KR101066904B1 - 개선된 긴급 비콘 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비콘을 하우징 외부 안테나(13, 14)에 연결하는 커넥터(12)가 설치된 하우징(11)을 포함하는 긴급 비콘에 관한 것이다. 하우징 내부에, 비콘은 사고 센서(incident sensor;15), 송신기(16), 및 상기 센서(15)와 상기 송신기(16)에 접속되고, 사고가 검출된 경우 송신기(16)의 동작을 개시시키도록 되어있는 검출 및 제어부재(18)를 포함한다. 비콘은 하우징 내부에, 내장 안테나(19), 송신기(16)와 커넥터(12) 사이에 그리고 송신기(16)와 내장 안테나(19) 사이에 개재된 전환 스위치(20), 및 커넥터(12)를 향하여 전달된 전자기력(Pi) 및 커넥터(12)에 의해 복귀되는 전자기력(Pr)에 감응하는 감응부재(21)를 더 포함한다. 감지부재(21)는 부재(18)에 접속된다. 부재(18)는 전환 스위치(20)에 접속되며, 송신기(16)로부터의 신호들을 감응부재(21)의 상태에 따라 외부 안테나(13,1 14)에 전달되게 하거나 아니면 내장 안테나(19)에 전달되게 하도록 프로그램되어 있다.

Description

개선된 긴급 비콘{An improved emergency beacon}
본 발명은 회전날개 항공기(rotorcraft) 및 이외 다른 항공기용의 개선된 긴급 비콘(beacon)에 관한 것이다.
발명의 기술 분야는 회전날개 항공기를 제조하는 기술 분야이다.
본 발명은 특히 안테나가 구비된 항공기에 끼워맞추어져 상기 안테나에 연결되게 한 긴급 비콘에 관한 것이다.
예를 들면 특허 FR 2 743 198에 기술된 바와 같이, 동체에 고정되고 무선 송신기에 연결되는 안테나를 헬리콥터에 설치하는 것이 공지되어 있다.
특히, 헬리콥터에 고정된 안테나에 아니면 휴대 보조 안테나에 비콘 및 그 송신기를 연결가능하게 하는 커넥터가 설치되고 무선 송신기를 구비한 하우징 및 송신기를 커넥터에 연결하는 연결부재를 포함하는 긴급 비콘을 헬리콥터에 설치하는 것이 공지되어 있다.
따라서 헬리콥터에 고정된 안테나를 손상시킨 사고 후에 헬리콥터에 탑승자이 비콘을 보조 안테나에 연결할 수 있으며, 필요에 따라서 긴급 무선 신호의 송신을 비콘에 의해 개시(trigger) 또는 유지하기 위해서 비콘 및 보조 안테나를 헬리콥터에서 가지고 나올 수 있다.
비콘의 송신기는 비콘 내에 탑재된 충돌 센서에 연결되는 회로에 의해 검출되는, 이를테면 충돌과 같은 사고의 결과로서 액티베이트(activate)될 수 있고, 및/또는 사람이 이를테면 스위치와 같은 비콘 내 탑재된 시동(trigger) 부재에 수동으로 조치를 취한 결과로서 액티베이트될 수 있다.
미국특허 6 411 260은 3개의 무선 주파수들, 즉 121.5 MHz, 243 MHz, 혹은 406.025MHz의 조난 신호들(distress signals)을 송신하게 설계된 긴급 비콘용 안테나를 개시하고 있다.
특허 FR 2 660 093은 406.025 MHz로 송신하는 비콘용의 전원 장치를 개시하고 있다.
특허 FR 2 776 391, FR 2 873 451 및 JP 11 177 462는 긴급 비콘에 적용되는 그 외 다른 특징들 및 용도들을 기술한다.
항공기용 긴급 비콘들은 결점들을 드러낸다.
특히 항공기 추락(crashing)의 경우에, 항공기에 고정된 안테나, 보조 케이블, 상기 안테나(들)을 송신기에 연결하는 케이블(들), 및/또는 비콘의 하우징 내 탑재된 커넥터는 파손되거나 손상될 수 있어, 조난신호의 송신을 제한하거나 송신을 못 하게 할 수 있다.
또한, 특히 항공기에 고정된 안테나 파손(또는, 송신기와 안테나의 연결을 파손)을 일으키는 항공기 추락의 경우에, 어떤 생존자들도 비콘 및 휴대 보조 안테나를 복구할 수 없을 수도 있을 것이며 및/또는 비콘이 송신될 수 있도록 하기 위해서 비콘 및 휴대 보조 안테나를 함께 연결할 수 없을 수도 있을 것이다.
본 발명의 목적은 이 문제를 개선하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 개선되고, 적어도 부분적으로는 항공기에 있어서 이미 공지된 긴급 비콘들의 단점들 혹은 결점들을 해소하는 항공기 긴급 비콘을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양상에서,
외부 안테나에 비콘을 연결하는 커넥터가 설치된 하우징을 포함하며, 상기 비콘은, 상기 하우징 내에,
. 충돌 혹은 침몰(immersion)과 같은 사고에 감응하는 센서;
. 송신기;
. 상기 센서와 상기 송신기에 접속되고 사고가 검출된 경우 상기 송신기의 동작을 개시하도록 되어있는 검출 및 제어 부재;
. 내장 안테나;
. 상기 송신기와 상기 커넥터 간에 그리고 상기 송신기와 상기 내장 안테나 간에 개재된(interposed) 전환 스위치; 및
. 상기 커넥터에 송신(송신기에 의해서) 및 전달되는(전환 스위치를 통해서) 전자기력(Pi) 및 상기 커넥터에 의해 복귀되는 전자기력(Pr)에 감응, 즉 외부 안테나와 송신기 사이의 임피던스 정합에 감응하며, 상기 검출 및 제어 부재에 접속되거나 상기 검출 및 제어 부재에 내장되며, 바람직하게는 전환 스위치와 커넥터 간에 배치되는, 감응부재를 포함하고,
상기 검출 및 제어부재는 상기 전환 스위치에 접속되고, 상기 송신기에 의해 제공되는 신호들을 상기 감응부재의 상태에 따라, 상기 외부 안테나에 전달되게 하거나 아니면 상기 내장 안테나에 전달되게 하도록 되어있는 (특히 프로그램되어 있는) 긴급 비콘을 제안한다.
본 발명의 바람직한 실시예들에서,
상기 검출 및 제어부재는 사고가 검출된 후에 규칙적인 시간간격들에서 상기 감응부재의 상태를 모니터하도록 되어있으며;
상기 감응부재는 상기 전환 스위치의 출력단(outlet)을 상기 커넥터에 연결하는 전송선에서의 전압 정재파비(VSWR)에 감응하며;
상기 검출 및 제어부재는 사고가 검출된 후에 규칙적인 시간간격들에서 VSWR를 소정의 값과 비교하도록 되어있으며;
상기 검출 및 제어부재는 상기 전환 스위치의 상태 혹은 위치(pos1, pos2)를 소정의 기간(time1, time2) 동안 변경되지 않게 유지하도록 되어있으며;
상기 내장 안테나는 슬롯 안테나일 수 있으며;
상기 송신기는 하나 이상의 주파수들, 특히 2개 혹은 3개의 주파수들, 특히 다음 주파수, k121.5 MHz, 243 MHz, 및 406.025 MHz 중 적어도 한 주파수에서 신호들을 송신하도록 되어있다.
본 발명에 따르며 적어도 부분적으로 항공기에 있어서 이미 공지된 긴급 비콘들의 단점들 혹은 결점들을 해소하는 항공기 긴급 비콘이 제공된다.
본 발명의 다른 양상들(aspects), 특징들 및 장점들은 어떤 한정하는 의미를 갖지 않는 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타내는 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
특히, 도 1 및 도 2를 참조하면, 비콘(10)은 하우징 외부에 있는 외부 안테나(13 혹은 14)에 비콘을 연결하기 위한 커넥터(12)가 설치된 하우징(11); 헬리콥터의 동체에 고정된 안테나(13), 혹은 안테나(13)가 손상되었음을 목격한 탑승자에 의해서 혹은 헬리콥터에서 나와 비콘(10) 및 보조 안테나(13)를 취득한 사람에 의해서 휴대 비콘(10)에 연결되기에 적합한, 헬리콥터에 실린 휴대 보조 안테나(14)를 포함한다.
하우징(11) 내부에 비콘은 압전 가속도계와 같은 충돌 센서(15), 적합한 포맷들(특히, 진폭, 듀레이션(duration), 변조, 및 주파수로)로 조난신호들을 송신하기 위한 송신기 회로(16), 및 각각의 접속부들(30, 31)을 통해서 센서(15) 및 송신기(16)에 접속되는 검출 및 제어부재(18)를 포함한다.
마이크로프로세서 회로와 같은 부재(18)는 충돌이 검출되었을 때 송신기(16)의 동작을 개시시키도록 프로그램되어 있다.
하우징 내부에 비콘(10)은 내장 안테나(19), 송신기(16)와 커넥터(12) 사이에 그리고 송신기(16)와 내장 안테나(19) 사이에 접속된 전환 스위치(20), 및 커넥터(12)를 향하여 전달되는 전자기력(Pi) 및 커넥터(12)에 의해 복귀되는 전자기력(Pr) 모두에 감응하는 부재(21)를 더 포함한다.
내장 안테나(19)는 슬롯 안테나일 수 있다.
감응 부재(21)는 검출 및 제어부재(18)에 접속되거나 검출기에 내장되며, 감응 부재(21)는 전환 스위치(20)와 커넥터(12) 사이에 접속된다. 따라서 부재(21)는 전환 스위치(20)의 출력단을 커넥터로 연결하는 전송선의 전압 정재파비(VSWR)에 감응한다.
검출 및 제어부재(18)는 전환 스위치(20)에 접속되고 검출 및 제어부재(18)는 송신기(16)에 의해 전달된 신호들을 감응 부재(21)의 상태 혹은 감응부재(21)에 의해 검출된 레벨에 따라, 외부 안테나(13 혹은 14) 또는 내장 안테나(19)에 인가되게 하도록 되어 있다(특히 프로그램된다).
또한, 검출 및 제어부재(18)는 규칙적인 시간간격으로(사고가 검출된 후에) 감응부재(21)의 상태를 감지하도록 되어있다. 검출 및 제어 부재(18)는 특히, 사고가 검출된 후에, 규칙적인 간격들로 정재파비(VSWR)를 소정의 값과 비교하도록 되어있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 검출 및 제어부재(18)는 또한 전환 스위치를 변하지않은 상태 혹은 위치(각각, 도 1 및 도 2에 대응하는 pos1 혹은 pos2)에서 소정의 기간(time1, time2) 동안 유지하도록 프로그램되어 있고; 전환 스위치(20)(도 1 및 도 2)를 위치 pos1으로(단계 104)) 혹은 위치 pos2로(단계 102) 전환시키는 명령 후에는, 각각 지속 시간(time1)(단계 105) 혹은 지속 시간(time2)(단계 103)인 소정의 기간이 경과한 후에만, VSWR 값이 다시 감지되고(단계 100) 이어서 상기 값은 소정의 값
Figure 112010070576000-pat00001
과 비교된다(단계 101).
발명의 일 양상에 따르면, 비콘에 내장된 안테나는 외부 안테나가 손상되거나 단선된 경우에만 조난신호를 송신하는데 사용된다. 이러한 손상 혹은 단선은 전환 스위치와 송신기 사이에 전송선 상의 VSWR을 측정함으로써 검출될 수 있다.
VSWR의 값이 소정의 값
Figure 112010070576000-pat00002
, 예를 들면 3 미만일 때, 제어장치(18)는 전환 스위치(20)를 도 1에 도시된 구성에 대응하는 위치(pos1)로 전환시키거나 아니면 그대로 유지시키는데, 이때 송신기(16(에 의해 제공된 조난신호를 송신하는데에는 외부 안테나가 사용되며, 그래서 내장 안테나(19)는 사용되지 않는다.
혹은 반대로, VSWR의 값이 소정의 값
Figure 112010070576000-pat00003
보다 클 때, 제어장치(18)는 스위치(20)를 도 2에 도시된 구성에 대응하는 위치(pos2)로 전환시키거나, 아니면 그대로 유지시키는데, 이때 송신기(16)에 의해 제공된 조난신호를 송신하는데에는 내장 안테나(19)가 사용되며, 그래서 외부 안테나(13 혹은 14)는 사용되지 않는다.
전압 정재파비는 다음과 같이 정의된다.
Figure 112008049999530-pat00004
여기서 Pr은 복귀전력(커넥터(12)에서 전환 스위치(20)로), Pi는 입사전력(전환 스위치(20)에서 커넥터(12)로)에 대응한다.
안테나가 송신기(16)의 임피던스와 정합되지 않을 때, 신호의 일부는 송신기(16)로 복귀된다. 이상적으로 조정된 송신기 및 안테나 쌍은 어떠한 전력 손실도 초래하지 않으며, 이 경우 VSWR은 Pr이 제로이기 때문에 1로 된다. 반대로, 외부 안테나가 송신기(16)로부터 단절된다면(disconnected), 모든 전력이 송신기(16) 쪽으로 복귀됨으로써(Pr = Pi), 이론적으로는 무한대의 값을 갖는 VSWR이 제공된다.
따라서 VSWR이 값
Figure 112010070576000-pat00005
을 초과하는 경우, 이는 외부 안테나(13, 14)가 파손되었거나 아니면 송신기(16)와 외부 안테나(13, 14) 사이의 접속이 파손되었음을 의미하며, 장치(18)가 이 초과 값을 검출하였을 때, 장치는 장치(18) 및 전환 스위치(20)를 통해 비콘 내부에 있는 안테나를 액티베이트한다.
본 발명에 의해서, 항공기 추락의 경우에, 조난신호의 송신은 다음의 이벤트들과는 무관하게 된다.
. 외부 안테나의 파손;
. 비콘의 커넥터를 외부 안테나에 연결하는 동출 케이블 파손; 및
. 항공기의 탑승자들이 송신기를 복구하고 휴대(보조) 외부 안테나에 송신기를 연결하는 것이 불가능함.
또한, 비콘에 수작업으로 조치하는 항공기의 탑승자에 의해 조난신호가 액티베이트된 경우, 제어장치(18)에 의해 전환 스위치를 액티베이트하는 로직은 바람직하게는 고정된 안테나(13)를 통해서(비콘이 항공기로부터 이탈되지 않은 한) 송신을 가능하게 하므로, 환경에 관계없이 양질의 조난신호가 얻어진다. 비콘에 내장된 안테나(19)로의 전환은 비콘이 헬리콥터로부터 분리되었을 때만 혹은 외부 안테나(고정된 주 안테나 혹은 휴대 보조 안테나)가 기능하고 있지 않을 때만 발생한다.
도 1은 조난신호를 비콘의 하우징 외부 안테나를 통해 송신하는 구성에서 발명의 비콘의 주요 부품들을 나타낸 블록도이다.
도 2는 비콘의 하우징 내부에 있는 안테나를 통해 조난신호를 송신하는 구성에서 도 1의 비콘의 블록도이다.
도 3은 조난신호들을 외부 안테나용 커넥터에 전달하기 위한 전송선의 임피던스를 감지하고 적응하는 방법, 및 본 발명의 비콘의 전환 스위치의 2개의 상태들/위치들 사이에 작용하는 적합한 전환 명령을 나타낸 간략 흐름도이다.

Claims (6)

  1. 회전날개 항공기(rotorcraft)용 긴급 비콘(10)으로서, 상기 비콘(10)은 이 비콘(10)을 외부 안테나(13, 14)에 연결하는 커넥터(12)가 설치된 하우징(11)을 포함하며, 상기 비콘(10)은 항공기 추락(crash)의 경우 복구를 위해, 상기 하우징(11) 내에, 사고 센서(15), 송신기(16), 및 상기 사고 센서(15)와 상기 송신기(16)에 접속되고 사고가 검출된 경우 상기 송신기(16)의 동작을 개시하도록 되어있는 검출 및 제어 부재(18)를 포함하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘(10)에 있어서, 상기 비콘(10)은, 상기 하우징(11) 내에,
    ·내장 안테나(19);
    ·상기 송신기(16)와 상기 커넥터(12) 사이에, 그리고 상기 송신기(16)와 상기 내장 안테나(19) 사이에 개재된 전환 스위치(20); 및
    ·상기 커넥터(12)에 전달된 전자기력(Pi) 및 상기 커넥터(12)로부터 복귀되는 전자기력(Pr)에 감응하며, 그리고 상기 검출 및 제어부재(18)에 접속되거나 상기 검출 및 제어부재(18)에 내장되는 감응부재(21)를 더 포함하며,
    상기 검출 및 제어부재(18)는 상기 전환 스위치(20)에 접속되고, 상기 송신기(16)에 의해 제공된 신호들을 상기 감응부재(21)의 상태에 따라, 상기 외부 안테나(13, 14)에 전달되게 하거나 아니면 상기 내장 안테나(19)에 전달되게 하도록 되어있으며; 상기 검출 및 제어부재(18)는 사고가 검출된 후에 규칙적인 시간간격들로 상기 감응부재(21)의 상태를 감지하도록 프로그램되며, 상기 감응부재(21)는 상기 전환 스위치(20)의 출력단(outlet)을 상기 커넥터(12)에 연결하는 전송선의 전압 정재파비(VSWR)를 측정하는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 및 제어부재(18)는 사고를 검출한 후에 규칙적인 간격들로 상기 정재파비(VSWR)를 소정의 값과 비교하게 되어있는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출 및 제어부재(18)는 상기 전환 스위치(20)의 상태 혹은 위치(pos1, pos2)를 소정의 지속 시간(time1, time2) 동안 변경되지 않게 유지하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내장 안테나(19)는 슬롯 안테나인 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송신기(16)는 적어도 2 혹은 3개의 주파수들에서 신호들을 송신하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송신기(16)는 121.5 MHz, 243 MHz, 및 406.025 MHz 중 적어도 하나의 주파수에서 신호들을 송신하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 회전날개 항공기용 긴급 비콘.
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