KR101336833B1 - 방호시설 차폐효과 감시 시스템 - Google Patents

방호시설 차폐효과 감시 시스템 Download PDF

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Abstract

방호시설 차폐효과 감시 시스템이 개시된다. 상기 방호시설 차폐효과 감시 시스템은 방호벽 외부 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 일단에 연결된 신호발생기에서 생성된 RF신호를 방사하는 외부 동축 케이블; 상기 방호벽 내부 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 상기 RF신호를 수신하는 내부 동축 케이블 및 상기 내부 동축 케이블의 일단에 연결되며 수신된 RF신호를 이용하여 상기 방호벽의 차폐효과를 분석하는 분석부를 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템을 제공한다.

Description

방호시설 차폐효과 감시 시스템{MONITORING SYSTEM FOR SHIELD EFFECT OF EMP SHELTER}
본 발명은 방호시설 차폐효과 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 EMP(ElectroMagnetic Pulse)를 차폐하기 위한 방호시설의 차폐효과를 감시하기 위한 방호시설 차폐효과 감시 시스템에 관한 것이다.
EMP는 자연 또는 인위적으로 발생하는 큰 에너지를 말하는 것으로, 자연적인 EMP는 낙뢰를 들 수 있고, 인공적인 EMP는 핵폭탄이나 전자 폭탄의 폭발시 발생하는 강력한 에너지의 펄스를 들 수 있다.
이와 같이 EMP에 노출된 전자기기들은 큰 에너지 펄스의 영향에 의해 오동작 내지는 파손에 이르는 심각한 타격을 받을 수 있으며 중요한 업무의 기능을 하는 전자기기에 대하여는 외부의 예상치 못한 EMP로부터 보호하기 위한 수단을 강구하는 것이 시급한 현실에 있다.
이에 따라 최근에는 유사시에 발생될 수 있는 EMP로부터 개인은 물로 국가 또는 자치단체의 중요 시설 또는 보안시설을 보호 및 방호하고, 금융기관의 전산망 또는 중요 기기를 보호 및 방호하기 위한 다양한 방안이 연구 및 개발되고 있으며, 이 같은 다양한 장비의 방호 개념 중 하나인 방호시설에 대한 선행특허가 제10-0990828호에 공지되어 있다.
그러나 방호시설의 경우 시간의 경과나 외부적 요인 등에 의하여 EMP차폐효과 성능이 저하되어 원하는 목적을 달성할 수 없게 된다. 따라서 방호시설의 차폐효과에 대한 성능을 측정하기 위하여 SELD(Shielded Enclosure Leakage Detection)방법 등을 이용하고 있지만, 측정자가 수신프로브를 이용하여 이동하면서 방호시설 각 지점에서 측정을 해야하고, 약 100kHz이하의 저주파수 대역에 대한 신호만을 측정하여 성능을 진단한다는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방호시설의 방호벽의 모든 위치에서의 차폐효과를 동시에 감시할 수 있고, 넓은 대역폭의 주파수 신호에 대한 차폐효과를 감시할 수 있는 방호시설 차폐효과 감시 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 방호벽 외부 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 일단에 연결된 신호발생기에서 생성된 RF신호를 방사하는 외부 동축 케이블; 상기 방호벽 내부 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 상기 RF신호를 수신하는 내부 동축 케이블 및 상기 내부 동축 케이블의 일단에 연결되며 수신된 RF신호를 이용하여 상기 방호벽의 차폐효과를 분석하는 분석부를 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템을 제공한다.
상기 외부 동축 케이블 및 내부 동축 케이블은 복수개의 슬롯이 형성되어 있는 누설 동축 케이블(Leaky Coaxial Cable)일 수 있다.
상기 내부 동축 케이블은 복수개의 슬롯을 통하여 RF신호를 수신할 수 있다.
상기 분석부는 상기 복수개의 슬롯을 통하여 수신되는 RF신호를 이용하여 상기 방호벽의 차폐효과를 분석할 수 있다.
상기 외부 동축 케이블의 일단 및 상기 신호발생기 사이에 설치되는 신호증폭기를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분석부는, 상기 수신된 RF신호를 증폭시키는 전치 증폭기; 상기 RF신호의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석기 및 상기 스펙트럼 분석기에서 분석한 스펙트럼 신호 세기를 기 설정된 값과 비교하여 상기 차폐효과의 양호 여부를 진단하는 MCU를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 분석부의 차폐효과 분석결과를 외부에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 MCU는 상기 스펙트럼 신호 세기가 기 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이부를 제어하여 경고 신호를 외부에 표시할 수 있다.
상기 RF신호의 주파수는 100MHz 내지 2.5GHz일 수 있다.
상기 외부 동축케이블의 타단 및 상기 내부 동축케이블의 타단은 종단 저항이 연결될 수 있다.
상기 분석부 및 상기 신호발생기는 상기 방호벽을 관통하는 관통구를 통하여 광케이블로 연결될 수 있다.
본 발명인 방호시설 차폐효과 감시 시스템은 방호시설의 방호벽 모든 위치에서의 차폐효과를 상시적으로 동시에 감시할 수 있고, 넓은 대역폭의 주파수 신호에 대한 차폐효과를 감시할 수 있다.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 방호시설 차폐효과 감시 시스템의 구성도,
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 동축 케이블의 개념도 및
도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 분석부의 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 방호시설 차폐효과 감시 시스템의 구성도, 도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 동축 케이블의 개념도 및 도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 분석부의 블록도이다.
도1 을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방호시설 차폐효과 감시 시스템은 방호벽(40) 외벽 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 일단에 연결된 신호발생기에서 생성된 RF신호를 방사하는 외부 동축 케이블(10), 방호벽(40) 내벽 둘레를 따라 소정 간격 이격되어 설치되며 상기 RF신호를 수신하는 내부 동축 케이블(20), 상기 내부 동축 케이블(20)의 일단에 연결되어 수신된 RF신호를 이용하여 방호벽(40)의 차폐효과를 분석하는 분석부(30) 및 분석부(30)의 차폐효과 분석결과를 외부에 표시하는 디스플레이부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 외부 동축 케이블(10)은 EMP(Electromagnetic Pulse)방호시설의 방호벽(40) 외부 둘레를 따라 일정 간격 이격되어 포설될 수 있으며, 예를 들면 수 미터(m) 이격되어 포설될 수 있다.
외부 동축 케이블(10)의 일단은 신호발생기와 신호 증폭기(13)에 연결되며 타단에는 종단 저항(terminating resistance)(11)이 연결될 수 있다.
도2 를 참조하면, 외부 동축 케이블(10)은 누설 동축 케이블(leakage coaxial cable)로 동축 케이블의 외부 도체에 일정한 간격으로 슬롯(s)이 형성되어 전파를 외부에 방사시키거나 외부로부터의 전파 신호를 슬롯(s)을 통하여 수신할 수 있다.
외부 동축 케이블(10)은 일단에 연결된 신호발생기로부터 생성된 RF신호를 인가받아 외부로 방사시킬 수 있다. 신호발생기로부터 생성된 RF신호는 신호 증폭기(13)를 통하여 증폭되고, 증폭된 신호는 외부 동축 케이블(10)을 통하여 외부로 방사된다.
외부 동축 케이블(10)은 신호발생기로부터 RF신호를 인가받고, 예를 들면 100MHhz 내지 2.5GHz의 RF신호를 외부로 방사시킬 수 있다.
다음으로, 내부 동축 케이블(20)은 EMP방호시설의 방호벽(40) 내부 둘레를 따라 일정 간격 이격되어 포설될 수 있으며, 예를 들면 수 미터(m) 이격되어 포설될 수 있다.
내부 동축 케이블(20)의 일단은 분석부(30)에 연결되며 타단에는 종단 저항(21)이 연결될 수 있다.
도2 를 참조하면, 내부 동축 케이블(20)은 누설 동축 케이블로 동축 케이블의 외부 도체에 일정한 간격으로 슬롯(s)이 형성되어 전파를 외부에 방사시키거나 외부로부터의 전파 신호를 수신할 수 있다.
외부 동축 케이블(10)에서 방사한 RF신호는 내부 동축 케이블(20)의 슬롯(s)을 통하여 입사하게 되며, 내부 동축 케이블(20)은 슬롯(s)을 통해 RF신호를 수신할 수 있다.
또는, RF신호의 세기나 주파수 범위, 방호벽(40)의 차폐 효과 정도에 따라 다이폴 안테나를 추가적으로 설치하여 RF신호를 수신할 수 있다.
분석부(30)는 내부 동축 케이블(20)에서 수신한 RF신호를 이용하여 방호시설의 차폐효과를 분석할 수 있다.
도3 을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 분석부(30)는 수신된 RF신호를 증폭시키는 전치 증폭기(31), RF신호의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석기(32) 및 스펙트럼 분석기(32)에서 분석한 스펙트럼 신호 세기를 기 설정된 값과 비교하여 방호벽(40) 차폐효과의 양호 여부를 진단하는 MCU(33)(Micro Controller Unit)를 포함하여 구성될 수 있다.
전치 증폭기(31)는 수신된 RF신호를 스펙트럼 분석기(32)가 분석 할 수 있는 레벨까지 신호를 증폭시킬 수 있다.
스펙트럼 분석기(32)는 증폭된 RF신호의 신호 세기를 검출할 수 있다. MCU(33)는 스펙트럼 분석기(32)에서 검출한 신호의 세기가 기 설정된 범위 내라면 방호벽(40)의 차폐효과가 양호한것으로 진단하며, 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 방호벽(40)의 차폐효과가 양호하지 않은 것으로 진단할 수 있다.
방호벽(40) 외부에서 방사된 RF신호의 세기는 방호벽(40)을 거쳐 내부로 전파됨에 따라 방호벽(40)의 차폐효과만큼 감쇠되어 전달된다. 그러나 갱년변화 또는 외부요인 등에 의하여 방호벽(40)이 손상되어 차폐효과가 감소될 수 있다.
따라서, MCU(33)는 최초 방호벽(40)의 차폐효과 정도나 요구되는 차폐효과 정도를 이용하여 감쇠된 신호 세기를 비교하기 위한 범위를 설정할 수 있다.
MCU(33)는 검출된 신호의 세기가 기 설정된 범위 내에 존재하는지 판단할 수 있으며, 차폐효과가 양호한지 여부를 진단할 수 있다.
디스플레이부(50)는 분석부(30)의 차폐효과 분석결과를 외부에 표시할 수 있다. 디스플레이부(50)는 MCU(33)의 제어에 따라 스펙트럼 신호 세기가 기 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우 경고 신호를 외부에 표시할 수 있다.
분석부(30)는 방호벽(40)을 관통하는 관통구를 통하여 신호발생기와 연결될 수 있다. 분석부(30)와 신호발생기는 예를들면 광케이블로 연결되어 데이터 통신을 수행할 수 있다.
신호발생기는 생성된 신호의 세기, 주파수, 생성 시각 등의 정보를 분석부(30)에 전달할 수 있으며, MCU(33)는 수신된 정보를 이용하여 스펙트럼 분석기(32)에서 검출한 RF신호의 세기와 비교하기 위한 범위를 설정할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 외부 동축 케이블
11, 21: 종단 저항
12: 신호발생기
13: 신호증폭기
20: 내부 동축 케이블
30: 분석부
40: 방호벽
50: 디스플레이부
60: 도파관
70: 광케이블

Claims (11)

  1. 방호벽 외부 둘레를 둘러싸도록 소정 간격 이격되어 연속적으로 설치되며 외부 도체에 형성된 복수개의 슬롯을 통하여 일단에 연결된 신호발생기에서 생성된 RF신호를 방사하는 외부 동축 케이블;
    상기 방호벽 내부 둘레를 둘러싸도록 소정 간격 이격되어 연속적으로 설치되며 외부 도체에 형성된 복수개의 슬롯을 통하여 상기 RF신호를 수신하는 내부 동축 케이블 및
    상기 내부 동축 케이블의 일단에 연결되며 상기 내부 동축 케이블의 복수개의 슬롯별로 수신되는 RF신호를 이용하여 상기 방호벽의 차폐효과를 분석하는 분석부를 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 외부 동축 케이블의 일단 및 상기 신호발생기 사이에 설치되는 신호증폭기를 더 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 수신된 RF신호를 증폭시키는 전치 증폭기;
    상기 RF신호의 스펙트럼을 분석하는 스펙트럼 분석기 및
    상기 스펙트럼 분석기에서 분석한 스펙트럼 신호 세기를 기 설정된 값과 비교하여 상기 차폐효과의 양호 여부를 진단하는 MCU를 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석부의 차폐효과 분석결과를 외부에 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템
  8. 제7항에 있어서,
    상기 MCU는 상기 스펙트럼 신호 세기가 기 설정된 값의 범위를 벗어나는 경우 상기 디스플레이부를 제어하여 경고 신호를 외부에 표시하는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 RF신호의 주파수는 100MHz 내지 2.5GHz인 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 외부 동축케이블의 타단 및 상기 내부 동축케이블의 타단은 종단 저항이 연결되어 있는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 분석부 및 상기 신호발생기는 상기 방호벽을 관통하는 관통구를 통하여 광케이블로 연결되는 방호시설 차폐효과 감시 시스템.
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