KR102182373B1 - Radar apparatus for drone - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드론용 레이더장치에 관한 것으로, 본 발명은 드론의 일측에 장착되는 레이더바디; 상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 위상배열안테나모듈; 상기 드론에 장착된 배터리의 전력을 무선으로 상기 위상배열안테나모듈로 공급하는 무선충전모듈; 상기 위상배열안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 신호처리모듈; 상기 신호처리모듈에서 처리되는 신호를 상기 드론의 제어유닛으로 전송하는 광통신모듈;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 드론이 비행 중 드론의 주변에 장애물이 위치할 경우 그 장애물을 감지할 뿐만 아니라 소형화가 가능하다.The present invention relates to a radar device for a drone, the present invention is a radar body mounted on one side of the drone; A phased array antenna module provided inside the radar body and transmitting a beam and receiving reflection of the transmitted beam; A wireless charging module for wirelessly supplying power from the battery mounted on the drone to the phased array antenna module; A signal processing module for processing signals transmitted and received by the phased array antenna module; And an optical communication module for transmitting the signal processed by the signal processing module to the control unit of the drone. According to the present invention, when an obstacle is located around the drone during flight, the drone can not only detect the obstacle, but also reduce the size.

Description

드론용 레이더장치{RADAR APPARATUS FOR DRONE}Radar device for drones{RADAR APPARATUS FOR DRONE}

본 발명은 드론용 레이더장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radar device for drones.

드론(drone)이란 조종사없이 무선 전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기를 뜻한다. 근래에는 드론이 농약 살포, 교통 모니터링, 뉴스 보도, 소방 활동을 위한 화재 모니터링, 건설 현장들의 측량, 패키지 배달, 육상 감시 등 여러 분야에 널리 사용되고 있다.Drone refers to an unmanned aerial vehicle in the form of an airplane or helicopter that can fly and manipulate by induction of radio waves without a pilot. In recent years, drones are widely used in various fields such as pesticide spraying, traffic monitoring, news reporting, fire monitoring for firefighting activities, surveying construction sites, package delivery, and land monitoring.

하지만, 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 다른 비행체, 조류, 전선 등의 장애물에 충돌하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 드론 업체들은 드론이 비행 중 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 카메라나 라이더(Lidar)를 드론에 탑재하고 있으나, 조류나 전선 등의 장애물을 감지하는데에는 한계가 있다.However, there are frequent cases in which the drone collides with obstacles such as other aircraft, birds, and electric wires while flying through the set flight path. Drone companies are equipped with cameras or lidars to prevent the drone from colliding with obstacles during flight, but there are limitations in detecting obstacles such as birds and wires.

본 발명의 목적은 드론이 비행 중 드론의 주변에 장애물이 위치할 경우 그 장애물을 감지할 뿐만 아니라 소형화가 가능한 드론용 레이더장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a radar device for a drone capable of miniaturization as well as detecting obstacles when an obstacle is located around a drone during flight.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 드론의 일측에 장착되는 레이더바디; 상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 위상배열안테나모듈; 상기 드론에 장착된 배터리의 전력을 무선으로 상기 위상배열안테나모듈로 공급하는 무선충전모듈; 상기 위상배열안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 신호처리모듈; 상기 신호처리모듈에서 처리되는 신호를 상기 드론의 제어유닛으로 전송하는 광통신모듈;을 포함하는 드론용 레이더장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a radar body mounted on one side of the drone; A phased array antenna module provided inside the radar body and transmitting a beam and receiving reflection of the transmitted beam; A wireless charging module for wirelessly supplying power from the battery mounted on the drone to the phased array antenna module; A signal processing module for processing signals transmitted and received by the phased array antenna module; There is provided a radar apparatus for a drone comprising an optical communication module for transmitting a signal processed by the signal processing module to a control unit of the drone.

상기 위상배열안테나모듈은 상기 레이더바디 내부에 구비되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전모터와, 상기 회전체에 배열되는 송신안테나소자어레이 및 수신안테나소자어레이와, 상기 송신안테나소자어레이에 연결되는 송신기와, 상기 수신안테나소자어레이에 연결되는 수신기를 포함하는 것이 바람직하다.The phased array antenna module includes a rotating body provided inside the radar body, a rotating motor rotating the rotating body, a transmitting antenna element array and a receiving antenna element array arranged in the rotating body, and the transmitting antenna element array. It is preferable to include a transmitter to be connected, and a receiver to be connected to the receiving antenna element array.

상기 무선충전모듈은 상기 드론의 배터리에 연결되어 무선으로 상기 배터리의 전력을 송신하는 무선전력송신부와, 상기 무선전력송신부에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the wireless charging module includes a wireless power transmitter connected to a battery of the drone to wirelessly transmit power of the battery, and a wireless power receiver to receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter.

상기 무선전력송신부는 드론의 배터리에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로와, 상기 주파수발생회로에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the wireless power transmission unit includes a frequency generation circuit connected to a battery of a drone to generate a resonance frequency, and a transmission resonance coupling antenna that transmits a resonance frequency generated in the frequency generation circuit.

상기 무선전력수신부는 상기 회전모터측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부와, 상기 제1 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 모터에 공급하는 제1 정류회로와, 상기 송신안테나소자어레이측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부와, 상기 제2 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이에 공급하는 제2 정류회로를 포함하는 것이 바람직하다.The wireless power receiver is provided on the rotating motor side and receives the wireless power transmitted from the wireless power transmitter, and a first rectifier circuit that rectifies and supplies the power received from the first power receiver to the motor. And, a second power receiving unit provided on the transmitting antenna element array side to receive wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and a second power receiving unit rectifying the power received from the second power receiving unit and supplying it to the transmitting antenna element array. It is preferable to include a rectifier circuit.

상기 무선전력수신부는 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 전력수신부와, 상기 전력수신부에서 수신되는 무선전력을 정류하여 상기 회전모터 및 송신안테나소자어레이측에 공급하는 통합정류회로를 포함할 수도 있다.The wireless power receiver includes a power receiver for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitter, and an integrated rectifier circuit for rectifying the wireless power received from the power receiver and supplying it to the rotating motor and the transmitting antenna element array side. May be.

상기 신호처리모듈에서 신호를 송신하고 수신하는 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the method of transmitting and receiving signals in the signal processing module includes a beamforming method.

상기 광통신모듈은 적외선통신인 것이 바람직하다.It is preferable that the optical communication module is infrared communication.

본 발명은 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 드론의 주변에 장애물(들)이 위치할 경우 위상배열안테나모듈에서 빔을 송신하고 수신하여 장애물을 감지하여 드론의 제어유닛에 신호를 보내고 그 신호에 의해 제어유닛이 장애물을 회피하면서 드론의 비행 경로를 비행할 수 있게 되므로 드론이 비행 중 다른 비행체는 물론 조류나 전선 등의 장애물과 충돌하는 것을 방지하게 된다.The present invention detects the obstacle by transmitting and receiving a beam from a phased array antenna module when an obstacle(s) is located around a drone while flying over a flight path set by a drone, and sends a signal to the control unit of the drone by the signal. Since the control unit can fly the drone's flight path while avoiding obstacles, the drone is prevented from colliding with obstacles such as birds and wires as well as other aircraft during flight.

또한, 본 발명은 위상배열안테나모듈에서 소요되는 전력을 무선충전모듈에 의해 드론 본체의 배터리에서 무선으로 공급하게 되고 위상배열안테나모듈에서 신호를 광통신모듈을 통해 드론 본체의 제어유닛과 통신하게 되므로 소형화가 가능하게 된다.In addition, according to the present invention, the power required by the phased array antenna module is wirelessly supplied from the battery of the drone body by the wireless charging module, and the signal from the phased array antenna module is communicated with the control unit of the drone body through the optical communication module. Becomes possible.

도 1은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 구성하는 위상배열안테나모듈의 일예를 도시한 부분 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 구성하는 무선충전모듈의 일예를 도시한 블록도.1 is a front view showing an example of a drone equipped with an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention,
2 is a block diagram showing an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention;
3 is a partial front view showing an example of a phased array antenna module constituting an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention;
Figure 4 is a block diagram showing an example of a wireless charging module constituting an embodiment of the radar device for a drone according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예를 도시한 정면도이다.1 is a front view showing an example of a drone equipped with an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예는, 먼저, 드론 본체(100), 구동유닛(200), 제어유닛(300), 통신유닛(400), 드론용 레이더장치(500)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an example of a drone equipped with an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention is, first, a drone body 100, a driving unit 200, a control unit 300, a communication unit ( 400), and a radar device 500 for drones.

드론 본체(100)의 일예로, 드론 본체(100)는 소정 형상으로 형성되는 몸체부(110)와, 그 몸체부(110)의 상부에 방사상으로 수평으로 연결되는 다수 개의 날개장착프레임(120)들과, 그 날개장착프레임(120)들의 각 단부 하면에 연결되는 서포팅바(130)들을 포함한다. 드론 본체(100)에 각종 임무장비가 장착된다.As an example of the drone body 100, the drone body 100 includes a body portion 110 formed in a predetermined shape, and a plurality of wing mounting frames 120 radially horizontally connected to the upper portion of the body portion 110 And the supporting bars 130 connected to the lower surfaces of each end of the wing mounting frames 120. Various mission equipment is mounted on the drone body 100.

구동유닛(200)은 드론 본체(100)의 날개장착프레임(120)들에 각각 장착되는 플로페러구동모터(210)들과, 그 프로펠러구동모터(210)에 연결되어 프로펠러구동모터(210)의 회전력에 의해 회전하는 프로펠러(220)들과, 드론 본체(100)의 몸체부(110)에 장착되어 프로펠러구동모터(210)들을 포함하는 부품들에 전원을 공급하는 배터리(130)를 포함한다.The driving unit 200 is connected to the flow ferro driving motors 210 respectively mounted on the wing mounting frames 120 of the drone body 100, and the propeller driving motor 210 to be connected to the propeller driving motor 210 Propellers 220 rotated by rotational force, and a battery 130 that is mounted on the body portion 110 of the drone body 100 to supply power to parts including the propeller drive motors 210.

제어유닛(300)은 비행제어기와, 센서융합기와, 자이로센서, 가속도센서를 포함한다.The control unit 300 includes a flight controller, a sensor fusion device, a gyro sensor, and an acceleration sensor.

통신유닛(400)은 비행정보 송신기와, 무선전파수신기를 포함한다.The communication unit 400 includes a flight information transmitter and a radio wave receiver.

드론용 레이더장치(500)는 드론 본체(100)에 장착되어 빔을 송신하고 수신하여 비행 중 전방에 장애물이 위치하는 것을 감지하게 된다. 드론용 레이더장치(500)의 일실시예로, 드론용 레이더장치(500)는 레이더바디(510), 위상배열안테나모듈(520), 무선충전모듈(530), 신호처리모듈(540), 광통신모듈(550)을 포함한다.The drone radar device 500 is mounted on the drone body 100 to transmit and receive a beam to detect the position of an obstacle in front during flight. As an embodiment of the drone radar device 500, the drone radar device 500 includes a radar body 510, a phase array antenna module 520, a wireless charging module 530, a signal processing module 540, and optical communication. Includes module 550.

레이더바디(510)는 드론 본체(100)의 몸체부(110) 일측에 장착되는 것이 바람직하다. 레이더바디(510)의 일예로, 레이더바디(510)는 반구 형상의 곡면판으로 형성되는 반구형 장착부(511)와, 그 반구형 장착부(511)의 개구된 하단을 복개하도록 반구형 장착부(511)에 결합되는 커버판부(512)와, 커버판부(512)에 연결되며 드론 본체(100)의 몸체부(110)의 상부에 수직방향으로 결합되는 연결바(513)를 포함한다.The radar body 510 is preferably mounted on one side of the body portion 110 of the drone body 100. As an example of the radar body 510, the radar body 510 is coupled to a hemispherical mounting portion 511 formed of a hemispherical curved surface plate and a hemispherical mounting portion 511 to cover the opened lower end of the hemispherical mounting portion 511 And a connection bar 513 connected to the cover plate part 512 and connected to the upper part of the body part 110 of the drone body 100 in a vertical direction.

위상배열안테나모듈(520)은 레이더바디(510)의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신한다. 위상배열안테나모듈(520)의 일예로, 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 위상배열안테나모듈(520)은 레이더바디(510) 내부에 구비되는 회전체(521)와, 그 회전체(521)를 회전시키는 회전모터(522)와, 회전체(521)에 배열되는 송신안테나소자어레이(523) 및 수신안테나소자어레이(524)와, 송신안테나소자어레이(523)에 연결되는 송신기(525)와, 수신안테나소자어레이(524)에 연결되는 수신기(526)를 포함한다. 송신안테나소자어레이(523)는 다수 개의 송신안테나소자(1)들이 회전체(521)에 배열된 것이고, 수신안테나소자어레이(524)는 다수 개의 수신안테나소자(2)들이 회전체(521)에 배열된 것이다. 송신안테나소자어레이(523)에 대한 복수의 송신기 채널들이 지정되고, 수신안테나소자어레이(524)에 대한 복수의 수신기 채널들이 지정된다. 송신기(525)의 일예로, 송신기(525)는 하나 이상의 디지털 대 아날로그 변환기들, 신호정형회로들, 필터들, 위상조정기들, 신호조정엘리먼트들, 증폭기들, 감쇠기들, 타이밍 회로부, 로직디바이스들로부터 디지털 제어 신호들을 수신하고 아날로그 송신 신호들을 아날로그 인터페이스를 통해서 제공하여 송신안테나소자어레이(523)의 하나 이상의 송신안테나소자(1)들을 여기시키고 하나 이상의 송신 빔들 또는 채널들을 발생시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 수신기(526)는 하나 이상의 아날로그 대 디지털 변환기들, 필터들, 위상 조정기들, 신호조정엘리먼트들, 증폭기들, 감쇠기들, 타이밍회로부, 로직 디바이스들, 수신안테나소자어레이(524)의 하나 이상의 안테나소자들에 대응하는 아날로그 인터페이스를 통해서 아날로그 신호들을 수신하고 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환하고 디지털 신호들을 프로세싱하도록 구성하는 것이 바람직하다.The phased array antenna module 520 is provided inside the radar body 510 and transmits a beam and receives the reflected beam of the transmitted beam. As an example of the phased array antenna module 520, as shown in Figs. 2 and 3, the phased array antenna module 520 includes a rotating body 521 provided inside the radar body 510, and the rotating body 521. ), a transmission antenna element array 523 and a reception antenna element array 524 arranged in the rotation body 521, and a transmitter 525 connected to the transmission antenna element array 523 And a receiver 526 connected to the receiving antenna element array 524. The transmission antenna element array 523 is that a plurality of transmission antenna elements 1 are arranged on a rotating body 521, and the reception antenna element array 524 includes a plurality of reception antenna elements 2 on the rotating body 521. It is arranged. A plurality of transmitter channels for the transmission antenna element array 523 are designated, and a plurality of receiver channels for the reception antenna element array 524 are designated. As an example of the transmitter 525, the transmitter 525 includes one or more digital-to-analog converters, signal shaping circuits, filters, phase adjusters, signal conditioning elements, amplifiers, attenuators, timing circuits, logic devices. It is preferable to configure to receive digital control signals from and to provide analog transmission signals through an analog interface to excite one or more transmission antenna elements 1 of the transmission antenna element array 523 and generate one or more transmission beams or channels. Do. The receiver 526 includes one or more analog-to-digital converters, filters, phase adjusters, signal conditioning elements, amplifiers, attenuators, timing circuitry, logic devices, and one or more antenna elements of the receiving antenna element array 524. It is preferable to configure to receive analog signals, convert analog signals into digital signals, and process digital signals through an analog interface corresponding to them.

무선충전모듈(530)은 드론에 장착된 배터리(230)의 전력을 무선으로 위상배열안테나모듈(520)로 공급한다. 무선충전모듈(530)의 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 무선충전모듈(530)은 드론의 배터리(230)에 연결되어 무선으로 배터리(230)의 전력을 송신하는 무선전력송신부(10)와, 그 무선전력송신부(10)에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부(20)를 포함한다. 무선전력송신부(10)의 일예로, 무선전력송신부(10)는 드론의 배터리(230)에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로(11)와, 그 주파수발생회로(11)에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나(12)를 포함한다. 무선전력수신부(20)의 제1 예로, 무선전력수신부(20)는 회전모터(522)측에 구비되어 무선전력송신부(10)에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부(21)와, 그 제1 전력수신부(21)에서 수신된 전력을 정류하여 회전모터(522)에 공급하는 제1 정류회로(22)와, 송신안테나소자어레이(523)측에 구비되어 무선전력송신부(20)에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부(23)와, 그 제2 전력수신부(23)에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이(523)에 공급하는 제2 정류회로(24)를 포함한다. 제1,2 전력수신부(21)(23)는 각각 커패시터를 포함한다. 무선전력수신부(20)의 제1 예는 무선전력송신부(10)의 송신공진결합안테나(12)에서 전력을 공진주파수로 송신하고 제1 전력수신부(21)에서 그 송신된 전력을 수신하고 제1 정류회로(22)를 통해 회전모터(522)에 공급되고, 또한 무선전력송신부(10)의 송신공진결합안테나(12)에서 전력을 공진주파수로 송신하고 제2 전력수신부(23)에서 그 송신된 전력을 수신하고 제2 정류회로(24)를 통해 송신안테나소자어레이(523)측에 공급된다. 무선전력수신부(20)의 제2 예로, 무선전력수신부는 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 전력수신부와, 그 전력수신부에서 수신되는 무선전력을 정류하여 회전모터 및 송신안테나소자어레이측에 공급하는 통합정류회로를 포함한다.The wireless charging module 530 wirelessly supplies power from the battery 230 mounted on the drone to the phased array antenna module 520. As an example of the wireless charging module 530, as shown in FIG. 4, the wireless charging module 530 is connected to the battery 230 of the drone and wirelessly transmits the power of the battery 230. ), and a wireless power receiving unit 20 for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit 10. As an example of the wireless power transmission unit 10, the wireless power transmission unit 10 is connected to the battery 230 of the drone to generate a resonance frequency and a frequency generation circuit 11, and the resonance generated in the frequency generation circuit 11 It includes a transmission resonance coupling antenna 12 for transmitting a frequency. As a first example of the wireless power receiving unit 20, the wireless power receiving unit 20 is provided on the side of the rotating motor 522 to receive the wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit 10, and the first power receiving unit 21, A first rectifier circuit 22 that rectifies the power received from the first power receiving unit 21 and supplies it to the rotating motor 522, and is provided on the side of the transmission antenna element array 523 so that the wireless power transmission unit 20 Including a second power receiving unit 23 for receiving the transmitted wireless power, and a second rectifying circuit 24 for rectifying the power received from the second power receiving unit 23 and supplying it to the transmitting antenna element array 523 do. The first and second power receiving units 21 and 23 each include a capacitor. The first example of the wireless power receiving unit 20 is that the transmission resonant coupling antenna 12 of the wireless power transmitting unit 10 transmits power at a resonant frequency, and the first power receiving unit 21 receives the transmitted power. It is supplied to the rotating motor 522 through the rectifier circuit 22, and the transmission resonant coupling antenna 12 of the wireless power transmitter 10 transmits power at a resonant frequency, and the transmitted power is transmitted from the second power receiver 23. Power is received and supplied to the transmitting antenna element array 523 through the second rectifying circuit 24. As a second example of the wireless power receiving unit 20, the wireless power receiving unit rectifies the power receiving unit for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and the wireless power received from the power receiving unit to the rotating motor and the transmitting antenna element array side. It includes an integrated rectifier circuit to supply.

신호처리모듈(540)은 위상배열안테나모듈(520)에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리한다. 신호처리모듈(540)은 레이더바디(510) 내부에 구비되며, 신호처리모듈(540)에서 송신하고 수신하는 신호처리 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것이 바람직하다. 빔포밍 방식을 포함하게 되므로 다중 경로를 통해 전송되는 신호의 간섭을 최소화하게 된다.The signal processing module 540 processes signals transmitted and received by the phased array antenna module 520. The signal processing module 540 is provided inside the radar body 510, and the signal processing method transmitted and received by the signal processing module 540 preferably includes a beamforming method. Since the beamforming method is included, interference of signals transmitted through multipaths is minimized.

광통신모듈(550)은 신호처리모듈(540)에서 처리되는 신호를 드론의 제어유닛(300)으로 전송한다. 광통신모듈(550)의 일예로, 광통신모듈(550)은 적외선통신인 것이 바람직하다. 광통신모듈(550)에 의해 신호처리모듈(540)에서 처리되는 신호를 전송하게 되므로 많은 양의 신호를 빠르고 정확하게 전송하게 된다.The optical communication module 550 transmits a signal processed by the signal processing module 540 to the control unit 300 of the drone. As an example of the optical communication module 550, the optical communication module 550 is preferably infrared communication. Since the signal processed by the signal processing module 540 is transmitted by the optical communication module 550, a large amount of signal is transmitted quickly and accurately.

이하, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 작용과 효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the radar device for drones according to the present invention will be described.

먼저, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치는 드론 본체(100)에 장착된다. 드론용 레이더장치(500)가 장착된 상태에서 드론은 미리 설정된 비행 경로를 따라 비행하면서 임무를 수행하게 된다. 드론이 미리 설정된 비행 경로를 비행하는 과정에서 위상배열안테나모듈(520)에서 빔을 송신하고 수신하면서 주변에 전선이나 항공기 등의 장애물이 있는지를 감지하는 신호를 신호처리모듈(540)과 광통신모듈(550)을 통해 드론 본체(100)의 제어유닛(300)으로 보내게 된다. 드론 본체(100)에 장착된 배터리(230)의 전력이 무선충전모듈(530)에 의해 위상배열안테나모듈(520)에 공급된다. 비행하는 드론의 주변에 장애물이 감지되면 드론 본체(100)의 제어유닛(300)이 그 장애물이 감지된 위치를 우회하여 비행하도록 제어한다.First, the radar device for a drone according to the present invention is mounted on the drone body 100. With the drone radar device 500 mounted, the drone performs a mission while flying along a preset flight path. During the course of the drone flying on a preset flight path, the phased array antenna module 520 transmits and receives a beam, and transmits a signal to detect whether there are obstacles such as wires or aircraft around the signal processing module 540 and the optical communication module ( It is sent to the control unit 300 of the drone body 100 through 550. Power from the battery 230 mounted in the drone body 100 is supplied to the phased array antenna module 520 by the wireless charging module 530. When an obstacle is detected around the flying drone, the control unit 300 of the drone main body 100 controls to fly by bypassing the position where the obstacle is sensed.

이와 같이, 본 발명은 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 드론의 주변에 장애물(들)이 위치할 경우 위상배열안테나모듈에서 빔을 송신하고 수신하여 장애물을 감지하여 드론의 제어유닛(300)에 신호를 보내고 그 신호에 의해 제어유닛(300)이 장애물을 회피하면서 드론의 비행 경로를 비행할 수 있게 되므로 드론이 비행 중 장애물과 충돌하는 것을 방지하게 된다.As described above, the present invention provides a signal to the control unit 300 of the drone by detecting the obstacle by transmitting and receiving the beam from the phased array antenna module when the obstacle(s) are located around the drone during flight in the flight path of the drone. And the control unit 300 is able to fly the flight path of the drone while avoiding the obstacle by the signal, thereby preventing the drone from colliding with the obstacle during flight.

또한, 본 발명은 위상배열안테나모듈(520)에서 소요되는 전력을 무선충전모듈(530)에 의해 드론 본체(100)의 배터리(230)에서 무선으로 공급하게 되고 위상배열안테나모듈(520)에서 신호를 광통신모듈(550)을 통해 드론 본체(100)의 제어유닛(300)과 통신하게 되므로 소형화가 가능하게 된다.In addition, in the present invention, the power required by the phased array antenna module 520 is wirelessly supplied from the battery 230 of the drone body 100 by the wireless charging module 530, and the signal from the phased array antenna module 520 Since it communicates with the control unit 300 of the drone body 100 through the optical communication module 550, miniaturization is possible.

510; 레이더바디 520; 위상배열안테나모듈
530; 무선충전모듈 540; 신호처리모듈
550; 광통신모듈510; Radar body 520; Phased Array Antenna Module
530; Wireless charging module 540; Signal processing module
550; Optical communication module

Claims (8)

드론 본체, 구동유닛, 제어유닛, 통신유닛, 드론 본체에 장착되는 배터리를 포함하는 드론의 일측에 장착되는 레이더바디;
상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 위상배열안테나모듈;
상기 드론의 배터리의 전력을 무선으로 상기 위상배열안테나모듈로 공급하는 무선충전모듈;
상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 상기 위상배열안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 신호처리모듈;
상기 신호처리모듈에서 처리되는 신호를 상기 드론의 제어유닛으로 전송하는 광통신모듈;을 포함하며,
상기 레이더바디는 상기 드론 본체의 상부에 결합되어 수직 방향으로 위치하는 연결바와, 상기 연결바의 상단에 결합되는 커버판부와, 반구 형상의 곡면판으로 형성되어 개구된 하단이 복개되도록 하단이 상기 커버판부에 결합되는 반구형 장착부를 포함하며,
상기 위상배열안테나모듈은 상기 레이더바디의 반구형 장착부 내부에 구비되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전모터와, 상기 회전체에 배열되는 송신안테나소자어레이 및 수신안테나소자어레이와, 상기 송신안테나소자어레이에 연결되는 송신기와, 상기 수신안테나소자어레이에 연결되는 수신기를 포함하며,
상기 무선충전모듈은 상기 드론의 배터리에 연결되어 무선으로 상기 배터리의 전력을 송신하는 무선전력송신부와, 상기 무선전력송신부에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하며,
상기 무선전력수신부는 상기 회전모터측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부와, 상기 제1 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 모터에 공급하는 제1 정류회로와, 상기 송신안테나소자어레이측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부와, 상기 제2 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이에 공급하는 제2 정류회로를 포함하는 드론용 레이더장치.A radar body mounted on one side of the drone including a drone body, a driving unit, a control unit, a communication unit, and a battery mounted on the drone body;
A phased array antenna module provided inside the radar body and transmitting a beam and receiving reflection of the transmitted beam;
A wireless charging module that wirelessly supplies power of the drone's battery to the phased array antenna module;
A signal processing module provided inside the radar body and processing signals transmitted and received by the phased array antenna module;
Including; an optical communication module for transmitting the signal processed by the signal processing module to the control unit of the drone,
The radar body is formed of a connection bar coupled to the upper portion of the drone body and positioned in a vertical direction, a cover plate portion coupled to an upper end of the connection bar, and a hemispherical curved surface plate so that the lower end is covered so that the lower end is covered It includes a hemispherical mounting portion coupled to the plate portion,
The phased array antenna module includes a rotating body provided inside a hemispherical mounting part of the radar body, a rotating motor rotating the rotating body, a transmitting antenna element array and a receiving antenna element array arranged in the rotating body, and the transmitting antenna. A transmitter connected to the element array, and a receiver connected to the receiving antenna element array,
The wireless charging module includes a wireless power transmitter connected to a battery of the drone to wirelessly transmit power of the battery, and a wireless power receiver to receive wireless power transmitted from the wireless power transmitter,
The wireless power receiver is provided on the rotating motor side and receives a wireless power transmitted from the wireless power transmitter; And, a second power receiving unit provided on the transmitting antenna element array side to receive wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and a second power receiving unit rectifying the power received from the second power receiving unit and supplying it to the transmitting antenna element array. A radar device for drones including a rectifier circuit. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 무선전력송신부는 드론의 배터리에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로와, 상기 주파수발생회로에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나를 포함하는 드론용 레이더장치.The radar apparatus of claim 1, wherein the wireless power transmitter comprises a frequency generating circuit connected to a battery of the drone to generate a resonance frequency, and a transmission resonance coupling antenna for transmitting a resonance frequency generated from the frequency generating circuit. . 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 신호처리모듈에서 신호를 송신하고 수신하는 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 레이더장치.The radar apparatus of claim 1, wherein the method of transmitting and receiving signals in the signal processing module comprises a beamforming method. 제 1 항에 있어서, 상기 광통신모듈은 적외선통신인 것을 특징으로 하는 드론용 레이더장치.The radar apparatus of claim 1, wherein the optical communication module is infrared communication.
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