DOI QR코드

DOI QR Code

The Phase Difference Measurement Module Development for Amplitude Modulated Range Measurement System

진폭 변조 거리 측정 시스템을 위한 정밀 위상차 측정부 개발

  • Noh, Hyoung-Woo (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Park, Jeong-Ho (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Kang, Il-Heung (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Choi, Mun-Gak (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Kim, Kang-Wook (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University)
  • Published : 2011.02.28

Abstract

A amplitude modulation(AM) range measuring system utilizes the phase difference of the modulated envelope of the reflected signal to measure the distance. It is known that the AM system has a problem in accuracy due to antenna leakage signals and spurious reflection signals, but an AM range measurement system using an active reflector, which shifts the frequency bands, has been proposed in order to minimize the measurement errors due to spurious signals. In this paper, a new phase measurement module for the AM range measurement system, which enables to measure long distance with good accuracy, is proposed. The modulation frequency is alternatively selected between 8 and 1 MHz, and the measured distance range with this module is up to 150 m within 2 cm accuracy. A JK flip-flop circuit is used for higher phase accuracy, and an XOR circuit is used to cover long distance.

진폭 변조를 이용한 거리 측정 시스템은 반송파를 진폭 변조하여 송수신한 신호의 진폭 변조 신호의 위상차를 사용하여 거리를 측정하게 된다. 진폭 변조 거리 측정 시스템에서 문제가 되는 안테나 간의 누설 신호 및 불요 신호에 의한 측정 오차를 최소화하기 위해 능동반사기를 사용하여 주파수 대역을 바꾸어 송신하는 방식이 제안되었다. 본 논문에서는 모호성이 없는 측정 거리를 확장하면서도 정밀한 측정을 가능하게 하는 새로운 위상측정부의 구현에 대해 설명하고 있다. 즉, 8 MHz 및 1 MHz의 두 개의 변조 주파수를 교차적으로 선택하여 변조함으로써, 150 m까지의 거리를 2 cm 이하의 오차로서 측정할 수 있게 하였다. 위상측정부는 정밀한 위상 측정을 위하여 높은 변조 주파수는 JK 플립플롭 위상차 측정기를 사용하고, 낮은 변조 주파수일 경우는 XOR 위상차 측정기를 사용하였다.

Keywords

References

  1. 이상성, 레이더 공학, 보성문화사, pp 17-18, 1999년.
  2. 이엠와이즈통신(주), "폭변조 레이더 및 그 거리 측정 방법", Korea patent-pending #102009-0052-512, 2009년.
  3. 방송통신위원회 고시, 제 2008-136호, "대한민국 주파수 분배표", 2008년.
  4. Ole K. Nilsen, W. D. Boyer, "Amplitude modulatedCW radar", IRE Transactions on Aeronautical andNavigational Electronics, pp. 50-254, 1962.
  5. 최문각, 우동식, 강일흥, 노형우, 김강욱, "거리 측정 정확도를 개선한 AM 레이더 모듈 설계", 한국전자파학회논문지, 21(8), pp. 911-919, 2010년. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2010.21.8.911
  6. 노형우, 최문각, 박정호, 강일흥, 김강욱, "능동반사기를 이용한 진폭 변조 방식의 거리 측정시스템 개발", 한국전자파학회 마이크로파 및 전파전파 학술대회, p. 170, 2010년.
  7. U. L. Rohde, Microwave and Wireless Synthesizers,Wiley, pp. 1-75, 1997.
  8. Behzad Razavi, Design of Analog CMOS IntegratedCircuits, McGraw-Hill, pp. 532-576, 2000.