• 한국전자파학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.671-678
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• 2014

본 논문에서는 전압 제어 발진기의 비선형 영향에 의한 문제점을 개선한 FMCW 신호 생성 구조를 제안한다. 단순히 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator)의 튜닝 전압(tunning voltage)을 스위프(sweep)하여 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 신호를 생성하는 방식의 경우에는 전압 제어 발진기 자체의 비선형 영향으로 인해 센서에서 검출하고자 하는 비트 주파수(beat frequency)에 변동(drift)이 발생하게 되어 그로부터 추출된 정보의 정확도가 저하되거나, 잘못 해석될 수 있는 오류를 갖게 된다. 이러한 비선형 영향을 배제하기 위해 본 연구에서는 직접 주파수 합성기(direct digital synthesizer)와 위상 동기 루프(phase locked loop)를 포함한 하이브리드 방식의 신호 생성 방안을 적용하여 고선형성을 갖는 FMCW 신호를 생성하였고, 제작 후 시험을 통해 FMCW 센서에서 검출한 비트 주파수가 매우 정확함을 검증하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권7호
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• pp.49-56
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• 2005

본 논문은 단일 안테나를 사용한 호모다인 방식의 W-대역 주파수 변조 연속파형 (FMCW) 레이더 송수신장치의 송수신단간의 신호 결합에 의해서 발생하는 누설에 의한 IF 잡음의 특성을 분석하여 이를 효과적으로 제거할 수 있는 방안을 제시한다. 송수신장치에서 발생하는 누설은 LO 신호의 지연시간을 안테나 입력단의 부정합으로 인해서 발생하는 반사전력의 지연시간과 일치시켜 그 크기를 줄일 수 있다. 또한, 중간주퐈수(IF) 잡음은 주기적인 특이점을 가진 신호로써 VCO의 삼각파변조신호와 매우 유사한 스펙트럼 형태를 가짐을 확인하였다. 분석된 결과를 바탕으로 W-대역 호모다인 FMCW레이더 센서를 구현 하였으며, 표적감지 및 비트신호 검출 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 분석 결과는 단일 안테나를 사용하는 호모다인 FMCW 레이더의 설계에 유용하게 적용될 것이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.523-531
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• 2018

본 논문에서는 항공기 기반 단일채널 FMCW-SAR(frequency modulated continuous wave - synthetic aperture radar) 복원영상 내 이동물체 분석을 위해 합성개구레이다의 모호성 함수(SAR ambiguity function)를 이용한 상대속도 분석기법에 대해 설명한다. 안테나와 이동물체 간의 상대속도 변화를 분석하기 위해서 FMCW 신호모델 기반 정지 이동물체 간 신호변환특성을 분석하고, 이동물체의 변환특성을 고려한 모호성 함수를 모의실험하였다. 복원영상 내 이동물체의 상대속도 변화는 도식화된 모호성 함수의 최고점으로부터 추정될 수 있으며, 상대속도의 변화가 클수록 정지 이동물체 구분이 가능하게 된다. 이를 실제 항공기 기반 관측 자료로부터 복원된 FMCW-SAR 영상에 적용하여 모호성 함수를 이용한 이동물체 식별과 상대속도 분석결과를 관측지역 내 실험조건과 비교분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.723-732
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• 2017

본 논문에서는 항공기 기반 FMCW-SAR(Frequency Modulated Continuous Wave - Synthetic Aperture Radar) 영상복원을 위해 적용된 기존 back-projection 알고리즘의 계산 효율을 높이고, 연산과정의 복잡도를 단순화시킨 분할연산기법을 제안하며, 이를 적용한 SAR 영상 복원 과정에 대해 설명한다. 제안된 분할연산기법은 상대적으로 좁은 주사폭과 긴 합성개구면을 갖는 항공기 기반 FMCW-SAR 시스템에 효과적으로 적용이 가능하며, back-projection 알고리즘의 영상합성과정에서 분할된 입력 원시자료와 출력 복원영상 간의 상호 기여도가 낮은 자료를 계산 과정에서 생략하여 계산 효율을 높인 연산법이다. 또한, 실제 항공기 기반 FMCW-SAR 원시자료 복원과정에 적용하여 계산 효율의 개선 정도를 비교분석하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.169-172
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• 2019

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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1023-1030
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• 2023

본 논문은 눈, 비, 안개 등 열악한 운용환경에도 강건한 표적검출 특성을 가지는 FMCW LiDAR에 대해서 기술하고 있다. 특히 FMCW LiDAR의 거리 해상도, 가간섭거리 및 최대측정거리 성능에 직접적으로 영향을 미치는 주파수변조레이저의 성능개선에 대해 기술하고 있다. 불평형 Mach-Zehnder 레이저간섭계를 활용하여, 레이저의 발진주파수의 변화율을 실시간 측정하고, 주파수변조 오차를 보정하는 광학식 위상동기루프 기술을 이용한 주파수변조 방법에 대해 기술하였다. 가간섭거리가 긴 레이저 광원을 발진하기 위해 확장공진기형 레이저다이오드를 적용하였으며, 레이저에서 발진되는 주파수 측정을 위해 광집적회로 구조의 레이저간섭계를 적용하였다. 개발된 FMCW LiDAR의 대역폭과 거리해상도는 각각 10.045GHz와 0.84mm로 측정되었다.

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

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

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.38-44
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• 2014

본 논문은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 레벨 측정기 설계와 시뮬레이션을 통한 성능분석에 대하여 기술한다. 설계된 레벨미터는 FMCW radar를 이용하여 최대 20m 거리를 측정하며, 거리 계산을 위한 비트신호 분석기법으로 FFT(Fast Fourier Transform)와 Zoom-FFT를 적용하였다. 성능 분석을 위해 시뮬레이션을 통하여 두가지 기법을 비교 분석한 결과, 측정오류를 최소화하고 측정의 분해능을 향상시키기 위해서는 Zoom-FFT 기법이 보다 적절한 기법임을 확인하였다. 시뮬레이션은 주파수 분해능과 측정거리 분해능의 최적 값을 얻기 위해 다양한 조건에서 분석하였고, 1.024GHz 주파수 조건에서 2.2mm의 측정 분해능을 확인하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.289-296
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• 2018

Drone detection in FMCW radar system needs complex techniques because a drone beat frequency is highly dynamic and unpredictable. Therefore, the current static signal processing algorithms cannot show appropriate detection accuracy. With dynamic signal fluctuation and environmental clutters, it can fail to detect a drone or make false detection. It affects to the radar system integrity and safety. Constant false alarm rate (CFAR), one of famous static signal process algorithm is effective for static environment. But for drone detection, it shows low detection accuracy. In this paper, we suggest neural network based FMCW radar system for detecting a drone. We use recurrent neural network (RNN) because it is the effective neural network for signal processing. In our FMCW radar system, one transmitter emits FMCW signal and four-way fixed receivers detect reflected drone beat frequency. The coordinate of the drone can be calculated with four receivers information by triangulation. Therefore, RNN only learns and inferences reflected drone beat frequency. It helps higher learning and detection accuracy. With several drone flight experiments, RNN shows false detection rate and detection accuracy as 21.1% and 96.4%, respectively.