차량용 FMCW 레이더의 탐지 성능 분석 및 신호처리부 개발

Abstract

본 논문에서는 차량용 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더의 도플러 주파수와 아날로그-디지털 변환기 비트 수에 따른 탐지 성능 분석 및 신호처리부 개발을 진행하고자 한다. 성능 평가를 위한 FMCW 레이더의 시스템 모델은 송신부와 수신부로 구성되어 있으며 채널은 가우시안 잡음 환경을 사용한다. 이론과 시뮬레이션을 통해서 시스템 모델을 검증한다. 수신부에서는 수신 신호와 기준 신호사이의 부정합으로 인한 주파수 오차가 발생하게 된다. 75cm의 분해능를 갖는 FMCW 레이더에서 도플러 주파수가 약 38KHz이하인 경우 탐지 성능의 열화가 발생하지 않음을 알 수 있다. 아날로그-디지털 변환기 비트에 따른 탐지 성능은 6비트가 최소의 비트로 결정될 수 있음을 알 수 있다. 그리고 FPGA를 이용하여 디지털 송신 파형 발생기를 위한 집적 디지털 신디사이저(Direct Digital Synthesis) 칩을 기반한 FMCW 레이더 신호처리부를 설계 및 구현을 진행한다. This paper analyzes the detection probability of FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar based on Doppler frequency and analog-digital converter bit and designs and implements signal processing part of FMCW radar. For performance evaluation, the FMCW radar system consists of a transmitted part and a received part and uses AWGN channel. The system model is verified through analysis and simulation. Frequency offset occurs in the received part caused by the mismatching between the received signal and the reference signal. In case of Doppler frequency less than about 38KHz, performance degradation of detection does not occur in FMCW radar with 75cm resolution The analog-digital converter needs at least 6 bit in order not to degrade the detection probability. And, we design and implement digital signal processing part based on DDS chip of digital transmitted signal generator for FMCW radar.