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2중 송수신 모듈을 이용한 2차원 근거리 FMCW 레이다
Two-Dimensional Short Range FMCW Radar Using Dual Transceiver Modules 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.27 no.6, 2016년, pp.531 - 538  

서원구 (한화탈레스(주)) ,  김동욱 (충남대학교 전파공학과)

초록
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본 논문에서는 2중의 송수신 모듈을 이용하여 2차원 상의 표적 위치를 탐지하고, 실시간으로 추적할 수 있는 근거리 FMCW 레이다를 설계 및 제작하였다. 시분할로 동작하는 송수신 모듈로부터 수집된 1차원 거리 정보를 교차 활용하여 2차원 위치를 추출하는 기법을 제안하였고, 2차원 근거리 레이다에 성공적으로 적용하였다. 개별 레이다의 송수신 모듈에 대한 성능 측정 결과로 10 m와 30 m 위치에 있는 표적에 대한 결과를 제시하였으며, 주파수 분해능에 대응하는 range bin을 이용한 2차원 표적 맵을 활용하여 2차원 레이다의 성능 검증이 수행되었고, 제안된 기법의 유효성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we design and fabricate a short range FMCW radar which detects and tracks a moving target in a two-dimensional domain using dual transceiver modules. For the short range radar, we propose a scheme for alternate extraction of the two-dimensional positions using one-dimensional range in...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 24~24.25 GHz에서 동작하는 FMCW 레이다 송수신 모듈 2대를 이용하여 2차원 상의 표적 위치를 탐지하고, 실시간으로 추적할 수 있는 근거리 레이다 시스템을 설계 및 제작하였다. 시분할로 동작하는 송수신 모듈의 1차원 거리 정보를 교차 활용하여 2차원 위치 정보를 range bin으로 형성된 2차원 단위 셀로 추출하는 기법을 제안하여 적용하였고, 유효성이 성공적으로 검증되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
근거리 레이다 시스템은 어떤 산업에 활용되는가? 근거리 레이다 시스템은 민수, 군수 산업에서 다양하게 활용되고 있다. 민수 산업의 경우, 스마트 자동차, 무인 자동차에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있고, 군수 산업에서는 미래의 지상 무인 체계를 위한 차량이나 로봇에 장착될 근거리 레이다에 대한 연구가 이루어지고 있다.
FMCW 레이다는 어떤점에서 어떤 방식으로 사용되고 있나요? FMCW 레이다는 주파수 스윕(sweep) 모양을 톱니파, 삼각파, 사다리꼴 형태로 변조시킨 첩(chirp) 신호를 송신하여 목표물의 거리와 상대 속도를 검출하는 방식이다. FMCW 방식은 다른 변조 방식에 비해 제작이 쉽다는 점에서 차량용 장거리 레이다(Long Range Radar: LRR) 방식으로 많이 사용되고 있다[3].
근거리 레이다에 주로 사용되는 시스템은? 근거리 레이다에 주로 사용되는 시스템으로는 초광대역(Ultra Wide Band: UWB) 펄스 레이다와 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave: FMCW) 레이다가 있다[1],[2]. UWB 펄스 레이다 방식은 근거리 레이다 (Short Range Radar: SRR)에서 가장 많이 쓰이고 있으며, 반사되어 수신되는 파의 전파 지연 시간과 도플러 주파수 편이를 통해 표적의 거리와 상대 속도를 측정할 수 있다.
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참고문헌 (14)

  1. Nuno Paulino, Joao Foes, and Adolfo Steiger Garcao, Low Power UWB CMOS Radar Sensors, Springer, 2008. 

  2. Igor V. Komarov, Sergey M. Smolskiy, Fundamentals of Short-Range FM Radar, Artech House, 2003. 

  3. 장지영, 남상욱, "차량용 레이다 기술의 최근 발전 동향", 전자공학회지, 37(5), 2010년 5월. 

  4. Bassem R. Mahafza, Radar Systems Analysis and Design using MATLAB, Chapman & Hall/CRC, 2005. 

  5. Michael Klotz, Hermann Rohling, "24 GHz radar sensors for automotive applications", Journal of Telecommunications and Information Technology, vol. 4, pp. 11-14, Apr. 2001. 

  6. M. Jankiraman, Design of Multi-frequency CW Radars, SciTech Publishing, 2007. 

  7. Jelle van Kleef, Jeroen Bergmans, Leon Kester, and Frans Groen, "Multiple-hypothesis trilateration and tracking with distributed radars", 2006 9th International Conference on Information Fusion, pp. 1-7, Jul. 2006. 

  8. A. Balanis, Antenna Theory, John Wiley & Sons, 2005. 

  9. Z. Chen, S. Otto, "A taper optimization for pattern synthesis of microstrip series-fed patch array antennas", IEEE European Wireless Technology Conference, pp. 160-163, 2009. 

  10. Young-Bae Jung, Dae-Young Park, and Chang-Won Jung, "Low cost 24 GHz patch array antenna for high sensitivity EM sensor", 2010 Asia-Pacific Microwave Conference, pp. 7-10, Dec. 2010. 

  11. 김재환, 이성주, 권혁자, 양영구, "고선형성을 갖는 Ka 대역 FMCW 센서", 한국전자파학회논문지, 25(6), pp. 671-678, 2014년 6월. 

  12. 최정환, 김영훈, 김성철, "FMCW 레이다 시스템을 통한 CFAR 알고리즘에 대한 연구", 대한전자공학회 하계종합학술대회, 34(1), 2011년. 

  13. Hermann Rohling, Marc-Michael Meinecke, "Waveform design principles for automotive radar systems", 2001 CIE International Conference on Radar, pp. 1-4, Oct. 2001. 

  14. Yuanzhang Fan, Kai Xiang, Jianping An, and Xiangyuan Bu, "A new method of multi-target detection for FMCW automotive radar", 2013 IET International Radar Conference, pp. 1-4, Apr. 2013. 

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