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[RF전반]

Re: Re: Re: fmcw 방식에 대해서 질문을 드려도 될까요!?

글쓴이 : 이상진 날짜 : 2020-08-31 (월) 16:46 조회 : 42
아래 답변 참고하세요.

 >
 >
 > 먼저 소중한 시간에 답변 주셔서 정말 감사 드립니다.
>
> 제가 기본적인 지식이 부족하여 답변 달아 주신 부분에 대하여
>
> 제가 이해한 부분을 다시 적어 볼려고 하는데
>
> 혹시 추후라도 시간이 나신다면 다시 봐 주시면 정말 감사 드리겠습니다.
>
>  Frequency sweep range : 24GHz~24.1GHz
>  Frequency modulation : 1Hz
>
> 이렇게 설명 해 주신 부분은
>
> 주파수 변조 범위는 24~ 24.1GHz
> 주파수 변조 단위는 1Hz씩 변화한다 라고 이해를 하였습니다.

답변 : 1Hz씩 변하는게 아니고 모듈레이션이 1Hz입니다.
즉 24~24.1GHz를 변화시키는데 1초 걸린다는 의미입니다.

예를들면
0초 : 24GHz
0.1초 후 : 24.01GHz
0.2초 후 : 24.02GHz
1초 후 : 24.1GHz


> 발진기로부터 생성된 신호는 mixer와 TX 안테나로 나누어져서 보내집니다.
> => TX는 전송하기 위해서 MIXER는 수신 받은 데이터와 비교를 하기 위하여
답변 : 맞습니다.

>
> IF 주파수 측정 데이터가 1MHz로 측정 되었을 경우
> => 발진기로 부터 생성된 신호와 수신된 주파수의 차이
> => 이 측정된 값이 어떻게 mcu로 전달되는지 확실히 이해가 가질 않습니다.
답변 : 맞습니다.
현재 발진된 신호와 수신된신호가 발진하였을 당시의 시간차를 IF 주파수로 확인이 가능합니다.
그 확인은 Frequency modulation의 주파수 (현재는 1Hz)로 알 수 있습니다.
측정된 IF 주파수 값은 MCU가 바로 알수 없기 때문에
FFT (푸리에변환)이라는 기능을 사용합니다.
FFT는 시간축으로 들어오는 신호를 ADC로 수신 후 FFT하여 주파수축으로 변환합니다.
FFT를 진행하고나면 MCU가 주파수를 알 수 있습니다.


> > 100MHz를 1초에 sweep하니 1MHz가 측정되면 1/100초가 지난 것을 알 수 있습니다.
> => 주파수 변조 범위가 24~ 24.1GHz인데 이 범위내에 변조는 1초 내에 이뤄지기 때문에
> => 1MHz는 1/100초가 지난걸로 확인
답변 :  맞습니다.
지금 설정이 1초동안 100MHz가 변화하므로 1MHz차이는 1/100초 전에 발생된 신호입니다.

> 그래서  3×10^8 / 100을 하면 거리가 나오는 걸로 이해를 하였는데
답변: 1/100초는 송신된 신호가 타겟에 반사된 시간이므로
실제 거리는 {(3*10^8)/100}/2 를 해야지 편도 거리가 계산됩니다.

> 이렇게 이해를 하면 되는 건지 궁금합니다.
>
>  >
>  >
>  > FMCW는 알고계신 내용과 같이 주파수를 변조해서 거리 및 속도를 탐지하는 시스템입니다.
> >
> > 예를들어 아래와 같은 설정으로 되어있다고 가정하면...
> > Frequency sweep range : 24GHz~24.1GHz
> > Frequency modulation : 1Hz
> >
> > 발진기로부터 생성된 신호는 mixer와 TX 안테나로 나누어져서 보내집니다.
> > IF 주파수 측정 데이터가 1MHz로 측정 되었을 경우
> > 100MHz를 1초에 sweep하니 1MHz가 측정되면 1/100초가 지난 것을 알 수 있습니다.
> >
> > 현제 수신된 데이터를 FMCW가 송신한 시점이 1/100초 전이며
> > 빛의 속도로 계산하여보면 타겟까지 신호가 다녀온 시간이 1/100초 입니다.
> >
> > 이렇게하여 상대방과의 거리를 알 수 있습니다.
> >
> > 상대방의 속도는 가장 낮은 주파수와 가장 높은 주파수를 사용할 수 있습니다.
> > 도플러 현상에 의하여
> > 24GHz보다 낮은 주파수가 수신되면 멀어지는 물체가 있는 것이고
> > 24.1GHz보다 높은 주파수가 수신되면 가까워지는 물체가 있는거죠
> >
> > FFT를 사용하는 이유는
> > IF 신호의 정확한 주파수를 계산하기 위함입니다.
> > 시간축으로 들어오는 신호를 ADC하여 FFT 계산하면 IF 신호가 주파수측으로 표현이 됩니다.
> >
> > 도움이 되시길 바랍니다.
> >
> >
> >  >
> >  >
> >  > 안녕 하세요.
> > >
> > > 얼마전에도 질문을 드렸는데,
> > >
> > > 지금 공부를 하다가 보니 생각을 잘못하고 있는 것 같아서 질문을 드리게 되었습니다.
> > >
> > > 현재 저는  Distance2Go kit를 바탕으로
> > >
> > > fmcw 도플러 레이더 방식에 대해서 공부를 하고 있습니다.
> > >
> > > 근데 기본지식이 부족하여 이것저것보다고 지금까지 본것들이
> > >
> > > 헷갈리고 있긴 합니다.
> > >
> > > 그래서 한번 정리를 해야겠다는 생각이 들어서
> > >
> > > 이렇게 글을 올리게 되었습니다.
> > >
> > > FMCW 레이더=> Frequency Modulation Continuous Wave
> > >
> > > 주파수 변조를 시키면서 연속된 웨이브 신호를 보내고 반사되어 오는 신호와 비교를 하여
> > > 거리를 측정한다고 알고 있습니다.
> > >
> > > https://blog.naver.com/iotsensor/221179629275
> > >
> > > 여기에 나와 있는 FMCW LiDAR 부분의 계산식을 이용하면 거리를 측정할 수 있다고 생각을 합니다.
> > >
> > > 그래서 계속 수신되는 데이터를 체크만 하면 될 것 같습니다.
> > >
> > > 하지만 공식을 봐도 설명을 봐도 이해가 잘되지 않습니다.
> > >
> > > 그리고 도플러 공식을 이용하면 속도와 방향을 알수 있다고 하는데
> > >
> > > 이 부분에 대한 내용은 아직 확실히 모르고 있고요.
> > >
> > > 그렇다면 여기에서 퓨리에 변환을 써야 된다고 하는데,
> > >
> > > 어떻게 쓰는지도 아직은 잘 모르겠습니다.
> > >
> > > ===========================
> > >
> > > 여기까지 보면서 그냥 FMCW 도플러 레이더 방식을 써서
> > >
> > > 주기적으로 주변에 움직임이 있는 물체가 있는 확인하는 것은
> > >
> > > 수신된 RF 신호를 가지고 각각의 계산식에 대입을 하면 끝인거
> > >
> > > 같은데..
> > >
> > > 그렇다면 그냥 수신 쪽에 데이터를 받아 Interrupt를 뜨게 하고 ADC 처리를
> > >
> > > 해서 DMA로 계산식 처리를 해서 실시간으로 각 물체의 거리 및 속도, 방향 값을
> > >
> > > 저장하면 될거라 생각을 합니다.
> > >
> > > 근데 이렇게 간단하게 생각하면 되는지 이제와서 궁금하네요..
> >  >
> >  >
>  >
>  >
 >
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