초록 ▼

최종목표
o 최대 15m 의 감지거리 내에서 1.5cm의 해상도로 물체를 감지하는 고성능 CMOS UWB 레이다센서 칩 및 레퍼런스모듈 개발
- 고성능 CMOS UWB 레이다센서칩(HW)
- UWB 레이다 레퍼런스 보드(HW)
- UWB 레이다 안테나(0.5GHz~4.5GHz) (HW)
- 레퍼런스모듈 제어기능(SW)
- 레퍼런스모듈 UI기능(SW)
o 주요 기능(또는 규격)
- 레이다 신호의 중심주파수 가변 기능(0.5MHz ~ 4.5GHz)
- 레이다센서의 Window mode 기

최종목표
o 최대 15m 의 감지거리 내에서 1.5cm의 해상도로 물체를 감지하는 고성능 CMOS UWB 레이다센서 칩 및 레퍼런스모듈 개발
- 고성능 CMOS UWB 레이다센서칩(HW)
- UWB 레이다 레퍼런스 보드(HW)
- UWB 레이다 안테나(0.5GHz~4.5GHz) (HW)
- 레퍼런스모듈 제어기능(SW)
- 레퍼런스모듈 UI기능(SW)
o 주요 기능(또는 규격)
- 레이다 신호의 중심주파수 가변 기능(0.5MHz ~ 4.5GHz)
- 레이다센서의 Window mode 기능 제공
- I2S, USART, SPI 등 다양한 host interface 기능
- 시작 기준 신호 발생 기능
o 주요 성능치
- 10G/s 샘플링
- 초당 45회 이상 거리데이타 측정 결과 출력
- 최대 10미터까지 1.5센티미터 물리 해상도
o 양산용 광대역 레이다 센서 칩 개발
- 중심주파수 범위 확장 기능 : 현재 2.5GHz~4.5GHz의 중심 주파수 가변범위를 Sub GHz까지 확장하여 지하매설물 탐지 등 까지 응용범위를 확장
- CMOS 레이더 센서 칩 개발 및 제작
- 중심주파수 및 대역폭 가변형 송신기 개발
- 서브-샘플링방식의 수신부 개발
- 광대역 특성의 저잡음증폭기 개발
- 광대역 임피던스매칭 기술개발
- 시작신호 발생기
- 송수신부 클럭신호 생성을 위한 고정밀 DLL 회로개발

개발내용 및 결과
o UWB 레이다 레퍼런스모듈 개발
1. 레퍼런스 보드
- 32bit ARM core MCU기반의 제어회로 구현
▶ 32bit ARM core MCU controller
▶ 크기 : 60mm x 50mm
▶ 무게 : 30g 이하
▶ SPI, USART, I2C Host Interface
- 레이더센서칩 특성에 최적화된 아날로그 회로 구현
- SPI, I2C, USART등 다양한 host interface 기능 구현
- 모듈 단위의 효율적 test scenario를 고려한 회로 구현
- 저전력 초소형 시제품 제작을 통한 기능 및 성능 검증

2. 고성능 UWB 레퍼런스 안테나
- 시제품 주문을 통하여 안테나 제작
- 임피던스 매칭을 통한 수정/보완
- UWB 레이다용 안테나 제작 :
기본 설계를 기준으로 설계 변경 및 시뮬레이션
▶ 크기 : 50mmx50mm (3~5GHz 기준이며, 3GHz 이하의 경우 투과용 레이더 센서 적용 영역으로, 안테나의 크기가 커짐)
▶ 동작주파수 : 2.5GHz~5GHz
▶ 이득 : 5dBi
▶ 임피던스 : 50ohm
▶ VSWR : 2 이하

o 레이다 레퍼런스모듈 제어, 시험 소프트웨어 개발
1. 제어 소프트웨어 개발
- 레이다센서 구동 소프트웨어 개발
- SPI, USART, I2C Host Interface 구동 소프트웨어 개발
- Center frequency Control 기능개발
- Window Mode Control 기능 개발
- 기본 클러터 제거 기능 개발
- 거리, 반사 신호 처리 및 기능 개발

2. 시험 소프트웨어 개발
- Center frequency 제어 기능개발
- Window Mode 동작 확인 기능 개발
- 기본 클러터 제거 확인 기능 개발
- 거리, 반사 신호 표시 기능 개발
o 근거리 고해상도 광대역 레이더 센싱 기술의 민간 시장 적용
- 지능형 침입 탐지 분야에서 지능형 기능 제공
- 검문 검색시 레이더의 특성으로 금속성 위험물을 쉽게 탐지
- 국방 지역에서의 적군 침입 감지

기술개발배경
- 비접촉 의료분야에서 호흡 및 심박 감지와 같은 역할 수행
- 화재지역 인명 구조
- 재난/지진지역에서의 바이탈 신호 탐지

o 개발 대상 기술․ 제품의 중요성과 파급효과
1. 개발 대상 기술․제품의 중요성
– 주관기관의 상용화에 따라 세계 시장 선점 가능성
▶ ㈜유메인은 국내 최초로 광대역 레이더 센서 제품을 상용화
▶ CES2016 라스베거스 전시회 : 세계 최초 초소형 레이더 센서 모듈 공개
▶ 국내외 침입보안 회사들로부터 MOQ 및 총판 문의
▶ 북미지역 드론 및 중국 드론 회사들로부터의 드론용 센서 요청
▶ 북미/남미 및 유럽지역에서의 노인 바이탈 신호 및 낙상 감지제품에 적용하기 위한 물량 구입 문의
▶ 제품의 품질 및 양산시 불량률을 낮추기 위한 양산용 칩셋이 요구됨

핵심개발기술의 의의
UWB 임펄스 레이다센서를 CMOS로 구현한 기술로서 일차 개발한 핵심기능을 확장하여 업그레이드하였으며 IOT시대에 기존의 다양한 센서 가운데 RF 신호를 사용하는 독특한 센서로서의 수요가 클 것으로 예상되며 순수 국산 기술로서 수출의 가능성도 매우 높을 것으로 예상됨

적용분야
o 적용범위(또는 서비스)
- (침입감지의 경우) 텔레캅, 공항 및 건물, 관공서 등 사람을 구분하는 탐지 센서로 활용
- (차량의 경우) 차량용 측후방 센서로 활용
- (이동 장치의 경우) 드론, 로봇 및 공장 자동화 장치 등 다양한 이동 장치의 충돌회피 센서로 활용
- (의료 분야의 경우) 노약자 감지, 호흡/심박 감지 등 활용
- (재난구조/안전 분야의 경우) 지진지역, 건물 철근 스캔, 화재지역 인명 구조 등에 활용

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 12
• 국문 요약문 ... 16
• 목차 ... 18
• 제 1 장 서론 ... 19
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 19
• 제 2 절 국내‧외 관련 기술 및 시장의 현황 ... 19
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적‧경제적 파급효과 ... 21
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 22
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발범위 ... 24
• 제 3 장 결과 및 향후계획 ... 27
• 제 1 절 연구개발 결과 ... 27
• 1. 연차 연구개발 추진 일정 ... 27
• 2. 연차 연구개발 추진 실적 ... 28
• 3. 광대역 고해상도 레이다 센서 개발 ... 38
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 58
• 제 3 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 59
• 제 4 절 사업비 사용현황 ... 60
• 제 5 절 연구개발결과의 활용계획 ... 62
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 63
• 끝페이지 ... 64