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디지털 레이더 수신기의 RF-수신단 설계 및 분석
A Study on RF Receiver Design and Analysis of Digital Radar Receiver 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.25 no.3, 2014년, pp.282 - 288  

임은재 (경남대학교 정보통신공학과) ,  황희근 (경남대학교 정보통신공학과) ,  이영철 (경남대학교 정보통신공학과)

초록
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본 논문에서는 디지털 레이더 수신기의 광대역 특성과 선형성을 확보하기 위해 동적 영역 파라미터를 중심으로 RF-수신단을 분석 및 설계하였다. 광대역 특성과 수신기의 동적 영역 개선을 위해 8.8~9.8 GHz의 광대역폭에서 저잡음 증폭기를 잡음원 매칭을 설계하여 잡음 지수를 최소화하였으며, 능동혼합기를 설계를 통한 수신기의 변환 이득 특성을 확보하여 RF-수신단의 선형성을 개선시켰다. 설계된 RF-수신단은 8.8~9.8 GHz의 광대역에서 이득 63 dB, 잡음 지수 1.2 dB을 얻었으며, RF-수신단의 동작영역은 75.8 dB의 특성을 나타내며, X-Band 디지털 레이더 수신기에 응용 가능함을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we have analyzed and designed a digital RF receiver based on the optimization of the dynamic range parameter to secure the wideband characteristics and linearity of digital radar receivers. To improve the wideband characteristics and dynamic range, a low noise amplifier is matching de...

주제어

#RF Receiver   #Digital Radar   #Dynamic Range  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 논문에서는 X-band 디지털 레이더 RF-수신단을 구현하기 위하여 1 GHz의 광대역 특성을 갖는 디지털 레이더 수신기의 대역폭에 따른 RF-수신단 동적 영역 개선과 광대역에서 잡음 정합법에 의한 LNA의 잡음을 최소화 시키고[12] 수신기의 민감도(sensitivity)와 동적 영역 사이의 절충값(trade-off)을 최적화 시켜 디지털 레이더 RF-수신단의 정량적인 설계 파라미터를 추출하고, 디지털 레이더 RF-수신단을 제작하여 실험 결과를 제시하였다.
  • 본 논문에서는 8.8～9.8 GHz의 1 GHz 대역폭을 갖는 디지털 레이더 RF-수신단을 구현하기 위하여 대역폭에 따른 RF-수신단의 성능 분석을 위한 동적 영역 개선과 잡음을 최소화 시키는 방안을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
디지털 레이더 시스템에서 영상 신호를 얻기 위해 무엇이 사용되는가? 디지털 레이더 시스템에서 효과적인 영상 신호를 얻기 위하여 RF-수신단에서 신호처리를 위한 ADC(Analog to Digital Converter)까지 이어지는 디지털 수신기 구조가 레이더 시스템에 널리 사용되고 있다[1],[2]. 디지털 레이더는 기존의 레이더보다 높은 거리분해능(range resolution), 안정성(stability), 신뢰성(reliability) 그리고 주파수 유연성(frequency flexibility)의 장점을 가지며, 표적(target), 위치(lo-cations), 속도(speed) 등의 정보 추출할 뿐만 아니라, 목표의 이미지(image), 인식(recognize) 분석을 위해 광대역 특성을 요구하므로, 디지털 레이더 RF-수신단 설계는 높은 효율을 얻기 위해 매우 중요하다[2].
디지털 레이더의 장점은? 디지털 레이더 시스템에서 효과적인 영상 신호를 얻기 위하여 RF-수신단에서 신호처리를 위한 ADC(Analog to Digital Converter)까지 이어지는 디지털 수신기 구조가 레이더 시스템에 널리 사용되고 있다[1],[2]. 디지털 레이더는 기존의 레이더보다 높은 거리분해능(range resolution), 안정성(stability), 신뢰성(reliability) 그리고 주파수 유연성(frequency flexibility)의 장점을 가지며, 표적(target), 위치(lo-cations), 속도(speed) 등의 정보 추출할 뿐만 아니라, 목표의 이미지(image), 인식(recognize) 분석을 위해 광대역 특성을 요구하므로, 디지털 레이더 RF-수신단 설계는 높은 효율을 얻기 위해 매우 중요하다[2].
디지털 레이더 RF-수신단에는 어떤 개선 방안이 필요한가? 디지털 레이더의 RF-수신단은 주파수 대역을 광대역화(wideband) 시킴에 따라 여러 채널을 한 대역에 전송하는 데에 있어서 선형성(linearity)과 동적 영역(dynamic range)을 향상시키기 위하여 RF-수신단에서 잡음 지수(noise figure), 혼변조(intermodulation), 그 외 스퓨리어스(spurious) 등의 비선형성 요소들에 대해 분석을 필요로 하므로, 이러한 파라미터와 연관되는 디지털 레이더 수신기의 동적 영역 개선 방안에 대한 필요성이 강조된다[3],[4].
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참고문헌 (12)

  1. Pedro Miguel Cruz, "Enhanced architecture to increase the dynamic range of SDR receivers", Radio and Wireless Symposium, 2011 IEEE, Jan. 2011. 

  2. Robert Bogdan Staszewski, "Digital RF and digitallyassisted RF(Invited)", RFIT 2011 IEEE International Symposium on, Dec. 2011. 

  3. Liang Peng, "Design and implementation of softwaredefined radio receiver based on blind nonlinear system identification and compensation", IEEE Tans. Circuits Syst. I, Reg. Papers, vol. 58, Nov. 2011. 

  4. Pedro Miguel Cruz, "Enhanced architecture to increase the dynamic range of SDR receivers", Radio and Wireless Symposium, 2011 IEEE, Jan. 2011. 

  5. Abhinav Kumar Tyagi, "A wideband RF frontend architecture for software defined radio", ICIIS 2010, Jul.-Aug. 2010. 

  6. Toney J. Rouphael, "RF and digital signal processing for software-defined radio", Newnes, 2009. 

  7. Robert E. Watson, "Receiver dynamic range : Part 2", WJ Tech-notes, vol. 14. no. 2, Mar./Apr. 1987. 

  8. Robert E. Watson, "Receiver dynamic range : Part 1", WJ Tech-notes, vol. 14, no. 1, Jan./Feb. 1987. 

  9. Wang Xin, "Research and implement of key technology of wideband digital receiver", Synthetic Aperture Radar, APSAR 2009, 2nd Asian-Pacific Conference on, Oct. 2009. 

  10. Zhijian Li, L. P. Ligthart, "Trade-off between sensitivity and dynamic range in designing digital radar receiver", 2008 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology(ICMMT), Apr. 2008. 

  11. Zhijian Li, "Design considerations of the RF front-end for high dynamic range digital radar receivers" Microwaves, Radar and Wireless Communications, 2008, 17th International Conference on, pp. 19-21, May 2008. 

  12. Wang Xiao-mei, Sun Zhengwen, Chen Young, and Wang Sixiu, "Design of X-band low-noise amplifier for optimum matching between noise power", Education Technology and Computer(ICETC), 2010, 2nd International Conference on, pp. V5-184-V5-188, vol. 5, Jun. 2010. 

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