KR100923160B1 - 무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정장치 및 그방법 - Google Patents

무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격으로 조정되는 무인 비행체에 전파 측정기를 탑재하여 지상의 측정 제어기의 제어에 따라 특정 지역에 대한 전자파 강도를 측정하는 무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와, 상기 전파 측정기와 통신하는 지상 측정 제어기를 포함하되, 상기 전파 측정기는, 전파 환경을 측정하는 전파 환경 측정수단; 상기 지상 측정 제어기와 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제1 무선 송수신수단; 및 상기 무선 송수신수단을 통해 전달된 측정 환경 정보에 따라 상기 전파 환경 측정 수단을 제어하고, 상기 전파 환경 측정 수단에 의해 측정된 데이터를 상기 무선 송수신수단을 통해 상기 지상 측정 제어기로 전달하는 제어수단을 포함하고, 상기 지상 측정 제어기는, 상기 제1 무선 송수신수단과 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제2 무선 송수신수단; 측정 데이터를 저장하기 위한 저장수단; 및 상기 전파 측정기에 의해 측정된 데이터를 분석하는 측정 결과 분석수단을 포함한다.
전파, 환경, 전자파, 강도, 측정, 비행체, 무인, 원격

Description

무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정장치 및 그 방법{Method and Device for measuring electromagnetic wave field strength using remote controlled aircraft}
본 발명은 무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격으로 조정되는 무인 비행체에 전파 측정기를 탑재하여 지상의 측정 제어기의 제어에 따라 특정 지역에 대한 전자파 강도를 측정하는 무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 한국전파진흥협회의 표준화지원환경조성사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-P20-59, 과제명: 전파통신설비의 기술기준 연구].
일반적으로 무선통신시스템의 안테나에서 방사되는 전자파는 안테나의 형상, 인가되는 전력 및 주파수, 그리고 주변 공간의 영향에 따라서 다양한 형태의 전자파 강도를 가진다. 또한 전자파는 도시, 교외지, 호수, 숲 등 주변 환경에 영향을 많이 받기 때문에 무선통신시스템 주변의 전파 환경을 자세히 파악하지 않으면 다른 무선서비스에 간섭을 주게 된다. 그러므로 무선통신시스템 주변의 전파 환경을 정확히 파악해서 무선통신시스템을 설계하면 무선통신 시스템간의 간섭이 완화되어 보다 효율적으로 유한한 전파 자원을 활용할 수 있다.
기존의 무선통신시스템은 휴대전화, 방송 등과 같이 고출력 전파를 방사해서 넓은 지역에 서비스를 제공하는데 목적이 있었으나, 현재는 RFID(Radio Frequency Identification System), WLAN(Wireless Local Area Network), UWB(Ultra Wide-Band System) 등과 같은 소출력 전파를 이용하는 서비스들이 활성화되고 있으며, 휴대 전화, 일부 방송 등도 소출력 전파를 이용하므로 셀(cell)의 반경이 작아지고 있다. 또한 각 가정 내에서 무선 전화기(cordless phone)나 방범 장치 등에도 소출력 전파가 이용되고 있다. 이로 인하여 동일 공간에 다양한 무선통신시스템이 이용되고 있으므로 전파 환경이 매우 복잡해지고 있으며, 서로 간섭을 주게 되어 각 무선통신시스템은 성능이 떨어지거나 동작하지 않게 된다.
전파(radio wave)는 공간을 매체로 멀리 떨어져 있는 곳까지 정보를 전달한다. 그러나 공간은 물이나 공기와 같이 한정되어 있으므로 모든 사람들을 위해서 최적으로 활용되어야 한다. 이를 위한 많은 기술들이 개발되었으며 활용되고 있다. 그러나 최근에 무선서비스가 모든 분야에 적용되면서 폭발적으로 증가하고 있으므로 한정된 주파수 자원을 최대한 효율적으로 활용하기 위해서 기존의 전파에 대한 관리 개념이 통제 위주에서 통제와 신기술이 조화된 관리 개념으로 변화되고 있다.
신기술은 대부분 주파수 공유 및 간섭 회피 기술에 집중되고 있다. 주파수 공유는 동일한 주파수 대역을 시간, 주파수, 공간 이외에 우선권(priority)을 이용해서 여러 무선서비스가 동일 주파수 대역을 사용하도록 하고 있다. 또한 간섭 회피 기술은 동일한 주파수를 사용하는 무선서비스가 사전에 사용 주파수 대역 점유 여부를 감지해서 전파 방사를 결정한다. 이러한 기술들은 전파를 유효하게 활용할 수 있도록 해 주지만 시스템은 매우 복잡해진다.
전파는 무선통신시스템의 안테나에서만 방사되는 것이 아니며 모든 전기, 전자 제품에서 방사된다. 그러므로 대부분의 전기, 전자 제품은 전자파 적합 확인을 반드시 받아야 한다. 이와 같이 전파 관리 시스템은 매우 잘 체계화되어 있지만 전자파 간섭은 항상 일어나고 있으며 최근의 정보통신산업의 활성화로 전파 간섭 잠재성은 더욱 증가하고 있다.
이로 인한 피해를 최소화하기 위해서 ITU(International Telecommunication Union), IEC(International Electrotechnical Commission) 등에서는 관련 기술 및 측정방법 등을 제정하고 있다.
기존의 전파방사 측정방법은 대부분 고출력 무선서비스에 적용되어 왔으며 무선통신시스템을 중심으로 측정점 위치까지 도보나 차량을 이용해서 이동한 후 측정한다. 그러나 소출력 무선서비스의 경우는 대부분 1km 이내에서 사용하며 주거 형태가 아파트 등 고층 건물이 늘어나고 있으므로 기존 방법을 사용하는데 한계가 있다. 즉 기존 측정 방법은 사람 및 차량의 출입이 가능한 지역에 한정되므로 이와 같이 얻은 측정값으로는 전파 환경의 정확한 상태를 파악하기 어렵기 때문에 간섭이 발생할 가능성이 높아지며, 최적의 전파 환경에서 무선통신시스템을 설계해서 서비스를 제공하는데 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 원격으로 조정되는 무인 비행체에 전파 측정기를 탑재하여 지상의 측정 제어기의 제어에 따라 특정 지역에 대한 전자파 강도를 측정하는 무인 원격 비행체를 이용한 전자파 강도 측정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와, 상기 전파 측정기와 통신하는 지상 측정 제어기를 포함하되, 상기 전파 측정기는, 전파 환경을 측정하는 전파 환경 측정수단; 상기 지상 측정 제어기와 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제1 무선 송수신수단; 및 상기 무선 송수신수단을 통해 전달된 측정 환경 정보에 따라 상기 전파 환경 측정 수단을 제어하고, 상기 전파 환경 측정 수단에 의해 측정된 데이터를 상기 무선 송수신수 단을 통해 상기 지상 측정 제어기로 전달하는 제어수단을 포함하고, 상기 지상 측정 제어기는, 상기 제1 무선 송수신수단과 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제2 무선 송수신수단; 측정 데이터를 저장하기 위한 저장수단; 및 상기 전파 측정기에 의해 측정된 데이터를 분석하는 측정 결과 분석수단을 포함한다.
또한 본 발명에 따른 방법은, 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와, 상기 전파 측정기와 통신하는 지상 측정 제어기를 이용한 전자파 강도 측정 방법에 있어서, (a) 상기 전파 측정기와 상기 지상 측정 제어기 간에 무선 데이터 링크를 설정하는 단계; (b) 운용자의 조작에 의해 측정 환경 정보를 포함하는 측정 개시 명령을 전송하는 단계; (c) 상기 측정 개시 명령에 따라 특정 지점에 대한 전파 환경이 측정되고, 상기 측정된 데이터를 수신하는 단계; 및 (d) 상기 수신된 측정 데이터를 분석하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 무인 원격 비행체를 이용해서 입체적으로 전파 방사를 측정하기 때문에, 보다 정확한 전파 환경 정보를 경제적으로 얻을 수 있으며, 무선서비스간의 간섭을 줄이고, 유한 자원인 전파를 보다 효율적으로 활용할 수 있도록 지원할 수 있다. 본 발명은 무선통신 기술에 반영되어 효율적인 기술 개발 및 새로운 무선서비스를 유발하는데 기여할 수 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전자파 강도를 측정하는 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 무인 원격 비행체(11) 내에 전자파 강도(전파 환경)를 측정하기 위한 전파 측정기가 탑재된다. 그리고, 지상에 위치한 운용자는 지상 측정 제어기(12)를 통해 무인 원격 비행체(11)를 조정할 뿐만 아니라 비행체에 탑재된 전파 측정기로 측정을 지시한다. 전파 측정기에 의해 측정된 데이터는 실시간으로 지상 측정 제어기(12)로 전달되고, 지상 측정 제어기(12)는 측정된 데이터를 분석한다.
기존의 측정은 사람이나 차량이 접근 가능한 곳에서만 제한적인 전파 측정 데이터를 얻을 수 있었지만, 무인 원격 비행체는 기존에 제한적이던 대부분의 측정 영역을 측정할 수 있어, 전파 방사에 대한 입체적인 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 기존의 측정 방법보다 정확한 측정 데이터를 획득할 수 있으며, 측정을 위한 인력 및 비용을 절약할 수 있다.
일반적으로 전자파 강도 측정은 전파를 방사하는 무선통신시스템을 중심점으로 해서 방사선 방향으로 중심에서 바깥쪽으로 멀어지면서 동심원 상의 여러 점들에서 측정을 수행한다. 하지만, 이는 측정 불가능 지역이 많기 때문에 정확한 전파 환경을 파악하기 어렵다. 뿐만 아니라 소출력 무선통신시스템은 각 가정에서 여러 대를 보유하고 있으며 주거 형태도 고층화, 밀집화 되고 있으므로 측정을 위한 접근이 더욱 어렵다.
무인 원격 비행체는 정지 비행이 가능하므로 호수나 늪지, 숲 등의 상공에 있는 3차원 측정점에서 전자파 강도를 측정하는데 문제가 되지 않는다. 또한 고층건물 밀집지역과 같은 전파 차단 효과가 있는 곳에서도 측정이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와 지상의 측정 제어기의 기능 블록 구성도이다.
무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기는, 위치정보 수신부(111)와, 전파 환경 측정부(112)와, 제어부(113)와 무선 송수신부(114)를 포함한다.
위치정보 수신부(111)는 GPS(Global Positioning System) 수신기로 구성될 수 있으며, 현재 측정 지점에 대한 위치 정보를 획득하기 위한 것이다. 전파 환경 측정부(112)는 제어부(113)의 제어를 받아 특정 지역에 대한 전파 환경을 측정하고, 측정 결과를 제어부(113)로 전달한다. 무선 송수신부(114)는 지상의 측정 제어기(12)와 무선으로 통신하기 위한 것으로, 이는 셀룰라 이동통신 모뎀 또는 무선 랜 모뎀으로 구성될 수 있다.
제어부(113)는 지상의 측정 제어기(12)의 제어를 받아, 전파 환경 측정 부(112)를 제어하여 전파 환경을 측정하고, 측정된 데이터를 실시간 또는 주기적으로 지상의 측정 제어기로 전달하기 위해 무선 송수신부(114)를 제어한다. 이때 제어부(113)는 측정 데이터와 위치정보 수신부(111)로부터 수신된 위치 정보를 매칭시켜 지상의 측정 제어기(12)로 전달한다.
지상의 측정 제어기(12)는 무선 송수신부(121)와, 측정 결과 분석부(122)와, 측정 결과를 저장하는 측정 결과 데이터베이스(DB)를 포함한다.
일반적으로 무인 원격 비행체는 그 사이즈가 작고, 탑재되는 전파 측정기의 무게가 무거울 경우, 비행에 어려움이 있을 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제를 극복하기 위해, 전파 측정기는 최소한의 무게를 갖도록 기능을 최소화하고, 측정 데이터에 대한 분석 및 저장은 지상의 측정 제어기(12)에서 이루어지도록 한다.
지상의 측정 제어기(12)의 무선 송수신부(121)는 운용자의 조작에 의해, 전파 측정기의 무선 송수신부(114)와 무선 데이터 링크를 설정한다. 그리고, 지상의 측정 제어기는 운용자의 명령에 따라 전파 측정기로 측정 환경 정보를 포함하는 측정 개시 명령을 전달한다.
이에 따라 전파 측정기는 측정 환경 정보에 따라 특정 지역에 대한 전파 환경을 측정하고, 측정된 데이터를 위치 정보와 함께 지상의 측정 제어기(12)로 전달한다.
지상의 측정 제어기(12)는 전파 측정기로부터 전달된 측정 데이터를 데이터베이스(DB)(123)에 저장하고, 측정 결과를 분석한다. 이렇게 분석된 데이터는 측정 결과 데이터베이스에 저장되거나 운용자에게 표시될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 전자파 강도 측정 환경을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와 지상 측정 제어기의 기능 블록 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11: 무인 원격 비행체 12: 지상 측정 제어기
111: 위치정보 수신부 112: 전파 환경 측정부
113: 제어부 114, 121: 송수신부
122: 측정 결과 분석부 123: 측정 결과 DB

Claims (6)

  1. 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와, 상기 전파 측정기와 통신하는 지상 측정 제어기를 포함하되,
    상기 전파 측정기는,
    전파 환경을 측정하는 전파 환경 측정수단;
    상기 지상 측정 제어기와 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제1 무선 송수신수단;
    위치 정보를 수신하는 위치 정보 수신수단; 및
    상기 무선 송수신수단을 통해 전달된 측정 환경 정보에 따라 상기 전파 환경 측정 수단을 제어하고, 상기 전파 환경 측정 수단에 의해 측정된 데이터를 상기 위치 정보와 매칭시켜 상기 무선 송수신수단을 통해 상기 지상 측정 제어기로 전달하는 제어수단을 포함하고,
    상기 지상 측정 제어기는,
    상기 제1 무선 송수신수단과 무선 데이터 링크를 설정하기 위한 제2 무선 송수신수단;
    측정 데이터를 저장하기 위한 저장수단; 및
    상기 전파 측정기에 의해 측정된 데이터를 분석하는 측정 결과 분석수단을 포함하는 전자파 강도 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 제1 무선 송수신수단을 통해 상기 지상 측정 제어기로 측정 데이터를 실시간으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자파 강도 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    상기 제1 무선 송수신수단을 통해 상기 지상 측정 제어기로 측정 데이터를 주기적으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전자파 강도 측정 장치.
  5. 무인 원격 비행체에 탑재되는 전파 측정기와, 상기 전파 측정기와 통신하는 지상 측정 제어기를 이용한 전자파 강도 측정 방법에 있어서,
    (a) 상기 전파 측정기와 상기 지상 측정 제어기 간에 무선 데이터 링크를 설정하는 단계;
    (b) 운용자의 조작에 의해 측정 환경 정보를 포함하는 측정 개시 명령을 전송하는 단계;
    (c) 상기 측정 개시 명령에 따라 특정 지점에 대한 전파 환경이 측정되고, 상기 무인 원격 비행체의 측정 위치 정보가 매칭된 상기 측정된 데이터를 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 수신된 측정 데이터를 분석하는 단계를 포함하는 전자파 강도 측정 방법.
  6. 삭제
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