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차량 충돌방지용 FMCW 레이더의 주파수 Sweep 선형성 개선을 위한 간단한 기법
Simple Method for Improving the Frequency Sweep Linearity of FMCW Collision Warning Radar 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.21 no.10 = no.161, 2010년, pp.1109 - 1115  

현유진 (대구경북과학기술원 미래산업융합기술연구부) ,  오우진 (금오공과대학교 전자공학부) ,  이종훈 (대구경북과학기술원 미래산업융합기술연구부)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) Radar can detect the distance and the velocity of forward obstacles using linearly modulated FM signal. For better performance, the RF of radar should be operated with wideband frequency linearity on 300 MHz bandwidth at 77 GHz carrier frequency. In this pa...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 M이 큰 경우에는 fbH가 낮아져 기존의 LPF로 제거되지 않을 수 있으므로 이를 구분하기 위한 방안을 살펴보자. 송신 파형 주기 T에서 각 비트 주파수의 전력비는 다음의 관계를 갖는다.
  • 본 논문에서는 차량 충돌 방지용 FMCW 레이더 센서에 적합한 주파수 선형성을 개선하기 위한 송신파형 방식을 제안하였다. 임의파형 발생기를 통한 VCO 발생 회로의 튜닝 전압과 출력 주파수의 관계를 FMCW 레이더 측면에서 살펴보고, 제안한 송신파형으로 주파수 특성을 측정할 수 있음을 보였다.
  • 이는 77 GHz 스위치, 커플러 등과 같은 추가 회로가 필요한 단점이 있다. 본 논문에서는 차량용으로 적합하도록 가격과 생산성을 고려하여 상용 VCO에 적합한 선형화 기법에 대하여 제안하고자 한다. 제안된 방법에서는 기존 시스템의 하드웨어 변경 없이 송신 파형 만으로 비선형성을 측정할 수 있음을 보였다.
  • 본 논문에서는 추가회로 없이 FMCW 레이더의 동작원리를 분석하여 RF부의 주파수 비 선형성을 측정하는 방법을 제안한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더는 어떤 장점이 있는가? 전방 차량 충돌 방지를 위한 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더는 77 GHz 대역의 초고주파를 사용하여 외부 환경의 영향이 적고 구현이 간단한 장점이 있어 많은 연구가 진행되어 왔다. 최근에는 이를 상용화한 ACC(Adaptive Cruise Control)가 고가 차량에 장착되어 판매되고 있다[1]~[4].
FMCW 레이더는 어떤 방식인가? FMCW 레이더는 선형 FM 변조를 사용하여 거리에 따른 지연 시간으로부터 주파수 차를 측정하는 방식이다. 따라서 그 성능은 RF단의 광대역 주파수선형에 의존하게 된다.
FMCW 레이더의 성능은 무엇에 의존하게 되는가? FMCW 레이더는 선형 FM 변조를 사용하여 거리에 따른 지연 시간으로부터 주파수 차를 측정하는 방식이다. 따라서 그 성능은 RF단의 광대역 주파수선형에 의존하게 된다. 선형성을 개선하기 위한 많은 연구가 고 해상도 FMCW SAR(Synthetic Aperture Radar)에서 진행되어 왔었다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. 홍주연, 강동민, 윤형섭, 심재엽, 이경호, "전방감시용 밀리미터파 레이더 기술 동향", 전자통신동향 분석, 22(5), pp. 35-45, 2007년 10월. 

  2. Federal Motor Carrier Safety Administration, "Concepts of operations and voluntary operational requirements for forward Collision Warning Systems (CWS) and Adaptive Cruise Control(ACC) systems on-board commercial motor vehicles", http://www. fmcsa.dot.gov/facts-research/research-technology/re- port/forward-collision-warning-systems.htm, Jul. 2005. 

  3. R. H. Bishop, Intelligent Vehicle Technology and Trends, Artech House, 2005. 

  4. T. Gandhi, M. M. Trivedi, "Pedestrian protection systems: Issues, survey, and challenges", IEEE Trans. Intell. Transport. Syst., vol. 8, no. 3, pp. 413-430, Sep. 2007. 

  5. H. Li, H.-M. Rein, T. Suttorp, and J. Bock, "Fully integrated SiGe VCOs with powerful output buffer for 77-GHz automotive radar systems and applications around 100 GHz", IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 39, pp. 1650-1658, 2004. 

  6. C. Wagner, A. Stelzer, and H. Jager, "PLL architecture for 77-GHz FMCW radar systems with highly- linear ultra-wideband frequency sweeps", Proc. IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., San Francisco, pp. 399-402, Jun. 2006. 

  7. J. Fuchs, K. Ward, M. Tulin, and R, York, "Simple techniques to correct for VCO nonlinearities in short range FMCW radars", Proc. IEEE MTT-S Int. Microw. Symp. Dig., San Francisco, pp. 1175-1178, Jun. 1996. 

  8. H. Rohling, M. Meinecke, "Waveform design principles for automotive radar systems", Proc. CIE Int. Radar Conf., pp. 1-4. 2001. 

  9. 현유진, 오우진, 이종훈, "77 GHz 차량용 레이더 신호처리부 구현", 대한전자공학회 하계종합학술대회, 2009년. 

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