• 한국전자파학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.911-918
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• 2010

일반적으로 레이더 시스템은 제한된 주파수 대역폭에 의해 거리 측정의 정확도가 결정된다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하고자 AM(Amplitude Modulated) 레이더의 사용을 제안하였다. AM 레이더는 CW(Continuous Wave) 레이더의 일종으로 반송파와 진폭 변조된 양측파대 신호를 사용한다. AM 레이더는 펄스나 FMCW (Frequency Modulated CW) 등 타 방식의 레이더 시스템에 비해 좁은 주파수 대역폭을 사용하면서도 거리 측정 정확도를 개선할 수 있다. 제작된 AM 레이더 모듈은 중심 주파수 24.128 GHz에서 20 MHz의 주파수 대역폭을 사용하며 +10 dBm의 출력 전력으로 복사하며, 수신단은 35 dB의 이득을 가진다. 실험을 통해 얻어진 거리 측정 정확도는 약 ${\pm}15\;cm$이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.51-57
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• 2017

본 논문에서는 Ka 대역 소형 레이다용 주파수합성기를 제안하였다. 제작된 주파수합성기는 시스템에서 요구하는 다양한 파형을 생성하고 고속의 파형 및 주파수 전환을 위해 DDS를 적용하였다. 소형화를 위해 Ku 대역에는 MMIC를 최대한 적용하여 Ka 대역 회로를 소형 집적화 하였고 파형발생부 과 주파수 상향 변환부를 하나의 모듈로하여 설계 제작하였다. 제안된 주파수합성기는 선형 주파수 변조 파형과 위상변조 가능한 주파수 변조 연속 파형 등 발생이 가능하고, 대역폭 1GHz, 주파수 전환 속도 $0.191{\mu}sec$, 1 kHz 오프셋(offset)에서 -89.16 dBc/Hz의 위상잡음, 불요파 -50.9 dBc가 측정되었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.133-140
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• 2020

본 논문에서는 고해상도 거리분해능을 가지는 펄스 레이더에서의 고정밀 거리 인지 및 생성 방법에 대해서 다룬다. 레이더의 목표한 거리분해성능을 테스트를 위해서 점검장비를 이용하는데 이때 설계한 거리분해능 이하의 거리를 정확히 인지하고 발생시켜야 한다. 이때 발생하는 거리 정확도는 일반적으로 시스템 기준 클럭(clock) 주파수에 비례한다. 하지만 종래의 방법은 기준 클럭 타이밍을 트리거(trigger)하고 발생시는 프로세스의 입력 기준 클럭이 한계가 있고 설령 이러한 칩이 있다할지라도 매우 고가이다. 이를 해결하기 위해 일반적인 프로세서에서 범용적으로 적용 가능한 위상 변위 합성을 이용한 거리 신호 생성 방법과 구조를 제시하였다. 제안하는 방법을 이용하여 모의 실험을 진행하였으며 종래에 방법에서 발생하는 문제점을 완전 제거하는 결과를 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1151-1156
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• 2012

본 논문에서는 77 GHz 자동차 레이더 시스템에서 거리가 달라도 일정한 감도를 유지할 수 있도록 하는 베이스밴드 필터를 제안하였다. 기존의 DCOC(DC Offset Cancellation) loop 회로를 이용하여 DC offset을 제거함과 동시에 거리에 따른 수신 전력의 크기 차이를 이득으로 상쇄시킬 수 있도록 하였다. 측정 결과, 이득은 최대 51 dB의 크기를 가지며, 고역 통과 차단 주파수는 5 kHz에서 15 kHz까지 가변 가능하게 하였다. 거리에 따른 손실을 보상하기 위한 고역 통과 필터의 기울기는 거리 보상 범위를 위해 -10~-40 dB/decade로 가변이 가능하게 설계되었다. 1 V의 전압에서 전류 소모는 4.3 mA이며, 측정된 NF는 26 dB이고, IIP3는 +4.5 dBm을 가진다. 칩은 65 nm CMOS 공정을 사용하였으며, 입출력 패드를 제외한 크기는 $500{\mu}m{\times}1,050{\mu}m$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.309-317
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• 2017

본 논문에서는 능동방호 시스템의 소형 근접신관에 적용되는 초소형 K-밴드 레이다를 제안한다. 지상 환경에서는 클러터가 산재되어 있기 때문에 접근하는 소형 표적을 감지하기는 쉽지 않다. 또한 이러한 환경에서 레이다의 표적 정확도를 향상시키면서 동시에 소형 근접신관용으로 레이다를 소형화하기에는 어려움이 따른다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 본 연구에서는 초소형 K-밴드 레이다의 시스템 분석 및 설계, 안테나 설계, 송수신 및 신호처리기 설계를 제시한다. 이후 일부 시험 결과를 제시하고 그 결과를 분석함으로써 제안하는 연구의 타당성을 검증한다.

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

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.232-237
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• 2020

본 논문에서는 자율주행 자동차에 물체를 인식하고 거리를 측정하는데 효율적인 센서 융합을 제안한다. 자율주행 자동차에 사용되는 대표적인 센서는 레이더, 라이다, 카메라이다. 이 중 라이다 센서는 차량 주변의 맵을 만드는 역할을 한다. 하지만 날씨 조건에 성능이 하락하고 센서의 가격이 매우 비싸다는 단점 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하고자 비교적 저렴하고 눈, 비, 안개에 지장 없는 레이더 센서로 거리를 측정하며 차량 주변을 관찰한다. 물체 인식률이 뛰어난 카메라 센서를 융합하여 물체 인식 및 거리를 측정한다. 융합된 영상은 IP서버를 통해 실시간으로 스마트폰에 전송되어 현재 차량의 상황을 내부, 외부에서 판단하는 자율주행 보조 시스템에 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.1791-1797
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• 2014

수자원 관리를 위하여 활용되고 있는 FMCW 레이다 센서는 비트 주파수를 추정함으로서 표면 수위를 측정한다. 따라서 비트 주파수 추정치에서의 높은 신뢰성 및 정확도가 요구된다. 그러나 수위에 따른 비트 스펙트럼은 시스템의 주파수 선형성 및 측정 환경, 기상 상태에 따라 매우 다양한 형태를 나타낼 수 있다. 따라서 현재 사용되는 기존의 수위정보 추출 알고리즘의 정확도 및 신뢰성에 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 방법을 개선할 수 있는 고 해상도 비트 스펙트럼 추정에 의한 수위 정보 추출 방법들을 분석하였다. 이러한 방법들은 SNR 이 일정 기준 이상인 경우 더 정밀한 수위의 측정이 가능함을 보여준다. 그러나 SNR 이 매우 낮은 상황에서는 절대적인 오차수준이 크게 나타나지만 오히려 기존의 방법이 상대적으로 더 높은 신뢰도를 보인다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.152-159
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• 2019

도플러 레이다는 단일 주파수의 정현파를 이용하므로 움직이는 이동체의 속도만을 측정할 수 있다고 알려져 있다. 일반적으로 이동체의 거리를 측정하기 위해서는 FMCW 레이다나 펄스 레이다를 이용하여야 하는데, 이 경우 하드웨어 구성 및 신호처리가 복잡할 뿐만 아니라, 주파수 대역폭을 넓게 사용하기 때문에 24 GHz나 77 GHz 대역의 밀리미터파를 사용할 수밖에 없어 가격이 비싸다. 따라서 가격이 저렴한 도플러 레이다에서 다중 톤 주파수를 이용하여 이동체의 속도 외에 거리까지 센싱하는 연구가 시작되고 있다. 이에 본 연구에서는 2.4 GHz 도플러 레이다에 내장된 PLL만을 이용한 주파수 조정만으로도 이동체의 거리 센싱이 가능함을 보인다. 특히, 기존에 제안된 DC 기반의 거리 계산에서 필요한 DC 정보를 제거하고, 교류결합된 AC 정보만을 이용하여 거리를 센싱할 수 있음을 보인다. 제안된 기술은 2.4 GHz 대역의 이동체 식별용 특정소출력 무선기기 기술기준을 만족하므로 45 dBm EIRP 출력을 이용하여 이동체 거리 센싱이 필요한 다양한 응용이 가능하다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.434-439
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• 2019

본 논문에서는 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해서 시간지연을 보상하는 제어 알고리즘을제안하고, 제안한 제어 알고리즘을 연속파 레이더 방정식에 적용하여 목표물의 정보를 추정한다. 제안한 제어 알고리즘은 신호 대 잡음비를 향상시키기 위해서 수신신호에 가중치를 곱하여 각 배열소자의 출력신호를 향상시킨다. 레이더는 공간상에 신호를 방사하고 불체로부터 반사된 신호를 수신하여 정보를 추출한다. 그러나 무선통신환경에서는 인공 및 자연구조물로 인해서 다중 경로현상이 발생되어 시호의 시간지연이 나타나게 된다. 시간지연은 간섭신호 및 신호왜곡 현상으로 시스템 성능이 저하되어 원하는 정보를 정확히 추정하기 어렵다. 본 연구에서는 등 간격 선형 배열 안테나를 사용하여 수신신호에 가중치로 지연신호를 보상함으로서 목표물의 추정 정보를 향상 시킬 수 있다. 모의실험으로 본 연구에서 제안한 제어 알고리즘과 지연시간이 보상되지 않은 방법에 대해서 성능을 비교 분석하였으며 본 연구에서 제안한 제어 알고리즘이 원하는 목표물 거리추정 정보가 향상되었음을 입증하였다.