77 GHz 차량용 레이더 시스템 설계

Abstract

본 논문에서는 76.5~77 GHz 대역 차량용 장거리 주파수 변조 연속파 레이더 응용을 위한 단일 채널 레이더 시스템의 설계와 측정 결과를 보인다. 송신기는 상용 GaAs MMIC를 사용하였고, 수신기는 65 nm CMOS 공정을 사용해 설계한 회로를 사용하였다. 제작된 하향 변환 수신 칩은 -8 dBm의 낮은 LO 전력으로 동작하기 때문에, 송신출력에서 -19 dB 방향성 결합기를 사용하여 믹서를 구동하였다. 모든 MMIC는 WR-10 도파관이 형성되어 있는 알루미늄 지그 위에 실장하였으며, 마이크로스트립-도파관 급전기를 통해 혼 안테나를 구동하여 실험하였다. 제작된 레이더 시스템의 크기는 <TEX>$80mm{\times}61mm{\times}21mm$</TEX>이고, 출력 전력은 10 dBm, 위상 잡음은 1 MHz 오프셋에서 -94 dBc/Hz, 그리고 수신기의 변환이득은 12 dB이다. This work presents the design and measured results of the single channel automotive radar system for 76.5~77 GHz long range FMCW radar applications. The transmitter uses a commercial GaAs monolithic microwave integrated circuit(MMIC) and the receiver uses the down converter designed using 65 nm CMOS process. The output power of the transmitter is 10 dBm. The down converter chip can operate at low LO power as -8 dBm which is easily supplied from the transmitter output using a coupled line coupler. All MMICs are mounted on an aluminum jig which embeds the WR-10 waveguide. A microstrip to waveguide transition is designed to feed the embedded waveguide and finally high gain horn antennas. The overall size of the fabricated radar system is <TEX>$80mm{\times}61mm{\times}21mm$</TEX>. The radar system achieved an output power of 10 dBm, phase noise of -94 dBc/Hz at 1 MHz offset and a conversion gain of 12 dB.