KR101062277B1 - 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템 - Google Patents

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배준성
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Abstract

본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치는 항법 위성의 항법 신호를 수신하는 안테나, 상기 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성하는 방해 신호 생성부 및 상기 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트로 출력하는 항법 신호 합성부를 포함함으로써, 간소한 구성으로 방해 신호와 항법 신호가 안테나로 함께 들어온 경우를 신뢰성 있게 모사할 수 있다.

Description

재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템{APPARATUS AND SYSTEM FOR SIMULATING OF NAVIGATION SIGNAL IN JAMMING ENVIRONMENT}
본 발명은 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재밍 환경에 노출된 항법 신호를 법적 문제없이 저가의 장비로 모의하고, 동적으로 운행되는 환경에서 위성 항법 수신기 및 위성 항법 재머의 성능을 평가할 수 있도록 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템에 관한 것이다.
GPS 등의 위성항법 기술은 차량항법을 비롯한 민수용과 군사적 목적 등으로 활발히 이용되고 있는 실생활과도 밀접한 기술이다. 이러한 위성항법기술은 광범위한 응용범위를 가지고 있지만, 신호체계가 공개되어 있으며, 수신기 잡음수준 이하의 수신 전력으로 인하여 외부의 전자파 간섭신호나 전파간섭신호에 매우 취약하다. 따라서 이러한 단점을 극복하기위한 GPS 전파간섭대응 기술개발 및 전파간섭시험 기술에 대한 다양한 환경에서의 기술개발이 진행 중이다.
GPS 전자파 간섭신호 시험, 전파간섭신호 시험 또는 전파간섭신호 대응 시험을 위해서는 야외용 GPS 전파간섭신호 발생장치를 설치하여 수행하는 방법, 실험실에서 전파간섭 시뮬레이터를 이용하는 방법 및 무반향챔버 시설에서 고가의 GPS 신호모의 환경을 구축하여 실험하는 방법 등이 알려져 있다. 그렇지만 위의 방법은 각각 불법전파송출, 고가장비 도입 및 동적 환경 모의가 불가하다는 단점이 존재한다.
본 발명은 재밍 환경에 노출된 항법 신호를 법적 문제없이 저가의 장비로 모의하고, 동적으로 운행되는 환경에서 위성 항법 수신기 및 위성 항법 재머의 성능을 평가할 수 있도록 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치는 항법 위성의 항법 신호를 수신하는 안테나, 상기 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성하는 방해 신호 생성부 및 상기 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트로 출력하는 항법 신호 합성부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방해 신호 생성부로 전달되는 제1 항법 신호와 상기 항법 신호 합성부로 전달되는 제2 항법 신호로 상기 수신된 항법 신호를 분기시키는 항법 신호 분기부를 더 포함하고, 상기 방해 신호 생성부는 상기 제1 항법 신호를 입력받아 상기 방해 신호의 생성에 이용하고, 상기 항법 신호 합성부는 상기 제2 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성할 수 있다.
여기서, 상기 안테나는 복수의 하위 안테나를 포함하고, 상기 항법 신호 분기부는 상기 각 하위 안테나 중 하나의 항법 신호를 분기시킬 수 있다.
또한, 상기 방해 신호 생성부는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방해 신호 생성부는 상기 방해 신호로서 상기 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 항법 신호는 복수의 항법 위성의 항법 신호를 포함하고, 상기 신호 지연부는, 상기 제1 항법 신호를 상기 각 항법 위성의 항법 신호로 분리하고, 목표 항법 위성의 항법 신호를 선택하는 위성 선택부, 상기 선택된 항법 신호를 시간 지연시키는 시간 지연부 및 상기 분리된 항법 신호 중 선택되지 않은 항법 신호와 상기 시간 지연된 항법 신호를 합성하여 출력하는 지연 합성부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 지연부는 상기 각 항법 위성에 대응되는 하위 시간 지연부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방해 신호 생성부는, 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부, 상기 방해 신호로서 상기 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부 및 상기 지연 신호와 상기 재밍 신호 중 적어도 하나를 선택하여 상기 신호 합성부로 출력하는 방해 신호 선택부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 위성 항법 수신기는 복수의 안테나 입력 포트를 포함하고, 상기 안테나는 상기 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 하위 안테나를 포함하고, 상기 방해 신호 생성부는 상기 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 방해 신호를 생성하고, 상기 신호 합성부는 상기 각 방해 신호를 상기 각 하위 안테나의 항법 신호와 합성하여 출력할 수 있다.
이때, 상기 방해 신호 생성부는, 상기 방해 신호를 생성하는 신호 생성부, 상기 생성된 방해 신호를 상기 각 안테나 입력 포트의 채널별로 분배하는 채널 분배기 및 상기 분배된 각 방해 신호의 진폭과 위상 중 적어도 하나를 변조시켜 출력하는 도래각 모의부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 안테나는 상기 위성 항법 수신기의 안테나일 수 있다.
또한, 상기 신호 생성부는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부일 수 있다.
또한, 상기 신호 생성부는 상기 방해 신호로서 상기 수신된 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부일 수 있다.
한편, 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템은 운행 중인 운행체에 탑재되는 상기 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치, 상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 수신기 및 상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 재머를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템은 실 안테나로 수신된 항법 위성의 항법 신호와 재머의 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 합성함으로써 재밍 환경에서의 항법 신호를 모의할 수 있다.
이에 따르면 재머의 신호를 공중으로 방사하지 않으면서도 간소한 구성으로 재밍 환경에서의 항법 신호를 모의할 수 있다. 또한 실 안테나로 수신된 항법 신호를 이용함으로써 다양한 위치에서 재밍 신호에 영향을 받는 항법 신호를 모의할 수 있으며, 그 결과 차량, 비행기와 같은 운행체에서의 항법 신호를 모의할 수 있다.
또한, 위성 항법 재머와 위성 항법 수신기를 동일한 운행체에 탑재하여 운용함으로써 위성 항법 재머의 성능과 위성 항법 수신기의 성능을 동시에 시험할 수 있다.
또한, 수신된 항법 신호를 자체적으로 지연시켜 제공함으로써 지연된 항법 신호에 대한 위성 항법 수신기의 처리 성능을 확인할 수 있다.
또한, 복수의 안테나 입력 단자가 구비된 위성 항법 수신기에 대해 재밍 신호 또는 지연 신호의 위상 또는 진폭을 변조시켜 제공함으로써 재머의 위치를 다양하게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에 포함된 방해 신호 생성부를 나타낸 블럭도.
도 4는 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에 포함된 신호 지연부를 나타낸 블럭도.
도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도.
도 6은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치의 방해 신호 생성부를 나타낸 블럭도
도 7은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치 및 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
한편, 본 명세서에서 기술되는 '방해 신호'는 위성 항법 재머에서 생성되는 재밍 신호와 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에서 생성되는 지연 신호를 모두 지칭하는 것으로 한다.
도 1은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치는 항법 위성의 항법 신호를 수신하는 안테나(110), 상기 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성하는 방해 신호 생성부(130) 및 상기 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트로 출력하는 항법 신호 합성부(150)를 포함한다.
안테나(110)는 항법 위성의 항법 신호를 수신한다. 상기 안테나로서 다양한 종류의 안테나가 이용될 수 있다. 또한 복수의 하위 안테나를 포함하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
위성 항법(satellite navigation)은 인공위성을 위치 측정의 기준점으로 사용하는 항법이다. 위성에서 발사된 전파를 관측하거나 위성을 중계국으로 이용해서 자신의 위치를 확인 또는 유도에 의해 진로를 결정하는 항법이다. 이때 위성 항법에 이용되는 위성을 항법 위성이라고 하는데, 위성 항법만을 위한 항법이 별도로 존재하는 경우는 드물다. 따라서, 본 명세서의 항법 위성은 위성 항법의 기능을 제공할 수 있는 위성을 포함하는 것으로 한다.
항법 위성은 위성 항법의 종류에 따라 PS 항법 위성, GLONASS 항법 위성, 갈릴레오 항법 위성 등으로 분류될 수 있다. 이때 본 발명의 항법 위성은 모든 분류의 항법 위성을 포함한다.
방해 신호 생성부(130)는 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성한다. 대표적인 방해 신호로는 위성 항법 재머에서 생성 방사되는 재밍 신호가 있다. 항법 신호에 대한 재밍이 용이한 관계로 위성 항법 재머는 대표적인 재밍 신호를 생성 방사하는 것으로도 항법 신호를 재밍시킬 수 있다. 물론, 항법 신호를 수신한 후 이를 변조시켜 방사함으로써 항법 신호를 재밍시킬 수도 있다.
항법 신호의 경우 현재의 위치를 파악하는데 주로 이용된다. 따라서, 일정 시간 지연되어 수신된 항법 신호도 방해 신호에 해당할 수 있다. 시간 지연되어 수신된 항법 신호에 따르면 위성 항법 수신기는 현재의 위치 대신 과거의 위치를 파악하기 때문이다.
따라서, 본 발명의 방해 신호는 재밍 신호와 지연 신호를 모두 포함할 수 있다.
항법 신호 합성부(150)는 안테나로 수신된 항법 신호와 방해 신호 생성부에서 생성된 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기로 전달한다. 이에 따라 위성 항법 수신기는 재밍 환경에서의 항법 신호를 받은 상태가 된다.
위성 항법 수신기가 복수개의 안테나 입력 단자를 구비하는 경우 항법 신호 합성부는 상기 안테나 입력 단자의 수와 동일한 수의 합성 신호를 출력할 수 있다.
이때, 안테나로 수신된 항법 신호와 방해 신호 생성부에서 출력되는 방해 신호가 한개씩인 경우 위성 항법 수신기는 상기 항법 신호와 방해 신호를 각각 상기 안테나 입력 단자의 수만큼 분기시키는 수단과 분기된 각 신호를 합성하는 상기 안테나 입력 단자의 수만큼의 합성기를 포함할 수 있다.
만약, 방해 신호 생성부에서 상기 안테나 입력 단자의 수만큼의 방해 신호가 출력된다면 방해 신호를 안테나 입력 단자의 수만큼 분기시키는 수단은 생략될 수 있다.
한편, 방해 신호 생성부가 안테나로 수신된 항법 신호를 이용하여 재밍 신호를 생성하는 위성 항법 재머이거나 시간 지연되어 수신된 항법 신호, 즉 지연 신호를 생성하는 수단을 구비한 경우, 방해 신호 생성부는 상기 안테나로 수신된 항법 신호를 수신할 수 있어야 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치는 항법 위성의 항법 신호를 수신하는 안테나(110), 상기 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성하는 방해 신호 생성부(130), 상기 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트로 출력하는 항법 신호 합성부(150) 및 상기 방해 신호 생성부로 전달되는 제1 항법 신호와 상기 항법 신호 합성부로 전달되는 제2 항법 신호로 상기 수신된 항법 신호를 분기시키는 항법 신호 분기부(170)를 포함하고 있다.
이때, 방해 신호 생성부(130)는 제1 항법 신호를 입력받아 방해 신호의 생성에 이용할 수 있다. 구체적으로 방해 신호 생성부는 지연 신호를 생성할 수 있으며 제1 항법 신호를 변조한 재밍 신호를 생성할 수 있다.
또한, 항법 신호 합성부(150)는 제2 항법 신호와 방해 신호를 합성한 후 위성 항법 수신기로 출력한다.
항법 신호 분기부(170)는 안테나로 수신된 항법 신호를 방해 신호 생성부(130)로 전달되는 항법 신호와 항법 신호 합성부(150)로 전달되는 항법 신호로 분기한다. 편의상 전자의 항법 신호를 제1 항법 신호라 칭하고, 후자의 항법 신호를 제2 항법 신호라 칭한다. 항법 신호 분기부에 의하면 항법 신호는 안테나로 수신된 항법 신호, 제1 항법 신호 및 제2 항법 신호와 같이 3개로 구분될 수 있으나 신호 특성은 모두 동일하다.
항법 신호 분기부는 안테나(110)가 안테나 어레이의 구조일 때 복수의 각 하위 안테나의 항법 신호를 모두 분기시킬 수 있다.
또는 항법 신호 분기부는 안테나가 복수의 하위 안테나를 포함할 때 각 하위 안테나 중 하나의 항법 신호를 분기시킬 수 있다.
안테나를 복수의 하위 안테나로 구성하는 목적 중 하나는 각 하위 안테나로 수신된 신호의 진폭 또는 위상을 분석함으로써 수신 신호의 도래각을 파악하기 위함이다.
따라서, 위성 항법 수신기에서 수신 신호의 도래각을 파악할 필요가 없거나 방해 신호 생성부에서 수신 신호의 도래각을 모의하는 경우 안테나가 복수의 하위 안테나를 포함하는 경우라 하더라도, 항법 신호 분기부는 각 하위 안테나 중 하나의 항법 신호를 분기시킬 수 있다. 이를 통해 구조를 간소화시킬 수 있다.
이상의 도 1과 도 2에서 살펴본 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에서 방해 신호 생성부에 대해서 구체적으로 살펴본다.
도 3은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에 포함된 방해 신호 생성부를 나타낸 블럭도이다.
도 3에 도시된 방해 신호 생성부(130)는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부(131)를 포함할 수 있다.
위성 항법 재머는 특성에 따라 제1 항법 신호를 변조시켜 재밍 신호를 생성할 수 있다. 이때 재밍 신호 수신부(131)는 위성 항법 재머로 제1 항법 신호를 송신할 수 있다.
또한, 위성 항법 재머는 특성에 따라 재밍 대상이 되는 항법 신호를 입력받지 않고도 대상이 되는 항법 신호의 재밍 신호를 생성할 수 있다. 이때 재밍 신호 수신부(131)는 위성 항법 재머로 제1 항법 신호를 송신할 필요가 없다.
따라서, 재밍 신호 수신부는 위성 항법 재머의 특성에 따라 항법 신호 분기부로부터 제1 항법 신호를 수신받을 수도 있고, 수신받지 않을 수도 있다. 이와 같은 상황을 표현하기 위해 도 3에서 점선 화살표로 표시하였다.
정리하면, 방해 신호 생성부는 방해 신호를 생성하는 요소로 재밍 신호 수신부만을 포함할 경우 상황에 따라 제1 항법 신호를 수신하거나 수신하지 않을 수 있다.
한편, 방해 신호 생성부(130)는 방해 신호로서 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부(120)를 포함할 수 있다. 지연 신호의 생성에는 제1 항법 신호가 필요하므로 신호 지연부가 포함된 경우 방해 신호 생성부는 반드시 제1 항법 신호를 수신하여야 한다.
항법 신호를 생성 방사하는 항법 위성은 복수개가 존재한다. 따라서 안테나로 수신되는 항법 신호에는 복수 항법 위성의 항법 신호가 포함되어 있다. 이에 따라 안테나로 수신된 항법 신호와 동일한 특성의 제1 항법 신호 역시 복수 항법 위성의 항법 신호를 포함한다.
이때, 신호 지연부는 사용자가 선택한 항법 위성의 항법 신호를 지연시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치에 포함된 신호 지연부를 나타낸 블럭도이다.
제1 항법 신호가 복수의 항법 위성의 항법 신호를 포함하는 경우 신호 지연부(120)는 제1 항법 신호를 각 항법 위성의 항법 신호로 분리하고, 목표 항법 위성의 항법 신호를 선택하는 위성 선택부(121), 선택된 항법 신호를 시간 지연시키는 시간 지연부(123) 및 분리된 항법 신호 중 선택되지 않은 항법 신호와 상기 시간 지연된 항법 신호를 합성하여 출력하는 지연 합성부(125)를 포함할 수 있다.
위성 선택부(121)는 제1 항법 신호를 분석하여 각 항법 위성에 대한 채널을 분리하며, RF 구조 또는 디지털 구조로 구성이 가능하다. 이렇게 분리된 채널 중 사용자가 선택한 채널, 즉 목표 항법 위성의 항법 신호는 복수일 수 있다. 또한, 목표 항법 위성의 항법 신호는 분리된 각 항법 위성의 항법 신호 전체일 수 있다.
또한, 위성 선택부는 사용자의 선택이 이루어지지 않은 경우 기본값으로 설정되어 있는 목표 항법 위성의 항법 신호를 선택할 수 있다.
시간 지연부(123)는 선택된 항법 신호를 시간 지연시킨다. 이때 지연되는 시간은 항법 신호 수신에 영향을 미치는 수 ms 이내로 설정될 수 있다. 또한 시간 지연부(123)는 각 항법 신호를 다른 지연 시간으로 지연시킬 수 있다. 이를 위해 시간 지연부는 각 항법 위성에 대응되는 하위 시간 지연부(124)를 포함할 수 있다. 이에 따르면 각 항법 위성에 대하여 방해적 측면에서 최적화된 지연 시간을 적용할 수 있다.
또한, 시간 지연부는 서로 다른 지연 시간을 갖는 하위 시간 지연부를 포함하고, 사용자의 선택에 의해 동일 항법 위성에 적용되는 지연 시간을 다양하게 변경할 수 있다.
복수의 하위 시간 지연부를 갖는 경우 시간 지연부는 위성 선택부의 출력 신호가 입력되는 하위 시간 지연부를 선택하는 스위치를 구비할 수 있다.
지연 합성부(125)는 위성 선택부에서 분리된 항법 신호 중 선택되지 않은 항법 신호, 즉 시간 지연되지 않은 항법 신호와 시간 지연부에서 시간 지연된 항법 신호를 합성한다. 지연 합성부의 출력 신호인 지연 신호는 사용자가 선택한 항법 신호가 지연 처리된 상태의 제1 항법 신호가 된다. 사용자가 전 항법 위성을 선택한 경우 지연 신호는 전체가 지연 처리된 상태의 제1 항법 신호가 된다.
이상에서 살펴본 신호 지연부(12)와 재밍 신호 수신부(131)는 어느 하나만 방해 신호 생성부에 형성되거나 둘 모두가 방해 신호 생성부에 형성될 수 있다.
즉, 방해 신호 생성부(130)는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부(131), 방해 신호로서 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부(120)를 모두 포함할 수 있으며, 이때 지연 신호와 재밍 신호 중 적어도 하나를 선택하여 신호 합성부로 출력하는 방해 신호 선택부(133)를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5에 도시된 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치는 안테나(110), 방해 신호 생성부(230), 항법 신호 합성부(150), 항법 신호 분기부(170)를 포함하고 있다.
이때, 위성 항법 수신기는 복수의 안테나 입력 포트를 포함하고 있으며, 안테나(110)는 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 하위 안테나(111)를 포함하고 있다.
또한, 방해 신호 생성부(230)는 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 방해 신호를 생성한다. 도 5에서는 5개의 안테나 입력 포트를 갖는 위성 항법 수신기를 일예로 나타내었다.
또한, 신호 합성부(150)는 방해 신호 생성부에서 생성된 각 방해 신호를 각 하위 안테나(111)의 항법 신호와 합성하여 위성 항법 수신기의 각 안테나 입력 포트로 출력한다.
도 1 및 도 2의 구성에서도 안테나(111)를 복수의 하위 안테나(111)를 포함하는 안테나 어레이의 구조로 형성할 수 있는데, 이때의 하위 안테나 수는 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수와 무관할 수 있다.
그러나 도 5에서 하위 안테나의 수와 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수는 동일하다.
이와 같이 구성한 것은 위성 항법 수신기의 성능 검증시 수신 안테나까지 포함된 구성을 검증하기 위함이다. 따라서, 본 실시예에서 안테나(120)는 위성 항법 수신기의 안테나일 수 있다.
본 실시예에 따르면 방해 신호 생성부 역시 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 방해 신호를 생성한다.
복수의 하위 안테나가 구비된 위성 항법 수신기의 경우 동일한 방해 신호를 수신하는 경우라 하더라도 각 하위 안테나로 수신되는 방해 신호에는 차이가 있다. 이를 모사하기 위해 방해 신호 생성부 역시 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 방해 신호를 생성한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 또다른 실시예에 따른 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치의 방해 신호 생성부(230)를 나타낸 블럭도이다.
도 6에 도시된 방해 신호 생성부(230)는 방해 신호를 생성하는 신호 생성부(231), 상기 생성된 방해 신호를 상기 각 안테나 입력 포트의 채널별로 분배하는 채널 분배기(235) 및 상기 분배된 각 방해 신호의 진폭과 위상 중 적어도 하나를 변조시켜 출력하는 도래각 모의부(237)를 포함하고 있다.
신호 생성부(231)는 방해 신호를 생성하는 요소이다.
이를 위해 신호 생성부는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부(233)일 수 있다.
또는, 신호 생성부는 방해 신호로서 수신된 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부(232)일 수 있다.
또는 신호 생성부는 신호 지연부(232)와 재밍 신호 수신부(233)를 모두 포함하고, 둘 중에서 적어도 하나를 선택하는 방해 신호 선택부(234)를 더 포함할 수 있다.
채널 분배기(235)는 신호 생성부에서 생성된 방해 신호를 위성 항법 수신기의 각 안테나 입력 포트의 채널별로 분배한다. 이때 각 채널별로 분배된 방해 신호는 모두 동일한 특성을 갖는다. 따라서, 이러한 방해 신호가 항법 신호 합성부로 출력된다면 위성 항법 수신기의 입장에서 볼 때 모든 방해 신호가 정면에서 들어오는 것으로 처리된다.
따라서, 방해 신호가 수신되는 도래각을 다양하게 하기 위해 도래각 모의부(237)를 이용한다.
소정 신호의 도래각을 추정하기 위해서는 복수의 안테나를 구비하고 각 안테나로 수신된 신호 간의 위상차 또는 진폭차를 이용한다. 이러한 도래각 추정 방법을 역이용해 도래각 모의부(237)는 채널 분배기(235)의 각 출력 신호의 위상 또는 진폭을 변조한다. 각 출력 신호의 위상 또는 진폭을 다르게 변조하기 위해 채널 분배기는 복수의 위상/진폭 변조부(238)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 7에 도시된 항법 신호 모의 시스템은 도 1 내지 도 6에서 설명된 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치(100), 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 위성 항법 수신기(300) 및 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 위성 항법 재머(400)를 포함한다. 이때, 항법 신호 모의 장치(100), 위성 항법 수신기(300), 위성 항법 재머(400)는 모두 운행 중인 동일한 운행체에 탑재된다.
항법 신호 모의 장치(100)는 위성 항법 재머(400)와의 연결을 위해 적어도 재밍 신호 수신부(131, 233)를 포함하여야 한다. 신호 지연부의 포함 여부는 사용자에 의해 결정될 수 있다. 물론, 신호 지연부를 추가로 포함하고, 방해 신호 선택부를 통해 신호 지연부의 지연 신호와 위성 항법 재머의 재밍 신호 중 적어도 하나를 선택하도록 할 수도 있다.
운행체로는 저기동체인 차량과 선박 및 고기동체인 항공기 등이 해당한다.
이때, 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템은 무인환경에서 운용이 가능하도록 프로그래머블 GPS 전파간섭신호발생 동작 제어기능을 내장할 수 있다. 이를 위해 상기 동작 제어기능의 프로그램 모듈을 저장하는 저장부와 상기 모듈을 처리하여 상기 동작 제어기능을 수행하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때의 저장부와 제어부는 항법 신호 모의 장치(100)에 포함될 수 있다.
이에 따라 사용자는 유선 또는 무선 등의 복잡한 부가 조작없이 사전 작성된 전파간섭 프로파일(Profile)에 의해서 전파간섭의 주파수, 종류, 세기 등을 예정된 운행/운항 환경에 적합하도록 동작시킬 수 있다.
이상의 구성에 따르면 각 위치의 지형 지물에 따라 변화하는 항법 신호의 수신 상태까지 포함하여 위성 항법 수신기의 성능을 검증할 수 있다.
또한, 위성 항법 재머의 출력 신호를 유선으로 처리하여 항법 신호 모의 장치로만 유입되도록 함으로써 법적 문제가 없다. 또한, 간소한 구성을 통해 위성 항법 수신기 또는 위성 항법 재머의 성능 검증에 이용되는 재밍 환경에서의 항법 신호를 모의할 수 있다.
재밍 환경에서의 항법 신호를 생성하는 장치에 적용할 수 있다.
특히, 재밍 신호를 공중으로 방사할 수 없는 상황에 유용하다.
또한, 동적으로 운행 중인 운행체에 탑재된 위성 항법 수신기의 성능을 검증하고자 하는 시스템에 적용할 수 있다. 또한, 동적으로 운행 중인 운행체에 탑재된 위성 항법 수신기를 재밍시키는 위성 항법 재머의 성능을 검증하고자 하는 시스템에 적용할 수 있다.
110...안테나 111...하위 안테나
120, 232...신호 지연부 121...위성 선택부
123...시간 지연부 124...하위 시간 지연부
125...지연 합성부 130, 230...방해 신호 생성부
131, 233...재밍 신호 수신부 133, 234...방해 신호 선택부
150...항법 신호 합성부 170...항법 신호 분기부
231...신호 생성부 235...채널 분배기
237...도래각 모의부 238...위상/진폭 변조부

Claims (15)

  1. 항법 위성의 항법 신호를 수신하는 안테나;
    상기 항법 신호의 정상적인 수신을 제한하는 방해 신호를 생성하는 방해 신호 생성부;
    상기 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하여 위성 항법 수신기의 안테나 입력 포트로 출력하는 항법 신호 합성부; 및
    상기 방해 신호 생성부로 전달되는 제1 항법 신호와 상기 항법 신호 합성부로 전달되는 제2 항법 신호로 상기 수신된 항법 신호를 분기시키는 항법 신호 분기부를 포함하고,
    상기 방해 신호 생성부는 상기 제1 항법 신호를 입력받아 상기 방해 신호의 생성에 이용하고,
    상기 항법 신호 합성부는 상기 제2 항법 신호와 상기 방해 신호를 합성하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나는 복수의 하위 안테나를 포함하고,
    상기 항법 신호 분기부는 상기 각 하위 안테나 중 하나의 항법 신호를 분기시키는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 방해 신호 생성부는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 방해 신호 생성부는 상기 방해 신호로서 상기 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 항법 신호는 복수의 항법 위성의 항법 신호를 포함하고,
    상기 신호 지연부는,
    상기 제1 항법 신호를 상기 각 항법 위성의 항법 신호로 분리하고, 목표 항법 위성의 항법 신호를 선택하는 위성 선택부;
    상기 선택된 항법 신호를 시간 지연시키는 시간 지연부; 및
    상기 분리된 항법 신호 중 선택되지 않은 항법 신호와 상기 시간 지연된 항법 신호를 합성하여 출력하는 지연 합성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시간 지연부는 상기 각 항법 위성에 대응되는 하위 시간 지연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 방해 신호 생성부는,
    위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부;
    상기 방해 신호로서 상기 제1 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부; 및
    상기 지연 신호와 상기 재밍 신호 중 적어도 하나를 선택하여 상기 신호 합성부로 출력하는 방해 신호 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 위성 항법 수신기는 복수의 안테나 입력 포트를 포함하고,
    상기 안테나는 상기 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 하위 안테나를 포함하고,
    상기 방해 신호 생성부는 상기 안테나 입력 포트의 수와 동일한 수의 방해 신호를 생성하고,
    상기 신호 합성부는 상기 각 방해 신호를 상기 각 하위 안테나의 항법 신호와 합성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 위성 항법 수신기의 안테나인 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 방해 신호 생성부는,
    상기 방해 신호를 생성하는 신호 생성부;
    상기 생성된 방해 신호를 상기 각 안테나 입력 포트의 채널별로 분배하는 채널 분배기; 및
    상기 분배된 각 방해 신호의 진폭과 위상 중 적어도 하나를 변조시켜 출력하는 도래각 모의부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 생성부는 위성 항법 재머로부터 안테나 방사 전 단계의 재밍 신호를 상기 방해 신호로서 수신하는 재밍 신호 수신부인 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 생성부는 상기 방해 신호로서 상기 수신된 항법 신호의 지연 신호를 생성하는 신호 지연부인 것을 특징으로 하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치.
  14. 운행 중인 운행체에 탑재되는 제 4 항의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치;
    상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 수신기; 및
    상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 재머;
    를 포함하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템.
  15. 운행 중인 운행체에 탑재되는 제 8 항의 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 장치;
    상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 수신기; 및
    상기 운행체에 탑재되며 상기 항법 신호 모의 장치에 유선으로 연결되는 상기 위성 항법 재머;
    를 포함하는 재밍 환경에서의 항법 신호 모의 시스템.
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