KR100200682B1 - 시간 지연 비이콘 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시간지연 비이콘에 관한 것으로, 시간지연 비이콘은 장비로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신안테나; 수신안테나로부터 수신된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 수신된 신호를 증폭하는 제1증폭부; 제1증폭부에서 출력된 신호로부터 소정의 주파수를 변화시키는 위상변위기; 위상변위기의 출력신호의 역방향 반사를 방지하고, 위상변위기의 출력신호를 증폭하는 제2증폭부; 제2증폭부의 출력신호를 소정의 시간동안 지연시키는 지연기; 지연기로부터 소정의 시간동안 지연된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 지연기의 출력신호를 증폭하는 제3증폭부; 및 제3증폭부의 출력신호를 장비에 송신하는 송신안테나로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 비이콘을 이용하여 레이다와 같이 전파를 송수신하여 정보를 분석하는 장비의 성능을 시험할 때, 비이콘에서 신호가 진행되는 시간을 지연하므로써 근거리에서도 원거리에서 시험하는 것과 같은 결과를 보이므로 협소한 장소에서도 시험할 수 있다.

Description

시간지연 비이콘
본 발명은 비이콘(beacon)에 관한 것으로, 특히 시간지연을 갖는 비이콘 장치에 관한 것이다.
비이콘이라 함은 탐지 및 추적 레이다 시스템 등의 성능 시험, 전자 광학 장비 정렬 시험 등을 수행하는 장치로서, 탐지 및 추적 레이다 시스템으로부터 일정 거리가 떨어진 곳에 타워(tower)와 같은 고정물체에 설치된다. 즉, 탐지/추적 레이다 시스템으로부터 전자파가 방사되면, 비이콘은 방사된 신호를 아이솔레이터(isolator)와 위상 변이기(Phase Shifter)를 이용하여 마치 먼거리에서 이동중인 표적으로부터 반사되어 오는 신호처럼 만들어 다시 탐지/추적 레이다 시스템으로 돌려주는 장치이다.
도 1은 종래의 비이콘에 대한 구성도로서, 도 1에 따른 비이콘은 수신안테나(100), 제1아이솔레이터(105), 제1무선주파(Radio Frequency) 증폭기(110), 위상 변위기(115), 제2아이솔레이터(120), 제2RF 증폭기(125), 제3아이솔레이터(130), 제3RF 증폭기(135), 제4아이솔레이터(140), 방향성결합기(145) 및 송신안테나(150)로 이루어진다.
도 1에 의한 비이콘의 동작원리는 다음과 같다. 먼저, 시험대상장비로부터 송신된 신호가 수신 안테나(100)로 입력되면, 수신경로를 통해 감쇠된 신호는 제1아이솔레이터(105)와 제1RF 증폭기(110)를 통해 증폭되고, 상술한 신호의 주파수가 F1이라할 때, 위상변위기(115)를 통해서 F1±ΔF로 된다. 주파수가 변화된 신호는 다시 제2아이솔레이터(120)와 제2RF증폭기(125)를 통해 증폭된다.
증폭된 신호는 제3아이솔레이터(130), 제3RF증폭기(135)를 통해 증폭되고 제4아이솔레이터(140)를 통해 송신 안테나(150)에 전달되며 방향성 결합기(145)를 통해 송신 안테나(150)로 전달되는 신호가 감시된다.
그러나, 비이콘을 이용하는 모의실험에는 수 킬로미터(km)의 장애물이 없는 넓은 장소가 필요하다. 그 이유는 시험대상 장비에서 송신하는 신호는 일정한 주기의 펄스형태로 되어 있어서, 주기적으로 송신되는 신호가 비이콘에서 처리된 후 시험대상장비에서 수신할 수 있는 시간의 범위에 수용되기 위해서는 시험대상장비와 비이콘간의 충분한 이격거리가 필요하기 때문이다. 따라서, 시험장비대상의 성능을 시험하기위해서는 장소의 제한을 받게되므로 이동이 용이하지않은 레이다와 같은 장비를 시험할 때에는 심각한 문제를 야기한다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 시험대상장비의 수신부가 시험대상장비와 비이콘간의 이격거리가 수 킬로미터 이상인 것으로 인식할 수 있도록 시간지연시키므로써 이격거리가 수백미터인 협소한 장소에서도 시험을 수행하도록하는 시간지연 비이콘을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 비이콘에 대한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 시간지연을 갖는 비이콘에 대한 구성도이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 시간지연 비이콘은 레이다를 포함한 전파를 송수신하여 정보를 분석하는 장비의 성능을 시험할 때 이용되는 비이콘에 있어서, 상기 장비로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신안테나; 상기 수신안테나로부터 수신된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 수신된 신호를 증폭하는 제1증폭부; 상기 제1증폭부에서 출력된 신호로부터 소정의 주파수를 변화시키는 위상변위기; 상기 위상변위기의 출력신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 위상변위기의 출력신호를 증폭하는 제2증폭부; 상기 제2증폭부의 출력신호를 소정의 시간동안 지연시키는 지연기; 상기 지연기로부터 소정의 시간동안 지연된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 지연기의 출력신호를 증폭하는 제3증폭부; 및 상기 제3증폭부의 출력신호를 상기 장비에 송신하는 송신안테나으로 이루어진다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 시간지연 비이콘의 구조를 보여주는 것으로, 도 2에 의하면 시간지연 비이콘은 수신안테나(200), 제1증폭부(210), 위상 변위기(220), 제2증폭부(230), 지연부(240), 제3증폭부(250), 아이솔레이터(260), 방향성결합기(270), 및 송신안테나(280)로 이루어진다.
상술한 제1, 제2 및 제3증폭부(210, 230, 250)는 각각 제2아이솔레이터(212) 및 제1RF증폭기(214), 제3아이솔레이터(232) 및 제2RF증폭기(234), 제4아이솔레이터(252) 및 제3RF증폭기(254)로 이루어진다.
수신 및 송신 안테나(200, 280)는 호온안테나(Horn Antenna)로서 도파관의 단면적을 축방향으로 점차 크게 하여 그 단면을 개구로 한 안테나로 날카로운 지향성을 갖는 안테나이다. 각 아이솔레이터(212, 232, 252, 260)는 단방향 전력전달장치로서, 반사파를 방지하여 레이다와 같은 강한 신호가 입력되었을 때 출력단으로부터 반사되는 신호로부터 부품파손을 억제한다. 위상변위기(220)는 신호의 위상을 변화시키므로써 주파수가 변하는 결과를 가져오게되어 시험대상장비의 성능시험에 필요한 도플러주파수를 제공한다. 여기서, 도플러 주파수란 시험대상장비의 파원과 표적사이 거리의 시간 변화에 따라 발생하는 파원의 송수신 주파수간 차를 나타내는 주파수로서 거리에 따른 시간 변화율에 비례한다.
지연기(240)는 입력되는 신호를 소정의 시간동안 지연시킨다. 방향성결합기(Direction-Coupler,270)는 입력되는 신호를 송신 안테나(280)로 전달하며, 입력신호를 감쇠하여 모니터링 단자로 출력한다. 사용자는 모니터링 단자를 통해 입력신호가 제대로 전달되었는지를 감시한다.
한편, 본 발명의 동작원리는 다음과 같다. 먼저, 시험대상장비로부터 송신된 신호가 수신 안테나(200)로 입력되면, 수신경로를 통해 감쇠된 신호는 제2아이솔레이터(212)와 제1RF 증폭기(214)를 통해 증폭되고, 상술한 신호의 주파수가 F1이라할 때, 위상변위기(220)를 통해서 F1±ΔF로 된다. 주파수가 변화된 신호는 다시 제3아이솔레이터(232)와 제2RF증폭기(234)를 통해 증폭되며, 지연기(240)를 통해 소정의 시간동안 지연된다.
상술한 지연기(240)는 여러 형태의 지연기가 가능하나, 특히 광섬유를 이용한 광지연기(optical delay line)가 바람직하다. 예를 들어, 신호가 50 마이크로 초동안 시간지연된 경우, 환산된 거리는 광속도x지연시간이므로 (3x108m/s)x(50μs)=1.5km가 된다. 따라서, 광지연기를 거친 신호는 50μs지연된 신호가 된다. 이 신호는 제4아이솔레이터(252), 제3RF증폭기(254) 및 아이솔레이터(260)를 통해 증폭되며, 상술한 방향성 결합기(270)를 통해 송신 안테나(280)에 전달되는 신호가 감시된다. 송신 안테나(280)로부터 송신된 신호는 시험대상장비의 수신안테나(도시되지않음)로 입력되고, 이 신호는 1.5km 떨어진 곳에서 돌아온 신호로 인식된다.
본 발명에 의하면, 비이콘을 이용하여 레이다와 같이 전파를 송수신하여 정보를 분석하는 장비의 성능을 시험할 때, 비이콘에서 신호가 진행되는 시간을 지연하므로써 근거리에서도 원거리에서 시험하는 것과 같은 결과를 보이므로 협소한 장소에서도 시험할 수 있다.

Claims (4)

  1. 레이다를 포함한 전파를 송수신하여 정보를 분석하는 장비의 성능을 시험할 때 이용되는 비이콘에 있어서,
    상기 장비로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신안테나;
    상기 수신안테나로부터 수신된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 수신된 신호를 증폭하는 제1증폭부;
    상기 제1증폭부에서 출력된 신호로부터 소정의 주파수를 변화시키는 위상변위기;
    상기 위상변위기의 출력신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 위상변위기의 출력신호를 증폭하는 제2증폭부;
    상기 제2증폭부의 출력신호를 소정의 시간동안 지연시키는 지연기;
    상기 지연기로부터 소정의 시간동안 지연된 신호의 역방향 반사를 방지하고, 상기 지연기의 출력신호를 증폭하는 제3증폭부; 및
    상기 제3증폭부의 출력신호를 상기 장비에 송신하는 송신안테나를 포함함을 특징으로하는 시간지연 비이콘.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3증폭부의 출력신호의 역방향 반사를 방지하는 아이솔레이터; 및
    상기 아이솔레이터의 출력신호를 전달하고, 상기 전달된 신호의 진행을 감시하기위해 상기 아이솔레이터의 출력신호를 분기하는 방향성결합기를 더 구비함을 특징으로하는 시간지연 비이콘.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3증폭부는
    입력된 신호를 전달하고, 전달된 신호의 역방향 진행을 방지하는 아이솔레이터; 및
    상기 전달된 신호를 증폭하는 증폭기를 구비함을 특징으로하는 시간지연 비이콘.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지연기는
    광섬유로 이루어진 광지연소자임을 특징으로하는 시간지연 비이콘.
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