KR101045845B1 - 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치 - Google Patents

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KR101045845B1 KR1020100041928A KR20100041928A KR101045845B1 KR 101045845 B1 KR101045845 B1 KR 101045845B1 KR 1020100041928 A KR1020100041928 A KR 1020100041928A KR 20100041928 A KR20100041928 A KR 20100041928A KR 101045845 B1 KR101045845 B1 KR 101045845B1
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한석주
김동석
손성한
허양욱
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치에 관한 것으로서, 특히 어느 장소에서나 성능측정이 가능하고, 수평 연속구동이 가능하도록 제작된 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치에 관한 것으로서, 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전반부 전체를 감싸도록 설치되어 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막는 기능을 수행하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 위치하며, 구형파를 평면파로 변환하는 기능을 수행하는 마이크로파 렌즈와, 상기 하우징의 전단에 위치하며, 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고, 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 혼안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치를 구성한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 마이크로파 렌즈를 이용하여 Near field 영역(구형파)에서 발생하는 측정값 오차의 문제를 근본적으로 해결하여 레이다 성능측정의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 수평구동이 가능하게 하는 혼안테나 구동장치를 이용하여 편이성 및 점검을 위한 이동시간 단축과 비용절감으로 효율성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치{PORTABLE RADAR MEASURING DEVICE USING MICROWAVE LENS}
본 발명은 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치에 관한 것으로서, 특히 어느 장소에서나 성능측정이 가능하고, 수평 연속구동이 가능하도록 제작된 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치에 관한 것이다.
유도무기(또는 전투기 등)에 사용되는 마이크로파 레이다는 유도무기 구성부품 중 가장 복잡한 구성부품으로 성능점검 시 타 구성부품에 비해 점검의 중요도가 매우 높다. 따라서 유도무기의 점검을 위해 유도무기 조립/점검장 내에 또는 일정한 장소에 무반향 챔버(Anechoic Chamber)를 설치하고 점검 장비를 연결하여 정밀한 점검을 실시한다. 그러나 유도무기 조립/점검장 이외의 많은 장소에서 실시되는 환경시험, 야외시험, 유도무기 발사시험을 위한 준비점검 등 무반향 챔버를 사용할 수 없는 시험조건에서도 마이크로파 레이다의 성능점검 및 분석/평가를 위한 점검을 수행하여야 한다.
이렇듯 고정형 무반향 챔버를 사용하지 못하는 장소에서는 전자기파 탐색기의 시험 장치를 점검 대상인 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 유도무기의 전단부 전체를 감싸도록 결합하고 이동이 가능한 점검 장비에 연결하여 유도무기의 마이크로파 레이다의 성능검사를 수행할 수 있다.
다만, 마이크로파 탐색기의 성능 검사를 위한 보조설비 장치는 마이크로파 레이다의 가장 중요한 각도지정오차 및 각속도 추적 성능 측정을 할 수가 없다. 즉, 마이크로파 레이다의 안테나가 정면에 대해 고정된 상태에서만 성능 측정이 가능하고, 레이다 안테나의 방향이 움직일 때에 대한 관련 성능은 측정할 수 없다. 또한 이동 및 취급이 용이하도록 소형으로 만들기 위해 마이크로파 레이다와 도파관 조립체 사이의 거리를 줄였는데, 그 거리가 Near field 영역(구형파, Spherical wave)에 해당하여 실제적인 점검을 위한 Far field 영역(평면파, Plane wave)의 성능 측정을 할 수가 없어서 Near field와 Far field 사이의 측정값 오차를 줄이기 위한 보정값을 찾아 보상하는 방법으로 점검을 수행하고 있다.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 마이크로파 레이다의 가장 중요한 성능인 각도지정오차 및 각속도 추적 성능측정을 할 수 있도록, 즉 마이크로파 레이다의 안테나가 정면에 대해 고정된 상태에서 뿐만 아니라 레이다 안테나의 방향이 움직일 때에도 관련 성능을 측정할 수 있는 메카니즘을 제공하는데 그 기술적 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 그와 같은 메카니즘에 의하여 종래 마이크로파 레이다와 도파관 조립체 사이의 거리 축소에 따른 보정값을 찾아 보상하는 방법의 경우 발생할 수 있는 Far field와 Near field 사이의 측정값 오차의 문제를 해결하기 위한 효율적인 방법을 제안하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치는, 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막기 위한 차폐 하우징, 상기 하우징 내부에 위치한 구형파(Spherical wave)를 평면파(Plane wave)로 변환 가능한 마이크로파 렌즈, 상기 하우징 전단부에 위치하며 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 혼안테나, 상기 혼안테나를 좌측과 우측 방향으로 수평 연속구동이 가능하게 하는 혼안테나 구동장치를 포함하도록 구성할 수 있다.여기서, 하우징 내벽면 전체에는 마이크로파 레이다의 전파 송수신에 있어서 하우징과 혼안테나 구동장치로부터의 반사에 의한 전자기파의 영향을 차단하기 위하여 설치된 전자기파 흡수체를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 또한, 하우징의 내부 후방부위에는 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전단부위를 지지하기 위하여 설치된 지지부재와 고정클립을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 한편, 혼안테나 구동장치는 혼 안테나를 수평이동하기 위하여 구동모터, 구동톱니, 구동대 및 구동대 지지대로 구성할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 마이크로파 렌즈를 이용하여 Near field 영역(구형파)에서 발생하는 측정값 오차의 문제를 근본적으로 해결하여 레이다 성능측정의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 수평구동이 가능하게 하는 혼안테나 구동장치를 이용하여 편이성 및 점검을 위한 이동시간 단축과 비용절감으로 효율성을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치의 사시도를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치와 유도무기가 결합된 상태의 사시도를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 혼안테나 구동장치의 사시도를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치의 정면에서 바라본 구동대 및 구동대 지지대의 사시도를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1는 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치 사시도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치와 유도무기가 결합된 상태의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2을 참조하면, 본 발명에 따른 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치는, 마이크로파 렌즈를 이용하여 레이다 성능측정의 신뢰성을 높이고 수평구동이 가능하게 하는 혼안테나 구동장치를 이용하여 편이성 및 점검을 위한 이동시간 단축과 비용절감으로 효율성을 증대시키는 장치로서, 하우징(11), 마이크로파 렌즈(12), 혼안테나(13), 혼안테나 구동장치(14), 전자기파 흡수체(15, 17), 지지부재(18), 고정클립(19)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
하우징(11)은 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물(21)의 전반부 전체를 감싸도록 설치되어 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막는 기능을 수행하도록 구성된다. 이때, 하우징(11)은 효과적인 전자기파 차폐 기능을 갖는 금속 등의 물질로 형성되어 있으며, 본 발명에 따른 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치의 외벽 전체를 감싸고 있다. 또한, 상기 하우징(11)의 내벽면 전체에는 상기 마이크로파 레이다의 전파 송수신에 있어서 상기 하우징(11)과 혼안테나 구동장치(14)로부터의 반사에 의한 전자기파의 영향을 차단하기 위한 전자기파 흡수체(15, 17)가 설치되도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 하우징(11)의 내부 후방부위에는 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전단부위를 지지하기 위한 지지부재(18)와 고정클립(19)이 설치되도록 구성할 수 있다. 구체적으로는, 하우징(11)의 내부에 위치한 지지부재(18)와 내부 후방부위에 설치된 고정클립(19)이 마이크로파 레이다가 포함된 구조물(21)의 전단부위가 움직이지 않도록 고정하고 지지한다. 이때, 내부의 지지부재(18)와 고정클립(19)은 점검대상인 마이크로파 레이다 및 마이크로파 레이다가 포함된 구조물(21)의 모양에 따라 크기와 그 형상이 변형된 형태로도 구현 가능하다.
다음으로, 마이크로파 렌즈(12)는 상기 하우징(11)의 내부에 위치하며, 구형파를 평면파로 변환하는 기능을 수행하도록 구성된다. 이때, 상기 마이크로파 렌즈(12)는 수렴렌즈(Converging lens)로서 기설정된 초점거리에 위치하여 구형파를 평면파로 변환하는 기능을 수행하도록 구성할 수 있다. 구체적으로, 마이크로파 렌즈(12)는 마이크로파 레이다의 안테나로부터 방사되는 구형파의 전파신호를 평면파로 변환하거나 혼안테나(13)를 통하여 공급되는 구형파의 전파신호를 평면파로 변환하는 기능을 수행하도록 구성할 수 있다. 이때, 외부의 점검장비로부터 케이블로 연결된 혼안테나(13)를 통하여 공급되는 구형파의 전파신호는 마이크로파 렌즈(12)를 통과한 후 평면파로 변환하면서 특정한 방향성을 가지고 마이크로파 레이다에 전달된다.
다음으로, 혼안테나(13)는 상기 하우징(11)의 전단에 위치하며, 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고, 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 기능을 수행하도록 구성할 수 있다. 이때, 혼안테나(13)는 외부의 점검장비와 케이블로 연결되도록 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 혼안테나 구동장치(14) 사시도를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치의 정면에서 바라본 구동대(16) 및 구동대 지지대(41)의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 혼안테나 구동장치(14)의 구성을 살펴보면, 혼안테나 구동장치(14)는 혼안테나(13)의 수평 구동을 가능하게 하는 기능을 제공하도록 구성할 수 있다. 상기 혼안테나(13)의 수평 구동을 가능하게 하는 혼안테나 구동장치(14)는 구동모터(31), 구동톱니(32, 33), 구동레일(34), 구동대(16)와 구동대 지지대(41)로 구성되어 수평으로 연속이동이 가능하며, 구동속도와 위치를 설정할 수 있는 기능을 포함하도록 구성할 수 있다. 따라서, 상기 외부의 점검장비로부터 전파신호(구형파)가 공급될 때 혼안테나(13)는 혼안테나 구동장치(14)에 의해 구동레일(34)을 따라 좌우/수평으로 연속이동을 하여 전파신호(구형파)를 송신하며, 혼안테나를 통해 공급된 전파신호(구형파)는 마이크로파 렌즈에 의해 방향성을 가진 평면파로 변환되어 마이크로파 레이다에 전달된다 이때, 마이크로파 레이다의 안테나는 전달된 평면파의 방향을 향하여 방향전환하게 되며, 이로 인하여 마이크로파 레이다의 각도지정오차 및 각속도 추적의 성능측정이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치는 마이크로파 렌즈를 이용하여 Near field 영역(구형파)에서 발생하는 측정값 오차의 문제를 근본적으로 해결하여 레이다 성능측정의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐 아니라 수평구동이 가능하게 하는 혼안테나 구동장치를 이용하여 편이성 및 점검을 위한 이동시간 단축과 비용절감으로 효율성을 증대시킬 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 차폐 하우징 12: 마이크로파 렌즈
13: 혼 안테나 14: 혼 안테나 구동장치
15: 전자기파 흡수체 16: 구동대
17: 전자기파 흡수체 18: 지지부재
19: 고정클립 21: 구조물
22: 안테나 31: 구동모터
32: 구동톱니 33: 구동톱니
34: 구동레일 41: 구동대지지대

Claims (13)

  1. 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전반부 전체를 감싸도록 설치되어 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막는 기능을 수행하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 위치하며, 구형파를 평면파로 변환하는 기능을 수행하는 마이크로파 렌즈; 및
    상기 하우징의 전단에 위치하며, 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고, 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 혼안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로파 렌즈는 수렴렌즈(Converging lens)로서 기설정된 초점거리에 위치하여 구형파를 평면파로 변환하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 후방부위에는 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전단부위를 지지하기 위한 지지부재와 고정클립이 설치되는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽면 전체에는 상기 마이크로파 레이다의 전파 송수신에 있어서 하우징과 혼안테나 구동장치로부터의 반사에 의한 전자기파의 영향을 차단하기 위한 전자기파 흡수체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  5. 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전반부 전체를 감싸도록 설치되어 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막는 기능을 수행하는 하우징;
    상기 하우징의 전단부위에 위치하며, 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고, 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 혼안테나; 및
    상기 혼안테나의 수평 구동을 위한 혼안테나 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 혼안테나 구동장치는 구동모터, 구동톱니, 구동대와 구동대 지지대로 구성되어 수평으로 연속이동이 가능하며, 구동속도와 위치를 설정할 수 있는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 후방부위에는 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전단부위를 지지하기 위한 지지부재와 고정클립이 설치되는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽면 전체에는 상기 마이크로파 레이다의 전파 송수신에 있어서 하우징과 혼안테나 구동장치로부터의 반사에 의한 전자기파의 영향을 차단하기 위한 전자기파 흡수체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  9. 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전반부 전체를 감싸도록 설치되어 전자기파가 외부로 방출되는 것을 막는 기능을 수행하는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 위치하며, 구형파를 평면파로 변환하는 기능을 수행하는 마이크로파 렌즈;
    상기 하우징의 전단에 위치하며, 점검 장비로부터 공급되는 전파신호를 마이크로파 레이다에 전달하고, 마이크로파 레이다로부터 방사되는 전파신호를 점검 장비로 전달해주는 혼안테나; 및
    상기 혼안테나의 수평 구동을 위한 혼안테나 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 마이크로파 렌즈는 수렴렌즈(Converging lens)로서 기설정된 초점거리에 위치하여 구형파를 평면파로 변환하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 혼안테나 구동장치는 구동모터, 구동톱니, 구동대와 구동대 지지대로 구성되어 수평으로 연속이동이 가능하며, 구동속도와 위치를 설정할 수 있는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 내부 후방부위에는 마이크로파 레이다 또는 마이크로파 레이다가 포함된 구조물의 전단부위를 지지하기 위한 지지부재와 고정클립이 설치되는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽면 전체에는 상기 마이크로파 레이다의 전파 송수신에 있어서 하우징과 혼안테나 구동장치로부터의 반사에 의한 전자기파의 영향을 차단하기 위한 전자기파 흡수체가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치.
KR1020100041928A 2010-05-04 2010-05-04 렌즈를 이용한 부착형 레이다 성능측정 장치 KR101045845B1 (ko)

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