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영어

This paper presents the design of a signal processor for a compact radar system using an RFSoC. Conventional radar systems leveraged the direct digital synthesis capabilities of frequency synthesizers to generate radar signals. Recent advances in semiconductor technology pushed the limit of sampling rates of DACs up to a few giga samples per second, which allows signal processors for radar systems to directly produce radio frequency signals using RFSoCs which embed high-speed DACs. Employing RFSoCs for signal processors offers the benefit that it eliminates the need for DDS-based frequency up-conversion circuits including mixers, frequency multipliers and filters accompanied by the multipliers. The signal processor proposed in this paper is capable of producing 3 channels of RF signals required for the signal chain in the radar systems to up-convert/down-convert the transmitted/received signals. The performance of the fabricated signal processor, including frequency synthesis capability, dynamic ranges of received signal, linearity error within its dynamic range and Doppler frequencies has been tested. The tests confirmed that RFSoCs can be employed for the design of compact radar systems.

한국어

본 논문에서는 RFSoC(Radio Frequency System-on-Chip)를 적용한 소형 레이다용 신호처리기의 설계를 제 안하였다. 기존 레이다 시스템은 레이다 신호를 생성하기 위하여 주파수합성기의 직접디지털합성기(DDS; Direct Digital Synthesizer)를 사용하였다. 최근 반도체 기술의 발전은 DAC의 샘플링 속도를 수 GSPS(Giga Samples Per Second)까지 끌어올렸으며, 이러한 고속 DAC가 집적된 RFSoC를 이용한 레이다 시스템용 신호처리기는 RF신호를 직 접 생성할 수 있게 되었다. RFSoC로 설계된 신호처리기는 주파수합성기의 DDS 및 체배기, 믹서 등의 주파수 상향변환 회로와 필터의 제거가 가능한 장점이 있다. 본 논문에서는 제안하는 RFSoC를 적용한 신호처리기는 레이다 시스템의 송신신호 상향변환 및 수신신호 하향변환에 필요한 3채널의 RF 신호 출력이 가능하다. 제작한 신호처리기는 성능시험을 통해 송신 주파수 생성 기능, 수신신호의 동적 범위, 수신 동적 범위 내에서 신호의 선형성 오차, 도플러 주파수가 요구 규격을 만족함을 확인하였다. 이를 통해 RFSoC를 적용하여 소형 레이다 시스템의 설계가 가능함을 검증하였다.