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전방에 있는 물체의 관측을 위해 방사될 RF 신호를 생성하는 송신부;상기 송신부에 의해 생성된 RF 신호를 외부로 방사하는 송신 안테나;상기 송신 안테나로부터 방사된 신호에 대해 전방의 물체로부터 반사된 신호를 수신하는 수신 안테나;상기 수신 안테나를 통해 수신된 신호(아날로그 신호)와 상기 송신부로부터의 송신신호를 혼합하여 디지털 신호로 변환하는 수신부; 및상기 송신부 및 수신부의 동작을 제어하고, 송신부가 RF 신호를 생성하도록 하는 명령을 송출하며, 상기 수신부에 의해 변환된 디지털 신호를 입력받아 전방 물체에 대한 위상 정보를 추출하고, 간섭계 원리를 이용하여 고도정보를 생성하여 3차원 레이더 영상을 생성하는 신호처리부를 포함하며,상기 송신부는, 송신 파형을 생성하는 DDS(Direct Digital Synthesizer); 상기 DDS에 의해 생성된 송신 파형 중 최적의 주파수를 갖는 송신 파형을 선택하기 위한 4채널 필터뱅크; 및 상기 4채널 필터뱅크를 거쳐 선택된 송신 파형의 출력을 증폭하는 고출력 증폭기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제1항에 있어서,상기 송신부는 RF 신호로서, 1GHz 이상의 초광대역 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제1항에 있어서,상기 송신 안테나는 2개의 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제4항에 있어서,상기 2개의 송신 안테나와 상기 송신부 사이에는 2개의 송신 안테나 중 한 개를 선택하기 위한 RF 스위치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제1항에 있어서,상기 수신 안테나는 다수의 단위 안테나로 이루어진 안테나 어레이(array)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제6항에 있어서,상기 수신 안테나 어레이는 2차원 배열로 구성되는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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제7항에 있어서,상기 수신 안테나 어레이에서 다수의 단위 안테나 간의 수평방향 간격은 λ(송신 파형의 중심주파수)/2로 설정하고, 수직방향 간격(d)은 d ≤λ로 설정하는 것을 특징으로 하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치
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RF 신호를 생성하는 송신부, RF 신호를 방사하는 송신 안테나, 전방물체로부터 의 반사신호를 수신하는 수신 안테나, 수신신호(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환하는 수신부 및 3차원 레이더 영상을 생성하는 신호처리부를 포함하는 전방관측 3차원 영상 레이더 장치를 이용한 3차원 영상 획득방법으로서, a) 전방에 있는 물체의 관측을 위해 상기 송신부에 의해 RF 신호를 생성하는 단계;b) 상기 생성된 RF 신호를 상기 송신 안테나에 의해 외부로 방사하는 단계;c) 상기 방사된 신호에 대해 전방의 물체로부터 반사된 신호를 상기 수신 안테나에 의해 수신하는 단계;d) 상기 수신 안테나를 통해 수신된 신호(아날로그 신호)와 상기 송신부에 의해 생성된 RF 신호를 상기 수신부에 의해 혼합하여 디지털 신호로 변환하는 단계; 및e) 상기 수신부에 의해 변환된 디지털 신호를 상기 신호처리부에 의해 입력받아 전방 물체에 대한 위상 정보를 추출하고, 간섭계 원리를 이용하여 고도정보를 생성하여 3차원 레이더 영상을 생성하는 단계를 포함하며,상기 단계 d)에서 상기 수신 안테나를 통해 수신된 신호(아날로그 신호)와 상기 송신부에 의해 생성된 RF 신호를 상기 수신부에 의해 혼합한 신호(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환하기 위해, LFM(Linear Frequency Modulation) 신호의 비트주파수를 검출한 후 비트주파수를 샘플링하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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제9항에 있어서,상기 단계 e)에서 위상 정보를 추출하고, 간섭계 원리를 이용하여 고도정보를 생성하여 3차원 레이더 영상을 생성하는 프로세스는, e-1) 수신 안테나 1번 행 및 2번 행에 의해 각각 측정된 신호를 이용하여 2차원 레이더 영상정보를 각각 획득하는 단계; e-2) 상기 각각 획득된 영상정보로부터 각각의 픽셀의 위상(φ1,φ2)을 계산하는 단계; e-3) 상기 계산된 각 픽셀의 위상(φ1,φ2)으로부터 두 픽셀 간의 위상차(φ=φ1-φ2)를 계산하는 단계; e-4) 상기 각 픽셀의 고도정보(h)를 계산하는 단계; e-5) 이렇게 하여 위상차(φ=φ1-φ2) 및 고도정보(h)가 계산되면, 모든 픽셀이 계산되었는지를 판별하는 단계; e-6) 상기 단계 e-5)의 판별에서, 모든 픽셀이 계산되지 않았으면, 수신 안테나 1번 행 및 2번 행에 대하여 각각 상기 단계 e-2)로 프로그램 진행을 회귀시키는 단계; 및 e-7) 상기 단계 e-5)의 판별에서, 모든 픽셀이 계산되었으면, 2차원 영상 한 장과 상기 단계 e-4)에서 계산된 고도정보를 바탕으로 3차원 영상정보 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 e-3)에서 상기 위상차(φ=φ1-φ2)는 다음의 수식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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제11항에 있어서,상기 단계 e-4)에서 상기 고도정보(h)는 다음의 수식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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a) 제1 송신 안테나를 이용하여 RF 신호를 송신하고, 두 개의 수신 안테나 어레이를 이용하여 청구항 제10항에 기재된 영상 생성 프로세스의 순서대로 프로세스를 진행하여 두 장의 2차원 영상 및 고도정보를 획득하는 단계;b) 제2 송신 안테나를 이용하여 RF 신호를 송신하고, 두 개의 수신 안테나 어레이를 이용하여 청구항 제10항에 기재된 영상 생성 프로세스의 순서대로 프로세스를 진행하여 두 장의 2차원 영상 및 고도정보를 획득하는 단계; 및c) 상기 단계 a)와 b)에서 각각 획득된 2차원 영상 및 고도정보 간의 움직임량을 영상등록방법이나 차량에 장착된 타코메타(tachometer)를 이용하여 계산하고, 그 계산된 움직임량을 상기 단계 b)에서 획득된 2차원 영상 및 고도정보에 반영하여, 2차원 영상 및 고도정보를 보상하여 2차원 영상 및 고도정보에 대한 평균 맵을 생성함으로써 3차원 영상정보 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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a) 제1 송신 안테나를 이용하여 RF 신호를 송신하고, 두 개의 수신 안테나 어레이를 이용하여 위상 정보가 포함된 원시 데이터를 획득하는 단계;b) 제2 송신 안테나를 이용하여 RF 신호를 송신하고, 두 개의 수신 안테나 어레이를 이용하여 위상 정보가 포함된 원시 데이터를 획득하는 단계;c) 상기 제1 송신 안테나를 통해 RF 신호를 송신 후, 레이더가 장착된 차량이 움직였을 경우 상기 제2 송신 안테나를 사용해 얻은 위상정보의 변화를 보상하기 위해 위상보상값(φcomp)을 계산하고, 계산된 위상보상값(φcomp)을 상기 단계 b)에서 얻은 원시 데이터에 반영하여 위상을 보상하는 단계;d) 두 개의 수신 안테나 어레이 별로 상기 단계 a)에서 획득된 원시 데이터와 상기 단계 c)에서 획득된 원시 데이터의 각각의 위상을 평균하는 단계; 및e) 상기 위상 평균한 두 개의 데이터를 이용하여 각각 2차원 영상을 얻고, 청구항 제10항에 기재된 영상 생성 프로세스의 순서대로 프로세스를 진행하여 3차원 영상정보 맵을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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제15항에 있어서,상기 단계 c)에서의 위상정보가 변화를 보상하기 위해, 차량에 타코메타를 장착하여 차량속도를 측정하여 차량의 이동 거리를 계산하고, 그를 바탕으로 다음의 수식을 이용하여 위상보상값(φcomp)을 계산하는 것을 특징으로 하는 3차원 영상 획득방법
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