KR100824990B1 - 낙뢰 검출 - Google Patents

낙뢰 검출 Download PDF

Info

Publication number
KR100824990B1
KR100824990B1 KR1020067017841A KR20067017841A KR100824990B1 KR 100824990 B1 KR100824990 B1 KR 100824990B1 KR 1020067017841 A KR1020067017841 A KR 1020067017841A KR 20067017841 A KR20067017841 A KR 20067017841A KR 100824990 B1 KR100824990 B1 KR 100824990B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radio
frequency
electromagnetic interference
mobile radio
detecting
Prior art date
Application number
KR1020067017841A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060122945A (ko
Inventor
테르호 카이쿠란타
자케 매켈래
페카 나울라
자르모 헤이노넨
사미 빌호넨
톰 아홀라
Original Assignee
노키아 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노키아 코포레이션 filed Critical 노키아 코포레이션
Publication of KR20060122945A publication Critical patent/KR20060122945A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100824990B1 publication Critical patent/KR100824990B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0842—Measurements related to lightning, e.g. measuring electric disturbances, warning systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/16—Measuring atmospheric potential differences, e.g. due to electrical charges in clouds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Abstract

본 발명은 이동형 무선-주파수 장치에 관련된다. 이러한 장치를 이용하여 낙뢰 검출 기능을 수행하기 위하여, 이동형 무선-주파수 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 전자기적 간섭 검출부를 포함하는데, 여기서 적어도 하나의 무선-주파수 채널은 통신 링크로서 상기 이동형 무선-주파수 장치에 의하여 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 이동형 무선-주파수 장치는 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하도록 적응된 처리부를 더 포함한다. 또한 본 발명은 이에 상응하는 시스템, 상응하는 방법, 및 상응하는 소프트웨어 프로그램 생성물에도 관련된다.

Description

낙뢰 검출{Detection of lightning}
본 발명은 이동형 무선-주파수 장치 및 이러한 이동형 무선-주파수 장치 내의 낙뢰(lightning stroke)를 감지하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 이동형 무선-주파수 장치를 위한 소프트웨어 프로그램 생성물 및 이러한 이동형 무선-주파수 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
폭풍우는 주된 기상 재앙이지만 예측하기가 어렵다. 폭풍우는 시속 20킬로미터 내지 40킬로미터의 속도로 이동할 수 있으며, 낙뢰 현상은 비구름대의 전방 10킬로 이상의 거리에서도 발생할 수 있고 비구름대의 후방 10킬로미터 이상의 거리에서도 발생할 수 있다. 낙뢰가 구름 또는 기상 프론트(weather front)에 의하여 생성되는 동안, 폭풍우를 예견하는 구름들이 전혀 시야에 보이지 않는 동안에도 가장 위험한 낙뢰가 많이 발생할 수 있다. 그러므로, 폭풍우가 발생되어 육안으로 확인하기 대략 10분 정도 이전에만 이렇게 위험한 폭풍우에 대하여 경고할 수 있는 시스템이 있으면, 이것은 매우 바람직한 안전 장치라고 생각될 수 있다.
이러한 안전 장치를 통하여 많은 사람들이 도움을 받을 수 있다. 어떤 이들에게는 이러한 장치는 단지 일상 정보 중 알면 좋을 정보를 제공하는 것 정도의 기능을 수행할 수 있다. 하지만, 매우 많은 사람들에게는 폭풍 및 낙뢰에 기인한 위 협이 더 큰 위험이 되고, 그들의 재산을 잃게 되는 일일 수도 있으며, 심지어는 치명적인 결과를 야기하는 형태의 중요한 암시로서 작용한다. 예를 들어, 낙뢰 경고 시스템은 실외에서 많은 시간을 보내는 사람들과, 항법사(aviator), 항해사(navigator)들과 같은 자들에게 특히 중요하다. 날씨가 완벽하리만치 맑고 청명할 때 조차도 낙뢰를 예고하는 시스템은, 사람들로 하여금 예를 들면 대피소를 찾아가는 것과 같은 적절한 안전 조치를 취할 수 있도록 할 수 있다.
당업계의 상황으로부터 판단하면, 다양한 단일 목적의 낙뢰 검출기들은 공지되었으나, 이들은 상업적인 관점에서는 몇 가지 단점들을 가지고 있다.
기상 정보 예측을 위하여 사용되는 과학적 낙뢰 검출기들은 매우 크며 이들의 담당 영역은 수백 킬로미터에 달한다.
단일 무선 주파수(RF) 대역을 이용하는 다른 첨단 낙뢰 검출기들은 이동 전화기와 같은 예에 비교할 때 상대적으로 고가이다. 뿐만 아니라, 이들은 요구되는 정밀도 또는 방향성(directionality)을 얻기 위해서는 예를 들어 벽에 기대어 서거나 데스크 스탠드 상에 놓여야 한다는 등의 특정 지향성(orientation)을 가지도록 요구된다. 그러므로, 이들은 엄밀한 의미에서 이동 통신용으로는 적합하지 않다. 전형적으로는, 이러한 장치들은 낙뢰를 신뢰성 있게 검출하기 이전에 수분 동안 수직으로 놓여지거나 안정된 상태로 유지되어야 한다는 한계를 가지고 있다.
또한, 상대적으로 저가인 저급의 낙뢰 검출기로서 크기가 작아 휴대가 가능하고 특정 지향성을 요구하지 않는 낙뢰 검출기도 존재한다. 그러나, 이러한 검들은 자동차 등으로부터 방출되는 전자파 적합성(electromagnetic compatibility, EMC)에 과도하게 민감하다. 그러므로, 도심지 설정(urban setting)의 경우에, 특히 잘못된 경고를 발생시키는 경향이 있다.
표준 유선 전화기에 대해서, 미국 특허 번호 제 5,959,815 A1호를 보면, 추가적 모뎀 선에서 유도되는 전류에 기반하여 잠재적으로 악영향을 미칠 수 있는 전기장을 검출하는 방법이 공지된 바 있다.
본 발명의 목적은 이동형 무선-주파수 장치를 위한 신뢰성 있는 낙뢰 검출 기능을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하여 이동형 무선-주파수 장치가 제공되는데, 본 발명에 의한 이동형 무선-주파수 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널(radio-frequency channel) 내의 전자기적 간섭을 검출하는 전자기적 간섭 검출부를 포함하는데, 여기서 적어도 하나의 무선-주파수 채널은 통신 링크로서 상기 이동형 무선-주파수 장치에 의하여 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 이동형 무선-주파수 장치는 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰(lightning stroke)가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하도록 적응된 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 이동형 무선-주파수 장치 및 네트워크용 네트워크 요소를 포함하는 시스템이 제안된다.
또한, 이동형 무선-주파수 장치를 이용하여 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법이 제안된다.
본 발명에 의한 방법은 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 무선-주파수 채널은 통신 링크로서 상기 이동형 무선-주파수 장치에 의하여 사용될 수 있는 단계를 포함한다. 제안된 방법은 검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 소프트웨어 코드가 저장된 소프트웨어 프로그램 생성물이 제안된다. 상기 소프트웨어 코드는 이동형 무선-주파수 장치에서 실행되어, 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내에서 검출된 전자기적 간섭에 대한 정보를 수신하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 무선-주파수 채널은 통신 링크로서 상기 이동형 무선-주파수 장치에 의하여 사용될 수 있는 단계를 실행한다. 또한, 상기 소프트웨어 코드는 수신된 상기 정보에 기반하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정한다.
무선-주파수 채널들은 무선 통신에 채택되는 모든 종류의 무선-주파수 채널일 수 있음이 이해되어야 한다. 무선-주파수 채널이 사용되는 통신 채널은 단방향 통신 또는 양방향 통신용 링크일 수도 있다. 단방향 통신을 위한 무선-주파수 채널은 예를 들어 송신 기능이 없는 복수 개의 이동형 무선-주파수 장치들에 의해 수신된, 예를 들면 라디오 신호(radio signal) 또는 GPS 신호와 같은 방송 신호들을 위하여 사용되는 무선-주파수 채널을 포함할 수도 있다.
본 발명은, 낙뢰란 시각적 신호 및 부분적으로 가청인 압력 신호(pressure signal)뿐만 아니라, 매우 짧지만 강렬하고 넓은 파장 대역에 퍼지는 전자기적 펄스를 생성하는 단일 섬광(single flash)이라는 인식에서부터 출발한다. 낙뢰에 의하여 야기되는 전형적인 전자기적 펄스들은 10Hz 내지 5GHz의 주파수 영역에 걸쳐 존재하며, 피크는 500KHz 근방에 존재한다. 10Km의 정규화된 거리에서 볼 때, 이러한 펄스들의 진폭은 1KHz의 대역폭에서 107mV/m 내지 1mV/m이다. 전자기적 펄스의 가장 강한 신호는 낙뢰 내에 존재하는 수직 전류(vertical current)에 의하여 야기되는 유도성 전기장이며, 이것은 원거리를 담당할 수 있는 대형 장치들에 의하여 일반적으로 측정되는 파라미터이다. 그러나, 낙뢰 현상은 복잡하기 때문에 수백 헤르쯔 또는 그 이하의 극저주파(extremely low frequency, ELF) 대역에도 강한 신호가 존재하며, 이보다 약한 신호들은 기가헤르쯔 대역 이상의 범위에까지 존재한다. 전자기적 간섭(electromagnetic interference, EMI) 시그너쳐(signature)의 정확한 특징 및 시간 스펙트럼은, 이들을 야기하는 다소 상이한 기상학적 메커니즘 때문에 킬로헤르쯔 및 수 헤르쯔 대역에서보다 메가헤르쯔 대역에서 더 구현하기가 어렵다는 점이 공지된다. 그러나, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는, 관심 대상인 모든 주파수에서, 낙뢰는 EMI 펄스를 동반하며, EMI 펄스는 수 킬로미터의 거리에서도 식별할 수 있다는 점에만 관심을 두면 족하다.
EMI 펄스의 결과로서, RF 채널들은 인접 지역에서 발생한 낙뢰에 의하여 짧은 동안 영향을 받는다. 낙뢰에 의하여 야기된 EMI에 기인한 RF 수신기의 동작 불가능 현상은 AM/FM 라디오, TV, 또는 심지어 전력 공급선에서도 클릭, 스크래치, 신호 또는 영상의 분실 현상, 및 잡음 등과 같은 현상으로 나타날 수 있다. 낙뢰에 기인한 RF 채널 내의 외란은 매우 먼 거리에서도 감지될 수 있다. 전문적이고 크기가 대형인 낙뢰 검출기들은 낙뢰 외란(소위 전자적 공전, sferics)을 낙뢰로부터 수백 킬로미터 떨어진 지점에서도 검출할 수 있지만, 이러한 검출기들은 본 발명에서와 같이 RF 신호 내의 간섭을 측정하는 것이 아니라, 유도된 전기장을 측정함으로써 동작하는 것이 전형적이다. 일반적인 AM 라디오들은 낙뢰로부터 30킬로미터 이상의 거리에서도 EMI 외란의 영향을 받는 것으로 알려졌으며, 이것은 음향 신호에서 딸깍거리는 소리로서 직접 체험될 수 있다. AM보다 높은 주파수 대역에서, 신호는 대기에 의한 감쇄 및 상이한 인과 메커니즘(causation mechanism) 때문에 전형적으로 더 약하지만, 그럼에도 불구하고 먼 거리에서도 검출될 수 있다.
다수의 이동형 무선-주파수 장치에서 비록 수신된 무선 신호 중의 전자기적 간섭은 필터링을 이용하여 즉각적으로 제거되기는 하지만, 본 발명에서는 모니터링된 무선 주파수 채널 내의 이러한 전자기적 간섭이 정확히 측정될 수 있도록 제안한다. 만일 검출된 간섭이 낙뢰에 의하여 야기된 것으로 보인다면, 이동형 무선-주파수 장치의 사용자에게는 이러한 사실이 통보될 수 있다. 간섭은 예를 들면 특정한 문턱치를 넘거나 낙뢰의 특성에 해당하는 주파수 스펙트럼을 가질 경우 낙뢰에 의하여 야기된 것으로 추정될 수 있다. 낙뢰 검출 기술은 무선 검출기능이 동작하는 한 동작할 수 있다.
본 발명의 장점은 예를 들면 셀룰러 전화기와 같은 이동형 무선-주파수 장치 내에 실장될 수 있는 보안 기능을 제공한다는 점이다. 무선-주파수 채널을 제안하는 방법과 같이 모니터링 함으로써, 현존하는 아키텍쳐, 모듈, 및 신호 처리 기술 또는 연산 기능을 이용하는 통합 시스템을 생성할 수 있다. 추가적인 성분은 거의 필요 없으며, 장치의 무선부에는 적은 변화만이 필요하다. 그러므로, 제안된 기능은 추가적인 비용이 적게 발생하며 추가적인 공간 역시 적게 차지한다. 예를 들어, 이러한 기술은 현존하는 장치에 비교할 때 신규한 하드웨어 성분을 실질적으로 더 요구하지 않으며, 따라서 현존하는 상품에 수 유로 내지 최소한 수십 유로의 추가적인 비용으로 구현 가능하다.
많은 경우 인접 지역 내의 낙뢰를 검출하고자 하는 필요성은 그다지 크지 못하여, 추가적인 비용 및 전용 검출기를 휴대하는 불편함을 감수할 수 없을 수도 있으며, 이 경우 많은 사람들은 그들이 많은 경우 이미 휴대하고 있는 예를 들면 이동 전화 또는 AM/FM 라디오와 같은 장치에 통합되는 저렴한 감지 시스템을 더욱 선호할 수 있다. 종래 기술에서는 이와 같이 이미 현존하는 휴대용 장치들에 낙뢰 검출기능을 통합하는 기술을 제공하지 못한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명을 비용 효율적으로 실장할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 셀룰러 통신 시스템의 단말기를 포함하는 장치 내에 실장되고, 전자기적 간섭 검출부는 현재 아무런 트래픽도 포함하지 않는 적어도 하나의 무음 채널(silent channel) 내의 전자기적 간섭을 검출하도록 적응된다.
본 발명의 제1 측면은 셀룰러 네트워크 동작 원리 및 다중 셀룰러 네트워크 시스템에 공통적인 현존하는 셀룰러 시스템 특징에 기반하는데, 이와 같은 다중 셀룰러 네트워크 시스템으로는 GSM(global system for mobile communications), TDMA(time division multiple access)에 기반한 시스템, CDMA(code division multiple access)에 기반한 시스템, WCDMA(wideband CDMA)에 기반한 시스템, 또는 UMTS(universal mobile telecommunications system) 등이 있다. 거의 모든 셀룰러 네트워크에서, 무선 인터페이스(RF)의 제어 권한은 통신 시스템의 네트워크 측에 위치하며, 단말기들은 이러한 제어 기능을 지원할 뿐이다. 예를 들면, 단말기들은 수신된 신호의 필드 강도(field strength) 또는 BER 모니터링을 수행할 뿐이다. 그러므로, 주파수, 타임 슬롯, CDMA 코드, 전송 전력 레벨의 선택과 같은 무선-주파수 채널의 이용 과정은 네트워크에 의하여 제어되고, 단말기들은 네트워크로부터 수신된 제어 명령에 따라서 자신들의 동작을 제어한다. 이러한 방식으로, 네트워크는 필드에 존재하는 단말기의 개별 정도(amount), 개별 데이터 트래픽 부하, 및 각 단말기 위치에서의 개별 수신 품질에 따라서 자신의 상태를 최적화할 수 있다. 더 나아가, 네트워크는 하나의 셀로부터 다른 셀로의 특정 단말기의 핸드오버(handover)를 최적화할 수 있는데, 예를 들면 단말기가 자동차에 놓여지고 그 지리적 위치가 자동차가 이동함에 따라 변동될 경우의 핸드오버를 최적화할 수 있다.
네트워크에 의하여 제어되는 것을 보조하기 위하여, 아이들 모드(idle mode) 또는 트래픽 모드(traffic mode) 상태에 있는 셀룰러 통신 시스템의 단말기는 전형적으로 다중 셀룰러 셀들의 상황을 청취(listen)하고 이러한 셀들로부터 수신된 신호, 예를 들어 신호 품질 및/또는 BER의 형태로 수신되는 신호들의 신호 강도를 측정한다. 또한, 단말기는 이러한 측정치들을 추적하고, 추적된 값을 네트워크에 보고한다. 그러면, 네트워크 콘트롤은 필드의 주어진 단말기 위치에서의 실제 수신 품질을 알게 된다. 예를 들어, GSM 전화는 특정 간격으로 신호들이 가장 잘 수신되는 6개의 셀들을 네트워크로 보고하지만, 이 경우에도 단말기는 더 많은 셀들의 상태를 청취할 수도 있다는 점이 이해된다. 전형적인 상황에서, 네트워크의 몇 개의 송수신 네트워크 요소들에 관련된 몇 개의 채널들 내의 신호들은 단말기에서 충분한 품질로 청취될 수 있지만, 다른 채널들 중 몇 개는 현재 존재하는 트래픽이 없기 때문에 묵음인 것으로 간주된다. 또한, 단말기 및 네트워크 간의 활성 커넥션(active connections)들은 영구히 유지되는 것이 아니고, 점유된 각 채널은 조만간 또는 어느 시점 이후에 릴리스된다. 그러므로, 단말기에 알려진 사용 가능하고 단말기에 의하여 상태가 청취될 수 있는 다중의 묵음 채널들이 존재한다. 묵음 채널에 대한 정보는 예를 들면 네트워크에 의하여 단말기로 제공될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 묵음 무선-주파수 채널들에 대한 정보가 낙뢰 검출용으로 모니터링될 수신 채널들을 선택하는데 사용되도록 제안된다. 단말기가 데이터 트래픽을 포함하지 않는 이러한 채널들의 상황을 청취한다면, 단말기는 매우 용이한 방법으로 전자기적 간섭을 검출할 수 있다. 일반적으로, 이러한 채널들은 실용적으로 묵음인 상태로 유지되어야 하며, 그렇지 않으면 몇 개의 단말기들이 해당 채널에 진입(enter)하게 된다. 그러나, 이러한 경우에는 해당 채널은 묵음 채널들의 목록으로부터 제거된다. 만일 의미있는 신호 강도를 가지는 신호가 이러한 묵음 채널 상에서 수신된다면, 이러한 신호는 인접 지역에 발생된 낙뢰로부터 기인한 전자기적 간섭을 나타낼 수 있다. 만일 낙뢰 특성을 가진 신호가 검출되면, 이러한 취지가 어플리케이션 소프트웨어 또는 하드웨어에 통지되는데, 예를 들어, 사용자에게 알리도록 동작할 수 있다.
본 발명의 첫 번째 측면의 장점은, 낙뢰 검출 장치가 현존하는 셀룰러 시스템의 기능들을 이용하기 때문에 저렴하게 구현될 수 있다는 점이다. 낙뢰에 의하여 발생된 EMI 펄스는 종래의 단말기들의 RF 시스템의 샘플링율을 가지는 다중 셀룰러 채널들 내에서 검출 및 측정될 수 있을 만큼 충분히 길다. 그러므로, 본 발명은 현존하는 단말기들에 구현될 수 있고, 저렴한 단말기들에도 구현될 수 있다. RF-프론트 엔드 또는 IC(integrated circuit)를 수정할 필요가 없다. 동시에, 일반적인 RF-동작 및 성능에는 영향을 주지 않는다.
본 발명의 제1 측면의 일 실시예에서, 신호 분석 기법이 검출된 전자기적 간섭에 적용된다.
이러한 신호 분석은 예를 들어 낙뢰에 의하여 야기된 전자기적 간섭을 상기 셀룰러 통신 시스템 내에서 송신된 신호들로부터의 구별해내기 위하여 사용될 수 있다. 고의로 야기된 데이터 트래픽은 셀룰러 시스템 규정에 의하여 특정된 포맷 내의 RF-신호를 이용한다. 그러므로, 다른 타입의 신호 모두는 간섭인 것으로 이해될 수 있다.
신호의 특성을 평가하는 신호 분석 기법은 낙뢰에 의하여 야기된 전자기적 간섭을 다른 타입의 간섭들로부터 구별하기 위하여도 이용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 복잡한 신호 분석 모듈이 적용됨으로써, 낙뢰 신호 시그너쳐(lightning signal signature)를 식별할 수 있다.
낙뢰 검출 기술은 항상 켜져 있는 상태일 수도 있고, 또는 필요할 경우에만 활성화될 수 있다.
활성화 및 비활성화 동작은 예를 들어 사용자에 의하여 수행될 수 있다. 만일 단말기의 전력 소비가 낙뢰 검출 기능을 활성화시킴으로써 너무 많이 증가된다면, 낙뢰 검출 기능은 선택된 시간 주기 동안에만 사용자에 의하여 선택되어 활성화될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 그가 밤새도록 보트에 타고 있을 때에 낙뢰 검출 기능을 켤 수 있다.
이러한 특징에 부가하거나 이러한 특징 대신에, 낙뢰 검출 기능을 활성화 및 비활성화는 단말기 자체에 의하여 자동적으로 수행됨으로써, 단말기의 처리 성능을 고려하거나 및/또는 전력 소모량을 가능한 한 낮은 상태로 유지할 수 있다.
예를 들어, 단말기 내의 데이터 처리 부하는 특정 고부하 상황에서 최대 레벨에 접근할 수 있다. 전형적으로, 동적 통화(active call) 또는 비디오-스트리밍 어플리케이션들은 이러한 고부하 상황을 야기하는데, 이 경우 낙뢰 검출 기능을 수행하기 위하여 처리 능력이 더 이상 남아있지 않을 수 있다. 그러므로, 낙뢰 검출 기능은 통화가 진행중이거나 비디오-스트리밍 어플리케이션이 수행되는 동안에는 완전히 비활성화될 수 있고, 이러한 경우에는 단말기가 낙뢰 검출 기능 및 다른 기능을 동시에 수행할 수 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 더욱 복잡한 해결책에서, 전자기적 간섭의 기본적 검출 기능은 고-부하 상황에서도 여전히 진행될 수 있으며, 단지 데이터 처리 부하가 감소할 때까지 검출된 전자기적 간섭은 시간이 부여된 채(time-tagged) 추후 처리를 위하여 대기할 수도 있다.
더 나아가, 낙뢰에 대한 지시자(indication)가 검출되지 않는 동안, 샘플링률은 단말기의 RF-모듈 내의 전력 소비를 낮은 상태로 유지하기 위하여 낮은 값으로 설정될 수 있다. 낙뢰의 제1 도발 사인(emerging sign)이 검출된 때에만, 단말기는 샘플링률을 적용 가능한 레벨로 상승시킬 수 있다. 이와 유사한 방식으로, EMI 검출부는 개별 시간 주기 동안에 EMI 펄스들을 수집할 수 있으며, 검출된 EMI 펄스들의 수가 특정의 문턱 레벨에 도달할 때에만 신호 분석 기능을 활성화할 수 있다. 그러면, 검출된 EMI 펄스들의 처리 동작이 추후의 시점으로서 부하 상황이 개선되는 시점에 수행될 수 있다. 이러한 해결 방법은, 현존하는 처리 능력의 활용도를 최적화하고 단말기 내의 전력 소모를 최적화하도록 허용한다. 예를 들어, 만일 12분의 시간 주기 동안에 10개의 펄스들이 검출되었다면, 현재 진행중인 통화가 없는 한 실제 신호 분석 동작은 활성화될 수 있다. 만일 분석 결과, 실제로 낙뢰가 존재하는 것으로 보인다면, 어플리케이션은 그 취지를 단말기의 사용자에게 통지할 수 있다.
낙뢰 검출 기능의 신뢰도는 동시에 수 개의 수신 채널들에서 낙뢰에 기인한 유사한 EMI 펄스들을 검출함으로써 증가될 수 있다. 이것은, 낙뢰가 광대역의 전자기적 주파수 스펙트럼을 가지고 있기 때문에 가능하다. 추가적으로, 셀의 수신 품질 내의 급격한 변화가 발생하여도 낙뢰가 존재한다고 표시하는 것일 수 있는데, 그 이유는 전형적인 RF-강도 변화는 그만큼 고속으로 변화하지 않기 때문이다.
본 발명의 제1 측면에 의한 다른 실시예에서, EMI 펄스들은 30 내지 3000Hz의 극저대역 주파수 대역에서 동시에 검출되고, 이러한 주파수 대역은 오디오 주파수 대역과 결합함으로써 낙뢰 검출 기능의 신뢰도를 증가시킨다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 오디오 신호 증폭기에 연결된 안테나 구조가 추가적인 입력 신호 경로로서 이용된다. 또는, 마이크 회로의 민감도가 EMI 검출하기에 충분히 높다면, 마이크 회로가 입력 신호 경로로서 채택될 수 있다. 이러한 저주파수 신호들에 기반한 낙뢰 검출 기술은 예를 들어 소프트웨어로 구현된 오디오 신호 처리 기술에 의하여 실현될 수 있다. 이러한 해결책은, 예를 들어 통화 때문에 오디오 입력이 이루어지지 않는 동안에는 이용될 수 있으며, 실제로 통화가 이루어지지 않는 시간은 거의 대부분의 시간이다.
사용자에 대한 경고 또는 주의 통지는 낙뢰 활동이 발생한 것으로 추정되면 그에 따라서 이루어질 수 있다. 주어진 모든 주파수에서의 EMI 펄스의 진폭은 측정 지점까지의 거리 및 낙뢰의 강도에 따라서 변동한다. 낙뢰로 추정되는 것의 거리가 결정되면, 접근 속도 역시 사용자에게 표시될 수 있다. 더 나아가, 다른 날씨/환경 데이터가 본 발명에 의하여 제안되는 낙뢰 검출 기능과 함께 결합될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에서, 본 발명을 비용 효율적으로 실장할 수 있도록 하는 것도 동등한 목적이다.
이러한 경우, 발명은 무선 장치(radio apparatus)를 포함하고 있는 장치에서 구현된다. 무선 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 수신된 진폭 변조 무선 신호를 처리하도록 적응된 칩(chip)을 포함한다. EMI 검출부는 칩에 의하여 처리 및 출력된 진폭 변조 무선 신호를 모니터링함으로써 진폭 변조 신호가 수신되는 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자적 간섭을 검출하도록 적응된다.
본 발명의 제2 측면은 칩에 의하여 출력되는 처리된 AM 신호를 모니터링 함으로써 실제 AM 칩 외부에서 전자기적 간섭의 검출 동작이 수행될 수 있다는 사상에 기반한다.
본 발명의 제 2 측면의 장점은 현존하는 라디오 칩이 수정 없이 사용될 수 있는 점이다. 전체적으로 볼 때, 추가적인 구성 요소들을 몇 가지만 추가하고, 저전력 소비를 유지하면서 본 발명을 구현하는 것이 가능하다.
예를 들면, 전자적 간섭의 검출은 유도성 센서(inductive sensor)와 같은 피크 검출부 및 비접촉식 센서에 의해 실현될 수 있다,
낙뢰는 AM 채널 내의 피크 신호로서 근사하게 간주될 수 있다. 그러나, 피크 검출부는 모든 경우에 피크의 초기 상승을 검출하기에는 너무 저속으로 동작한다. 낙뢰는 대략 500 마이크로 초의 감쇠 시간을 가지고 약 0.5 마이크로 초의 상승 시간을 가진다. 그러므로, MHz 주파수 대역에서 민감한 비접촉식 센서가 사용되어 칩에 의하여 출력되는 진폭 변조 무선 신호 출력에서 급속한 변화를 검출할 수 있다. 이러한 고속 변화는 낙뢰에 의하여 야기된 전자적 간섭의 존재를 나타낸다. 오디오 신호의 급속한 변화가 검출될 경우에, 비접촉식 센서는 피크 검출부를 이용하여 피크의 변화에 대한 검출 동작 및 진폭 변조된 무선 신호 내의 그 진폭의 결정 동작을 개시할 수 있다. 이러한 접근 방법은 전력 소모량이 적은 량으로 유지될 수 있도록 허용한다.
선택적으로, 추가적인 무선 장치는 전자적 간섭에 관해서 동등하게 감시되는 적어도 하나의 FM 무선 채널을 포함한다. 이 경우, AM 및 무선 장치의 FM 부분은 동시에 또는 예를 들어 밀리초 간격 또는 그보다 빠른 간격으로 적어도 사이클링된다. 그러면, AM 및 FM 채널에서 전자적 간섭이 동시에 검출된다는 사실은 낙뢰의 존재를 추정할 수 있는 사전 조건이 될 수 있다.
FM 무선 채널을 부가적으로 모니터링하기 위하여, 무선 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널 채널에서 수신된 주파수 변조된 무선 신호를 처리하도록 적응된 칩을 포함한다. 칩은 수신된 FM 무선신호의 진폭을 제한하기 위한 접지된 한정부(limiter)를 포함한다. 그러면, FM 채널의 전자적 간섭은 한정부 및 접지 사이에서 칩의 바깥쪽의 전류를 모니터링하는 것에 의해 검출된다.
또한, 이에 따라서 존재 가능한 FM 무선 채널을 감지하는 동작은 실제 FM 칩의 외부에서 수행될 수 있다. FM 무선 신호를 처리하기 위한 칩은 Am 무선 신호를 처리하기 위한 칩과 동일하거나 상이한 칩일 수 있다.
FM 채널의 전자적 간섭의 검출은 AM 채널에서 전자기적 간섭을 검출하는 것에 비하여 용이하게 수행되지 않는데, 그 이유는 주파수 변조 기법은 특히 진폭을 감소시킴으로써 이러한 간섭을 감소시키는데 목적을 두기 때문이다. FM 채널에서 낙뢰에 기인하여 야기된 EMI 펄스의 진폭은 보통 AM 채널에서 야기된 진폭의 단지 대략 1%일 것이다. 그러나, 모든 피크는 한정부로부터 접지까지 흐르는 전류 내에 변화가 발생하도록 야기한다. 낙뢰에 의하여 야기된 EMI 펄스가 매우 짧은 상승 시간을 가지기 때문에(전술한 바와 같이), 이에 따라서 한정부 내의 접지 전류는 전자기적 간섭을 검출하기 위한 고속 변화가 발생하는지에 대하여 모니터링될 수 있다.
한정부의 접지 전류를 모니터링하기 위해, 한정부로부터 접지까지의 경로가 상당히 많은 정도로 방해되지 않는 것을 보장하기 위하여, 유도성 센서 또는 비 접촉식 센서들도 사용되는 것이 바람직하다.
AM 경로가 접지된 한정부도 포함할 경우에, EMI 펄스가 한정부 전류로부터 AM 무선 채널에 대해도 검출될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
바람직하게는, 몇 개의 AM 및 FM 무선 채널이 모니터링되어 낙뢰가 신뢰성 있게 검출되도록 보장한다.
본 발명의 제3양태를 위해, 부가의 기능들을 사용자에게 제공하는 것도 본 발명의 다른 목적이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 제안된 장치는 예를 들어 마이크의 일부로서 음향 신호를 수신하도록 적응되는 안 구조 및 안테나 구조에 의하여 수신된 신호 내의 천둥의 발생을 나타내는 사운드 신호들을 검출하도록 적응된다. 처리부는, 가정된 낙뢰의 검출 시점 및 천둥의 신호 특성의 검출의 시점을 비교하는 것에 의해. 추정된 낙뢰의 거리를 연산하도록 더욱 적응된다. 수신되고 평가된 사운드 신호들도 가청주파수 이하의(infrasound) 신호들일 수 있다는 점에 주의하여야 한다.
발명의 제3 측면은, 낙뢰까지의 거리에 대한 예측치를 획득하기 위하여 많은 사람들이 낙뢰로부터 천둥 소리가 발생할 때까지 몇 초가 흘렀는지를 카운팅함으로써 폭풍우가 발생한 동안에도 편히 쉴 수 있다는 것에 기반한다. 또한, 낙뢰의 거리 측정 기능은 이동형 무선-주파수 장치에 남겨지도록 하는 것이 제안된다. 거리 예측 기능은 추정된 낙뢰의 검출 시점 및 추정된 천둥의 발생에 대한 검출 시점 사이까지 흐른 시간에 기반한다.
본 발명의 제3 측면은, 장치의 사용자에 제공된 부가적 기능들도, 필요할 경우 약간만 하드웨어를 변경하거나 하드웨어에 추가함으로써 실현될 수 있다는 장점을 가진다.
낙뢰의 발생은 전술된 방법과 동일한 방법을 이용하여 전자기적 간섭을 검출함으로써 검출된다. 이러한 간섭의 크기 및 스펙트럼 특성의 검출을 통하여 낙뢰에 대한 추가적인 정보를 얻을 수 있다. 간섭이 강할수록 낙뢰가 강하다는 것을 나타내고, 또한 거리에 의하여 야기되는 감쇠 효과를 참조할 수 있다. 스펙트럼 특성은 낙뢰가 지면을 향하여 발생한 것인지 아니면 구름 사이에서 발생한 것 뿐인지를 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 구름의 높이가 결정될 수도 있다.
낙뢰의 발생은 마이크 또는 다른 등가의 안테나 구조를 통하여 수신된 신호를 음향 분석함으로써 검출된다.
본 발명의 제3 측면의 일 실시예에서, 우선 다중 채널 정합 필터가 RF 채널들에서 검출된 EMI 펄스에 기반하여 발생된다. 그러면, 음향 신호는 이 정합 필터를 이용하여 필터링된다. 그러면 일련의 천둥의 발생을 일련의 낙뢰에 정확하게 관련지을 수 있다.
본 발명의 제3 측면의 다른 실시예에서, 수신된 사운드 신호들은 다중대역 포락선 검출 동작을 거침으로써 다른 음향으로부터 천둥 소리를 구별하게 된다. 그러면, 결과적으로 얻어지는 다양한 주파수 대역에서의 포락선 신호들이 상호 결합된다. 그러면, 결합기(combiner)의 출력이 소정 문턱치를 초과할 경우에 천둥이 발생한 것으로 추정된다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부된 도면과 함께 후술되는 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다. 그러나, 도면들은 예시적인 목적으로 작성된 것일 뿐이며 본 발명을 한정하고자 하는 목적으로 작성된 것이 아님에 주의하여야 한다. 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 청구의 범위를 이용하여 참조되어야 한다. 또한, 첨부된 도면은 적절한 척도로 그려진 것이며, 단지 본 명세서에서 설명되는 구조 및 단계들을 개념적으로 예시하고자 하는 것임에 주의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따르는 시스템의 개념 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 동작을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따르는 AM/FM 무선 장치의 개념적인 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 무선 장치의 동작을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따르는 시스템의 개념적인 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시스템의 동작을 도시하고 있는 흐름도이다.
도 1은 낙뢰 경보를 사용 가능하게 하는 본 발명의 제1실시예에 따른 셀룰러 통신 시스템의 개념적인 블록도이다. 도 1에 도시된 시스템은 예를 들어 GSM 시스템일 수 있다.
셀룰러 통신 시스템은 셀룰러 전화기(10) 및 셀룰러 통신망의 기지국(20)을 포함한다.
셀룰러 전화기(10)는 수신용 RX 안테나(11)를 포함하고, 수신용 RX 안테나는 RF 모듈(12)을 경유하여 마이크로 프로세서(13)에 접속하게 된다. 또한, 셀룰러 전화기(10)는 마이크 회로(14)를 포함하며, 마이크 회로도 동등하게 마이크로 프로세서(13)에 연결된다. 마이크 구조(14) 대신에, 오디오 앰프(14)에 연결된 특정한 안테나 구조가 채택될 수도 있다. 마이크로 프로세서(13)는 디스플레이(15) 및/또는 셀룰러 전화기(10)의 스피커(16)에 연결된다. 또한, 셀룰러 전화기(10)는 종래 기술에 의한 셀룰러 전화기에 포함된 공지된 모든 구성요소들을 포함할 수 있다.
셀룰러 전화기(10)의 인접 지역에서 발생하는 낙뢰(21)는 동등하게 표시된다.
도 1에 도시된 시스템의 동작은 이제 도 2에 도시된 흐름도를 참조하여 후술될 것이다.
셀룰러 통신망은 어느 채널이 해당 통신 시스템내의 데이터 트래픽을 위하여 현재 사용되어야 하는지를 결정하는데, 각각의 채널은 예를 들어 특정 주파수, 특정 타임 슬롯(time slot), 특정 CDMA 코드 등에 의하여 정의된다. 이러한 결정 동작은 셀룰러 전화기로부터의 측정 데이터를 이용하여 공지된 방법으로 수행된다. 일반적으로, 현재 데이터 트래픽을 위해서는 사용되지 않지만, 그럼에도 불구하고 셀룰러 전화기에 의하여 청취(listen)될 수 있는 다양한 묵음 채널들이 존재한다. 네트워크는 이러한 묵음 채널들의 식별 정보를 기지국(20)을 통하여 셀룰러 전화기(10)로 송신한다.
셀룰러 전화기(10)에서 낙뢰 검출 모드가 활성화되면, 셀룰러 전화기(10)의 마이크로 프로세서(13)에 의하여 실행되는 묵음 채널 식별 소프트웨어 모듈은 기지국(20)으로부터 RX 안테나(11) 및 RF 모듈(12)을 경유하여 수신하게 되는 신호 내의 정보에 기초하여 어느 채널이 현재 묵음 채널인지를 결정한다. 마이크로 프로세서(13)는 RF 모듈(12)에 현재의 묵음 채널의 식별 정보를 제공한다.
묵음 채널이 데이터 트래픽을 포함하지 않기 때문에, RF 모듈(12)은 이 채널을 경유하여 전자기적 환경을 모니터링할 수 있다. 정상 상황에서는, 기본적으로 어떤 신호도 묵음 채널을 통하여 수신되지 않는다. 만일 일부 셀룰러 전화기가 묵음 채널에 진입한다면, 묵음 채널은 네트워크에 의하여 묵음 채널의 목록으로부터 제거된다. 그러므로, 묵음 채널에서 수신되는 중요한 신호는 전자기 외란임을 나타낸다. 또한, 채널의 수신 품질의 고속 변경은 낙뢰의 발생을 표시할 수 있는데, 그 이유는 전형적인 RF-강도 변화는 낙뢰에 의하여 야기된 전자기적 간섭만큼 고속으로 변동되지 않기 때문이다.
우선, RF 모듈(12)은 소정의 문턱치 이상의 강도를 가지는 EMI 펄스들에 비하여 낮은 샘플링율을 가지는 지시된 묵음 채널들을 모니터링한다. 샘플링율이 낮다는 것은 소비 전력이 낮다는 것을 보장한다. 소정의 문턱치를 초과하는 EMI 펄스가 검출된 경우에만, 샘플링율은 증가된다. 검출된 EMI 펄스는 관련된 시간 태 그와 함께 마이크로 프로세서(13)에 제공된다.
마이크로 프로세서(13)에 의해 실행되는 용량 모니터링 소프트웨어 모듈은 셀룰러 전화기(10)의 현재의 처리 용량을 평가한다. 이용 가능한 처리 용량이 존재하게 되자마자, 하나 이상의 묵음 채널에 대해 RF 모듈(12)에 의해 제공된 시간 태그가 붙어있는 EMI 펄스는 마이크로 프로세서(13)에 의하여 실행되는 EMI 평가 소프트웨어 모듈에 의해 더 상세하게 평가된다. 더 상세하게는, EMI 펄스는 해당 셀룰러 통신 시스템에 사용된 신호 파형과 비교된다. 또한, 다른 존재 가능한 간섭원들을 제거하기 위하여, EMI 펄스들은 전형적인 낙뢰 펄스들과 더 복잡한 신호 분석 방법을 이용하여 비교될 수도 있다. 비교 결과 검출된 EMI 펄스들이 셀룰러 통신 신호에서 규칙적인 신호로부터 기인한 것이 아니라고 가정될 수 있는 경우, 또한 EMI 펄스들이 낙뢰에 의하여 나타나는 전형적인 펄스들에 더 근사하다고 판단될 경우에, 셀룰러 전화기(10)의 인접 지역에서 낙뢰가 존재한다고 예비적으로 추정될 수 있다.
또한, 낙뢰에 의해 발생하는 전자파 펄스가 넓은 범위의 파장에 걸쳐 확장된다는 사실이 이용된다. 낙뢰 검출의 신뢰도를 향상시키기 위하여, 예를 들어 30-3000Hz의 극저주파수 대역 내의 EMI 펄스들도 진행중인 통화가 없는 한 추가적으로 검출된다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 마이크 회로(14)를 경유하여 수신된 신호 또는 특정 안테나 구조를 통하여 수신되고 오디오 증폭기를 통하여 증폭된 신호는 마이크로 프로세서(13)에 전달된다. 만일 진행중인 통화가 없다면, 마이크로 프로세서(13)에 실행되는 오디오 신호 처리 소프트웨어 모듈이 마이크 회로(14) 또 는 특정 안테나 구조에 의하여 제공되는 오디오 신호 내에 낙뢰의 특성을 가지는 EMI 펄스들을 검출한다.
만일 동시에 수 개의 묵음 채널들에서 낙뢰의 특성을 가지는 EMI 펄스들이 검출되고, 현재 진행중인 통화가 없는 한 마이크 회로(14) 또는 다른 특정 안테나 구조에 의하여 수신된 오디오 신호들 내에도 이러한 EMI 펄스가 검출된다면, 셀룰러 전화기(10)의 인접 지역에 실질적으로 낙뢰가 존재한다고 간주된다. 이러한 콘스텔레이션(constellation)이 만족된다면, 마이크로 프로세서(13)에 의해 실행하게 되는 결정 및 통지 소프트웨어 모듈은 디스플레이(15) 혹은 셀룰러 전화기(10)의 스피커(16)를 통하여 낙뢰가 존재하는 것으로 추정되었음을 셀룰러 전화기의 사용자에게 알린다.
도 3은 낙뢰 경보를 가능하게 하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AM/FM 무선 장치(30)의 개념적인 블록도이다.
셀룰러 전화기와 같은 다른 장치 내에 구현될 수 있는 AM/FM 무선 장치(30)는 적어도 하나의 AM 무선 경로(radio path) 및 적어도 하나의 FM 무선 경로를 포함한다.
무선 장치(30)의 구현은 종래 기술에 의한 AM/FM 무선 장치로부터 시작된다. 무선 장치는 AM 프론트엔드(32) 및 FM 프론트엔드(33)를 포함하는 종래의 AM/FM 칩(31)을 포함하며, FM 프론트-엔드(33)는 칩 내에서 FM 한정부(34)로 연결된다. 칩(31)에 의한 AM 신호 출력은 사용자에 종래 기술에서와 같이 사용자에게 제공된다. FM 한정부(34)에 의해 제공되고 칩(31)에 의하여 출력되는 FM 신호도 사용자 에게 제공되도록 이용된다. FM 한정부(34)는 추가적으로 접지(GND)에 접속된다.
본 발명의 제2 실시예에 대하여, MHz 대역에서 민감한 제1 유도성 루프(inductive loop, 41)는 AM 신호에 대한 칩(31)의 출력 이후에 위치된다. 제1 유도성 루프(41)는 논리부(logic component, 42)에 연결된다.
MHz 범위에서 민감한 다른 유도성 루프(43)는 FM 한정부(34) 및 접지(GND) 사이의 커넥션의 옆에 위치된다. 제2 유도성 루프(43)도 논리부(42)에 연결된다.
논리부(42)는 평가부(evaluation component, 44)에 더욱 연결된다.
무선 장치(30)는 칩(31)에 의해 출력되는 AM 신호의 경로의 두 지점에 연결되는 피크 검출부(peak sensing component, 45)를 더 포함한다. 제1 지점에서, 커넥션은 고정되지 않으며 제2 유도성 루프(41)에 의해 제어되는 스위칭부(46)에 의하여 구현된다. 제2 지점에서, 피크 검출부(45)에서 AM 신호 경로로의 고정 커넥션(47)이 제공된다. 피크 검출부(45)의 출력은 평가부(44)에도 제공된다. 최종적으로, 평가부(44)는 무선 장치(30)의 디스플레이(35) 및/또는 스피커(36)에 연결된다.
무선 장치(30)의 구성요소는 하드웨어 형태로 또는 무선 장치(30)의 하나 또는 그 이상의 처리 유닛들에 의하여 실행되는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 시스템의 동작에 대해서 도 4에 도시된 흐름도를 참조하여 후술할 것이다.
FM 라디오부 및 AM 라디오부는 동시에 활성화될 수 있고 현재 동시에 활성화된다.
AM 프론트엔드(32)를 경유하여 수신되는 AM 무선 신호는 제공되기 위하여 종래 기술에 의한 방법으로 처리되고, 결과적으로 얻어지는 AM 오디오 신호는 칩(31)에 의하여 출력된다.
AM 오디오 신호의 급속한 변화는 제1 유도성 루프(41)가 동작을 개시하도록 한다. 즉, 변경률이 소정의 한계치를 초과하면, 제1 유도성 루프(41)는 상응하는 취지를 논리부(42)에 제공한다. 또한, 유도성 루프(42)는 스위칭부(46)를 제어하여 변화율이 소정 한계치를 초과할 경우 AM 오디오 신호의 일부를 피크 검출부(45)로 제공하도록 한다.
피크 검출부(45)는 AM 신호에서 낙뢰를 식별하도록 하는 가능한 차분 피크(differential peak)를 검출하고, 차분 피크의 진폭을 결정한다. 이러한 진폭이 평가부(44)로 제공된다.
FM 프론트엔드(33)를 경유하여 수신되는 FM 무선 신호는 제공되기 위하여 종래 기술에 의하여 처리된다. 이러한 처리 과정에는 FM 한정부(34)를 이용하여 수신된 FM 신호의 진폭 피크를 차단함으로써 발생 가능한 간섭을 줄이는 과정이 포함된다.
FM 한정부(34) 및 접지(GND) 사이의 경로에 흐르는 전류에 발생되는 급속한 변화는 제2 유도성 루프(43)가 동작을 개시하도록 야기한다. 즉, 변화율이 소정의 한계치를 초과하면, 유도성 루프(43)는 상응하는 취지를 논리부(42)에 제공한다. 급속한 변화가 발생하였다는 취지가 제1 유도성 루프(41) 및 제2 유도성 루프(43) 모두에 의하여 동시에 논리부(42)에 제공되면, 이러한 취지는 평가부(44)에 전송된 다.
평가부(44)는 유도성 루프들(41, 43)이 또 FM 채널에서와 AM 채널에서도 모두 외란을 검출하였을 경우 낙뢰가 인접 지역에 발생하였다고 추정한다. 그러면, 피크 감지부(45)에 의하여 제공되는 상응하는 EMI 피크의 진폭은 낙뢰의 강도 및/또는 거리를 결정하기 위하여 평가된다.
평가부(44)는 무선 장치(30)의 사용자에게 디스플레이(35) 또는 스피커(36)를 경유하여 낙뢰에 대한 주의보를 더 제공하는데, 이 경우에 AM 채널 내의 차분 피크의 결정된 진폭에 기반한 몇 가지 정보가 추가적으로 제공될 수도 있다.
그러므로, 낙뢰 검출 기능은 접지 전류를 FM 신호를 평가하는데 사용하고 실제 오디오 신호를 AM 신호를 평가하는데 사용하는 것에 의하여 AM/FM 칩(31) 또는 칩들의 외부에서 완전히 구현될 수 있다. 유도성 루프들(41, 43)은 FM 한정부 및 AM 신호 경로로부터 접지까지의 경로가 감지될 수 있을 만큼 외란에 의해 영향을 받지 않도록 보장한다.
도 5는 낙뢰 경보를 가능하게 하는 본 발명의 제3 실시예에 따른 셀룰러 통신 시스템의 개념적인 블록도이다. 도 5에 도시된 시스템은 예를 들면 GSM 시스템일 수 있다.
셀룰러 통신 시스템은 셀룰러 전화기(50) 및 셀룰러 통신망의 기지국(60)을 포함한다.
셀룰러 전화기(50)는 RF 안테나(51)를 포함하며, RF 안테나는 EMI 검출기(52)를 경유하여 처리부(53)에 접속된다. 처리부(53)는 하드웨어 및/또는 소프 트웨어로서 실현된다. 셀룰러 전화기(50)는 또한 마이크(54)를 더 포함하는데, 마이크는 다중대역 포락선 검출부(55), 다중 채널 정합 필터부(56) 및 결합부(57)를 경유하여 처리부(53)에 접속된다. 또한, EMI 검출기(52)는 정합 필터부(56)를 제어하기 위하여 접속된다. 최종적으로, 처리부(53)는 셀룰러 전화기(50)의 디스플레이(58) 및 스피커(59)에 연결된다.
도 5에 도시된 시스템의 동작은 이하 도 6에 도시된 흐름도를 참조하여 설명된다.
셀룰러 전화기(50)는 셀룰러 통신 시스템에서 RF 안테나(51)를 통하여 데이터를 전송하기 위해 이용 가능한 RF 채널들을 모니터링한다.
EMI 검출기(52)는 낙뢰가 셀룰러 전화기(50)의 인접 지역에서 발생하였음을 나타내는 EMI 펄스들을 모니터링된 채널에서 수신된 신호들로부터 검출한다. EMI 펄스는 한편으로 평가를 위해 처리부(53)에 전송된다. 처리부(53)에서는, 타이머가 낙뢰가 검출될 때마다 시동된다. 반면에, EMI 펄스의 검출 시점은 정합 필터부(56)에 의하여 채택된 정합 필터를 구성하는데 채택된다.
셀룰러 전화기(50)는 셀룰러 전화기 50에 마이크(54)를 통하여 도달하고 있는 신호로서 소리 및/또는 가청 주파수 이하의 신호들을 수신하는데, 이들 신호는 천둥으로부터 기인한 것일 수 있다. 낙뢰에 의하여 야기되는 고속 압력 변화량은 매우 넓은 대역의 음향 신호로서 가청 천둥 및 매우 강한 가청 주파수 이하의 신호를 포함하는 신호를 생성하는데, 여기서 가청 주파수 이하의 초 저주파 신호는 가청 신호보다 더 멀리까지 전파된다.
마이크(54)에 의해 수신되는 신호는 우선 다중 대역 포락선 검출부(55)에 인가된다. 이러한 다중대역 포락선 검출부(55)는 천둥을 비, 바람, 및 사람에 의하여 발생되는 소리 등에 의하여 오염된 신호로부터 정확하게 구현하도록 허용한다. 결과로서 얻어지는 다중 대역 오디오 포락선은 각 채널에 대하여 개별적으로 구성된 정합 필터를 이용하여 다중 대역 필터부(56)에서 필터링된다. 정합 필터는 검출된 낙뢰의 시퀀스의 시간 패턴에 적합한 천둥의 발생 시퀀스를 검출한다. 그러면, 필터링된 여과된 채널은 채널 결합부(57)에 의해 조합됨으로써 음향 오염(sound contamination)이 억제되도록 한다.
결과로서 얻어지는 신호는 처리부(53)에도 전송된다. 채널 결합부(57)의 출력이 문턱값을 초과하면, 천둥을 야기한 것으로 추정되는 낙뢰에 관련된 타이머가 독출된다. 문턱값은 주변 잡음에 적응된다. 당분간 검출 동작이 계속되어 최초로 정합되는 성분 이후에 더 잘 정합되는 성분을 찾아낼 수 있다.
이제 처리부는 개별 낙뢰의 검출 시점을 관련된 천둥의 발생 시점과 비교함으로써 낙뢰의 거리를 연산할 수 있다. 검출된 낙뢰의 시퀀스 및 이에 관련된 검출된 천둥의 발생 시점의 시퀀스에 기반하여 낙뢰의 거리 변화를 평가함으로써, 낙뢰의 접근 속도도 결정된다. 연산된 결과는 셀룰러 전화기의 사용자에게 디스플레이(58) 및/또는 스피커(59)를 통하여 제공된다.
비록 본 발명의 기본적인 신규한 특징들이 본 발명의 바람직한 실시예들에 적용되는 형태로서 설명 및 강조되었지만, 설명된 장치 및 방법의 세부적인 사항 및 형태에 대한 다양한 삭제, 대체, 및 변화가 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나 지 않는 범위에서 당업자에 의하여 수행될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 예를 들면, 실질적으로 동일한 결과를 획득하기 위하여 실질적으로 동일한 방법으로 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성 요소들 및/또는 단계들이 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함된다는 점은 명백하다. 더 나아가, 본 발명의 개시된 형태 또는 실시예에 관련하여 도시되거나 및/또는 설명된 구조 및/또는 구성 요소 및/또는 방법의 단계들이 설계시의 선택 사항으로서 다른 모든 형태의 개시되거나 설명되거나 또는 제안된 형태 또는 실시예에 통합될 수 있다는 점에 주의하여야 한다. 그러므로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 청구의 범위에 의하여서만 파악되고 한정되어야 한다.
본 발명에 의하여 이동형 무선-주파수를 이용하여 낙뢰를 검출할 수 있는데, 이동형 무선-주파수 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 전자기적 간섭 검출부를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 무선-주파수 채널은 통신 링크로서 상기 이동형 무선-주파수 장치에 의하여 사용될 수 있다.

Claims (35)

  1. 통신 링크로서 적어도 하나의 무선-주파수 채널(radio-frequency channel)을 사용하도록 적응된 이동형 무선-주파수 장치에 있어서,
    적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 전자기적 간섭 검출부 및
    상기 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰(lightning stroke)가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는 셀룰러 통신 시스템의 단말기를 포함하며,
    상기 전자기적 간섭 검출부는, 현재 아무런 트래픽도 포함하지 않는 적어도 하나의 무음 채널(silent channel) 내의 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 처리부는,
    현재의 무음 채널들을 식별하는 정보를 상기 셀룰러 통신 시스템의 셀룰러 통신 네트워크로부터 수신하며, 상기 처리부는,
    상기 전자기적 간섭 검출부에게 상기 식별된 상기 무음 채널들에 대하여 통지하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 처리부는,
    상기 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 적어도 하나의 무음 채널 내의 전자기적 간섭에 대하여 신호 분석을 수행함으로써, 낙뢰에 의해 야기된 전자기적 간섭을 적어도 상기 셀룰러 통신 시스템에서 송신된 신호들 중 한 신호 및 낙뢰들로 인한 전자기적 간섭들 이외의 다른 타입의 간섭들과 구별하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 처리부는,
    낙뢰가 상기 이동형 무선-주파수 장치와 인접한 지역에 발생한 것으로 추정될 수 있는지 여부를 결정하기 위하여 사용되는 처리 부하(processing load)를 상기 이동형 무선-주파수 장치 내에서 현재 사용가능한 처리 능력에 따라서 조절하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    음향 신호를 수신하는 안테나 구조를 더 포함하며, 상기 전자기적 간섭 검출부는 또한 상기 안테나 구조에 의하여 수신된 음향 신호들 내의 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는, 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 수신된 진폭 변조 무선 신호를 처리하는 칩(chip)을 포함하는 무선 장치(radio apparatus)를 포함하며, 상기 전자기적 간섭 검출부는,
    상기 칩에 의하여 처리 및 출력된 진폭 변조 무선 신호를 모니터링 함으로써, 진폭 변조된 신호들이 수신된 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전자기적 간섭 검출부는 피크 검출부 및 비-접촉식 센서를 포함하며, 상기 비접촉식 센서는,
    상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 급속한 변화들을 검출하고, 상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 급속한 변화들이 검출될 경우, 상기 피크 검출부에 의하여 상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 피크값들의 진폭 검출을 개시(trigger)하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 무선 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 수신된 주파수 변조 무선 신호들을 처리하는 칩을 포함하고, 상기 칩은 이를 위하여,
    수신된 주파수 변조 신호의 진폭을 한정하기 위한 한정부(limiter)를 포함하고, 상기 한정부는 접지(ground)에 연결되어 있으며,
    상기 전자기적 간섭 검출부는 상기 한정부 및 접지 간의 전류를 모니터링함으로써 주파수 변조 신호들이 상기 칩의 외부에서 수신되는 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전자기적 간섭 검출부는 주파수 변조 신호들이 수신되는 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하기 위하여,
    상기 한정부 및 접지 간의 상기 전류의 급속한 변화를 검출하는 비접촉식 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이동형 무선-주파수 장치는,
    음향 신호를 수신하는 안테나 구조 및
    상기 안테나 구조에 의하여 수신되는 신호들 중 천둥(thunder)발생을 상징하는 음향 신호들을 검출하는 천둥 검출부를 포함하며, 상기 처리부는 또한
    추정된 낙뢰의 검출 시점을 천둥발생을 상징하는 음향 신호들의 검출 시점과 비교함으로써, 추정된 낙뢰의 거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 천둥 검출부는 정합 필터(matched filter)를 포함하며,
    상기 전자기적 간섭 검출부는, 상기 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 전자기적 간섭의 시간 패턴을 이용하여 상기 정합 필터를 구성하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 천둥 검출부는,
    상기 안테나 구조에 의하여 수신된 신호들 내에서 상기 천둥발생을 상징하는 포락선(envelope)을 복수 개의 주파수 대역에 대하여 개별적으로 검출하는 다중대역 포락선 검출부 및
    복수 개의 상기 주파수 대역들에 대하여 검출된 포락선들을 결합하는 결합부(combiner)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  14. 소정 네트워크의 네트워크 요소 및 이동형 무선-주파수 장치를 포함하는 시스템으로서, 상기 이동형 무선-주파수 장치는 상기 네트워크 요소로의 통신 링크로서 적어도 하나의 무선-주파수 채널을 사용하는 시스템에 있어서, 상기 이동형 무선-주파수 장치는
    적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널 내에서 전자기적 간섭을 검출하는 전자기적 간섭 검출부; 및
    상기 전자기적 간섭 검출부에 의하여 검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는 셀룰러 통신 시스템의 단말기를 포함하며,
    상기 전자기적 간섭 검출부는, 현재 아무런 트래픽도 포함하지 않는 적어도 하나의 무음 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는, 적어도 하나의 무선-주파수 채널로 수신된 진폭 변조 무선 신호를 처리하는 칩을 포함하는 무선 장치를 포함하며, 상기 전자기적 간섭 검출부는,
    상기 칩에 의하여 처리 및 출력된 진폭 변조 무선 신호를 모니터링 함으로써, 진폭 변조된 신호들이 수신된 적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 이동형 무선-주파수 장치는,
    음향 신호를 수신하는 안테나 구조 및
    상기 안테나 구조에 의하여 수신되는 신호들 중 천둥발생을 상징하는 음향 신호들을 검출하는 천둥 검출부를 포함하며, 상기 처리부는 또한
    추정된 낙뢰의 검출 시점을 천둥발생을 상징하는 음향 신호들의 검출 시점과 비교함으로써, 추정된 낙뢰의 거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 이동형 무선-주파수 장치를 이용하여 낙뢰의 존재를 검출하는 방법으로서, 상기 이동형 무선-주파수 장치는 통신 링크로서 적어도 하나의 무선-주파수 채널을 사용하도록 적응되는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 단계 및
    검출된 전자기적 간섭에 기인하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는 셀룰러 통신 시스템의 단말기를 포함하며,
    적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널은, 현재 아무런 트래픽도 포함하지 않는 적어도 하나의 무음 채널인 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는, 적어도 하나의 무선-주파수 채널로 수신된 진폭 변조 무선 신호를 처리하는 칩을 포함하는 무선 장치를 포함하며,
    적어도 하나의 무선-주파수 채널 내의 전자기적 간섭을 검출하는 단계는, 진폭 변조 무선 신호를 모니터링하는 단계를 포함하며,
    상기 진폭 변조 무선 신호는 적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널을 통하여 상기 무선 장치에 의하여 수신되고,
    수신된 상기 진폭 변조 무선 신호는 상기 칩에 의하여 처리 및 출력된 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치에 도달한 신호들 중 천둥발생을 상징하는 음향 신호들을 검출하는 단계 및
    추정된 낙뢰의 검출 시점을 천둥발생을 상징하는 음향 신호의 검출 시점과 비교함으로써, 추정된 낙뢰의 거리를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  22. 낙뢰의 존재를 검출하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독매체로서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 통신 링크용 무선-주파수 채널을 적어도 하나 이용하는 이동형 무선-주파수 장치에서 실행되고,
    적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널 내에서 검출된 전자기적 간섭에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 상기 정보에 기반하여, 상기 이동형 무선-주파수 장치에 인접한 지역에 낙뢰가 발생한 것으로 추정될 수 있는지 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독매체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는 셀룰러 통신 시스템의 단말기를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 상기 무선-주파수 채널은, 현재 아무런 트래픽도 포함하지 않는 적어도 하나의 무음 채널인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독매체.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치는, 적어도 하나의 무선-주파수 채널로 수신된 진폭 변조 무선 신호를 처리하도록 적응된 칩을 포함하는 무선 장치를 포함하며,
    상기 수신된 상기 정보는, 상기 칩에 의하여 처리 및 출력된 진폭 변조 무선 신호들에 대한 측정치들(measurements)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독매체.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 이동형 무선-주파수 장치에 도달한 신호들 중 천둥발생을 상징하는 음향 신호들을 검출하는 단계 및
    추정된 낙뢰의 검출 시점을 천둥발생을 상징하는 음향 신호들의 검출 시점과 비교함으로써, 추정된 낙뢰의 거리를 연산하는 단계를 더 실현하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독매체.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치는 셀룰러 폰 인 것을 특징으로 하는 이동형 무선-주파수 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 셀룰러 통신 시스템의 셀룰러 통신 네트워크에서 현재 무음 채널들을 식별하는 정보를 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  28. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 무음 채널 내에서 검출된 전자기적 간섭에 대하여 신호 분석을 수행함으로써 낙뢰에 의해 야기된 전자기적 간섭을 적어도 상기 셀룰러 통신 시스템에서 송신된 신호들 중 한 신호 및 낙뢰들로 인한 전자기적 간섭들 이외의 다른 타입의 간섭들과 구별하는, 신호 분석단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  29. 제 19 항에 있어서,
    낙뢰가 상기 이동형 무선-주파수 장치와 인접한 지역에 발생한 것으로 추정될 수 있는지 여부를 결정하기 위하여 사용되는 처리 부하를 상기 이동형 무선-주파수 장치 내에서 현재 사용가능한 처리 능력에 따라서 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  30. 제 19 항에 있어서,
    수신된 음향 신호들 내의 전자기적 간섭들을 검출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  31. 제 20 항에 있어서,
    상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 급속한 변화들을 검출하는 단계; 및
    상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 급속한 변화들이 검출될 경우, 상기 칩에 의하여 출력된 상기 신호에서 피크값들의 진폭 검출을 개시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  32. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 장치는 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 수신된 주파수 변조 무선 신호들을 처리하는 칩을 포함하고, 상기 칩은 이를 위하여,
    수신된 주파수 변조 신호의 진폭을 한정하기 위한 한정부를 포함하고, 상기 한정부는 접지에 연결되어 있으며, 상기 방법은
    상기 한정부 및 접지 간의 전류를 모니터링함으로써 주파수 변조 신호들이 상기 칩의 외부에서 수신되는 적어도 하나의 무선-주파수 채널에서 전자기적 간섭을 검출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    비-접촉신 센서를 이용하여 상기 한정부와 접지 간의 상기 전류에서 급격한 변화를 감지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  34. 제 21 항에 있어서,
    천둥발생을 상징하는 음향 신호들은 정합 필터를 이용하여 검출되고, 상기 방법은 검출된 전자기적 간섭의 시간 패턴을 이용하여 상기 정합필터를 구성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
  35. 제 21 항에 있어서,
    상기 천둥발생을 상징하는 음향 신호들을 검출하는 단계는 복수의 주파수 대역들을 분리하여 수신된 신호들에서 천둥발생을 상징하는 포락선(envelope)을 검출하는 단계 및 상기 복수의 주파수 대역들에 대한 검출된 포락선들을 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙뢰의 존재를 검출하기 위한 방법.
KR1020067017841A 2004-03-04 2005-02-25 낙뢰 검출 KR100824990B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/795,209 US7200418B2 (en) 2004-03-04 2004-03-04 Detection of lightning
US10/795,209 2004-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060122945A KR20060122945A (ko) 2006-11-30
KR100824990B1 true KR100824990B1 (ko) 2008-04-28

Family

ID=34912458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067017841A KR100824990B1 (ko) 2004-03-04 2005-02-25 낙뢰 검출

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7200418B2 (ko)
EP (1) EP1721178B1 (ko)
KR (1) KR100824990B1 (ko)
CN (1) CN100575969C (ko)
AR (1) AR047911A1 (ko)
AT (1) ATE419540T1 (ko)
DE (1) DE602005012059D1 (ko)
WO (1) WO2005093440A1 (ko)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045359A2 (en) * 2003-09-17 2005-05-19 Aeroflex Incorporated Atmospheric turbulence hazard detector
US7796951B2 (en) * 2005-10-14 2010-09-14 Nokia Corporation Detection of lightning
US7511467B2 (en) 2005-10-14 2009-03-31 Nokia Corporation Detection of lightning
US7254484B2 (en) * 2005-10-14 2007-08-07 Nokia Corporation Detection of lightning
EP1946127A4 (en) * 2005-10-14 2014-04-23 Nokia Corp DETECTION OF LIGHTING
BRPI0520644A2 (pt) * 2005-10-14 2009-05-19 Nokia Corp detector de raios; detector de raios móvel; e método de detecção de raios
WO2007042601A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-19 Nokia Corporation Detection of lightning
US7634321B2 (en) * 2006-03-10 2009-12-15 Nokia Corporation Method and apparatus for multiradio control in a lightning detection device
CN101542300B (zh) * 2006-11-17 2011-11-30 诺基亚公司 用于分段方案的瞬时rf探测和传感器节能的方法和装置
EP1986122A1 (fr) * 2007-04-23 2008-10-29 Stmicroelectronics Sa Unite de traitement securisee
US8032330B2 (en) * 2008-03-07 2011-10-04 Nokia Corporation Electromagnetic interference sensor device and method and computer program
GB2458152B (en) * 2008-03-07 2010-09-29 Insensys Ltd Lightning detection
US7855476B2 (en) 2008-07-14 2010-12-21 Mark Ellery Ogram Atmospheric electrical generator
US20100268467A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Nokia Corporation Lightning detection
CN101545777B (zh) * 2009-04-29 2011-11-23 中国气象局气象探测中心 同步双成像闪电定位方法
US8275548B2 (en) * 2009-08-17 2012-09-25 Earth Networks, Inc. Method and apparatus for detecting lightning activity
US8836518B2 (en) 2011-07-06 2014-09-16 Earth Networks, Inc. Predicting the potential for severe weather
PT3379301T (pt) 2012-01-18 2019-11-15 Earth Networks Inc Utilizar dados de raio para gerar dados de refletividade por proxy
EP2682788B1 (en) 2012-07-06 2016-12-21 ams AG Circuit arrangement and method for disturber detection
CN103267890B (zh) * 2013-06-14 2014-08-06 成都东方瀚易科技发展有限公司 多通道综合雷电监测仪
CN104134320B (zh) * 2014-03-27 2016-02-03 深圳市科威特斯特科技股份有限公司 防雷环境在线监测报警网络系统
CN104050244A (zh) * 2014-05-29 2014-09-17 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种应用于电网的掌上雷击查询系统
CN103996975B (zh) * 2014-05-30 2015-12-09 中国民航大学 一种机场跑道两端防雷方法
CN104009399B (zh) * 2014-05-30 2016-03-09 中国民航大学 一种航班飞机停机坪作业防雷击方法
MX363499B (es) * 2014-07-16 2019-03-26 Accuweather Inc Sistema de deteccion de rayos, metodo y dispositivo.
KR20190006099A (ko) 2014-09-10 2019-01-16 애큐웨더 아이엔씨. 사용자-정의된 쿼리들을 위한 커스터마이즈 가능한 기상 분석 시스템
CN104614617A (zh) * 2015-02-09 2015-05-13 安徽中普盛德电子科技有限公司 一种智能防雷在线监测预警装置
CN104833862B (zh) * 2015-05-05 2018-04-06 惠州Tcl移动通信有限公司 一种闪电检测的移动终端、闪电检测控制系统及其方法
US20220291328A1 (en) * 2015-07-17 2022-09-15 Muhammed Zahid Ozturk Method, apparatus, and system for speech enhancement and separation based on audio and radio signals
CN106324562A (zh) * 2016-08-26 2017-01-11 深圳大学 使用移动终端检测和协同定位闪电的方法
US11294096B2 (en) 2017-11-03 2022-04-05 The Tomorrow Companies Inc. Real-time data pipeline techniques for improving a fast weather forecasting system
WO2019126707A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Climacell Inc. Improved real-time weather forecasting system
US11092940B2 (en) 2018-02-26 2021-08-17 Honeywell International Inc. Lightning or other surge detection for wireless transmitters and other devices
CN114341657A (zh) 2019-07-03 2022-04-12 地球网络股份有限公司 用于与闪电检测传感器一起使用的天线
CN111624412B (zh) * 2020-04-21 2022-04-08 北京信息科技大学 一种闪电连接点定位方法、系统、设备及可读存储介质
CN111642088B (zh) * 2020-05-30 2021-04-13 深圳市瑞智电力股份有限公司 一种具有数据实时反馈功能的箱式智能控制终端
CN113067789B (zh) * 2021-03-25 2022-08-02 沸蓝建设咨询有限公司 一种通信工程特征识别的智能化监测系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891919A (en) 1974-03-04 1975-06-24 William Penninger Storm-lightning detector
JPH1048276A (ja) 1996-07-31 1998-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電磁妨害通報装置及び電磁妨害通報システム
JPH11202055A (ja) 1998-01-08 1999-07-30 Tokyo Gas Co Ltd 地震検出装置
US6246367B1 (en) 1995-07-26 2001-06-12 Airborne Research Associates, Inc. Lightning locating system
US20010048297A1 (en) * 2000-02-14 2001-12-06 Medelius Pedro J. System and method of locating lightning strikes

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198599A (en) 1978-07-31 1980-04-15 The University Of Arizona Foundation Gated lightning detection system
US4272720A (en) 1979-05-30 1981-06-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Lightning discharge identification system
US4543580A (en) 1982-01-15 1985-09-24 Atlantic Scientific Corporation System for lightning ground stroke position by time of arrival discrimination
US4672305A (en) 1983-07-22 1987-06-09 Ernco Industries, Inc. Storm warning method and apparatus
US4823228A (en) * 1988-02-08 1989-04-18 Harris Corp. RF harmonic monitor for detecting potential lightning strikes by induced corona
US5263368A (en) * 1992-04-27 1993-11-23 Skyscan Technologies, Inc. Hand-held lightning detection and ranging device
US5541501A (en) 1992-04-27 1996-07-30 Skyscan Technologies, Inc. Lightning and storm warning method and apparatus
US5305210A (en) * 1992-04-29 1994-04-19 B. F. Goodrich Flight Systems, Inc. Sampled data lightning strike detection and mapping system capable of early detection of an invalid strike from sampled data and quick resumption of monitoring an incoming signal
US5699245A (en) * 1995-09-11 1997-12-16 Bfgoodrich Flightsystems, Inc. Distributed lightning detection system
US5977762A (en) * 1997-11-26 1999-11-02 Mirage Lighting Technology Ltd Lightning detection apparatus and methodology
US5959815A (en) 1998-03-17 1999-09-28 Gateway 2000, Inc. Method and apparatus for detecting potentially damaging electrical fields
US6215294B1 (en) * 1998-12-30 2001-04-10 Ernest Wilson Coleman Storm warning method and apparatus
US6552521B1 (en) * 2000-07-11 2003-04-22 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Single station system and method of locating lightning strikes
US6791311B2 (en) * 2002-02-13 2004-09-14 Vaisala Oyj Lightning detection and data acquisition system
US6788043B2 (en) * 2002-02-13 2004-09-07 Vaisala Oyj Lightning detection and data acquisition system
CA2418673C (en) * 2003-02-07 2013-07-16 Digital Security Controls Ltd. Integrated lightning detector
US6735525B1 (en) * 2003-03-24 2004-05-11 Vaisala Oyj Systems and methods for spectral corrected lightning detection
US7016785B2 (en) * 2004-03-04 2006-03-21 Nokia Corporation Lightning detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891919A (en) 1974-03-04 1975-06-24 William Penninger Storm-lightning detector
US6246367B1 (en) 1995-07-26 2001-06-12 Airborne Research Associates, Inc. Lightning locating system
JPH1048276A (ja) 1996-07-31 1998-02-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電磁妨害通報装置及び電磁妨害通報システム
JPH11202055A (ja) 1998-01-08 1999-07-30 Tokyo Gas Co Ltd 地震検出装置
US20010048297A1 (en) * 2000-02-14 2001-12-06 Medelius Pedro J. System and method of locating lightning strikes

Also Published As

Publication number Publication date
EP1721178B1 (en) 2008-12-31
US7200418B2 (en) 2007-04-03
DE602005012059D1 (de) 2009-02-12
ATE419540T1 (de) 2009-01-15
EP1721178A1 (en) 2006-11-15
WO2005093440A1 (en) 2005-10-06
AR047911A1 (es) 2006-03-01
KR20060122945A (ko) 2006-11-30
US20050197070A1 (en) 2005-09-08
CN101095056A (zh) 2007-12-26
CN100575969C (zh) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100824990B1 (ko) 낙뢰 검출
KR100824988B1 (ko) 낙뢰 검출
US7772826B2 (en) Detection of lightning
US7254484B2 (en) Detection of lightning
US8611849B2 (en) Method and apparatus to determine if a control channel signal is malicious or non-malicious based on a GPS location
US20130217358A1 (en) Method and apparatus to determine if a cellular jamming signal is malicious or non-malicious based on received signal strength
KR101119212B1 (ko) 번개의 검출
US6232882B1 (en) Warning system and method for detection of tornadoes
CN106658567B (zh) 一种移动通信终端检测设备
KR101031601B1 (ko) 번개의 검출
CN108075849A (zh) 基于检波的gps及gsm干扰信号测向定位系统
KR20140098496A (ko) 태양 우주 전파에 의한 무선 통신 시스템의 영향 분석 장치 및 방법
KR20170103397A (ko) 낙뢰 검출 시스템
KR20140010825A (ko) 레이더 경보 수신기의 신호 필터링 방법 및 그 장치
US8965335B2 (en) Detector of uplink frequencies with feedback
CN219512409U (zh) 一种民航导航监视设备电磁环境监测装置
JP3035051U (ja) 電磁波のノイズ検知解析装置
CN202196490U (zh) 一种无线信号侦测报警装置
Noger Locating Sources of Interference.
CN103475428A (zh) 人体红外探测抗手机信号干扰的处理方法
KR20070009220A (ko) 이동통신단말기 사용 감지장치 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130320

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140320

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee