KR101308588B1 - 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법 - Google Patents

레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이더에서 송·수신한 전파와 함께 음파 수신기에서 수신한 음파를 복합적으로 분석하여 움직이는 표적이 무엇인지 정확하고 신속하게 식별할 수 있는 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 시스템은 표적에서 발생하는 제1음파를 수신하는 음파 수신부, 상기 표적을 탐지하기 위해 전파를 송·수신하는 레이더, 상기 음파 수신부 및 레이더에서 각각 수신한 전파 및 제1음파를 분석하여 상기 표적을 식별하는 제어부 및 상기 제어부에서 비교·분석하여 식별된 상기 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법{RADAR SYSTEM AND METHOD FOR DISPLAYING SOUND WAVE OF TARGET IN THE SAME}
본 발명은 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이더에서 송·수신한 전파와 함께 음파 수신기에서 수신한 음파를 복합적으로 분석하여 움직이는 표적이 무엇인지 정확하고 신속하게 식별할 수 있는 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이더(RADAR : Radio Detection And Ranging) 장치는 표적에 일정하게 전파를 수신하고 표적에서 반사되는 전파를 수신함으로써, 송신과 수신 간의 시간을 계산하여 표적까지의 상대거리를 검출하고, 수신된 신호의 주파수 성분으로부터 그 상대속도 등을 계산하여 감지하는 장치로서, 인간의 가시거리 한계를 초월하여 원거리에 있는 물체의 존재를 탐지하며, 기상 여건이나 주야에 관계없이 전천후 기능으로 단거리부터 수평선 너머 지구 반대편의 장거리 물체까지 탐지할 수 있는 고유한 신호의 특성이 있기 때문에 기존의 광학 수단을 이용한 방식과는 완전히 다른 전자파 센서 장치이다.
레이더는 전자파를 이용하여 원거리의 표적을 볼 수 있는 전천후 전자의 눈으로서 항공 운항 및 관제, 지구 및 우주탐사, 기상관측, 선박 항해, 자동차 속도 측정 및 충돌방지 등의 민수용 뿐만 아니라, 조기경보, 항만감시, 대공방어, 미사일 유도통제 등의 군사용으로 사용된다.
이러한 레이더는 여러 가지 형태의 레이더가 있으며, 이는 전파 형태에 따라 크게 연속파 레이더와 펄스 레이더로 나뉘며, 연속파 레이더는 도플러 레이더와, FMCW 레이더로 나뉘고, 펄스 레이더는 펄스 도플러 레이더와 펄스 압축 레이더로 나뉜다. 이중 펄스 도플러 레이더 시스템(Pulse Doppler Radar System)은 표적물이 레이더 가시거리를 따라 속도를 갖고 움직일 경우 송신기에서 출력한 신호는 상기 표적물에 의한 도플러 효과(Doppler Effect)에 의해 송신 주파수와 비교해 천이된 신호로 수신기에 의해 수신된다.
펄스 도플러 레이더의 기본 원리는 전파를 짧은 펄스로 구획 지어서 방사하는 송신기와 송신안테나 및 목표로부터 되돌아오는 반사파를 수신하는 수신안테나와 수신기 그리고 지시기로 되어 있다. 따라서 펄스 변조된 송신 전파는 목표에 닿아 모든 방향으로 재방사하고, 이 재방사 전파 중 수신안테나 방향으로 오는 것이 수신되어, 목표의 존재의 탐지와 거리의 측정 및 수신기의 기능에 따라서는 레이더와 목표의 반지름 방향 상대속도 등을 측정할 수 있는 것이다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0009295호의 레이더 시스템 및 레이더 시스템에서의 스캔 속도 설정 방법은 표적을 탐지하기 위한 레이더, 상기 레이더에서 탐지된 표적을 표시하기 위한 표시부 및 미리 설정된 상기 레이더 주변 지역의 지형 및 환경 조건에 따라 상기 레이더 감시 구역별 스캔 속도를 달리 설정하고, 상기 설정된 스캔 속도에 따라 레이더를 구동시키는 제어부를 포함하는 레이더 시스템에 관한 기술이 제시되어 있다.
그러나, 상기 공개특허의 레이더 시스템에서는 표적의 움직임을 소리음, 즉 음파로 변환하여 표현하는 기술은 제안되어 있지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이더에서 탐지된 표적을 소리로 변환하여 이를 디스플레이하므로, 표적에 대한 정보를 용이하게 식별할 수 있는 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 레이더에서 송·수신한 전파와 함께 음파 수신기에서 수신한 음파를 복합적으로 분석하여 표적이 무엇인지 정확하고 신속하게 식별할 수 있는 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이더 시스템은 표적에서 발생하는 제1음파를 수신하는 음파 수신부, 상기 표적을 탐지하기 위해 전파를 송·수신하는 레이더, 상기 음파 수신부 및 레이더에서 각각 수신한 전파 및 제1음파를 분석하여 상기 표적을 식별하는 제어부 및 상기 제어부에서 비교·분석하여 식별된 상기 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 시스템의 제어부는 상기 레이더에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하고, 상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 시스템의 표시부는 상기 제어부에서 비교·분석된 제1음파 및 제2음파를 소노그램 방식으로 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법은 표적을 탐지하기 위해 레이더에서 전파를 송·수신하고, 상기 표적에서 발생하는 제1음파를 음파 수신부에서 수신하는 S1단계, 상기 레이더에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하는 S2단계, 상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 S3단계 및 상기 식별된 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 S4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법의 S4단계는 상기 S3단계에서 비교·분석한 제1음파 및 제2음파를 소노그램 방식으로 디스플레이하는 것이다.
본 발명에 따른 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 의하면 레이더에서 탐지된 표적을 소리로 변환하여 이를 디스플레이하므로, 표적에 대한 정보를 용이하게 식별할 수 있는 효과가 있다.
또한, 레이더 시스템 및 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 의하면 레이더에서 송·수신한 전파와 함께 음파 수신기에서 수신한 음파를 복합적으로 분석하여 표적이 무엇인지 정확하고 신속하게 식별할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이더 시스템의 내부구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이더 시스템의 표시부에서 표적 정보를 디스플레이하는 화면을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법을 도시하는 공정도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이더 시스템의 내부구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이더 시스템은 크게 음파 수신부(120), 레이더(110), 제어부(130) 및 표시부(140)를 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 본 발명에 따른 레이더 시스템은 표적에서 발생하는 제1음파를 수신하는 음파 수신부(120), 상기 표적을 탐지하기 위해 전파를 송·수신하는 레이더(110), 상기 레이더(110)에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하고, 상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 제어부(130) 및 상기 제어부(130)에서 비교·분석하여 식별된 상기 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 표시부(140)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 레이더 시스템은 1km 이내의 근거리는 물론, 1~10km의 중거리와 10km 이상의 장거리에서 움직이는 표적에 대한 정보를 제공하는 것으로서, 민수용 또는 군사용 모두에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 음파 수신부(120)는 움직이는 표적에서 발생하는 제1음파를 수신하는 역할을 한다. 그리고 상기 제1음파는 표적의 움직이는 속도와 무관하게 표적을 식별하는 자료로 사용할 수 있다.
예를 들어, 일반적인 레이더 송수신 장치만을 사용하는 경우에는 표적의 이동 속도 등의 자료만으로 표적을 식별해야 한다. 따라서 야생 동물과 자동차가 동일한 속도로 움직이는 경우에는, 레이더에서 송·수신한 전파 자료만으로는 표적이 무엇인지 정확하게 식별하기 어렵고, 표적이 무엇인지 확인 내지 유추하는데 많은 시간이 걸리게 된다.
이러한 경우, 상기 제1음파를 수신하여 활용함으로써, 움직이는 표적 자체에서 발생하는 음파를 통해 동물에서 발생하는 음파(예를 들어, 동물이 내는 울음소리, 동물이 걷는 소리 등)인지 또는 자동차에서 발생하는 음파(예를 들어, 엔진 소리, 바퀴 소리 등)인지를 확인함으로써 표적을 정확하고 신속하게 식별할 수 있다. 한편, 상기 음파 수신부에서 수신한 제1음파를 통해 표적을 식별하는 기능은 후술할 제어부에서 수하게 된다.
본 발명에 따른 레이더(110)는 표적을 탐지하는 역할을 하는 것으로서, 전파를 발생하는 송신기, 전파를 방사하는 안테나(스캐너), 표적에서 반사된 전파를 수신하는 수신기를 포함하여 구성되는 것을 예시할 수 있다.
본 발명에 따른 제어부(130)는 방사한 전파와 표적에서 반사된 전파의 주파수 변화를 이용하여 표적의 이동 속도 및 표적과의 거리를 계산하고 이를 저장하는 역할을 한다.
그리고 상기 제어부는 수신된 전파를 제2음파로 변환하는 역할을 하는 것이다. 상기 제어부에서 전파를 제2음파로 변환하는 것은, 예를 들어, 라디오 수신장치 등을 이용하여 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 수신된 전파에서 미리 설정된 주파수 범위 내의 전파를 선택 내지 선별하는 동조회로, 전파를 증폭하는 증폭기, 검파회로, 전파를 음파로 출력하는 출력부를 포함하여 구성하는 것을 예시할 수 있다. 그리고 제어부에서 최종적으로 변환된 음파는 가청 주파수, 가청 주파수 이상의 초음파 및 가청 주파수 이하의 초저음파 중에서 필요에 따라 선택될 수 있다.
또한, 본 발명의 제어부(130)는 음파 수신부에서 수신한 제1음파 및/또는 제어부에서 변환된 제2음파에서 표적에 대한 정보를 식별하는 역할을 한다. 이때, 본 발명의 레이더 시스템이 사용되는 목적, 예를 들어, 침입자를 감시하는 군사용 내지 감시용으로 사용되는 경우에는 그 목적에 맞는 대상 표적에 대한 기본 음파 정보를 미리 저장하게 된다. 그리고, 상기 제어부에 저장되는 음파 정보에는 상기한 대상 표적에 대한 기본 음파 정보와 함께 주변에 서식하는 동물에 의해 발생되는 음파, 이동하는 차량의 종류에 따라 발생하는 음파(소형 지프 차량, 전차 등) 및 그 지역 특유 환경(강, 폭포 등)에 따른 각종 음파 정보를 저장하게 된다.
이러한 음파 정보를 저장하는 저장매체의 종류에는 특별한 제한이 없으며, RAM, ROM, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리 등을 예시할 수 있다.
결론적으로, 상기 제어부에서는 상기 저장된 표적 및 각종 음파 정보와 음파 수신기에서 수신한 제1음파, 전파를 변환한 제2음파를 서로 비교 및 분석하여 표적을 식별하게 된다. 그리고 식별한 표적 정보를 후술할 표시부로 송출하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 레이더 시스템의 표시부에서 표적 정보를 디스플레이하는 화면을 촬영한 사진이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시부(140)는 상기 제어부에서 비교·분석하여 얻은 상기 표적에 대한 음파 정보를 디스플레이하는 역할을 한다.
먼저, 상기 표시부는 레이더에서 송·수신한 전파를 통해 얻은 표적의 이동 속도 및 표적과의 거리 등을 디스플레이한다.
다음으로, 상기 표시부에서는 제어부에서 비교·분석된 제1음파 및 제2음파 정보를 소노그램(sonogram) 방식으로 디스플레이한다. 여기서, 소노그램이란 사운드 스펙트럼에 대한 기록형식을 말한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 레이더 시스템에서는 표적에 대한 정보를 시각적으로 인식할 수 있는 기호, 문자, 색깔 및 그 조합의 형태로 디스플레이할 수 있기 때문에, 시스템 운용자는 표적에 대한 정보를 용이하게 확인할 수 있다.
결론적으로 본 발명의 표시부에서는 탐지된 표적이 예를 들어, 동물인지 침입하는 차량인지 여부와, 만일 탐지된 표적이 차량인 경우에 그 차량의 방위각 및 속도 변화 등을 쉽게 인식할 수 있도록 디스플레이한다.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법에 대한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 다만, 상술한 내용과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법을 도시하는 공정도로서, 본 발명에 따른 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법은 크게 전파 및 제1음파를 수신하는 S1단계와, 상기 전파를 제2음파로 변환하는 S2단계와, 제1, 2음파를 이용하여 표적을 식별하는 S3단계와, 표적 정보를 디스플레이하는 S4단계로 구성될 수 있다.
먼저, S1단계는 표적을 탐지하기 위해 레이더에서 전파를 송·수신하고, 상기 표적에서 발생하는 제1음파를 음파 수신부에서 수신하는 것이다. 다음으로, S2단계는 상기 레이더에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하는 것이다.
그리고 S3단계에서는 상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 것이다. 다음으로, S4단계에서 최종적으로 상기 식별된 표적에 대한 정보를 디스플레이하게 된다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
110 : 레이더
120 : 음파 수신부
130 : 제어부
140 : 표시부

Claims (5)

  1. 표적에서 발생하는 제1음파를 수신하는 음파 수신부;
    상기 표적을 탐지하기 위해 전파를 송·수신하는 레이더;
    상기 음파 수신부 및 레이더에서 각각 수신한 전파 및 제1음파를 분석하여 상기 표적을 식별하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 비교·분석하여 식별된 상기 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 표시부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 레이더에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하고, 상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 표시부는 상기 제어부에서 비교·분석된 제1음파 및 제2음파를 소노그램 방식으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템.
  4. 표적을 탐지하기 위해 레이더에서 전파를 송·수신하고, 상기 표적에서 발생하는 제1음파를 음파 수신부에서 수신하는 S1단계;
    상기 레이더에서 수신한 전파를 제2음파로 변환하는 S2단계;
    상기 제1음파 및 제2음파를 미리 저장된 표적들에 대한 음파 정보와 비교·분석하여 상기 표적을 식별하는 S3단계; 및
    상기 식별된 표적에 대한 정보를 디스플레이하는 S4단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 S4단계는 상기 S3단계에서 비교·분석한 제1음파 및 제2음파를 소노그램 방식으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템을 이용한 표적의 음파 표시 방법.
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