KR100971766B1 - Variable altitude simulation apparatus and electromagnetic wave delaying method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A variable altitude simulation apparatus and an electric wave delay method are provided, which can test whether the electric wave altitude measuring device performs the accurate altitude measurement even in the landform having severe altitude variation. CONSTITUTION: An electric wave receiver(110) receives an electric wave from an external electric wave altitude measuring device. An RF switch(120) switches the electric signal corresponding to the received electric wave to a first terminal or a second terminal according to the predetermined simulated altitude. An RF delay unit(150) delays the electric signal delivered from the first terminal according to the simulated altitude. An optical delay unit(140) changes the electric signal delivered from the second terminal into the optical signal and delays the transformed optical signal according to the simulated altitude, finally changes the delayed optical signal into an electric signal. An electric wave transmitter(180) transmits the electric wave according to the inputted electric signal to the electric wave altitude measuring device.

Description

가변 고도 모의 장치 및 전파 지연 방법{Variable altitude simulation apparatus and electromagnetic wave delaying method}Variable altitude simulation apparatus and electromagnetic wave delaying method

본 발명은 가변 고도 모의 장치 및 전파 지연 방법에 관한 것으로서, 특히 순항 유도 무기의 상대 고도 측정을 위해 탑재되는 전파 고도계의 성능 테스트를 위해 입력된 전파를 전파 지연시켜 출력함으로써 고도를 모의하는 가변 고도 모의 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a variable altitude simulation device and a propagation delay method. In particular, a variable altitude simulation for simulating altitude by outputting a propagated delayed wave for the performance test of a radio altimeter mounted for measuring a relative altitude of a cruise guided weapon. An apparatus and method are provided.

순항 유도 무기의 유도 조종을 위해서는 체계의 고도 정보가 필요하다. 기압 고도계는 절대 고도 정보를 제공하는 것으로서 순항 유도에 사용된다. 전파 고도계는 고도 보정 및 지형 대조 등에 사용된다.The system's altitude information is required for guided maneuvering of cruise guided weapons. Barometric altimeters provide absolute altitude information and are used for cruise guidance. Radio altimeters are used for altitude correction and terrain contrast.

전파 고도계는 송신 안테나에서 송출된 신호가 수신 안테나로 들어오는 시간과 주파수 차이를 계산하여 고도값을 계산한다. 시간 지연이 Td일 경우 안테나로부터 반사되는 지형과의 거리는 하기 수학식을 통해 계산할 수 있다.The radio altimeter calculates an altitude value by calculating a time and frequency difference between a signal transmitted from a transmitting antenna and a receiving antenna. When the time delay is Td, the distance from the terrain reflected from the antenna may be calculated through the following equation.

[수학식][Equation]

D = (Td x c) / 2, c = 3 x 108[m/s]D = (T d xc) / 2, c = 3 x 10 8 [m / s]

전파 고도 장치의 점검은 크게 자체 기능 점검과 성능 점검으로 나눌 수 있다. 자체 기능 점검은 내부 모듈들이 정상적으로 동작하는지를 점검하는 것이고, 성능 점검은 고도를 모의하고 전파 고도계 출력으로 해당 고도가 정확히 나오는지 평가를 하는 것이다.The inspection of radio wave altitude device can be divided into self function check and performance check. Self-function check is to check whether the internal modules are working normally. Performance check is to simulate altitude and evaluate the altitude output accurately by the radio altimeter output.

전파 고도 장치의 양산 시스템에서는 전파 고도 장치의 성능 점검을 위하여 고정된 전파 지연 장치(delay device)를 사용하고 있다. 특히, 고정된 지연 거리 150m, 750m, 1500m의 전파 지연을 갖는 전파 지연 장치를 이용하여 3개의 모의 고도에 대해 성능을 평가하였다. 전파 고도 장치는 약 3m의 최소 고도로부터 약 1500m까지의 고도를 측정하는데, 전파 고도 장치의 점검을 위하여 고정된 3 개의 모의 고도만으로는 전파 고도계의 특성 예를 들어 선형성등을 테스트하는데 무리가 있었다. 또한, 모든 모의 거리에 대해 전파 지연 장치를 이용하여 특성을 검증하는 것은 시간과 비용의 측면에서 부적절한 문제가 있었다.The mass production system of the radio wave altitude device uses a fixed delay device to check the performance of the radio wave altitude device. In particular, the performance was evaluated for three simulated altitudes using a propagation delay device having fixed delay distances of 150m, 750m, and 1500m. The altitude altitude device measures altitudes from the minimum altitude of about 3 m to about 1500 m. Three fixed altitudes for the inspection of the altitude altitude device were difficult to test the characteristics of the altitude altimeter, eg linearity. In addition, verifying the characteristics using the propagation delay device for all the simulation distances has an inadequate problem in terms of time and cost.

대한민국 공개특허 제2003-39764호는 유도 물체 또는 발사체의 고도를 측정하는 전파 고도 장치를 점검하고, 또한 이와 연결된 송수신 안테나의 점검을 동시에 수행할 수 있는 전파 고도계 점검 시스템을 개시하고 있다. 상기 특허의 경우 한정된 개수의 지연선 들을 병렬로 연결하고, 병렬로 연결될 지연선들 중에서 하나를 선택함으로써 전파 지연을 수행하는 장치를 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허의 경우 병렬로 연결된 지연선 들의 개수에 일정한 제한이 있기 때문에, 전파 지연값에 일정한 제한이 있으며, 다양한 고도 모의를 통해 전파 고도계의 성능 점검을 하는 것은 어려운 문제가 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-39764 discloses a radio wave altimeter checking system capable of inspecting a radio wave altitude device for measuring an altitude of a guided object or a projectile, and simultaneously performing a check of a transmission / reception antenna connected thereto. The patent discloses an apparatus for performing propagation delay by connecting a limited number of delay lines in parallel and selecting one of the delay lines to be connected in parallel. However, since the patent has a certain limit on the number of delay lines connected in parallel, there is a certain limit on the propagation delay value, and it is difficult to check the performance of the radio altimeter through various altitude simulations.

상술한 바와 같이 미리 정해진 몇 개의 고도에 대하여만 전파 고도 장치에 대한 성능 평가를 따르면 수행했던 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여, 본 발명은 실제의 비행 고도에 맞게 고도를 다양하게 필요에 따라 가변 시켜 가면서 전파 고도 장치의 고도 측정 성능을 테스트하고, 특히 고도 변화가 심한 지형 등과 같이 고도 측정의 오류가 발생하기 쉬운 경우에도 전파 고도 측정 장치가 고도 측정을 정확하게 할 수 있는지 여부를 테스트할 수 있는 가변 고도 모의 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 고도 측정을 위한 전파 지연 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, in order to overcome the limitations of the prior art, which is performed according to the performance evaluation of the radio wave altitude device only for a predetermined number of altitudes, the present invention can vary the altitude as needed to suit the actual flight altitude. Variable altitude that allows you to test the altitude measurement performance of the altitude altitude device over time, and to test whether the altitude altitude measurement device can accurately measure altitude, especially when errors in altitude measurement are prone to occur, such as terrain with high altitude fluctuations. It is an object to provide a mock device. It is also an object of the present invention to provide a propagation delay method for altitude measurement.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 고도 모의 장치는 외부의 전파 고도 장치로부터 전파를 수신하는 전파 수신부; 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 제1 단자 또는 제2 단자로 스위칭하는 RF 스위치; 상기 제1 단자로부터 전달되는 상기 전기적 신호를 상기 모의 고도에 따라 지연시키는 RF 지연부; 상기 제2 단자로부터 전달되는 상기 전기적 신호를 광 신호로 변환하고, 상기 변환된 광 신호를 상기 모의 고도에 따라 지연시키며, 상기 지연된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광 지연부; 및 상기 RF 지연부 또는 상기 광 지연부로부터 전달된 전기적 신호를 입력 받고, 상기 입력된 전기적 신호에 따른 전파를 상기 전파 고도 장치로 송출하는 전파 송신부를 포함한 다.Variable altitude simulation apparatus according to the present invention for achieving the above object of the present invention comprises a radio wave receiving unit for receiving radio waves from an external radio wave altitude apparatus; An RF switch for switching an electrical signal according to the received radio wave to a first terminal or a second terminal according to a predetermined simulation altitude; An RF delay unit configured to delay the electrical signal transmitted from the first terminal according to the simulation altitude; An optical delay unit for converting the electrical signal transmitted from the second terminal into an optical signal, delaying the converted optical signal according to the simulated altitude, and converting the delayed optical signal into an electrical signal; And a radio wave transmitter configured to receive an electrical signal transmitted from the RF delay unit or the optical delay unit, and to transmit a radio wave according to the input electrical signal to the radio wave elevation apparatus.

또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전파 지연 방법은 a) 외부의 전파 고도 장치로부터 전파를 수신하는 단계; b) 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 RF 지연선 또는 광 지연선을 통해 시간 지연시키는 단계; 및c) 상기 시간 지연된 전기적 신호에 따른 전자파를 외부의 전파 고도 장치로 송출하는 단계를 포함한다.In addition, the propagation delay method of the present invention for achieving another object of the present invention described above comprises the steps of: a) receiving radio waves from an external radio wave elevation apparatus; b) delaying the electrical signal according to the received radio wave through an RF delay line or an optical delay line according to a predetermined simulated altitude; And c) transmitting an electromagnetic wave according to the time delayed electrical signal to an external radio wave elevation apparatus.

기존에는 단순히 미리 정해진 몇 개의 고도에 대하여만 전파 고도 장치에 대한 성능 평가를 했었지만, 본 발명에 따르면 실제의 비행 고도에 맞게 고도를 다양하게 필요에 따라 가변 시켜 가면서 전파 고도 장치의 고도 측정 성능을 테스트 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 유도 장치의 항로(미리 결정된 모의 고도)에 따라 가변적으로 전파 지연시키는 구조를 갖기 때문에, 고도 변화가 심한 지형 등과 같이 고도 측정의 오류가 발생하기 쉬운 상황에서의 전파 고도 측정 장치 테스트를 위한 시뮬레이션이 가능하다. 또한, RF 지연선과 광 섬유를 이용한 광 지연선을 동시에 활용함으로써, 시간 지연의 정확성을 향상시키는 효과가 있다. In the past, performance evaluation of the radio wave elevation apparatus was performed only for a few predetermined altitudes, but according to the present invention, the altitude measurement performance of the radio wave elevation apparatus was tested while varying the altitude as needed according to the actual flight altitude. can do. In addition, according to the present invention, since the propagation delay is variable according to the route (predetermined simulated altitude) of the induction apparatus, the propagation altitude measuring device in a situation where altitude measurement errors are likely to occur, such as terrain with high altitude change. Simulation for testing is possible. In addition, by simultaneously utilizing the RF delay line and the optical delay line using the optical fiber, there is an effect of improving the accuracy of the time delay.

이하 첨부된 도면과 실시예를 참고하여, 본 발명에 따른 가변 고도 모의 장치 및 전파 지연 방법에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a variable altitude simulation apparatus and a propagation delay method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. In the following description and the accompanying drawings, substantially identical components are denoted by the same reference numerals, and thus redundant description will be omitted. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치와 전파 고도 장치를 나타내는 구성도이다. 도 1의 구성도에는 순항 유도 무기(10), 전파 고도 장치(20), 가변 고도 모의 장치(30)가 개시되어 있다.1 is a block diagram showing a variable altitude simulation device and a radio wave altitude device according to an embodiment of the present invention. In the configuration diagram of FIG. 1, a cruise guidance weapon 10, a radio wave altitude device 20, and a variable altitude simulation device 30 are disclosed.

순항 유도 무기(10)는 유도 조종을 위하여 고도를 측정하는 전파 고도 장치(20)를 내부에 구비한다. 순항 유도 무기는 유도 조종을 통해 비행의 방향을 자동으로 제어하는 것으로서, 예를 들어 순항 유도 미사일이 있다. 전파 고도 장치(20)는 외부로 전파를 송출하는 제1 전파 송신부(22)와 외부로부터 반사되는 전파를 수신하는 제1 전파 수신부(24)를 포함한다. 전파 고도 장치는 제1 전파 송신부를 통해 전파가 출력된 시간 및 상기 전파가 반사되어 제1 전파 송신부를 통해 입력된 시간 간의 시간 지연값을 계산하고, 계산된 시간 지연값을 이용하여 현재의 고도를 계산한다.The cruise guidance weapon 10 is provided with a radio wave altitude device 20 for measuring altitude for guided steering. Cruise guided weapons automatically control the direction of flight through guided maneuvers, such as cruise guided missiles. The radio wave elevation apparatus 20 includes a first radio wave transmitter 22 for transmitting radio waves to the outside and a first radio wave receiver 24 for receiving radio waves reflected from the outside. The radio wave altitude device calculates a time delay value between a time when a radio wave is output through the first radio wave transmitter and a time when the radio wave is reflected and input through the first radio wave transmitter, and calculates a current altitude using the calculated time delay value. Calculate

가변 고도 모의 장치(30)는 순항 유도 무기의 전파 송신부(22)로부터 송출된 전파를 제2 전파 수신부(32)를 통해 입력 받고, 미리 결정된 모의 고도에 따라 전파 지연을 수행한다. 전파 지연된 신호는 제2 전파 송신부(34)를 통해 송출되며, 순항 유도 무기는 전파 수신부(24)를 통해 지연된 전파를 수신한다. 가변 고도 모의 장치에 대하여는 도 2에서 상세히 설명한다.The variable altitude simulation apparatus 30 receives a radio wave transmitted from the radio wave transmitter 22 of the cruise guidance weapon through the second radio wave receiver 32 and performs a propagation delay according to a predetermined simulation altitude. The propagated delayed signal is transmitted through the second radio wave transmitter 34, and the cruise guidance weapon receives the delayed radio wave through the radio wave receiver 24. The variable altitude simulation apparatus will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 가변 고도 모의 장치(100)는 전파 수신부(110), RF 스 위치(120), 수신측 전력 조절부(130), 광 지연부(140), RF 지연부(150), 송신측 전력 조절부(160), 제어부(170) 및 전파 송신부(180)를 포함한다.2 is a block diagram illustrating a variable altitude simulation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The variable altitude simulation apparatus 100 shown in FIG. 2 includes a radio wave receiver 110, an RF switch 120, a power receiver 130 on the receiving side, an optical delay unit 140, an RF delay unit 150, and a transmission unit. The side power controller 160, the controller 170, and the radio wave transmitter 180 are included.

전파 수신부(110)는 소정 거리 떨어진 외부의 전파 고도 장치로부터의 전파를 수신한다.The radio wave receiver 110 receives radio waves from an external radio wave altitude device at a predetermined distance.

RF 스위치(120)는 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 제1 단자 또는 제2 단자로 스위칭한다.The RF switch 120 switches the electrical signal according to the received radio wave to the first terminal or the second terminal according to a predetermined simulation altitude.

수신측 전력 조절부(130)는 제1 단자로부터 전달되는 전기적 신호가 광 지연부(140)에서 처리 가능한 전력 범위가 되도록 전력을 조절한다. The reception side power controller 130 adjusts the power such that the electrical signal transmitted from the first terminal is within a power range that can be processed by the optical delay unit 140.

광 지연부(140)는 수신측 전력 조절부(130)를 통해 조절된 전력을 갖는 전기적 신호에 대하여 미리 결정된 모의 고도에 따른 광 지연을 통해 시간 지연된 전기적 신호를 생성한다. 광 지연부(140)는 고고도의 모의 시 전파를 광 지연선 예를 들어 광 섬유를 통해 지연시키는데, 특히 10m 이상에서의 전파 지연시 사용된다. 이 경우 오프셋 값인 10m와 관련하여, 일반적으로 회로 시스템 자체의 고유 지연은 약 3m임을 고려할 때, 7m의 거리 보상을 위하여 별도의 거리 보상 광섬유를 더 포함하는 것이 바람직하다.The optical delay unit 140 generates an electrical signal that is time-delayed through an optical delay according to a predetermined simulation altitude with respect to an electrical signal having power controlled through the reception side power controller 130. The optical delay unit 140 delays propagation of high altitude through an optical delay line, for example, an optical fiber, and is particularly used for propagation delay of 10 m or more. In this case, with respect to the offset value 10m, considering that the inherent delay of the circuit system itself is generally about 3m, it is preferable to further include a separate distance compensation optical fiber for distance compensation of 7m.

RF 지연부(150)는 제2 단자로부터 전달되는 전기적 신호를 미리 결정된 모의 고도에 따른 지연을 통해 시간 지연된 전기적 신호를 생성한다. RF 지연부(150)는 저고도 모의 시 전파를 RF 지연선을 통해 지연시키는데, 특히 10m 이내의 전파 지연을 위하여 사용된다.The RF delay unit 150 generates a time delayed electrical signal through a delay according to a predetermined simulation altitude of the electrical signal transmitted from the second terminal. The RF delay unit 150 delays the radio wave through the RF delay line during the low altitude simulation, and is particularly used for propagation delay within 10m.

송신측 전력 조절부(160)는 광 지연부(140)를 통해 지연된 전기적 신호를 입 력 받고, 입력된 전기적 신호의 전력 레벨을 전파 송신부에서 처리 가능한 전력 레벨로 조절한다.The transmission power controller 160 receives the delayed electrical signal through the optical delay unit 140 and adjusts the power level of the input electrical signal to a power level that can be processed by the radio wave transmitter.

제어부(170)는 미리 결정된 모의 고도에 따른 RF 스위치(120)의 스위칭 동작과, 수신측 전력 조절부(130)와 송신측 전력 조절부(140)의 전력 레벨 조절과, 모의 고도에 따라 RF 지연부(150)와 광 지연부(140)의 시간 지연 조절과, 전파 송신부(180)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.The controller 170 controls the switching operation of the RF switch 120 according to the predetermined simulation altitude, adjusts the power level of the reception power control unit 130 and the transmission power control unit 140, and the RF delay according to the simulation altitude. A time delay adjustment of the unit 150 and the optical delay unit 140 and a control signal for controlling the operation of the radio wave transmitter 180 are generated.

전파 송신부(180)는 RF 지연부(150)과 송신측 전력 조절부(160)로부터 전달된 전기적 신호를 입력 받고, 입력된 전기적 신호에 따른 전파 안테나를 통하여 외부의 전파 고도 장치에 송출한다.The radio wave transmitter 180 receives an electrical signal transmitted from the RF delay unit 150 and the transmission power control unit 160, and transmits the electrical signal to an external radio wave altitude apparatus through a radio antenna according to the input electrical signal.

또한, 도 2에는 도시된 바 없지만, 전파 송신부와 수신부 간의 격리(isolation)를 높이고, 멀티 패스로 인해 발생하는 원치 않는 신호의 입력을 방지하기 위하여, 전파 차폐기(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, although not shown in FIG. 2, a radio wave shield (not shown) may be further included to increase isolation between the radio wave transmitter and the receiver and to prevent an unwanted signal input caused by the multipath. desirable.

도 3a는 도 2에서 수신측 전력 조절부(130)를 나타내며, 도 3b는 송신측 전력 조절부(160)를 나타낸다. 도 3a에 도시된 수신측 전력 조절부(130)는 스위치1(202), RF BPF(204), CPL1(206), 감쇄기(208), 증폭기1(Amp, 210), CPL2(212), 증폭기2(Amp2, 214), IN 전력 검출기(216), ALC 세팅 회로(218), 증폭기3(Amp3, 220), OUT전력 검출기(222) 및 스위치2(224)를 포함한다.FIG. 3A illustrates the receiving power controller 130 in FIG. 2, and FIG. 3B illustrates the transmitting power controller 160. The receiving power control unit 130 shown in FIG. 3A includes the switch 1 202, the RF BPF 204, the CPL 1 206, the attenuator 208, the amplifier 1 (Amp, 210), the CPL 2 212, and the amplifier. 2 (Amp2, 214), IN power detector 216, ALC setting circuit 218, amplifier 3 (Amp3, 220), OUT power detector 222, and switch 2 (224).

스위치1(202)은 RF 스위치(120)로부터 전달되는 전기적 신호를 스위칭하여 RF BPF(204) 또는 수신부 자체의 테스트 포트(미도시)로 전달한다. RF BPF(204)는 스위치1(202)로부터 전달된 전기적 신호에 대한 대역 필터링을 수행하여, 측대역 성분이 제거된 전기적 신호를 출력한다. 예를 들어, RF BPF는 4.2GHz~4.4GHz 대역에 속하는 신호만을 필터링할 수 있다. Switch 1 202 switches the electrical signal transmitted from the RF switch 120 to the RF BPF 204 or the test port (not shown) of the receiver itself. The RF BPF 204 performs band filtering on the electrical signal transmitted from the switch 1 202 and outputs an electrical signal from which sideband components are removed. For example, the RF BPF may filter only signals belonging to the 4.2 GHz to 4.4 GHz band.

CPL1(206)은 RF BPF(204)로부터 전달된 신호를 감쇄기(208)와 증폭기2(Amp2, 214)로 전달한다. 감쇄기(208)는 ALC세팅회로(218)로부터 전달되는 제어 신호에 따라 CPL1(206)로부터 전달된 신호를 감쇄시킨다. 증폭기1(Amp1, 210)는 감쇄기(208)에서 감쇄된 신호를 증폭시키고, 증폭된 신호를 CPL2(212)로 전달한다. 증폭기2(Amp2)는 CPL1(206)에서 필터링된 신호를 입력 받아 증폭시키며, 증폭된 신호를 입력 전력을 검출하는 IN 전력 검출기(216)로 전달한다. ALC 세팅회로(218)는 광 지연부 입력단을 보호하고, 수신측 전력 조절부의 전력 소모를 최소화를 위한 것이다.CPL1 206 forwards the signal from RF BPF 204 to attenuator 208 and amplifier 2 (Amp2, 214). The attenuator 208 attenuates the signal transmitted from the CPL1 206 according to the control signal transmitted from the ALC setting circuit 218. Amplifier 1 (Amp1, 210) amplifies the attenuated signal in attenuator 208, and transfers the amplified signal to CPL2 (212). The amplifier 2 (Amp2) receives and amplifies the filtered signal from the CPL1 206 and transfers the amplified signal to the IN power detector 216 that detects the input power. The ALC setting circuit 218 is for protecting the optical delay input terminal and minimizing the power consumption of the receiving power control unit.

ALC 세팅회로(218)는 CPL2(212)와 IN 전력 검출기(216)로부터 입력된 신호를 분석하여, 감쇄기(208)의 신호 감쇄 정도를 제어한다. 예를 들어, 광 지연부 입력단을 보호하기 위한 입력단에 입력되는 신호의 세기는 -32dBm~3dB의 범위로 설정될 수 있다. 증폭기3(Amp3, 220)은 CPL2(212)로부터 전달된 신호를 증폭하여 OUT 전력 검출기(222)로 전달한다.The ALC setting circuit 218 analyzes signals input from the CPL2 212 and the IN power detector 216 to control the degree of signal attenuation of the attenuator 208. For example, the intensity of the signal input to the input terminal for protecting the optical delay unit input terminal may be set in the range of -32 dBm to 3 dB. The amplifier 3 (Amp3, 220) amplifies the signal transmitted from the CPL2 (212) and delivers it to the OUT power detector 222.

도 3b에 도시된 송신측 전력 조절부(160)는 스위치1(302), CPL1(304), 감쇄기(306), 증폭기1(Amp, 308), CPL2(310), 스위치2(312), 증폭기2(Amp2, 314), IN 전력 검출기(316), ALC 세팅 회로(318), 증폭기3(Amp3, 320), OUT전력 검출기(322)를 포함한다. 도 3b의 경우 RF BPF를 포함하지 않는 것을 제외하고는 도 3a과 동일하므로 공통된 설명은 생략한다. ALC 세팅 회로(318)는 전파 고도 장치의 동적 영 역으로 전력 레벨을 맞추는 것으로서, 예를 들어 -34dBm~-11dBm 레벨로 전력 제어를 수행할 수 있다.The transmission-side power regulator 160 shown in FIG. 3B includes the switch 1 302, the CPL 1 304, the attenuator 306, the amplifier 1 (Amp, 308), the CPL 2 310, the switch 2 312, and the amplifier. 2 (Amp2, 314), IN power detector 316, ALC setting circuit 318, amplifier 3 (Amp3, 320), OUT power detector 322. 3B is the same as FIG. 3A except that the RF BPF is not included, and thus common description thereof will be omitted. The ALC setting circuit 318 adjusts the power level to the dynamic region of the radio wave altitude device, and may perform power control at a level of -34 dBm to -11 dBm, for example.

도 4는 도 2에 도시된 광 지연부(140)의 상세 블록도이다. 도 4에 도시된 광 지연부(140)는 LNA1(402), LD(404), 광스위치1~8(406, 412, 418, 424, 432, 438, 444, 450), 광 섬유1~8(408, 414, 420, 426, 434, 440, 446, 452), 광 노드1~8(410, 416, 422, 428, 436, 442, 448, 454), 거리 보상부(430), PD(456) 및 LNA(458)를 포함한다.4 is a detailed block diagram of the optical delay unit 140 illustrated in FIG. 2. The optical delay unit 140 illustrated in FIG. 4 includes LNA1 402, LD 404, optical switches 1 to 8 (406, 412, 418, 424, 432, 438, 444, 450), and optical fibers 1 to 8. (408, 414, 420, 426, 434, 440, 446, 452), optical nodes 1-8 (410, 416, 422, 428, 436, 442, 448, 454), distance compensator 430, PD ( 456 and LNA 458.

LNA1(402)는 저잡음 증폭기로서 수신측 전력 조절부(130)로부터 입력된 전기적 신호를 증폭시킨다. 에너지 형태의 변환시 생기는 손실과 노이즈 특성을 고려할 때, LNA를 이용하여 상기 손실 및 특성들을 보완함이 바람직하다.The LNA1 402 amplifies an electrical signal input from the receiving power control unit 130 as a low noise amplifier. In view of the loss and noise characteristics that occur during the conversion of energy forms, it is desirable to use LNAs to compensate for these losses and characteristics.

LD(전광 변환부, 404)는 증폭된 전기적 신호를 입력 받아, 광 신호를 생성한다. 광 스위치1~8는 제어부(170)로부터의 스위치 조작을 위한 제어 신호에 따른 스위칭을 통해 LD로부터의 광 신호를 직접 광 노드에 전달하거나 또는 광 지연을 위한 광 섬유에 전달한다. 광 스위치는 광 지연 거리에 따라 소정의 스위치는 쇼트시키고, 나머지 스위치들은 오픈시킴으로써 시간 지연을 통제한다.The LD (optical conversion unit) 404 receives an amplified electrical signal and generates an optical signal. The optical switches 1 to 8 transmit the optical signal from the LD directly to the optical node or the optical fiber for optical delay through switching according to a control signal for operating the switch from the controller 170. The optical switch controls the time delay by shorting a predetermined switch according to the optical delay distance and opening the remaining switches.

광 섬유들은 각각 10m, 20m, 40m, 80m, 160m, 320m, 640m, 1280m 의 전파 지연을 수행한다. 광 노드들은 광 섬유 또는 광 스위치로부터 전달된 광 신호를 결합하며, 예를 들어 광 결합기를 사용할 수 있다. 광 스위치에 의한 스위칭 동작을 통해 상술한 바와 같이 전파 지연을 수행하는 광 섬유가 선택되면, 전파 지연되는 거리도 10m~ 2550m 까지 10m 단위로 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 1490m의 전파 지연이 필요한 경우, 오프셋 전파 지연을 10m라고 할 때 입력된 광 신호를 40m, 160m, 1280m 의 광 섬유를 통과시킴으로써 1490m에 해당하는 전파 지연이 가능하다. The optical fibers perform propagation delays of 10m, 20m, 40m, 80m, 160m, 320m, 640m and 1280m, respectively. Optical nodes combine optical signals transmitted from optical fibers or optical switches, for example using optical couplers. When the optical fiber to perform the propagation delay as described above through the switching operation by the optical switch is selected, the propagation delay distance can also be variously adjusted in 10m units up to 10m ~ 2550m. For example, when a propagation delay of 1490 m is required, a propagation delay of 1490 m is possible by passing an input optical signal through 40 m, 160 m, and 1280 m optical fibers when the offset propagation delay is 10 m.

거리 보상부(428)는 고도 보정에서 광 지연 오프셋을 조정하며, PD(광전 변환부, 456)는 광 노드(454)로부터 전달되는 광 신호를 입력으로 전기적 신호를 생성한다. LNA2(458)은 PD에서 생성된 전기적 신호를 증폭시킨다.The distance compensator 428 adjusts the optical delay offset in the altitude correction, and the PD (photoelectric converter 456) generates an electrical signal as an input of the optical signal transmitted from the optical node 454. LNA2 458 amplifies the electrical signal generated at the PD.

상술한 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 성능을 테스트 하기 위하여 미리 모의된 고도값에 따른 전파 지연을 발생하도록 가변 고도 모의 장치를 설계하고, 실제 고도와 시뮬레이션 고도와의 차이를 계산한 결과 실제의 고도와의 오차가 1% 이내인 것으로 나타났다. 특히, 저고도 모의시의 RF 지연에 비하여, 고고도 모의시 광 지연에 따른 오차가 더욱 적게 나타났다. In order to test the performance of the variable altitude simulation apparatus according to the above-described embodiment, the variable altitude simulation apparatus is designed to generate a propagation delay according to a pre-simulated altitude value, and the difference between the actual altitude and the simulation altitude is calculated. The error with altitude was within 1%. In particular, compared to the RF delay of the low altitude simulation, the error due to the optical delay in the high altitude simulation appeared less.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전파 지연 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5에 도시된 흐름도는 가변 고도 모의 장치(100)에서 시계열적으로 수행되는 하기의 단계들을 포함한다.5 is a flowchart illustrating a propagation delay method according to an embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 5 includes the following steps performed in time series in the variable altitude simulation apparatus 100.

502단계에서 전파 수신부(110)는 외부의 전파 고도 장치의 송신 안테나로 부터 송출된 전파를 수신한다.In step 502, the radio wave receiving unit 110 receives radio waves transmitted from a transmission antenna of an external radio wave elevation apparatus.

504단계에서 제어부(170)는 현재의 모의 고도가 기준 고도보다 큰지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 RF 스위치(120)의 스위칭 동작 제어를 위한 제어 신호를 생성한다. 제어부(170)는 현재에서의 모의 고도가 기준 고도 보다 작을 경우 즉 저고도 모의인 경우 입력된 신호를 RF 지연부로 전달하고, 반대로 현재의 모의 고 도가 기준 고도 보다 클 경우(고고도 모의인 경우) 입력된 신호를 광 지연부로 전달하기 위한 제어 신호를 생성한다. 여기에서 기준 고도는 10m로 설정할 수 있으며, 현재의 모의 고도가 10m 보다 큰 경우 506 이후의 단계가 수행된다.In step 504, the controller 170 determines whether the current simulated altitude is greater than the reference altitude, and generates a control signal for controlling the switching operation of the RF switch 120 according to the determination result. The controller 170 transfers the input signal to the RF delay unit when the current simulation altitude is less than the reference altitude, that is, the low altitude simulation, and conversely, when the current simulation altitude is greater than the reference altitude (high altitude simulation). A control signal for transmitting the signal to the optical delay unit is generated. Here, the reference altitude can be set to 10m, and if the current simulated altitude is greater than 10m, steps after 506 are performed.

506단계에서 수신측 전력 조절부(130)는 RF 스위치를 통해 전달된 전기적 신호의 전력 레벨을 광 지연부에서 처리 가능한 레벨이 되도록 낮게 조절한다. 일반적으로 광 지연부는 저 전력의 신호에 대한 전파 지연을 수행하기 때문이다. In step 506, the receiving side power controller 130 adjusts the power level of the electrical signal transmitted through the RF switch to a low level to be processed by the optical delay unit. This is because the optical delay unit generally performs propagation delay for a low power signal.

508단계에서 전광 변환부(LD)는 수신측 전력 조절부(130)로부터 전달된 전기적 신호를 광 신호로 변환시킨다.In operation 508, the all-optical converter LD converts the electrical signal transmitted from the receiving power control unit 130 into an optical signal.

510단계에서 광 섬유(광 지연선)는 광 신호를 입력받고, 입력된 광 신호에 대한 전파 지연을 통해 (시간) 지연된 신호를 생성한다.In step 510, the optical fiber (optical delay line) receives an optical signal and generates a delayed (time) signal through a propagation delay with respect to the input optical signal.

512단계에서 광전변환부(PD)는 지연된 광 신호를 전기적 신호로 변환한다.In operation 512, the photoelectric conversion unit PD converts the delayed optical signal into an electrical signal.

현재의 모의 고도가 기준 고도 보다 작은 경우, 514단계에서 RF스위치로 부터 전달된 전기적 신호는 RF 지연선을 구비하는 RF 지연부(150)를 통과함으로써 시간 지연된다. If the current simulated altitude is less than the reference altitude, the electrical signal transmitted from the RF switch in step 514 is delayed by passing through the RF delay unit 150 having an RF delay line.

516단계에서 송신측 전력 조절부(160)는 광 지연부 또는 RF 지연부로부터 전달되는 전기적 신호의 전력 레벨을 전파 송신부의 전력 레벨 수준으로 높인다.In step 516, the power control unit 160 increases the power level of the electrical signal transmitted from the optical delay unit or the RF delay unit to the power level of the radio wave transmitter.

518단계에서 전파 송신부(180)는 516단계에서 전력 레벨이 조절된 전기적 신호에 따른 전파를 생성하여 외부의 전파 고도 장치 측으로 송출한다.In step 518, the radio wave transmitter 180 generates a radio wave according to the electric signal whose power level is adjusted in step 516 and transmits the radio wave to the external radio wave altitude device side.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 상기 개시된 실시예 들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.The present invention has been described above with reference to preferred embodiments. Those skilled in the art will understand that the present invention can be embodied in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown not in the above description but in the claims, and all differences within the scope should be construed as being included in the present invention.

본 발명은 실제의 비행 고도에 맞게 고도를 다양하게 필요에 따라 가변 시켜 가면서 전파 고도 장치의 고도 측정 성능을 테스트 할 수 있다. 또한, 본 발명의 가변 고도 모의 장치를 이용하면, 체계 분야의 지상 종합 점검(Ground Functional Test) 수행 시 유도 무기의 실제 항로에 맞는 다양한 모의가 가능하기 때문에, 전파 고도계의 신뢰성에 대한 체계적이고 구체적인 테스트가 가능하다. The present invention can test the altitude measurement performance of the radio wave altitude device while varying the altitude as needed to suit the actual flight altitude. In addition, by using the variable altitude simulator of the present invention, various simulations can be made according to the actual route of the guided weapon when performing the ground functional test of the system field, and thus a systematic and specific test of the reliability of the radio altimeter Is possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치와 전파 고도 장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a variable altitude simulation device and a radio wave altitude device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치(100)를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a variable altitude simulation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 도 2에서 수신측 전력 조절부(130)를 나타내며, 도 3b는 송신측 전력 조절부(160)를 나타낸다.FIG. 3A illustrates the receiving power controller 130 in FIG. 2, and FIG. 3B illustrates the transmitting power controller 160.

도 4는 도 2에 도시된 광 지연부(140)의 상세 블록도이다.4 is a detailed block diagram of the optical delay unit 140 illustrated in FIG. 2.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전파 지연 방법을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a propagation delay method according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

외부의 전파 고도 장치로부터 전파를 수신하는 전파 수신부;A radio wave receiver for receiving radio waves from an external radio wave altitude apparatus; 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 제1 단자 또는 제2 단자로 스위칭하는 RF 스위치;An RF switch for switching an electrical signal according to the received radio wave to a first terminal or a second terminal according to a predetermined simulation altitude; 상기 제1 단자로부터 전달되는 상기 전기적 신호를 상기 모의 고도에 따라 지연시키는 RF 지연부;An RF delay unit configured to delay the electrical signal transmitted from the first terminal according to the simulation altitude; 상기 제2 단자로부터 전달되는 상기 전기적 신호를 광 신호로 변환하고, 상기 변환된 광 신호를 상기 모의 고도에 따라 지연시키며, 상기 지연된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광 지연부; 및An optical delay unit for converting the electrical signal transmitted from the second terminal into an optical signal, delaying the converted optical signal according to the simulated altitude, and converting the delayed optical signal into an electrical signal; And 상기 RF 지연부 또는 상기 광 지연부로부터 전달된 전기적 신호를 입력 받고, 상기 입력된 전기적 신호에 따른 전파를 상기 전파 고도 장치로 송출하는 전파 송신부를 포함하며,A radio wave transmission unit configured to receive an electrical signal transmitted from the RF delay unit or the optical delay unit, and transmit a radio wave according to the input electrical signal to the radio wave elevation apparatus, 상기 광 지연부는,The optical delay unit, 상기 제 1 단자로부터 전달되는 전기적 신호를 광 신호로 변환시키는 전광 변환부;An all-optical converting unit converting the electrical signal transmitted from the first terminal into an optical signal; 상기 변환된 광 신호를 광 지연시키는 경로를 제공하는 광 경로;An optical path providing a path for optically delaying the converted optical signal; 상기 광 경로에 입력되는 광 신호를 스위칭 함으로써 광 경로를 조절하는 광 스위치;An optical switch controlling an optical path by switching an optical signal input to the optical path; 상기 모의 고도에 따라 광 지연을 제어하기 위한 상기 광 스위치를 제어하는 광 지연 제어부; 및An optical delay control unit controlling the optical switch for controlling the optical delay according to the simulated altitude; And 상기 광 경로를 통해 전달되는 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 광전 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치.And a photoelectric conversion unit converting the optical signal transmitted through the optical path into an electrical signal. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 광 지연부의 광 경로는 제 1 및 제 2 광지연부를 포함하고, 상기 광 스위치는 제 1 및 제 2 광 스위치를 포함하며,The optical path of claim 1, wherein the optical path of the optical retardation unit includes first and second optical delay units, and the optical switch includes first and second optical switches. 상기 제 1 광 스위치는 모의 고도에 따른 제어 신호를 광 지연 제어부로부터 전달받아서 전달받은 제어 신호에 따라 상기 변환된 광 신호를 스위칭하고, 상기 제 1 광 지연부는 상기 제 1 광 스위치로부터 전달 받은 광 신호를 광 지연시키며, 상기 제 2 광 스위치는 상기 제 1 스위치 또는 상기 제 1 광 지연부로부터 전달 받은 광 신호를 입력 받고 상기 모의 고도에 따른 제어 신호를 광 지연 제어부로부터 전달받아서 전달받은 제어 신호에 따라 상기 입력된 광 신호를 스위칭하고, 상기 제 2 광 지연부는 상기 제 2 광 스위치로부터 전달 받은 광 신호를 광 지연시키며,The first optical switch receives a control signal according to a simulated altitude from the optical delay controller to switch the converted optical signal according to the received control signal, and the first optical delay unit receives the optical signal received from the first optical switch. The second optical switch receives an optical signal received from the first switch or the first optical delay unit and receives a control signal according to the simulated altitude from the optical delay controller according to the received control signal. Switching the input optical signal, and the second optical delay unit optically delays the optical signal received from the second optical switch, 상기 광전 변환부는 제 2 광 지연부를 통해 전달되는 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치.And the photoelectric converter converts the optical signal transmitted through the second optical delay unit into an electrical signal. 제 3 항에 있어서, 상기 광 지연부는 광 지연 오프셋을 조정하기 위해 고도를 보정하는 거리 보상부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the optical delay unit further comprises a distance compensator for correcting the altitude to adjust the optical delay offset. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, The method according to claim 1 or 3, 상기 RF스위치와 상기 광 지연부 사이에는, 상기 RF 스위치로부터 전달되는 전기적 신호의 전력 레벨을 상기 광 지연부에서 처리 가능한 전력 레벨로 조절하는 수신측 전력 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치.Between the RF switch and the optical delay unit, the variable altitude simulation further comprises a receiving side power control unit for adjusting the power level of the electrical signal transmitted from the RF switch to a power level that can be processed by the optical delay unit. Device. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 광 지연부와 상기 송신 안테나 사이에는 상기 광 지연부로부터 전달되는 전기적 신호의 전력 레벨을 상기 송신 안테나에서 처리 가능한 전력 레벨로 조절하는 송신측 전력 조절부를 더 포함하는 가변 고도 모의 장치.And a transmission side power control unit between the optical delay unit and the transmission antenna to adjust a power level of an electrical signal transmitted from the optical delay unit to a power level that can be processed by the transmission antenna. a) 외부의 전파 고도 장치로부터 전파를 수신하는 단계;a) receiving radio waves from an external radio wave elevation apparatus; b) 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 RF 지연선 또는 광 지연선을 통해 시간 지연시키는 단계; 및b) delaying the electrical signal according to the received radio wave through an RF delay line or an optical delay line according to a predetermined simulated altitude; And c) 상기 시간 지연된 전기적 신호에 따른 전파를 외부의 전파 고도 장치로 송출하는 단계를 포함하며,c) transmitting a radio wave according to the time delayed electrical signal to an external radio wave altitude apparatus, 상기 b)단계는,Step b), b1) 미리 결정된 모의 고도에 따라 상기 수신된 전파에 따른 전기적 신호를 입력 받고, 상기 전기적 신호를 광 신호로 변환시키는 단계;b1) receiving an electrical signal according to the received radio wave according to a predetermined simulation altitude, and converting the electrical signal into an optical signal; b2) 상기 변환된 광 신호를 광 지연선을 통과시킴으로써 시간 지연시키는 단계;b2) time delaying the converted optical signal by passing an optical delay line; b3) 상기 시간 지연된 광 신호를 전기적 신호로 변환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 지연 방법.b3) converting the time-delayed optical signal into an electrical signal. 삭제delete 제 7 항에 있어서, 상기 b1)단계는The method of claim 7, wherein step b1) 상기 전기적 신호를 전력 레벨을 상기 광 지연부에서 처리 가능한 전력 레벨로 조절한 후, 상기 전력 레벨이 조절된 전기적 신호를 광 신호로 변환시키는 것을 특징으로 하는 전파 지연 방법.And adjusting the power level to a power level that can be processed by the optical delay unit, and then converting the controlled electrical signal into an optical signal.
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