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KR20170093360A - Radar apparatus for detecting moving targets and thereof opration method - Google Patents

Radar apparatus for detecting moving targets and thereof opration method Download PDF

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Publication number
KR20170093360A
KR20170093360A KR1020160014645A KR20160014645A KR20170093360A KR 20170093360 A KR20170093360 A KR 20170093360A KR 1020160014645 A KR1020160014645 A KR 1020160014645A KR 20160014645 A KR20160014645 A KR 20160014645A KR 20170093360 A KR20170093360 A KR 20170093360A
Authority
KR
South Korea
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target
received
signals
received signals
radar
Prior art date
Application number
KR1020160014645A
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Korean (ko)
Inventor
박동찬
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
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Abstract

A radar apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transmission antenna unit for transmitting transmission signals having different modulation periods, a reception antenna unit for receiving reception signals reflected on a target, and a control unit for determining a moving speed of the target based on the received times of the respective reception signals. The present invention can detect high-speed moving targets without increasing hardware costs.

Description

이동하는 타켓들을 검출하기 위한 레이더 장치 및 그의 동작 방법{RADAR APPARATUS FOR DETECTING MOVING TARGETS AND THEREOF OPRATION METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a radar apparatus for detecting moving targets,

본 발명은 이동하는 타켓들을 검출하기 위한 레이더 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radar apparatus for detecting moving targets and an operating method thereof.

목표 물체와의 상대 속도와 거리를 계측하는 레이더 방식으로서, 주파수 변조된 연속 파형(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW) 레이더가 사용되고 있다. FMCW 레이더는, 간단한 신호 처리 회로를 이용하여, 상기 레이더 및 상기 레이더의 전방에 위치한 물체와의 상대 속도 및 거리를 측정할 수 있다. 또한, 상기 레이더는 송수신기를 간단하게 구성할 수 있기 때문에, 자동차의 충돌 방치용 레이더로서 사용되고 있다.Frequency modulated continuous wave (FMCW) radar is used as a radar system for measuring the relative speed and distance to a target object. The FMCW radar can measure the relative speed and distance between the radar and an object positioned in front of the radar using a simple signal processing circuit. In addition, the radar can be simply configured as a transceiver, and thus is used as a radar for collision and neglect of an automobile.

FMCW 레이더는, 수백 Hz의 삼각파 등에 의해 FM(Frequency Modulation) 변조한 FM 변조파를 송신하고, 목표 물체로부터의 반사 신호를 수신하여 FM 변조파를 로컬(local)로서 수신 신호를 FM 검파한다. 목표 물체로부터의 반사파는, 레이더와 목표 물체 사이의 거리에 따라, 또 상대 속도에 의한 도플러 시프트(Doppler shift)에 따라 송신 신호와의 어긋남(비트(beat))을 발생시킨다. 따라서, 이 주파수의 어긋남으로부터 목표 물체와의 거리와 상대 속도를 계측할 수 있다.The FMCW radar transmits an FM modulated wave modulated by FM (Frequency Modulation) with a triangular wave of several hundreds Hz, receives a reflection signal from a target object, and FM-detects the FM signal as a local FM signal. The reflected wave from the target object generates a deviation (beat) from the transmission signal according to the distance between the radar and the target object and the Doppler shift due to the relative velocity. Therefore, it is possible to measure the distance from the target object and the relative speed from the shift of the frequency.

특히, FMCW 레이더가, 변화하는 주파수 신호들을 검출하는 고속 첩(fast chirp) 방식을 사용하는 경우, 측정 대상 물체와 상기 레이더 간의 측정 거리의 정확도를 높이기 위해서는, 주파수 범위(대역)을 넓혀야 한다. 또한, FMCW 레이더는, 고속으로 이동하는 표적을 탐지하기 위해서는, 주기 T를 감소시켜야 한다. 이에 따라, 주파수의 변경율(slope, 기울기)가 증가하므로, FMCW 레이더는, 상기 증가된 주파수 변경율을 적용할 수 있는 별도의 장치를 탑재해야 한다. 따라서, 하드웨어적인 비용이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.Particularly, when the FMCW radar uses a fast chirp method for detecting changing frequency signals, the frequency range (band) must be widened to increase the accuracy of the measurement distance between the object and the radar. Further, the FMCW radar must reduce the period T in order to detect a target moving at high speed. Accordingly, as the frequency slope increases, the FMCW radar must be equipped with a separate device capable of applying the increased frequency change rate. Therefore, a hardware cost may increase.

본 발명의 실시 예는, 하드웨어적인 비용 증가 없이, 고속으로 이동하는 표적을 탐지하는, 레이더 장치를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a radar device that detects targets moving at high speeds without increasing hardware costs.

본 발명의 실시 예는, 하드웨어적인 비용 증가 없이, 고속으로 이동하는 표적을 탐지하는, 고속 첩 방식을 사용하는 FMCW 레이더 장치를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an FMCW radar apparatus using a high-speed attenuation scheme, which detects a moving target at high speed, without increasing the hardware cost.

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신하는 송신 안테나부, 상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신하는 수신 안테나부, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 제어부를 포함한다.A radar apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transmission antenna unit for transmitting transmission signals having different modulation periods, a reception antenna unit for receiving reception signals reflected on a target, And a control unit for determining a moving speed of the target based on the received times of the respective received signals.

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신하는 과정, 상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신하는 과정, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 과정을 포함한다.A method of operating a radar apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes transmitting transmission signals having different modulation periods, receiving received signals reflected on a target, And determining a traveling speed of the target based on the received times of the respective received signals.

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치는, 하드웨어적인 비용의 증가 없이, 소프트웨어적인 제어를 통해, 고속으로 이동하는 표적을 탐지할 수 있다.The radar device according to the embodiment of the present invention can detect a target moving at high speed through software control, without increasing the hardware cost.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 첩 방식을 사용하는 FMCW 방식의 레이더 장치는, 하드웨어적인 비용의 증가 없이, 소프트웨어적인 제어를 통해, 고속으로 이동하는 표적을 탐지할 수 있다.The FMCW radar apparatus using the high-speed cooperative approach according to the embodiment of the present invention can detect a target moving at high speed through software control without increasing the hardware cost.

도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 그래프이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하는 과정을 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 주파수 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.1A and 1B are graphs of signals generated by a radar device according to an embodiment of the present invention to detect a target.
2 is a graph of a signal generated by a radar device according to another embodiment of the present invention to detect a target.
3A to 3C illustrate a process in which a radar device according to another embodiment of the present invention detects a target.
4A and 4B are frequency spectrums of signals generated by a radar device according to another embodiment of the present invention to detect a target.
5 is a block diagram of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is an operational flowchart of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션(computer program instruction)들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of the steps of each block and flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing the functions described in the step. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible to produce manufacturing items that contain instruction means that perform the functions described in each block or flowchart illustration in each step of the drawings. Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block and flowchart of the drawings.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명한다.Embodiments of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

도 1a 및 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 그래프이다.1A and 1B are graphs of signals generated by a radar device according to an embodiment of the present invention to detect a target.

도 1a를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 10은, 송신 주파수를 선형적으로 변경하는 FMCW 방식의 신호를 이용하여, 표적의 거리와 속도를 검출할 수 있다. 특히, 레이더 10은, 고속 첩 방식을 사용할 경우, 송수신 신호의 파형이 주기 T가 짧은 톱니파 형태일 수 있다. 상기 주기 T는, SRI(Sweep Repetition Interval)을 의미한다. FBW는 주파수의 대역폭(band width)를 의미한다. nT는, n개의 주기 T, 즉, 전체 주기를 의미한다.Referring to FIG. 1A, a radar 10 according to an embodiment of the present invention can detect a distance and a velocity of a target by using an FMCW method signal that linearly changes a transmission frequency. Particularly, when the high-speed multiplexing method is used, the radar 10 may be in the form of a sawtooth wave having a short period T of the transmission / reception signal waveform. The period T means an SRI (Sweep Repetition Interval). F BW is the band width of the frequency. nT means n cycles T, i.e., the whole cycle.

도 1b를 참고하면, 송신 신호에 대하여 반사된 수신 신호의 파형은, τ만큼의 지연 시간을 가질 수 있다. 레이더 장치 10은, 각각의 측정 시간 t에서, 표적에 반사된 신호가 수신되기까지의 지연 시간 τ 및 상기 표적의 속도 v를 계산할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, t가 0을 초과하고 주기 T 미만일 경우, 아래의 수학식 1을 통해 상기 지연 시간 τ 및 상기 속도 v를 계산할 수 있다.Referring to FIG. 1B, the waveform of the received signal reflected with respect to the transmission signal may have a delay time of?. The radar device 10 can calculate the delay time tau and the velocity v of the target until the reflected signal is received at the target at each measurement time t. For example, when t is greater than 0 and less than the period T, the radar apparatus 10 can calculate the delay time? And the velocity v through the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, t는 레이더 장치 10이 표적을 측정한 시간을 의미한다. Φt는, 송신 신호의 위상을 의미한다. Φr은, 수신 신호의 위상을 의미한다. R은, t=0 일때의 표적과 레이더 장치 10 간의 초기 거리를 의미한다. v는, 레이더 장치 10이 측정한 표적의 속도를 의미한다.

Figure pat00002
는, 레이더 장치 10과 표적간의 거리에 의한 위상차를 의미한다.Here, t denotes the time at which the radar device 10 measured the target. ? T denotes the phase of the transmission signal. ? R denotes the phase of the received signal. R means the initial distance between the target and the radar device 10 when t = 0. v means the velocity of the target measured by the radar device 10. [
Figure pat00002
Means a phase difference due to the distance between the radar device 10 and the target.

수학식 1에서, 송신 신호의 주파수 f는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In Equation (1), the frequency f of the transmission signal can be expressed by Equation (2) below.

Figure pat00003
Figure pat00003

수학식 1에서, 지연시간 τ는 아래의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.In Equation (1), the delay time? Can be expressed by Equation (3) below.

Figure pat00004
Figure pat00004

레이더 장치 10은, t가 주기 T를 초과하고 주기 2T 미만일 경우, 아래의 수학식 4를 통해 상기 지연 시간 τ 및 상기 속도 v를 계산할 수 있다.The radar apparatus 10 can calculate the delay time? And the velocity v through the following equation (4) when t exceeds the period T and the period is less than 2T.

Figure pat00005
Figure pat00005

수학식 4에서, 송신 신호의 주파수 f는 아래의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.In Equation (4), the frequency f of the transmission signal can be expressed by Equation (5) below.

Figure pat00006
Figure pat00006

도플러 효과에 의한 위상차는, 수학식 1 및 수학식 4에 기초하여 아래의 수학식 6과 같이 도출될 수 있다.The phase difference due to the Doppler effect can be derived as shown in Equation (6) below based on Equations (1) and (4).

Figure pat00007
Figure pat00007

이때, 상기 거리에 의한 위상차는, 아래의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the phase difference due to the distance can be expressed by Equation (7) below.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 수학식 7로부터 거리 해상도 ΔR은,

Figure pat00009
로 표현될 수 있다. 따라서, 거리 해상도 ΔR은, 주파수 대역폭 FBW가 증가할수록 증가된다.From the above equation (7), the distance resolution?
Figure pat00009
. ≪ / RTI > Therefore, the distance resolution? R increases as the frequency bandwidth F BW increases.

또한, 측정 가능한 최대 속도

Figure pat00010
는,
Figure pat00011
이므로, 레이더 장치 10은, 고속으로 이동하는 표적을 탐지하기 위해서, 주기 T를 감소시켜야한다. 즉, 레이더 장치 10은, 고속으로 이동하는 표적을 고해상도로 측정하기 위해
Figure pat00012
가 커져야 한다. 따라서, 레이더 장치 10은, 고속으로 이동하는 표적을 고해상도로 측정하기 위해서는, 짧은 시간에 더 큰 주파수 변화를 발생시키는 하드웨어 장치가 필요할 수 있다. 상기 하드웨어 장치는, 레이더 장치 10의 생산 비용의 상승을 초래할 수 있다.도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 그래프이다.Also, the maximum measurable speed
Figure pat00010
Quot;
Figure pat00011
The radar apparatus 10 must reduce the period T in order to detect a target moving at high speed. That is, the radar apparatus 10 can measure a high-speed moving target at a high resolution
Figure pat00012
. Therefore, in order to measure a high-speed moving target at high resolution, the radar apparatus 10 may require a hardware device that generates a larger frequency change in a short time. FIG. 2 is a graph of a signal generated by a radar device according to another embodiment of the present invention to detect a target. FIG.

도 2를 참고하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 서로 다른 크기의 주기를 갖는 송신 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 주기 T1을 갖는 제1 송신 신호들을, 주기 n1T1 동안 발생시킬 수 있다. 또한, 레이더 장치 10은, 주기 T2를 갖는 제2 송신 신호들을, 주기 n2T2 동안 발생시킬 수 있다. 또한, 레이더 장치 10은, 주기 T3을 갖는 제3 송신 신호들을, 주기 n3T3 동안 발생시킬 수 있다.Referring to FIG. 2, a radar apparatus 10 according to another embodiment of the present invention can generate transmission signals having periods of different sizes. For example, the radar device 10, the first transmission signal having a period T 1, can be generated during the period n 1 T 1. Further, the radar device 10 can be generated for the second transmission signal, the period T 2 n 2 with a period T 2. Further, the radar device 10, the cycle can be generated for the third transmission signal, the third period T 3 n with T 3.

레이더 장치 10은, 상기 송신 신호들에 대응하는 상기 서로 다른 크기의 주기들을 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 송신 신호를 송신하는 전체 구간

Figure pat00013
동안, 표적이 거리해상도 이내에 위치하는 범위 내에서 상기 서로 다른 크기의 주기들의 개수를 결정할 수 있다. 즉, 레이더 장치 10은,
Figure pat00014
을 충족하는 범위 내에서 상기 서로 다른 크기의 주기들의 개수를 결정할 수 있다.The radar device 10 may determine the different-sized periods corresponding to the transmission signals. For example, the radar device 10 may be configured so that the entire section
Figure pat00013
The number of cycles of the different magnitudes can be determined within a range in which the target is located within the distance resolution. That is, in the radar device 10,
Figure pat00014
The number of periods of the different sizes may be determined within a range that satisfies the following equation.

도 3a 내지 3c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하는 과정을 도시한다.3A to 3C illustrate a process in which a radar device according to another embodiment of the present invention detects a target.

도 3a는 레이더 장치 10이, 주기 1/T1에서 표적 A 및 B에 대하여 송신한 신호에 대한 반사된 수신 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한다. 도 3b는 레이더 장치 10이, 주기 1/T2에서 표적 A 및 B에 대하여 송신한 신호에 대한 반사된 수신 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한다. 도 3c는 레이더 장치 10이, 주기 1/T3에서 표적 A 및 B에 대하여 송신한 신호에 대한 반사된 수신 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한다.3A shows a frequency spectrum of a reflected received signal for a signal radar device 10 transmits for targets A and B in period 1 / T 1 . 3B shows the frequency spectrum of the reflected received signal for the signal radar device 10 transmits for targets A and B in period 1 / T 2 . 3C shows the frequency spectrum of the reflected received signal for the signal radar device 10 transmits for targets A and B in period 1 / T 3 .

도 3a 내지 3c를 참고하면, 레이더 장치 10은, 이동 속도가 느린 표적 A를 측정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 표적 A의 이동 속도가 느리기 때문에, 각각의 주기에서 측정한 수신 신호에 대한 주파수의 스펙트럼이 동일할 수 있다.Referring to Figs. 3A to 3C, the radar apparatus 10 can measure the target A with a slow moving speed. Since the moving speed of the target A is slow in the radar device 10, the spectrum of the frequency with respect to the received signal measured in each period can be the same.

그러나, 레이더 장치 10은, 이동 속도가 빠른 표적 B에 대하여 측정한 수신 신호에 대한 주파수의 스펙트럼은, 각각의 주기에서 다를 수 있다. 따라서, 레이더 장치 10은, 각각의 주기에 따라 서로 다른 변수를 이용하여 표적 B의 수신 신호에 대한 주파수 스펙트럼을 결정할 수 있다.However, in the radar apparatus 10, the spectrum of the frequency with respect to the received signal measured with respect to the target B having a fast moving speed may be different in each cycle. Thus, the radar device 10 can determine the frequency spectrum for the received signal of the target B using different parameters according to each period.

예를 들어, 도 3a를 참고하면, 레이더 장치 10은, 주기 1/T1에서 Δ1에 위치하는 표적 B의 수신 신호의 허상 값을 측정할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 주기 1/T1에 Δ1을 더하여, 표적 B의 수신 신호의 주파수의 실상 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 상기 주파수의 실상 값은,

Figure pat00015
으로 계산될 수 있다.For example, referring to FIG. 3A, the radar apparatus 10 can measure the virtual value of the received signal of the target B located at? 1 in the cycle 1 / T 1 . At this time, the radar device 10 can calculate the actual value of the frequency of the reception signal of the target B by adding? 1 to the period 1 / T 1 . For example, the actual value of the frequency may be,
Figure pat00015
. ≪ / RTI >

또한, 도 3b를 참고하면, 레이더 장치 10은, 주기 1/T2에서 Δ2에 위치하는 표적 B의 수신 신호의 허상 값을 측정할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 주기 1/T2에 Δ2을 더하여, 표적 B의 수신 신호의 주파수의 실상 값을 결정할 수 있다.Further, referring to FIG. 3B, the radar apparatus 10 can measure the virtual value of the received signal of the target B located at? 2 in the cycle 1 / T 2 . At this time, the radar device 10 can determine the actual value of the frequency of the reception signal of the target B by adding? 2 to the period 1 / T 2 .

또한, 도 3c를 참고하면, 레이더 장치 10은, 주기 1/T3에서 Δ3에 위치하는 표적 B의 수신 신호의 허상 값을 측정할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 주기 1/T3에 Δ3을 더하여, 표적 B의 수신 신호의 주파수의 실상 값을 결정할 수 있다.Further, referring to FIG. 3C, the radar apparatus 10 can measure the virtual value of the target signal of the target B located at? 3 in the period 1 / T 3 . At this time, the radar apparatus 10 can determine the actual value of the frequency of the reception signal of the target B by adding? 3 to the period 1 / T 3 .

레이더 장치 10은, 각각의 주기에서 표적 B의 수신 신호에 대하여 측정된 주파수의 스펙트럼이 동일하지 않도록 주기 1/T1 ,1/T2 ,1/T3를 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 각각의 주기의 최소 공배수가 표적 B의 속도 이상이 되도록 결정할 수 있다.The radar apparatus 10 can determine the periods 1 / T 1 , 1 / T 2 , 1 / T 3 so that the spectrum of the measured frequency is not the same for the received signal of the target B in each cycle. For example, the radar device 10 may determine that the least common multiple of each period is greater than or equal to the target B velocity.

도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 장치가 표적을 검출하기 위해 생성한 신호의 주파수 스펙트럼이다.4A and 4B are frequency spectrums of signals generated by a radar device according to another embodiment of the present invention to detect a target.

도 4a를 참고하면, 레이더 장치 10은, 서로 다른 크기의 주기들을 이용하여 송신 신호가 표적에 반사되어 수신된 신호의 주파수 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치 10은, 주기 T1은 5msec(200Hz), 주기 T2는 3.33msec(300Hz), 주기 T3은 2msec(500Hz)로 결정한 후, 상기 수신 신호의 주파수 값을 결정할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 상기 주기들 각각에 대하여 상기 표적에 대하여 수신된 신호의 주파수 값 90Hz를 검출할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the radar apparatus 10 can determine a frequency value of a received signal by reflecting a transmission signal on a target using periods of different sizes. For example, in the radar apparatus 10, the frequency value of the received signal can be determined after the period T 1 is determined to be 5 msec (200 Hz), the period T 2 is determined to be 3.33 msec (300 Hz), and the period T 3 is determined to be 2 msec . At this time, the radar device 10 may detect the frequency value 90 Hz of the received signal for the target for each of the periods.

도 4b를 참고하면, 레이더 장치 10은, 상기 표적에 대하여 주기 T1에서 30Hz 또는 330Hz 또는 630Hz 또는 930Hz의 주파수 값을 검출할 수 있다. 또한, 레이더 장치 10은, 상기 표적에 대하여 주기 T2에서 130Hz 또는 330Hz 또는 530Hz 또는 730Hz 또는 930Hz의 주파수 값을 검출할 수 있다. 또한, 레이더 장치 10은, 상기 표적에 대하여 주기 T3에서 430Hz 또는 930Hz의 주파수 값을 검출할 수 있다. 이때, 레이더 장치 10은, 상기 표적에 대하여 각각의 주기에서 동일하게 측정된 930Hz를 상기 표적에 대하여 수신된 신호의 주파수 값으로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 4B, the radar apparatus 10 can detect a frequency value of 30 Hz or 330 Hz, 630 Hz, or 930 Hz in the cycle T 1 for the target. Further, the radar apparatus 10 can detect a frequency value of 130 Hz or 330 Hz or 530 Hz, 730 Hz, or 930 Hz in the period T 2 for the target. Further, the radar apparatus 10 can detect a frequency value of 430 Hz or 930 Hz in the cycle T 3 for the target. At this time, the radar apparatus 10 can determine 930 Hz, which is the same measured in each cycle, with respect to the target as the frequency value of the received signal with respect to the target.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록도이다.5 is a block diagram of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, 송신 안테나부 101, 수신 안테나부 103, 제어부 105을 포함한다.Referring to FIG. 5, the radar apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes a transmitting antenna unit 101, a receiving antenna unit 103, and a controller 105.

송신 안테나부 101은, 적어도 하나의 표적을 측정하기 위한 송신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나부 101은, 상기 적어도 하나의 표적을 측정하기 위한 송신 신호를 생성하여 방사할 수 있다.The transmission antenna unit 101 can generate a transmission signal for measuring at least one target. For example, the transmission antenna unit 101 may generate and emit a transmission signal for measuring the at least one target.

수신 안테나부 103은, 적어도 하나의 표적에 반사된 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신 안테나부 103은, 상기 송신 안테나부 101이 송신한 신호가 상기 적어도 하나의 표적에 반사된 신호를 수신할 수 있다.The receiving antenna section 103 can receive signals reflected on at least one target. For example, the receiving antenna unit 103 can receive a signal transmitted by the transmitting antenna unit 101 and reflected on the at least one target.

제어부 105는, 레이더 장치 10의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부 105는, 송신 안테나부 101 및 수신 안테나부 103이 신호를 송신 또는 수신하도록 제어할 수 있다.The control unit 105 controls the overall operation of the radar device 10. For example, the control unit 105 can control the transmission antenna unit 101 and the reception antenna unit 103 to transmit or receive signals.

본 발명의 실시 예에 따른 송신 안테나부 101은, 서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신할 수 있다. 수신 안테나부 103은, 상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신할 수 있다. 제어부 105는, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정할 수 있다.The transmission antenna unit 101 according to the embodiment of the present invention can transmit transmission signals having different modulation periods. The reception antenna section 103 can receive the reception signals in which the transmission signals are reflected to the target. The control unit 105 may determine the traveling speed of the target based on the different respective modulation periods and times at which the respective received signals were received.

본 발명의 실시 예에 따른 제어부 105는, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정할 수 있다.The control unit 105 according to the embodiment of the present invention can determine the distance between the radar device and the target based on the different respective modulation periods and times when the respective received signals are received.

제어부 105는, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하고, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정할 수 있다.The control unit 105 may measure the frequency values of each of the received signals and determine the moving speed of the target based on the frequency values of each of the received signals and the received time of each of the received signals.

제어부 105는, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하고, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정할 수 있다.The control unit 105 may measure the frequency values of each of the received signals and determine the distance between the radar device and the target based on the frequency values of each of the received signals and the received time of each of the received signals.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.6 is an operational flowchart of a radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 레이더 장치 10은, S601단계에서 서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신한다. 레이더 장치 10은, S603단계로 진행하여, 상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신한다.The radar apparatus 10 according to the embodiment of the present invention transmits transmission signals having different modulation periods in step S601. The radar device 10 proceeds to step S603 and receives the reception signals in which the transmission signals are reflected on the target.

레이더 장치 10은, S605단계로 진행하여, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정한다. 레이더 장치 10은, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정할 수 있다.The radar device 10 proceeds to step S605 and determines the traveling speed of the target based on the different respective modulation periods and times when the respective received signals are received. The radar device 10 may measure the frequency values of each of the received signals. The radar device 10 may determine the traveling speed of the target based on the frequency values of each of the received signals and the time each of the received signals is received.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 레이더 장치 10은, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정할 수 있다. 레이더 장치 10은, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the radar device 10 may determine the distance between the radar device and the target based on the different respective modulation periods and times at which the respective received signals were received. The radar device 10 may measure the frequency values of each of the received signals. The radar device 10 may determine the distance between the radar device and the target based on the frequency values of each of the received signals and the time each of the received signals is received.

10: 레이더
101: 송신 안테나부
103: 수신 안테나부
105: 제어부10: Radar
101:
103: Receive antenna section
105:

Claims (8)

서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신하는 송신 안테나부;
상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신하는 수신 안테나부;
상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 제어부를 포함하는 레이더 장치.A transmission antenna unit for transmitting transmission signals having different modulation periods;
A reception antenna unit for receiving the reception signals reflected from the transmission signals;
And a control unit for determining a moving speed of the target based on the different respective modulation periods and the times when the respective received signals are received. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정하는 레이더 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit determines the distance between the radar device and the target based on the different respective modulation periods and times when the respective received signals are received. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하고, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 레이더 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit measures the frequency values of each of the received signals and determines the moving speed of the target based on the frequency values of each of the received signals and the received time of each of the received signals. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하고, 상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정하는 레이더 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller is configured to measure frequency values of each of the received signals and to determine a distance between the radar device and the target based on the frequency values of each of the received signals and the received time of the received signals, . 서로 다른 변조 주기를 갖는 송신 신호들을 송신하는 과정;
상기 송신 신호들이 표적에 반사된 수신 신호들을 수신하는 과정;
상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 과정을 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.Transmitting transmission signals having different modulation periods;
Receiving signals reflected on the target from the transmission signals;
And determining a traveling speed of the target based on the different respective modulation periods and the times when the respective received signals are received. 제5 항에 있어서,
상기 서로 다른 각각의 변조 주기 및 상기 각각의 수신 신호들이 수신된 시간들에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정하는 과정을 더 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
Further comprising determining a distance between the radar device and the target based on the different respective modulation periods and the times when the respective received signals are received. 제5 항에 있어서,
상기 표적의 이동 속도를 결정하는 과정은,
상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하는 과정;
상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 표적의 이동 속도를 결정하는 과정을 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
The process of determining the movement speed of the target includes:
Measuring frequency values of each of the received signals;
And determining a moving speed of the target based on the frequency values of the received signals and the received time of the received signals, respectively. 제5 항에 있어서,
상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들을 측정하는 과정;
상기 수신 신호들 각각의 주파수 값들 및 상기 수신 신호들이 각각 수신된 시간에 기초하여, 상기 레이더 장치 및 상기 표적 간의 거리를 결정하는 과정을 더 포함하는 레이더 장치의 동작 방법.6. The method of claim 5,
Measuring frequency values of each of the received signals;
Further comprising the step of determining a distance between the radar device and the target based on the frequency values of each of the received signals and the time each of the received signals is received.
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