FMCW is a radar system that frequency continuous wave is modulated by a triangular modulation signal so that it varies gradually and then mixes with the signal reflected from a target object with this transmit signal to produce a beat signal. In proposed structure, the triangle modulation pulse are made by DDS. DDS(Direct Digital Synthesizer) is a type of frequency synthesizer used for creating arbitrary waveform. As changing sweep time 10us to 100us, beat frequency is changed 330kHz to 34.7kHz. it is almost matched to calculated value. As changing distance 0.6m to 1.8m, beat frequency is changed 33.6kHz to 93.1kHz. it is also matched to calculated value. Implementation of Direct Conversion Structured FMCW RADAR using DDS has many advantages. First, By using DDS, it takes advantage of direct digital modulation, second, proposed structure has larger bandwidth, and shorter pulse width than various chirp generators developed. it makes better range resolution
DDS를 이용한 Direct Conversion 구조의 FMCW 레이더 시스템을 설계하였다. DDS에서 52~83.25MHz로 frequency sweep을 하고 VCO의 823MHz 신호와 함쳐져서 TX_source 에서 109.375~113.2812MHz 범위의 신호를 출력하게 된다. 이 신호는 ODU_TX_LO의 입력이 되고, PLL과 amp단을 거쳐 14~14.5GHz의 출력이 송신 안테나를 통해 출력됨과 동시에 ODU_LNC의 LO 신호로 입력이 된다. ODU_LNC에서는 수신안테나를 통해 받는 신호와 ODU_TX_LO를 통해 받은 신호를 합쳐서 beat frequency를 생성한다.
거리를 0.9m로 고정시키고 DDS의 sweep time을 10us부터 100us까지 변환시킬 때 beat frequency의 파형을 확인해 보았고, sweep time이 길어질수록 파형이 안정적으로 나오며, 40us부터는 트리거신호가 바뀔 때에도 beat frequency의 왜곡이 나타나지 않았다. 추출해낸 beat frequency 파형의 구체적인 주파수 분포를 알아보기 위해 FFT를 했고, 계산값과 측정값을 비교해 보았을 때, 그 추세는 비슷하였으나, 측정값이 계산값에 비해 더 높게 나왔다. 이는 실제 안테나에서 target의 길이 이외에 배선의 영향으로 delay 효과를 일으키기 때문으로 추정된다.
DDS sweep time을 60us로 고정시키고 거리를 0.6m부터 1.8m까지 변화시켰을 때에는 range resolution인 0.3m씩 변화시켰을 때 beat frequency 파형의 주기가 하나씩 증가함을 확인했으며 FFT를 하면, beat frequency가 거리가 증가함에 따라 증가하며,
실제 측정값과 계산값은 거의 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
제안한 구조는 direct digital modulation의 장점, DDS를 사용함으로써의 장점, 기존 chirp generator에 비해 넓은 Bandwidth와, 좁은 pulse width를 통해 range Resolution()이 더욱 개선되는 효과를 가진다.
