24 GHz wideband FMCW radar for high range resolution is analyzed, designed, and implemented. For the application of detecting the level of fluid, received signal power and noise characteristics are analyzed. PLL structure using high speed DDS reference signal is designed in order to make wideband FMCW signal be highly linear. the effects of nonlinearity of this FMCW signal generation structure are analyzed. Corrugated horn antenna for high antenna gain and low side lobe is designed and implemented. considering the volume of the corrugated horn antenna, the radar having mono-static structure using only one antenna is designed. In mono-static radar, circulator is inserted for isolation of transmitter and receiver. Wideband circulator is implemented on PCB using 3-branch line coupler, because FMCW signal is widely modulated. Additionally, the effects on the spectrum of beat signal by leakage from the transmitter is analyzed. The measurements of implemented FMCW radar module were conducted at circumstance that can control the range and velocity of the target. Futher studies for higher measurement accuracy and measurements of real fluid are needed.
높은 거리 해상도를 위한 24 GHz 광대역 FMCW 레이더에 대해 분석하고 설계하여 구현하였다. 수위를 측정하는 적용 예에 대하여, 수신 신호의 전력과 잡음 특성이 분석되었다. 광대역의 FMCW 신호를 매우 선형적으로 생성하기 위해 고속의 DDS를 참조 신호로 사용하는 PLL 구조를 설계하였다. 이러한 FMCW 신호 생성 구조의 비선형성에 대한 영향을 분석하였다. 높은 안테나 이득과 작은 side lobe 를 갖는 corrugated 혼 안테나를 설계하고 구현하였다. 혼 안테나의 부피를 고려하여, 단일의 안테나를 사용하는 mono-static 구조로 설계하였다. mono-static 레이더에서는 송신단과 수신단의 격리도를 위해 circulator를 삽입한다. FMCW 신호가 광대역으로 변조되기때문에 3-branch line coupler를 이용하여 PCB에 광대역 circulator를 구현하였다. 추가적으로, 송신단으로부터의 누설이 차 주파수 스펙트럼에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 구현된 FMCW레이더 모듈은 목표물의 거리와 속도를 제어할 수 있는 환경에서 측정이 수행되었다. 차후 더 높은 측정 정확도와 실제 액체의 측정에 대한 연구가 필요하다.
