Abstract
Recently, a FMCW radar is used for the various purposes in the short range detection and tracking of targets. The main advantages of a FMCWradar are the comparative simplicity of implementation and the low peak power transmission characterizing the very low probability of signal interception. Since it uses the frequency modulated continuous wave for transmission and demodulation, the received beat frequency represents the range and Doppler information of targets. Detection and extraction of useful information from targets are performed in this beat frequency domain. Therefore, the resolution and accuracy in the estimation of a beat spectrum are very important. However, using the conventional FFT estimation method, the high resolution spectrum estimation with a low sidelobe level is not possible if the acquisition time is very short in receiving target echoes. This kind of problems deteriorates the detection performance of adjacent targets having the large magnitude differences in return echoes and also degrades the reliability of the extracted information. Therefore, in this paper, the model parameter estimation methods such as autoregressive and eigenvector spectrum estimation are applied to mitigate these problems. Also, simulation results are compared and analyzed for further improvement.
오래전부터 활용되어진 FMCW 레이다는 최근에 와서 고해상도 단거리 탐지 및 추적 등의 목적으로 다양하게 사용되어지고 있다. 이러한 레이다는 비교적 간단하게 구현이 가능할 뿐만 아니라 저 전력의 첨두치 신호를 넓은 주파수 대역에 걸쳐서 송신하는 방식이기 때문에 외부기기에 의한 전자파 신호의 탐지 가능성을 현저히 낮출 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 레이다에서는 주파수 변조된 연속적인 파형의 신호를 송신하고 목표물에 의한 반사신호의 복조 시에도 이러한 신호를 기준 주파수로 사용한다. 따라서 목표물의 거리 및 속도 정보 모두 비트 주파수 형태로 수신되어진다. 즉 이러한 비트 스펙트럼 영역에서 물체의 탐지여부를 판단하고 관련 정보를 추출하게 된다. 따라서 비트 스펙트럼 추정의 정확도 및 해상도가 우수하여야 한다. 그러나 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 방식에 의한 스펙트럼 추정은 레이다 수신 신호의 획득시간이 짧을 경우 높은 주파수 해상도 및 낮은 부엽크기를 유지 할 수 없는 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제는 반사신호의 강도가 현저히 다른 인접 목표물들 간의 탐지를 어렵게 할뿐만 아니라 추출된 정보의 신뢰성을 떨어트린다. 따라서 본 논문에서는 모델 파라메터 추정 방법인 AR(Autoregressive) 및 EV(Eigenvector) 스펙트럼 추정을 적용하여 이러한 문제점들을 개선하였으며 그 모의실험 결과들을 비교하고 분석하였다.