KR100915417B1 - 피보호 물체의 자체 방어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피보호 물체에 고정 장착된 모니터링 장치(14)와, 특히 폭파용 발사체에 사용되는 발사 컨테이너(18)를 구비하는 피보호 물체의 자체 방어 장치로서, 발사 컨테이너는 방어해야 할 미사일(22)의 접근에 대한 목표 추적용 레이더 장치(20)를 포함한다. 피보호 물체에 고정 장착된 모니터링 장치(14)와 목표 추적용 레이더 장치(20)는 발사 컨테이너(18)를 위한 조준용 드라이브에 결합된다. 본 발명은, 고가의 탐색용 레이더 대신에, 피보호 물체에 고정 장착되는 모니터링 장치(14)를 구성하는 수동 센서 장치(16)를 이용한다. 수동 센서 장치(16)는 방어해야 하는 미사일(22)의 접근에 대해 정확하게 측정된 각도 정보를 생성한다. 이 방어해야 하는 미사일(22)의 거리와 속도는 목표 추적용 레이더 장치(20)에 의해 결정된다.

Description

피보호 물체의 자체 방어 장치{SELF-PROTECTING DEVICE FOR AN OBJECT}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제 부분에 기재된 것과 같은, 피보호 물체(object: 보호 대상이 되는 물체)의 자체 방어 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 피보호 물체의 자체 방어 장치는 독일특허출원 공개 DE 100 24 320 A1호 공보에 공지되어 있다. 이 공보에는 미사일 공격에 의한 위협에 대하여, 피보호 물체의 자체 방어를 위한 개별 방사 장치(radiating devices)가 그룹화되어 있는 평면형 안테나(planar antenna: 전파를 수신하는 개구면이 평면으로 되어 있음)를 탑재시킨 레이더 장치가 개시되어 있다. 여기서, 개별 방사 장치는 모니터링 레이더로서 기능하며, 하부구조(substructure)상에 수직으로 배향된 하나 이상의 그룹으로 배열된다. 이 하부구조는 폭파용 발사체(포탄)에 사용되는 발사 컨테이너(launch container)에 대한 조준용 드라이브(aiming drive)를 위한 것으로서, 피보호 물체에 고정 장착되고, 접근하는 미사일을 방어하기 위해 모니터링 레이더에 의해 진로가 유도되는 목표 추적용 레이더가 탑재되어 있다. 이러한 공지된 레이더 장치는 목표 추적용 레이더의 진로 유도(vectoring)를 위한 탐색용 레이더라고 할 수 있으며, 개발이 상당히 복잡하고 비용이 많이 든다. 또, 이러한 탐색용 레이더는 부품 조달에 있어서도 비교적 많은 비용이 소요된다. 유럽특허출원 공개 EP 1 096 219 A1호 공보에는, 위협이 되는 물체가 보호해야 하는 피보호 물체에 이미 가까이 접근해 있는 경우, 그 위협이 되는 물체가 지나가게 되는 부채모양의 상호 횡단 모니터링 영역을 생성하기 위해, 2열의 광검출기를 이용하는, 고정 또는 이동식 피보호 물체에 대한 위협을 검출하는 기술이 개시되어 있다. 또, 상기 공보에 의하면, 방어 방법에 필요한 파라미터, 특히 위협이 되는 물체의 이동 속도와 방향은, 2개의 모니터링 팬(fan)에 입력되는 지점과 팬으로부터 출력되는 지점으로부터 산출되어야 한다. 이러한 방식으로 공격물체를 검출하는 것은 시간을 많이 소모하며, 비교적 매우 좁은 부채꼴 모양의 공간에서만 검출이 가능하고, 따라서 근거리에서만 검출이 가능하게 된다. 또한, 일반적으로 말해서, 광센서 시스템은 근거리 레이더 장치만큼 강력하지 않은데, 특히 근거리 레이더 장치는 위협에 대한 실제 방향을 확인하기 위한 장거리 물체 검출 시스템에 의해 효율적인 시간내에 미리 진로가 유도된다. 또, 자기 자신에게 위협이 될 위험성은, 이러한 위협의 원격 획득을 파노라마식으로 탐색하는 장거리 레이더에 비해, 진로 유도가 사전에 행해지는 근거리 레이더에서 더 적다.

도 1은 모니터링 장치를 구비한 피보호 물체의 자체 방어 장치가 탑재된 무장 차량을 위에서 본 도면.

그러므로, 본 발명은 명세서의 도입부에 기재된 것과 같은 종류의 피보호 물체의 자체 방어 장치로서, 피보호 물체에 고정 장착된 모니터링 장치로서의 비교적 비용이 많이 드는 탐색용 레이더를 사용하지 않고서도, 자체 방어 특성에는 바람직하지 않은 영향을 미치지 않도록 한 자체 방어 장치를 제공하는 것에 목적이 있다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 청구범위 제1항에 기재된 특성에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 피보호 물체의 자체 방어 장치의 바람직한 실시예와 변형예는 첨부된 청구범위에서 특정하고 있다.

본 발명에 따른 피보호 물체의 자체 방어 장치에 있어서, 모니터링 장치는 피보호 물체에 고정 장착된다. 이 모니터링 장치는, 수직으로 배향된 하나 이상의 그룹으로 배치되는 방사 장치가 각각 탑재된 비교적 고가의 모니터링 레이더로 구성하는 것이 아니라, 방어할 필요가 있는, 접근하는 미사일의 각도를 검출하기 위해 제공되는 수동 센서 장치(passive sensor device)로 구성한다. 이 수동 센서 장치는 이미지 생성 및 처리용의 자외선(UV) 센서 장치 또는 이미지 생성 및 처리용의 적외선(IR) 센서 장치로 구성할 수 있으며, 근거리 검출이 확실한 단순 레이더 미사일 경보기와 결합되는 센서로서의 기능도 수행함으로써, 예컨대 경보 기능이 정확하지 않게되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 미사일이 접근하는 위협이 생긴 경우, 발사 컨테이너를 즉각적으로 축을 중심으로 피벗식으로 회전시킬 필요가 없게 된다. 또, 본 발명은 피보호 물체, 특히 피보호 물체가 차량인 경우 그 부근에서 폭발될 위험이 있는 경우에도 비교적 확실하고 안전한 보호를 할 수 있다는 장점이 있다.

수동 센서 장치는 각도를 매우 정확하게 측정하는 파노라마식 센서 장치로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 파노라마식 센서 시스템에 의하면, 예컨대 방어할 필요가 있는 미사일의 발사 불꽃이나 추진 장치에서의 방열을 검출함으로써, 방어해야 하는 각 미사일의 각도를 정확하게 검출할 수 있다. 파노라마식 센서 시스템은, 근거리에서 방어해야 하는 미사일의 거리와 속도를 결정하기 위해 제공되는 목표 추적용 레이더 장치와 결합될 수 있다. 이 목표 추적용 레이더 장치는 정확한 안테나 특성을 가질 수 있다.

근거리 목표 추적용 레이더 장치를 이용하게 되면, 근거리에서 폭발될 위험이 있는 경우의 반응 시간이 비교적 불리한 수동 센서 장치의 단점을, 방어해야 하는 미사일의 거리 및 속도 성분을 신속하게 이용할 수 있는 근거리 목표 추적용 레이더에 의해 어느 정도 제거된다고 하는 장점을 가질 수 있다. 여기서, 근거리(close range)는, 예컨대 방어할 미사일의 AT-amunition(대전차 탄약) 표기(signature)에 대해 대략 200∼300 미터(m) 정도이다. 수동 센서 장치로부터의 각도 정보를 조합하여, 25 내지 100 마이크로초(msec) 정도 처리한 후, 발사 컨테이너상에 탑재된 목표 추적용 레이더 장치가 접근하는 위험물(미사일)에 대해 피벗식으로 회전할 수 있게 된다. 목표 이전 시점에서 이 목표 추적용 레이더 장치가 위험물에 대한 책임을 지게 된다.

목표 추적용 레이더 장치는 단극형(monopole) 레이더 장치로 구성하는 것이 바람직하다. 위험물의 목표 전이 시점에서, 충돌 지점 예측(폭발 관리)으로 수동 센서 장치의 각도 측정을 매우 정확하게 함으로써 목표 추적용 레이더 장치의 각도 정보가 적절하게 지원될 수 있다.

피보호 물체, 즉 보호 대상인 차량의 근거리에서 발사되는, 예컨대 대전차 탄약을 이용하여 성공적인 전투를 위한 시스템의 시간 소모량은, 본 발명에 의하면, 요구되는 시간은 약간 증가하게 되지만, 어떠한 거리 및 속도 정보도 제공하지 못하는 순수한 수동식 시스템의 문제점을 제거할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 피보호 물체의 자체 방어 장치는 다음과 같은 장점을 가진다.

본 발명은 자체 방어 장치의 통합성을 최적화할 수 있는데, 완전한 센서 시스템을 발사 컨테이너상에 또는 차량의 포탑을 따라 일체형으로 할 수 있기 때문에 어떠한 무장 차량에도 거리 효율성이 높은 방어 시스템이 가능하다는 것이다.

각도의 분해 능력이 있는 수동 센서 장치를 레이더 시스템에 사용하면, 단순한 구조의 레이더 시스템으로 전천후로 사용할 수 있으며, 오류 경보에 대해 덜 민감하고, 소프트 킬(soft-kill) 방식을 이용하는 레이더의 장점을 가질 수 있다.

발사체 축에 대해 평행으로 발사 컨테이너상에 탑재된 목표 추적을 위한 목표 추적용 레이터의 진로를 유도하고 각도를 검출하기 위한 차량 포탑상의 수동 센서 장치 부근에 도플러 효과 및 거리 효과를 갖는 비교적 작은 근거리 레이더를 이용하면, 3개의 공간 좌표, 즉 폭발 관리 및 충돌 지점 예측을 위한, 방위각과 고도에서의 거리, 속도 및 각도 레이오프(lay-off)를 결정할 수 있다.

센서 기능에 의해 진로 유도의 속도 및 정확성을 최적화할 수 있다. 다시 말해서, 수동 센서 장치에 의한 각도 측정과, 근거리 레이더, 즉 목표 추적용 레이더 장치에 의한 거리 및 속도 측정을 최적화할 수 있다.

카세그레인(cassegrain) 안테나/주파수 주사식 평면 레이더 등의 표준 부품을 이용함으로써, 예컨대 AWISS 발사대(launcher)에서 위험을 최소화하고 개발 기간을 단축시킬 수 있다.

목표 추적용 레이더 장치가 무기와 관련하여 평행하게 배치될 때의 폭발 관리 문제를 단순화함으로써, 좌표 시스템 변형 과정을 최소로 축소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 피보호 물체의 자체 방어 장치의 실시예를, 방어해야 할 미사일과 무장 차량의 형태로 된 피보호 물체를 예시하는 도면과 실시예로서 이하 개시한다.

도 1은 모니터링 장치(14)를 구비한 피보호 물체의 자체 방어 장치(12)가 탑재된 무장 차량(10)을 위에서 본 도면으로서, 모니터링 장치(14)는 피보호 물체에 고정 장착되며, 수동 센서 장치(16)와, 특히 폭파 발사체를 위한 발사 컨테이너(18)를 포함한다. 이 발사 컨테이너는 방어해야 하는 미사일(22)의 접근을 검출하기 위한 목표 추적용 레이더 장치(20)를 구비한다.

수동 센서 장치(16)는 이미지 생성 및 이미지 처리용 적외선(IR) 센서 장치 또는 이미지 생성 및 이미지 처리용 자외선(UV) 센서 장치로 구성될 수 있다. 수동 센서 장치(16)는 각도 측정을 매우 정확하게 할 수 있는 파노라마식 센서 시스템의 구성을 가진다. 반경 R과 교차로 해칭 표시된 좁은 반경 영역(24)이 도시되어 있다. 각도 A는 방어해야 하는 미사일(22)이 차량(10)에 접근하는 각도로서, 수동 센서 장치(16)에 의해 매우 정확한 측정으로 결정된다.

목표 추적용 레이더 장치(20)는 어떠한 각도 정보도 생성하지는 않지만, 방어해야 할 미사일(22)의, 특히 근거리에서 거리와 속도를 단독으로 그리고 간단하게 결정할 수 있다. 수동 센서 장치(16)와 목표 추적용 레이더 장치(20)는 함께, 보호해야 하는 차량(10)의 발사 컨테이너(18)에 대한 조준용 드라이브에 결합된다.

Claims (7)

1. 피보호 물체에 고정 장착되는 모니터링 장치(14)를 구비하고,

   상기 모니터링 장치는 목표 추적용 레이더 장치(20)를 진로 유도하기 위한 수동 센서 장치(16)를 포함하며,

   상기 수동 센서 장치(16)는 접근하는 미사일(22)의 각도 검출을 위한 파노라마식 센서 시스템 형태를 가지며,

   상기 목표 추적용 레이더 장치(20)는 미사일의 위협에 대해 조준 가능한 발사 컨테이너(18) 상에서 방어해야 하는 미사일(22)의 거리 및 속도를 근거리 결정하는 것을 특징으로 하는 피보호 물체의 자체 방어 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수동 센서 장치(16)는 이미지 생성 및 이미지 처리용 자외선(UV) 센서 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 피보호 물체의 자체 방어 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 수동 센서 장치(16)는 이미지 생성 및 이미지 처리용 적외선(IR) 센서 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 피보호 물체의 자체 방어 장치.
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