KR101203951B1 - Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor - Google Patents
Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor Download PDFInfo
- Publication number
- KR101203951B1 KR101203951B1 KR1020120063185A KR20120063185A KR101203951B1 KR 101203951 B1 KR101203951 B1 KR 101203951B1 KR 1020120063185 A KR1020120063185 A KR 1020120063185A KR 20120063185 A KR20120063185 A KR 20120063185A KR 101203951 B1 KR101203951 B1 KR 101203951B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mach
- signal
- optical
- receiving
- modulator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/04—Details
- G01S3/12—Means for determining sense of direction, e.g. by combining signals from directional antenna or goniometer search coil with those from non-directional antenna
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/04—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/72—Diversity systems specially adapted for direction-finding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 고출력 전자기파를 수신하여 그 방향을 탐지하는 장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 마하젠더 센서를 통해 수신된 전파에 의한 전기 신호를 밀도변조시켜 광신호로 변환하는 복수 개의 수신변조기와, 상기 수신변조기에서 출력된 신호를 전달하는 광케이블을 포함하며, 상기 수신변조기는 각각 수신된 전파를 광 변조하여 위상이 다른 광신호로 출력하고 출력된 상기 광신호는 광케이블에 의해 전달되어 변조된 신호를 검파 분석됨으로써, 고출력의 전자기파를 수신하여도 손상되거나 성능이 저하되지 않고, 외부 전파, 전기적 에너지 및 온도 등에 영향을 받지 않아 방향 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 수 KHz 내지 수십 GHz의 넓은 주파수 범위에서 사용할 수 있고 신호검출단위가 1ns로 빠른 펄스성 신호의 검출이 가능하며 측정범위가 35uV/m 내지 MV/m이고 주파수별 임피던스 부정합의 영향을 받지 않고 수신신호의 주파수별 감쇄량의 변이 및 위상 천이가 발생하지 않으며 1도의 방향탐지 정밀도를 가지는 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기에 대한 것이다.
The present invention relates to a device for receiving a high power electromagnetic wave and detecting its direction, and more particularly, a plurality of reception modulators for densely modulating an electric signal due to radio waves received through a Mach-Zehnder sensor and converting the signal into an optical signal, And an optical cable for transmitting the signal output from the receiving modulator, wherein the receiving modulator optically modulates the received radio wave and outputs the optical signal having a different phase, and the output optical signal is transmitted by the optical cable to detect the modulated signal. By analyzing, it is possible to improve the accuracy of direction detection by receiving high power electromagnetic waves without being damaged or degrading and unaffected by external radio waves, electrical energy and temperature, and in the wide frequency range of several KHz to several tens of GHz. Possible to detect fast pulsed signal with 1ns signal detection unit Ranges from 35uV / m to MV / m and is not affected by frequency impedance mismatch, no attenuation and phase shift of frequency-dependent attenuation of received signal, and direction detector of high power electromagnetic wave using Mach-Zehnder sensor It is about.
일반적으로 방향탐지기란 수신된 전파의 발신지를 탐지하여 그 방향을 알아내는 장치를 의미한다. 도 1은 종래의 방향탐지기의 블록도인데 도 1을 참조하여 상기 방향탐지기에 대해 살펴보면, 상기 방향탐지기(200)는 다수의 안테나(210)와, 상기 안테나(210)의 후단에 연결된 저잡음 증폭기(220)와, 상기 저잡음 증폭기(220)에 연결된 동축 케이블(230)과, 상기 동축 케이블(230)에 연결된 수신기(240)를 포함하며, 상기 안테나(210)가 수 내지 수십 uV/m 범위의 전계강도를 가지는 전파를 수신하며 수신된 신호는 상기 저잡음 증폭기(220)에 의해 증폭되어 상기 동축 케이블(230)을 통해 상기 분석기기(240)에 전송되어 신호의 진폭이나 위상차를 비교하여 전파 방향이나 위치를 탐지하였다.In general, a direction detector refers to a device that detects a source of a received radio wave and finds its direction. FIG. 1 is a block diagram of a conventional direction detector. Referring to FIG. 1, the
상기 방향탐지기(200)는 낮은 전계강도를 가지는 전파의 방향 및 위치를 탐지하는데 효과적이나, 높은 전계강도를 가지는 고출력의 전파를 수신할 수 없거나 파괴되어 버리는 문제가 있다. 고출력의 전파의 대표적인 것이 전자기 펄스(ElectroMagnetic Pulse, EMP)와 HPEM(High power electromagnetics)인데, 상기 EMP는 핵폭발에 의하여 생기는 전자기 충격파로 직접적으로 인명 피해를 주지 않지만 전자회로에 전력선이나 통신선을 통해 약 50kV/m, 5000A의 전자기 에너지가 유되되거나 직접 인가되어 전자회로를 파괴시켜 반도체로 작동하는 모든 전자기기, 즉 군사용 장비, 통신장비, 컴퓨터, 이동수단, 전산망 등을 마비시킨다. 최근에는 인명 살상과 건물파괴에 대한 국제적 비난을 피하면서 상대국가의 산업시설에 치명적인 피해를 줄 수 있어 국내외적으로 관련 규격을 제정하여 대응하도록 권고하고 있다. 현대전이 전자산업에 기반을 둔 통신?무기 시스템에 의해 진행되는 만큼 사람에게는 피해를 주지 않으면서 적의 군사용 통신?무기 시스템을 비롯한 모든 전력 시스템을 무력화할 수 있는 EMP 폭탄 등의 EMP 무기가 널리 개발되고 있다.The
상기 EMP나 HPEM의 신호가 도래되면 종래의 방향탐지기(200)의 안테나(210)를 통해 유입되는 경우 저잡음 증폭기(220)와 분석기기(240)는 파괴되고, 상기 방향탐지기(200)는 증폭기(210)와 동축 케이블(230)을 사용하므로, 측정범위가 최대 3GHz의 주파수로 한정되고 신호검출단위가 10ms로 빠른 펄스성 신호의 검출이 불가능하며, 주파수별 임피던스 부정합의 영향을 받고 수신신호의 주파수별 감쇄량의 변이 및 위상 천이가 발생하여 정확한 방향을 탐지할 수 없는 문제가 있다. 특히 방향탐지의 정확도를 결정하는 저잡음 증폭기가 안테나(210)의 후단 즉 외부에 위치하여 온도에 큰 영향을 받아 정확도를 더욱 떨어뜨린다.When the signal of the EMP or HPEM is introduced through the
따라서, EMP 등의 고출력 전자기파에 의해 손상 및 성능이 저하되지 않으면서, 고출력 전자기파의 방향과 위치를 정확하게 찾아낼 수 있는 방향탐지기의 필요성이 증대되고 있다.
Therefore, the necessity of the direction detector which can pinpoint the direction and position of a high output electromagnetic wave is increasing, without damaging and performance deteriorating by high output electromagnetic waves, such as EMP.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명은 고출력 전자기파 방사원의 방향과 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a direction detector for high power electromagnetic waves using a Mach-Zehnder sensor that can accurately detect the direction and position of the high power electromagnetic radiation source.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 수신된 전자기파를 광 변조기를 통해 광 변조하고 광케이블을 통해 전송하여 고출력의 전자기파를 수신하여도 손상되거나 성능 저하가 발생하지 않는 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a direction detector of a high-power electromagnetic wave using a Mach-Zehnder sensor that does not damage or deteriorate even when receiving a high-power electromagnetic wave by optically modulating the electromagnetic wave received through the antenna through an optical modulator and transmitted through the optical cable The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 수신된 전자기파를 광 변조하여 광케이블을 통해 전송하므로, 외부 전파, 전기적 에너지 및 온도 등에 의해 영향을 받지 않아 방향 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있는 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, since the present invention modulates the received electromagnetic wave and transmits it through the optical cable, it is not affected by external radio waves, electrical energy, temperature, etc., and thus the direction detector of the high power electromagnetic wave using a Mach-Zehnder sensor which can improve the accuracy of the direction detection. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 수 KHz 내지 수십 GHz의 넓은 주파수 범위에서 사용할 수 있고, 신호검출단위가 1ns로 빠른 펄스성 신호의 검출이 가능하며, 측정범위가 35uV/m 내지 MV/m이고, 주파수별 임피던스 부정합의 영향을 받지 않고, 수신 신호의 주파수별 감쇠량의 변이 및 위상 천이가 발생하지 않으며, 1도의 방향 탐지 정밀도를 가지는 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기를 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, the present invention can be used in a wide frequency range of several KHz to several tens of GHz, the signal detection unit is 1ns capable of detecting a fast pulsed signal, the measuring range is 35uV / m to MV / m, impedance by frequency It is an object of the present invention to provide a direction detector for a high-power electromagnetic wave using a Mach-Zehnder sensor, which is not affected by mismatch, does not cause variation in phase attenuation of a received signal and phase shift, and has a direction detection accuracy of 1 degree.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.In order to achieve the above object, the present invention is implemented by the following embodiments.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기는 선형적인 빛을 광케이블을 통해 공급받아 수신된 전파에 의한 전기 신호를 광신호로 밀도 또는 위상 변환하는 마하젠더 센서를 포함하는 복수 개의 수신변조기와, 상기 수신변조기에서 출력된 신호를 전달하는 광케이블을 포함하며, 상기 수신변조기는 각각 수신된 전파를 광 변조하여 위상이 다른 광신호로 출력하고 출력된 상기 광신호는 광케이블에 의해 전달되어 분석됨으로써, 고출력 전자기파의 방향 탐지가 가능한 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, the direction detector of high-power electromagnetic waves using the Mach-Zehnder sensor according to the present invention is a Mach density or phase conversion of the electrical signal by the received radio wave received with a linear light through an optical cable to an optical signal And a plurality of reception modulators including a gender sensor, and an optical cable for transmitting a signal output from the reception modulator, wherein the reception modulators optically modulate the received radio waves to output optical signals having different phases and output the optical signals. The signal is transmitted and analyzed by the optical cable, characterized in that the detection of the direction of high-power electromagnetic waves.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기는 빛을 발산하는 광원과, 상기 광원에서 발산되는 빛을 상기 마하젠더 센서의 개수만큼 분지하여 상기 마하젠더 센서의 각각에 출력하는 광분배기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the direction detector of the high-power electromagnetic wave using the Mach-Zehnder sensor according to the present invention by branching the light emitted from the light source and the light emitted from the light source by the number of the Mach-Zehnder sensor It further comprises an optical splitter for outputting to each of the sensors.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기에 있어서 상기 수신변조기는 전파를 수신하여 전기 신호로 전환하여 상기 마하젠더 센서에 출력하는 안테나를 포함하며, 상기 안테나는 각각 X, Y, Z의 3축에 구축되어 전파를 수신하는 것을 특징으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, in the direction detector of high-power electromagnetic waves using the Mach-Zehn sensor according to the present invention, the receiving modulator includes an antenna for receiving a radio wave and converting it into an electrical signal and outputting the electric signal to the Mach-Zehnder sensor. The antennas are constructed on three axes of X, Y, and Z, respectively, to receive radio waves.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can obtain the following effects by the above-described embodiment, the constitution described below, the combination, and the use relationship.
본 발명은 EMP 등의 고출력 전자기파 방사원의 위치와 방향을 정확하게 탐지할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of accurately detecting the position and direction of high-power electromagnetic radiation sources such as EMP.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 수신된 전파를 광 변조기를 통해 광 변조하고 광케이블을 통해 전송하여 고출력의 전자기파를 수신하여도 손상되거나 성능이 저하되지 않는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that the radio wave received through the antenna is optically modulated through the optical modulator and transmitted through the optical cable does not damage or deteriorate even when receiving high-power electromagnetic waves.
또한, 본 발명은 수신된 전파를 광 변조하여 광케이블을 통해 전송하므로, 외부 전파, 전기적 에너지 및 온도 등에 영향을 받지 않아 방향 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention is optically modulated and transmits the received radio wave through the optical cable, there is an effect that it is not affected by external radio waves, electrical energy and temperature, etc., thereby improving the accuracy of the direction detection.
또한, 본 발명은 수 KHz 내지 수십 GHz의 넓은 주파수 범위에서 사용할 수 있고 신호검출단위가 1ns로 빠른 펄스성 신호의 검출이 가능하며, 측정범위가 35uV/m 내지 MV/m이고, 주파수별 임피던스 부정합의 영향을 받지 않고 수신신호의 주파수별 감쇠량의 변이 및 위상 천이가 발생하지 않으며, 1도의 방향탐지 정밀도를 가지는 효과가 있다.
In addition, the present invention can be used in a wide frequency range of several KHz to several tens of GHz, and can detect a fast pulsed signal with a signal detection unit of 1 ns, and have a measurement range of 35 uV / m to MV / m, and impedance mismatch for each frequency. It does not affect the frequency shift and phase shift of the attenuation amount of the received signal, and there is an effect having a direction detection accuracy of 1 degree.
도 1은 종래의 방향탐지기의 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기의 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에 사용되는 수신변조기의 상세도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에 사용되는 분석기기의 블럭도.
도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에서 전파 방향 탐지의 원리를 설명하기 위한 참고도.1 is a block diagram of a conventional direction detector.
2 is a block diagram of a direction detector according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a detailed view of the receiving modulator used in the direction finder according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram of an analyzer used in the direction finder according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 is a reference diagram for explaining the principle of propagation direction detection in the direction detector according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a direction detector of a high power electromagnetic wave using a Mach-Zehnder sensor according to the present invention will be described in detail. Unless defined otherwise, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs and, if conflict with the meaning of the terms used herein, It follows the definition used in the specification. In addition, detailed description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기의 블럭도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에 사용되는 수신변조기의 상세도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에 사용되는 분석기기의 블럭도이고, 도 5 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향탐지기에서 전파 방향 탐지의 원리를 설명하기 위한 참고도이다.
Figure 2 is a block diagram of a direction detector according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a detailed view of the receiving modulator used in the direction detector according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the present invention 5 to 7 are reference diagrams for explaining the principle of propagation direction detection in the direction detector according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마하젠더 센서를 이용한 고출력 전자기파의 방향탐지기(1)는 레이져(빛)를 발산하는 광원(11)과, 상기 광원(11)에서 발산된 레이져(빛)을 수신변조기(13)의 개수만큼 분배하는 광분배기(12)와, 상기 광분배기(12)에서 빛을 공급받아 수신된 전파에 의한 전기 신호를 광신호로 변환(밀도 또는 위상 변조)하는 수신변조기(13)와, 상기 수신변조기(13)에 출력된 광신호를 전기신호로 변환하는 광변환기(14)와, 상기 광변환기(14)에서 출력된 전기신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(15)와, 상기 저잡음 증폭기(15)에서 출력된 신호를 분석하여 수신 전파의 방향, 위치를 파악하는 분석기기(16)를 포함하며, 상기 광원(11)과 상기 광분배기(12), 상기 광분배기(12)와 수신변조기(13), 상기 수신변조기(13)과 광변환기(14)는 각각 광케이블(A, B, C)로 연결되어, 고출력 전자기파에 의해 손상 및 성능 저하가 일어나지 않으면서 상기 고출력 전자기파의 방향과 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
2 to 7, the direction detector 1 of the high power electromagnetic wave using the Mach-Zehnder sensor according to an embodiment of the present invention is a
상기 광원(11)은 상기 수신변조기(13)의 소스(source)가 되는 레이져(빛)을 발산하는 구성으로, 상기 광원(11)을 통해 발산된 빛은 상기 광분배기(12)를 통해 분배되어 상기 수신변조기(13)에 공급된다.
The
상기 광분배기(optic splitter, 12)는 상기 광원(11)과 광케이블(A)로 연결되어 상기 광원(11)에서 발산된 빛을 상기 수신변조기(13)의 개수만큼 분지시켜 상기 수신변조기(13) 각각에 공급한다.
The
상기 수신변조기(13)는 복수 개가 설치되며 각각의 수신변조기(13)는 광케이블(B)에 의해 상기 광분배기(12)에 연결되어, 상기 광분배기(12)에서 빛을 공급받아 수신한 전파에 의한 전기 신호를 광신호로 변환하는 구성으로, 안테나(131)와 광변조기(132)를 포함한다.A plurality of
상기 안테나(131)는 상기 광변조기(132)에 연결되며, 전파를 수신하여 전파 에너지를 전기 에너지로 변환하는 구성이다.The
상기 광변조기(132)는 상기 광분배기(12)와 광케이블(B)에 의해서 연결되어 상기 광분배기(12)에서 빛을 공급받고, 상기 안테나(13)와 연결되어 전파에 의한 전기 신호를 수신하여, 상기 전기 신호를 광신호로 변환하여 상기 광변환기(14)에 출력하는 구성이다. 상기 광변조기(132)는 마하젠더(mach-zhender) 센서(광변환기)가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 마하젠더 광변조기(132)를 통해 전파에 의한 신호가 광신호로 변조되는 원리를 도 3을 참조하여 자세히 살펴보면, 상기 광분배기(12)를 통해 입력된 빛은 브랜치(branch)를 통해 두 개(n개)로 나뉘며 하측의 위상변조기(phase shifter)에 안테나(131)가 전파를 수신하여 출력한 전류가 가해지면 하측의 페이즈 쉬프터의 굴절률이 바뀌어 하측의 페이즈 쉬프터를 통과하는 빛은 위상이 바뀌어 전류가 가해지지 않은 상측의 페이즈 쉬프터를 거친 빛과 만나 보강간섭 또는 상쇄간섭을 일으킨다. 따라서, 수신된 전파에 의한 전기 신호가 광신호로 변환되는 효과를 가지게 된다. 상기 광변조기(132)는 빛을 소스로 사용하여 전파에 의한 신호를 광신호로 변환하므로 전원공급 없이 전파를 변조시킬 수 있는 특징을 가진다. 상기 수신변조기(13)는 3 내지 5개 사용되며, 상기 수신변조기(13)의 안테나(131)을 X, Y, Z의 3축으로 구축하는 것이 바람직하다.
The
상기 광변환기(14)는 상기 수신변조기(13)와 광케이블(C)에 연결되어 상기 수신변조기에 출력된 광신호를 전기적 신호로 변환하는 구성으로, 상기 광변환기(14)에서 출력된 신호는 상기 저잡음 증폭기(15)에 입력된다.
The
상기 저잡음 증폭기(15)는 상기 광변환기(14)와 연결되어 상기 광변환기(14)에서 출력된 신호를 증폭하여 상기 분석기기(15)에 출력한다.
The
상기 분석기기(16)는 상기 저잡음 증폭기(15)와 연결되어 상기 저잡음 증폭기(15)에서 출력된 신호를 분석하여 전파의 방향을 탐지하는 구성으로, 상기 분석기기(16)는 수신부(161), 자이로 콤파스(162), 벡터 회로망 분석기(163), 통신부(164), 발생원표시부(165), 제어부(166) 등의 구성을 포함한다.The
상기 수신부(161)은 상기 저잡음 증폭기(15)와 연결되어 출력된 신호를 수신한다. 상기 자이로 콤파스(162)는 진북방향을 표시하는 디지털 기기이다.The
상기 벡터 회로망 분석기(163)은 상기 수신부(161)를 통해 수신된 각각의 신호의 위상비교, 진폭비교, 진북 방향교정을 수행하여 방향 및 고도를 탐색한다.The
상기 통신부(164)는 타 방향탐지기와 전파의 방향에 대한 정보를 송수신한다.The
상기 발생원표시부(165)는 타 방향탐지기에서 전송된 전파의 방향과 상기 벡터 회로망 분석기(163)에 의해서 분석된 동일 전파의 방향의 교차점을 찾아 지도상에 전파의 발생원을 표시한다.The
상기 제어부(166)는 수신부(161), 자이로 콤파스(162), 벡터 회로망 분석기(163), 통신부(164), 발생원표시부(165)의 작동을 제어한다.
The
이하에서는 도 2 내지 7을 참조하여 전파의 위치와 방향을 찾는 원리를 살펴보기로 한다.
Hereinafter, the principle of finding the position and direction of the radio wave will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
도 5는 3개의 수신전파부(13)를 포함하는 방향탐지기를 사용하여 전파의 방향 및 위치를 탐지하는 원리를 개략적으로 표현한 도면인데 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(11)에서 발산된 빛이 상기 광분배기(12)를 통해 각각의 수신변조기(13)의 광변조기(132)에 공급된 상태에서 전파원(300)에서 방사 또는 반사된 전파가 각각의 안테나(131)에 수신되어 상기 안테나(131)에서 출력된 신호가 상기 광변조기(132)에 유입되면, 상기 광변조기(132)에 부착된 안테나(131)의 방향에 따라 달라지는 위상 또는 진폭을 가진 광신호가 상기 광변조기(132)에서 각각(채널별) 출력되어 광케이블(C)를 거쳐 광변환기(14)에 출력된다. 상기 광변환기(14)는 입력된 신호를 전기적 신호로 변환하여 상기 증폭기(15)에 출력하고 상기 증폭기(15)는 입력된 신호를 채널별로 증폭하여 상기 분석기기에 출력한다. 상기 분석기기의 벡터 회로망 분석기(163)은 채널별로 상기 증폭기(14)로부터 입력된 신호에 대하여 위상비교, 진폭비교, 진북 방향교정을 수행하여 전파의 방향이나 고도를 탐지한다. 이후, 상기 분석기기의 발생원표시부(165)가 상기 벡터 회로망 분석기(163)에서 분석된 전파의 방향과 다른 지역에 위치하는 타 전파탐지기(400)가 검출하여 전송한 동일 전파에 대한 방향에 정보를 비교하여 교차점을 지도상에 표시하여 전파의 위치를 검출한다. 예컨대, 전파 발생원이 높은 고도에 존재하는 경우 수신변조기(13)의 안테나(131)를 X, Y, Z의 3축으로 구축하여 발생고도를 정밀하게 측정해낼 수 있다. 위상차 방향탐지 방법은 주파수를 알면 파장이 게산되고 단위 파장의 길이가 주어지면 단위 거리 떨어진 다수의 안테나간의 위상차를 측정하여 각각의 안테나간의 간격을 고려하여 전파의 도래방향을 찾아낼 수 있다.FIG. 5 is a view schematically illustrating a principle of detecting a direction and a position of a radio wave by using a direction detector including three receiving
도 6은 2개의 수신변조기(13)에 의한 위상 검출을 통해 전파 방향의 탐지 원리를 나타내는데, 전파 도래 방향과 수평인 면과 진북방향과의 각도를 θ를 표기하고 두 개의 수신변조기(13)가 이루는 면(이하, '수신변조기면'이라 함)과 상기 전파 도래 방향과 수평인 면과의 각도를 α라 하면, θ+α=180°이고 두 개의 수신변조기면과 입사전파의 각도는 α이며 수신변조기면과 전파 도래 방향의 수직면과 이루는 각도는 θ가 된다. 일 수신변조기(13a)와 타 수신변조기(13b)의 거리를 d라 하면 전파 진행방향에서 일 수신변조기(13a)의 지연거리는 dsinθ가 된다. 상기 지연거리를 광속도(C)로 나누면 전파의 파두면으로부터 두 개의 수신변조기(13)이 벗어난 거리, 즉 전파 입사각을 찾아낼 수 있다. 또한, 비교적 낮은 HF 대역의 전파 방향 탐지는 V1(일 수신변조기(13a)의 전압)과 V2(타 수신변조기(13b)의 전압)의 진폭의 차를 비교하여 전파 방향을 탐지할 수 있다.6 shows the principle of detection of the propagation direction through phase detection by the two
도 7은 6개의 수신변조기(13)를 이용한 전파 방향의 탐지 원리를 나타내는데, 기본 원리는 2개의 수신변조기를 이용하는 경우와 같으나 전파 도래방향을 보다 정확하게 찾아내기 위해서 13a-13c, 13c-13e, 13e-13b, 13b-13d, 13d-13a 순으로 수신변조기 위치 간격이 긴 순으로 위상차를 측정하여 방향을 탐지하고 13a-13b, 13b-13c, 13c-13d, 13d-13e, 13e-13a 순으로 수신변조기의 간격이 짧은 순으로 위상차를 측정하여 방향오차를 보정한다.
7 shows the principle of detection of the propagation direction using six
상기 방향탐지기는 안테나를 통해 수신된 전파를 광변조기를 통해 광변조하고 광케이블을 통해 전송하여 고출력의 전자기파를 수신하여도 손상되거나 성능이 저하되지 않는 특징이 있다. 또한, 상기 방향탐지기는 수신된 전파를 광 변조하여 광케이블을 통해 전송하므로, 외부 전파, 전기적 에너지 및 온도 등에 영향을 받지 않아 방향 탐지의 정확도를 향상시킬 수 있는 특징이 있다. 또한, 상기 방향탐지기는 수 KHz 내지 수십 GHz의 넓은 주파수 범위에서 사용할 수 있고 신호검출단위가 1ns로 빠른 펄스성 신호의 검출이 가능하며, 측정범위가 35uV/m 내지 MV/m이고, 주파수별 임피던스 부정합의 영향을 받지 않고 수신신호의 주파수별 감쇄량의 변이 및 위상 천이가 발생하지 않으며, 1도의 방향탐지 정밀도를 가지는 특징이 있다. 또한, 상기 방향탐지기는 광분배기를 이용하여 다수의 수신변조기에 동시에 광 에너지를 공급하여 아주 미세한 위상차를 보정없이 수신하여 전파의 도래 방향을 ns단위의 빠른 신호도 오차 없이 찾아낼 수 있는 특징이 있다.
The direction detector is characterized in that the radio wave received through the antenna is optically modulated through the optical modulator and transmitted through the optical cable does not damage or deteriorate even when receiving a high power electromagnetic wave. In addition, since the direction detector optically modulates the received radio wave and transmits the optical wave through the optical cable, the direction detector is not affected by external radio waves, electrical energy, and temperature, and thus may improve accuracy of direction detection. In addition, the direction detector can be used in a wide frequency range of several KHz to several tens of GHz, and can detect a fast pulsed signal with a signal detection unit of 1 ns, and has a measurement range of 35 uV / m to MV / m, and impedance for each frequency. It is characterized by a direction detection accuracy of 1 degree without variation or phase shift of attenuation by frequency of the received signal without being affected by mismatch. In addition, the direction detector is characterized in that the direction of propagation can be detected without error by fast ns unit by receiving optical energy to a plurality of receiving modulators simultaneously using optical splitters to receive very fine phase differences without correction. .
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
In the above, the Applicant has described various embodiments of the present invention, but these embodiments are merely one embodiment for implementing the technical idea of the present invention, and any changes or modifications may be made to the present invention as long as the technical idea of the present invention is implemented. It should be interpreted as falling within the scope of.
1: 방향탐지기 11: 광원 12: 광분배기
13: 수신변조기 14: 광변환기 15: 저잡음 증폭기
16: 분석기기 131: 안테나 132: 광변조기
161: 수신부 162: 자이로콤파스 163: 벡터 회로망 분석기
164: 통신부 165: 발생원표시부1: direction finder 11: light source 12: optical splitter
13: receive modulator 14: photoconverter 15: low noise amplifier
16: analyzer 131: antenna 132: optical modulator
161: receiver 162: gyro compass 163: vector network analyzer
164: communication unit 165: source display unit
Claims (3)
상기 방향탐지기는 빛을 공급받아 수신된 EMP에 의한 전기 신호를 광신호로 변환하는 마하젠더 센서를 포함하는 복수 개의 수신변조기와, 상기 수신변조기에서 출력된 신호를 전달하는 광케이블을 포함하며,
상기 수신변조기는 각각 수신된 EMP를 광 변조하여 위상이 다른 광신호로 출력하고 출력된 상기 광신호는 광케이블에 의해 전달되어 분석됨으로써, EMP의 방향 탐지가 가능한 것을 특징으로 하는 마하젠더 센서를 이용한 EMP의 방향탐지기.In the direction detector for receiving the EMP to detect the direction or position of the received EMP,
The direction detector includes a plurality of reception modulators including a Mach-Zehnder sensor for receiving the light and converts the electrical signal received by the EMP into an optical signal, and an optical cable for transmitting the signal output from the reception modulator,
The receiving modulators optically modulate the received EMPs and output the optical signals having different phases, and the output optical signals are transmitted and analyzed by an optical cable, thereby detecting the direction of the EMPs. Direction finder.
빛을 발산하는 광원과, 상기 광원에서 발산되는 빛을 상기 마하젠더 센서의 개수만큼 분지하여 상기 마하젠더의 각각에 출력하는 광분배기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마하젠더 센서를 이용한 EMP의 방향탐지기.The direction detector of the EMP using the Mach-Zehnder sensor
EMP using a Mach-Zehn sensor, characterized in that it further comprises a light source for emitting light, and a light splitter for dividing the light emitted from the light source by the number of the Mach-Zehnder sensor to output to each of the Mach-Zehnder detector.
EMP를 수신하여 전기 신호로 전환하여 상기 마하젠더 센서에 출력하는 안테나를 추가로 포함하며,
상기 안테나는 각각 X, Y, Z의 3축에 구축되어 EMP를 수신하는 것을 특징으로 하는 마하젠더 센서를 이용한 EMP의 방향탐지기.The receiver of claim 1 or 2, wherein the receiving modulator
And receiving an EMP, converting the signal into an electrical signal, and outputting the same to the Mach-Zehnder sensor.
Wherein the antenna is built on three axes of X, Y, Z, respectively, direction detection of EMP using a Mach-Zehnder sensor, characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120063185A KR101203951B1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020120063185A KR101203951B1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101203951B1 true KR101203951B1 (en) | 2012-11-23 |
Family
ID=47565167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120063185A KR101203951B1 (en) | 2012-06-13 | 2012-06-13 | Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101203951B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114518558A (en) * | 2022-01-18 | 2022-05-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | Uniform circular array correlation interferometer direction finding method based on microwave photon phase discriminator |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4953981A (en) | 1989-08-03 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Lateral-shearing electro-optic field sensor |
KR100523941B1 (en) | 2003-06-16 | 2005-10-26 | 한국표준과학연구원 | The Intrusion Detection Device Through A Fiber Optic Phase Counting Sensor |
-
2012
- 2012-06-13 KR KR1020120063185A patent/KR101203951B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4953981A (en) | 1989-08-03 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Lateral-shearing electro-optic field sensor |
KR100523941B1 (en) | 2003-06-16 | 2005-10-26 | 한국표준과학연구원 | The Intrusion Detection Device Through A Fiber Optic Phase Counting Sensor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114518558A (en) * | 2022-01-18 | 2022-05-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | Uniform circular array correlation interferometer direction finding method based on microwave photon phase discriminator |
CN114518558B (en) * | 2022-01-18 | 2024-05-14 | 中国人民解放军国防科技大学 | Uniform circular array correlation interferometer direction finding method based on microwave photon phase discriminator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11079269B2 (en) | Method and apparatus for optical sensing | |
US10234544B2 (en) | Laser radar device | |
CN106226778A (en) | A kind of coherent lidar system of high resolution measurement remote object | |
AU2022203821B2 (en) | Method and apparatus for optical sensing | |
JP2010127839A (en) | Laser radar device | |
KR101203951B1 (en) | Direction finder for electromagnetic pulse using mach zehnder electro field sensor | |
WO2013191407A1 (en) | Radio altimeter | |
CN212320747U (en) | Linear frequency modulation's distributed optical fiber sensing device | |
US10120062B1 (en) | Method for transmitting and receiving radar signals while blocking reception of self generated signals | |
US20240012760A1 (en) | Method and Apparatus for Optical Sensing | |
Vorontsov et al. | Target-in-the-loop atmospheric turbulence characterization based on remote sensing invariants | |
US9935369B1 (en) | Method for transmitting and receiving radar signals while blocking reception of self-generated signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171110 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181002 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200212 Year of fee payment: 8 |