KR101031601B1

KR101031601B1 - 번개의 검출

Info

Publication number: KR101031601B1
Application number: KR1020087011427A
Authority: KR
Inventors: 조니 잔투넨; 테르호 카이쿠란타; 카리 칼리오재르비; 자케 매켈래; 아스코 린타매키; 주카 레우나매키; 아르투 우우시탈로
Original assignee: 노키아 코포레이션
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2011-04-27
Also published as: BRPI0520643A2; WO2007042599A1; CN101287993A; EP1946127A1; JP2009511888A; JP4741674B2; EP1946127A4; CN101287993B; KR20080065658A

Abstract

번개 검출을 위한 번개 검출기 및 번개 검출 방법이 제공된다. 이동식 번개 검출기는 안테나, 증폭기 프론트-엔드, A/D변환기, 및 디지털 신호 프로세서를 구비하며, 그 번개 검출기는 오디오 코덱(audio codec)이 제공되어 있는 이동식 무선 장치이고, 그 코덱의 사전-증폭기(preamplifier)는 검출된 번개 신호의 증폭에 이용되며, 그 코덱의 A/D변환기는 그 증폭된 번개 신호의 A/D변환에 이용되고, 그 코덱의 디지털 오디오 처리 유니트(digital audio processing unit)는 번개 검출의 신호 처리(signal processing)에 이용된다.

Description

번개의 검출{Detection of lightning}

본 발명은 번개 검출기에 관한 것이다. 특히 본 발명은 안테나(antenna), 증폭기 프론트-엔드(amplifier front-end), A/D변환기(A/D converter), 및 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)가 제공된 이동식 번개 검출기(mobile lightning detector)에 관한 것이다. 또한 본 발명은 번개를 검출하는 방법에도 관련된다.

뇌우(thunderstorms)는 주요한 기상 위험이지만 예측하기가 곤란하다. 그것은 20 km/h 내지 40 km/h 의 속력으로 이동하고, 낙뢰(lightning strokes)는 비구름의 전방 10km 이상의 거리에서 일어날 수 있으며, 비구름 뒤에서도 어느 정도의 동등한 거리를 두고 일어날 수 있다. 낙뢰는 구름 또는 기상 전선(weather front)에 의하여 생성되지만, 사실 대부분의 위험한 낙뢰들은 뇌우에 대한 경고로서 상측에 보이는 구름이 없는 때에 발생한다. 따라서, 뇌우가 보일 수 있게 되기 전 대략 10분 전에라도 유해한 뇌우의 가능성을 경고하는 시스템이 있다면, 주요한 안전상의 사항으로 고려될 수 있을 것이다.

그러한 안전상의 사항으로부터 혜택을 받을 수 있는 사람들은 매우 많다. 어떤 사람들에게는, 알면 유익한 매일의 정보로서만 제공될 수 있을 것이다. 그러 나 상당수의 사람들에게는, 폭풍과 번개로부터의 위협은 재산의 손실, 그에 대한 증가된 위험 또는 치명적인 결과에 대한 중요한 암시사항으로서의 의미를 가질 것이다. 예를 들어 야외에서 많은 시간을 보내는 사람, 비행사, 항해사 등은 번개 경보 시스템에 특별한 관심을 갖는다. 기상이 완벽하게 차분하고 청명한 것으로 보이는 때에도 번개에 대한 경고를 제공하는 시스템은, 사람으로 하여금 적절한 시간에 대피처 등을 찾는 등의 안전 조치를 취하는 것을 가능하게 할 수 있다.

종래 기술에 있어서는 많은 단일-목적의 번개 검출기들이 알려져 있지만, 그들은 상용적인 측면에서는 몇가지 단점들을 가지고 있다.

기상학에서 이용되는 과학적 번개 검출기는 크기가 매우 크고 그 범위는 수백 킬로미터에 달한다.

또한 단일의 무선주파수(radio frequency; RF) 대역을 이용하는 고성능(high-end) 번개 검출기들은, 예를 들어 이동식 전화기들에 비하여 대형이고 상대적으로 고가이다. 더우기, 그들은, 요망되는 정확도 또는 방향성(directionality)을 얻기 위하여, 예를 들어 벽 또는 탁상 스탠드 위에 세워져서 특정의 방위를 갖도록 될 필요가 있는 것이 일반적이다. 따라서, 그들은 진정한 이동의 용도로서는 적합하지 않다. 더우기 통상적으로 이 장치들은 수직으로 배치되어야 하며 또한 뇌우의 검출이 신뢰성있게 되기까지 수분 동안 안정적으로 지지되어야 한다.

또한, 현재, 크기 면에서 완전히 휴대가능하고 특정의 방위를 필요로 하지 않으며 비교적 저렴한 저성능의 번개 검출기들이 존재한다. 그러나 이 검출기들 은, 전자기파 환경 적합성(electromagnetic compatibility; EMC)에 관련된 전자기파 방출에 매우 취약하고, 따라서 특히 도시 또는 고속도로 근처 등에서 오류적인 경보를 발생시키는 경향이 있다.

본 발명은, 낙뢰가 시각적 신호와 부분적으로 가청적인 압력 신호(audible pressure signal)뿐만 아니라 짧지만 강하고 폭넓게 다양한 파장들에 걸친 전자기 펄스(electromagnetic pulse)를 발생시키는 단일의 섬광(flash)이라는 것을 고려함으로부터 출발한다. 낙뢰에 의하여 야기되는 전형적인 전자기 펄스들은, 대략 500 Hz를 정점으로 하여 10 Hz 와 5 GHz 사이의 주파수, 즉 가청 주파수 범위(audio frequency range)에 분포한다. 10 km 의 정규화된 거리(normalized distance)에서, 그러한 펄스의 진폭은 1 kHz 의 대역폭에서 107 mV/m 내지 1 mV/m 의 범위를 갖는다. 전자기 펄스의 가장 강한 신호는 낙뢰 내의 수직 전류에 의하여 야기되는 유도 전기장이고, 이것은 번개의 방위(bearing) 및 거리를 검출하는 대형 장비에서 가장 흔히 측정되는 파라미터(parameter)이다.

그러나, 낙뢰 현상의 복잡성으로 인하여, 수백 Hz 이하의 초저주파수 (extremely low frequency; ELF) 범위에서도 강한 신호가 있고, GHz 이상의 범위까지에도 약한 신호가 있다.

관계된 기상학적인 메카니즘(meteorological mechanisms)이 약간 상이하기 때문에, MHz 범위에서의 전자기 간섭(electromagnetic interference; EMI) 시그너처(signature)의 시간 스펙트럼 및 정확한 특성은 kHz 및 Hz 의 범위에서의 그것과 상이하다는 것은 잘 알려진 사실이다.

그러나, 본 발명의 목적을 위하여는, 낙뢰가 관심대상인 모든 주파수에 대하여 수 킬로미터 거리의 장소에서 식별될 수 있는 전자기 간섭 펄스를 수반한다는 것에 유의하는 것으로 충분하다.

전자기 간섭 펄스의 결과로서, 무선주파수 채널(RF channel)은 근처의 낙뢰 중에 잠시 동안 간섭된다. 낙뢰에 의하여 야기되는 전자기 간섭에 기인한 무선주파수 수신기(RF receiver)의 장애는, AM/FM 라디오, TV, 또는 전력공급선에 의하여 잡음(static), 딸깍소리(clicks), 스크래치(scratches), 화면 간섭(picture interference), 또는 음향 손실(loss of sound) 등의 형태로 경험될 수 있다. 낙뢰에 기인한 무선주파수 채널에 있어서의 장애는 매우 먼 거리에서도 감지될 수 있다. 전용적인(specialized) 그리고 대형의(large-scale) 번개 검출기들은 소위 스페릭스(sferics)라 불리는 번개 장애를 낙뢰로부터 수백 킬로미터 떨어진 거리에서 검출할 수 있지만, 이 검출기들은 통상적으로 본 발명과 같이 무선주파수 신호 또는 오디오 신호에서의 간섭을 측정하기 보다는 유도된 전기장을 측정하는 방식으로 작동한다.

보통의 AM 라디오는 최대 30km 이상의 거리에서 낙뢰로부터의 전자기 간섭 장애를 겪을 수 있는 것으로 알려져 있는바, 그것은 다양한 딸깍소리로서 오디오 신호에서 직접적으로 들릴 수도 있는 것이다. AM 대역들(SW, LW, MW)보다 높은 주파수에서는, 대기 감쇠(atmospheric attenuation) 및 상이한 유발 메카니즘(causation mechanisms)에 기인하여 신호가 훨씬 약해지는 것이 통상적이지만, 그럼에도 불구하고 먼 거리에서 검출될 수 있다.

보통의 이동식 전화기들과 같은 공지된 이동식 무선 장치에 있어서는 수신된 무선주파수 신호에 있는 전자기 간섭이 필터링(filtering)에 의하여 또는 채택된 변조(modulation)의 결과로서 즉시 제거되지만, 본 발명에서는 관찰되는(monitored) 무선주파수 채널에 있어서의 그러한 전자기 간섭을 평가할 것을 제안하는 바이다. 검출된 간섭이 낙뢰에 의하여 유발된 것으로 보이는 때에는, 예를 들어 이동식 전화기의 사용자에게 경보를 울릴 수 있다. 예를 들어, 그 간섭이 미리 결정된 문턱값을 초과하거나 또는 그것이 낙뢰의 특성인 주파수 스펙트럼을 갖는 때에는, 그 간섭이 낙뢰에 의하여 유발된 것으로 추정될 수 있을 것이다. 번개의 검출은 무선주파수 검출이 켜져 있는 한, 켜져 있을 수 있다.

따라서 본 발명은 예를 들어 휴대폰과 같은 이동식 무선 장치에서 구현될 수 있고 새로운 안전에 관한 특징적 사항을 제공한다.

많은 경우들에 있어서, 근처의 낙뢰를 검출하고자 하는 욕구는, 전용의 번개 검출기를 가지고 다님에 의한 곤란성과 비용을 감수할 수 있을 정도로 충분히 크지 않을 것이지만, 어떠한 경우에서도 이미 가지고 다니는 장치, 특히 이동식 전화기와 같은 장치에 일체화된 저비용의 감지 시스템이라면 감사히 여길 것이다. 공지된 기술에서는, 공지된 이동식 무선 장치들에 번개의 검출을 새로운 기능으로서 통합한 것을 제공하지 않는다.

대부분의 공지된 상용 번개 검출기들에 있어서는, 번개로부터의 전자기 신호가 무선주파수에 비하여 상대적으로 낮은 주파수 대역, 즉 가청 주파수(audio frequencies)에서 검출된다. 이동식 무선 장치에서의 오디오 코덱(audio codec)은 통상적으로 최대 48 kHz의 대역폭에서 신호를 40 내지 60 dB로 증폭시키므로, 오디오 코덱은 번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end)로부터의 신호를 증폭하고 추가적으로 처리하는데에 있어서도 이용될 수 있다. 또한 오디오 코덱은 고품질의 A/D변환기를 포함하는바, 이것은 번개 검출에서도 이용될 수 있다. 증폭 및 A/D변환에 부가하여, 코덱 내의 디지털 오디오 처리 블록들(digital audio processing blocks)의 일부 부분들이 번개 검출에 있어서의 신호 처리(signal processing)에 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 본 발명은 이동식 무선 장치 내의 오디오 코덱을 이용하는 것에 기반하여 번개 검출기로서의 기능을 제공하는 것이다.

그러므로 본 발명의 제1 형태에 따르면 번개 검출기가 제공되는데, 그 번개 검출기는 오디오 코덱(audio codec)이 제공되어 있는 이동식 무선 장치이고, 그 코덱의 사전-증폭기(preamplifier)는 검출된 번개 신호의 증폭에 이용되며, 그 코덱의 A/D변환기는 그 증폭된 번개 신호의 A/D변환에 이용되고, 그 코덱의 디지털 오디오 처리 유니트(digital audio processing unit)는 번개 검출의 신호 처리(signal processing)에 이용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 오디오 코덱의 마이크로폰 입력부(microphone input)가 번개 검출 및 다른 어플리케이션(application)에 의하여 공동으로 사용되도록, 번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end)가 마이크로폰과 병렬로 연결된다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에서는, 마이크로폰 입력부가 번개 검출 프론트-엔드 인터페이스로서 이용되는데, 그 마이크로폰 입력부는 이렇게 이용되지 않았다면 이용되지 않았을 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면,

이동식 무선 장치의 음성 코덱(speech codec)이 번개 검출에 활용되고, A/D변환된 번개 신호는 음성 코덱 경로 내에서 처리되며, 음성 코덱에 의하여 검출 및 출력된 부호(symbols)는 디지털 신호 처리(digital signal processing; DSP)를 이용하여 번개 검출의 관점에서 분석된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 오디오 코덱의 증폭 경로는 번개 검출에 있어서 이동식 무선 장치의 AM 또는 FM 무선 수신기와 함께 관련되어 이용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 번개 검출은 적어도 두 개의 주파수 채널들 상에서의 검출 조합으로서 수행된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 번개 검출을 위하여 이용가능한 적어도 두 개의 마이크로폰 입력부들이 있으며, 번개 검출은 두 개의 상이한 가청 주파수 대역들에서 수행된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 두 개의 직교하도록 배치된 안테나 코일들이 이용되어 낙뢰의 방향도 검출할 수 있는 검출기가 구현된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무선 장치는 낙뢰의 시점에서 이동식 무선 장치의 방위를 판정하는 수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 발생 시각(event time)을 포함하는 검출된 낙뢰(lightning strike) 정보는 이동식 장치로부터의 추정 낙뢰 거리를 판정하기 위하여 기억장치(memory) 내에 저장된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이동식 무선 장치는 통신망(network)으로부터 수신된 추가적인 기상 정보를 상기 기억장치 내에 저장할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기상 정보는 강도, 거리, 및 뇌우에 대한 상대적이고 진정한 방향을 나타내는 표시부(display)에 표시될 수 있다.

본 발명에 따른 번개 검출기 및 번개의 검출 방법의 특징적인 사항들은 첨부된 청구항들에 상세히 제시된다.

본 발명은 이동식 무선 장치 내에 현존하는 아키텍쳐(architecture), 모듈(module), 및 신호 처리 또는 계산 능력을 활용하여 통합된 시스템을 생성시키는 것을 가능하게 한다.

나아가, 증폭 경로(amplification path) 및 가능하게는 이동식 무선 장치 내의 오디오 코덱의 다른 부분들이 번개 검출에 이용되는 때에는, 번개 검출을 위하여 별도의 하드웨어가 필요하지 않기 때문에, 비용과 필요시되는 공간이 현저하게 저감된다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조로 하여 본 발명이 보다 상세히 설명된다.

도 1 은 본 발명에 따른 시스템의 개략적 블록도이다.

도 2 는 10 km 의 거리에서 번개에 의하여 야기되는 전자기 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한다.

도 3 에는 마이크로폰 입력 회로(microphone(MIC) input circuitry)의 예시적인 회로가 도시되어 있는데, 여기에서 마이크로폰 회로는 마이크로폰과 번개 검출 프론트-엔드에 의하여 나뉘어진다.

도 4 에는 가청 주파수에서의 번개 검출 프론트-엔드의 구현이 도시되어 있다.

도 5a 내지 도 5c 에는 어떻게 두 개의 번개 검출 안테나 코일들이 이용될 수 있는지에 관한 구현예들이 도시되어 있는바: 도 5a 에는 두 개의 상이한 주파수들에서의 검출이 도시되어 있고, 도 5b 에는 두 개의 직교 코일들을 이용한 검출 및 방향 추정(direction estimation)이 도시되어 있으며, 도 5c 에는 전방위 검출(omni-directional detection)이 도시되어 있다.

도 6 에는 이동식 무선 단말기들에 이용되는 전용 포트(propriatory port), 이동식 단말기의 제거가능한 기능식 커버, 및 번개 검출에 이용되는 배터리 충전 코일, 및/또는 번개 검출에 이용되는 RFID 코일(RFID coil)이 도시되어 있다.

도 7a 및 도 7b 에는 번개 검출 안테나의 두 가지 방위가 도시되어 있는데, 도 7a 에는 안테나의 방위가 수직인 것이 도시되어 있고, 도 7b 에는 안테나의 방위가 수평인 것이 도시되어 있다.

도 8 에는 모호한 전방/후방 검출 상황이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1 은 본 발명에 따라서 번개 경고를 할 수 있는 셀방식 통신 시스템(cellular communication system)의 개략적인 블록도이다. 그 시스템은 예를 들 어 GSM 시스템일 수 있다.

셀방식 통신 시스템은 휴대폰(cellular phone; 10) 및 셀방식 통신용 통신망의 기지국(base station; 20)을 포함한다.

휴대폰(10)은 수신용 RX 안테나(11)를 포함하는데, 이것은 무선주파수 모듈(12)을 거쳐서 마이크로프로세서(microprocessor; 13)에 연결된다. 휴대폰(10)은 마이크로폰(14) 및 스피커(15)뿐만 아니라, 오디오 증폭 경로의 형성, A/D변환, 및 오디오 신호의 추가적인 디지털 신호 처리를 위한 오디오 코덱(16)을 더 포함한다. 마이크로프로세서(13)는 표시부(17)에도 연결된다. 이 표시부는 복수의 어플리케이션들(multiple applications)을 위하여 구획(18)될 수 있다. 휴대폰은 전자 콤파스(electronic compass; 19), 복수의 어플리케이션들을 위하여 구획(22)된 기억장치(21)를 추가적으로 포함할 수 있다. 또한 휴대폰(10)은 도시되지는 않았으나 통상적인 휴대폰에 포함되는 것으로 알려진 다른 구성부품들을 포함한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 번개에 의하여 방출된 전자기 에너지의 대부분은 5 내지 10kHz 에 가까운 주파수(즉, 가청 주파수)에 있다. 그러므로, 상대적으로 낮은 주파수에서 번개 검출을 수행하는 것이 합리적이다. 그러나, 인공의 EMC 레벨(man made EMC level)은 그와 같이 낮은 주파수에서 가장 높지만 주파수와 함께 급격히 옅어지는바, 그러므로 어느 정도 높은 번개 검출 주파수를 이용하거나, 또는 대안적으로는 먼저 높은 검출 주파수를 기저대역(baseband)으로 하향변환(downconvert)시켜서 번개 검출이 인공의 EMC 로부터 방해받지 않고 이루어질 수 있도록하는 것이 유리하다.

본 발명은, 번개 검출에 있어서 번개 신호의 A/D변환 및 디지털 처리(digital processing)를 위하여, 이동식 전화기(10)의 오디오 코덱을 증폭 경로로서 이용하는 것에 기반을 둔 것이다. 그 기술적 사상은, 안테나(예를 들어, 코일) 또는, 번개 검출을 위하여 필요한 주파수 변환 수단 또는 복수의 구성부품들을 포함하는 프론트-엔드(31)를 오디오 코덱의 입력부(34)를 이용하여 연결시키는 것이다. 번개 검출 프론트-엔드(31)는 마이크로폰과 병렬로 연결될 수 있는바, 이로써 오디오 코덱(35)의 마이크로폰 입력부(32)는 두 개의 어플리케이션들, 즉 번개 검출 프론트-엔드(31)와 마이크로폰(14)에 의하여 공동사용(share)된다(도 3 참조).

대안적으로, 다른 용도로 사용되지 않는 마이크로폰 입력부가 번개 검출 프론트-엔드에 전용적으로 이용될 수 있다. 충분한 성능 특성을 얻기 위하여는, 오디오 코드(audio coded)의 성능에 따라서, 신호가 오디오 코덱으로 입력되기 전에 번개 검출 프론트-엔드에서 필터링(filtering)과 증폭이 필요할 수 있다.

프론트-엔드로부터의 아날로그 번개 검출 신호는 오디오 코덱 내에서 증폭 및 A/D변환된다. 또한 오디오 코덱은 아날로그 또는 디지털의 필터를 포함한다. A/D변환 및 필터링 후에, 번개 검출 신호는 디지털 신호 처리(digital signal processing; DSP) 방법을 이용하여 분석될 수 있고, 그 검출된 번개에 관한 정보는 장치의 사용자 인터페이스(즉, 표시부 및/또는 스피커)에 표현될 수 있다.

하나 또는 수 개의 마이크로폰 입력부들을 구비한 오디오 코덱은, 예를 들어 헤드셋 악세사리(headset accessory)와 번개 프론트-엔드에 의한 입력부를 공동사 용함으로써 활용될 수도 있다. 대안적으로, 번개 검출기 프론트-엔드 악세사리는 헤드셋 및 핸즈프리 악세사리에 이용되는 동일한 입출력 커넥터(예를 들어, POP 포트)에 부착될 수도 있을 것이다. 그러한 전용적인(propriatory) 노키아 POP 커넥터는 도 6 에 63 으로서 도시되어 있다. 노키아 POP 포트에 부착가능한 모든 악세사리들은 어떤 회로(ACI 칩)를 포함할 수 있는데, 여기에는 DSP의 최적 이용을 위해 필요한 파라미터들이 저장된다. ACI 내에 있는 파라미터들을 이용함으로써, DSP 는 POP 포트에 부착된 악세사리의 이용을 더 잘 지원하도록 설정(configure)된다.

대안적으로는, 번개 검출기 프론트-엔드 악세사리가 사용자에 의하여 제거될 수 있는 휴대용 단말기(60)의 기능성 커버(62) 내에 포함되거나, 또는 배터리 충전 코일(들)(61)을 이용한 무접촉식 충전에 이용되는 회로에 내장될 수 있을 것이다.

구현의 관점에 있어서 중요한 한 가지 이슈(issue)는, 가청 주파수에 맞춰 번개 검출 안테나를 구현하는 것이다. 전통적으로 안테나는 별개의 코일로서 구현되어 왔다. 그러나 코일은 상당히 많은 면적과 공간을 필요로 하고, 그러므로 목표 장치 내에 코일(들)을 구현하기 위한 효과적인 방법을 찾아내는 것이 필수적이다. 본 발명에 있어서는, 오디오 코덱의 증폭 경로는 유도식 배터리 충전에 이용되는 보조적인 코일 또는 코일들(61)과 함께 관련되어 이용될 수도 있다.

번개 검출 프론트-엔드는 예를 들어 도 4 에 도시된 것과 같이 가청 주파수(audio frequencies) 상에서 구현될 수 있다. 번개 검출 안테나 코일(L)과 프론트-엔드는 예를 들어 제시된 위상기하형태(topology)로 구현될 수 있다. 코 일(coil; L)과 커패시터(capacitor; C)는 대역 통과 필터(band-pass filter)를 이루고, 다이오드들(D₁, D₂)은 지나치게 큰 전압 피크(voltage peak)로부터 이득 단계부(gain stage)를 보호하기 위하여 필요한 것이다. 전체 증폭 경로에서 충분한 이득을 얻기 위하여, 신호가 오디오 코덱을 향한 루트로 전달될 수 있기 전에, 이득 설정용 저항기들(R1, R2)을 구비한 선택적인 작동 증폭기 단계부(41)가 필요할 수 있다.

저성능(low-end)의 번개 검출기 설계안(design)은 검출 주파수 대역에서 통상적으로 76 dB의 이득을 갖는다. 공지된 오디오 코덱들은 통상적으로 34 내지 59.5 dB 의 이득을 갖기 때문에, 전체 증폭 경로에서 충분한 이득(gain)을 얻기 위하여는 추가적인 증폭이 필요할 수도 있다. 그러나, 오디오 코덱의 추가적인 증폭 경로없이도 가청 주파수 상에서 번개 검출을 위한 충분한 이득을 달성하는 것이 가능할 수 있다.

번개 검출에서 음성 코덱(speech codec)을 활용하는 것도 가능할 수 있을 것이다. A/D변환된 번개 신호는 음성 코덱 경로를 이용하여 처리될 수 있고, 음성 코덱에 의하여 출력 및 검출된 부호(symbol)들은 디지털 신호 처리(DSP) 방법을 이용하여 번개 검출의 관점에서 분석될 수 있다. 번개 신호를 분석하기 위하여 오디오 회로(51, 52)와 음성 코덱(53)의 다른 조합이 활용될 수도 있다. 번개의 검출에 있어서 음성 코덱을 이용하는 것의 장점은, 보통은 음성 코덱이 오랜 기간 동안 사용되지 않고 따라서 그 사용율(utilization rate)이 증가된다는 것이다.

대안적으로는, 오디오 코덱의 증폭 경로가 AM 또는 FM 무선 수신기와 함께 조합되어 번개 검출에 이용될 수도 있다. 본 발명은 가청 주파수 상에서의 검출에 기반을 둔 것이라고 앞서 언급한 바 있지만, 그 검출은 AM 무선주파수(150 kHz - 30 MHz) 및 FM 무선주파수 (87.5 - 108 MHz)와 같은 높은 주파수 상에서도 이루어질 수 있는데, 이것은 하향-변환기(down-converter)로 그 높은 주파수의 신호를 가청 주파수로 하향-변환시킴에 의하여 가능하다. 최선의 결과는 서로 충분히 멀리 떨어진 둘 이상의 주파수 채널들 상에서의 검출 조합에 의하여 얻어질 것이다. 일부 검출 및 거리 측정 방법들은 상이한 주파수들에서의 번개 잡음의 상이한 감쇠(attenuation)에 근거하는바, 그러므로 조합된 둘 이상의 수신기들은 뇌우 내의 번개 활동에 대한 거리에 관하여 더 우수한 추정을 제공할 것이다.

나아가, 번개 신호를 검출 및 구분(classify)하기 위하여, AM 또는 FM 무선 수신기의 프론트-엔드를 이용하고, 오디오 코덱 코딩(audio codec coding)(TX) 경로를 검출 체인(detection chain)의 일부분으로서 이용하여 그 신호를 증폭시키며, 생산된 코드를 디지털 신호 처리(DSP) 방법을 위한 입력으로서 이용하거나 또는 이 목적을 위한 동일한 코덱의 디코딩(RX) 경로를 이용함으로써 번개로부터 신호를 검출하는 것이 가능하다.

만일 하나를 초과하는 수의 마이크로폰 입력부들을 이용할 수 있다면, 번개 검출은 두 개의 상이한 가청 주파수 대역들 상에서 행해질 수 있는데, 이것은 그 검출과 분석을 보다 정확하게 한다. 구현의 원리는 도 5a 를 참조하라. 검출기를 구현하기 위하여 두 개의 직교하게 배치된 안테나 코일들(54, 55)이 이용될 수 있 는데, 그 검출기는 낙뢰의 방향도 검출할 수 있다(도 5b 참조). 방향 검출은 직교하는 코일들로부터 수신된 레벨(level)들의 비교에 근거를 둔다. 또한, 전방위 번개 검출기를 얻기 위하여 두 개의 코일들이 이용될 수 있다(도 5a 내지 도 5c 참조). 도 5b 에서와 같이 코일들(L1, L2)로부터의 신호들(54, 55)을 위한 분리된 채널들을 이용함으로써 전방위 검출기가 구현되거나, 또는 도 5c 에서와 같이 두 개의 코일들로부터의 신호들이 합쳐지고(58), 가능하게는 필터(59)에서의 필터링을 거친 후에, 하나의 신호로서 분석될 수 있다. 물론, 합계기(summer; 56)로부터의 합쳐진 신호는 낙뢰의 방향에 관한 어떠한 정보도 주지 않는다. 도 8 에 도시된 바와 같이 직교하는 코일들을 이용하는 경우에도, 방향의 판정은 불명확하다. 추가적인 안테나 없이는, 신호가 전방 방향(81)으로부터 수신되는지 또는 후방 방향(82)으로부터 수신되는지를 판정하는 것이 불가능하다. 그러나, 통신망으로부터 수신되는 기상 정보를 조합함으로써, 또는 단순히 사용자에게 풍향을 입력하도록 함으로써, 이와 같은 불명확성은 해결될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c 에 도시된 하나의 코일 또는 두 개의 코일들은 유도성 충전용 코일들일 수도 있는데, 이것은 도 6 의 충전용 코일(61)과 유사한 것이다. 그렇지 않으면, 그 코일들은 어떤 다른 목적을 위하여 이용되는 코일들일 수 있는데, 예를 들면 RFID 의 목적으로 사용되는 것일 수 있다.

본 발명에 이용되는 오디오 코덱은 이동식 무선 장치에서 일반적으로 이용되고 일반 시중에서 입수가능한 형태의 것일 수 있다. 그러한 오디오 코덱들로서는, 예를 들어, 세 개의 신호들을 위한 입력부들로 이루어진 마이크로폰 입력 단계 부(microphone input stage), 3/1 멀티플렉서(multiplexer), 및 차동 마이크로폰(differential microphone) 증폭기를 포함하는 UEME, 그리고 통합된 헤드폰 증폭기를 구비한 스테레오 오디오 코덱인 텍사스 인스트러먼트(Texas Instruments) 사의 TLV320AIC23B 가 있다.

본 발명은 검출기 장치의 방위를 활용함으로써 장치의 전류 소비와 측정 성능의 개선을 위한 기술적 사상을 포함할 수 있다. 도 7a 및 도 7b 를 참조하면, 여기에는 검출 안테나의 수평 방위(72)와 수직 방위(73) 둘 다가 도시되어 있다.

루프 안테나들의 안테나 이득은 무선주파수 공급원(71)에 대한 각도 자세(angular position)의 함수로서 현저히 변화하기 때문에, 검출의 범위 및/또는 방향 측정 성능을 향상시키기 위하여 검출기의 방위가 이용될 수 있다.

자기장의 자기 성분(H)의 검출에 의존하는 실질적으로 모든 공지된 번개 검출 장치들에 있어서는, 낙뢰에 의하여 방출되는 무선주파수 신호를 수신하는데에 이용되는 하나의 코일 또는 두 개의 직교하는 코일들이 있다. 낙뢰로부터의 방사(radiation)는 50 MHz 미만의 주파수에서 가장 강하기 때문에, 기본적으로 이동식 장치 내로 통합될 수 있는 유일한 수신 안테나 대안은 소형의 루프 안테나(loop antenna)이다.

코일 안테나의 일 주요 특성은 방향성 패턴(directivity pattern)이다. 그 패턴은 도우넛(74, 75)과 유사하게 보이는데, 그 축은 페라이트 코어(ferrite core; 76)의 축과 평행하다. 만일 단 하나의 검출 안테나가 그 검출에 이용된다면, 그 상황은 도 7a 및 도 7b 에 도시된 상황과 유사하다. 검출된 낙뢰에 대한 각도 자세 상의 편차(variation)는 유도된 신호에 대해 10 내지 30 dB 의 편차를 야기한다. 이 편차는, 코일의 축이 수평하게 유지되는 때에 발생한다. 만일 그 축이 수직의 방위를 갖는다면, 유도된 신호는 최적의 방위에 비하여 심지어는 30dB 보다 작을 수도 있다.

만일 단 하나의 코일 안테나가 이용된다면, 거리 (및 검출 자체) 의 추정에 있어서의 주된 곤란성은 안테나 이득이 방출의 수신 방향에 따라서 변화한다는 점에 있다. 이론적으로, 번개로부터의 무선주파수 방출이 수신되는 때에는 수신 각도에 따라서 그 이득이 0 dB(각도가 0° 또는 180°)부터 예를 들어 -30 dB(각도가 90° 또는 270°) 까지 달라질 수 있다. 만일 안테나 이득이 (두 개의 연속적인 측정들 간에) 현저히 변화하고 또한 자세 정보가 없다면, 그 진폭의 편차가 폭풍과 검출기 간의 반경상 거리에 의존하는 것인지, 아니면 그것이 안테나 이득에 편차를 야기하는 검출기의 각도 변화에 의하여 야기되는 진폭 편차인 것인지 알아내기가 (단 하나의 코일 안테나를 이용하는 것으로서는) 매우 어렵다.

본 실시예에는 적어도 하나의 자기 코일을 구비한 손에 휴대할 수 있는 장치, 및 그 장치의 방위를 판정하는 어떤 방법이 설명되어 있다. 후자의 방법은 수동적인(manual) 것일 수도 있다(사용자가 그 장치의 방위를 결정할 필요가 있다). 번개 공급원에 대한 더 나은 거리 추정을 제공하기 위하여 (그리고, 가능하게는, 방향을 찾는 것을 가능하게 하기 위하여) 조합(combination)이 이용된다.

방위가 알려지면, 코일의 방향성 문제는 해결되거나 또는 적어도 최소화될 수 있다. 또한, 정확한 측정이 불가능한 상태를 검출하기 위하여, 방위에 있어서 의 신속한 변화가 이용될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 낙뢰로부터의 무선주파수 방출을 검출하기 위하여 이용되는 안테나의 비-이상적조건(non-idealities)을 보상하기 위하여 번개 검출기의 자세, 방위, 및/또는 움직임 정보를 활용하는 것이다. 낙뢰로부터의 무선주파수 방출은 대부분 수직으로 극성화(polarize)되어 있고 또한 낮은 주파수(100 MHz 미만)에서 가장 강렬하므로, 낮은 무선주파수의 펄스를 수신함에 있어서 이용되어야 하는 가장 공간-효율적인(space-effective) 해결방안은 소형의 루프 안테나이다. 높은 방향성은 소형 루프 안테나의 전형적인 일 특징이고, 따라서 수신된 신호의 레벨은 그 공급원에 대한 안테나의 방위에 많이 의존하여 변화한다.

만일 번개 검출기를 위한 적합한 또는 최적의 검출 자세가 정의될 수 있고 또한 일부 다른 방위들이 매우 비실용적이라면, 그 장치가 크게 움직이거나(즉, 안테나 이득이 빠르게 변화하거나) 그 장치의 방위가 검출에 적합하지 않은(즉, 안테나 이득이 작은) 때에 낙뢰를 검출하는 것은 합리적이지 못하다. 이와 같은 상황에서는, 예를 들어 절전을 위하여 번개 검출기를 끌 수 있고, 그 장치가 움직이지 않도록 유지되거나 또는 번개 검출 관점에서 볼 때 보다 최적의 방위에 있게 된 후에 검출이 계속될 수 있다.

실제에 있어서는, 장치의 방위 정보가 어떻게 식별되는가는 본질적인 것이 아니다. 가장 쉬운 방식은, 자기력계(magnetometer) 또는 가속도계(accelerometer) 센서들을 이용함으로써 방위를 측정하는 것일 것인데, 상기 센서들은 도 1 에 도시된 플럭스게이트 콤파스(fluxgate compass; 19)와 동일한 방식 으로 이동식 검출기에 통합될 것이다. 실제 사용에 있어서는, 수평 평면이 아닌 평면에서의 사용을 방향 정확도의 손실없이 가능하게 하기 위하여, 이 콤파스에 대해 기울기 보상(tilt compensation)이 이루어져야 한다. 실행가능한 다른 대안으로서는, 번개 검출 관점에서 그 장치의 방위가 어떻게 되어 있는지를 사용자 인터페이스로부터 사용자에 의해 입력되는 바에 따라 지시를 얻는 것이 있는데, 이것은 추가적인 기상 정보가 있는 때에는 통신망으로부터 수신된 그러한 기상 정보와 관련시키기 위한 것이기도 하다.

본 실시예의 기본적인 기술적 사상은 많은 개별적인 실시예들에서 활용될 수 있는바, 하기의 실시예들에서는 상이한 검출 원리들이 설명된다. 그 목록은 가장 간단한 구현예들로 시작하고, 보다 복잡한 조합예들은 실시예 목록의 끝에 기록된다. 소형 루프 안테나의 전형적인 특성은 모든 실시예들에 있어서 유효한 것이고, 장치의 방위 또는 자세를 나타내는 센서들 또는 (예를 들어, 사용자로부터의) 다른 공급원으로부터의 정보는 다양한 방식으로 이용된다.

가장 단순하고 가능한 실시예에 있어서는, 방위 및/또는 움직임 검출기들이 이용되어 그 장치가 부동적(stationary)인지를 판정한다. 장치가 부동적이어야만 측정이 수행되는데, 그러면 그 이득이 일정하기 때문이다.

본 발명의 가장 단순한 구현예는, 그 검출기가 부동적으로 머무르는가 아닌가의 여부에 관한 정보만을 활용한다. 코일 안테나의 방사 패턴은 방향성이 있으므로, 장치가 움직여지고 있다면 검출 환경이 일정하다고 생각될 수 없다. 만일, 예를 들어 단순한 번개 검출 알고리즘의 구현예가, 일부 상용 번개 지시 기(commercial lightning indicator)들과 같이, 그 장치로 하여금 부동적일 것을 요한다면, 검출기 장치의 움직임에 관한 표시(indication)가 필요한 것이다.

만일 검출기가 움직여지고 있고 검출 정확성에 불확실성이 있다면, 검출 기능은 꺼질 수 있다. 다른 대안으로서는, 유발 모드(triggering mode)에 있도록 하는 것이 있는데, 여기에서는 번개와 유사한 펄스만이 검출되고 예를 들어 거리 측정이 행해지는 것이 정적 조건(static conditions)이다.

만일 낙뢰로부터의 무선주파수 방출을 수신하는 데에 하나 또는 두 개의 코일 안테나들이 이용된다면, 검출의 관점에서 최적의 자세가 정의될 수 있을 것이다. 최적의 방위는 코일 안테나들의 축들이 수평인 경우의 방위일 수 있다. 이것은, 가장 강렬한 방사가 수직으로 극성화되기 때문에, 안테나 코일의 축이 거의 수직이고 낙뢰 채널과 안테나 코일 간의 연결성(coupling)이 작은 경우(또는 낙뢰 채널로부터의 연결이 수직의 것보다 더 비일관적인(inconsistent) 수평의 채널 성분으로부터 기원하는 경우)에는, 낙뢰를 검출 또는 측정할 가치가 없다는 것을 의미한다.

실제의 경우에 있어서 이것은, 예를 들어 검출기 장치가 측방향으로 놓여진 채로 주머니/가방에 보유되는 때(이 경우에는 주된 신호가 도달하는 방향에서 제로(zero) 값을 갖는다)에 2차원의 장치(즉, 단 하나의 코일만을 포함하는 검출기 장치)가 사용불능으로 된다는 의미를 갖는다.

보다 개선된 구현예(즉, 두 개의 개별적인 수신 채널을 구비하여 두 개의 직교하는 코일들을 포함하는 구현예)에서는, 검출 방위가 실용적이지 않은 때에 그 채널들 중의 하나가 꺼질 수 있다(스위치-오프(switch off)될 수 있다).

이미 도 7b 에 도시된 바와 같이, 코일 안테나의 축이 수직인 방위는 번개 검출의 관점에서 가장 유용한 것이 아니다. 낙뢰의 채널은 통상적으로 수직이고, 그러므로 낙뢰로부터의 무선주파수 방출은 주로 수직으로 극성화된 것으로 간주될 수 있다. 만일 코일 안테나의 축이 수평적이지 않다면, 각도를 이용함으로써 그 연결된 신호 강도가 보상될 수 있다.

사용자 인터페이스(user interface)를 구비한 이동식 장치에 있어서는, 사용자에게 그 장치를 움직이고 방위를 최적으로 설정하도록 안내하는 것이 가능하다. 최적의 방위는 간섭이 최소로 된 방위이다. 이것은, (형광등과 같은) 간섭의 국부적 공급원이 있다는 것을 전제로 한다. 다시 말하면, 간섭 공급원이 코일 축에 대해 평행한 방향에 있도록, 검출기 장치의 자세가 정해진다.

만일 보다 정확한 거리 추정이 요망된다면, 사용자는 두 개의 직교하는 자세들로 검출기를 유지하라는 안내를 받을 수 있다. 이것은 실제적으로 단 하나의 코일을 이용하는 "가상의 직교 코일 쌍"을 생성한다. 한 개의 코일을 이용하는 구현예에 있어서, 그 거리는 예를 들어 두 개의 연속적인 낙뢰들로부터 그 두 개의 상이한 자세에서 추정될 수 있다.

측정 상황은 도 7a 및 도 7b 에 관하여 설명된 것과 유사하다. 검출기 장치를 도 7a 및 도 7b 에 도시된 두 개의 직교하는 방위로 유지하도록 안내받는다. 연속적인 낙뢰들에 대한 거리를 충분히 정확하게 측정할 필요가 있는 알고리즘은 양 방위 둘 다에서 수 개의 검출되는 낙뢰들을 필요로 할 수 있다. 사용자는 추정 및 검출 알고리즘에 따라서 자신의 장치의 방위를 재설정하도록 안내될 수 있다.

만일 번개 검출기가 수신 안테나로서 두 개의 (또는 세 개의) 직교하는 코일들을 활용한다면, 낙뢰에 대한 방향 정보가 얻어질 수 있을 것이다. 그러나, 직교하는 코일들로부터의 신호들의 상호 관계들만이 이용된다면, 단 두 개의 직교하는 코일들을 이용함에 의하여서는 폭풍에 대한 방향 측정에 180°의 불확실성이 남는다(도 7 에서와 같이 낙뢰가 81 또는 82 의 위치에서 발생한다면 검출된 신호는 유사할 것이다). 세 개의 코일들을 이용함으로써 방향 정보가 얻어질 수 있을 것이다.

만일 검출기가 낙뢰 또는 폭풍의 중심에 대한 방향 정보를 정의할 수 있다면, 연속적인 측정들 중에 장치의 방위 데이터를 수집하기 위하여 검출의 방위 정보가 이용될 수 있고, 낙뢰에 대한 방향이 보다 정확하게 얻어질 수 있다.

낙뢰에 대한 방향을 정의함에 있어서의 180°의 불확실성을 극복하기 위한 일 제안으로서는, 많은 경우들에 있어서는 낙뢰가 일어나지 않고 있는 방향들(83, 84)이 정의될 수 있다면 그것으로서 이미 충분한 정보가 된다는 것이다. 다른 대안으로서는, 풍향을 입력하는 것이다. 어느 경우든, 사용자가 방향(83 또는 84)으로 이동한다면, 사용자는 접근하는 폭풍을 피하거나 또는 대피처를 찾을 수 있는 더 많은 시간을 갖게 될 가능성이 높다. 물론, 방향 추정은 향후에 폭풍이 접근하거나 또는 멀어지는 때에 갱신(update)될 수 있다.

일 실시예는 두 가지의 모드(mode)들을 이용하는바, 임의의 간섭(적어도 번개와 관련될 수 있는 간섭)이 발견되는 때라면 가동(launch)되는 유발 모드가 있 다. 그 후, 유발 모드는 진정한 감지 모드(real sensing mode)를 가동시키고, 필요하다면 선택에 따라서 표시 모드(display mode)를 변경한다. 사용자는 장치의 방위를 바르게 설정하라고(예를 들어 테이블 상에 편평하게 높으라고) 안내받는다. 거리 추정은 이 방위가 올바른 때에만 이루어진다.

사용자가 다소간의 일정한 움직임 중에 있는 것으로 추정되는 때라면, 그 각도는 모든 가능한 각도들을 커버(cover)하고 이득 파라미터는 제거된다. 이것은 양호한 통계적 평가를 위하여 상당히 긴 시간을 필요로 한다. 이것의 간단한 변형은, 사용자로 하여금 그 장치를 테이블 상에서 수 회 회전하도록 함으로써, 대부분의 각도가 커버되도록 한다. 특히, 사용자가 그 장치를 잠시 동안 일 방위에 유지시키고 그 후에 90도만큼 변화시키면, 최소 이득 및 최대 이득이 커버될 수 있게 된다.

최종적으로, 프론트-엔드는 이동식 무선 장치에 통합될 수 있지만, 그것은 별도의 지시기 장치(indicator device)이거나, 또는 예를 들어 도 6 에 도시된 소위 기능성 커버(62)와 같이 무선 장치의 외부에 일체화되는 것일 수도 있다. 그러한 사용자에 의하여 변경될 수 있고 번개 검출 프론트-엔드(31)를 포함하는 기능성 커버는 악세사리로서 판매될 수 있다.

본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 본 발명의 상이한 실시예들이 위에서 설명된 예에 국한되는 것이 아니고, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변형될 수 있다는 것을 명백히 알 것이다.

본 발명은 번개 검출기에 이용될 수 있다.

Claims

번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end), 사전-증폭기, A/D변환기, 및 디지털 오디오 처리 유니트를 구비한 이동식 번개 검출기로서,

그 번개 검출기는 오디오 코덱(audio codec)이 제공되어 있는 이동식 무선 장치이고, 번개 검출 프론트-엔드는 번개 신호를 검출하도록 구성되고, 그 코덱의 사전-증폭기(preamplifier)는 검출된 번개 신호의 증폭에 이용되며, 그 코덱의 A/D변환기는 그 증폭된 번개 신호의 A/D변환에 이용되고, 그 코덱의 디지털 오디오 처리 유니트(digital audio processing unit)는 A/D변환된 번개 신호의 신호 처리(signal processing)에 이용되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

오디오 코덱의 마이크로폰 입력부(microphone input)가 번개 검출 및 다른 어플리케이션(application)에 의하여 공동으로 사용되도록, 번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end)가 마이크로폰과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

마이크로폰 입력부는 번개 검출 프론트-엔드 인터페이스로서만 이용되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

이동식 무선 장치의 음성 코덱(speech codec)이 번개 검출에 활용되고, A/D변환된 번개 신호는 음성 코덱 경로에서 처리되며, 음성 코덱에 의하여 검출 및 출력된 부호(symbols)는 디지털 신호 처리(digital signal processing; DSP)를 이용하여 번개 검출의 관점에서 분석되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

오디오 코덱의 증폭 경로는 번개 검출에 있어서 이동식 무선 장치의 AM 또는 FM 무선 수신기와 함께 조합되어 이용되고, 이러한 고 주파수 신호들은 하향-변환기(down-converter)에 의하여 가청 주파수로 하향-변환되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

번개 검출을 위하여 이용가능한 적어도 두 개의 마이크로폰 입력부들이 있으며, 번개 검출은 적어도 두 개의 상이한 가청 주파수 대역들에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

번개 검출은 적어도 두 개의 주파수 채널들 상에서의 검출 조합으로서 수행 되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

두 개의 직교하도록 배치된 안테나 코일들이 이용되어 낙뢰의 방향도 검출할 수 있는 검출기가 구현되는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end), 사전-증폭기(preamplifier), A/D변환기, 및 디지털 오디오 처리 유니트(digital audio processing unit)를 구비한 이동식 번개 검출기로 번개를 검출함을 포함하는, 번개 검출 방법으로서,

그 번개 검출기는 오디오 코덱(audio codec)이 제공되어 있는 이동식 무선 장치이고, 상기 번개 검출 방법은:

번개 검출 프론트-엔드에 의해 번개 신호를 검출함;

상기 검출된 번개 신호를 상기 코덱의 사전-증폭기에 의해 증폭시킴;

상기 증폭된 번개 신호를 상기 코덱의 A/D변환기에 의해 A/D변환시킴; 및

상기 A/D변환된 번개 신호를 상기 코덱의 디지털 오디오 처리 유니트에 의해 처리함;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

오디오 코덱의 마이크로폰 입력부(microphone input)가 번개 검출 및 다른 어플리케이션(application)에 의하여 공동으로 사용되도록, 번개 검출 프론트-엔드(lightning detection front-end)가 마이크로폰과 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

마이크로폰 입력부는 번개 검출 프론트-엔드 인터페이스로서만 이용되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

이동식 무선 장치의 음성 코덱(speech codec)이 번개 검출에 활용되고, A/D변환된 번개 신호는 음성 코덱 경로에서 처리되며, 음성 코덱에 의하여 검출 및 출력된 부호(symbols)는 디지털 신호 처리(digital signal processing; DSP)를 이용하여 번개 검출의 관점에서 분석되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

오디오 코덱의 증폭 경로는 번개 검출에 있어서 이동식 무선 장치의 AM 또는 FM 무선 수신기와 함께 조합되어 이용되고, 이러한 고 주파수 신호들은 하향-변환기(down-converter)에 의하여 가청 주파수로 하향-변환되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

번개 검출을 위하여 이용가능한 적어도 두 개의 마이크로폰 입력부들이 있으며, 번개 검출은 적어도 두 개의 상이한 가청 주파수 대역들에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

번개 검출은 적어도 두 개의 주파수 채널들 상에서의 검출 조합으로서 수행되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 9 항에 있어서,

두 개의 직교하도록 배치된 안테나 코일들이 이용되어 낙뢰의 방향도 검출할 수 있는 검출기가 구현되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 6 항에 있어서,

추가적으로, 전방위(omni-directional) 번개 검출기를 이루기 위하여 두 개의 코일들이 이용될 수 있고, 그 전방위 검출기는 분리된 채널들을 이용함으로써 구현되거나, 또는 두 개의 코일들로부터의 신호들이 합쳐져서 하나의 신호로서 분석될 수 있는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 14 항에 있어서,

추가적으로, 전방위(omni-directional) 번개 검출기를 이루기 위하여 두 개의 코일들이 이용될 수 있고, 그 전방위 검출기는 분리된 채널들을 이용함으로써 구현되거나, 또는 두 개의 코일들로부터의 신호들이 합쳐져서 하나의 신호로서 분석될 수 있는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 장치는 이동식 무선 장치의 방위(orientation)를 판정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 14 항에 있어서,

검출기 장치의 방위를 활용함으로써 그 장치의 전류 소비 및 측정 성능을 향상시킴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 20 항에 있어서,

검출기 장치가 부동적(stationary)인지의 여부를 판정하기 위하여 검출기의 방위 및/또는 움직임이 이용되고, 검출기 장치가 부동적인 때에만 측정이 수행되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 14 항에 있어서,

발생 시각(event time)을 포함하는 검출된 낙뢰의 정보는, 이동식 장치로부터의 예상되는 낙뢰 거리를 판정하기 위하여, 기억장치(memory) 내에 저장되는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 22 항에 있어서,

이동식 무선 장치는 통신망으로부터 수신된 추가적인 기상 정보를 상기 기억장치 내에 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 14 항에 있어서,

뇌우에 대한 상대적이고 진정한 방향, 거리, 및 강도(intensity)를 보이는 기상 정보가 표시부(display)에 표시될 수 있는 것을 특징으로 하는, 번개 검출 방법.
제 1 항에 있어서,

프론트-엔드는 이동식 무선 장치에 통합된 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

프론트-엔드는 별도의 지시기 장치(indicator device)이거나, 또는 예를 들어 소위 기능성 커버와 같이 무선 장치의 외부에 통합된 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검출기.
제 1 항에 있어서,

적어도 하나의 지시기 코일(indicator coil)은 유도성 충전용 코일이거나 또는 어떤 다른 목적을 위하여 이용되는 코일인 것을 특징으로 하는, 이동식 번개 검 출기.