KR20240009698A - 이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 레이다 신호를 송수신하는 RF 송수신기 및 상기 RF 송수신기를 제어하는 제어 유닛을 포함한 이중 모드 레이다 시스템에 있어서, 상기 제어 유닛은, 기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하는 프로세서부와, 상기 제어 신호를 상기 RF 송수신기로 전달하는 통신부, 및 상기 RF 송수신기로부터 상기 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하며, 상기 프로세서부는, 상기 A/D 변환기로부터 받은 레이다 수신 신호를 상기 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하고 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달한다.
본 발명에 따르면, FMCW와 CW의 이중 모드로 동작하는 레이다 시스템을 구성하여 단일 모드 레이다 시스템의 한계를 극복하고 운용 목적 및 표적 정보에 따라 능동적으로 동작 모드를 제어함으로써 표적 탐지 및 식별 정확도와 레이다 시스템 운용 효율을 높일 수 있다.

Description

이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법{Dual mode radar system and target detection and identification method using the same}

본 발명은 이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운용 목적에 따른 레이다 동작 모드 제어를 통해 표적을 탐지 및 식별하고 시스템 운용 효율을 향상시킬 수 있는 이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법에 관한 것이다.

주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) 레이더는 표적의 거리(range) 및 변위(displacement) 정보를 모두 얻을 수 있다. 거리 및 변위에 대한 정보는 복조된 레이더 신호의 스펙트럼 구성 요소에 있으며 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, DFT)과 같은 스펙트럼 분석을 통해 추출될 수 있다.

연속파(Continuous Wave, CW) 레이다는 도플러 레이다로 불리우며 표적을 속도 측면에서 추적하며 일반적인 거리 탐지가 불가능하다. 하지만 연속파 레이다를 통하여 획득되는 도플러 스펙트럼 성분을 분석하면 표적의 종류를 정확도 있게 식별할 수 있다.

이와 같이 레이다를 FMCW 모드로 동작시킬 경우 표적에 대한 거리, 각도 및 속도 측정을 통해 표적 탐지가 가능해지고, CW 모드로 동작시킬 경우 표적의 움직임에 따라 얻어지는 높은 해상도의 도플러 신호를 분석하여 표적의 정확한 식별이 가능해진다.

따라서 FMCW 또는 CW 단일 모드로 동작하는 레이다 시스템의 한계를 극복하고, 각 동작 모드가 가지는 특성을 이용하여 보다 효율적 운용이 가능한 레이다 시스템이 요구된다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2020-0112153호(2020.10.05 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 FMCW와 CW의 이중 모드로 동작하는 레이다 시스템을 구성하여 운용 목적에 따라 능동적으로 동작 모드를 제어함으로써 표적 탐지 및 식별 정확도와 레이다 시스템 운용 효율을 높일 수 있는 이중 모드 레이다 시스템 및 이를 이용한 표적 탐지 및 식별 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 레이다 신호를 송수신하는 RF 송수신기 및 상기 RF 송수신기를 제어하는 제어 유닛을 포함한 이중 모드 레이다 시스템에 있어서, 상기 제어 유닛은, 기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하는 프로세서부와, 상기 제어 신호를 상기 RF 송수신기로 전달하는 통신부, 및 상기 RF 송수신기로부터 상기 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하며, 상기 프로세서부는, 상기 A/D 변환기로부터 받은 레이다 수신 신호를 상기 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하고 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 이중 모드 레이다 시스템을 제공한다.

또한, 상기 프로세서부는, 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 상기 제1 모드에서 제2 모드로 전환하거나, 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 RF 송수신기로 전달하며, 상기 제1 모드는 상기 FMCW 모드 또는 CW 모드이고, 상기 제2 모드는 상기 CW 모드 또는 FMCW 모드일 수 있다.

또한, 상기 운용 목적은, 상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 FMCW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용한 결과, 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우, 상기 동작 모드를 상기 CW 모드로 전환시킨 다음 상기 CW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 식별하는 제1 운용 목적과, 상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 CW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용한 결과, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우, 상기 동작 모드를 FMCW 모드로 전환시킨 다음 상기 FMCW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나를 탐지하는 제2 운용 목적을 포함할 수 있다.

또한, 상기 프로세서부는, 상기 운용 목적이 상기 제1 운용 목적인 경우에, 상기 FMCW 모드에서 상기 CW 모드로 전환 후 획득한 레이다 수신 신호로부터 목표로 하는 표적과 다른 종류의 표적이 식별된 경우에는 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하고, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우에는 식별된 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나의 탐지를 위해 상기 동작 모드를 다시 상기 FMCW 모드로 전환시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 프로세서부는, 상기 운용 목적이 제2 운용 목적인 경우에, 상기 CW 모드에서 상기 FMCW 모드로 전환 후의 레이다 수신 신호로부터 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우 상기 FMCW 모드를 유지하여 표적을 지속 탐지하고 상기 탐지 범위 밖에서 표적이 탐지된 경우 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 프로세서부는, 상기 표적 정보 획득시, 상기 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, 상기 FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 속도, 거리, 각도 중 적어도 하나를 추정하여 표적의 탐지 정보를 얻고, 상기 선택 모드가 CW 모드인 경우, 상기 CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 RF 송수신기 및 제어 유닛을 포함한 이중 모드 레이다 시스템에 의해 수행되는 표적 탐지 및 식별 방법에 있어서, 상기 제어 유닛은 기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계와, 상기 RF 송수신기로부터 상기 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받고 상기 레이다 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와, 변환된 레이다 수신 신호를 상기 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하는 단계, 및 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계를 포함하는 표적 탐지 및 식별 방법을 제공한다.

또한, 상기 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계는, 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 상기 제1 모드에서 제2 모드로 전환하거나, 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하고, 상기 제1 모드는 상기 FMCW 모드 또는 CW 모드이고, 상기 제2 모드는 상기 CW 모드 또는 FMCW 모드일 수 있다.

또한, 상기 표적 정보를 획득하는 단계는, 상기 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, 상기 FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 속도, 거리, 각도 중 적어도 하나를 추정하여 표적의 탐지 정보를 상기 표적 정보로 획득하고, 상기 선택 모드가 CW 모드인 경우, 상기 CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 상기 표적 정보로 획득할 수 있다.

본 발명에 따르면, FMCW와 CW의 이중 모드로 동작하는 레이다 시스템을 구성하여 단일 모드 레이다 시스템의 한계를 극복하고 운용 목적 및 표적 정보에 따라 능동적으로 FMCW와 CW 모드 중 하나로 동작 모드를 제어함으로써 표적 탐지 및 식별 정확도와 레이다 시스템 운용 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 기술은 FMCW 또는 CW 단일 모드로 동작하는 레이다 시스템의 한계를 극복하고 각 동작 모드가 가지는 특성을 활용하여 보다 효율적인 운용이 가능한 레이다 시스템을 구현할 수 있다.

아울러, 이중 모드 레이다 동작에 있어 디지털 빔포밍 기술을 적용하여 각 모드에서 공간 상에서 표적 신호를 분리함으로써 표적 탐지 및 식별 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 모드 레이다 시스템의 운용 개념을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중 모드 레이다 시스템의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 표적 탐지를 위한 FMCW 모드 동작 예시를 설명한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 표적 식별을 위한 CW 모드 동작 예시를 설명한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 제1 운용 목적에 따른 표적 탐지 및 식별 동작을 예시적으로 설명한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 운용 목적에 따른 표적 탐지 및 식별 동작을 예시적으로 설명한 도면이다.
도 7은 신호 대 잡음비 향상을 위한 디지털 빔포밍 기술을 예시한 도면이다.
도 8은 도 1의 시스템을 이용한 표적 탐지 및 식별 방법을 설명하는 도면이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 모드 레이다 시스템의 운용 개념을 설명하는 도면이다.

도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명에서 제안하는 이중 모드 레이다 시스템은 동작 모드 제어가 가능한 송수신기(10), 각 모드에서 수신된 신호를 처리하는 프로세서(processor)(30), 그리고 송수신기(10) 및 프로세서(20)를 제어하는 제어기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

송수신기(10)는 RF 송수신기로, 표적(1)으로 전자기파를 송수신하고, 표적으로부터 수신한 아날로그 신호를 프로세서(20)로 출력하며, 제어기(30)로부터 제어 신호를 입력 받는다.

송수신기(10)는 단일 혹은 복수의 송수신부로 구성될 수 있다. 각 송수신부는 전압제어발진기(Voltage-Controlled Oscillator, VCO), 위상고정루프 (Phase-Locked Loop, PLL)를 제어하여 CW(Continuous Wave, CW) 또는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)의 이중 모드로 동작할 수 있다.

한 예로, 송수신기(10)는 단일 송수신부로 구현되어 단일 송수신부가 운용 목적에 따라 CW 또는 FMCW로 모드를 가변하며 동작할 수 있다. 다른 예로, 서로 다른 주파수 대역을 사용하는 복수의 송수신부로 구현되어 복수의 송수신부가 서로 다른 동작 모드로 동시에 동작할 수 있다.

프로세서(20)는 송수신기(10)로부터 아날로그 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호 처리를 통해 표적을 탐지 및 식별한다. 프로세서(20)는 제어기(30)로부터 제어 신호를 입력받아 프로세서 동작을 설정한다. 또한, 목적 및 표적 정보에 따른 운용 신호를 출력한다.

여기서 표적 탐지란 FMCW 모드일 때 획득되는 레이다 수신 신호로부터 표적의 비트 주파수 신호를 분석하여 표적의 거리, 각도, 속도 등을 탐지하는 것을 의미할 수 있고, 표적 식별이란 CW 모드일 때 획득되는 레이다 수신 신호로부터 표적의 도플러 신호 특성이나 패턴을 분석하여 표적의 종류를 식별하는 것을 의미할 수 있다.

프로세서(20)는 송수신기의 동작 모드에 따라 디지털 신호처리를 수행한다. 하나의 예로, 송수신기(10)가 FMCW 모드 동작 시 비트 주파수를 분석하여 표적의 거리, 각도 및 속도를 추정하고, CW 모드 동작 시 시간에 따른 도플러 신호를 분석하여 표적의 특징을 추정할 수 있다.

여기서, 프로세서(20)는 공간 상에서 표적 신호를 분리하는 디지털 빔포밍 기술을 이용하여 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다. 이러한 디지털 빔포밍 기술은 CW 모드 및 FMCW 모드의 신호 처리 과정에서 모두 적용 가능하다.

제어기(30)는 프로세서(20)에서 목적 및 표적 정보에 따른 운용 신호를 입력 받고, 프로세서(20) 및 송수신기(10)로 제어 신호를 입력한다. 여기서, 프로세서(20)와 제어기(30)는 Micro-controller unit(MCU)와 같은 단일 칩셋으로 통합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예의 경우 후술하는 도 2와 같이 제어 유닛(110)과 RF 송수신기(120)를 포함하는 레이다 시스템을 예시적으로 설명한다. 이때 제어 유닛(110)은 제어기(30)와 프로세서(20)의 기능이 통합된 마이크로 컨트롤 유닛(MCU)에 해당할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중 모드 레이다 시스템의 구성을 구체적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 모드 레이다 시스템(100)은 제어 유닛(110) 및 RF 송수신기(120)를 포함한다.

RF 송수신기(120)는 레이다 신호를 송신 후 표적으로 반사된 신호를 수신하고, 제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)를 제어한다.

RF 송수신기(120)는 발진회로부(121), 전력분배기(122), 제1 전력증폭기(123), 제2 전력증폭기(124), 저잡음 증폭기(125), I/Q 혼합기(126), 저주파 통과필터(127), 송신 안테나(128) 및 수신 안테나(129)를 포함할 수 있다.

발진회로부(121)는 전압제어발진기(VCO)와 위상고정루프(PLL)를 포함할 수 있다. 발진회로부(121)는 제어 유닛(110)에서 선택한 동작 모드(선택 모드)에 따라 CW 또는 FMCW 방식으로 레이다 신호를 생성하여 전력 분배기(122)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 발진회로부(121)는 FMCW 모드가 선택된 경우 주파수 변조된 연속파 신호를 생성하고 CW 모드가 선택된 경우에는 연속파 레이더를 생성할 수 있다.

전력 분배기(122)는 발진회로부(121)에서 생성한 레이다 신호를 분배하여 제1 전력증폭기(123) 및 제2 전력증폭기(124)로 전달할 수 있다. 제1 전력증폭기(123)는 레이다 신호를 증폭하여 송신 안테나(128)로 전달할 수 있다. 송신 안테나(128)는 증폭된 레이다 신호를 송출하고, 수신 안테나(129)는 표적으로부터 반사된 레이다 신호를 수신할 수 있다.

저잡음 증폭기(125)는 수신 안테나(129)로부터 수신한 레이다 신호를 증폭시키고 이를 I/Q 혼합기(126)로 보낼 수 있다. I/Q 혼합기(126)는 제2 전력증폭기(124)에서 증폭된 신호와 저잡음 증폭기(125)에서 증폭된 신호를 이용하여 IQ 신호를 추출하고 이를 저주파 통과필터(127)로 전달할 수 있다. 저주파 통과필터(127)는 관심 대역에 해당하는 저주파 대역 신호를 필터링하여 제어 유닛(110)으로 전달할 수 있다.

이와 같이, RF 송수신기(120)는 RF 신호를 증폭하여 송신 안테나로 전달하며, 수신 안테나로부터 수신된 신호를 증폭 후 혼합기를 통하여 IQ 신호를 추출하여 신호 처리가 가능하도록 제어 유닛(110)으로 전달할 수 있다.

제어 유닛(110)은 프로세서부(112), 통신부(111) 및 A/D 변환부(113)를 포함할 수 있다.

프로세서부(112)는 도 2에 나타낸 제어기(30)와 프로세서(20)의 기능을 포함할 수 있다. 통신부(111)는 직렬 통신기에 해당할 수 있고, A/D 변환부(113)는 통상의 아날로그/디지털 벼환기에 해당할 수 있다.

프로세서부(112)는 기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성한다. 통신부(111)는 직렬 통신기로서, 프로세서부(112)에서 생성한 제어 신호를 RF 송수신기(120)로 전달하게 된다.

여기서, 동작 모드는 운용 목적에 따라 CW 모드가 먼저 선택될 수도 있고, FMCW 모드가 먼저 선택될 수 있다. 예를 들어, 운용 목적이 제1 운용 목적인 경우 초기 동작 모드는 FMCW 모드로 선택되고, 운용 목적이 제2 운용 목적인 경우 초기 동작 모드는 CW 모드로 선택될 수 있다.

여기서, 제1 운용 목적(선탐지 후식별)은 프로세서부(112)를 통해 FMCW 모드를 선 구동하여 표적 탐지 동작을 수행한 결과 적어도 하나의 표적이 탐지된 경우에, 동작 모드를 CW 모드로 전환하여 표적 식별 동작을 수행하기 위한 것으로, 이는 '선탐지 후식별 방식의 운용 타입'에 해당한다.

또한, 제2 운용 목적(선식별 후탐지)은 프로세서부(112)를 통해 CW 모드를 선 구동하여 표적을 식별한 결과 목표로 하는 종류의 표적이 적어도 하나 식별된 경우에 FMCW 모드로 전환하여 표적 탐지 동작을 수행하기 위한 것이며 이는 '선식별 후탐지 방식의 운용 타입'에 해당한다.

이와 같이, 제어 유닛(110)은 시스템(100)에 사전 설정된 운용 목적에 따라 초기 동작 모드를 선택하고, 선택된 모드 정보가 포함된 제어 신호를 RF 송수신기(120)로 전달하여 RF 송수신기(120)를 FMCW 또는 CW 모드로 구동시킬 수 있다.

이에 따라, 제어 유닛(110)은 해당 구동 모드의 동작에 따라 획득되는 레이다 수신 신호를 RF 송수신기(120)로부터 전달받아 이로부터 표적 정보(FMCW 모드의 경우 표적 탐지 정보, CW 모드의 경우 표적 식별 정보)를 획득할 수 있다.

여기서, 제어 유닛(110)은 기 설정된 운용 정보 및 획득한 표적 정보를 바탕으로 기존 동작 모드를 유지할 수도 있고, 변경할 수도 있으며, 표적 탐지나 식별 동작이 더이상 불필요한 경우에는 RF 송수신기(120)의 동작을 정지시킬 수도 있다.

본 발명의 실시예에서 레이다 운용 목적은 입력부(미도시) 등을 통하여 관리자 또는 사용자로부터 기 설정받을 수 있으며, 사용자 설정에 따라 언제든지 변동 가능하다. 입력부(미도시)는 레이다 시스템(100) 내에 포함된 상태로 제어 유닛(110)과 연동할 수도 있고, 제어 유닛(110)에 포함될 수도 있다. 입력부(미도시)는 사용자 단말 등과 네트워크 연결된 상태에서 운용 목적, 목표로 하는 표적 종류 등을 포함한 정보들을 입력받아 프로세서부(112)로 전달할 수도 있다.

입력부(미도시)는 제어 유닛(110)과 연결된 상태에서 레이다 운용 목적, 레이다 동작 규격 등을 포함한 각종 정보를 프로세서부(112)에 전달할 수 있고, 프로세서부(112)는 입력부(미도시)에 의해 세팅된 정보(예: 운용 목적)에 따라 동작할 수 있다.

A/D 변환부(113)는 RF 송수신기(120)로부터 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환한다.

프로세서부(112)는 A/D 변환기로부터 받은 레이다 수신 신호를 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하고, 운용 목적과 앞서 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 RF 송수신기(120)로 전달한다.

여기서 표적 정보란, 선택 모드가 FWCW 모드인 경우에는 표적의 탐지 정보(거리, 속도, 각도 등)에 해당하고, 선택 모드가 CW 모드인 경우에는 표적의 식별 정보(표적의 종류, 타입, 특징)에 해당할 수 있다.

또한 선택 모드가 FMCW 모드인 경우에 적용되는 분석 기법은 표적 탐지 알고리즘에 해당할 수 있고, 선택 모드가 CW 모드인 경우에 적용되는 분석 기법은 표적 식별 알고리즘에 해당할 수 있다. FMCW 레이다 신호로부터 표적의 속도, 거리, 각도 등을 탐지하는 알고리즘은 기존에 다양하게 공지되어 있고, CW 레이다 신호로부터 표적의 종류를 식별하는 알고리즘 또한 기존에 다양하게 공지되어 있다.

본 발명의 실시예에서, 프로세서부(112)는 운용 목적 및 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 제1 모드에서 제2 모드로 전환하거나, RF 송수신기(120)의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하여 통신부(111)를 통해 RF 송수신기(120)로 전달할 수 있다. 따라서 RF 송수신기(120)은 제어 유닛(110)이 보낸 제어 신호를 기초로 동작 모드를 현재의 제1 모드(예: FMCW 모드)로 유지하거나, 제2 모드(예: CW 모드)로 전환하거나, 레이다 신호 송신 혹은 수신 동작을 중단하도록 한다.

본 발명의 실시예에서, 프로세서부(112)는 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, FMCW 모드에 따라 획득되는 레이다 수신 신호로부터 표적의 탐지 정보를 표적 정보로 획득할 수 있다.

구체적으로, 프로세서부(112)는 FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화한 후에 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 탐지 정보(표적의 속도, 거리, 각도)를 추정하여 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 프로세서부(112)는 선택 모드가 CW 모드인 경우, CW 모드에 의한 레이다 수신 신호로부터 표적의 식별 정보를 표적 정보로 획득할 수 있다.

구체적으로, 프로세서부(112)는 CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화한 후에 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에서 표적 탐지를 위한 FMCW 모드 동작 예시를 설명한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에서 표적 식별을 위한 CW 모드 동작 예시를 설명한 도면이다. 도 3과 도 4에는 설명의 편의상 프로세서부(112)에서 제어기(114)를 별도 분리하여 도시하였다.

도 3과 같이 FMCW 모드의 경우 제어 유닛(110)은 내장된 제어기(114)를 통해서 FMCW 모드 구동을 명령하는 제어 신호를 통신부를 거쳐 RF 송수신기(120)로 전달한다. 그러면, RF 송수신기(120)는 FMCW 모드에 의한 주파수 변조 연속파 신호를 송신 후 반사된 신호를 수신하여 제어 유닛(110)으로 전달한다.

그러면, 프로세서부(112)는 이를 전달받아 레이다 수신 신호를 분석한다. 이때, 제어기(114)는 프로세서부(112)의 신호 처리 및 분석 속도(데이터 처리 혹은 연산 속도)를 제어하는데, 즉 FMCW 모드에 따른 레이다 수신 신호 분석에 적합하도록 CW 모드의 경우보다 높은 샘플링 주파수로 동작하도록 제어할 수 있다.

프로세서부(112)는 높은 샘플링 주파수로 레이다 수신 신호를 분석하되 비트 주파수 분석 기반의 표적 탐지 알고리즘을 이용하여 레이다 수신 신호를 분석하여 표적의 존재 여부 및 표적의 탐지 정보를 획득한다. 여기서 표적 탐지 알고리즘은 기 공지된 다양한 기법이 적용될 수 있다.

예를 들어, 프로세서부(112)는 레이다 수신 신호를 처리 및 분석하여 레이다 수신 신호로부터 거리-속도 맵(Range-Velocity map)과 거리-각도 맵(Range-Angle map)을 각각 획득하고 이로부터 표적이 존재한 거리, 속도, 각도 등을 추정하여 표적 탐지 정보를 획득할 수 있다.

다음, 도 4와 같이, CW 모드의 경우 제어 유닛(110)은 제어기(114)를 통해서 CM 모드 구동을 위한 제어 신호를 RF 송수신기(120)로 전달한다. 그러면, RF 송수신기(120)는 CW 모드에 의한 연속파 신호를 송신 후 반사된 신호를 수신하여 제어 유닛(110)으로 전달한다.

프로세서부(112)는 이를 전달받아 레이다 수신 신호를 분석한다. 이때, 제어기(114)는 CW 모드에 따른 레이다 수신 신호 분석에 적합하도록, 앞서 FMCW 모드일 때보다 낮은 샘플링 주파수로 동작하도록 제어할 수 있다.

아울러, 프로세서부(112)는 낮은 샘플링 주파수로 레이다 수신 신호를 분석하되 도플러 신호 분석 기반의 표적 식별 알고리즘을 이용하여 레이다 수신 신호를 분석하여 표적의 종류를 식별할 수 있다. 여기서 표적 식별 알고리즘은 기 공지된 다양한 기법이 적용될 수 있다.

예를 들어, 프로세서부(112)는 레이다 수신 신호를 처리 및 분석하여 레이다 수신 신호로부터 도 4의 우측 그림과 같은 시간에 따른 도플러 맵을 획득하고 각 시점 별로 도플러 스펙트럼을 획득하고 이로부터 표적의 종류를 추정할 수 있다. 이때, 도플러 맵의 이미지를 사전 학습된 딥러닝 기반의 표적 분류 모델에 입력하여 표적의 종류를 식별할 수도 있고, 도플러 스펙트럼 상의 주파수 특징 패턴 분석을 통해서 표적의 종류를 식별할 수도 있다.

이때, 프로세서부(112)는 표적 식별 알고리즘을 이용하여 표적의 종류(예: 드론, 항공기, 새 등) 뿐만아니라 실제 목표로 하는 종류의 표적(예: 드론)인지 여부 등을 표적 식별 정보로 획득할 수 있다.

만일, 드론이 식별된 경우 식별된 드론이 적 비행체(적 드론; 적대적 표적)일 수 있으므로, 프로세서부(112)는 식별된 해당 표적의 위치나 속도를 지속 탐지하고 추적할 수 있도록 동작 모드를 다시 도 3과 같은 FMCW 모드로 변경할 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시예에서 운용 목적은 제1 운용 목적과 제2 운용 목적으로 구분되며, 그에 대한 구체적인 실시예를 설명한다.

간단히, 제1 운용 목적은 FMCW 모드로 레이다 신호를 송수신한 결과, 표적이 탐지된 경우 다시 CW 모드로 전환시켜 표적의 종류를 식별하도록 하는 것이고, 제2 운용 목적은 CW 모드로 레이다 신호를 송수신한 결과, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우 다시 FMCW 모드로 전환시켜 표적의 구체적인 위치(거리, 각도)와 속도를 탐지하도록 하는 것이다.

보다 구체적으로, '제1 운용 목적'은 선탐지 후식별 방식(FMCW 모드 -> CW 모드)의 운용 타입이다. 이 경우, 프로세서부(112)는 RF 송수신기(120)의 초기 동작 모드를 FMCW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하고 그 결과 관심 탐지 범위(예: 특정 속도, 거리, 각도 범위) 이내에서 표적이 탐지되었다면, 동작 모드를 CW 모드로 전환시킨 후에 CW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 식별한다.

'제2 운용 목적'은 선식별 후탐지 방식(CW 모드 -> FMCW 모드)의 운용 타입ㅇ이다. 이 경우 프로세서부(112)는 RF 송수신기(120)의 초기 동작 모드를 CW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용하고 그 결과 목표로 하는 종류의 표적이 식별되었다면, 동작 모드를 FMCW 모드로 전환시킨 후에 FMCW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나를 탐지한다.

도 5는 본 발명의 실시예에서 제1 운용 목적에 따른 표적 탐지 및 식별 동작을 예시적으로 설명한 도면이다.

운용 목적이 제1 운용 목적(FMCW 모드 -> CW 모드; 선탐지 후식별)인 경우에는, FMCW 모드에서 표적 탐지 동작을 먼저 수행한 뒤에 표적이 관심 탐지 구역 이내에서 탐지된 경우 CW 모드로 전환하여 표적 식별 동작을 수행한다.

도 5를 참조하면, 먼저 제어 유닛(110)은 운용 목적이 제1 운용 목적인 경우, 레이다의 초기 동작 모드를 FMCW 모드로 선택하고 선택한 모드 정보를 포함한 제어 정보를 RF 송수신기(120)를 전달하여 RF 송수신기(120)를 FMCW 모드로 구동시킨다(S510).

이에 따라, RF 송수신기(120)는 FMCW 모드로 동작하여 주파수 변조 연속파 레이다 신호를 송신 후 반사된 신호를 수신하여 제어 유닛(110)으로 전달한다.

제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)로부터 받은 레이다 수신 신호에 대해 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적 탐지를 수행한다(S520). 이때, 제어 유닛(110)은 레이다 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환 후에 비트 주파수 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 탐지 정보(거리, 속도, 각도 등)를 획득할 수 있다.

여기서, 표적 탐지 알고리즘 적용 이전에, 제어 유닛(110)은 레이다 수신 신호에 빔포밍 알고리즘을 적용할 수 있다(S515). 빔포밍 알고리즘을 적용할 경우 레이다 수신 신호로부터 표적 신호를 공간적으로 분리하여 표적 신호의 신호대 잡음비(Signal to Noise Rate, SNR)을 높일 수 있다. 이와 같이, 빔포밍 알고리즘 적용 후에 표적 탐지 알고리즘을 적용하는 경우 탐지 대상이 되는 표적 신호를 보다 효율적으로 분리 및 탐지할 수 있다.

이와 같이, 제어 유닛(110)은 레이다 수신 신호를 디지털 신호로 변환 후 표적 탐지 알고리즘을 사용하여 표적의 속도, 거리, 각도 등을 탐지할 수 있으며, 탐지 효율을 높이도록 빔포밍 알고리즘을 추가로 적용할 수 있다.

S520단계 이후, 제어 유닛(110)은 S520 단계에서 탐지된 표적이 기 설정된 관심 탐지 범위(기 설정된 속도, 거리, 및 각도 범위 중 적어도 하나)에 해당하는지 판단한다(S530). 판단 결과, 관심 탐지 범위 밖이면 S510 단계로 전환될 수 있다. 즉, 기존의 FMCW 모드를 유지하면서 새로운 표적을 탐지하거나 해당 표적에 대한 탐지와 추적을 지속할 수도 있다.

다만, S520 단계에서 탐지된 표적이 관심 탐지 범위 내에 있다면, 해당 표적에 대한 정확한 식별이 요구되므로 제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)의 동작 모드를 FMCW 모드에서 CW 모드로 즉시 변경시키는 제어 신호를 생성하여 전달하고, 이에 따라 RF 송수신기(120)가 CW 모드로 동작하게 된다(S540).

이후, 제어 유닛(110)은 FMCW 모드에서 CW 모드로 전환 후 획득한 레이다 수신 신호에 대해 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 식별한다(S550).

여기서, 제어 유닛(110)은 앞서 FMCW 모드의 경우와 같이 CW 모드를 통해 얻은 레이더 수신 신호에 대해 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 공간 상에서 표적 신호를 분리한 후에 표적 식별 알고리즘을 적용함으로써, 표적 식별 전에 표적 신호의 SNR을 높이고 이로부터 표적 식별 효율과 정확도를 높일 수 있다.

S550 단계 이후, 제어 유닛(110)은 식별된 표적 종류가 목표로 하는 종류(예: 드론)의 표적인지 판단한다(S560). 만일, 식별된 표적이 새나 여객기 등과 같이 목표로 하는 종류의 표적이 아니라면, 레이다의 표적 탐지 및 식별 동작이 종료되도록 제1 운용 모드에 따른 프로세싱을 모두 중단할 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기(120)로 전달할 수 있다.

하지만, 식별된 표적의 종류가 목표로 하는 종류(예: 드론)와 일치하면, 제어 유닛(110)은 식별된 해당 표적에 대한 속도, 거리 및 각도를 지속 탐지 및 추적할 수 있도록, 동작 모드를 다시 FMCW 모드로 전환시키는 제어 신호를 생성하여 RF 송수신기(120)로 전달함으로써, S520 단계부터 프로세스를 다시 반복할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 운용 목적에 따른 표적 탐지 및 식별 동작을 예시적으로 설명한 도면이다.

운용 목적이 제2 운용 목적(CW 모드 -> FMCW 모드; 선식별 & 후탐지)인 경우에는 CW 모드에서 표적 식별 동작을 먼저 수행한 뒤에 표적이 목표로 하는 종류의 표적인 경우에 FMCW 모드로 전환하여 표적 탐지 동작을 수행한다.

도 6을 참조하면, 먼저 제어 유닛(110)은 운용 목적이 제2 운용 목적인 경우, 레이다의 초기 동작 모드를 CW 모드로 선택하고 선택한 모드 정보를 포함한 제어 정보를 RF 송수신기(120)를 전달하여 RF 송수신기(120)를 CW 모드로 먼저 구동시킨다(S610).

이에 따라, RF 송수신기(120)는 CW 모드로 동작하여 연속파 레이다 신호를 송신 후 반사된 신호를 수신하여 제어 유닛(110)으로 전달한다.

다음, 제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)로부터 받은 레이다 수신 신호에 대해 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적 식별을 수행한다(S620).

여기서, 제어 유닛(110)은 레이다 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환 후에 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 적용하여 레이다 신호에서 표적의 특징을 추출하고 추출한 특징으로부터 표적의 종류를 식별할 수 있다.

물론, 도 5의 경우와 같이, 표적 식별 알고리즘 적용 이전에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용할 수 있으며(S615), 이를 통하여 도플러 신호 분석 전에 식별 대상이 되는 표적 신호의 SNR을 높이고 표적 신호를 강화할 수 있다.

이와 같이, 제어 유닛(110)은 레이다 수신 신호를 디지털 신호로 변환 후 표적 식별 알고리즘을 사용하여 표적의 종류를 식별하고, 식별 효율을 높이도록 빔포밍 알고리즘을 추가로 적용할 수 있다.

이후, 제어 유닛(110)은 식별된 표적이 목표로 하는 종류(예: 드론)의 표적인지 판단한다(S630). 판단 결과, 목표로 하는 종류의 표적이 아닌 경우에는 기존의 CW 모드를 유지하도록 S610 단계로 넘어간다.

하지만, 식별된 표적이 목표로 하는 종류(예: 드론)의 표적이면, 제어 유닛(110)은 레이다의 동작 모드를 CW 모드에서 FMCW 모드로 변경시키는 제어 신호를 생성하여 전달한다(S640). 이에 따라 RF 송수신기(120)가 FMCW 모드로 동작하게 된다.

이후, 제어 유닛(110)은 FMCW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나를 탐지한다(S650). 여기서 앞서와 같이, 표적 탐지 알고리즘 적용 전에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용할 수도 있다(S645).

그리고, 제어 유닛(110)은 S650 단계에서 탐지된 표적이 기 설정된 관심 탐지 범위(기 설정된 속도, 거리, 및 각도 범위 중 적어도 하나) 이내에 해당하는지 판단한다(S660).

판단 결과, 만일 관심 탐지 범위 밖에서 해당 표적이 탐지된 경우라면, 표적 식별 및 탐지 동작이 종료되도록 제2 운용 모드에 따른 프로세싱을 모두 중단할 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(110)는 RF 송수신기(120)의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기(120)로 전달할 수 있다.

하지만, S660 단계의 판단 결과, S650 단계에서 탐지된 표적이 관심 탐지 범위 이내에서 탐지된 경우라면, 표적의 지속적인 탐지와 추적이 가능하도록, 제어 유닛(110)은 FMCW 모드를 그대로 유지하는 제어 신호를 생성하여 RF 송수신기(120)로 전달함으로써 S640 단계를 반복 수행한다. 이에 따라 RF 송수신기(120)가 FMCW 모드를 유지하여 해당 표적의 지속적인 탐지와 추적이 가능하게 한다.

도 7은 신호 대 잡음비 향상을 위한 디지털 빔포밍 기술을 예시한 도면이다.

도 7과 같이, 프로세서부(112)는 RF 송수신기(120)로부터 획득한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 공간 상에서 분리함으로써 SNR(신호대 잡음비)를 향상시킬 수 있다.

도 8은 도 1의 시스템을 이용한 표적 탐지 및 식별 방법을 설명하는 도면이다.

먼저, 제어 유닛(110)은 사전 설정된 운용 목적을 참조하여 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택하고(S810), 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하여 RF 송수신기로 전달한다(S820).

이후, 제어 유닛(110)은 RF 송수신기(120)로부터 해당 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받고 이를 A/D 변환부(113)를 통해 디지털 신호로 변환한다(S830).

다음, 제어 유닛(110)은 변환된 레이다 수신 신호를 S810 단계에서 선택한 해당 선택 모드에 대응하는 분석 기법을 통해 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득한다(S840).

만일, S810 단계에서 선택한 모드가 FMCW 모드인 경우, FMCW 모드에서 얻은 레이다 수신 신호에 대해 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리, 각도 등을 탐지함으로써 표적의 탐지 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 선택된 모드가 CW 모드였다면, CW 모드에서 얻은 레이다 수신 신호에 대해 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 판별함으로써 표적의 식별 정보를 획득할 수 있다.

여기서 물론, 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 탐지 정보를 획득할 수 있다.

아울러, 선택 모드가 CW 모드인 경우, CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 획득할 수 있다.

다음, 제어 유닛(110)은 시스템에 기 설정된 운용 목적 및 S840 단계에서 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하고(S850), 이를 RF 송수신기(120)로 전달한다(S860). 이후부터는 S830 단계부터가 반복될 수 있다.

여기서, S850 단계의 경우, 제어 유닛(110)은 운용 목적과 표적 정보에 따라 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 제2 모드로 전환하거나, RF 송수신기(120)의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, FMCW와 CW의 이중 모드로 동작하는 레이다 시스템을 구성하여 단일 모드 레이다 시스템의 한계를 극복하고 운용 목적 및 표적 정보에 따라 능동적으로 동작 모드를 제어함으로써 표적 탐지 및 식별 정확도와 레이다 시스템 운용 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명을 통하여 확보되는 고성능 표적 탐지 및 식별 레이다 기술은 적대적 무인기 방어 체계, 실내 사람 모니터링, 스마트 헬스케어, 구조물 상태 모니터링 등의 다양한 분야에 활용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 이중 모드 레이다 시스템 110: 제어 유닛
111: 통신부 112: 프로세서부
113: A/D 변환부 114: 제어기
120: RF 송수신부 121: 발진회로부
122: 전력분배기 123: 제1 전력증폭기
124: 제2 전력증폭기 125: 저잡음 증폭기
126: I/Q 혼합기 127: 저주파 통과필터
128: 송신 안테나 129: 수신 안테나

Claims (12)

1. 레이다 신호를 송수신하는 RF 송수신기 및 상기 RF 송수신기를 제어하는 제어 유닛을 포함한 이중 모드 레이다 시스템에 있어서,
   상기 제어 유닛은,
   기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하는 프로세서부;
   상기 제어 신호를 상기 RF 송수신기로 전달하는 통신부; 및
   상기 RF 송수신기로부터 상기 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하며,
   상기 프로세서부는,
   상기 A/D 변환기로부터 받은 레이다 수신 신호를 상기 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하고 상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 이중 모드 레이다 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 프로세서부는,
   상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 상기 제1 모드에서 제2 모드로 전환하거나, 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하여 상기 통신부를 통해 상기 RF 송수신기로 전달하며,
   상기 제1 모드는 상기 FMCW 모드 또는 CW 모드이고, 상기 제2 모드는 상기 CW 모드 또는 FMCW 모드인 이중 모드 레이다 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 운용 목적은,
   상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 FMCW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용한 결과, 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우, 상기 동작 모드를 상기 CW 모드로 전환시킨 다음 상기 CW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 식별하는 제1 운용 목적과,
   상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 CW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용한 결과, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우, 상기 동작 모드를 FMCW 모드로 전환시킨 다음 상기 FMCW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나를 탐지하는 제2 운용 목적을 포함하는 이중 모드 레이다 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 프로세서부는,
   상기 운용 목적이 상기 제1 운용 목적인 경우에, 상기 FMCW 모드에서 상기 CW 모드로 전환 후 획득한 레이다 수신 신호로부터 목표로 하는 표적과 다른 종류의 표적이 식별된 경우에는 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하고, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우에는 식별된 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나의 탐지를 위해 상기 동작 모드를 다시 상기 FMCW 모드로 전환시키기 위한 제어 신호를 생성하는 이중 모드 레이다 시스템.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 프로세서부는,
   상기 운용 목적이 제2 운용 목적인 경우에, 상기 CW 모드에서 상기 FMCW 모드로 전환 후의 레이다 수신 신호로부터 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우 상기 FMCW 모드를 유지하여 표적을 지속 탐지하고 상기 탐지 범위 밖에서 표적이 탐지된 경우 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하는 이중 모드 레이다 시스템.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 프로세서부는,
   상기 표적 정보 획득시, 상기 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, 상기 FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 속도, 거리, 각도 중 적어도 하나를 추정하여 표적의 탐지 정보를 얻고,
   상기 선택 모드가 CW 모드인 경우, 상기 CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 얻는 이중 모드 레이다 시스템.
7. RF 송수신기 및 제어 유닛을 포함한 이중 모드 레이다 시스템에 의해 수행되는 표적 탐지 및 식별 방법에 있어서,
   상기 제어 유닛은 기 설정된 운용 목적을 기초로 동작 모드를 FMCW 모드 및 CW 모드 중 하나로 선택 후 선택 모드가 포함된 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계;
   상기 RF 송수신기로부터 상기 선택 모드로 레이다 신호를 송출 후 수신한 레이다 신호를 전달받고 상기 레이다 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
   변환된 레이다 수신 신호를 상기 선택 모드에 대응하는 분석 기법으로 분석하여 표적을 탐지 또는 식별하여 표적 정보를 획득하는 단계; 및
   상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드를 유지하거나 다른 모드로 변경하는 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계를 포함하는 표적 탐지 및 식별 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어 신호를 생성하여 상기 RF 송수신기로 전달하는 단계는,
   상기 운용 목적 및 상기 획득한 표적 정보를 기초로 현재의 동작 모드인 제1 모드를 유지하거나, 상기 제1 모드에서 제2 모드로 전환하거나, 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하고,
   상기 제1 모드는 상기 FMCW 모드 또는 CW 모드이고, 상기 제2 모드는 상기 CW 모드 또는 FMCW 모드인 표적 탐지 및 식별 방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 운용 목적은,
   상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 FMCW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용한 결과, 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우, 상기 동작 모드를 상기 CW 모드로 전환시킨 다음 상기 CW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용하여 표적의 종류를 식별하는 제1 운용 목적과,
   상기 RF 송수신기의 초기 동작 모드를 상기 CW 모드로 선택하여 획득한 레이다 수신 신호에 표적 식별 알고리즘을 적용한 결과, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우, 상기 동작 모드를 FMCW 모드로 전환시킨 다음 상기 FMCW 모드에 의해 획득한 레이다 수신 신호에 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나를 탐지하는 제2 운용 목적을 포함하는 표적 탐지 및 식별 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 운용 목적이 상기 제1 운용 목적인 경우에, 상기 FMCW 모드에서 상기 CW 모드로 전환 후 획득한 레이다 수신 신호로부터 목표로 하는 표적과 다른 종류의 표적이 식별된 경우에는 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하고, 목표로 하는 종류의 표적이 식별된 경우에는 식별된 표적의 속도, 거리 및 각도 중 적어도 하나의 탐지를 위해 상기 동작 모드를 다시 상기 FMCW 모드로 전환시키기 위한 제어 신호를 생성하는 표적 탐지 및 식별 방법.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 운용 목적이 제2 운용 목적인 경우에, 상기 CW 모드에서 상기 FMCW 모드로 전환 후의 레이다 수신 신호로부터 관심 탐지 범위 이내에서 표적이 탐지된 경우 상기 FMCW 모드를 유지하여 표적을 지속 탐지하고 상기 탐지 범위 밖에서 표적이 탐지된 경우 상기 RF 송수신기의 동작을 중단시키는 제어 신호를 생성하는 표적 탐지 및 식별 방법.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 표적 정보를 획득하는 단계는
    상기 선택 모드가 FMCW 모드인 경우, 상기 FMCW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 비트 주파수 신호 분석을 통한 표적 탐지 알고리즘을 통하여 표적의 속도, 거리, 각도 중 적어도 하나를 추정하여 표적의 탐지 정보를 상기 표적 정보로 획득하고,
    상기 선택 모드가 CW 모드인 경우, 상기 CW 모드에 의한 레이다 수신 신호에 디지털 빔포밍 알고리즘을 적용하여 표적 신호를 강화 후 도플러 신호 분석을 통한 표적 식별 알고리즘을 통하여 표적의 특징을 추정하여 표적의 식별 정보를 상기 표적 정보로 획득하는 표적 탐지 및 식별 방법.

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