본 논문은 단일 안테나를 사용한 호모다인 방식의 W-대역 주파수 변조 연속파형 (FMCW) 레이더 송수신장치의 송수신단간의 신호 결합에 의해서 발생하는 누설에 의한 IF 잡음의 특성을 분석하여 이를 효과적으로 제거할 수 있는 방안을 제시한다. 송수신장치에서 발생하는 누설은 LO 신호의 지연시간을 안테나 입력단의 부정합으로 인해서 발생하는 반사전력의 지연시간과 일치시켜 그 크기를 줄일 수 있다. 또한, 중간주퐈수(IF) 잡음은 주기적인 특이점을 가진 신호로써 VCO의 삼각파변조신호와 매우 유사한 스펙트럼 형태를 가짐을 확인하였다. 분석된 결과를 바탕으로 W-대역 호모다인 FMCW레이더 센서를 구현 하였으며, 표적감지 및 비트신호 검출 시험을 성공적으로 수행하였다. 본 분석 결과는 단일 안테나를 사용하는 호모다인 FMCW 레이더의 설계에 유용하게 적용될 것이다.
In this paper, we describe a solution to improve the effects of the transmitter leakage signals on the frequency modulated continuous wave (FMCW) radar with a single antenna configuration. We analyze characteristics of the IF noise caused by insufficient isolation between transmitter and receiver. The magnitude of the intermediate frequency (IF) noise from a front-end can be reduced by matching the LO signal delay time with that of the largest leakage source. Because the IF noise has periodic singularities at nT$_{m}$/2, t=0,1,2$cdots$, we find that spectrum of the IF noise due to the leakage signals is very similar to that of the VCO moduation signal except low frequency elements in the vicinity of DC. Based on the studies, we fabricated a W-band homodyne FMCW radar sensor and verified the proposed solution. The results are applicable to design of the homodyne FMCW radar with a single antenna configuration.
