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Automotive Radar with High-resolution Algorithm

고분해 알고리즘 적용의 차량 밀리파 레이더

자료제공:
DENSO Corporation

A4/12P

7,000원


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   번역/편집: 국제테크노정보연구소 기술정보실

자동차의 안전 운전을 지원하는 목적으로, 지금까지 레이저 레이더, 밀리미터파 레이더, 화상센서 등 여러 가지 센서가 제안, 상품화되어 왔다. 그 중에서 밀리미터파 레이더는 비, 안개, 눈이라고 하는 기후에 따라 그 성능이 쉽게 열화하지 않으며, 충돌 완화 시스템에 그 응용이 기대되고 있다. 충돌 완화 시스템은 차량에 탑재한 밀리미터파 레이더를 이용하여 전방 차량과의 거리, 상대속도를 검출하여, 검출한 차량과의 충돌을 피할 수 없다고 판단했을 경우, 자동적으로 안전벨트를 감아올리거나 브레이크를 동작시킴으로써 탑승자의 과실을 경감하는 시스템이다.
그런데, 현재의 밀리미터파 레이더는 다른 센서와 비교하여 가격이 비싸고, 주로 고급차의 옵션으로 설정되어 있다. 즉, 밀리미터파 레이더를 소형차까지 보급시키기 위해서는 센서의 소형, 저가격화가 필수 기술이 된다. 우리가 개발한 레이더는 수신 안테나로서 어레이 안테나(array antenna)를 채용하고 있으며, 각각의 안테나 소자에 입력하는 신호의 위상차를 검출함으로써 물표의 방위를 추정하고 있다. 이 경우, 단순하게 어레이 안테나의 안테나 소자수를 감소시키면 안테나 개구면이 작아지므로 센서를 소형화할 수 있다.
또, 이와 함께 안테나 소자에 입력한 신호를 수신하는 밀리미터파 회로의 수도 저감할 수 있기 때문에, 저가격화로도 이어진다. 그렇지만, 우리의 레이더는 안테나 소자에 입력한 신호에 대해 디지털적인 웨이트를 승산하여 어레이 안테나로부터의 출력전력이 최대가 되도록 웨이트를 조정하는 Beam Forming(BF)법을 이용하여 방위를 검출하고 있다. 따라서, 안테나 소자수를 줄임에 따라 안테나 지향성의 빔 반치각이 넓어지며, 물표의 방위 분리 성능이 열화한다. 이에 대하여, 반치각이 좁은 안테나의 널(null)점을 이용한 고분해능 알고리즘을 도입하면 안테나 소자수를 줄였을 경우에도 분리능에 관하여 BF법을 이용한 종래법과 비교해 우위성을 가질 가능성이 있다.
그래서 본고에서는 밀리미터파 센서의 소형, 저가격화를 꾀하기 위해, 고분해능 알고리즘의 하나인 Mutiple Signal Classification(MUSIC) 알고리즘을 이용한 물표의 방위 검출의 원리와 적용했을 경우의 밀리미터파 레이더의 성능에 대해 해설한다.

■ 주요내용

1. 서론과 개발 배경
2. Mutiple Signal Classification(MUSIC) 알고리즘
3. 공간 평균법과 시간 평균법
    ■ 스냅쇼트 수
    ■ 공간 평균법
    ■ 시간 평균법
4. 필드 테스트 결과와 성능 평가
    ■ 레이더 이미지
    ■ 도래파수가 증가했을 때의 방위 분리능


 

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