본 논문에서는 FM CW 레이더의 원리를 이용한 마이크로파 거리계에서 비트 신호(beat signal)의 스펙트럼 상관도(correlation)를 해석하고, 이를 이용하여 고 정밀도를 실현할 수 있는 거리 측정 알고리듬을 제안한다. 산업 자동화용과 같이 고 정밀도를 요구하는 경우, 거리계에 사용되는 VCO의 주파수 선형도가 매우 우수하여야 한다. 그러나 실제 VCO의 선형도를 높이기 위해서는 고가의 VCO나 복잡한 선형화 회로가 필요하며, 이는 장비 자체의 제작 비용을 높이는 요인이 된다. 거리 차가 충분히 작은 표적물에 대한 두 비트 신호의 주파수 스펙트럼간에는 상관도에서 침투지를 나타내는 주파수 ???V(offset)이 존재하게 되며, 본 논문에서는 이를 바탕으로 일반적인 VCO를 사용하더라도 정밀한 측정을 할 수 있는 상관 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리듬의 타당성을 검증하기 위한 측정 결과를 제시하였다.
In this paper, for the microwave level meter based on the FM-CW radar, we analyze the spectrum correlation of beat signals and propose a measurement algorithm using the theory. For industrial applications, level meters must have high precision, which requires a good linearity of VCO. But, in practice, it is very complicated or very expensive to make VCO linear enough to be acceptable in the industrial field. We propose a measurement algorithm using the fact that there exists a peak in the spectrum correlation of beat signals when range difference is sufficiently small. This makes it possible to determine the range difference in a precise manner even using a practical VCO. We present some experimental results to show the validity of this algorithm.
