RF Front-End Module Design of UWB Radars for Vehicle

차량용 UWB 레이더의 RF front-end 모듈 설계

  • Park, Chi-Ho (DGIST) ;
  • Kim, Tae-Gyu (Graduate School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University)
  • 박지호 (대구경북과학기술연구원) ;
  • 김태규 (경북대학교 전기전자컴퓨터학부)
  • Published : 2008.11.25

Abstract

In this paper, we propose a RF front-end developments for vehicle UWB radar systems. UWB systems have a very narrow pulse width that is below 1ns. Therefore, UWB is designed to have broadband quality of low power several GHz and must coexist with the radio communication system. UWB's advantages include high channel capacity and data rate, because precise resolution for multi-path can easily position estimate and Rake receiver. Also, UWB has low interference because it displays broadband quality of low power. Positioning is made possible by short range accuracy, which can reduce the expense of system design. An RF front-end module is designed using the DCR(Direct ConveRsion) method and is composed in RF for vehicles at a low-cost.

본 논문은 차량용 UWB 레이더 시스템의 RF front-end 개발에 그 목적이 있다. UWB 시스템은 1ns 이하의 매우 좁은 펄스폭을 갖는 임펄스를 전송한다. 따라서 수 GHz에 이르는 매우 낮은 전력의 초광대역 특성을 갖게 되어 기존의 무선 통신 시스템과의 공존이 불가피하다. UWB의 장점은 높은 채널 용량과 데이터 전송률을 가지며, 다중 경로에 대한 세밀한 분해가 용이하여 위치 예측과 Rake 수신이 가능하다는 점이다. 또한 UWB는 저전력의 초광대역 특성을 나타내므로 낮은 간섭 특성을 가지며, 초단거리의 정밀함에 의해 위치 추적이 가능하며, 시스템 구현 비용을 절감할 수 있다. RF front-end 모듈은 DCR(Direct ConveRsion) 방식을 사용하여 설계하였으며, 저가의 차량용 RF단에 적합하게 구성을 하였다.

Keywords

References

  1. Kong-Pang, Jose Epifanio da Franca and Carlos Azerdo-Leme, 'Circuit Design For Wireless Communications', 2003
  2. Behzad Razavi. 'Design Condiderations for Direct-Conversion Receivers' IEEE Transactions on Circuit and Systems-11, Analog and Digital signal Processing, Vol. 44, No. 6, pp.428-435. June. 1997 https://doi.org/10.1109/82.592569
  3. Sangyoub Lee, 'Design and Analysis of Ultra-Wide Bandwidth Impulse Radio Receiver' University of Southern California
  4. Anh-Tuan Phan, Chang-Wan Kim 'A High Performance CMOS Direct Down Conversion Mixer for UWB System'. ICU
  5. M. Hotti, J. Ryynanen, K. Kivekas, and K. Halonen, 'An IIP2 calibration technique for direct conversion receivers', in proceedings of IEEE international Symposium on Circuits and Systems(ISCAS), pp. 257-260, May 2004
  6. K. Kivekas, A. Parssinen, and K. Halonen, 'Characterization of IIP2 and DC-Offsets in Trans-conductance Mixers', IEEE trans. on Circuits and Systems-II : Analog and Digital Signal Processing, Vol. 48, pp.1028-1038, Nov. 2002
  7. D. Manstretta, M. Brandolini, and F. Svelto 'Second-order intermodulation mechanisms in CMOS Down-converters', IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 38, pp.394-406, March. 2003 https://doi.org/10.1109/JSSC.2002.808310
  8. M. Hotti, J. Ryynanen, and K. Halonen 'IIP2 calibration methods for current output mixer in direct-conversion receivers', in proceedings of IEEE international Symposium on Circuits and Systems(ISCAS), pp.5059-5062. May. 2005
  9. 곽재광, 고광철 'RF Front-end를 응용한 UWB(초광대역)수신부의 LNA와 Mixer에 대한 분석 및 설계' 2004년도 대한전자공학회 학계종합학술대회 논문집 27권 1호, pp225-228. 2004
  10. 정재훈, 황보현, 김신녕, 정찬영, 이미영, 유창식 '무선 수신기용 Down-Conversion mixer의 2차 비선형성과 DC-Offset 제거 기법' 전자공학회 논문지 제 43권 SD편 제 10호, pp97-103, Oct. 2006
  11. 신요안, 양석철 'UWB 기술 개요' EP&C, 01. 2003. pp80-85
  12. A. G. Stove, 'Linear FMCW radar techniques'. IEE Proceedings-F, Vol. 139, No. 5, pp.343-350, Oct, 1992
  13. K. C. Chang and Y. Bar-Shalom, 'Joing Probabilistic Data Association for Multitarget TrackingwithPossibly Unresolved Measurements and Maneuvers'. IEEE transaction on Automatic Control, Vol. AC-29, pp.585-594, Jul. 1994
  14. John A. Lawton and Paul Zarchan, 'Comparison of four Filtering Options for a Radar Tracking Problem', Journal of Guidance, Control, and Dynarmics, Vol.21, No. 4, pp.618-623, Jul.-Aug. 1998 https://doi.org/10.2514/2.4280
  15. 김찬헌, 김수범, 공영균, 김영수 '차량용 근거리 계측을 위한 고분해능 FMCW 레이더의 구현' 2001년도 한국전자파학회 종합학술발표회 논문집, Vol.11. No 1. pp324-327, Nov. 2001