KR101292064B1 - 가변 고도 모의 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 고주파 메모리를 이용함으로써 신호를 빠르게 처리할 수 있고, 소형화가 가능하고, 비용을 절감시킬 수 있는 가변 고도 모의 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기와; 고도 모의 신호를 위한 지연 시간 명령을 발생하는 제어기와; 상기 제1 전파 차폐기로부터 출력된 고도 신호를 디지털 고주파 기억장치(digital radio frequency memory,DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 고도 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM 고도 모의 발생기와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 가변 고도 모의 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 순항 유도 무기의 유도 조종을 위해서는 체계의 고도 정보가 필요하다. 기압 고도계는 절대 고도 정보를 제공하는 것으로서 순항 유도에 사용된다. 전파 고도계는 고도 보정 및 지형 대조 등에 사용된다.
전파 고도계는 송신 안테나에서 송출된 신호가 수신 안테나로 들어오는 시간과 주파수 차이를 계산하여 고도값을 계산한다.
전파 고도 장치의 점검은 크게 자체 기능 점검과 성능 점검으로 나눌 수 있다. 자체 기능 점검은 내부 모듈들이 정상적으로 동작하는지를 점검하는 것이고, 성능 점검은 고도를 모의하고 전파 고도계 출력으로 해당 고도가 정확히 나오는지 평가를 하는 것이다.
전파 고도 장치의 양산 시스템에서는 전파 고도 장치의 성능 점검을 위하여 고정된 전파 지연 장치(delay device)를 사용하고 있다. 특히, 고정된 지연 거리 150m, 750m, 1500m의 전파 지연을 갖는 전파 지연 장치를 이용하여 3개의 모의 고도에 대해 성능을 평가하였다. 전파 고도 장치는 약 3m의 최소 고도로부터 약 1500m까지의 고도를 측정하는데, 전파 고도 장치의 점검을 위하여 고정된 3 개의 모의 고도만으로는 전파 고도계의 특성 예를 들어 선형성 등을 테스트하는데 무리가 있었다. 또한, 모든 모의 거리에 대해 전파 지연 장치를 이용하여 특성을 검증하는 것은 시간과 비용의 측면에서 부적절한 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제2003-39764호는 유도 물체 또는 발사체의 고도를 측정하는 전파 고도 장치를 점검하고, 또한 이와 연결된 송수신 안테나의 점검을 동시에 수행할 수 있는 전파 고도계 점검 시스템을 개시하고 있다. 상기 특허의 경우 한정된 개수의 지연선 들을 병렬로 연결하고, 병렬로 연결될 지연선들 중에서 하나를 선택함으로써 전파 지연을 수행하는 장치를 개시하고 있다. 그러나, 상기 특허의 경우 병렬로 연결된 지연선 들의 개수에 일정한 제한이 있기 때문에, 전파 지연값에 일정한 제한이 있으며, 다양한 고도 모의를 통해 전파 고도계의 성능 점검을 하는 것은 어려운 문제가 있다.
본 발명은 디지털 고주파 메모리를 이용함으로써 신호를 빠르게 처리할 수 있고, 소형화가 가능하고, 비용을 절감시킬 수 있는 가변 고도 모의 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 고도 모의 장치는, 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기와; 고도 모의 신호를 위한 지연 시간 명령을 발생하는 제어기와; 상기 제1 전파 차폐기로부터 출력된 고도 신호를 디지털 고주파 기억장치(digital radio frequency memory,DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 고도 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM 고도 모의 발생기와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어기의 제어 하에, 상기 가변 고도 모의 장치를 점검하기 위한 점검 신호를 발생하고, 상기 제1 전파 차폐기, 제어기, DRFM 고도 모의 발생기, 제2 전파 차폐기를 순서대로 경유한 상기 점검 신호를 근거로 상기 가변 고도 모의 장치의 이상 유무를 검출하는 분석기를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 DRFM 고도 모의 발생기는, DRFM 카드와; 상기 제1 전파 차폐기로부터 상기 고도 신호를 수신하여 저고도 모의 및 고고도 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 상기 DRFM 카드에 제공하고, 상기 DRFM 카드의 출력 신호의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어하는 송수신 카드와; 상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드에 상기 클럭 신호를 제공하는 국부/저고도 카드와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기에 전원을 제공하는 전원 카드와; 상기 송수신 카드, 상기 국부/저고도 카드, 상기 DRFM 카드를 제어하고, 상기 제어기와 통신 기능을 수행하는 제어 카드를 포함하며, 상기 DRFM 카드는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드에 출력할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 DRFM 카드는, 상기 고도 모의 신호의 경로 또는 점검 신호의 경로를 선택하는 제1 고주파 스위치와; 상기 클럭 신호를 근거로 상기 제1 고주파 스위치로부터 수신된 고도 모의 신호 또는 점검 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와; 상기 변환된 디지털 신호를 저장하는 메모리와; 상기 디지털 신호를 근거로 상기 모의 신호를 계산하고, 상기 메모리에 대해 읽기 및 쓰기 기능을 수행하는 FPGA(field programmable gate array)와; 상기 모의 신호의 경로 또는 상기 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치와; 상기 클럭 신호를 근거로 상기 모의된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기와; 상기 클럭 신호를 상기 아날로그-디지털 변환기와 상기 디지털-아날로그 변환기 쪽으로 분배하는 전력 분배기를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 송수신 카드는, 상기 전파 차폐기의 안테나로부터 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호를 저고도 모의 경로와 고고도 모의 경로로 선택하는 제1 고주파 스위치와; 상기 고도 신호의 경로 또는 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치와; 상기 고도 신호의 주파수를 통과시키는 대역 통과 필터와; 상기 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호와 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송할 고도 모의 신호를 일정한 데시벨로 커플링시키고, 상기 커플링된 신호를 검출하는 제1 방향성 커플러 및 검출기와; 상기 검출된 신호의 크기를 감쇄시키는 고정 감쇄기와; 상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제1 증폭기와; 상기 증폭된 신호 크기를 특정한 레벨로 감쇄시키는 디지털 가변 감쇄기와; 상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제2 증폭기와; 상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 신호를 통과시키고, 국부 신호의 누설 전력을 억압시키는 격리기와; 상기 격리기를 통과한 신호의 주파수를 하향 변환 또는 상향변환을 시키는 주파수 변환기와; 상기 주파수 변환기로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역 이하의 신호만 통과시키고, 국부 신호 및 무선 신호를 차단시키는 저역 통과 필터와; 상기 저역 통과 필터로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역신호의 출력 레벨을 검출하는 제2 방향성 커플러 및 검출기를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 국부/저고도 카드는, 기준 신호를 발생하는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)와; 상기 기준 신호를 분배하는 제1 전력 분배기와; 상기 전파 고도계의 국부 신호를 발생하는 제1 위상 고정발진기와; 상기 국부 신호를 증폭시키는 제1 증폭기와; 상기 증폭된 전파 고도계 주파수 국부 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제1 방향성 커플러와; 상기 특정한 레벨로 커플링된 전파고도계 주파수 국부 신호를 분배하는 제2 전력 분배기와; 상기 전파고도계의 국부 신호의 출력 레벨을 검출하는 제1 검출기와; 상기 클럭 신호를 발생하는 제2 위상 고정 발진기와; 상기 클럭 신호를 증폭시키는 제2 증폭기와; 상기 증폭된 클럭 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제2 방향성 커플러와; 상기 제2 방향성 커플러로부터 출력된 특정한 레벨로 커플링된 클럭 신호를 분배하는 제3 전력 분배기와; 상기 특정 레벨로 커플링된 클럭 신호 중에서 기준 신호 이상을 검출하는 제2 검출기를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 고도 모의 장치는, 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기와; 고도 모의 신호를 위한 지연 시간 명령을 발생하는 제어기와; 상기 제1 전파 차폐기로부터 출력된 고도 신호를 디지털 고주파 기억장치(digital radio frequency memory,DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 고도 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM 고도 모의 발생기와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기와; 상기 제어기의 제어 하에, 상기 가변 고도 모의 장치를 점검하기 위한 점검 신호를 발생하고, 상기 제1 전파 차폐기, 제어기, DRFM 고도 모의 발생기, 제2 전파 차폐기를 순서대로 경유한 상기 점검 신호를 근거로 상기 가변 고도 모의 장치의 이상 유무를 검출하는 분석기를 포함하며, 상기 DRFM 고도 모의 발생기는, DRFM 카드와; 상기 제1 전파 차폐기로부터 상기 고도 신호를 수신하여 저고도 모의 및 고고도 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 상기 DRFM 카드에 제공하고, 상기 DRFM 카드의 출력 신호의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어하는 송수신 카드와; 상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드에 상기 클럭 신호를 제공하는 국부/저고도 카드와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기에 전원을 제공하는 전원 카드와; 상기 송수신 카드, 상기 국부/저고도 카드, 상기 DRFM 카드를 제어하고, 상기 제어기와 통신 기능을 수행하는 제어 카드를 포함하며, 상기 DRFM 카드는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드에 출력할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 가변 고도 모의 장치는 디지털 고주파 메모리를 이용함으로써 신호를 빠르게 처리할 수 있고, 소형화가 가능하고, 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 DRFM 고도 모의 발생기의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DRFM 고도 모의 발생기의 DRFM 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 송수신 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 국부/저고도 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 회로를 예시적으로 나타낸 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 DRFM 고도 모의 발생기의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DRFM 고도 모의 발생기의 DRFM 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 송수신 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 국부/저고도 카드의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 회로를 예시적으로 나타낸 예시도 이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 송신 신호(고도 신호)를 수신하고, 그 송신 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기(100)와; 고도 모의 신호를 위한 지연 시간(Delay Time) 명령을 발생하는 제어기(300)와; 상기 제1 전파 차폐기(100)로부터 출력된 송신 신호를 디지털 고주파 기억장치(DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 송신 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM(digital radio frequency memory) 고도 모의 발생기(200)와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기(500)로 구성된다.
상기 송신 신호(전파)에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하는 방법은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 제1 전파 차폐기(100)는 필수 구성요소가 아니므로, 필요에 따라 추가 또는 제거될 수도 있다. 또한, 제1 전파 차폐기(100)와 제2 전파 차폐기(500)는 하나의 전파 차폐기로 구성될 수도 있다.
상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)는 제1 전파 차폐기(100)로부터 출력된 송신 신호를 디지털 고주파 기억장치(DRFM)에 저장하고, 상기 제어기(300)에 의해 발생한 지연 시간(Delay Time) 명령에 따라 상기 송신 신호를 지연시킨 후, 상기 송신 신호를 제2 전파 차폐기(500)에 전송한다. 이하에서는, 상기 지연 시간이 경과한 후 전송되는 송신 신호를 고모 모의 신호로 칭한다. 상기 지연 시간은 설계자의 의도에 따라 다양한 시간으로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 상기 제어기(300)의 제어 하에 자체 점검 기능을 수행하기 위해 상기 제1 전파 차폐기(100)에 송/수신 신호를 제공하는 분석기(400)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 분석기(400)는 가변 고도 모의 장치의 이상 유무 확인을 위해(자체점검) 필요할 수 있다. 즉, 상기 분석기(400)에서 발생된 점검 신호를 제1 전파 차폐기(100)로 전송하고, 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)를 통해 전달된 점검 신호가 상기 제2 전파 차폐기(500)를 경유해 분석기(400)로 입력되면 그 점검 신호의 이상 유무를 확인(검출)함으로써, 가변 고도 모의 장치의 이상 유무를 확인할 수 있다.
이하에서는, 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 DRFM 고도 모의 발생기의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)는, DRFM 카드(230)와; 상기 제1 전파 차폐기(100)의 송/수신 안테나로부터 고도 신호를 수신하여 저고도(낮은 고도) 모의 및 고고도(높은 고도) 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 그 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 상기 DRFM 카드(230)에 제공하고, 상기 DRFM 카드(230)의 출력 신호(아날로그 신호)의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어하는 송수신 카드(250)와; 상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드(250)에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드(230)에 상기 클럭 신호를 제공하는 국부/저고도 카드(270)와; 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)에 다양한 전원(예를 들면, 3.3Vdc, 5Vdc, +12Vdc, -12Vdc 전원)을 제공하는 전원 카드(290)와; 상기 송수신 카드(250), 상기 국부/저고도 카드(270), 상기 DRFM 카드(230)를 제어하고, 상기 제어기(300)와 통신 기능을 수행하는 제어 카드(210)를 포함하며, 상기 DRFM 카드(230)는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드(250)에 출력한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 DRFM 고도 모의 발생기의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 상기 송수신 카드(250)는, 상기 제1 전파 차폐기(100)의 송/수신 안테나로부터 고도 신호를 수신하여 저고도(낮은 고도) 모의 및 고고도(높은 고도) 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 그 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 DRFM 카드(230)에 제공하고, 상기 DRFM 카드(230)의 출력 신호의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어한다.
상기 국부/저고도 카드(270)는, 상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드(250)에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드(230)에 상기 클럭 신호를 제공한다.
상기 전원 카드(290)는 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)에 다양한 전원(예를 들면, 3.3Vdc, 5Vdc, +12Vdc, -12Vdc 전원)을 제공한다. 예를 들면, 상기 전원 카드(290)는, 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)의 제어 카드(210), DRFM 카드(230), 송수신 카드(250), 국부/저고도 카드(270)에서 필요한 전원을 제공한다.
상기 제어 카드(210)는 상기 송수신 카드(250), 상기 국부/저고도 카드(270), 상기 DRFM 카드(230)를 제어하고, 상기 제어기(300)와 통신 기능을 수행한다.
상기 DRFM 카드(230)는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드(250)에 출력한다.
상기 제어 카드(210)로서 VME(VME는 VERSA Module Eurocard)용의 산업용 표준 SBC(single board computer)가 사용될 수 있다.
상기 전원 카드(290)로서 VME(VME는 VERSA Module Eurocard)용의 산업용 표준 전원 카드가 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DRFM 고도 모의 발생기의 DRFM 카드의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 3은 상기 DRFM 카드(230)의 구성을 예로서 나타낸 도이며, 이 분야의 통상의 기술을 가진자가 도 2의 DRFM 카드(230)의 기능 설명을 근거로 DRFM 카드(230)를 다양한 회로로 구현할 수도 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 DRFM 카드(230)는, 입력 신호(Rx_I)의 경로를 선택하는 스위치로서, 상기 고도 모의 신호의 경로 또는 점검 신호(장치 점검 신호)의 경로를 선택하는 제1 고주파 스위치(231)와; 클럭 신호를 근거로 상기 제1 고주파 스위치(231)로부터 수신된 수신 신호(모의 신호 또는 점검 신호)(아날로그 신호)를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(232)와; 상기 변환된 디지털 신호를 저장하는 메모리(234)와; 상기 디지털 신호를 근거로 상기 모의 신호를 계산하고, 상기 메모리(234)에 대해 읽기 및 쓰기 기능을 수행하는 FPGA(field programmable gate array)(233)와; 출력 신호 경로를 선택하는 스위치로서, 상기 모의 신호의 경로 또는 상기 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치(236)와; 상기 클럭 신호를 근거로 상기 모의된 디지털 신호(계산된 모의 신호의 디지털 신호)를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기(237)와; 상기 클럭 신호(CLOCK)(일정한 주파수 클럭 신호)를 상기 아날로그-디지털 변환기(232)와 상기 디지털-아날로그 변환기(237) 쪽으로 분배하는 전력 분배기(235)로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 송수신 카드의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 4는 상기 송수신 카드(250)의 구성을 예로서 나타낸 도이며, 이 분야의 통상의 기술을 가진자가 도 2의 송수신 카드(250)의 기능 설명을 근거로 송수신 카드(250)를 다양한 회로로 구현할 수도 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 송수신 카드(250)는, 상기 전파 차폐기(100)의 송/수신 안테나로부터 고도 신호(전파 고도계 신호)를 수신하고, 그 고도 신호를 저고도 모의 경로와 고고도 모의 경로로 선택하는 제1 고주파 스위치(251)와; 모의 송수신 신호의 경로 또는 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치(252)와; 상기 고도 신호의 주파수를 통과시키는 대역 통과 필터(253)와; 수신 신호(전파 고도계의 송신 안테나로부터 받은 수신 신호. 즉 원래 신호)와 송신 신호(전파 고도계의 수신 안테나로 전송할 송신 신호. 즉 가변 고도가 모의된 신호)를 일정한 데시벨(dB)로 커플링시키고, 상기 커플링된 신호를 검출하는 제1 방향성 커플러 및 검출기(254)와; 상기 검출된 신호의 크기를 감쇄시키는 고정 감쇄기(255)와; 상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제1 증폭기(256)와; 상기 증폭된 신호 크기를 특정한 레벨로 감쇄시키는 디지털 가변 감쇄기(257)와; 상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제2 증폭기(258)와; 상기 제2 증폭기(258)에 의해 증폭된 신호를 통과시키고, 국부 신호 누설 전력(선행하는)을 억압시키는 격리기(259)와; 상기 격리기(259)를 통과한 수신 신호의 주파수를 하향 변환 또는 상향변환을 시키는 주파수 변환기(260)와; 상기 주파수 변환기로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역 이하의 신호만 통과시키고, 국부 신호 및 RF 신호를 차단시키는 저역 통과 필터(261)와; 상기 저역 통과 필터로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역신호의 출력레벨을 검출하는 제2 방향성 커플러 및 검출기(262)로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 DRRM 고도 모의 발생기의 국부/저고도 카드의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 5는 상기 국부/저고도 카드(270)의 구성을 예로서 나타낸 도이며, 이 분야의 통상의 기술을 가진자가 도 2의 국부/저고도 카드(270)의 기능 설명을 근거로 국부/저고도 카드(270)를 다양한 회로로 구현할 수도 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 국부/저고도 카드(270)는, 기준 신호를 발생하는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)(271)와; 상기 기준 신호를 분배하는 제1 전력 분배기(272)와; 전파 고도계의 주파수 국부 신호(전파 고도계 내부에서 사용되는 자체 신호)를 발생하는 제1 위상 고정발진기(273)와; 상기 전파 고도계 주파수 국부 신호를 증폭시키는 제1 증폭기(274)와; 상기 증폭된 전파 고도계 주파수 국부 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제1 방향성 커플러(275)와; 상기 특정한 레벨로 커플링된 전파고도계 주파수 국부 신호를 분배하는 제2 전력 분배기(276)와; 상기 전파고도계 주파수 국부신호의 출력 레벨을 검출하는 제1 검출기(277)와; 상기 클럭 신호(일정한 크기의 클럭 신호)를 발생하는 제2 위상 고정 발진기(278)와; 상기 클럭 신호를 증폭시키는 제2 증폭기(279)와; 상기 증폭된 클럭 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제2 방향성 커플러(280)와; 상기 제2 방향성 커플러(280)로부터 출력된 특정한 레벨로 커플링된 클럭 신호를 분배하는 제3 전력 분배기(281)와; 상기 특정 레벨로 커플링된 클럭 신호 중에서 기준 신호 이상을 검출하는 제2 검출기(282)로 구성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 회로를 예시적으로 나타낸 예시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치의 회로는, 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 송신 신호(전파)를 수신하고, 그 송신 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 전파 차폐기(100)와; 고도 모의 신호를 위한 지연 시간(Delay Time) 명령을 발생하는 제어기(300)와; 상기 전파 차폐기(100)로부터 출력된 송신 신호를 디지털 고주파 기억장치(DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 송신 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM(digital radio frequency memory) 고도 모의 발생기(200)로 구성될 수 있으며, 상기 전파 차폐기(100)는 상기 DRFM 고도 모의 발생기(200)로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 상기 제어기(300)의 제어 하에 자체 점검 기능을 수행하기 위해 상기 전파 차폐기(100)에 송/수신 신호를 제공하는 분석기(400)를 더 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 특정 간격(예를 들면, 1m 이하)으로 주기적 또는 비주기적으로 다양한 고도를 모의할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 소형화를 할 수 있고, 휴대성이 용이하여 실내 및 실외의 환경에서 사용이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 신호를 빠르게 처리할 수 있고, 빠른 신호 처리로 인해 정확한 응답 특성이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 디지털 고주파 메모리의 특성을 이용함으로써 신호의 왜곡없이 송수신이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 가변 고도 모의 장치는, 터치 방식의 수동 조작 및 제어기 인터페이스를 통한 다양한 프로그램 방식의 자동화 점검이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제1 전파 차폐기 200 : DRFM 고도 모의 발생기
300 : 제어기 400 : 분석기
500 : 제2 전파 차폐기
300 : 제어기 400 : 분석기
500 : 제2 전파 차폐기
Claims (7)
- 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기와;
고도 모의 신호를 위한 지연 시간 명령을 발생하는 제어기와;
상기 제1 전파 차폐기로부터 출력된 고도 신호를 디지털 고주파 기억장치(digital radio frequency memory,DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 고도 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM 고도 모의 발생기와;
상기 DRFM 고도 모의 발생기로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기의 제어 하에, 상기 가변 고도 모의 장치를 점검하기 위한 점검 신호를 발생하고, 상기 제1 전파 차폐기, 제어기, DRFM 고도 모의 발생기, 제2 전파 차폐기를 순서대로 경유한 상기 점검 신호를 근거로 상기 가변 고도 모의 장치의 이상 유무를 검출하는 분석기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 DRFM 고도 모의 발생기는,
DRFM 카드와;
상기 제1 전파 차폐기로부터 상기 고도 신호를 수신하여 저고도 모의 및 고고도 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 상기 DRFM 카드에 제공하고, 상기 DRFM 카드의 출력 신호의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어하는 송수신 카드와;
상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드에 상기 클럭 신호를 제공하는 국부/저고도 카드와;
상기 DRFM 고도 모의 발생기에 전원을 제공하는 전원 카드와;
상기 송수신 카드, 상기 국부/저고도 카드, 상기 DRFM 카드를 제어하고, 상기 제어기와 통신 기능을 수행하는 제어 카드를 포함하며, 상기 DRFM 카드는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드에 출력하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 제 3 항에 있어서, 상기 DRFM 카드는,
상기 고도 모의 신호의 경로 또는 점검 신호의 경로를 선택하는 제1 고주파 스위치와;
상기 클럭 신호를 근거로 상기 제1 고주파 스위치로부터 수신된 고도 모의 신호 또는 점검 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기와;
상기 변환된 디지털 신호를 저장하는 메모리와;
상기 디지털 신호를 근거로 상기 모의 신호를 계산하고, 상기 메모리에 대해 읽기 및 쓰기 기능을 수행하는 FPGA(field programmable gate array)와;
상기 모의 신호의 경로 또는 상기 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치와;
상기 클럭 신호를 근거로 상기 모의된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기와;
상기 클럭 신호를 상기 아날로그-디지털 변환기와 상기 디지털-아날로그 변환기 쪽으로 분배하는 전력 분배기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 제 4 항에 있어서, 상기 송수신 카드는,
상기 전파 차폐기의 안테나로부터 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호를 저고도 모의 경로와 고고도 모의 경로로 선택하는 제1 고주파 스위치와;
상기 고도 신호의 경로 또는 점검 신호의 경로를 선택하는 제2 고주파 스위치와;
상기 고도 신호의 주파수를 통과시키는 대역 통과 필터와;
상기 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호와 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송할 고도 모의 신호를 일정한 데시벨로 커플링시키고, 상기 커플링된 신호를 검출하는 제1 방향성 커플러 및 검출기와;
상기 검출된 신호의 크기를 감쇄시키는 고정 감쇄기와;
상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제1 증폭기와;
상기 증폭된 신호 크기를 특정한 레벨로 감쇄시키는 디지털 가변 감쇄기와;
상기 감쇄된 신호 크기를 전파 고도계 주파수로 증폭시키는 제2 증폭기와;
상기 제2 증폭기에 의해 증폭된 신호를 통과시키고, 국부 신호의 누설 전력을 억압시키는 격리기와;
상기 격리기를 통과한 신호의 주파수를 하향 변환 또는 상향변환을 시키는 주파수 변환기와;
상기 주파수 변환기로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역 이하의 신호만 통과시키고, 국부 신호 및 무선 신호를 차단시키는 저역 통과 필터와;
상기 저역 통과 필터로부터 출력된 신호의 주파수에서 특정한 주파수 대역신호의 출력 레벨을 검출하는 제2 방향성 커플러 및 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 제 5 항에 있어서, 상기 국부/저고도 카드는,
기준 신호를 발생하는 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)와;
상기 기준 신호를 분배하는 제1 전력 분배기와;
상기 전파 고도계의 국부 신호를 발생하는 제1 위상 고정발진기와;
상기 국부 신호를 증폭시키는 제1 증폭기와;
상기 증폭된 전파 고도계 주파수 국부 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제1 방향성 커플러와;
상기 특정한 레벨로 커플링된 전파고도계 주파수 국부 신호를 분배하는 제2 전력 분배기와;
상기 전파고도계의 국부 신호의 출력 레벨을 검출하는 제1 검출기와;
상기 클럭 신호를 발생하는 제2 위상 고정 발진기와;
상기 클럭 신호를 증폭시키는 제2 증폭기와;
상기 증폭된 클럭 신호를 특정한 레벨로 커플링시키는 제2 방향성 커플러와;
상기 제2 방향성 커플러로부터 출력된 특정한 레벨로 커플링된 클럭 신호를 분배하는 제3 전력 분배기와;
상기 특정 레벨로 커플링된 클럭 신호 중에서 기준 신호 이상을 검출하는 제2 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치. - 전파 고도계의 송신 안테나로부터 발생한 고도 신호를 수신하고, 상기 고도 신호에 대해 왜곡, 간섭 및 손실을 보정하여 출력하는 제1 전파 차폐기와;
고도 모의 신호를 위한 지연 시간 명령을 발생하는 제어기와;
상기 제1 전파 차폐기로부터 출력된 고도 신호를 디지털 고주파 기억장치(digital radio frequency memory,DRFM)에 저장하고, 상기 지연 시간 명령에 대응하는 지연 시간이 경과한 후 상기 고도 신호를 출력함으로써 상기 고도 모의 신호를 발생하는 DRFM 고도 모의 발생기와;
상기 DRFM 고도 모의 발생기로부터 출력된 고도 모의 신호를 상기 전파 고도계의 수신 안테나로 전송하는 제2 전파 차폐기와;
상기 제어기의 제어 하에, 가변 고도 모의 장치를 점검하기 위한 점검 신호를 발생하고, 상기 제1 전파 차폐기, 제어기, DRFM 고도 모의 발생기, 제2 전파 차폐기를 순서대로 경유한 상기 점검 신호를 근거로 상기 가변 고도 모의 장치의 이상 유무를 검출하는 분석기를 포함하며, 상기 DRFM 고도 모의 발생기는,
DRFM 카드와;
상기 제1 전파 차폐기로부터 상기 고도 신호를 수신하여 저고도 모의 및 고고도 모의 경로를 선택하고, 상기 고도 신호의 주파수를 하향 변환하고, 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 상기 DRFM 카드에 제공하고, 상기 DRFM 카드의 출력 신호의 주파수를 상향 변환하고, 상기 상향 변환된 주파수를 갖는 출력 신호의 이득을 제어하는 송수신 카드와;
상기 주파수의 변환을 위한 국부 신호와, 아날로그-디지털 신호 변환기 및 디지털-아날로그 신호 변환기를 제어하기 위한 클럭 신호를 생성하고, 상기 송수신 카드에 상기 국부 신호를 제공하고, 상기 DRFM 카드에 상기 클럭 신호를 제공하는 국부/저고도 카드와;
상기 DRFM 고도 모의 발생기에 전원을 제공하는 전원 카드와;
상기 송수신 카드, 상기 국부/저고도 카드, 상기 DRFM 카드를 제어하고, 상기 제어기와 통신 기능을 수행하는 제어 카드를 포함하며, 상기 DRFM 카드는 상기 클럭 신호를 근거로 상기 하향 변환된 주파수를 갖는 고도 신호를 아날로그에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호를 근거로 고도 모의를 한 후 상기 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 그 변환된 아날로그 신호를 상기 송수신 카드에 출력하는 것을 특징으로 하는 가변 고도 모의 장치.
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