출부(140)로부터 확인된 목표물의 탐지 지역을 대상으로, 즉 국부 영역을 대상으로 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지한다.The local CFAR detecting unit 220 detects a target by performing a CFAR operation on the detected region of the target identified by the first CFAR detecting unit 140, that is, on the local region.

즉, 국부 CFAR 검출부(220)는 국부 영역을 대상으로 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있으며, 선택된 특징 비트 주파수를 이용하여 목표물을 탐지한다.That is, the local CFAR detecting unit 220 can select a specific bit frequency by applying a variable detection threshold to the local region, and detects the target using the selected characteristic bit frequency.

다음으로, 도래각 산출부(230)은 목표물로부터 반사되는 반사 신호의 도래각을 추정하여 목표물의 위치를 확인한다.Next, the arrival angle calculating section 230 estimates the arrival angle of the reflected signal reflected from the target, and confirms the position of the target.

이러한 도래각 산출부(230)가 수행하는 도래각 추정 과정은 먼저 상관행렬을 산출한다. 즉, 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 목표물의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.The arrival angle estimation process performed by the arrival angle calculation unit 230 first calculates a correlation matrix. That is, a correlation matrix indicating the position of the target in each of the up-chirp and down-chirp constituting the impulse pulse is calculated.

이어, 도래각 산출부(230)는 산출된 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다. 즉, 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)으로 이루어지는 첩펄스 개수를 사용하여 상관행렬을 평균화한다.Next, the arrival angle calculating unit 230 performs correlation matrix averaging to estimate a noise region in the calculated correlation matrix. That is, the correlation matrix is averaged using the number of concatenated pulses consisting of up-chirp and down-chirp.

한편, 상기 상관행렬의 평균화에서는, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.On the other hand, in the averaging of the correlation matrix, the correlation matrices calculated in the respective impulse pulses are accumulated, and the accumulation result is divided by the number of multiplying pulses to average the correlation matrix.

이어, 상관행렬의 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다. 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.Next, the signal domain and the noise domain are separated through eigenvalue decomposition of the averaged result of the correlation matrix. That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector by separating the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

이어, 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 목표물의 개수를 선정하며, 또한 선정된 목표물에 대한 방향 도래각을 추정한다.Next, the number of targets is selected from the signal region excluding the noise region in the eigenvector, and the directional angle of inclination with respect to the selected target is estimated.

이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템에 있어서 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추어 상기 제2 고속 퓨리에 변환부에 제공하는 제2 윈도우 함수부를 더 포함할 수 있다.In the low-power-frequency modulated continuous wave radar system according to the preferred embodiment of the present invention, when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, the location confirmation module inputs N samples out of the received signals reflected from the target, And a second window function unit for lowering the level of a side lobe of the received interference signal and providing the second side window function unit to the second FFT unit.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템은 침입 확인 모듈(100) 및 위치 확인 모듈(200')을 구비하고 있다. Referring to FIG. 2, a low-power-frequency modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention includes an intrusion confirmation module 100 and a location confirmation module 200 '.

상기 침입 확인 모듈(100)은 송신 신호를 보내고 목표물(침입자)로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)(미도시)에 의해 표본화된 데이터(sampled data) N개를 입력받아, 즉 N개의 샘플을 입력받아 N/M 서브 샘플을 추출한 후에 추출된 N/M 서브 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하고 목표물을 탐지할 수 있는 CFAR(Constant False Alarm Rate) 연산을 수행하여 목표물의 존재 여부를 확인한다. 여기에서 M은 2이상인 자연수이다.The intrusion confirmation module 100 sends a transmission signal and transmits N pieces of sampled data sampled by an analogue digital converter (ADC) (not shown) among the reception signals reflected from a target (intruder) The N / M sub-samples are input, that is, N samples are received, and then a fast Fourier transform is performed on the extracted N / M sub-samples, and a CFAR (Constant False Alarm Rate) Check whether the target exists. Where M is a natural number greater than or equal to 2.

이와 같은 상기 침입 확인 모듈(100)은 서브 샘플러(110), 제1 윈도우 함수부(120), 제1 고속 퓨리에 변환부(130) 및 제1 CFAR(Constant False Alarm Rate) 검출부(140)를 구비하고 있으며, 도 1과 동일한 구성으로 이에 따라 상세한 설명은 생략한다.The intrusion confirmation module 100 includes a subsampler 110, a first window function unit 120, a first FFT unit 130, and a first CFAR (Constant False Alarm Rate) detector 140 1, and detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 침입 확인 모듈(100)이 목표물(침입자)의 존재를 확인하면, 위치 확인 모듈(200)은 N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출한다.When the intrusion confirmation module 100 confirms the existence of the target (invader), the location confirmation module 200 performs fast Fourier transform on N samples, performs CFAR operation to detect the presence of the target, And the position of the target is calculated by calculating the arrival angle of the detected target.

이와 같은 위치 확인 모듈(200')은 제2 윈도우 함수부(205), 제2 고속 퓨리에 변환부(210), 제2 CFAR 검출부(220'), 도래각(DOA: Direction Of Arrival) 산출부(230)를 구비하고 있어 도 1의 일실시에와 달리 제2 윈도우 함수부(205)를 더 ㅍ포함하고, 제2 CFAR 검출부(220')가 국부 영역을 대상으로 하지 않는다.The position determining module 200 'includes a second window function unit 205, a second FFT unit 210, a second CFAR detecting unit 220', a DOA (Direction Of Arrival) calculating unit 230, and further includes a second window function unit 205 unlike the embodiment of FIG. 1, and the second CFAR detecting unit 220 'does not target the local area.

상기 위치 확인 모듈(200')의 제2 윈도우 함수부(205)는 예를 들어, 해밍(Hamming) 윈도우, 또는 체비셔프(Chebyshev) 윈도우 등과 같은 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮출 수 있다.The second window function unit 205 of the position determination module 200 'may lower the side lobe level of the interference signal using a window function such as a Hamming window or a Chebyshev window have.

다음으로, 제2 고속 퓨리에 변환부(210)는 N개 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행한다.Next, the second fast Fourier transform unit 210 performs fast Fourier transform on N samples.

그리고, 제2 CFAR 검출부(220')는 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지한다.The second CFAR detecting unit 220 'performs a CFAR operation to detect a target.

즉, 제2 CFAR 검출부(220')는 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있으며, 선택된 특징 비트 주파수를 이용하여 목표물을 탐지한다.That is, the second CFAR detecting unit 220 'can select a specific bit frequency by applying a variable detection threshold, and detects the target using the selected characteristic bit frequency.

다음으로, 도래각 산출부(230)은 목표물로부터 반사되는 반사 신호의 도래각을 추정하여 목표물의 위치를 확인한다.Next, the arrival angle calculating section 230 estimates the arrival angle of the reflected signal reflected from the target, and confirms the position of the target.

이러한 도래각 산출부(230)가 수행하는 도래각 추정 과정은 먼저 상관행렬을 산출한다. 즉, 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 목표물의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.The arrival angle estimation process performed by the arrival angle calculation unit 230 first calculates a correlation matrix. That is, a correlation matrix indicating the position of the target in each of the up-chirp and down-chirp constituting the impulse pulse is calculated.

이어, 도래각 산출부(230)는 산출된 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다. 즉, 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)으로 이루어지는 첩펄스 개수를 사용하여 상관행렬을 평균화한다.Next, the arrival angle calculating unit 230 performs correlation matrix averaging to estimate a noise region in the calculated correlation matrix. That is, the correlation matrix is averaged using the number of concatenated pulses consisting of up-chirp and down-chirp.

한편, 상기 상관행렬의 평균화에서는, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.On the other hand, in the averaging of the correlation matrix, the correlation matrices calculated in the respective impulse pulses are accumulated, and the accumulation result is divided by the number of multiplying pulses to average the correlation matrix.

이어, 상관행렬의 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다. 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.Next, the signal domain and the noise domain are separated through eigenvalue decomposition of the averaged result of the correlation matrix. That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector by separating the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

이어, 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 목표물의 개수를 선정하며, 또한 선정된 목표물에 대한 방향 도래각을 추정한다.Next, the number of targets is selected from the signal region excluding the noise region in the eigenvector, and the directional angle of inclination with respect to the selected target is estimated.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method of controlling a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법은 침입 확인 모듈이 송신 신호를 보고 목표물(침입자)로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)에 의해 표본화된 데이터(sampled data) N개를 입력받는다(S100).Referring to FIG. 3, a control method of a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to an exemplary embodiment of the present invention includes an intrusion confirmation module : Analog Digital Converter) to receive N sampled data (S100).

상기 침입 확인 모듈은 이처럼 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 샘플로 서브 샘플을 형성한다(S110). 여기에서 M은 2이상인 자연수이다.The intrusion confirmation module receives N samples as described above and forms sub-samples with N / M samples (S110). Where M is a natural number greater than or equal to 2.

이처럼 침입 확인 모듈이 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 서브 샘플을 형성하여 샘플 수를 줄임으로 이후에 연산 과정에서 연산량을 줄일 수 있도록 한다.In this way, the intrusion verification module receives N samples and forms N / M sub-samples to reduce the number of samples, thereby reducing the amount of computation in the computation process.

다음으로, 침입 확인 모듈은 예를 들어, 해밍(Hamming) 윈도우, 또는 체비셔프(Chebyshev) 윈도우 등과 같은 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮출 수 있다(S120).Next, the intrusion confirmation module may lower the level of the interfering signal by using a window function such as a Hamming window or a Chebyshev window (S120).

일반적으로 주파수 변조 방식의 연속 파형을 사용하는 레이더 시스템에서는 이동하는 목표물의 원격 탐지를 위하여 각 거리에 따른 변이 주파수 및 추가적인 도플러 스펙트럼의 추정이 필요하며, 비트 주파수의 추출을 위한 기저대역 또는 중간 주파수 대역의 스펙트럼 추정에는 주로 고속 퓨리에 변환(FFT) 기법이 이용될 수 있다.Generally, in a radar system using a frequency-modulated continuous waveform, it is necessary to estimate a mutation frequency and an additional Doppler spectrum according to each distance in order to remotely detect a moving target, and a baseband or an intermediate frequency band A fast Fourier transform (FFT) technique can be used mainly for the spectrum estimation of FIG.

잘 알려진 것처럼 시스템의 특성상 레이더 안테나가 목표물의 반사 신호를 획득할 수 있는 체류 타임(dwell time)이 상당히 짧게 주어지는 경우가 있다. 이러한 경우에는 간섭 신호의 큰 부엽(side-lobe)으로 인해 인접하는 중요한 신호의 정보가 가려져서 탐지되지 않는 심각한 성능 열화 현상이 발생할 수 있다.As is well known, the characteristics of the system may cause the radar antenna to be given a significantly shorter dwell time at which to acquire the reflected signal of the target. In this case, serious side effects such as side-lobes of the interfering signal may be obscured by the information of adjacent adjacent signals, which may lead to serious performance deterioration.

즉, 목표물로부터 반사되는 반사파의 수신 시간이 비교적 짧은 경우, 클러터(clutter) 등의 강력한 간섭 신호의 부엽이 인접 도플러 필터에 누설되어 탐지하고자 하는 신호가 가려질 수 있다. 여기서, 클러터(clutter)는 레이더에서 지면, 해면, 빗방울 등으로부터 발생하는 반사파에 의해 나타나는 반향(echo) 등의 반사 장애를 말한다.That is, when the reception time of the reflected wave reflected from the target is relatively short, a side leaf of a strong interference signal such as a clutter leaks to the adjacent Doppler filter, and a signal to be detected can be hidden. Here, clutter refers to a reflection obstacle such as echo caused by reflected waves generated from ground, sea surface, raindrops, etc. in a radar.

따라서, 일 실시예에서는 다양한 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮춤으로써 비트 주파수의 탐지를 용이하게 할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, it is possible to facilitate the detection of the bit frequency by lowering the side lobe level of the interference signal using various window functions.

다음으로, 침입 확인 모듈은 간섭 신호의 부엽 레벨이 낮추어진 신호를 고속 퓨리에 변환한다(S130).Next, the intrusion confirmation module performs fast Fourier transform on the signal whose level of the side lobes of the interference signal is reduced (S130).

그리고, 침입 확인 모듈은 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지한다(S140).Then, the intrusion confirmation module performs a CFAR operation to detect a target (S140).

즉, 침입 확인 모듈은 고속 퓨리에 변환된 신호에In other words, the intrusion confirmation module is provided with a high-speed Fourier transformed signal

대하여 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있다.It is possible to apply a variable detection threshold value to select specific bit frequencies.

상기 침입 확인 모듈은 가변적인 잡음과 클러터 환경에서 가변적인 검출 임계값을 적용하여 오경보율을 일정하게 유지하면서 클러터를 제거하고, 의미있는 비트 주파수를 선택하는 역할을 수행한다.The intrusion confirmation module removes the clutter while selecting a meaningful bit frequency while maintaining a constant false alarm rate by applying a variable detection threshold in a variable noise and clutter environment.

이와 같은 침입 확인 모듈은 검출 임계값을 선택하는 방식에 따라 CA-CFAR(Cell-Averaging CFAR), OS-CFAR(Order Statistics-CFAR), GO-CFAR(Greatest Of-CFAR), SO-CFAR(Smallest Of-CFAR) 등을 이용할 수 있These intrusion confirmation modules are classified into CA-CFAR (Cell-Averaging CFAR), OS-CFAR (Order Statistics-CFAR), GO-CFAR Of-CFAR)

다. 상기 침입 확인 모듈은 선택된 비트 주파수들로부터 목표물의 거리,All. The intrusion confirmation module determines the distance of the target from the selected bit frequencies,

속도 및 방위각를 포함하는 정보를 추정할 수 있으며, 목표물(침입자)의 존재 여부를 확인할 수 있다(S140).Velocity and azimuth angle, and it is possible to confirm whether the target (intruder) is present or not (S140).

이와 같이 침입 확인 모듈이 목표물(침입자)의 존재를 확인하면, 위치 확인 모듈은 N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행한다(S150).When the intrusion confirmation module confirms the existence of the target (invader), the location confirmation module performs fast Fourier transform on N samples (S150).

이후에, 위치 확인 모듈은 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인한 영역, 즉 국부 영역을 대상으로 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지한다(S160).Thereafter, the location confirmation module detects the existence of the target by performing the CFAR operation on the area where the intrusion confirmation module confirms the existence of the target, that is, the local area (S160).

즉, 위치 확인 모듈은 국부 영역을 대상으로 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있으며, 선택된 특징 비트 주파수를 이용하여 목표물을 탐지한다.That is, the position determination module can select a specific bit frequency by applying a variable detection threshold to the local area, and detects the target using the selected feature bit frequency.

다음으로, 위치 확인 모듈은 목표물로부터 반사되는 반사 신호의 도래각을 추정하여 목표물의 위치를 확인한다(S170).Next, the position confirmation module estimates the arrival angle of the reflected signal reflected from the target to confirm the position of the target (S170).

이러한 위치 확인 모듈이 수행하는 도래각 추정 과정은 먼저 상관행렬을 산출한다. 즉, 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 목표물의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.The arrival angle estimation process performed by the position determination module first calculates a correlation matrix. That is, a correlation matrix indicating the position of the target in each of the up-chirp and down-chirp constituting the impulse pulse is calculated.

이어, 위치 확인 모듈은 산출된 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다. 즉, 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)으로 이루어지는 첩펄스 개수를 사용하여 상관행렬을 평균화한다.Next, the location confirmation module performs correlation matrix averaging to estimate a noise region in the calculated correlation matrix. That is, the correlation matrix is averaged using the number of concatenated pulses consisting of up-chirp and down-chirp.

한편, 상기 상관행렬의 평균화에서는, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.On the other hand, in the averaging of the correlation matrix, the correlation matrices calculated in the respective impulse pulses are accumulated, and the accumulation result is divided by the number of multiplying pulses to average the correlation matrix.

이어, 상관행렬의 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다. 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.Next, the signal domain and the noise domain are separated through eigenvalue decomposition of the averaged result of the correlation matrix. That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector by separating the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

이어, 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 목표물의 개수를 선정하며, 또한 선정된 목표물에 대한 방향 도래각을 추정한다.Next, the number of targets is selected from the signal region excluding the noise region in the eigenvector, and the directional angle of inclination with respect to the selected target is estimated.

이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법에 있어서 상기 위치 확인 모듈이 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.In the control method of the low-power-frequency modulated continuous wave radar system according to the preferred embodiment of the present invention, when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, Receiving the sample and lowering the side lobe level of the interference signal.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of a method of controlling a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법은 침입 확인 모듈이 송신 신호를 보고 목표물(침입자)로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog Digital Converter)에 의해 표본화된 데이터(sampled data) N개를 입력받는다(S200).Referring to FIG. 4, a control method of a low-power-frequency-modulated continuous wave radar system according to another preferred embodiment of the present invention includes a step of detecting an intruder from a target signal (intruder) : N digital data sampled by an analogue digital converter (S200).

상기 침입 확인 모듈은 이처럼 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 샘플로 서브 샘플을 형성한다(S210). 여기에서 M은 2이상인 자연수이다.The intrusion confirmation module receives N samples as described above and forms sub-samples with N / M samples (S210). Where M is a natural number greater than or equal to 2.

이처럼 침입 확인 모듈이 N개의 샘플을 입력받아 N/M개의 서브 샘플을 형성하여 샘플 수를 줄임으로 이후에 연산 과정에서 연산량을 줄일 수 있도록 한다.In this way, the intrusion verification module receives N samples and forms N / M sub-samples to reduce the number of samples, thereby reducing the amount of computation in the computation process.

다음으로, 침입 확인 모듈은 예를 들어, 해밍(Hamming) 윈도우, 또는 체비셔프(Chebyshev) 윈도우 등과 같은 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮출 수 있다(S220).Next, the intrusion confirmation module may lower the side level of the interference signal by using a window function such as a Hamming window or a Chebyshev window (S220).

일반적으로 주파수 변조 방식의 연속 파형을 사용하는 레이더 시스템에서는 이동하는 목표물의 원격 탐지를 위하여 각 거리에 따른 변이 주파수 및 추가적인 도플러 스펙트럼의 추정이 필요하며, 비트 주파수의 추출을 위한 기저대역 또는 중간 주파수 대역의 스펙트럼 추정에는 주로 고속 퓨리에 변환(FFT) 기법이 이용될 수 있다.Generally, in a radar system using a frequency-modulated continuous waveform, it is necessary to estimate a mutation frequency and an additional Doppler spectrum according to each distance in order to remotely detect a moving target, and a baseband or an intermediate frequency band A fast Fourier transform (FFT) technique can be used mainly for the spectrum estimation of FIG.

잘 알려진 것처럼 시스템의 특성상 레이더 안테나가 목표물의 반사 신호를 획득할 수 있는 체류 타임(dwell time)이 상당히 짧게 주어지는 경우가 있다. 이러한 경우에는 간섭 신호의 큰 부엽(side-lobe)으로 인해 인접하는 중요한 신호의 정보가 가려져서 탐지되지 않는 심각한 성능 열화 현상이 발생할 수 있다.As is well known, the characteristics of the system may cause the radar antenna to be given a significantly shorter dwell time at which to acquire the reflected signal of the target. In this case, serious side effects such as side-lobes of the interfering signal may be obscured by the information of adjacent adjacent signals, which may lead to serious performance deterioration.

즉, 목표물로부터 반사되는 반사파의 수신 시간이 비교적 짧은 경우, 클러터(clutter) 등의 강력한 간섭 신호의 부엽이 인접 도플러 필터에 누설되어 탐지하고자 하는 신호가 가려질 수 있다. 여기서, 클러터(clutter)는 레이더에서 지면, 해면, 빗방울 등으로부터 발생하는 반사파에 의해 나타나는 반향(echo) 등의 반사 장애를 말한다.That is, when the reception time of the reflected wave reflected from the target is relatively short, a side leaf of a strong interference signal such as a clutter leaks to the adjacent Doppler filter, and a signal to be detected can be hidden. Here, clutter refers to a reflection obstacle such as echo caused by reflected waves generated from ground, sea surface, raindrops, etc. in a radar.

따라서, 일 실시예에서는 다양한 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮춤으로써 비트 주파수의 탐지를 용이하게 할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, it is possible to facilitate the detection of the bit frequency by lowering the side lobe level of the interference signal using various window functions.

다음으로, 침입 확인 모듈은 간섭 신호의 부엽 레벨이 낮추어진 신호를 고속 퓨리에 변환한다(S230).Next, the intrusion confirmation module performs fast Fourier transform on the signal whose level of the side lobes of the interference signal is reduced (S230).

그리고, 침입 확인 모듈은 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지한다(S240).The intrusion confirmation module performs a CFAR operation to detect a target (S240).

이와 같이 침입 확인 모듈이 목표물(침입자)의 존재를 확인하면, 위치 확인 모듈은 N개의 샘플에 대하여 예를 들어, 해밍(Hamming) 윈도우, 또는 체비셔프(Chebyshev) 윈도우 등과 같은 윈도우 함수를 이용하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮출 수 있다(S250).Once the intrusion verification module confirms the presence of the target (intruder), the location module uses the window function, such as a Hamming window or a Chebyshev window, The level of the side lobes of the signal can be lowered (S250).

이와 같이 위치 확인 모듈은 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮춘 후에, 계속해서N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행한다(S260).In this manner, the position determination module lowers the level of the side lobes of the interference signal, and subsequently performs fast Fourier transform on N samples (S260).

이후에, 위치 확인 모듈은 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지한다(S270).Thereafter, the positioning module performs a CFAR operation to detect the presence of the target (S270).

즉, 위치 확인 모듈은 가변적인 검출 임계값을 적용하여 특정 비트 주파수들을 선택할 수 있으며, 선택된 특징 비트 주파수를 이용하여 목표물을 탐지한다.That is, the location module may select a specific bit frequency by applying a variable detection threshold, and detect the target using the selected feature bit frequency.

다음으로, 위치 확인 모듈은 목표물로부터 반사되는 반사 신호의 도래각을 추정하여 목표물의 위치를 확인한다(S280).Next, the position confirmation module estimates the arrival angle of the reflected signal reflected from the target to confirm the position of the target (S280).

이러한 위치 확인 모듈이 수행하는 도래각 추정 과정은 먼저 상관행렬을 산출한다. 즉, 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 목표물의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.The arrival angle estimation process performed by the position determination module first calculates a correlation matrix. That is, a correlation matrix indicating the position of the target in each of the up-chirp and down-chirp constituting the impulse pulse is calculated.

이어, 위치 확인 모듈은 산출된 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다. 즉, 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)으로 이루어지는 첩펄스 개수를 사용하여 상관행렬을 평균화한다.Next, the location confirmation module performs correlation matrix averaging to estimate a noise region in the calculated correlation matrix. That is, the correlation matrix is averaged using the number of concatenated pulses consisting of up-chirp and down-chirp.

한편, 상기 상관행렬의 평균화에서는, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.On the other hand, in the averaging of the correlation matrix, the correlation matrices calculated in the respective impulse pulses are accumulated, and the accumulation result is divided by the number of multiplying pulses to average the correlation matrix.

이어, 상관행렬의 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다. 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.Next, the signal domain and the noise domain are separated through eigenvalue decomposition of the averaged result of the correlation matrix. That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector by separating the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

이어, 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 목표물의 개수를 선정하며, 또한 선정된 목표물에 대한 방향 도래각을 추정한다.Next, the number of targets is selected from the signal region excluding the noise region in the eigenvector, and the directional angle of inclination with respect to the selected target is estimated.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 샘플 수를 줄여서 침입자의 존재 여부를 확인하고 침입자의 존재가 확인되면 침입자의 위치를 파악할 수 있도록 샘플 수를 증가시키도록 하여 전력소모량을 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the number of samples and to check the presence of an intruder and to increase the number of samples so that the presence of an intruder can be ascertained, thereby reducing power consumption.

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 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 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 of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention. 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 thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 침입 확인 모듈 110 : 서브 샘플러
120 : 제1 윈도우 함수부 130 : 제1 고속 퓨리에 변환부
140 : 제1 CFAR 검출부 200 : 위치 확인 모듈
205 : 제2 윈도우 함수부 210 : 제2 고속 퓨리에 변환부
220 : 국부 CFAR 검출부 220' : 제2 CFAR 검출부
230 : 도래각 산출부 100: Intrusion Confirmation Module 110: Subsampler
120: first window function unit 130: first fast Fourier transform unit
140: First CFAR detecting unit 200: Positioning confirmation module
205: second window function unit 210: second fast Fourier transform unit
220: local CFAR detecting unit 220 ': second CFAR detecting unit
230:

Claims (14)

목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하여 목표물의 존재를 확인하는 침입 확인 모듈; 및
상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플을 입력받아 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 위치 확인 모듈을 포함하며, 상기 M은 2이상의 자연수인 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.An intrusion confirmation module for receiving N samples from a received signal reflected from a target and extracting N / M sub-samples to confirm presence of a target; And
And a location confirmation module for receiving the N samples and detecting the presence of the target and calculating the arrival angle of the detected target to calculate the position of the target when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, Low Power Frequency Modulated Continuous Wave Radar System with 2 or more Natural Numbers. 청구항 1항에 있어서,
상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출한 후에 고속 퓨리에 변환을 수행하고 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 확인하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method according to claim 1,
The intrusion confirmation module receives N samples from among the received signals reflected from the target, extracts N / M sub-samples, performs fast Fourier transform, performs a CFAR operation to check presence of a target, Radar system. 청구항 2항에 있어서,
상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하는 서브 샘플러;
상기 N/M 서브 샘플에 대하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 제1 윈도우 함수부;
상기 제1 윈도우 함수부의 출력 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제1 고속 퓨리에 변환부; 및
상기 제1 고속 퓨리에 변환부의 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하여 목표물의 존재를 확인하는 제1 CFAR 검출부를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method according to claim 2,
Wherein the intrusion confirmation module comprises: a sub-sampler for receiving N samples from a received signal reflected from a target and extracting N / M sub-samples;
A first window function unit for lowering the side lobe level of the interference signal with respect to the N / M sub-sample;
A first fast Fourier transform unit performing fast Fourier transform on an output signal of the first window function unit; And
And a first CFAR detector for detecting a target by performing a CFAR operation on an output signal of the first FFT unit to confirm existence of a target. 청구항 1항에 있어서,
상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method according to claim 1,
When the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, the location confirmation module performs fast Fourier transform on N samples, performs CFAR operation to detect the presence of the target, calculates the arrival angle of the detected target A low power frequency modulated continuous wave radar system for calculating the position of a target. 청구항 4항에 있어서,
상기 위치 확인 모듈은
상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제2 고속 퓨리에 변환부;
상기 침입 확인 모듈이 확인된 목표물의 탐지 지역을 대상으로, 국부 영역의 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 국부 CFAR 검출부; 및
상기 국부 CFAR 검출부에서 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 도래각 산출부를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method of claim 4,
The location-
A second fast Fourier transformer for receiving N samples from the received signals reflected from the target and confirming the presence of the target, and performing fast Fourier transform on N samples;
A local CFAR detecting unit for detecting a target by performing a CFAR operation of a local area on a detection area of a target whose intrusion confirmation module is identified; And
And an arrival angle calculating unit calculating the arrival angle of the target detected by the local CFAR detecting unit and calculating the position of the target. 청구항 5항에 있어서,
상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추어 상기 제2 고속 퓨리에 변환부에 제공하는 제2 윈도우 함수부를 더 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method of claim 5,
Wherein the position confirmation module is configured to receive N samples of the received signals reflected from the target when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target and to provide the N second samples to the second FFT unit 2 < / RTI > window function part. 청구항 5항에 있어서,
상기 위치 확인 모듈은
상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 제2 윈도우 함수부;
상기 제2 윈도우 함수부의 출력 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 제2 고속 퓨리에 변환부;
상기 제2 고속 퓨리에 변환부의 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 제2 CFAR 검출부; 및
상기 제2 CFAR 검출부에서 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 도래각 산출부를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템.The method of claim 5,
The location-
A second window function unit receiving N samples from the received signals reflected from the target and lowering the level of the side lobe of the interference signal when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target;
A second fast Fourier transform unit performing fast Fourier transform on an output signal of the second window function unit;
A second CFAR detector for detecting a target by performing a CFAR operation on an output signal of the second FFT unit; And
And an arrival angle calculating section for calculating an arrival angle of the target detected by the second CFAR detecting section and calculating a position of the target. (A) 침입 확인 모듈이 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하여 목표물의 존재를 확인하는 단계; 및
(B) 위치 확인 모듈이 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, N개의 샘플을 입력받아 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함하며, 상기 M은 2이상의 자연수인 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.(A) confirming the presence of a target by extracting N / M sub-samples by receiving N samples from a received signal reflected from the target and confirming the presence of the target; And
(B) when the location confirmation module confirms the presence of the target, the presence of the target is detected, and the position of the target is calculated by calculating the arrival angle of the detected target And M is a natural number of 2 or more. 청구항 8항에 있어서,
상기 (A) 단계에서 상기 침입 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출한 후에 고속 퓨리에 변환을 수행하고 CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 확인하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.The method of claim 8,
In the step (A), the intrusion confirmation module receives N samples from the received signals reflected from the target, extracts N / M sub-samples, performs fast Fourier transform, performs CFAR operation, Controlled Low Power Frequency Modulated Continuous Wave Radar System. 청구항 9항에 있어서,
상기 (A) 단계는
(A1) 상기 침입 확인 모듈이 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N/M 서브 샘플을 추출하는 단계;
(A2) 상기 침입 확인 모듈이 상기 N/M 서브 샘플에 대하여 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계;
(A3) 상기 침입 확인 모듈이 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계; 및
(A4) 상기 침입 확인 모듈이 고속 퓨리에 변환된 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하여 목표물의 존재를 확인하는 단계를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.The method of claim 9,
The step (A)
(A1) extracting N / M sub-samples by receiving N samples from the reception signals reflected from the target and entering the intrusion confirmation module;
(A2) the intrusion confirmation module lowering the side lobe level of the interference signal for the N / M subsample;
(A3) performing the fast Fourier transform on the intrusion confirmation module; And
(A4) A method of controlling a low-power-frequency modulated continuous wave radar system, comprising: performing a CFAR operation on a fast Fourier transformed signal of the intrusion confirmation module to detect a target to confirm presence of a target. 청구항 8항에 있어서,
상기 (B) 단계에서 상기 위치 확인 모듈은 N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하며, CFAR 연산을 수행하여 목표물의 존재를 탐지하고, 탐지된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.The method of claim 8,
In the step (B), the positioning module performs fast Fourier transform on N samples, performs CFAR calculation to detect the presence of the target, calculates the arrival angle of the detected target, and calculates the position of the target Control Method of Low Power Frequency Modulated Continuous Wave Radar System. 청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계는
(B1) 상기 위치 확인 모듈은 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아, N개의 샘플에 대하여 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계;
(B2) 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 확인된 목표물의 탐지 지역을 대상으로, 국부 영역의 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 단계; 및
(B3) 상기 위치 확인 모듈은 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.12. The method of claim 11,
The step (B)
(B1) The positioning module includes: receiving N samples from a received signal reflected from a target and performing fast Fourier transform on N samples;
(B2) the location confirmation module performs a CFAR operation of the local area on the detection area of the target identified by the intrusion confirmation module to detect the target; And
(B3) The control method of a low-power-frequency modulated continuous wave radar system, wherein the position determination module calculates a position of a target by calculating an arrival angle of the detected target. 청구항 12항에 있어서,
상기 (B) 단계는 상기 (B1) 단계 이전에
상기 위치 확인 모듈이 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계를 더 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.The method of claim 12,
Wherein the step (B) comprises: before the step (B1)
Wherein the position confirmation module further includes receiving N samples of the received signals reflected from the target and lowering the side lobe level of the interference signal when the intrusion confirmation module confirms the presence of the target, / RTI > 청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계는
(B1) 상기 위치 확인 모듈은 상기 침입 확인 모듈이 목표물의 존재를 확인하면, 목표물로부터 반사되어 입력되는 수신 신호 중에서 N개의 샘플을 입력받아 간섭 신호의 부엽 레벨을 낮추는 단계;
(B2) 상기 위치 확인 모듈은 고속 퓨리에 변환을 수행하는 단계;
(B3) 상기 위치 확인 모듈은 고속 퓨리에 변환된 출력 신호에 대하여 CFAR 연산을 수행하여 목표물을 탐지하는 단계; 및
(B4) 상기 위치 확인 모듈은 검출된 목표물의 도래각을 산출하여 목표물의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템의 제어 방법.12. The method of claim 11,
The step (B)
(B1) when the presence confirmation module confirms the existence of the target, receiving the N samples of the received signals reflected from the target and lowering the side lobe level of the interference signal;
(B2) the positioning module performs fast Fourier transform;
(B3) detecting the target by performing a CFAR operation on the fast Fourier transformed output signal; And
(B4) The positioning method of the low-power-frequency modulated continuous wave radar system, wherein the position determination module calculates the position of the target by calculating the arrival angle of the detected target.
KR1020170002333A 2017-01-06 2017-01-06 Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof KR101908455B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170002333A KR101908455B1 (en) 2017-01-06 2017-01-06 Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170002333A KR101908455B1 (en) 2017-01-06 2017-01-06 Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180081283A true KR20180081283A (en) 2018-07-16
KR101908455B1 KR101908455B1 (en) 2018-10-17

Family

ID=63048127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170002333A KR101908455B1 (en) 2017-01-06 2017-01-06 Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101908455B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111021297A (en) * 2019-10-14 2020-04-17 长沙中联重科环境产业有限公司 Garbage suction system and sweeping vehicle with same
CN112081042A (en) * 2020-08-05 2020-12-15 青岛土木建工集团有限公司 Green and environment-friendly building construction device and construction method thereof
US11835622B2 (en) 2019-12-26 2023-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device to process radar signal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102353551B1 (en) * 2020-09-17 2022-01-20 엘아이지넥스원 주식회사 Radar system and radar detection method of detecting target object

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003240843A (en) * 2002-02-19 2003-08-27 Denso Corp Fmcw radar unit and program
KR20100004535A (en) * 2008-07-04 2010-01-13 재단법인대구경북과학기술원 Method for detecting distance and radar apparatus using the same
KR20110060702A (en) * 2009-11-30 2011-06-08 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for detecting range and velocity of target by using radar and computer readable recording medium for recording program therefor
KR20120074162A (en) 2010-12-27 2012-07-05 재단법인 포항산업과학연구원 Apparatus and method for measuring distance using fmcw technic
KR20120080064A (en) * 2011-01-06 2012-07-16 주식회사 만도 Object detection method and radar system for providing the same method
KR101360572B1 (en) 2012-09-24 2014-02-11 재단법인대구경북과학기술원 Method for multi target detecting fmcw radar and apparatus thereof
KR20140122573A (en) * 2013-04-10 2014-10-20 서울대학교산학협력단 Active attentional sampling method for accelerating foreground detection from video, and computer-readable recording medium for the same
KR101527772B1 (en) 2014-03-25 2015-06-10 주식회사 에스원 METHOD FOR DETECTING TARGET OF FMCW(frequency-modulated continuous wave) RADAR AND FMCW RADAR FOR DETECTING TARGET
KR20150128415A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 에스원 Apparatus and method for detecting intruder based on frequency modulated continuous wave
KR20160081507A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 현대모비스 주식회사 Vehicle radar system

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003240843A (en) * 2002-02-19 2003-08-27 Denso Corp Fmcw radar unit and program
KR20100004535A (en) * 2008-07-04 2010-01-13 재단법인대구경북과학기술원 Method for detecting distance and radar apparatus using the same
KR20110060702A (en) * 2009-11-30 2011-06-08 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for detecting range and velocity of target by using radar and computer readable recording medium for recording program therefor
KR20120074162A (en) 2010-12-27 2012-07-05 재단법인 포항산업과학연구원 Apparatus and method for measuring distance using fmcw technic
KR20120080064A (en) * 2011-01-06 2012-07-16 주식회사 만도 Object detection method and radar system for providing the same method
KR101360572B1 (en) 2012-09-24 2014-02-11 재단법인대구경북과학기술원 Method for multi target detecting fmcw radar and apparatus thereof
KR20140122573A (en) * 2013-04-10 2014-10-20 서울대학교산학협력단 Active attentional sampling method for accelerating foreground detection from video, and computer-readable recording medium for the same
KR101527772B1 (en) 2014-03-25 2015-06-10 주식회사 에스원 METHOD FOR DETECTING TARGET OF FMCW(frequency-modulated continuous wave) RADAR AND FMCW RADAR FOR DETECTING TARGET
KR20150128415A (en) * 2014-05-09 2015-11-18 주식회사 에스원 Apparatus and method for detecting intruder based on frequency modulated continuous wave
KR20160081507A (en) * 2014-12-31 2016-07-08 현대모비스 주식회사 Vehicle radar system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
정규태 외 3명, 차량용 레이더, 2010.11. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111021297A (en) * 2019-10-14 2020-04-17 长沙中联重科环境产业有限公司 Garbage suction system and sweeping vehicle with same
US11835622B2 (en) 2019-12-26 2023-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device to process radar signal
CN112081042A (en) * 2020-08-05 2020-12-15 青岛土木建工集团有限公司 Green and environment-friendly building construction device and construction method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101908455B1 (en) 2018-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7025506B2 (en) Angle resolution in radar
US9157992B2 (en) Knowledge aided detector
US20200124699A1 (en) Fmcw radar with interference signal suppression
KR101908455B1 (en) Low power Frequency Modulated Continuous Waveform system and controlling method thereof
KR20190041949A (en) Radar sensing with interference suppression
US11592520B2 (en) FMCW radar with interfering signal suppression in the time domain
US9140783B2 (en) Radar device
US4339754A (en) Spatially adaptive moving target indicator system for radar equipment
Fischer et al. Robust detection and mitigation of mutual interference in automotive radar
US8760340B2 (en) Processing radar return signals to detect targets
CN105652245A (en) Solid-state pulse compression radar wide-distance covering method
KR101468548B1 (en) Radar Apparatus and Method for Estimating Direction of Arrival in the same
CN109061598B (en) STAP clutter covariance matrix estimation method
CN116660847A (en) Interference signal detection method and device
US8902098B2 (en) Process for minimising jammer noise in receiver systems
JP2010025576A (en) Wave number estimating apparatus
Kubica et al. Optimum target detection using illuminators of opportunity
Xiaode et al. Range-Doppler NLMS (RDNLMS) algorithm for cancellation of strong moving targets in passive coherent location (PCL) radar
Mahamuni Space-Time Adaptive Processing (STAP) Techniques for Mitigation of Jammer Interference and Clutter Suppression in Airborne Radar Systems: A MATLAB Implementation-Based Study
KR101591163B1 (en) Method and Device for Suppressing Noise in UWB Radar
Taylor et al. Reducing false alarm rate by testing proportionality of covariance matrices
JP3061738B2 (en) Distance measuring apparatus and distance measuring method using multi-PRF method
Wang et al. Detection and tracking of multiple human targets with an uwb monopulse radar
Lee Target Velocity Estimation using FFT Method
Jayaraman et al. Optimal Coverage Area Analysis For Target Localization in Multistatic Radar

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant