KR100357375B1 - 전파 교란기 - Google Patents

Abstract

낮은 전력으로 휴대폰 등의 무선통신장치의 전파 송수신을 교란함으로써 통화를 방해하는 장치가 제공된다. 본 발명의 전파교란기는 일정한 주파수의 발진신호를 발생하는 발진부와, 상기 발진부로부터의 신호의 주파수를 체배하여 하나 또는 그 이상의 원하는 주파수의 신호로 만드는 업컨버터와, 전원 인가시에 상기 업컨버터를 리셋하는 파워온 리셋부와, 상기 업컨버터부로부터의 신호의 주파수 대역을 확장하기 위한 하나 또는 그 이상의 대역확산부와, 상기 대역확산부로부터의 신호를 전파를 방해할 수 있는 정도의 전력으로 증폭하기 위한 하나 또는 그 이상의 전력증폭단과, 상기 전력증폭단에 각각 연결된 안테나를 구비한다.

Description

전파 교란기{Jammer}

본 발명은 전파교란장치에 관한 것으로서, 특히 낮은 전력으로 휴대폰 등의 무선통신장치의 전파 송수신을 교란함으로써 통화를 방해하는 장치에 관한 것이다.

근래에 이동전화 가입자가 1천만명을 넘어서는 등, 휴대폰 가입자의 폭발적인 증가에 따라 극장이나 연주회 등의 공공장소에서의 무분별한 휴대폰 사용이 문제로 되고 있다. 즉, 이러한 공공장소에서는 휴대폰을 꺼두거나 최소한 진동모드로 바꾸어 놓아야 하는데, 휴대폰을 끄는 것을 깜빡 잊어버리거나 휴대폰을 진동모드로 바꾸는 것을 귀찮게 생각하여 그대로 둠으로써, 공연중에 전화벨이 울리게 되어 주변사람에게 폐를 끼치는 일이 빈번하게 일어나고 있는 것이다.

이러한 점을 해결하기 위해서 최근에 출시되고 있는 휴대폰들은 예절 기능 또는 에티켓 기능을 마련하여, 원터치로 벨소리 진동 모드 전환은 물론, 메시지 수신알림이나 버튼 누르는 소리, 통화연결음, 통화끊김음 등을 소거할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이 역시 사용자가 예절 모드로 전환시켜주어야 한다는 점에서는 기존의 휴대폰 단말기와 동일하기 때문에 그다지 큰 효과를 기대하기는 어려운 형편이다.

또 다른 방법으로서, 공공장소에 입장할 때 공공장소에 장착되어 있는 전파송신기가 이동전화의 착신음을 진동으로 자동변환해주는 것이 제안되고 있다. 이는기존 사업자가 현재 사용하지 않는 채널을 그대로 사용하는 것으로서, 사용자의 의지에 상관없이 일률적으로 진동모드로 바꾼다는 점에서 진일보한 방법이라 할 수 있을 것이다.

그러나, 이 방법은 휴대폰 단말기를 업그레이드해야 한다는 단점이 있다. 즉, 기존의 휴대폰은 진동모드로 자동변환이 되지 않으므로 모든 휴대폰을 진동모드로 자동전환시킬 수는 없는 것이다. 또한, 휴대폰이 진동모드로 자동으로 전환되었다고 하더라도, 전화가 걸려왔을 때 사용자가 그 자리에서 통화를 하게 되면 주변에 있는 사람들에게 폐를 끼치게 되는 점은 마찬가지라는 단점도 있다.

이에 따라, 종래의 전파교란기는 휴대폰 등의 무선통신장치의 주파수 대역에 전체에 걸쳐서 강력한 전파를 방사함으로써 통신을 방해하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 현재 우리나라에서 디지털 휴대폰의 통신방식으로 채택되고 있는 CDMA 방식은 그 대역폭이 넓기 때문에, 종래의 전파교란기는 이들 대역을 모두 커버하기 위하여 매우 강력한 전파를 방사하고 있다.

강한 전파를 방사하면 물론 무선통신장치의 통화를 방해는 할 수 있겠지만, 다른 전자기기의 오동작을 불러오거나 가까이 있는 사람들의 건강을 해칠 우려가 있다는 단점이 있다.

또한, 종래의 전파교란기는 도 8의 (a)에 도시한 것처럼 사이드 스푸리어스(side spurious) 성분(y)이 발생하므로, 전파교란의 효과를 얻을 수 있는 전력차(x)를 얻기 위해서 중심 주파수에서의 전력을 사이드 스푸리어스 성분(y)보다 x 만큼 큰 z로 설정하고 있다. 따라서, 결과적으로 필요로 하는 전력이 매우높아서 다른 무선장치에의 영향 및 인체에의 영향이 높다는 결과를 가져온다. 따라서, 사이드 스푸리어스 성분을 낮추고 필요한 전력차 x를 생성하면서도 중심주파수에서의 전력이 낮은 전파교란기가 요구되고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 공공장소에서 자동적으로 디지털 휴대폰의 통화를 차단할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 전력이 낮은 전파를 방출하면서도 휴대폰의 통화를 차단할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 전파교란기의 전체 블록도이다.

도 2는 본 발명의 전파교란기의 발진부의 일실시예이다.

도 3은 본 발명의 전파교란기의 대역확산부의 블록도이다.

도 4는 본 발명의 전파교란기의 대역확산부의 일실시예이다.

도 5는 본 발명의 전파교란기의 대역확산부에서의 신호의 스펙트럼 변화를 보여주는 스펙트럼도이다.

도 6은 본 발명의 전파교란기의 전력증폭단의 일실시예이다.

도 7은 전력증폭단에서의 전력스펙트럼을 보여주는 스펙트럼도이다.

도 8은 종래의 전파교란기와 본 발명의 전파교란기의 출력 스펙트럼을 비교하기 위한 도면으로서, (a)는 종래 전파교란기의 출력 전력 스펙트럼도, (b)는 본 발명의 전파교란기의 출력 전력 스펙트럼도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 발진부, 20 파워온 리셋부,

30 버퍼, 40 업컨버터,

50a,50b 대역확산부, 60a,60b 전력증폭기,

ANT1,ANT2 안테나.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전파교란기의 전체 블록도이다.

도 1에서 발진부(10)는 예를 들면 22MHz나 28MHz와 같이 일정한 주파수로 발진하도록 되어 있다. 발진부(10)의 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서 Xtal은 수정진동자로서, 발진부(10)에서 발진하기를 원하는 주파수에 따라 적절한 것을 선택한다. 저항(R1) 및 커패시터(C1, C2)도 발진주파수에 따라 적절하게 선택한다.

발진부(10)로부터의 발진신호는 버퍼(30)를 거쳐서 업컨버터(40)로 전달된다. 업컨버터(40)에서는 이 발진신호를 주파수 체배하여 방해하고자 하는 무선통신기기의 주파수 대역으로 업컨버젼(up-conversion)한다.

파워온 리셋부(20)는 본 기기에 전원이 인가될 때 업컨버터(40)가프리런(free run)하는 것을 방지하기 위하여, 전원이 인가된 후 일정 시간이 지나고 나서 업컨버터(40)를 리셋시키는 역할을 한다.

업컨버터(40)에서는 방해하고자 하는 무선통신기기의 종류별로 주파수를 체배한다. 본 예에서는 1.8GHz 대역의 PCS 및 800MHz 대역의 셀룰러 전화를 전파방해하는 경우를 도시하고 있다.

이와 같이 각 무선통신기기의 주파수 대역에 맞추어 체배된 주파수 신호는 대역확산부(50a, 50b)에서 그 신호의 주파수 대역이 확장된다. 대역확산부(50a, 50b)에서의 동작에 대해서는 후술한다.

이렇게 주파수 대역이 확장된 신호는 전력증폭단(60a,60b)에서 일정한 전력 레벨로 증폭된 다음, 각 주파수 대역에 맞게 설계된 안테나(ANT1, ANT2)를 통해 무선으로 방사됨으로써 주변의 통신기기의 전파를 교란하게 되는 것이다.

다음으로, 대역확산부의 실시예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 전파교란기의 대역확산부의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 전파교란기의 대역확산부의 일실시예의 회로도이며, 도 5는 본 발명의 전파교란기의 대역확산부에서의 신호의 스펙트럼 변화를 보여주는 스펙트럼도이다.

업컨버터(40)에서 생성된 신호는 대역폭이 좁은 신호이다. 이 신호의 대역폭을 넓혀주는 것이 대역확산부(50a,50b)의 역할이다.

도 3에 본 발명의 대역확산부의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 업컨버터(40)로부터의 신호에는 체배 과정에서 생성된 영상 주파수(image frequency) 성분이 존재하게 된다. 도 3의 저역통과필터(Low Pass Filter)(51)는영상 주파수 성분 중에서 원하는 무선통신기기의 주파수 대역 상한을 초과하는 주파수 성분을 제거하는 역할을 한다. 대역통과필터(Band Pass Filter)(52)는 생성될 신호의 주파수 대역폭을 결정하는 역할을 한다. 이렇게 생성된 신호는 버퍼(53)를 통해 전력증폭단(60a, 60b)에 전해지게 된다.

도 4는 대역확산부의 일실시예의 상세 회로도이다.

도 4에서 저항 R11, R12, 가변저항 VR과 커패시터 C11에 의해 저역통과필터가 형성된다. 가변저항 VR은 중심주파수 fo를 조정하는 역할을 한다. Va에서의 스펙트럼은 도 5의 (a)와 같이 된다. 도 5의 (a)에서 '가'로 표시된 부분이 저역통과필터의 통과특성을 나타낸다.

바리캡 VAR은 인가되는 직류전압성분에 따라 커패시턴스가 변화하는 특성을 가지고 있다. 즉, 인가되는 전압이 높으면 커패시턴스는 낮게 된다. 이 바리캡에서의 커패시턴스 변화에 의해 통과대역이 제어되게 된다. Vb에서의 스펙트럼은 도 5의 (b)와 같이 된다. 도 5의 (b)에서 '나'로 표시된 부분이 Vb 점에서 통과되는 스펙트럼을 나타낸다. 도 5의 (b)에서 점선으로 나타낸 부분은 바리캡의 커패시턴스 변화에 따른 통과 스펙트럼의 변화를 보여준다.

이 신호는 가변커패시터 VC와 인덕터 L11 및 커패시터 C12로 구성되는 대역통과필터를 통과하면서 통과대역 바깥의 신호가 제거되고, 트랜지스터 Tr.1으로 이루어지는 버퍼를 통과하여 도 5의 (c)에 도시한 것과 같은 스펙트럼을 가진 신호가 트랜지스터의 에미터로 출력되게 된다.

도 4에서 커패시터 C13과 C14는 발진을 방지하기 위해 추가된 것이며, 저항R14는 저항 R13과 함께 바이어스를 결정함과 동시에 열적 안정도를 향상시키는 역할을 한다. 커패시터 C15와 C16은 트랜지스터 Tr.1의 콜렉터 및 에미터 사이의 분포용량에 의한 영향을 제거하고 또한 전원의 노이즈를 해결하기 위하여 삽입되어 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 전력증폭단의 일실시예를 설명한다.

단일 스테이지의 전력증폭단의 대역폭은 일반적으로 CDMA 셀룰러전화와 같은 광대역의 대역폭을 커버할 정도로 넓지 못하다. 따라서, 각각 다른 주파수를 증폭하는 전력증폭기를 여러개 사용하여 도 7에 도시한 것처럼 넓은 대역을 커버하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 6에 도시된 것과 같은 전력증폭기를 여러개 마련하고, 각 전력증폭기가 대역내에서 일정 부분을 증폭하도록 하는 것이다. 그러면, 도 7에 도시한 것처럼 각 전력증폭기에서 증폭된 부분(도 7의 a, b, c)이 합쳐져서 결국 광대역에 걸쳐서 증폭된 결과(도 7의 '다')를 낳게 되는 것이다.

물론, 대역폭이 넓지 않은 무선통신기기의 통신을 교란하는데에는 이와 같은 방식을 사용할 필요는 없다.

도 6에서 C25와 L21은 도 7에서 각 증폭기의 중심 주파수를 결정하는 역할을 한다. 즉, C25와 L21의 값을 조정함으로써 도 7에서 a 부분, b 부분, c 부분 중의 어느 하나를 선택하게 되는 것이다. 대역폭이 넓지 않은 무선통신기기의 통신교란용으로는 C25와 L21 대신에 코일만을 사용하는 것도 가능하다.

도 6에서 커패시터 C26과 C27은 도 4의 C15와 C16에 대응되는 것으로서, 트랜지스터 Tr.2의 콜렉터와 에미터 사이의 분포용량 및 전원 노이즈에 의한 영향을 제거하는 역할을 한다.

도 6에서 A로 표시된 부분은 분포용량 및 부품의 리드 인덕턴스(lead inductance)의 영향을 상쇄하는 역할을 한다.

이상, 본 발명을 실시예를 사용하여 예시적으로 설명하였지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질에서 벗어나지 않으면서도 많은 변경과 수정이 가능함을 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 공공장소에서 자동적으로 휴대폰의 통화를 차단함으로써 공공장소에서의 휴대폰의 무분별한 사용에 따른 폐해를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 스푸리어스 성분이 낮고 따라서 중심 주파수의 전력이 비교적 낮은 전파를 방출하면서도 휴대폰의 통화를 차단할 수 있으므로, 전력소모가 적고 주변의 전자장치나 인체에 대한 영향이 감소한다는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 가변저항과 가변커패시터에 의해 원하는 주파수 대역을 쉽게 조정할 수 있다는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 통신기기의 주파수 대역을 억압함으로써 통신을 교란하기 때문에 디지털, 아날로그 등 통신기기의 통신방식에 구애받지 않고 통신을 교란할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 일정한 주파수의 발진신호를 발생하는 발진부와,

   상기 발진부로부터의 신호의 주파수를 체배하여 하나 또는 그 이상의 원하는 주파수의 신호로 만드는 업컨버터와,

   전원 인가시에 상기 업컨버터를 리셋하는 파워온 리셋부와,

   저역통과필터와 상기 저역통과필터의 출력에 연결된 대역통과필터와 상기 대역통과필터의 출력에 연결된 버퍼를 포함하며 상기 업컨버터부로부터의 신호의 주파수 대역을 확장하기 위한 하나 또는 그 이상의 대역확산부와,

   상기 대역확산부로부터의 신호를 전파를 방해할 수 있는 정도의 전력으로 증폭하기 위한 하나 또는 그 이상의 전력증폭단과,

   상기 전력증폭단에 각각 연결된 안테나

   를 구비하여 통신기기의 사용 주파수 전 대역을 억압하여 통신을 교란시키는 것을 특징으로 하는 전파교란기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 저역통과필터는 저항으로 이루어진 전압분배회로와 이 전압분배회로의 중앙에 병렬로 연결된 커패시터로 구성되는 저역통과필터이며,

   상기 대역통과필터의 입력단에는 바리캡이 접지로 연결되어 있으며, 상기 대역통과필터는 인덕터와 커패시터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전파교란기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 저역통과필터의 상기 전압분배회로를 형성하는 저항중의 적어도 하나는 가변저항이며,

   상기 대역통과필터의 상기 커패시터는 적어도 하나의 가변커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파교란기.