• 대한전자공학회논문지TC
• /
• 제41권12호
• /
• pp.77-84
• /
• 2004

ITS를 위한 차량 충돌 방지 시스템인 FMCW 방식의 자동차 레이더를 분석하고 이에 적합한 신호처리부를 설계하고 구현하였다. 77GHz 대역의 FMCW 레이더에 대하여 성능 파라미터를 거리와 속도 해상도가 각각 0.4m, 0.67Km/h이 되도록 설계하였으며, 다중 물체의 검출을 위한 다수의 비트주파수를 조합하는 방법에 대하여 검토했다. 또한 거리 주파수인 $f_r$과 속도 주파수 $f_d$의 범위를 다르게 설정하여 다중 물체의 처리가 훨씬 간단해지는 것을 보였다. 다중 물체들의 거리차로 인한 감쇄를 보정하도록 미분기를 전처리단에 사용하여 ADC 비트수를 8bit로도 충분히 검출할 수 있음을 보였다. 제안한 방법과 설계한 파라미터 값들을 사용하여 Matlab으로 모의실험으로 검증하고 DSP와 마이크로프로세서를 이용하여 구현하였다.

• 한국ITS학회 논문지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.86-92
• /
• 2011

지능형 교통 시스템(ITS : Intelligent Transport Systems)은 원활한 교통 흐름과 자동차의 주행 안전성을 위해 활발히 연구가 진행되고 있는 분야이다. 이를 위한 차량간의 거리 측정 센서로 최근에는 밀리미터파를 이용한 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더가 활발히 연구되고 있다. 실제로 미국, 유럽 및 일본에서는 이미 47, 60, 77, 94, 139GHz 등이 차량의 레이더용 주파수로 할당되어 있다. 하지만 이러한 차량용 FMCW 레이더는 주변의 다른 레이더의 신호로 부터 간섭을 받게 되어 성능이 저하되는데 본 논문에서는 이런 FMCW레이더의 주변 간섭에 대한 영향을 분석하기 위해 FMCW레이더 및 간섭 상황을 모델링하고 이를 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서는 레이더에 적용되던 기존의 성능 분석 지표인 PD(Probabilities of Detection)와 PFA(Probabilities of False Alarm) 이외에 거리 오차 정보를 반영하는 레이더 성능 분석 파라메타로 RER(Range Error Rate)을 제안하고 시뮬레이션을 통해 유용성을 검증 하였다. 제안된 RER 파라메타는 차량용 레이더 시스템에 있어 외부간섭신호에 의한 거리 오차에 대한 성능평가 지표로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제21권10호
• /
• pp.1109-1115
• /
• 2010

차량용 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더는 선형적인 주파수 변조 방식을 이용하여 장애물의 거리와 속도를 구하는 시스템이다. 정확한 거리 및 속도 측정을 위해서 77 GHz 대역에서 300 MHz 이상의 광대역 주파수 선형성이 보장되는 RF부가 요구되고 있다. 본 연구에서는 VCO를 사용하는 FMCW 시스템에 적합한 선형성 개선을 위한 간단한 방법을 제안하고 있다. 제안된 방법은 FMCW 레이더 송신 파형을 변형하여 VCO의 전압 대 주파수 특성을 측정하고, 이를 LUT(Look-Up Table)로 보상하는 방식이다. 이 방식은 추가적인 회로 없이 기존의 FMCW 레이더에 그대로 적용이 가능한 장점이 있다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제29권10호
• /
• pp.758-765
• /
• 2018

본 논문은 65-nm Complemetary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS) 공정으로 설계한 송신 1채널, 수신 2채널을 내장한 24 GHz 송수신 칩과 이 칩을 이용하여 제작한 24 GHz Frequency Modulated Continuous Wave(FMCW) 레이다 모듈을 제시한다. CMOS 송수신 칩은 14체배기, 저잡음 증폭기, 하향 변환 믹서, 전력 증폭기를 포함하고 있다. 송신 출력은 23.8~24.36 GHz 대역에서 10 dBm 이상이며, 위상 잡음은 1 MHz 오프셋에서 -97.3 dBc/Hz이다. 수신기는 25.2 dB의 변환 이득과 -31.7 dBm의 $P_{1dB}$를 갖는다. 송수신 칩은 모두 합해 295 mW를 소모하고 $1.63{\times}1.6mm^2$의 면적을 차지한다. 레이다 시스템은 FR4 기판과 저손실 듀로이드 기판을 적층하여, 저손실 기판위에 칩과 안테나 및 고주파 전송선을 배치하고, 바이어스 회로와 이득 블록, FMCW 신호 발생 블록은 FR4 기판에 집적하여 하나의 레이다 모듈을 구성하였다. 안테나는 패치 형태로 송신 안테나는 $4{\times}4$ 패치 안테나로 14.76 dBi의 안테나 이득을 수신 안테나는 $4{\times}2$ 패치 안테나로 11.77 dBi의 안테나 이득을 구현하였다. 코너 리플렉터를 사용하여 거리 및 방위각 탐지 실험을 수행하였고, 정상 동작을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제45권6호
• /
• pp.35-41
• /
• 2008

차량용 레이더 신호처리 기술에는 정확한 거리 및 속도 추출, 다중 타겟 검지, 멀티패스에 의한 클러터 제거, 다중 레이더 간섭 제거 등이 요구된다. 본 논문에서는 77GHz FMCW 레이더를 탑재한 다중 사용자들의 간섭을 제거하기위한 방법을 제안하였다. 이는 FMCW 레이더의 특성을 이용한 것으로, 레이더를 장착하는 각 차량들이 서로 다른 주파수 스윕(Sweep) 모양의 첩 열로 신호를 송신하는 방법이다. 제안된 방법은 비록 같은 주파수 대역을 사용하는 차량이 인접 지역에 여러 대 있어도 서로간의 간섭을 회피 할 수 있어, 지능형 자동차는 물론이고, 로봇, 무인 전투 차량, 무인 자동차 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 본다.

• ETRI Journal
• /
• 제32권5호
• /
• pp.827-830
• /
• 2010

For an adaptive cruise control (ACC) stop-and-go system in automotive applications, three radar sensors are needed because two 24 GHz short range radars are used for object detection in an adjacent lane, and one 77 GHz long-range radar is used for object detection in the center lane. In this letter, we propose a single sensor-based 24 GHz radar with a detection capability of up to 150 m and ${\pm}30^{\circ}$ for an ACC stop-and-go system. The developed radar is highly integrated with a high gain patch antenna, four channel receivers with GaAs RF ICs, and back-end processing board with subspace based digital beam forming algorithm.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.71-77
• /
• 2017

This paper proposes a low complexity frequency modulated continuous wave (FMCW) surveillance radar algorithm. In the conventional surveillance radar systems, the two dimensional (2D) fast Fourier transform (FFT) method is usually employed in order to detect the distance and velocity of the targets. However, in a surveillance radar systems, it is more important to immediately detect the presence or absence of the targets, rather than accurately detecting the distance or speed information of the target. In the proposed algorithm, in order to immediately detect the presence or absence of targets, 1D FFT is performed on the first and M-th bit signals among a total of M beat signals and then a phase change between two FFT outputs is observed. The range of target is estimated only when the phase change occurs. By doing so, the proposed algorithm achieves a significantly lower complexity compared to the conventional surveillance scheme using 2D FFT. In addition, show in order to verify the performance of the proposed algorithm, the simulation and the experiment results are performed using 24GHz FMCW radar module.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권11호
• /
• pp.1297-1306
• /
• 2012

본 논문에서는 77 GHz 차량용 레이더 시스템에 필요한 레이더 송신기를 설계하였다. 130 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계한 13 GHz 주파수 합성기로 6 체배기를 내장한 상용의 화합물 전력 증폭기를 구동하여 77 GHz 송신 신호를 발생시켰다. 13 GHz 주파수 합성기는 6 체배용 전력 증폭기를 구동하기 위해 4 dBm 출력을 내는 주입 잠금 버퍼를 내장하고 있다. 제작한 77 GHz 레이더 송신기 모듈은 주파수 조정 범위 내에서 출력 전력이 최소 13.99 dBm이고, 중심 주파수 대비 기준 스퍼의 크기는 -36.45 dBc이다. 또한, 76.5 GHz 중심 주파수의 1 MHz 오프셋에서 -81 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보인다.

• 대한임베디드공학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.117-123
• /
• 2011

In this paper, we design the hardware platform and implement the embedded software based on the FPGA and the DSP for the automotive 77GHz FMCW radar system. This embedded software is built into the DSP as the multi-tasking architecture to support the basic target detection algorithm and the Ethernet link. The designed GUI(Graphic User Interface) provides ability to adjust parameters associated with the radar performance, to monitor signal processing results, and to download the raw received signal. The designed platform can be used to develop the optimal detection algorithms for the various applications.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
• /
• pp.684-685
• /
• 2017

차량용 전방충돌방지 시스템으로 많이 사용 중인 FMCW 레이더는 현재 상용화되어 대중적이 되었다. 본 연구에서는 77 GHz급의 고성능 ADAS(Advanced Driver Assistance System)를 위한 전용 프로세서인 NXP사의 MPC5775K를 기반으로 레이더 신호처리부를 개발하였다. MPC5775K는 자동차용 MPU 계열에 FMCW 레이더에서 요구하는 기능을 추가한 것으로 10Msps급 12bit ADC, 2개의 50MHz Radix-4 FFT HW를 내장한 것이 특징이다. 또한 주기적인 레이더 송수신 신호를 만들고, 이를 동기화하여 획득하는 CTE(Cross Triggering Engine)를 제공하여 다양한 알고리즘 개발에 활용이 가능하다. 보드를 개발하여 직접 FMCW 레이더 기능을 시험하였으며 그 결과를 시리얼통신으로 PC에서 전송하여 Matlab에서 실시간 그래프로 성능을 검증하였다.