KR20220054979A - 펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법이 개시된다. 펄스 레이더 장치는 송신 클럭 신호, 수신 클럭 신호 및 감도 조절 구간 신호를 생성하는 클럭 생성기; 송신 클럭 신호에 기초하여 송신 펄스를 방사하는 송신부, 및 수신 클럭 신호 및 상기 감조 조절 구간 신호에 기초하여, 상기 송신 펄스와 연관된 제 1 펄스 및 제 2 펄스를 서로 다른 감도로 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.

Description

펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법{PULSE RADAR APPARATUS AND METHOD OF OPERATING THEREOF}
본 발명은 펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 장애물을 투과하는 펄스 레이더 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
펄스 레이더 장치는 송신 펄스를 반복적으로 방사하는 송신기 및 송신 펄스가 목표물로부터 반사되어 돌아오는 에코 펄스를 수신하는 수신기를 포함한다. 펄스 레이더 장치는 수신된 에코 펄스로부터 목표물에 대한 정보를 획득한다. 클럭 기반 펄스 레이더 장치는 송신 클럭에 응답하여 송신 펄스를 방사하고, 그리고 수신 클럭에 응답하여 에코 펄스를 수신한다. 펄스 레이더 장치는 송신 클럭 및 수신 클럭 사이의 송수신 클럭 지연을 가변함으로써 다양한 거리에 위치한 객체들을 탐지할 수 있다.
펄스 레이더 장치 및 목표물 사이에 벽 등과 같은 장애물이 존재할 수 있다. 투과 가능한 펄스 레이더 장치(즉, 투과 레이더)는 장애물 너머에 위치한 목표물로부터 에코 펄스를 수신할 수 있다. 그러나, 펄스 레이더 장치는 펄스 레이더 장치의 송신기로부터 방사되는 송신 펄스가 장애물로부터 반사되어 돌아오는 방해 펄스를 수신할 수도 있다. 방해 펄스는 수신기를 포화시킴으로써 수신기의 성능을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 상술된 과제를 해결하기 위한 것으로, 성능이 향상된 투과 가능한 펄스 레이더 및 그의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치는 송신 클럭 신호, 수신 클럭 신호 및 감도 조절 구간 신호를 생성하는 클럭 생성기; 상기 송신 클럭 신호에 기초하여 송신 펄스를 방사하는 송신부; 및 상기 수신 클럭 신호 및 상기 감조 조절 구간 신호에 기초하여, 상기 송신 펄스와 연관된 제 1 펄스 및 제 2 펄스를 서로 다른 감도로 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 상기 감도 조절 구간 신호는 상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호 사이의 간격인 송수신 클럭 지연 시간의 크기에 기초할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법은 송신 클럭 신호에 응답하여 송신 펄스를 방사하는 단계; 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호에 응답하여 수신부의 감도를 감소시키는 단계; 수신 클럭 신호에 응답하여 상기 송신 펄스와 연관된 제 1 펄스를 수신하는 단계; 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호에 응답하여 수신부의 감도를 증가시키는 단계; 및 상기 수신 클럭 신호에 응답하여 상기 송신 펄스와 연관된 제 2 펄스를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 감도 조절 구간 신호는 상기 송신 클럭 신호가 생성되는 제 1 시점 및 상기 수신 클럭 신호가 생성되는 제 2 시점의 간격인 송수신 클럭 지연 시간의 길이에 기초하여 생성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치는 송수신 클럭 지연에 기초하여 감도 조절 구간 신호를 생성할 수 있다. 펄스 레이더 장치는 감도 조절 구간 신호를 이용하여, 장애 펄스가 수신되는 시간 구간 동안 수신부의 감도를 낮출 수 있다. 이에 따라 장애 펄스로 인한 펄스 레이더 장치의 성능 저하가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치 및 그의 동작을 예시적으로 도시한다.
도 2은 도 1의 클럭 생성기의 블록도를 좀 더 상세하게 도시한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 블록도를 예시적으로 도시한다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 블록도를 예시적으로 도시한다.
도 4는 도 3a의 증폭기의 회로도를 예시적으로 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따라 송수신 클럭 지연에 따라 도 1의 클럭 생성기에서 생성되는 신호들의 타이밍도를 예시적으로 도시한다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 송수신 클럭 지연에 따라 도 1의 클럭 생성기에서 생성되는 신호들의 타이밍도를 예시적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
이하에서, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조부호가 사용되고, 그리고 유사한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략된다.
이하에서, 펄스 레이더 장치 내에서 생성되거나 또는 펄스 레이더 장치에 의해 사용되는 신호들은 하이 레벨의 전압 또는 로우 레벨의 전압을 가질 수 있다. 하이 레벨의 전압은 논리 하이에 대응할 수 있다. 로우 레벨의 전압은 논리 로우에 대응할 수 있다. '하이 레벨의 신호'라는 표현은 '하이 레벨의 전압을 갖는 신호'로 이해될 것이고, 그리고 '로우 레벨의 신호'라는 표현은 '로우 레벨의 전압을 갖는 신호'로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치 및 그의 동작을 예시적으로 도시한다. 도 1을 참조하면, 펄스 레이더 장치(100)는 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 목표물(12) 또는 장애물(11) 등을 포함하는 하나 이상의 객체로 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 목표물(12)은 장애물(11) 너머에 위치할 수 있다. 송신 펄스(TP)는 장애물(11)을 투과하여 목표물(12)에 도달할 수 있다. 장애물(11)은 벽일 수 있다. 장애물(11)은 투과 대상으로도 지칭될 수 있다. 예를 들어, 송신 펄스(TP)는 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등의 전자파를 포함할 수 있다.
펄스 레이더 장치(100)는 송신 펄스(TP)가 장애물(11)에 반사되어 돌아오는 방해 펄스(DP) 및 송신 펄스(TP)가 목표물(12)에 반사되어 돌아오는 에코 펄스(EP)를 수신할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 에코 펄스(EP)를 분석함으로써 목표물(12)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 펄스 레이더 장치(100)로부터 목표물(12)까지의 거리 또는 펄스 레이더 장치(100) 및 목표물(12)이 이루는 방위각 등을 획득할 수 있다.
목표물(12)은 고정된 객체 및 이동하는 객체를 포함할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 펄스 레이더 장치(100)로부터 목표물(12)까지의 거리 또는 펄스 레이더 장치(100) 및 목표물(12)이 이루는 방위각을 획득함으로써 객체의 위치 정보 및 속도 정보를 획득할 수 있다.
펄스 레이더 장치(100)는 클럭 생성기(110), 송신부(120), 및 수신부(130)를 포함할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 송신부(120) 및 수신부(130)의 동작에 필요한 신호들을 생성할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 생성된 신호들을 송신부(120) 및 수신부(130)에 인가할 수 있다. 송신부(120)는 클럭 생성기(110)로부터 인가된 신호에 응답하여 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 수신부(130)는 클럭 생성기(110)로부터 인가된 신호에 응답하여 에코 펄스(EP) 또는 방해 펄스(DP)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 클럭 생성기(110)에 의해 생성된 신호들 사이의 지연 시간에 기초하여 펄스 레이더 장치(100) 및 목표물(12) 사이의 거리를 획득할 수 있다. 클럭 생성기(110), 송신부(120), 및 수신부(130)의 구체적인 동작은 후술된다.
장애물(11)과 연관된 방해 펄스(DP)의 크기는 목표물(12)과 연관된 에코 펄스(EP)의 크기보다 현저히 클 수 있다. 따라서, 방해 펄스(DP)로 인하여 수신부(130)가 포화될 수 있다. 결과적으로, 방해 펄스(DP)로 인하여 수신부(130)의 성능이 열화될 수 있다. 이러한 수신부(130)의 성능 열화를 방지하기 위해, 펄스 레이더 장치(100)는 수신부(130)의 감도를 조절함으로써 방해 펄스(DP)의 영향을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 펄스 레이더 장치(100)의 성능이 개선될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 펄스 레이더 장치(100)는 클럭 생성기(110)에 의해 생성되는 신호의 전압 레벨이 하이 레벨인 구간이 상기 송신부(120)에 인가되는 클럭을 기준으로 특정 길이를 가지도록 하여 수신부(130)의 수신 감도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 클럭 생성기(110)에 의해 생성되는 신호의 전압 레벨에 응답하여, 수신부(130)에 의해 수신된 방해 펄스(DP)가 증폭되는 정도, 즉 수신부(130)에 의해 방해 펄스(DP)가 수신되는 크기를 조절할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)가 수신부(130)의 수신 감도를 조절하는 구체적인 동작은 후술된다.
도 2는 도 1의 클럭 생성기의 블록도를 좀 더 상세하게 도시한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 클럭 생성기(110)는 전압 제어 지연 소자(또는 전압 제어 지연 라인; 111; Voltage Controlled Delay Line; VCDL), 위상 검출기(또는 위상 비교기; 112; Phase Detector; PD), 루프 필터(113; Loop Filter; LF), 제어 로직 회로(114), 및 멀티플렉서(115; MUX)를 포함할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 펄스 레이더 장치(100)의 외부 장치 또는 펄스 레이더 장치(100)의 제어기로부터 기준 클럭(refCLK)을 인가받을 수 있다. 클럭 생성기(110)는 기준 클럭(refCLK)을 이용하여 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK)을 생성할 수 있다.
클럭 생성기(110)는 지연 고정 루프를 사용하여 복수의 클럭들을 생성하고, 복수의 클럭들 중 어느 하나를 송신 클럭(tCLK)으로서 출력하고, 그리고 복수의 클럭들 중 어느 하나를 수신 클럭(rCLK)으로서 출력할 수 있다.
위상 검출기(112)는 전압 제어 지연 소자(111)로부터 인가된 클럭들의 위상을 검출(또는 비교)할 수 있다. 예를 들어, 위상 검출기(112)는 기준 클럭(refCLK)의 위상을 전압 제어 지연 소자(111)에 의해 생성되는 클럭들 중 어느 하나의 위상과 비교할 수 있다.
위상 검출기(112)는 클럭들의 위상들의 비교 결과에 기초한 위상 정보 신호를 루프 필터(113)로 출력할 수 있다. 루프 필터(113)는 위상 검출기(112)로부터 인가된 위상 정보 신호를 필터링할 수 있다. 루프 필터(113)는 필터링된 위상 정보 신호를 전압 제어 지연 소자(111)로 출력할 수 있다.
전압 제어 지연 소자(111)는 루프 필터(LF)에 의해 필터링된 신호를 인가받을 수 있다. 전압 제어 지연 소자(111)은 다단으로 구현될 수 있다. 전압 제어 지연 소자(111)는 기준 클럭(refCLK)과 연관된, 루프 필터(LF)에 의해 필터링된 신호를 이용하여 다양한 지연들을 갖는 클럭들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 전압 제어 지연 소자(111)는 기준 클럭(refCLK)의 주기가 등분된 시간만큼 지연된 클럭들을 생성할 수 있다. 전압 제어 지연 소자(111)는 생성된 클럭들을 위상 검출기(112) 및 멀티플렉서(115)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 전압 제어 지연 소자(111)에서 생성된 클럭들은 위상 검출 및 필터링을 거쳐 다시 전압 제어 지연 소자(111)로 회귀할 수 있다. 다시 말해서, 전압 제어 지연 소자(111)에서 생성된 클럭들은 위상 검출기(112) 및 루프 필터(113)를 거쳐 피드백될 수 있다.
제어 로직 회로(114)는 펄스 레이더 장치(100)의 외부 장치 또는 펄스 레이더 장치(100) 내 제어기로부터 클럭 선택 신호(CLKSLT)를 인가받을 수 있다. 제어 로직 회로(114)는 클럭 선택 신호(CLKSLT)에 응답하여 멀티플렉서(115)를 제어할 수 있다.
멀티플렉서(115)는 전압 제어 지연 소자(111)로부터 복수의 클럭들을 인가받을 수 있다. 멀티플렉서(115)는 제어 로직 회로(114)의 제어 하에 다단의 전압 제어 지연 소자(111)의 각 단들에서 생성되는 복수의 클럭들 중 일부를 선택하여 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 멀티플렉서(115)는 기준 클럭(refCLK)과 정해진(특정한) 위상 차이를 갖는 신호를 제어 로직 회로(114)의 제어 하에 선택할 수 있다. 멀티플렉서(115)가 정해진 위상의 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK)을 선택함에 따라, 클럭 생성기(110)가 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK)을 출력할 수 있다.
다른 예를 들어, 멀티플렉서(115)는 전압 제어 지연 소자(111)로부터 인가받은 복수의 클럭들 중 어느 하나를 감도 조절 구간 제어 신호(예를 들어, 도 3a 및 도 3b의 감도 조절 구간 신호(SSAI))로서 선택할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 멀티플렉서(115)에 의해 선택되고 출력되는 감도 조절 구간 신호는, 송신 클럭(tCLK)의 상승 에지의 발생으로부터 소정의 지연 시간 후 미리 결정된 시간 동안 하이 레벨을 갖는 신호일 수 있다.
예를 들어, 제어 로직 회로(114)는 클럭 선택 신호(CLKSLT)에 응답하여 송신 클럭(tCLK)의 상승 에지 및 수신 클럭(rCLK)의 상승 에지 사이의 간격인 송수신 클럭 지연(예를 들어, 도 5a 및 도 5b의 δttrx)의 값을 조절할 수 있다. 송수신 클럭 지연은 기준 클럭(refCLK)의 주기가 임의로 등분된 시간의 값으로 결정될 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연을 가변함으로써, 탐지 범위(radar detection range)를 가변할 수 있다.
제어 로직 회로(114)는 펄스 레이더 장치(100)의 최소 탐지 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값 및 최대 탐지 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값을 설정할 수 있다. 최소 탐지 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값은 송수신 클럭 지연값이 최소값일 수 있고, 그리고 최대 탐지 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값은 송수신 클럭 지연값이 최대값일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 제어 로직 회로(114)는 방해 펄스(DP)로부터 획득되는 정보에 기초하여 펄스 레이더 장치(100) 및 장애물(11) 사이의 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값을 설정할 수 있다. 송수신 클럭 지연 및 송수신 클럭 지연에 따라 클럭 생성기(110)에 의해 생성되는 다른 신호들은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 후술된다.
도시된 바와 달리, 클럭 생성기(110)는 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK) 외에 다른 신호들(예를 들어, 도 3a 및 도 3b의 감도 조절 구간 신호(SSAI))도 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직 회로(114)는 송수신 클럭 지연의 값을 설정할 수 있고, 그리고 설정된 송수신 클럭 지연의 값에 기초하여 펄스 레이더 장치(100) 내에서 사용되는 다양한 신호들이 멀티플렉서(115)로부터 출력되도록 멀티플렉서(115)를 제어할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 블록도를 예시적으로 도시한다. 도 1 및 도 3a를 참조하면, 펄스 레이더 장치(100a)는 클럭 생성기(110), 송신부(120a), 및 수신부(130a)를 포함할 수 있다. 도 3a의 펄스 레이더 장치(100a)는 단일 송신부(120a) 및 단일 수신부(130a)를 포함하고 있으나, 도시된 바와 달리 펄스 레이더 장치(100a)는 송신부(120a) 및 수신부(130a)와 유사한 방식으로 각각 동작하는 다수의 송신부들 및 수신부들을 포함할 수도 있다.
클럭 생성기(110)는 송신 클럭(tCLK) 및 수신 클럭(rCLK)을 생성하는 방식과 유사한 방식으로 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 클럭 생성기(110)는 송수신 클럭 지연의 값에 기초하여 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 송신부(120a)로 송신 클럭(tCLK)을 인가할 수 있고, 그리고 수신부(130a)로 수신 클럭(rCLK) 및 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 인가할 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 후술된다.
송신부(120a)는 가변 발진 구간 생성기(121; Variable Oscillation Interval 생성기; 이하 VOI 생성기), 전압 제어 발진기(122; Voltage-Controlled Oscillator; 이하 VCO) 및 송신 안테나(123)를 포함할 수 있다.
VOI 생성기(121)는 클럭 생성기(110)로부터 송신 클럭(tCLK)을 인가받을 수 있다. VOI 생성기(121)는 발진 구간 제어 신호(SOIC)를 인가받을 수 있다. 발진 구간 제어 신호(SOIC)는 펄스 레이더 장치(100)의 외부 장치 또는 펄스 레이더 장치(100) 내 제어기(미도시)에 의해 생성될 수 있다. VOI 생성기(121)는 송신 클럭(tCLK) 및 발진 구간 제어 신호(SOIC)에 기초하여 가변 발진 구간 신호(SVOI)를 생성할 수 있다. VOI 생성기(121)는 가변 발진 구간 신호(SVOI)를 VCO(122)로 출력할 수 있다.
예를 들어, VOI 생성기(121)는 송신 클럭(tCLK)의 상승 에지에 응답하여 하이 레벨의 발진 구간 제어 신호(SVOI)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 발진 구간 제어 신호(SVOI)의 주기는 송신 클럭(tCLK)의 주기와 실질적으로 동일할 수 있다. 발진 구간 제어 신호(SOIC)가 하이 레벨의 전압을 갖는 시간의 길이는 발진 구간 제어 신호(SOIC)에 기초하여 가변될 수 있다. 발진 구간 제어 신호(SVOI)가 하이 레벨을 갖는 시간의 길이가 가변됨에 따라, VCO(122)에 의해 생성되는 송신 신호(TS)의 폭 및 크기가 가변될 수 있다. 이에 따라, 펄스 레이더 장치(100)의 탐지 특성이 가변될 수 있다. VOI 생성기(121)는 발진 구간 제어 신호(SVOI)를 생성하기 위해, 다양한 유형의 펄스 생성기들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
VCO(122)는 VOI 생성기(121)로부터 가변 발진 구간 신호(SVOI)를 인가받을 수 있다. VCO(122)는 가변 발진 구간 신호(SVOI)의 하이 레벨에 응답하여 송신 신호(TS)를 생성할 수 있다. 송신 신호(TS)는 특정 주파수로 발진할 수 있다. VCO(122)는 송신 신호(TS)를 송신 안테나(123)로 출력할 수 있다.
송신 안테나(123)는 VCO(122)로부터 송신 신호(TS)를 인가받을 수 있다. 송신 안테나(123)는 송신 신호(TS)에 기초하여 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 송신 펄스(TP)의 특성은 송신 신호(TS)의 크기, 폭 또는 주파수 등에 기초하여 결정될 수 있다.
수신부(130b)는 샘플러(131), 증폭기(132), 및 수신 안테나(133)를 포함할 수 있다. 수신 안테나(133)는 방해 펄스(DP) 또는 에코 펄스(EP)를 수신할 수 있다. 수신 안테나(133)는 수신되는 방해 펄스(DP) 또는 에코 펄스(EP)에 기초하여 수신 신호(RS)를 생성할 수 있다. 수신 안테나(133)는 수신 신호(RS)를 증폭기(132)로 전송할 수 있다. 수신 신호(RS)의 특성은 대응하는 방해 펄스(DP) 또는 에코 펄스(EP)의 특성과 연관될 수 있다.
증폭기(132)는 수신 안테나(133)로부터 수신 신호(RS)를 인가받을 수 있다. 증폭기(132)는 클럭 생성기(110)로부터 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 인가받을 수 있다. 증폭기(132)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 수신 신호(RS)를 증폭할 수 있다. 예를 들어, 증폭기(132)는 저잡음 증폭기, 파라메트릭 증폭기, 전계 효과 트랜지스터 증폭기, 터널 다이오드 증폭기, 또는 저잡음 진행파관 증폭기 등으로 구현될 수 있다. 증폭기(132)는 수신 신호(RS)를 증폭함으로써 증폭된 수신 신호(RSa)를 생성할 수 있다. 증폭기(132)는 증폭된 수신 신호(RSa)를 샘플러(131)로 출력할 수 있다. 증폭기(132)의 이득은 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 가변될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 증폭기(132)의 이득이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 증폭기(132)에 의해 생성된 증폭된 수신 신호(RSa)의 크기가 감소될 수 있다. 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 증폭기(132)의 이득이 높아질 수 있다(또는 미리 결정된 기본값으로 설정될 수 있다). 이에 따라, 증폭기(132)에 의해 생성된 증폭된 수신 신호(RSa)의 크기가 증가할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 감도 조절 구간 신호(SSAI)는 아날로그 전압 값을 가질 수 있다. 증폭기(132)의 이득은 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 값에 비례할 수 있다. 예를 들어, 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 최소값에 최소의 이득이 대응하고, 감도 조절 구간 신호(SSAI) 최대값에 최대의 이득이 대응할 수 있다. 감도 조절 구간신호(SSAI)는 최대값과 최소값 사이에서 연속적으로 가변될 수 있다. 따라서, 증폭기(132)의 이득은 연속적으로 가변될 수 있다.
샘플러(131)는 클럭 생성기(110)로부터 수신 클럭(rCLK)을 인가받을 수 있다. 샘플러(131)는 증폭기(132)로부터 증폭된 수신 신호(RSa)를 인가받을 수 있다. 샘플러(131)는 수신 클럭(rCLK)에 기초하여, 증폭된 수신 신호(RSa)를 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 샘플러(131)는 수신 클럭(rCLK)의 상승 에지에 응답하여 증폭된 수신 신호(RSa)를 샘플링함으로써, 샘플링된 수신 신호(RSs)를 생성할 수 있다. 샘플러(131)는 샘플링된 수신 신호(RSs)를 출력할 수 있다.
샘플링된 수신 신호(RSs)는 대응하는 에코 펄스(EP) 또는 방해 펄스(DP)와 연관될 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 샘플링된 수신 신호(RSs)를 처리함으로써, 샘플링된 수신 신호(RSs)가 대응하는 목표물(12) 또는 장애물(11)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연의 값에 기초하여, 펄스 레이더 장치(100)로부터 목표물(12) 또는 장애물(11)까지의 거리에 대한 정보를 획득할 수 있다.
펄스 레이더 장치(100)는 샘플링된 수신 신호(RSs)를 처리함으로써, 펄스 레이더 장치(100)로부터 목표물(12) 또는 장애물(11)까지의 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연값을 가변하여 탐지 거리를 설정할 수 있다. 도 5a를 참조하여 후술되는 바와 유사하게, 송수신 클럭 지연값은 최소값에서 최대값으로 연속적으로 증가할 수 있다. 이는 탐지 거리를 최소값에서 최대값으로 가변함으로써 탐지를 수행하는 것에 대응할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 수신 신호(RS)의 크기가 최대값이라고 판단한 시점에 대응하는 샘플링된 수신 신호(RSs)가 방해 펄스(DP)에 대응한다고 판단할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)에 의해 샘플링된 수신 신호(RSs)가 방해 펄스(DP)에 대응한다고 판단되는 경우, 샘플링된 수신 신호(RSs)에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값은 펄스 레이더 장치(100)로부터 장애물(11)까지의 거리에 대응하는 것으로 판단될 수 있다. 이에 따라, 펄스 레이더 장치(100)는 자동적으로 펄스 레이더 장치(100)로부터 장애물(11)까지의 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨을 갖는 시간 구간(예를 들어, 도 5a의 감도 조절 구간(tSA))의 길이를 조절할 수 있다. 이러한 시간 구간)은 펄스 레이더 장치(100)로부터 장애물(11)까지의 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연의 값에 기초할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨을 갖기 시작하는 시점을 조절할 수 있다. 예를 들어, 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨인 시간 구간은 장애물(11)로부터 반사된 방해 펄스(DP)가 수신되는 시간 구간에 대응할 수 있다. 이에 따라, 증폭기(132)의 이득이 감소되는 시점 및 감소되는 시간 구간의 길이가 조절될 수 있다. 결과적으로, 장애물(11)과 연관된 방해 펄스(DP)로부터 획득되는 수신 신호는 증폭기(132)에 의해 작게 증폭될 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 블록도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 3a, 및 도 3b를 참조하여, 도 3a의 펄스 레이더 장치(100a) 및 도 3b의 펄스 레이더 장치(100b) 사이의 차이점이 설명될 것이다.
도 3a에 도시된 실시 예와는 달리, 도 3b에 도시된 실시 예에서, 펄스 레이더 장치(100b)는 송수신 스위치(140) 및 송수신 안테나(150)를 포함할 수 있다. 송신부(120b) 및 수신부(130b)는 송수신 스위치(140)를 거쳐 송수신 안테나(150)로 연결될 수 있다. 다시 말해서, 송신부(120b) 및 수신부(130b)는 송수신 안테나(150)를 공유할 수 있다.
송수신 스위치(140)는 스위치 신호(STRSW)에 기초하여 송신부(120b) 및 수신부(130b) 중 어느 하나를 선택적으로 송수신 안테나(150)로 연결할 수 있다. 스위치 신호(STRSW)는 펄스 레이더 장치(100b)의 외부 장치 또는 펄스 레이더 장치(100b) 내 제어기로부터 송수신 안테나(150)로 인가될 수 있다.
송수신 안테나(150)는 송신 펄스(TP)를 방사하거나, 또는 방해 펄스(DP) 또는 에코 펄스(EP)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 송수신 스위치(140)는 송신부(120b)를 송수신 안테나(150)로 연결하고, 그리고 수신부(130b)를 송수신 안테나(150)로 연결 해제할 수 있다. 송신부(120b)는 송수신 스위치(140)를 거쳐 송수신 안테나(150)로 송신 신호(TS)를 출력할 수 있다. 송수신 안테나(150)는 송신 신호(TS)에 기초하여 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 다른 예를 들어, 송수신 스위치(140)는 수신부(130b)를 송수신 안테나(150)로 연결하고, 그리고 송신부(120b)를 송수신 안테나(150)로 연결 해제할 수 있다. 송수신 안테나(150)는 방해 펄스(DP) 또는 에코 펄스(EP)를 수신할 수 있다. 송수신 안테나(150)는 수신된 펄스에 기초하여 수신 신호(RS)를 생성할 수 있다. 수신부(130b)는 송수신 스위치(140)를 거쳐 송수신 안테나(150)로부터 수신 신호(RS)를 인가받을 수 있다.
송수신 스위치(140)는 클럭 생성기(110)로부터 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 인가받을 수 있다. 송수신 스위치(140)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 기초하여, 송수신 안테나(150) 및 수신부(130b) 사이의 연결을 제어할 수 있다. 예를 들어, 송수신 스위치(140)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 스위치 신호(TRSW)의 상태에 관계 없이, 수신부(130b)를 송수신 안테나(150)로 연결 해제(disconnect)할 수 있다(또는, 수신부(130b) 및 송수신 안테나(150)를 분리할 수 있다). 이에 따라, 송수신 안테나(150)로부터 수신부(130b)로 인가되는 수신 신호(RS)가 차단될 수 있다. 수신 신호(RS)가 차단됨에 따라, 방해 펄스(DP)가 수신부(130b)로부터 실질적으로 차단될 수 있다. 따라서 방해 펄스(DP)가 수신부(130b)에 미치는 영향이 감소될 수 있다.
다른 예를 들어, 송수신 스위치(140)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 기초하여, 수신부(130b)가 송수신 안테나(150)로 연결되는 감쇠를 조절할 수 있다. 송수신 스위치(140)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 기초하여, 수신부(130b)를 송수신 안테나(150)로 높은 감쇠값을 가지도록 연결할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 다양한 아날로그 전압 값들 중 어느 하나를 갖는 경우, 송수신 스위치(140)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨에 기초하여 수신부(130b)와 송수신 안테나(150)사이의 감쇠를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 송수신 스위치(140)는 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 복수의 트랜지스터들은 송수신 스위치(140)가 수신부(130b)로 연결된 단 및 송수신 스위치(140)가 송수신 안테나(150)로 연결된 단 사이에 병렬로 배치될 수 있다. 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 복수의 트랜지스터들 중 일부만이 턴-온될 수 있다. 이에 따라, 송수신 안테나(150)로부터 수신부(130b)로 인가되는 수신 신호(RS)가 감쇠될 수 있다. 결과적으로, 방해 펄스(DP)가 수신될 때 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 송수신 스위치(140)로 인가됨으로써, 방해 펄스(DP)가 수신부(130b)에 미치는 영향이 감소될 수 있다.
감도 조절 구간 신호(SSAI)가 다양한 아날로그 전압 값들 중 어느 하나를 갖는 신호일 경우, 송수신 스위치(140)의 복수의 트랜지스터들 중 일부만이 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨에 대응하여 턴-온될 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨에 대응하여 턴-온되는 트랜지스터들의 개수는 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨에 반비례할 수 있다.
도 4는 도 3a의 증폭기의 회로도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 3a, 및 도 4를 참조하면, 증폭기(132)는 트랜지스터들(M1, M2, M3), 전류원들(src1, src2), 스위치들(SW1, SW2), 및 증폭기(AMP)를 포함할 수 있다. 구동 전압들(VDD1, VDD2, VDD3)은 펄스 레이더 장치(100)의 외부 장치로부터 공급되거나, 또는 펄스 레이더 장치(100) 내부의 전압 발생기(미도시)로부터 공급될 수 있다. 구동 전압들(VDD1, VDD2, VDD3)의 크기는 서로 같을 수도 있고, 또는 서로 다를 수도 있다.
증폭기(AMP)는 수신 안테나(133) 또는 송수신 안테나(150)로부터 수신 신호(RS)가 인가되는 입력단, 증폭된 수신 신호(RSa)가 출력되는 출력단, 구동 전압(VDD3)이 인가되는 제 1 단, 및 트랜지스터(M3)의 제 1 단(예를 들어, 드레인)으로 연결되는 제 2 단을 포함할 수 있다. 증폭기(AMP)는 저잡음 증폭기 등으로 구현될 수 있다.
트랜지스터(M1)의 게이트 및 제 1 단(예를 들어, 드레인)은 공통 노드가 될 수 있다. 트랜지스터(M1)의 제 2 단(예를 들어, 소스)으로 접지 전압이 인가될 수 있다. 즉, 트랜지스터(M1)는 다이오드 결선(diode connection)일 수 있다.. 트랜지스터(M1)는 n형 모스펫으로 구현될 수 있다.
스위치(SW1)의 제 1 단은 트랜지스터(M1)의 제 1 단으로 연결될 수 있다. 스위치(SW1)의 제 2 단은 전류원(src1)의 출력단 및 스위치(SW2)의 제 1 단으로 연결될 수 있다. 스위치(SW1)는 클럭 생성기(110)로부터 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 인가받을 수 있다. 스위치(SW1)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 단락(short)되거나, 또는 개방(open)될 수 있다.
스위치(SW2)의 제 1 단은 전류원(src1)의 출력단 및 스위치(SW1)의 제 2 단으로 연결될 수 있다. 스위치(SW2)의 제 2 단은 전류원(sr21)의 출력단 및 다이오드 결선으로 구성된 트랜지스터(M2)의 제 1 단(예를 들어, 드레인)으로 연결될 수 있다. 스위치(SW2)는 클럭 생성기(110)로부터 상보 감도 조절 구간 신호(SSAIB)를 인가받을 수 있다. 상보 감도 조절 구간 신호(SSAIB)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 반전된 신호일 수 있다. 즉, 상보 감도 조절 구간 신호(SSAIB) 및 감도 조절 구간 신호(SSAI)는 서로 상보적일 수 있다. 스위치(SW2)는 상보 감도 조절 구간 신호(SSAIB)에 응답하여 단락되거나, 또는 개방될 수 있다.
전류원(scr1)은 구동 전압(VDD1)을 인가받을 수 있다. 전류원(src1)은 동작전류 (I-main)공급할 수 있다. 전류원(scr2)은 구동 전압(VDD3)을 인가받을 수 있다. 전류원(src3)은 아이들 전류(Iidle)를 공급할 수 있다.
다이오드 결선으로 구성된 트랜지스터(M2)의 제 1 단은 스위치(SW2)의 제 2 단 및 전류원(src2)의 출력단으로 연결될 수 있다. 다이오드 결선으로 구성된 트랜지스터(M2)의 제 2 단(예를 들어 소스)으로 접지 전압이 인가될 수 있다. 트랜지스터(M2)는 n형 모스펫으로 구현될 수 있다.
트랜지스터(M3)는 증폭기(AMP)의 제 2 단으로 연결된 제 1 단, 트랜지스터(M2)의 게이트로 연결된 게이트, 및 접지 전압이 인가되는 제 2 단(예를 들어, 소스)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(M3)는 n형 모스펫으로 구현될 수 있다.
도시된 실시 예에서, 트랜지스터(M3)는 증폭기(AMP)의 전류원에 대응하는 테일(tail) 트랜지스터일 수 있다. 트랜지스터들(M2, M3)은 전류 미러를 구성할 수 있다.
하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 스위치(SW1)는 단락될 수 있고, 그리고 스위치(SW2)는 개방될 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI) 및 상보 감도 조절 구간 신호(SSAIB)는 서로 상보적이기 때문에, 제 1 스위치(SW1) 및 제 2 스위치(SW2)는 상보적으로 단락 및 개방 상태에 있을 수 있다. 이에 따라, 메인 전류(Imain)는 트랜지스터(M1)로 공급되고, 그리고 트랜지스터(M2)로는 공급되지 않을 수 있다. 아이들 전류(Iidle)는 트랜지스터(M2)로 공급될 수 있다. 이에 따라, 증폭기(AMP)는 아이들 전류(Iidle)에 의해서만 바이어스될 수 있다. 결과적으로, 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨인 시간 구간에서, 증폭기(AMP)의 이득이 감소될 수 있다.
로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 스위치(SW1)는 개방될 수 있고, 그리고 스위치(SW2)는 단락될 수 있다. 이에 따라, 메인 전류(Imain) 및 아이들 전류(Iidle) 둘 다 트랜지스터(M2)로 공급될 수 있다. 증폭기(AMP)는 메인 전류(Imain) 및 아이들 전류(Iidle) 둘 다에 의해 바이어스될 수 있다. 결과적으로, 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨인 시간 구간에서, 증폭기(AMP)의 이득이 증가될 수 있다(또는, 그러한 시간 구간에서, 증폭기(AMP)는 높은 이득을 유지할 수 있다).
감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨에 관계 없이, 아이들 전류(Iidle)는 항상 트랜지스터(M2)로 공급된다. 이에 따라, 트랜지스터(M2)의 게이트의 전압이 문턱 전압 이상으로 유지될 수 있다. 또는, 트랜지스터(M2)의 게이트의 전압은 문턱전압에 근접한 서브 문턱(subthreshold) 전압으로 유지될 수 있다. 결과적으로, 증폭기(AMP)는 항상 아이들 전류(Iidle)에 의해 바이어스될 수 있다. 따라서, 증폭기(AMP)의 이득은 감도 조절 구간 신호(SSAI)의 전압 레벨의 변화에 빠르게 응답하여 변화할 수 있다. 결과적으로, 펄스 레이더 장치(100a)는 수신부(130a)의 감도를 빠르게 변화시킬 수 있다. 따라서, 수신부(130a)의 수신 감도가 낮아짐에 따라 펄스 레이더 장치(100a)에 의해 탐지될 수 없는 블라인드(blind) 범위가 넓어지는 것이 방지될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 달리, 증폭기(132)는 전류 미러로 연결된 셋 이상의 전류원들을 포함할 수 있다. 감도 조절 신호(SSAI)가 하이 레벨을 갖는 감도 조절 구간 동안, 전류원들로부터 공급되는 전류들은 트랜지스터(M2) 및 트랜지스터(M3)로 구성되는 전류 미러와 다른 경로로 우회할 수 있다. 다시 말해서, 감도 조절 구간 동안 전류들은 전류 미러로 연결되지 않은 다른 트랜지스터(예를 들어, 트랜지스터(M1))로 공급될 수 있다. 전류원들의 개수에 따라, 증폭기(132)의 이득이 다양한 값들로 조절될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 따라 송수신 클럭 지연에 따라 도 1의 클럭 생성기에서 생성되는 신호들의 타이밍도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b, 및 도 5a를 참조하면, 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값은 하나의 송수신 주기(Ttrx) 내에서, 최대값(max δttrx) 및 최소값(min δttrx) 사이에서 시간에 따라 순차적으로(또는 연속적으로) 변화할 수 있다. 송수신 클럭 지연(δttrx)은 송수신 주기(Ttrx)의 주기를 가질 수 있다. 송수신 주기(Ttrx)는 펄스 레이더 장치(100)가 최소 탐지 거리에 있는 객체로부터 최대 탐지 거리에 있는 객체까지 탐지하는 데 걸리는 시간일 수 있다.
송수신 클럭 지연(δttrx)의 값은 클럭 생성기(110)의 지연 잠금 루프의 동작에 의해 결정될 수 있다. 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값은 펄스 레이더 장치(100)에 의해 탐지될 수 있는 거리에 대응할 수 있다. 예를 들어, 최대값(max δttrx)은 펄스 레이더 장치(100)에 의해 탐지될 수 있는 최대 거리에 대응하고, 그리고 최소값(min δttrx)은 펄스 레이더 장치(100)에 의해 탐지될 수 있는 최소 거리에 대응하는 값일 수 있다. 최대값(max δttrx) 및 최소값(min δttrx)은 미리 설정(또는 결정)된 값일 수 있다.
송수신 클럭 지연(δttrx)의 값은 최소값(min δttrx)에서부터 순차적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 송수신 클럭 지연(δttrx)은 최소값(min δttrx)을 갖기 시작하는 시점으로부터 지연 유지 시간(tdr) 이후에 지연 증감폭(Wd)만큼 증가할 수 있다. 최소값(min δttrx)에서 지연 증감폭(Wd)만큼 증가한 이후에, 송수신 클럭 지연(δttrx)은 지연 유지 시간(tdr) 이후에 다시 지연 증감폭(Wd)만큼 증가할 수 있다. 유사한 방식으로, 송수신 클럭 지연(δttrx)은 최대값(max δttrx)까지 증가할 수 있다. 송수신 클럭 지연(δttrx)은 최대값(max δttrx)을 갖기 시작하는 시점으로부터 지연 유지 시간(tdr) 이후에(또는, 송수신 클럭 지연(δttrx)이 최소값(min δttrx)을 갖기 시작하는 시점으로부터 송수신 주기(Ttrx) 이후에) 다시 최소값(min δttrx)을 가질 수 있다. 결과적으로, 도 5a에 도시된 바와 같이 송수신 클럭 지연(δttrx)은 송수신 주기(Ttrx)의 주기를 갖는 계단 함수 파형을 가질 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 달리, 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값은 최대값(max δttrx)에서 최소값(min δttrx)까지 순차적으로 감소할 수 있다.
송수신 클럭 지연(δttrx)이 최소값(min δttrx)을 가질 때, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 전압(VH)을 갖는 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)를 출력할 수 있다. 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)는 송수신 클럭 지연(δttrx)이 최소값(min δttrx)인 것에 대응할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 하이 레벨의 전압(VH)은 로직 하이에 대응할 수 있고, 그리고 로우 레벨의 전압(VL)은 로직 로우에 대응할 수 있다. 하이 레벨의 전압(VH)을 갖는 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)를 출력한 시점으로부터 지연 오프셋(OFFd) 이후에, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 전압(VH)을 갖는 감도 구간 조절 신호(SSAI)를 출력할 수 있다. 감도 구간 조절 신호(SSAI)는 감도 조절 구간(tSA) 동안 하이 레벨의 전압(VH)을 가질 수 있다. 이에 따라, 하이 레벨의 전압(VH)을 갖는 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)가 생성된 시점부터 지연 오프셋(OFFd) 후 감도 조절 구간(tSA) 동안, 수신부(130)의 수신 감도가 낮아질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 지연 오프셋(OFFd) 및 감도 조절 구간(tSA)은 방해 펄스(DP)로부터 획득되는 샘플링된 수신 신호(RSs)를 처리한 결과에 기초하여 결정될 수 있다. 지연 오프셋(OFFd) 및 감도 조절 구간(tSA)은 펄스 레이더 장치(100) 및 장애물(11) 사이의 거리에 대응할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 지연 오프셋(OFFd)의 길이 및 감도 조절 구간(tSA)의 길이는 가변될 수 있다. 클럭 생성기(110)는 가변적인 지연 오프셋(OFFd) 및 감도 조절 구간(tSA)의 길이에 따라 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성하기 위한 가변 지연 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 클럭 생성기(110)는 복수의 직렬로 연결된 버퍼들로 구성된 가변 지연 소자를 포함할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 가변적인 지연 오프셋(OFFd) 및 감도 조절 구간(tSA)의 길이에 기초하는 버퍼들의 출력단으로부터 출력되는 신호들에 기초하여, 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 출력할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 송수신 클럭 지연에 따라 도 1의 클럭 생성기에서 생성되는 신호들의 타이밍도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여, 도 5a에 도시된 실시 예 및 도 5b에 도시된 실시 예의 차이점이 설명될 것이다.
도 5b에 도시된 실시 예에서, 감도 조절 구간 신호(SSAI)는 제 1 감도 조절 구간 신호(SSAI1) 및 제 2 감도 조절 구간 신호(SSAI2)를 포함할 수 있다. 제 1 감도 조절 구간 신호(SSAI1)는 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)가 클럭 생성기(110)로부터 출력된 시점으로부터 제 1 지연 오프셋(OFFd1) 이후 제 1 감도 조절 구간(tSA1) 동안 하이 레벨의 전압(VH)을 가질 수 있다. 제 2 감도 조절 구간 신호(SSAI2)는 최소 탐지 거리 알림 신호(SMIN)가 클럭 생성기(110)로부터 출력된 시점으로부터 제 2 지연 오프셋(OFFd2) 이후 제 2 감도 조절 구간(tSA2) 동안 하이 레벨의 전압(VH)을 가질 수 있다. 제 1 지연 오프셋(OFFd1) 및 제 2 지연 오프셋(OFFd2)은 서로 상이할 수 있다. 제 1 감도 조절 구간(tSA1) 및 제 2 감도 조절 구간(tSA2)은 서로 같을 수도 있고, 상이할 수도 있다.
도시된 실시 예에서, 제 1 감도 조절 신호(SSAI1)에 응답하여, 제 1 감도 조절 구간(tSA1) 동안 수신부(130)의 감도가 낮아질 수 있다. 이후, 제 2 감도 조절 신호(SSAI2)에 응답하여, 제 2 감도 조절 구간(tSA2) 동안 수신부(130)의 감도가 다시 낮아질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 달리, 펄스 레이더 장치(100) 및 목표물(12) 사이에 복수의 장애물들이 존재할 수 있다. 복수의 감도 조절 신호들을 생성함으로써, 펄스 레이더 장치(100)는 하나의 송수신 주기(Ttrx) 내에서 수신부(130)의 감도를 여러 번 낮출 수 있다. 이에 따라, 복수의 장애물들로부터 각각 반사되는 방해 펄스들로 인한 수신부(130)의 열화가 더 효과적으로 방지될 수 있다.
도 5b에 도시된 바와 달리, 클럭 생성기(110)는 셋 이상의 감도 조절 신호들을 생성할 수 있다. 감도 조절 신호들에 각각 대응하는 지연 오프셋들은 서로 상이할 수 있다. 각각의 감도 조절 신호들에 대응하여 조절되는 수신부(130)의 감도 또한 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 감도 조절 신호(SSAI1)에 대응하는 수신부(130)의 감도가 제 2 감도 조절 신호(SSAI2)에 대응하는 수신부의 감도보다 더 낮을 수 있다. 다른 예를 들어, 수신부(130)는 복수의 증폭기들을 포함할 수 있다. 증폭기들의 각각은 증폭기(132)와 유사하게 구현될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 감도 조절 신호(SSAI1)에 대응하는(또는 그에 기초하여 조절되는) 증폭기의 이득 특성은 제 2 감도 조절 신호(SSAI2)에 대응하는 증폭기의 이득 특성과 상이할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 달리, 클럭 생성기(110)는 아날로그 전압 값을 갖는 감도 조절 신호를 생성할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 서로 다른 아날로그 전압 값을 갖는 복수의 감도 조절 신호들을 생성할 수 있다. 이에 따라, 각각의 복수의 감도 조절 신호들에 대응하여 조절되는 수신부(130)의 감도들 또한 서로 상이할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 5, 및 도 6을 참조하면, 도 1의 펄스 레이더 장치(100)는 S100 내지 S800 단계들을 수행할 수 있다.
S100 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 초기화될 수 있다. 예를 들어, 송수신 클럭 지연(δttrx) 및 수신부(130)의 수신 감도는 초기값으로 설정될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 송수신 클럭 지연(δttrx)의 초기값은 송수신 클럭 지연(δttrx)의 최소값(예를 들어, 도 5a의 최소값(min δttrx))일 수 있다. 수신부(130)의 수신 감도의 초기값은 증폭기(132)의 이득이 최대가 되는 값일 수 있다.
S200 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 송신 클럭(tCLK)에 응답하여 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 예를 들어, 송신부(120a)는 클럭 생성기(110)에 의해 생성되는 송신 클럭(tCLK)의 상승 에지에 응답하여, 송신 안테나(123)를 통해 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다. 다른 예를 들어, 송신부(120b)는 스위치 신호(STRSW)에 응답하여 송수신 스위치(140)를 거쳐 송수신 안테나(150)로 연결될 수 있다. 송신부(120b)는 송수신 안테나(150)를 통해 송신 펄스(TP)를 방사할 수 있다.
S300 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 수신부(130)의 감도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 수신부(130a)의 증폭기(132)의 이득은 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 낮아질 수 있다. 다른 예를 들어, 수신부(130b)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 송수신 안테나(150)로 연결 해제되거나, 또는 감쇠가 큰 상태로 연결될 수 있다.
S351 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 수신 클럭(rCLK)이 수신부(130)로 인가되었는지를 판단할 수 있다. S351 단계에서, 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨인 동안 수신부(130)가 수신 클럭(rCLK)을 인가받았다면, 펄스 레이더 장치(100)는 S400 단계를 수행할 수 있다. 그렇지 않다면, 펄스 레이더 장치(100)는 S361 단계를 수행할 수 있다.
S361 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨인지 판단할 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨이 아니면, 펄스 레이더 장치(100)는 다시 S351 단계를 수행할 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨이면, 펄스 레이더 장치(100)는 S501 단계를 수행할 수 있다.
S501 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 수신부(130)의 감도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 수신부(130a)의 증폭기(132)의 이득은 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 증가할 수 있다. 다른 예를 들어, 수신부(130b)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 송수신 안테나(150)로 연결될 수 있다.
S352 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 수신 클럭(rCLK)이 수신부(130)로 인가되었는지 판단할 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨인 동안 수신부(130)가 수신 클럭(rCLK)을 인가받았다면, 펄스 레이더 장치(100)는 S600 단계를 수행할 수 있다. 그렇지 않다면, 펄스 레이더 장치(100)는 S352 단계를 다시 수행할 수 있다.
S600 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨인 동안 수신부(130)로 인가되는 수신 클럭(rCLK)에 응답하여, 제 2 펄스를 수신할 수 있다. 제 2 펄스는 펄스 레이더 장치(100)에 의하여 에코 펄스(EP)로서 판단될 수 있다. S501 단계로 인하여, 후술되는 S400 단계의 방해 펄스(DP)와는 달리, 펄스 레이더 장치(100)는 수신된 에코 펄스(EP)로부터 상대적으로 큰 크기의 수신 신호(RS)를 획득할 수 있다.
S400 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨인 동안 수신부(130)로 인가되는 수신 클럭(rCLK)에 응답하여, 제 1 펄스를 수신할 수 있다. 제 1 펄스는 펄스 레이더 장치(100)에 의하여 방해 펄스(DP)로서 판단될 수 있다. S300 단계로 인하여, 수신 클럭(rCLK)에 응답하여 수신되는 방해 펄스(DP)가 펄스 레이더 장치(100)에 미치는 영향이 감소될 수 있다. S600 단계와 비교하면, 방해 펄스(DP)가 펄스 레이더 장치(100)에 미치는 영향은 감소되나, 펄스 레이더 장치(100)는 여전히 에코 펄스(EP)를 성공적으로 수신하고, 그리고 수신된 에코 펄스(EP)로부터 목표물(12)에 대한 정보를 획득할 수 있다.
S362 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨인지 판단할 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨이 아니면, 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨이 될 때까지 기다릴 수 있다. 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨이면, 펄스 레이더 장치(100)는 S502 단계를 수행할 수 있다.
S502 단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 수신부(130)의 감도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 수신부(130a)의 증폭기(132)의 이득은 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 증가할 수 있다. 다른 예를 들어, 수신부(130b)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 송수신 안테나(150)로 연결될 수 있다. S700 단계에서, 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연(δttrx) 값에 기초하여 펄스 레이더 창지(100)가 최대 탐지거리(maximum detection range)를 탐지하였는지 판단할 수 있다. 만약 최대 탐지거리(max range)가 탐지되지 않았다고 판단되는 경우, 펄스 레이더 장치(100)는 S750 단계에서 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값을 가변할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값을 증가함으로써 탐지 거리를 더욱 증가시킬 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연(δttrx)의 값을 조절하고, 그리고 S200 단계를 다시 수행할 수 있다. 만약 최대 탐지거리 (max range)가 탐지되었다고 판단되면, 펄스 레이더 장치(100) S800 단계를 수행할 수 있다.
S800단계에서, 펄스 레이더 장치(100)는 탐지를 반복할지 여부를 판단할 수 있다. 탐지를 반복할 것으로 판단하는 경우, 펄스 레이더 장치(100)는 S100 단계를 다시 수행할 수 있다. 탐지를 반복하지 않을 것으로 판단하는 경우, 펄스 레이더 장치(100)는 탐지를 종료할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 펄스 레이더 장치(100)는 S701 내지에서부터 순차적으로 S712 단계까지 수행할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 펄스 레이더 장치(100)의 클럭 생성기(110)는 S701, S702, S704, S707, 및 S710 단계들을 수행할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)의 송신부(120)는 S703 및 S712 단계를 수행할 수 있다. 그리고, 펄스 레이더 장치(100)의 수신부(130)는 S706, S709, 및 S712 단계들을 수행할 수 있다.
S701 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 1 송신 클럭(tCLK1)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 클럭 생성기(110)는 도 2를 참조하여 상술된 방식과 유사하게, 제 1 송신 클럭(tCLK1)을 생성할 수 있다.
S702 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 1 송신 클럭(tCLK1)을 송신부(120)로 인가할 수 있다.
S703 단계에서, 송신부(120)는 제 1 송신 클럭(tCLK1)에 응답하여 제 1 송신 펄스를 방사할 수 있다. 예를 들어, 송신부(120)는 도 6의 S200 단계와 유사한 방식으로, 제 1 송신 펄스를 방사할 수 있다.
S704 단계에서, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. 클럭 생성기(110)는 도 5a, 및 도 5b를 참조하여 상술된 방식들과 유사하게 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다.
S705 단계에서, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S706 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 감도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 수신부(130)의 감도가 낮아질 수 있다.
S707 단계에서, 클록 생성기(110)는 제 1 수신 클럭(rCLK1)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 클럭 생성기(110)는 도 2를 참조하여 상술된 방식과 유사하게 수신 클럭(rCLK)을 생성할 수 있다. 제 1 송신 클럭(tCLK1) 및 제 1 수신 클럭(rCLK1) 사이의 간격은 제 1 송수신 클럭 지연(δttrx1)일 수 있다.
S708 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 1 수신 클럭(rCLK1)을 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S709 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 하이 레벨을 갖는 동안 발생된 제 1 수신 클럭(rCLK1)에 응답하여 제 1 펄스를 수신할 수 있다. 제 1 펄스는 펄스 레이더 장치(100)에 의하여 방해 펄스(DP)로서 판단될 수 있다. S706 단계로 인하여 수신부(130)의 감도가 낮아졌기 때문에, 수신부(130)의 성능은 방해 펄스(DP)로 인하여 나빠지지 않을 수 있다.
S710 단계에서, 클럭 생성기(110)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 감도 조절 구간 신호(SSAI)는 감도 조절 구간(tSA) 동안 하이 레벨을 갖고, 나머지 구간에서는 로우 레벨을 가질 수 있다.
S711 단계에서, 클럭 생성기(110)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S712 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 감도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 수신부(130)의 감도가 높아질 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치의 동작 방법의 순서도를 예시적으로 도시한다. 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 5, 도 6 및 도 8을 참조하면, 펄스 레이더 장치(100)는 S801 단계에서부터 순차적으로 S812 단계까지 수행할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 펄스 레이더 장치(100)의 클럭 생성기(110)는 S801, S802, S804, S807, 및 S810 단계들을 수행할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)의 송신부(120)는 S803 단계를 수행할 수 있다. 그리고, 펄스 레이더 장치(100)의 수신부(130)는 S806, S809, 및 S712 단계들을 수행할 수 있다.
S801 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 2 송신 클럭(tCLK2)을 생성할 수 있다. S802 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 2 송신 클럭(tCLK2)을 송신부(120)로 인가할 수 있다.
S803 단계에서, 송신부(120)는 제 2 송신 펄스를 제 2 송신 클럭(tCLK2)에 응답하여 방사할 수 있다.
S804 단계에서, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. S805 단계에서, 클럭 생성기(110)는 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S806 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 감도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 하이 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 수신부(130)의 감도가 낮아질 수 있다.
S807 단계에서, 클럭 생성기(110)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다.
S808 단계에서, 클럭 생성기(110)는 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S809 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여 감도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 로우 레벨의 감도 조절 구간 신호(SSAI)에 응답하여, 수신부(130)의 감도가 높아질 수 있다.
S810 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 2 수신 클럭(rCLK2)을 생성할 수 있다. . 제 2 송신 클럭(tCLK2) 및 제 2 수신 클럭(rCLK2) 사이의 간격은 제 2 송수신 클럭 지연(δttrx2)일 수 있다. S811 단계에서, 클럭 생성기(110)는 제 2 수신 클럭(rCLK2)을 수신부(130)로 인가할 수 있다.
S812 단계에서, 수신부(130)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)가 로우 레벨을 갖는 동안일 때 발생한 제 2 수신 클럭(rCLK2)에 응답하여 제 2 펄스를 수신할 수 있다. 제 2 펄스는 펄스 레이더 장치(100)에 의하여 에코 펄스(EP)로서 판단될 수 있다. S809 단계로 인하여 수신부(130)의 감도가 높아졌기 때문에, 에코 펄스 수신에 유리하다.
일 실시 예에 있어서, 펄스 레이더 장치(100)는 송수신 클럭 지연 시간(δtrx)에 기초하여 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 생성할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 감도 조절 구간 신호(SSAI)를 이용하여 수신부(130)의 감도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 장애물(11)로부터 반사되어 수신되는 방해 펄스(DP)가 펄스 레이더 장치(100)에 미치는 영향이 감소될 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 상대적으로 큰 크기를 갖는 방해 펄스(DP)의 영향을 배제하고, 그리고 상대적으로 작은 크기(또는 약한 세기)를 갖는 에코 펄스(EP)를 높은 감도로 수신할 수 있다.
펄스 레이더 장치(100)는 수신부(130)의 감도를 펄스 레이더 장치(100) 및 장애물(11) 사이의 거리에 기초하여 조절할 수 있다. 따라서, 펄스 레이더 장치(100)는 투과 레이더로 이용될 수 있다. 다시 말해서, 펄스 레이더 장치(100)는 장애물(11) 너머의 목표물(12)을 탐지할 수 있다. 펄스 레이더 장치(100)는 수신부(130)의 감도를 조절함으로써, 투과 매질(즉, 장애물(11)의 매질)로 인한 수신부(130)의 성능 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 투과 매질 내에 목표물이 있는 경우에 본 발명을 적용할 수 있을 것이다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 땅 속, 콘크리트 매질 속의 목표물을 탐지할 수 있을 것이다. 펄스 레이더 장치(100)의 송신부(120)에서 방사된 송신 펄스에 응답하여, 장애물(11)과의 경계면에서 상대적으로 큰 크기를 갖는 방해 펄스(DP)가 방사될 수 있다. 방해 펄스(DP)를 수신함에 따라, 수신부(130)의 성능이 저하될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 펄스 레이더 장치(100)는 상대적으로 큰 크기를 갖는 방해 펄스(DP)를 낮은 수신 감도로 수신하고, 그리고 매질 속 목표물에서부터의 반사 펄스(EP)는 높은 수신 감도로 수신할 수 있다. 결과적으로, 큰 큰 크기를 갖는 방해 펄스(DP)에 의한 수신부(130)의 포화 및 비선형 동작으로 인한 성능 저하를 방지될 수 있다. 이에 따라, 펄스 레이더 장치(100)의 성능이 높아질 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 펄스 레이더 장치(100)는 단일 칩으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 펄스 레이더 장치(100)는 시스템-온-칩(System-on-Chip; SoC)으로 구현될 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 펄스 레이더 장치

Claims (20)

  1. 송신 클럭 신호, 수신 클럭 신호 및 감도 조절 구간 신호를 생성하는 클럭 생성기;
    상기 송신 클럭 신호에 기초하여 송신 펄스를 방사하는 송신부; 및
    상기 수신 클럭 신호 및 상기 감조 조절 구간 신호에 기초하여, 상기 송신 펄스와 연관된 제 1 펄스 및 제 2 펄스를 서로 다른 감도로 수신하는 수신부를 포함하는 펄스 레이더 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 레이더 장치는 상기 제 1 펄스 및 상기 제 2 펄스를 수신하고 그리고 상기 수신된 제 1 펄스 및 제 2 펄스에 각각 기초하여 제 1 수신 신호(RS) 및 제 2 수신 신호를 수신부로 전송하는 수신 안테나를 포함하고,
    상기 수신부는 상기 수신 안테나로부터 상기 제 1 수신 신호 및 상기 제 2 수신 신호를 수신하고 그리고 상기 수신된 제 1 수신 신호 및 제 2 수신 신호를 증폭하는 증폭기를 포함하되,
    상기 증폭기의 이득은 상기 감도 조절 구간 신호에 기초하여 조절되는 펄스 레이더 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신부는 메인 전류를 공급하는 제 1 전류원 및 아이들 전류를 공급하는 제 2 전류원을 더 포함하되,
    상기 증폭기는:
    상기 감도 조절 구간 신호가 하이 레벨을 갖는 것에 응답하여 상기 아이들 전류에 의해 바이어스되고, 그리고
    상기 감도 조절 구간 신호가 로우 레벨을 갖는 것에 응답하여 상기 메인 전류 및 상기 아이들 전류 둘 다에 의해 바이어스되는 펄스 레이더 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 증폭기에 의해 증폭된 상기 증폭된 제 1 수신 신호 및 상기 증폭된 제 2 수신 신호를 수신하고, 그리고 상기 수신 클럭 신호, 상기 증폭된 제 1 수신 신호, 및 상기 증폭된 제 2 수신 신호에 기초하여 샘플링된 제 1 수신 신호 및 샘플링된 상기 제 2 수신 신호를 출력하는 샘플러를 더 포함하는 펄스 레이더 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 생성기는 상기 송신 클럭 신호(tCLK) 및 상기 수신 클럭 신호 사이(rCLK)의 간격인 송수신 클럭 지연 시간이 최소값인 것에 대응하는 최소 탐지 거리 알림 신호를 생성하고, 그리고
    상기 최소 탐지 거리 알림 신호가 생성된 시점부터 지연 오프셋 후 감도 조 구간 동안 생성되는 상기 감도 조절 구간 신호를 생성하고, 그리고
    상기 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 수신부의 상기 감도가 조정되는 펄스 레이더 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지연 오프셋의 길이 및 상기 감도 조절 구간의 길이는 가변적인 펄스 레이더 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 생성기는 상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호 사이의 간격인 송수신 클럭 지연 시간이 최소값인 것에 대응하여 최소 탐지 거리 알림 신호를 생성하고, 그리고
    상기 감도 조절 구간 신호는:
    제 1 감도 조절 구간 신호 및 제 2 감도 조절 구간 신호를 포함하고,
    상기 최소 탐지 거리 알림 신호가 생성된 시점부터 제 1 지연 오프셋 후 제 1 감도 조절 시간 구간 동안 생성된 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 수신부의 상기 감도가 제 1 감도로 조절되고, 그리고
    상기 최소 탐지 거리 알림 신호가 생성된 시점부터 제 2 지연 오프셋 후 제 2 감도 조절 시간 구간 동안 생성된 상기 제 2 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 수신부의 상기 감도가 제 2 감도로 조절되는 펄스 레이더 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 펄스 레이더 장치는 상기 제 1 펄스 및 제 2 펄스를 수신하고 그리고 상기 수신된 제 1 펄스 및 상기 제 2 펄스에 각각 기초하여 제 1 수신 신호 및 제 2 수신 신호를 전송하는 수신 안테나를 포함하고,
    상기 수신부는 상기 수신 안테나로부터 상기 제 1 수신 신호 및 상기 제 2 수신 신호를 수신하고 그리고 상기 수신된 제 1 수신 신호 및 제 2 수신 신호를 각각 증폭하는 제 1 증폭기 및 제 2 증폭기를 포함하되,
    상기 제 1 증폭기의 이득은 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 기초하여 조절되고, 그리고
    상기 제 2 증폭기의 이득은 상기 제 2 감도 조절 구간 신호에 기초하여 조절되는 펄스 레이더 장치
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부는:
    상기 송신 클럭 신호의 상승 에지 및 발진 구간 제어 신호에 기초하여 가변 발진 구간 신호를 생성하는 가변 발진 구간 생성기; 및
    상기 가변 발진 구간 신호에 응답하여 제 1 주파수의 송신 신호를 생성하는 전압 제어 발진기를 포함하는 펄스 레이더 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부로부터 출력된 송신 신호에 기초하여 상기 송신 펄스를 방사하고 그리고 상기 제 1 펄스 및 상기 제 2 펄스를 수신함에 기초하여 제 1 수신 신호 및 제 2 수신 신호를 상기 수신부로 전송하는 송수신 안테나; 및
    상기 송수신 안테나로 연결되고, 그리고 상기 송신부 또는 상기 수신부 중 어느 하나로 스위치 신호에 기초하여 연결되는 송수신 스위치를 더 포함하는 펄스 레이더 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송수신 스위치는 상기 스위치 신호에 응답하여 상기 수신부로 연결될 때, 상기 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 송수신 안테나로부터 상기 수신부로 전송되는 상기 제 1 수신 신호 및 상기 제 2 수신 신호의 크기를 조절하는 펄스 레이더 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 생성기는 기준 클럭 신호에 기초하여 둘 이상의 클럭 신호들을 생성하는 지연 고정 루프(delay locked loop; DLL)를 포함하고, 그리고
    상기 클럭 생성기는 상기 둘 이상의 클럭 신호들 중 어느 하나를 상기 송신 클럭 신호로서 출력하고, 그리고 상기 하나 이상의 클럭 신호들 중 다른 어느 하나를 상기 수신 클럭 신호로서 출력하는 펄스 레이더 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호 사이의 간격인 상기 송수신 클럭 지연 시간은 최소값에서부터 최대값까지 제 1 시간 간격으로 순차적으로 증가하거나 또는 상기 최대값에서부터 상기 최소값까지 상기 제 1 시간 간격으로 순차적으로 감소하는 펄스 레이더 장치.
  14. 펄스 레이더의 동작 방법에 있어서:
    제 1 송신 클럭 신호에 응답하여 제 1 송신 펄스를 방사하는 단계;
    제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여 수신부의 감도를 조절하는 단계; 및
    제 1 수신 클럭 신호에 응답하여, 상기 제 1 송신 펄스와 연관된 제 1 펄스를 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 감도 조절 구간 신호는 상기 송신 클럭 신호가 생성되는 제 1 시점으로부터 제 1 오프셋 이후 생성되는 펄스 레이더의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    수신부의 감도를 조절하는 단계는:
    하이 레벨의 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 제 1 펄스에 기초한 제 1 수신 신호를 증폭하는 증폭기의 이득을 낮추는 단계; 및
    로우 레벨의 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 증폭기의 이득을 높이는 단계를 포함하는 펄스 레이더의 동작 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    수신부의 감도를 조절하는 단계는:
    스위치 신호에 응답하여, 상기 제 1 펄스에 기초한 제 1 수신 신호를 송수신 안테나로부터 상기 수신부로 전달하는 송수신 스위치를 상기 수신부로 연결하는 단계;
    하이 레벨의 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 송수신 스위치를 상기 수신부로 연결 해제하는 단계; 및
    로우 레벨의 상기 제 1 감도 조절 구간 신호에 응답하여, 상기 송수신 스위치를 상기 수신부로 연결하는 단계를 포함하는 펄스 레이더의 동작 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 감도 조절 구간 신호는 상기 제 1 송신 클럭이 생성된 시점 및 상기 제 1 수신 클럭이 생성된 시점 사이의 간격인 송수신 클럭 지연 시간이 최소값인 시점으로부터 제 1 시간 구간 동안 하이 레벨을 갖고, 그리고 상기 제 1 시간 구간에 후속하는 제 2 시간 구간 동안 로우 레벨을 갖는 펄스 레이더의 동작 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 구간 동안 상기 제 1 수신 클럭 신호에 응답하여 수신된 상기 제 1 펄스는 상기 제 1 송신 펄스가 제 1 객체로부터 반사된 제 1 시간 펄스이고,
    상기 제 2 시간 구간 동안 상기 제 1 수신 클럭 신호에 응답하여 수신된 상기 제 1 펄스는 상기 제 1 송신 펄스가 제 2 객체로부터 반사된 제 2 시간 펄스인 펄스 레이더의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 감도 조절 구간 신호가 상기 송수신 클럭 지연 시간이 최소값인 시점으로부터 상기 송수신 클럭 지연 시간이 상기 펄스 레이더로부터 상기 제 1 객체 사이의 거리에 대응하는 값인 시점까지 상기 하이 레벨을 갖도록 상기 제 1 시간 구간의 길이를 조절하는 단계를 더 포함하는 펄스 레이더의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 시간 펄스에 기초하여 생성된 수신 신호의 크기에 기초하여 상기 펄스 레이더로부터 상기 제 1 객체 사이의 거리에 대응하는 송수신 클럭 지연 시간의 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 펄스 레이더의 동작 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11231044A (ja) * 1998-02-16 1999-08-27 Denso Corp レーダ装置，電圧制御発振器及び電圧制御発振器の制御方法
JP2012032161A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Panasonic Corp レーダ装置
JP5634238B2 (ja) * 2010-12-06 2014-12-03 三菱電機株式会社 レーダ装置
KR20190010402A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 한국전자통신연구원 지연을 이용하는 레이더 장치
KR20190049096A (ko) * 2017-11-01 2019-05-09 한국전자통신연구원 차량용 레이다 시스템

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774091A (en) 1993-04-12 1998-06-30 The Regents Of The University Of California Short range micro-power impulse radar with high resolution swept range gate with damped transmit and receive cavities
US6594000B2 (en) * 2001-01-25 2003-07-15 Science And Technology Corporation Automatic gain control system for use with multiple wavelength signal detector
WO2005076035A1 (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Anritsu Corporation レーダ装置
JP2007170819A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Tdk Corp パルス波レーダー装置
US7551703B2 (en) 2006-01-30 2009-06-23 Mcewan Technologies, Llc Rate locked loop radar timing system
US7804371B2 (en) * 2006-12-31 2010-09-28 Sandisk Corporation Systems, modules, chips, circuits and methods with delay trim value updates on power-up
KR20110028712A (ko) * 2009-09-14 2011-03-22 삼성전자주식회사 전압 범위 판단 회로
TW201331904A (zh) * 2012-01-16 2013-08-01 Ili Technology Corp 源極驅動電路、面板驅動裝置及液晶顯示設備
KR101682652B1 (ko) * 2013-05-28 2016-12-06 한국전자통신연구원 펄스 레이더 장치
JP2015037214A (ja) 2013-08-12 2015-02-23 Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 無線機器及びその無線受信方法
US10641883B2 (en) * 2016-08-31 2020-05-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Pulse radar device and operating method thereof
KR102326229B1 (ko) 2016-08-31 2021-11-16 한국전자통신연구원 펄스 레이더 장치 및 그것의 동작 방법
US11067678B2 (en) 2017-07-20 2021-07-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Radar device using delay
DE102018001731A1 (de) * 2018-03-05 2019-09-05 Universität Stuttgart Verfahren zur Ermittlung zumindest eines physikalischen Parameters eines Systems unter Ausnutzung der Reflexion von einem Referenzobjekt
US10862488B2 (en) * 2018-12-26 2020-12-08 Texas Instruments Incorporated Time-to-digital converter stop time control
US10819365B1 (en) * 2020-02-06 2020-10-27 Analog Devices, Inc. Utilizing current memory property in current steering digital-to-analog converters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11231044A (ja) * 1998-02-16 1999-08-27 Denso Corp レーダ装置，電圧制御発振器及び電圧制御発振器の制御方法
JP2012032161A (ja) * 2010-07-28 2012-02-16 Panasonic Corp レーダ装置
JP5634238B2 (ja) * 2010-12-06 2014-12-03 三菱電機株式会社 レーダ装置
KR20190010402A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 한국전자통신연구원 지연을 이용하는 레이더 장치
KR20190049096A (ko) * 2017-11-01 2019-05-09 한국전자통신연구원 차량용 레이다 시스템

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