초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종목표
□ 5m이상 원격에서 호흡을 90% 이상의 측정 정확도를 갖는 주파수 24GHz 대역의 도플러 방식 레이더센서 개발하며, 24GHz 상용 칩을 이용한 하이브리드형 레이더 센서를 요구규격에 맞게 개발하는 한편 독자성 및 저 가격화를 위하여 CMOS 기술로 칩을 제작
□ 추진 전략
∘ 24GHz 도플러 방식 레이더센서 개발
∘ CMOS 기술로 칩 제작

○ 전체내용
□ 24 GHz 대역 Doppler방식 원격 호흡측정용 레이더센서 ∘ 안테나 시스템개발

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종목표
□ 5m이상 원격에서 호흡을 90% 이상의 측정 정확도를 갖는 주파수 24GHz 대역의 도플러 방식 레이더센서 개발하며, 24GHz 상용 칩을 이용한 하이브리드형 레이더 센서를 요구규격에 맞게 개발하는 한편 독자성 및 저 가격화를 위하여 CMOS 기술로 칩을 제작
□ 추진 전략
∘ 24GHz 도플러 방식 레이더센서 개발
∘ CMOS 기술로 칩 제작

○ 전체내용
□ 24 GHz 대역 Doppler방식 원격 호흡측정용 레이더센서 ∘ 안테나 시스템개발
∘ RF/BB모듈 개발
∘ 신호처리 모듈개발
∘ 신호처리 S/W개발
∘ 24GHz 레이더 센서칩 디자인
∘ 24GHz 레이더 센서칩 패키지
∘ 기능 및 인증시험

□ 24GHz TRx 칩 개발
∘ 24GHz 레이더 센서칩 디자인
∘ 24GHz 레이더 센서칩 패키지
∘ 성능
- 소비전력 50mW 이하
- Tx: Output powers: 6dBm
- Phase noise: -75 dBc @ 1MHz
- Rx Noise figure:15dB,
- 크기: 3.0mm x 1.5mm 이하

□ 연구개발성과
○ 기술적 성과
※기술수준 및 기술개발성과, 연구실적물 등을 간략히 기술
- 기술적인 측면에서 국내외 경쟁사 기술 및 제품과의 규격, 성능, 정밀도 등 사양비교를 통한 우월성 등 서술(기술개발의 의의)
- 선진국 수준 기술수준, 국산화율
- 연구성과와 관련된 특허, 실용신안, 논문발표 등 실적
□ 목표 대비 전체 달성도
5 m 이상 원격에서 호흡율 90 % 이상의 측정 정확도를 갖는 24 GHz 대역의 도플러 레이더 센서 및 24 GHz TRx MMIC 칩 개발을 완료함
□ 24 GHz 대역 Doppler방식 원격 호흡측정용 레이더센서
* 탐지확률 : 레이더 센서의 1인 호흡률을 다수 측정하여 피실험자의 유무에 따라 호흡 신호 탐지 확률, 10 회 이상 측정하여 호흡신호 탐지 빈도를 탐지확률로 한다.
* 측정성능 : 레이더센서의 측정성능은 흉강 호흡운동을 직접 측정할 수 있는 벨트형 호흡측정 센
서(GDX-RB, Vernier Software & Technology, USA)와 비교한다.
(함수)
* 탐지확률과 측정성능은 레이더센서와 5 m 이격 거리에서 피실험자가 레이더센서를 정면으로 바라보며 측정한다.
* 레이더 센서의 중심주파수는 허용 전파법규 주파수인 24.05~24.25 GHz 로 한다.
□ 24 GHz 대역 레이더 센서 TRx 칩
□ 연구성과와 관련된 특허, 실용신안, 논문발표 등 실적 ∘ 특허 1건 : 원격생체신호감지센서, 출원번호 : 10-2021-0050800(2021.4.20.)

○ 경제적 성과
□ 개발기술, 제품개발을 통한 생산성 향상
∘ 개발기술
1) 24GHz 도플러 방식 레이더센서 : 원격으로 무구속 호흡측정 기술
-독거노인 및 1인가정의 고독사 자동감지시스템으로 사회적 문제 해결
-1인가구 500만 가구가 국내시장으로 지금까지 자동감지시스템이 없었으나 본 과제를 통하여 제품개발로 신시장 창출
2) CMOS 기술로 칩 제작; 고기능 저가격화를 위한 칩 제작기술
□ 시장점유율(%) : 새로운 창출 시장, 2022년부터는 점유율 매년 10% 이상 증가예상
□ 매출액 증대, 수출액 : 현재 6억원, 시장창출제품으로 2022년부터 매년 50억원 이상 증가
□ 고용창출
- 고용목표 8명 : 총 수행기간 2021~2025
ㆍ연계제품 개발 투입인원 3명 채용 예정 및 생산인력 5명 충원 예정

○ 사회적 성과
- 고용 의무조건 달성 완료
:1명 (청년)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 24 GHz 대역 Doppler방식 원격 호흡측정용 레이더센서 활용 계획
∘ 헬스케어 산업분야
- 일상적으로 가정에서 체온측정, 운동량측정 및 심박측정 등 기초 건강데이터를 측정 DB화하여 건강생활을 유지하는 데 필요한 정보수집
∘ 교통분야 : 전방감지 레이더, 졸음감지센서
- 운전 중 졸음감지센서는 카메라 방법이 주로 사용되고 있으나 정확도에 문제가 있어 새로운 졸음센서 개발이 요구되고 있음
∘ 보안분야 : 침입감지
- 침입자 감지 도난방지 시스템 등
∘ 산업분야 : 자동문
- 포크레인 후방감지, 지게차 후방감지 레이더 개발이 시급함, 중장비 이므로 산업현장의 안전사고와 밀접함
∘ 조명산업 : 자동 점소등

□ 기대효과
∘ 기존제품은 일반적으로 패치안테나가 1Tx, 1Rx 방식으로 아직 상품화되어 있지 않음. 특히 사람의 움직임에 매우 취약, 사람이 움직이지 않을 때만 측정 가능하고, 낮은 신뢰성으로 인해 실제 상황에 적용하지 않은 제품임
∘ 본 제안 방식은 차동위상 레이더 방식으로 두 수신기 사이의 위상 차이 신호 검출함으로써 공통 잡음 제거하여 임의의 신체 움직임에 강한 센서로 개발하여, 다양한 움직임 환경에 적용하는 한편 고 신뢰성의 무접촉 호흡 센서 개발이 가능
∘ 수신부 안테나 수를 증가시킬수록 공통 된 움직임을 제거 할 수 있어 심박의 움직임을 더 명확하게 측정할 수 있음. 즉 검출되는 6개의 차동 위상 신호를 조합하여 높은 신호대 잡음비를 갖도록 하는 weight-sum 알고리즘을 적용
∘ LH에서는 매임 임대주택과 고시원을 운영하고 있는 바 2020부터 고독사 실시간 감지 시스템을 적용하고, 추후 분양형 주택에 적용하는 계획을 가지고 있음
∘ 제품의 차별성
∘ 세계적으로 아직 적용이 되지 않은 제품으로 개발 후 세계 시장을 선점 할 수 있음
□ 24 GHz 대역 Doppler방식 원격 호흡측정용 레이더센서
○ 원격 호흡측정 레이더 센서 성능 KOLAS 인증기관 시험 인증

(출처 : 요약(초록) 5p)