Joint Range and Angle Estimation of FMCW MIMO Radar

Frequency-modulated continuous wave(FMCW) radars with array antennas are widely used because of their light weight and relatively high resolution. A usual approach for the joint range and angle estimation of a target using an array FMCW radar is to create a range-angle matrix with the deramped received signal, and subsequently apply two-dimensional(2D) frequency estimation methods such as 2D fast Fourier transform on the range-angle matrix. However, such frequency estimation approaches cause bias errors since the frequencies in the range-angle matrix are not independent. Therefore, we propose a new maximum likelihood-based algorithm for joint range and angle estimation of targets using array FMCW radar, and demonstrate that the proposed algorithm achieves the Cram?r-Rao bounds, both for range as well as angle estimation.

FMCW MIMO 레이다를 이용한 거리-각도 동시 추정 기법

FMCW 배열 안테나는 저비용 고해상도라는 장점 때문에 많은 분야에 널리 사용되고 있다. FMCW 배열을 이용하여 표적의 거리와 각도를 추정하기 위해서, 우선 deramped 수신신호로부터 거리-각도 행렬을 구성하고, 그 다음에 거리-각도 행렬에 2D-FFT와 같은 2차원 주파수 추정기법을 적용한다. 하지만, 이러한 주파수 추정기법은 bias 오차를 발생시키게 된다. 그 이유는 거리-각도 행렬의 두 개의 주파수가 서로 독립적이지 않기 때문이다. 따라서 FMCW 배열 안테나를 이용하여 표적의 거리-각도 동시추정을 위한 최대우도 기반 알고리즘을 제안하고, 거리와 각도 추정에 있어서 Cramer-Rao bound에 도달함을 보인다.