FMCW레이다 기본 개념과 도플러 레이더, 펄스레이더 조사 과제

소개

이 보고서에서는 FMCW 레이더의 기본이 되는 도플러 효과와 도플러 효과를 사용하여 거리 또는 속도를 측정하는 도플러 레이더, 도플러 레이더의 종류인 펄스파 레이더, 연속파 레이더를 설명한다.
FMCW 레이더의 기본 이론과 원리를 설명한 후 FMCW 레이더가 사용되는 분야에 대하여 서술하고 실제의 FMCW의 모듈인 ELVA-1사의 94GHz 대역 FMCW 레이더를 예를 들어 설명하겠다.
펄스파(Pulse Wave) 레이더란 전자파를 직사각형 펄스로 변조시킨 것을 목표물에 전파하여 그 목표물로부터의 미약한 반사파를 검출하는 방식이다.
연속파(Continuous Wave) 레이더란 연속파를 쏘아서 관측 점으로 반사되어 돌아오는 신호가 주파수 변화를 겪은 양을 측정하는 것으로서 주로 도플러 효과를 이용하여 물에의 속도를 측정하는 레이더이다.
이 보고서는 각 레이더의 원리, 특징을 설명하는 방식으로 진행한다.

목차

1. 서론
2. 도플러 레이다
3. 도플러 효과
4. 펄스파 레이다
5. 연속파 레이다
6. FMCW 레이다 원리
7. FMCW 레이다의 사용,응용
8. 레이더 모듈

본문내용

2.1. 펄스파 레이더의 특성

펄스파 레이더의 특성을 알기 위해 연속파 방식과 펄스파 방식으로 측정한 유속의 스펙트럼과 정확도를 비교하여 설명하고자 한다. 연속파 도플러(연속파 doppler)방식은 유체 안으로 발사된 초음파 빔 내에 있는 기포나 현탁고형물(Suspended Solids)과 같은 산란입자에 반사된 모든 신호를 한꺼번에 받아 유속을 계산해 낸다. 즉, 유체를 따라 흐르는 입자의 속도를 초음파 신호의 송수신주파수 차로부터 계산해 내는 것이다.
그러나 여기에는 공간적인 정보, 즉 어떤 위치에서 어떤 신호가 왔는지 구분할 방법이 전혀 없다. 따라서 유체내의 입자 분포가 균일하지 않은 경우나 센서로부터 수위가 멀어 질수록 주 유체의 단면적이 커질수록 매우 부정확하게 되고 아예 적용이 불가능한 경우도 있다. 간혹 수학적 혹은 통계적 기법에 따라 주파수 차로부터 가상의 유속분포를 알 수 있다고 하는 경우가 있으나 이는 매우 부정확한 것으로 신뢰할 수 없는 경우가 대부분이다.
선진국의 경우, 연속파 도플러 방식이 사용되는 대부분의 이유는, 정확한 시간조정과 복잡한 실시간 신호처리가 필수적인 펄스파도플러 방식에 비해 센서나 변환기 등의 하드웨어 구성이 매우 간단하므로 가격이 대단히 저렴한데 있다. 그러나 현장에서의 보정(calibration)이 필수적인 연속파 도플러 방식은 이러한 보정이 전혀 필요 없는 펄스파 도플러 방식과 비교하여 추가 비용이 드는 것으로 간주되어 최근 해외에서는 일반적이었던 연속파 도플러 방식이 펄스파 도플러 방식으로 급속히 교체되어 가고 있다.

참고자료

· 없음