KR101138089B1 - 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템 - Google Patents

다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 여러 가지 목표물을 지속적으로 추적하여 파괴하기 위해 레이저 빔을 표적에 암호화하여 조사하기 위한 장치와 목표물을 유도 폭탄이 추적하여 파괴하기 위해 유도 폭탄에 장착되는 복호화 장치이다.　 본 발명에서 제안하는 레이저 표적지시기 시스템은 적이 쉽게 복호화하지 못하도록 레이저 파장 변환기를 사용하여 이중 파장 변조 방식과 펄스폭 간격을 조절하는 펄스간격변조(PIM) 방식을 동시에 사용하는 송신부 및 수신부로 구성된다.
레이저, 표적지시기, 유도무기, 펄스 변조, 펄스코드 암호, 펄스코드 복호

Description

다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템{Laser targeting system using multiple wavelength pulse modulation}
본 발명은 레이저 유도무기에 사용되는 표적지시기 및 탐색기에 관한 장치로서, 표적지시기에서 암호화된 레이저 펄스를 목표물에 조사하고 폭탄을 장착한 탐색기가 목표물을 찾아서 파괴하도록하는 유도장치에 사용된다. 표적지시기에는 레이저 발진 파장을 기본 파장과는 다른 파장으로 변환시키는 장치가 부착되어 2개의 파장을 코딩함으로서 표적지시기에서 송신되는 펄스의 암호화에 대한 경우의 수를 증가시켜서 아군의 탐색기를 제외하고는 적군이 암호를 해독하기 어렵도록 한 장치에 관한 것이다.
레이저 유도무기에 사용되는 표적지시기 및 탐색기에서는 표적지시기가 암호화된 펄스를 목표물에 송사하고 탐색기가 표적물로부터 반사된 펄스를 수신하여 복호화는 추적 원리가 적용된다.
종래의 군용으로 사용되는 레이저 표적지시기는 거리측정기능까지 포함하는 경우가 있는데, 이때에는 표적지시기용으로는 기본 파장만을 사용하고, 거리측정시에는 eye-safe 대역으로 파장변환된 레이저 펄스를 각각 분리해 사용하고 있다. 레이저 거리측정기의 경우 수신기가 레이저 송신기와 함께 결합된 형태이므로 장치 조작자의 눈을 보호하기 위해 eye-safe 파장대역으로 파장변환을 한 후 레이저를 발사하여 목표물까지의 거리를 측정한다.　　
한편, 펄스의 암호화 방식과 관련하여, 종래에는 단일 파장(예: 파장=1.06um)인 Nd:YAG 레이저의 펄스 간격을 변조하는 벌스 간격 변조(Pulse Interval Modulation, PIM) 방식이 이용되었다.
예컨대, 미국특허 5,023,888호에 기재된 장치에 따르면, 도 6에 도시된 것과 같이 PIM 암호화를 수행하는 레이저 송신부(20)와 PIM 복호화를 수행하는 수신부(24)로 구성되어 있고, 레이저 송신부(20)에서는 Nd:YAG 레이저빔 단일 파장을 사용하여 PIM(pulse interval modulation : 펄스 간격조절 변조) 방식을 이용하여 목표물에 조사하고, 수신부(24)에는 쉬프트 레지스터(shift register) 회로를 이용하여 복호화하는 방법이 사용되고 있다.
　그러나, 상기 특허에 따른 장치에 따르면 송신 레이저로서 단일 파장을 사용하고 있으며, 암호화를 위해 펄스간격만을 조절하는 변조방식이므로 적군에게 암호해독 당하기가 쉬운 구조이다. 즉, 상기 특허에 따른 장치의 경우, 적군으로서는 광검출기로 레이저빔을 수신한 다음, 일반적으로 알려진 쉬프트 레지스터 회로를 이용하면 역으로 쉽게 표적지시기의 위치를 알아낼 수 있는 것이다.
한편, 암호해독을 어렵게 하기 위해서는 더 복잡하게 암호코드화를 해야하는데, 상기 특허에서 단지 시간축상으로 펄스간격변조의 경우의 수를 늘려서 암호화 경우의 수를 증가시킨다 하더라도, 암호 해독 원리는 동일한 것이므로 복호화하는 데 시간만 더 걸릴 뿐 암호 해독 자체를 불가능하거나 어렵게 하는 데에는 한계가 있을 수 밖에 없다.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명은단일 파장만으로 펄스간격을 조절하는 암호방식인 PIM 변조를 사용하는 종래의 표적 지시기 및 수신 장치를 개선하는 것을 기술적 과제로 한다.
즉, 본 발명의 목적은 OPO(Optical Parametric Oscillation), Raman shift 등 파장 변환 모듈 소자를 송신부에 부착시켜서 복수개(예: 2)의 파장을 암호화 코드에 맞추어 발생시키고 기존의 PIM 변조 코드와 결합함으로써 암호코드 길이에 비례하여 매우 높은 수준의 암호화를 달성하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템으로서, 암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하는 코드 선택기(110)와; 상기 코드 선택기(110)에서 선택된 암호화 코드로부터 펄스 간격 조절 변조(Pulse Interval Modulation, PIM) 방식에 의해 펄스 간격 가짓수가 복수개(N) 조합된 디지털 펄스열을 발생시키는 코드 암호기(120)와; 상기 코드 암호기(120)에서 발생시킨 디지털 펄스열로부터 레이저 트리거 펄스열을 생성하는 펄스 제어기(130)와; 상기 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 복수개(바람직하게는 2개)가 되도록 구성된 펄스 레이저를 생성하는 다중 파장 펄스 레이저 발 생기(140);로 구성된 송신부(100)를 포함하여 레이저 표적 지시기의 역할을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)는, 상기 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 기본 파장을 내는 펄스 레이저를 발진시키는 펄스 레이저 발생기(141)와; 상기 펄스 레이저 발생기(141)에서 발진된 기본 파장 펄스 레이저를 복수개의 광경로로 우회시키는 전기광학스위치소자(142)와; 상기 복수개의 광경로 중 하나 이상(M)의 광경로를 따르는 기본 파장 펄스 레이저에 대한 펄스 파장을 변환시키는 파장 변환기(144)와; 상기 복수개의 광경로 중 상기 파장 변환기(144)에 의해 펄스 파장이 변환되지 않은 기본 파장 펄스 레이저의 광경로를 조절하여 상기 파장 변환기(144)에 의해 변환된 펄스 파장의 펄스 레이저와 상기 기본 파장 펄스 레이저를 합성시키는 빔분할기(143);를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명예 따른 장치는 상기 송신부(100)뿐만 아니라 수신부(200)도 함께 표적지기시에 장착함으로써 레이저 표적 지시기의 역할에 거리 측정기의 기능도 추가로 가질 수 있다.
한편, 상기 수신부(200)는 상기 송신부(100)에서 생성된 펄스 레이저가 목표물(T)로부터 반향되는 반사 펄스 레이저를 수신하여 수신된 펄스 레이저의 파장 및 펄스 간격을 검출하는 수신기(240)와; 암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하는 코드 선택기(210)와; 상기 수신기(240)에서 얻은 파장 정보 및 펄스간격 정보를 결합하고 상기코드 선택기의 암호 화 코드를 참조하여 암호화 코드를 복호화하는 코드 복호기(220)와; 상기 코드 복호기(220)에서 복호화된 신호에 의해 상기 송신부(100)에서 보낸 신호를 기타신호를 구분하게 하여 목표물(T)을 추적하게하는 제어기(230);를 포함한다.
여기서, 상기 수신기(240)는, 상기 반사 펄스 레이저를 파장에 따라 복수개(M)의 광경로로 분리하는 파장분할필터(241)와; 상기 파장분할필터(241)에 의해 분리되어 각 광경로를 따르는 복수개(M)의 반사 펄스 레이저의 각 파장을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환시키는 광검출소자(242)와; 상기 각 광검출소자(242)에서 변환된 전기적 신호들을 시간축상에서 결합시켜 반사 펄스 레이저의 펄스간 간격을 검출하는 신호처리기(243);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 펄스 간격의 종류가 복수개(N)일 뿐만 아니라 각 펄스의 파장의 가짓수도 복수개(M, 바람직하게는 2개)이므로 다중(바람직하게는 2중) 파장 펄스에 의한 암호화가 가능하다. 따라서, 단일 파장에 펄스 간격의 가짓수(N)만이 복수개였던 종래에 비하여 본 발명은 암호화의 경우의 수가 급격히 증가하여 복호화시 암호 누설 가능성이 매우 적어지게 된다.
즉, 적군으로서는 파장의 개수(M)에 의한 암호해독과 펄스 간격 종류 개수(N)에 의한 암호해독을 동시에 수행하여야 하므로 복호화가 매우 어려워 진다
또한, 본 발명은 다양한 분야에 응용될 수 있는 바, 우선 본 발명이 응용될 수 있는 방위 산업의 분야는 레이저 가이드된 제반 유도무기(미사일, 포탄, 무인항공기등), 레이저 표적지시기 및 레이저 추적기(seeker) 등이 있고, 방위산업 이외 에 타 정보통신 보안 산업에도 응용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 표적 지시기 시스템의 전체 구성을 도시하고 있고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 송신부(100) 및 수신부(200)의 상세 구성을 각각 도시하고 있다.
본 발명에 따른 시스템은 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 복수개가 되도록 구성된 펄스 레이저를 생성하고 이를 수신할 수 있다. 여기서 파장의 가짓수(M)는 2개 이상, 즉 다중 파장으로 설정가능하나 이하에 도시된 예에서는 파장의 가짓수(M)가 2개인 2중 파장 펄스 변조 시스템의 경우로 설명하기로 한다.
우선, 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 2중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템은 송신부(100)와 수신부(200)로 구성되어, 송신부(100)로부터 목표물(T)에 레이저 빔(L)을 발사한 후 목표물(T)로부터 반향되는 반사 레이저빔(L')을 수신부(200)가 수신하도록 되어 있다.
여기서 도시된 예에서는 송신부(100)와 수신부(200)가 별도로 분리된 경우이지만, 송신부(100)와 수신부(200)의 형태는 다양하게 구현가능하다. 즉, 경우에 따라서는 송신부(100)와 수신부(200)가 하나의 모듈로 구성이 될 수도 있고 표적지시기와 유도무기에 각각 나누어 장착이 될 수도 있다.
전자와 같이 송신부(100)와 수신부(200)가 하나의 모듈로 구성되는 경우에, 송신부(100)만 사용할 경우에는 표적지시기의 용도로, 송신부(100)와 수신부(200)를 모두 사용할 경우에는 거리 측정기 용도로 사용이 가능하다.
한편, 후자의 경우에는 목표물을 따라가서 파괴시키기 위해 유도무기에 수신부가 장착이 되어 사용되고, 송신부에 해당하는 표적지시기는 헬기나 장갑차 또는 휴대용으로 목표물이 파괴 될 때까지 표적을 지시하여 사용한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 송신부(100)는 코드 선택기(110)와, 코드 암호기(120)와, 펄스 제어기(130)와, 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)로 구성되어 있다.
코드 선택기(110)는 암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하도록 한다.
코드 암호기(120)는 코드 선택기(110)에서 선택된 암호화 코드로부터 펄스 간격 조절 변조(Pulse Interval Modulation, PIM) 방식에 의해 펄스 간격 가짓수가 복수개(N) 조합된 디지털 펄스열을 발생시킨다.
펄스 제어기(130)는 코드 암호기(120)에서 발생시킨 디지털 펄스열로부터 레이저 트리거 펄스열을 생성한다.
다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)는 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 복수개(예: 2개)가 되도록 구성된 펄스 레이저를 생성한다.
다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2를 참조로 설명한다.
도 2에 도시된 것과 같이, 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)는 펄스 레이저 발생기(141)와, 전기광학스위치소자(142)와, 빔분할기(143)와, 파장 변환기(144)로 구성되어 있다.
펄스 레이저 발생기(141)는 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 기본 파장을 내는 펄스 레이저를 발진시킨다.
전기광학스위치소자(142)는 펄스 레이저 발생기(141)에서 발진된 기본 파장 펄스 레이저를 복수개(바람직하게는 2개)의 광경로로 우회시킨다.
파장 변환기(144)는 기본 파장 펄스 레이저에 대한 펄스 파장을 변환시킨다. 기본 파장 디지털 펄스가 파장변환기(144)를 통과하면 위상정합각에 맞추어둔 KTP, KDP 등과 같은 비선형결정에 의한 비선형광학 현상에 의해 펄스 레이저의 파장이 변하게 된다(L2).
빔분할기(143)는 복수개의 광경로 중 파장 변환기(144)에 의해 펄스 파장이 변환되지 않은 기본 파장 펄스 레이저(L1)의 광경로를 조절하여 파장 변환기(144)에 의해 파장이 변환된 펄스 레이저(L2)와 기본 파장 펄스 레이저(L1)를 합성시킨 다.
다음으로, 다시 도 1을 참조하면 수신부(200)는 수신기(240)와, 코드 선택기(210)와, 코드 복호기(220)와, 제어기(230)로 구성된다.
코드 선택기(210)는 암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하도록 한다.
코드 복호기(220)는 수신기(240)에서 얻은 파장 정보 및 펄스간격 정보를 결합하고 상기코드 선택기의 암호화 코드를 참조하여 암호화 코드를 복호화한다.
제어기(230)는 코드 복호기(220)에서 복호화된 신호에 의해 송신부(100)에서 보낸 신호를 기타신호를 구분하게 하여 목표물(T)을 추적하게 한다.
수신기(240)는 송신부(100)에서 생성된 펄스 레이저가 목표물(T)로부터 반향되는 반사 펄스 레이저(L')를 수신하여 수신된 펄스 레이저(L')의 파장 및 펄스 간격을 검출한다. 여기서 반사된 레이저(L')의 펄스열은 미리 설정된 규칙에 따라 펄스간 파장이 다르고, 펄스 간격도 다르다.
수신기(240)의 상세 구성에 대해서는 도 3을 참조로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 것과 같이, 수신기(240)는 파장분할필터(241)와, 광검출소자(242)와, 신호처리기(243)로 구성되어 있다.
파장분할필터(241)는 반사 펄스 레이저(L')를 파장에 따라 복수개(M)의 광경로로 분리한다. 파장분할필터(241)를 구성하는 파장분할 소자는 박막(thin film)형태나 벌크(bulk)형태의 WDM(Wavelength Division Multiplex) 소자로 구성될 수 있다.
광검출소자(242)는 파장분할필터(241)에 의해 분리되어 각 광경로를 따르는 복수개(M)의 반사 펄스 레이저의 각 파장을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환시킨다. 광검출소자(242)로는 대표적으로 포토다이오드를 채용할 수 있다.
신호처리기(243)는 각 광검출소자(242)에서 변환된 전기적 신호들을 시간축상에서 결합시켜 반사 펄스 레이저의 펄스간 간격을 검출한다.
이상의 구성에 따라 본 발명에 따른 레이저 표적지시기 시스템이 작동하는 과정을 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 코드 선택기(110)에 사전에 수신부와 송신부에 맞추어 놓은 암호와 복호 규칙에 따르는 암호화 코드를 맞추어 둔다.
그 다음, 코드 선택기(110)에서 특정 암호화 코드를 선택하면 그에 따라 코드 암호기(120)가 펄스 간격이 다양한 가짓수(N)로 조합된 디지털 펄스를 생성한다. 이러한 디지털 펄스열은 펄스 간격 조절 변조방식(PIM)에 의해 생성된다.
이에 후속하여 펄스 제어기(130)에서 PIM 변조에 따라서 레이저 트리거 펄스열(P, 도 2 참조)을 생성하면, 이중 파장 레이저 펄스 발생부(140)에서 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 2개가 되도록 구성된 펄스 레이저(L)를 생성하여 목표물(T)을 향해 송출하게 된다.
한편, 송신부(100) 내의 이중 파장 레이저 펄스 발생부(140)의 구동에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 이중 파장 레이저 발생기(141)에서는 코드 암호기(120)가 생성한 디지털 펄스(P)로부터 기본 파장을 내는 펄스 레이저(Lo)를 발진시킨다.
발진된 기본 파장 펄스 레이저(Lo)는 전기광학스위치소자(142)에 의해 파장에 따라 복수개의 광경로로 분리된다. 전기광학스위치소자(142)는 펄스 제어기(130)와 동기화되어 미리 설정된 프로그램에 의해 레이저 펄스의 편광을 돌려줌으로서 파장에 따라 광경로를 달리하게 한다. 예컨대, 전기광학스위치소자(142)에 암호화된 디지털 펄스를 걸어주면 광경로를 파장변환기(144) 방향으로 또는 빔분할기(142) 방향으로 우회시킬 수가 있다.
한편, 전기광학스위치소자(142)에 의해 파장변환기(144) 방향으로 우회된 기본 파장 디지털 펄스가 파장변환기(144)를 통과하면 위상정합각에 맞추어둔 KTP, KDP 등과 같은 비선형결정에 의한 비선형광학 현상에 의해 펄스 레이저의 파장이 변하게 된다(L2).
파장변환기(144)에 의해 변환된 파장을 가진 펄스 레이저(L2)는 광분할기(143)를 통과한 기본 파장 펄스 레이저(L1)와 합성된다. 그 결과, 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 2개인 이중 파장 펄스 레이저(L)가 생성된다.
이상의 송신부(100)의 작동에 의해 펄스 레이저(L)가 목표물(T)에 조사되면 난반사에 의해 사방으로 반사 레이저 광펄스(L')가 퍼지게 된다. 난반사된 광펄스(L') 중 수신부(200)의 위치에 도달하는 레이저 펄스는 수신기(240)에 의해 광검출이 되어 이를 디지털 펄스로 복원시킨다.
수신부(200)의 동작을 도 3을 참조로 상세히 설명하면, 목표물(T)로부터 반사된 펄스열(L')은 파장분할필터(241)에 의해 파장에 따라 광경로가 2개(L1, L2)로 분리된다.
파장분할필터(241)에 파장에 따라 각각의 광경로를 따라 분리된 2개의 펄스열(L1, L2)들은 광검출소자(242)에서 전기적 신호로 변환되고 각 펄스열의 파장이 검출된다.
한편, 신호처리기(243)에서는 시간축상에서 2개의 신호를 결합하여 반사 레이저 광펄스(L')의 펄스 간격을 검출한다.
그 다음, 코드 복호기(220)는 광검출소자(242)에서 얻은 파장 정보와 신호처리기(243)에서 얻은 펄스 간격 정보를 결합한 다음 코드선택기(210)의 암호 코드를 참조하여 신호를 복호화한다. 신호를 복호화함으로써 송신부(100)에서 보낸 신호와 기타신호를 구분할 수 있게 된다.
한편, 코드 복호기(220)에서 복호화된 신호는 제어기(230)에 보내어 목표물을 추적하게하는 등을 역할을 수행하도록 한다.
도 4는 본 발명예 따라 펄스 간격의 종류(N)가 복수개이고, 펄스 파장의가짓수(M)는 2개인 암호코드의 일 예를 나타내었다.
도시된 것과 같이 만일 펄스 간격의 종류(N)가 A, B, C의 3종류라고 하고, 파장변환기(144)를 사용하여 생성할 수 있는 파장의 가짓수(M)를 1과 2의 2종류하고 가정한다.
먼저, 코드 1은 펄스열의 간격이 A, B, C로 순차적이고, 첫 번째 펄스만 파장이 1이고 나머지 펄스의 파장이 2인 경우이다. 이러한 방식의 코드 1의 경우, 일련의 암호 코드는 반복하여야 하므로 {(1A)(2B)(2C)(2A)}{(1A)(2B)(2C)(2A)}... 와 같은 형태가 된다.
코드 2 는 코드 1과 동일한 펄스열 조건에서 3번째 펄스열의 파장을 1에서 2로 변환시킨 경우이다. 도시된 것과 같이 코드 2의 암호 코드 형태는{(1A)(2B)(1C)(2A)}{(1A)(2B)(1C)(2A)}...　 가 된다.
그리고, 코드 3은 코드 1에서 펄스폭의 순서를 A, B, C에서 C, A, B로 변경함과 동시에 4번째 펄스열의 파장을 2에서 1로 변환시킨 경우이다. 도시된 것과 같이 코드 3의 암호 코드 형태는{(1C)(2A)(2B)(1A)}{(1C)(2A)(2B)(1A)}...　 가 된다.
코드 1과 코드 2를 비교하면 확인할 수 있듯이, 펄스 간격만을 변조하는PIM 변조만을 사용하는 경우 코드 1과 코드 2가 동일하지만, 본 발명에 따라 파장변환기를 사용하여 각 펄스의 파장의 개수를 복수개(예: 2개)로 하는 경우 코드 1과 코드 2는 서로 상이하게 인식될 수 있다. 즉, 펄스 간격 종류 뿐만 아니라 파장의 종류도 복수개로 설정함으로써 더 많은 경우의 암호코드를 만들어낼 수 있는 것이다.
예컨대, 펄스간격이 N 종류가 있는 경우, 펄스 간격만 변조가능한 PIM 방식만을 사용하면 가능한 펄스열의 경우의 수는 N! 개에 불과하지만, 본 발명에 따르면 펄스 간격의 종류를 N가지로 함과 동시에, WDM(Wavelength Division Multiplex) 소자에 의해 각 펄스마다 가질수 있는 파장 가지수가 각각 2개씩 가능하게 되므로, 총 경우의 수는 2N! 개가 된다. 펄스 간격의 종류(N)가 2, 3, 4 로 증가될 때 종래의 PIM 방식과 본 발명에서 제안하는 암호의 가지수는 다음과 같다.
N PIM 방식 WDM-PIM 혼합방식
2 2 4
3 6 64
4 24 16,777,216
즉, 통상 기존의 PIM 방식에서는 N=4인 경우 24(= 4!)종류의 암호화 경우의 수를 사용할 수 있는 반면, 본 발명에서 제안하는 경우는 16,777,216(=24!) 종류가 되어 적군에 의한 암호해독이 거의 불가능해 진다.
도 5는 도 3의 수신기(240)의 변형례를 도시하고 있다.
도 5의 수신기(240)는 송신기(100)의 파장변환기(144)에 변환되는 파장이특정 값으로 고정되는 것이 아니라 임의의 비선형 결정에 의해 정해지는 경우에 적용되는 것이다.
이 경우 수신기(240)는 파장분할필터로서 도 3에 도시된 2파장 WDM 소자(241) 대신 멀티채널 WDM 소자(241-1)를 사용하고 있으며, 광검출기를 Array 형태의 광검출기(242-1)로 사용함으로써 임의로 결정된 파장정보를 알아낼 수 있다.　　
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 표적 지시기 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 레이저 표적 지시기 시스템 내의 송신부에 대한 상세도.
도 3은 본 발명의 레이저 표적 지시기 시스템 내의 수신부에 대한 상세도.
도 4는 본 발명에 따른 2파장 펄스간격 변조 코드 방식을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 수신부의 상세도.
도 6은 종래기술의 개략 구성도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
100: 송신부 110: 코드 선택기
120: 코드 암호기 130: 펄스 제어기
140: 다중 파장 펄스레이저 발생부 141: 펄스레이저 발생기
142: 전기광학스위치소자 143: 빔분할기
144: 파장 변환기 200: 수신부
210: 코드 선택기 220: 코드 복호기
230: 제어기 240: 수신기
241: 파장분할필터 242: 광검출소자
243: 신호 처리기

Claims (6)

  1. 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템으로서,
    암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하는 코드 선택기(110)와;
    상기 코드 선택기(110)에서 선택된 암호화 코드로부터 펄스 간격 조절 변조(Pulse Interval Modulation, PIM) 방식에 의해 펄스 간격 가짓수가 복수개(N) 조합된 디지털 펄스열을 발생시키는 코드 암호기(120)와;
    상기 코드 암호기(120)에서 발생시킨 디지털 펄스열로부터 레이저 트리거 펄스열을 생성하는 펄스 제어기(130)와;
    상기 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 펄스 레이저를 생성하는 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140);
    로 구성된 송신부(100)를 포함하는 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)는,
    상기 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 기본 파장을 내는 펄스 레이저를 발진시키는 펄스 레이저 발생기(141)와;
    상기 펄스 레이저 발생기(141)에서 발진된 기본 파장 펄스 레이저를 복수개의 광경로로 우회시키는 전기광학스위치소자(142)와;
    상기 복수개의 광경로 중 하나 이상(M)의 광경로를 따르는 기본 파장 펄스 레이저에 대한 펄스 파장을 변환시키는 파장 변환기(144)와;
    상기 복수개의 광경로 중 상기 파장 변환기(144)에 의해 펄스 파장이 변환되지 않은 기본 파장 펄스 레이저의 광경로를 조절하여 상기 파장 변환기(144)에 의해 변환된 펄스 파장의 펄스 레이저와 상기 기본 파장 펄스 레이저를 합성시키는 빔분할기(143);
    를 포함하는 레이저 표적 지시기 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 송신부(100)에서 생성된 펄스 레이저가 목표물(T)로부터 반향되는 반사 펄스 레이저를 수신하여 수신된 펄스 레이저의 파장 및 펄스 간격을 검출하는 수신기(240)와;
    암호화 및 복호화 규칙을 따르는 복수개의 암호화 코드 중 특정 암호화 코드를 선택하는 코드 선택기(210)와;
    상기 수신기(240)에서 얻은 파장 정보 및 펄스간격 정보를 결합하고 상기코드 선택기의 암호화 코드를 참조하여 암호화 코드를 복호화하는 코드 복호기(220)와;
    상기 코드 복호기(220)에서 복호화된 신호에 의해 상기 송신부(100)에서 보낸 신호를 기타신호를 구분하게 하여 목표물(T)을 추적하게하는 제어기(230);
    로 구성된 수신부(200)를 더 포함하는 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수신기(240)는,
    상기 반사 펄스 레이저를 파장에 따라 복수개(M)의 광경로로 분리하는 파장분할필터(241)와;
    상기 파장분할필터(241)에 의해 분리되어 각 광경로를 따르는 복수개(M)의 반사 펄스 레이저의 각 파장을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환시키는 광검출소자(242)와;
    상기 각 광검출소자(242)에서 변환된 전기적 신호들을 시간축상에서 결합시켜 반사 펄스 레이저의 펄스간 간격을 검출하는 신호처리기(243);
    를 포함하는 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펄스 레이저에 포함된 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)는 2인 것을 특징으로 하는 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다중 파장 펄스 레이저 발생기(140)는 상기 펄스 제어기(130)에서 생성된 레이저 트리거 펄스열로부터 펄스 간격의 가짓수가 복수개(N)임과 동시에 각 펄스가 가질 수 있는 파장의 가짓수(M)가 복수개가 되도록 구성된 펄스 레이저를 생 성하는 것을 특징으로 다중 파장 펄스 변조를 이용한 레이저 표적 지시기 시스템.
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