(Radar) 레이다 신호처리 목차

레이다 신호처리를 실제로 만지면서 필요했던 것들을 순서대로 정리한 시리즈다. 데이터시트를 읽는 데 필요한 기초에서 시작해, 센서가 뱉는 IQ 신호가 무엇인지, 그 IQ를 접느냐 접지 않느냐가 CW와 FMCW를 어떻게 가르는지, CW 수신 체인을 코드로 어떻게 세우는지, 그리고 감시·추적 레이다의 표준인 펄스 파형은 무엇이 다른지까지 이어진다.

1. (Radar) 0. 레이다 개발 전에 알아야 할 기초 — 단위, 파장과 주파수, 주파수 밴드, 데시벨, 듀티 사이클, 도플러
2. (Radar) 1. 레이다 센서의 IQ 신호 이해하기 — 위상에 숨은 정보, 직교 복조, 왜 채널이 두 개여야 하는가
3. (Radar) 2. CW 레이다와 FMCW 레이다 — 같은 IQ, 접느냐 접지 않느냐 — 접기의 대가 $N$, 레인지 상관, 24 GHz 도플러의 실제 숫자
4. (Radar) 3. CW 수신 체인 구현 — IQ 신호에서 속도와 각도 구하기 — DC 제거, I/Q 보정, 창, FFT, 피크 보간, 채널 위상차
5. (Radar) 4. PW 레이다 — 펄스로 거리를 재는 법 — 두 개의 벽, 거리 모호성, 펄스 압축, PRF 체제, MTI와 blind speed, 데이터 큐브
6. (Radar) 5. 표적 추적 — 검출 목록을 트랙으로 잇기 — 찌그러진 오차 타원, 칼만과 α-β, 게이팅과 연관, IMM, 트랙 관리, NIS 검정
7. (Radar) 6. 위상배열 레이다 — 관성 없는 빔이 바꾸는 것 — 배열 인자와 조향, 격자엽, 스캔 손실, 빔 스퀸트, AESA와 디지털 배열, 자원 관리

0~3편은 24 GHz 근거리 CW 를 기준으로 쓰고, 4~6편은 X 밴드 감시 레이다로 기준을 옮긴다. 파형이 바뀌면 숫자 감각이 통째로 달라지기 때문이다. 0~4편이 전파를 검출 목록으로 바꾸는 과정이고, 5편이 그 목록을 트랙으로 바꾸는 과정이라면, 6편은 그 트랙이 다시 다음 빔을 어디로 보낼지 정하는 과정이다. 고리가 6편에서 닫힌다.

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• (C++) 3채널 레이다 센서로 물체 운동의 스핀축 계산하기 — 3편 8절 각도 계산의 응용. RX를 ‘ㄴ’ 자로 놓고 상하·좌우 위상차에서 스핀축을 구한다
• 레이다 센서 신호 처리 및 검증 툴 (MFC) — 원시 IQ 데이터를 눈으로 확인하는 시각화 툴

이 시리즈가 다루지 않는 것

범위를 미리 적어 둔다. 없어서 헤매는 것보다는 없다고 알고 넘어가는 편이 낫다.

• 안테나 소자 설계. 6편은 배열 수준까지다. 개별 방사 소자의 형상과 정합, 소자 간 상호 결합(mutual coupling)은 범위 밖이다.
• RF 프런트엔드 회로. 믹서와 LO는 블록으로만 다루고 LNA 설계, 정합, 기판 손실, 송신관은 범위 밖이다.
• 다중 센서 융합. 5편은 레이다 한 대까지다. 센서 정합(registration)과 순서가 뒤바뀐 측정은 이름만 짚고 넘어간다.