KR101224862B1 - 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법 - Google Patents

케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블의 고장 위치를 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 제1 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부, 상기 펄스 생성부가 생성한 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 송수신부, 상기 펄스 생성부로부터 수신한 상기 제1 펄스 신호 및 상기 송수신부로부터 수신한 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 펄스 믹서부 및 상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하고, 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.

Description

케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법{DETECTING APPARATUS AND METHOD OF FAILURE LOCATION IN A CABLE}
본 발명은 케이블의 고장 위치를 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 케이블에 있어서 단선 및 단락 중 적어도 하나에 해당하는 위치를 탐지하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법에 관한 것이다.
설치되어 있는 통신 또는 전력 케이블의 길이를 측정하는 방법으로, 케이블 제조 과정에서 표시된 케이블 제조 길이 정보를 이용하여 케이블의 시작 지점에서의 길이와 종단 지점에서의 길이의 차이를 계산하여 케이블의 길이를 계산하는 방법, 케이블의 시작점과 종단점 사이를 측량자로 직접 측정하는 방법이 있다. 하지만, 상술한 방법들은 케이블이 곡선으로 설치되어 있거나, 지하에 매설되어 그 설치 형태를 알 수 없는 경우에는 정확한 길이를 측정할 수 없다.
이에, 평형 케이블의 길이를 시간 영역 반사 측정법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 이용하여 측정하는 장치(일본 공개 특허 2003-106804)가 제안되었으며, 펄스 신호를 이용하여 단선으로 이루어진 케이블의 길이를 측정하는 장치(한국 공개 특허 10-2010-0077494)가 제안되었다. 하지만, 제안된 종래 기술들은 펄스 신호와 반사 펄스 신호의 시간차를 이용하기 때문에, 케이블이 단선 또는 단락이 된 경우, 정확한 케이블 길이를 측정할 수 없었을 뿐만 아니라, 케이블의 고장 위치에 해당하는 단선 또는 단락 위치를 측정하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 단점을 해결하고자 제안된 것으로 통신 신호 또는 전력을 전송하는 차폐 케이블의 길이 및 고장 위치를 탐지할 수 있는 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 주파수 변조된 신호를 연속적으로 발사하는 방식(이하 "주파수 변조 연속파", Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)을 이용하여 케이블의 길이 및 고장 위치를 탐지할 수 있는 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예와 관련된 케이블의 고장 위치 측정 장치는, 제1 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부, 상기 펄스 생성부가 생성한 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 송수신부, 상기 펄스 생성부로부터 수신한 상기 제1 펄스 신호 및 상기 송수신부로부터 수신한 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 펄스 믹서부 및 상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하고, 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 신호 처리부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 필터링하고, 필터링 한 상기 제3 펄스 신호를 상기 아날로그 디지털 변환부에 전송하는 노치 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 노치 필터부가 필터링한 상기 제3 펄스 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환한 상기 제3 펄스 신호를 상기 신호 처리부에 전송하는 아날로그 디지털 변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 신호 처리부는, 상기 아날로그 디지털 변환부로부터 디지털 신호로 변환한 상기 제3 펄스 신호를 수신하고, 수신한 상기 제3 펄스 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하여 상기 제3 펄스 신호로부터 비트 주파수를 추출하고, 상기 비트 주파수를 이용하여 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 산출할 수 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 신호 처리부가 탐지한 상기 케이블의 고장 위치를 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 신호 처리부는, 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블 길이에 해당하는 위치에서의 케이블 임피던스를 산출하고, 상기 케이블 임피던스를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 케이블의 고장 위치 탐지 방법에 관한 것으로, 제1 펄스 신호를 생성하는 단계, 상기 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 및 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 추출하는 단계, 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 단계 및 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 단계는, 상기 제3 펄스 신호를 복소의 디지털 신호로 변환하는 단계, 상기 디지털 신호로 변환된 상기 제3 펄스 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하고, 상기 제3 펄스 신호로부터 비트 주파수를 추출하는 단계 및 상기 비트 주파수를 이용하여 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 케이블의 길이 탐지 장치에 관한 것으로, 제1 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부, 상기 펄스 생성부가 생성한 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 송수신부, 상기 펄스 생성부로부터 수신한 상기 제1 펄스 신호 및 상기 송수신부로부터 수신한 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 펄스 믹서부 및 상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 신호 처리부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 펄스 신호를 이용하기 때문에, 케이블의 평형, 단일, 매설, 형태 등에 관계없이 케이블의 길이 및 고장 위치를 탐지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 주파수 변조 연속파를 이용하기 때문에, 케이블의 고장 위치를 정확하게 탐지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 장치를 나타내는 블록도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 방법을 나타내는 순서도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 장치를 나타내는 예시도
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 내지 제3 펄스 파형을 설명하기 위한 도면
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 노치 필터부를 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 푸리에 변환을 설명하기 위한 도면
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 처리부를 나타내는 블록도
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 케이블(200)과 케이블의 고장 위치 탐지 장치(100)를 포함할 수 있다. 케이블(200)은 절연 전선에 보호 외장을 한 것으로, 전력용과 통신용이 있을 수 있다. 본 발명은 단선 또는 평행선 등과 같은 케이블의 종류와 관계없이 모든 케이블에 적용될 수 있다. 다만, 하나의 선으로 시작된 케이블이 복수 개의 가지로 나뉘는 경우에는 본 발명이 적용될 수 없다.
도 1을 참조하면, 케이블의 고장 위치 탐지 장치(100)는 펄스 생성부(110), 송수신부(130), 펄스 믹서부(150) 및 신호 처리부(190)를 포함할 수 있다.
펄스 생성부(110)는 주파수 f1(또는, "제1 펄스 신호")에 해당하는 펄스 신호를 생성할 수 있다. 이때, 주파수 f1은 대역폭이 BW인 선형 주파수 변조 신호(Linear Frequency Modulation, LFM)일 수 있다.
펄스 생성부(110)는 주파수 f1을 송수신부(130) 및 펄스 믹서부(150)에 전송할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 펄스 생성부(110)는 주파수 f1을 펄스 분배부에 전송하고, 펄스 분배부는 수신한 주파수 f1을 송수신부(130) 및 펄스 믹서부(150)에 전송할 수 있다. 또한, 펄스 생성부(110)는 이러한 주파수 f1을 연속적으로 생성하고, 케이블(200) 등에 전송되도록 할 수 있다.
송수신부(130)는 케이블(200)에 주파수 f1을 송신할 수 있다. 이후, 송수신부(130)는 케이블(200)에 반사되어 돌아오는 주파수 f2(또는, "제2 펄스 신호")를 수신할 수 있다. 송수신부(130)는 수신한 주파수 f2를 펄스 믹서부(150)에 전송할 수 있다.
펄스 믹서부(150)는 2종의 입력 신호로부터 하나의 출력 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 펄스 믹서부(150)는 펄스 생성부(110)로부터 주파수 f1을 수신하고, 송수신부(130)로부터 주파수 f2를 수신할 수 있다. 펄스 믹서부(150)는 주파수 f1 및 주파수 f2로부터 주파수 f3(또는, "제3 펄스 신호")를 출력할 수 있다.
신호 처리부(190)는 펄스 믹서부(150)가 출력한 주파수 f3를 수신할 수 있다. 이때, 신호 처리부(190)는 주파수 f3를 이용하여 케이블(200)의 길이를 산출할 수 있다. 케이블(200)의 길이를 산출하는 방법은 아래와 같다.
신호 처리부(190)는 복소의 디지털 신호로 변환된 주파수 f3를 수신할 수 있다. 도면에 도시되지 않았으나, 아날로그 디지털 변환부(Analog-to-Dgital, A/D)가 펄스 믹서부(150)에 의해 출력된 주파수 f3를 복소의 디지털 신호로 변환할 수 있다. 신호 처리부(190)는 디지털 신호로 변환된 주파수 f3에 대한 고속 푸리에 변환을 수행할 수 있다.
고속 푸리에 변환을 수행하면, 신호 처리부(190)는 주파수 f3로부터 비트 주파수를 추출할 수 있다. 비트 주파수는 상이한 두 주파수의 신호를 펄스 믹서부(150)에 가했을 때 얻어지는 신호의 주파수로써, 주파수 f1과 주파수 f2의 차를 의미할 수 있다. 이러한 비트 주파수는 고유한 것으로 케이블(200)의 길이에 따라 달라질 수 있다.
신호 처리부(190)는 추출한 비트 주파수로부터 비트 주파수에 대응하는 케이블(200)의 길이를 이하의 수학식1을 이용하여 산출할 수 있다. 수학식1에 있어서, fb는 비트 주파수를, r은 케이블(200)의 길이를, BW는 주파수 f1의 대역폭을, Tp는 BW에 대응하는 시간 폭을 의미한다. 수학식1과 관련된 변수들은 도 3을 참조하여 후술한다.
Figure 112012075574982-pat00001
또한, 신호 처리부(190)가 고속 푸리에 변환을 수행하면, 예를 들어, 도 6에 도시된 그래프와 같은 주파수 도메인을 획득할 수 있다. 이때, 주파수 도메인의 가로축은 주파수에 해당하고, 세로축은 신호의 크기에 해당할 수 있다. 특히, 세로축은 신호의 크기로써, 케이블(200)에 대한 케이블 전력에 해당할 수 있다.
신호 처리부(190)는 상술한 주파수 도메인을 이용하여 케이블 전력을 산출할 수 있다. 특히, 수학식2를 이용하여 케이블의 고장 위치에 해당하는 임피던스를 산출할 수 있다. 수학식2에 있어서, Pr은 주파수 도메인을 이용하여 산출된 케이블 전력을, Zl은 케이블의 고장 위치에 해당하는 임피던스를, R0은 케이블의 특성 임피던스를, Pt는 케이블에 송신된 전력을, L은 케이블의 미터당 손실율을, r은 케이블의 길이를, N은 신호처리 이득을 의미할 수 있다.
Figure 112012075574982-pat00002
Figure 112012075574982-pat00003
임피던스는 복소수이므로, 실수부와 허수부로 구성될 수 있다. 이때, 임피던스의 실수부는 음수가 될 수 없다. 따라서, 수학식2 및 수학식3에 의하면, 케이블 길이 r이 단선(Zl=∞)이거나 단락(Zl=0)인 경우, 케이블 전력(Pr)이 최댓값이 될 수 있다.
따라서, 신호 처리부(190)는 주파수 변조 연속파를 이용하여, 케이블(200)의 케이블 길이(r), 케이블 전력(Pr)을 반복적으로 산출할 수 있다. 신호 처리부(190)는 기 설정된 기준 횟수(n번)만큼 제1 펄스 신호를 생성하고, 상기 제1 펄스 신호를 이용하여 케이블 길이 및 상기 케이블 길이에 대응하는 케이블 전력을 산출할 수 있다.
이때, 예를 들면, n개의 케이블 길이들 중에서, 케이블 전력이 가장 큰 값을 갖는 케이블 길이가 케이블(200)의 고장 위치에 해당할 수 있다. 케이블 길이가 단선이거나 단락인 경우, 케이블 전력이 최댓값이 되기 때문이다.
다른 예를 들어, 신호 처리부(190)는 n개의 케이블 길이들 및 상기 케이블 길이들에 대응하는 임피던스 값을 산출할 수 있는데, 임피던스 값이 무한에 가까울수록, 케이블 길이에 해당하는 위치가 단선에 해당하고, 임피던스 값이 0에 가까울수록, 케이블 길이에 해당하는 위치가 단락에 해당할 수 있다.
케이블(200)에 있어서, 단선 및 단락 중 적어도 하나에 해당하는 위치를 케이블의 고장 위치라고 할 수 있다.
위와 같이, 본 발명에 의하면, 주파수 변조 연속파를 이용하여, 케이블의 단선 및 단락 중 적어도 하나에 해당하는 케이블의 고장 위치를 탐색할 수 있다. 이로써, 케이블의 형태와 관계없이 케이블의 고장 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 케이블의 고장 위치 탐색 방법은 제1 및 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 추출하는 단계(S100)를 포함한다. 제1 펄스 신호는 선형 주파수 변조 신호로써, 연속적으로 생성되어 케이블(200)에 전송될 수 있다. 제2 펄스 신호는 제1 펄스 신호가 케이블에 반사되어 되돌아오는 반사파 신호에 해당할 수 있다. 제3 펄스 신호는 제1 및 제2 펄스 신호의 차에 해당할 수 있다.
다음으로, 제3 펄스 신호를 이용하여 케이블 전력 및 케이블 길이를 산출하는 단계(S200)가 진행될 수 있다. 신호 처리부(190)는 제3 펄스 신호를 고속 푸리에 변환하고, 고속 푸리에 변환에 따라 획득되는 주파수 도메인을 이용하여 케이블 전력 및 케이블 길이를 산출할 수 있다.
즉 케이블 전력 및 케이블 길이를 산출하는 단계(S200)는 제3 펄스 신호를 복소의 디지털 신호로 변환하는 단계, 디지털 신호로 변환된 상기 제3 펄스 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하고, 상기 제3 펄스 신호로부터 비트 주파수를 추출하는 단계 및 상기 비트 주파수를 이용하여 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상술한 수학식 1 및 수학식 2가 이용될 수 있다.
다음으로, 케이블 전력 및 케이블 길이를 이용하여 케이블 고장 위치를 탐지하는 단계(S300)가 진행될 수 있다. 제3 펄스 신호를 추출하는 단계(S100), 케이블 전력 및 케이블 길이를 산출하는 단계(S200)를 기 설정된 기준 횟수(n번)만큼 반복할 수 있다. 반복한 결과 n개의 케이블 길이 및 케이블 전력이 산출될 수 있는데, 이 중에서 가장 큰 값을 갖는 케이블 전력에 대응하는 케이블 길이가 케이블(200)의 고장 위치가 될 수 있다.
예를 들어, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 푸리에 변환을 설명하기 위한 도면인데, 도 8을 참조하면, 고속 푸리에 변환으로 3개의 케이블 길이들(r1, r2, r3)이 산출되었고, 이 중에서 가장 큰 전력 값을 갖는 케이블 길이(r1)가 케이블의 고장 위치가 될 수 있다. 즉, 제1 펄스 신호를 전송하는 위치에서부터 케이블 길이(r1)만큼 떨어진 위치가 케이블의 고장 위치에 해당할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 케이블의 고장 위치 탐지 장치를 나타내는 예시도이다.
도 3을 참조하면, 펄스 생성부(100)는 대역폭이 BW이고 선형 주파수 변조 신호에 해당하는 제1 펄스 신호(f1)를 생성할 수 있다. 생성된 제1 펄스 신호(f1)는 펄스 분배부(112)로 전송될 수 있다.
펄스 분배부(112)는 제1 펄스 신호(f1)를 송수신부(130)를 위한 제1 증폭기(122) 및 펄스 믹서부(150)를 위한 제2 증폭기(124)에 전송할 수 있다. 송수신부(130)를 위한 제1 증폭기(122)는 제1 펄스 신호(f1)를 최대 100dBm의 출력이 되도록 증폭을 시켜, 송수신부(130)에 전송할 수 있다. 펄스 믹서부(150)를 위한 제2 증폭기(124)는 제1 펄스 신호(f1)를 펄스 믹서부(150)에 적정한 출력이 되도록 증폭할 수 있다.
송수신부(130)는 서큘레이터(circulator)로써, 제1 및 제2 펄스 신호(f1, f2)를 일정한 방향으로만 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 펄스 신호(f1)를 케이블(200)에 전송하고, 케이블(200)로부터 수신한 제2 펄스 신호(f2)를 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA, 132)에 전송할 수 있다.
저잡음 증폭기(132)는 잡음이 적게 발생하도록 제2 펄스 신호(f2)를 증폭하고, 이를 제1 필터(134)에 전송할 수 있다. 제1 필터(134)는 증폭된 제2 펄스 신호(f2)의 하모닉(harmonic) 또는 스퓨리어스(spurious) 신호를 제거하고, 이들 신호를 제거한 제2 펄스 신호(f2)를 펄스 믹서부(150)에 전송할 수 있다.
펄스 믹서부(150)는 제1 및 제2 펄스 신호(f1, f2)를 수신하고, 제1 및 제2 펄스 신호(f1, f2)로부터 제3 펄스 신호(f3)를 제2 필터(152)에 출력할 수 있다. 제2 필터(152)는 제3 펄스 신호(f3) 이외의 불필요한 고조파 또는 저조파를 비롯하여, 정해진 대역 밖에 나오는 신호들을 제거하고, 노치 필터부(160)에 제3 펄스 신호(f3)를 전송할 수 있다.
노치 필터부(160)는 송수신부(130)로부터 저잡음 증폭기(132)로 누설된 신호를 제거할 수 있다. 도 7은 본 발명에 따른 노치 필터부(160)의 특성을 보여주는 도면이다. 노치 필터부(160)를 통과한 제3 펄스 신호(f3)는 제3 증폭기(170)에 전송될 수 있다. 제3 증폭기(170)는 아날로그 디지털 변환부(180)에 입력될 수 있는 전력 레벨로 증폭될 수 있다. 아날로그 디저털 변환부(180)는 복소의 제3 펄스 신호(f3)를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환된 제3 펄스 신호(f3)를 신호 처리부(190)에 전송할 수 있다.
신호 처리부(190)는 디지털 신호로 변환된 제3 펄스 신호(f3)를 이용하여 케이블 전력 및 케이블 길이를 산출하고, 이들을 이용하여 케이블 고장 위치를 탐지할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 내지 제3 펄스 신호의 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 펄스 신호(f1) 및 제2 펄스 신호(f2)가 x축이 시간이고, y축이 대역폭인 좌표계에 도시되어 있다. 제3 펄스 신호(f3)는 제1 및 제2 펄스 신호(f1 , f2)의 차라고 할 수 있다. 제1 펄스 신호(f1)의 대역폭이 BW일 때, Tp는 제1 펄스 신호(f1)의 시간 폭을 의미할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 펄스 신호(f1, f2)의 파형 관계를 알 수 있다. 본 발명에 따른, 케이블의 고장 위치 탐지 장치 및 방법은 주파수 변조 연속파를 기 설정된 기준 횟수(n번)만큼 이용하고, 이를 이용하여 케이블의 고장 위치를 탐지할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 노치 필터부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 노치 필터부(160)의 주파수 응답 특성을 알 수 있다. 이러한 노치 필터부(160)를 이용하지 않으면, 제3 펄스 신호(f3)에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하는 경우, 누설된 신호에 의해 오류가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 도 7을 참조하면, 이를 확인할 수 있다. 따라서, 노치 필터부(160)는 송수신부(130)로부터 저잡음 증폭기(132)로 누설된 신호를 제거하기 위해 필요하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 주파수 변조 연속파를 이용하여, 케이블의 길이 및 케이블의 전력을 산출하고, 이들을 이용하여 케이블의 고장 위치를 탐지할 수 있다. 따라서, 케이블의 평형, 단일, 매설, 형태 등에 관계없이 케이블의 단선 및 단락 중 적어도 하나에 해당하는 위치를 정확하게 탐지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 응용 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예 및 응용 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

Claims (9)

  1. 제1 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부;
    상기 펄스 생성부가 생성한 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 송수신부;
    상기 펄스 생성부로부터 수신한 상기 제1 펄스 신호 및 상기 송수신부로부터 수신한 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 펄스 믹서부; 및
    상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하고, 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 신호 처리부를 포함하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 필터링하고, 필터링 한 상기 제3 펄스 신호를 출력하는 노치 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 노치 필터부가 필터링한 상기 제3 펄스 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호로 변환한 상기 제3 펄스 신호를 상기 신호 처리부에 전송하는 아날로그 디지털 변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 아날로그 디지털 변환부로부터 디지털 신호로 변환한 상기 제3 펄스 신호를 수신하고, 수신한 상기 제3 펄스 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하여 상기 제3 펄스 신호로부터 비트 주파수를 추출하고, 상기 비트 주파수를 이용하여 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호 처리부가 탐지한 상기 케이블의 고장 위치를 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블 길이에 해당하는 위치에서의 케이블 임피던스를 산출하고, 상기 케이블 임피던스를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 장치.
  7. 제1 펄스 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 및 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 추출하는 단계;
    상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 단계; 및
    상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 이용하여 상기 케이블의 고장 위치를 탐지하는 단계를 포함하는 케이블의 고장 위치 탐지 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 케이블의 케이블 전력 및 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 단계는,
    상기 제3 펄스 신호를 복소의 디지털 신호로 변환하는 단계;
    상기 디지털 신호로 변환된 상기 제3 펄스 신호에 대한 고속 푸리에 변환을 수행하고, 상기 제3 펄스 신호로부터 비트 주파수를 추출하는 단계; 및
    상기 비트 주파수를 이용하여 상기 케이블 전력 및 상기 케이블 길이를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블의 고장 위치 탐지 방법.
  9. 제1 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성부;
    상기 펄스 생성부가 생성한 제1 펄스 신호를 케이블에 송신하고, 상기 케이블로부터 반사되어 돌아오는 제2 펄스 신호를 수신하는 송수신부;
    상기 펄스 생성부로부터 수신한 상기 제1 펄스 신호 및 상기 송수신부로부터 수신한 상기 제2 펄스 신호를 이용하여 제3 펄스 신호를 출력하는 펄스 믹서부; 및
    상기 펄스 믹서부가 출력한 상기 제3 펄스 신호를 이용하여 상기 케이블의 케이블 길이를 산출하는 신호 처리부를 포함하는 케이블의 길이 탐지 장치.
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