KR101510631B1 - Wireless communication system using helmet surface mounting multi-band antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 헬멧에 통신 장비가 일체형으로 구성된 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3중 대역에서 사용이 가능한 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용하여 외부와 무선 통신 가능한 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
현대전은 전장에서 벌어지는 전장정보를 다양한 감시 정찰자원을 통하여 공유, 식별, 판단하여 즉각적인 정밀타격으로 적을 무력화시키는 전술로 진화하고 있다.Modern warfare is evolving into a tactic for sharing, identifying and judging battlefield information through battlefield reconnaissance resources and neutralizing the enemy with immediate precision strike.
따라서, 지휘소에서는 전술 지휘 자동화 체계를 통하여 전장을 한눈에 보면서 판단하고, 최전선 소분대 전투원들과 통신망을 통하여 전장 정보를 공유하고 효과적인 임무수행과 생존력을 증대시킬 수 있는 통신체계가 요구되고 있다Therefore, the command post requires a communication system that can judge the battlefield at a glance through the tactical command automation system, share battlefield information with the combatants of the frontline subcomponents, and increase the effective mission performance and viability
이러한 작전을 위하여 현재 전투 부대에서는 도 1 에 도시된 바와 같은 무전기를 전투병의 X밴드 어깨 끈에 장착하여 음성 통신용으로 사용하고 있다.For the purpose of this operation, a combat unit, such as the one shown in FIG. 1, is mounted on the X-band shoulder strap of a combat bottle and is used for voice communication.
그러나, 현 운용 무전기는 무게와 긴 안테나 사용으로 기동시 흔들림과 돌출된 형태로 파손위험 증가 및 전투수행 시 실시간 기도비닉 의사전달을 제한하는 문제점이 있다. 또한, 작전 중 머리걸이 송수화기나 이어 마이크를 사용하는 경우에도, 연결선 길이가 어깨에서부터 귀까지 길게 노출되어 외부에 걸려 빠지거나, 좌우로 고개를 돌릴 경우 연결선에 의한 행동 반경이 제한되고 있다. However, the current radio has a problem in that it uses a weight and a long antenna to increase the risk of breakage due to vibration and protruding shape at the time of starting, and to limit the real - time airborne communication at the time of battle. In addition, even when using the headset handset or ear microphone during operation, the length of the connection line is exposed from the shoulder to the ear for a long time, and the movement radius of the connection line is limited when the head is turned away from the outside.
현재 사용 중인 무전기는 158MHz 대역 음성 데이터 송수신만 하고 있지만, 미래의 전장에서는 전장의 영상과 전투원의 생존상태정보를 전송하여 지휘소에서 빠른 판단을 통하여 전투작전 및 부대운영 효율성을 증대시켜야 한다. 또한, 국가재난 안전 통신망을 공유하여 소방, 경찰, 지방자치단체 등과 협조하고 재난 상황을 빠르게 공유 및 판단하고 일사분란하게 재난 구조 작전을 할 수 있는 민관군 "통합 통신망 운용 헬멧" 개발 사용에 관한 요구가 증대하고 있다. Currently, the transceiver only transmits and receives voice data at 158MHz. However, in future battlefields, it is necessary to transmit the image of the battlefield and the survival status of the combatant so as to increase the combat operation and the efficiency of the combat operations through quick judgment at the command post. In addition, there is a demand for the development and use of the "Unified Communication Network Operation Helmet" by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, which can share the national disaster safety communication network and cooperate with firefighting, police, and local autonomous entities, .
즉, 작전 중 각 전투병과의 음성, 영상 정보 교환 및 생존 상태를 실시간으로 모니터링 하고, 양손이 자유로운 전투원 통합 통신 헬멧 시스템 운용으로 NCW(Network Centric Warfare)의 완벽한 최전선 작전개념이 완성되어야 한다. In other words, NCW (Network Centric Warfare) 's complete front - line operation concept should be completed by monitoring real - time voice and image information exchange and survival with each combatant during operations,
한편, 헬멧에 장착되는 안테나와 관련해서는, Development of Compact Wearable Antenna", Yuma ONO, Yoshinobu OKANO, Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2012 IEEE International Conference on, pp.1~4, Nov. 2012.(이하, '선행문헌')에 개시되어 있다. In the meantime, regarding the antenna mounted on the helmet, "Development of Compact Wearable Antenna", Yuma ONO, Yoshinobu Okano, Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2012 IEEE International Conference on pp.1-4, Nov. 2012 Quot; Prior Art Document ").
상기한 선행문헌은, 도 2 에 도시된 바와 같이 안테나가 돌출되어 형성됨으로써 파손의 위험이 있어 적합하지 않은 문제점이 있었다. The above-mentioned prior art has a problem in that the antenna is protruded as shown in Fig.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 3중 대역(150MHz, 700MHz, 2.4GHz)에서 통신 가능한 안테나가 은폐가 가능하도록 헬멧 표면에 부착되며, 3중 대역 안테나를 통해 통신하는 무선 송신기가 헬멧 내측에 설치됨으로써, 카메라, GPS 및 생체측정 센서 등으로부터 취득한 정보를 외부로 전송할 수 있는 시스템을 제공함에 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a wireless transmitter that is attached to the surface of a helmet so that an antenna capable of communicating in a triple band (150 MHz, 700 MHz, 2.4 GHz) Is provided inside the helmet to thereby enable a system capable of transmitting information acquired from a camera, a GPS, a biometric sensor, and the like to the outside.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 각 대역별로 전송하는 정보의 종류를 달리하되, 취득 영상, 착용자의 위치정보, 생체정보, 음성정보 및 모로스 부호정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 표면에 부착된 다중 대역 안테나를 이용하여 외부로 전송하며, 외부로부터 전송된 또는 취득한 음성 및 영상 중, 적어도 하나 이상의 정보를 출력하는 헬멧; 및 상기 헬멧으로부터 수신한 대역별 정보를 출력하는 정보 출력장치; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless communication system using a multi-band antenna for helmet surface mounting, A helmet for transmitting at least one piece of information among information and morse code information to the outside using a multi-band antenna attached to the surface, and outputting at least one piece of information of the voice and image transmitted or obtained from the outside; And an information output device for outputting band-specific information received from the helmet; .
또한 상기 헬멧은, 본체; 상기 본체의 외측 표면에 부착되는 다중 대역 안테나; 상기 본체에 설치되어, 영상을 취득하는 카메라; 상기 본체에 설치되어, GPS 위성으로부터 위치정보를 수신하는 GPS부; 상기 본체의 턱끈에 설치된 맥박 센서로서, 착용자의 맥박을 취득하는 생체정보 측정부; 상기 본체에 설치된 마이크로서, 착용자의 음성을 취득하는 음성 입력부; 상기 본체에 설치되어, 모로스 부호를 발생시킬 수 있는 부저를 이용하여 모로스 부호정보를 입력받는 모로스 부호 전신부; 상기 본체에 설치된 스피커 또는 이어폰으로서, 외부로부터 전송된 음성을 출력하는 음성 출력부; 착용자가 시각적으로 확인 가능하도록 상기 본체 일측에 설치되어, 상기 카메라를 통해 취득한 영상 또는 외부로부터 전송된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부; 상기 본체의 내부에 안착될 수 있는 곡면형상으로서, 헬멧 전원을 공급하는 배터리; 및 각 대역별로 전송하는 정보의 종류를 달리하되, 상기 본체의 내측에 설치되어, 상기 다중 대역 안테나를 통해 다중 대역에서 외부로 정보를 전송하는 무선 송신부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The helmet may further comprise: a body; A multiband antenna attached to an outer surface of the body; A camera installed in the main body for acquiring an image; A GPS unit installed in the main body, for receiving position information from a GPS satellite; A pulse sensor provided on a chin strap of the main body, the pulse sensor comprising: a biometric information measuring unit for acquiring a pulse of a wearer; A voice input unit for acquiring voice of a wearer; A morse code transmission unit installed in the main body and receiving Moros code information using a buzzer capable of generating a Moros code; A speaker or an earphone installed in the main body, the speaker or earphone including: an audio output unit for outputting audio transmitted from the outside; A display unit installed at one side of the main body so as to be visually recognizable by a wearer and displaying an image acquired through the camera or an image transmitted from the outside; A curved surface shape that can be seated inside the body, the battery comprising: a battery for supplying a helmet power; And a wireless transmitter for transmitting information from a plurality of bands to the outside through the multi-band antenna, wherein the wireless transmitter is installed inside the main body with different types of information to be transmitted for each band. And a control unit.
또한 상기 본체는, 방탄 재질인 것을 특징으로 한다.Further, the main body is a bullet-proof material.
또한 상기 본체의 내피는 고어텍스 재질인 것을 특징으로 한다.Further, the inner skin of the body is a Gore-Tex material.
또한 상기 다중 대역 안테나는, 서큘레이터(circulator)를 통해 송신 및 수신을 전환하되, 상기 본체의 상부를 감싸고 형성된 접지면과, 상기 접지면의 동축 케이블과 연결된 방사소자; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, the multi-band antenna includes a radiating element which is connected to a coaxial cable on the ground plane, a ground plane formed to surround the upper portion of the main body, and a transmission and reception switch via a circulator. And a control unit.
또한 상기 방사소자는, 급전부(feeding point)로부터 하측으로 수직하게 연장되는 급전선로, 상기 급전선로의 하측 끝단으로부터 ' ㄴ ' 자 형상으로 연장되어 상기 접지면과 연결되는 단락선로, 상기 단락선로의 수평선로에서 상측방향으로 형성된 오픈 스터브를 포함하는 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자; 및 상기 접지면으로부터 역 L자( 」) 형상으로 연장되어, 상기 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자의 좌측면을 제외하고 에두르는 형태로 구성되는 무급전 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The radiating element may further include a feeder line extending vertically downward from a feeding point, a shorting line extending in a 'C' shape from a lower end of the feeder line to be connected to the ground plane, A printed folded monopole antenna element including an open stub formed in an upward direction from a horizontal line; And a non-powered element extending in an inverted L-shape from the ground plane, except for the left side of the printed folded monopole antenna element; And a control unit.
또한 상기 무선 송신부는, 상기 카메라를 통해 취득한 영상정보에 상기 GPS부를 통해 취득한 위치정보 및 상기 생체정보 측정부를 통해 취득한 맥박정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 삽입하여, 상기 모로스 부호 전신부를 통해 취득한 모로스 부호정보 및 상기 음성 입력부를 통해 취득한 음성정보 중, 적어도 하나 이상의 정보와 함께 '착용자 취득 정보' 로 생성하여 2.4GHz 대역을 이용하여 외부로 전송하는 것을 특징으로 한다. Further, the radio transmitting unit may insert at least one piece of information among the positional information acquired through the GPS unit and the pulse information acquired through the biometric information measuring unit into the video information acquired through the camera, and transmits the morse code acquired through the morse code pre- And the voice information acquired through the voice input unit, together with at least one piece of information, as "wearer-acquired information", and transmits it to the outside using the 2.4 GHz band.
또한 상기 무선 송신부는, 150MHz 대역 및 700MHz 대역을 이용하여, 무전 음성 또는 재난통신 음성을 외부로 전송하는 것을 특징으로 한다. In addition, the radio transmission unit transmits the radio-controlled voice or the disaster communication voice to the outside using the 150 MHz band and the 700 MHz band.
또한 상기 정보 출력장치는, 2.4GHz 대역의 '착용자 취득 정보' 를 수신하여 출력하는 것을 특징으로 한다.Further, the information output apparatus is characterized in that it receives and outputs the 'wearer acquisition information' in the 2.4 GHz band.
그리고 상기 정보 출력장치는, 150MHz 대역의 무전 음성을 수신하여 출력하며, 700MHz 대역의 재난통신 음성을 수신하여 출력하는 것을 특징으로 한다.The information output device receives and outputs a radio-frequency voice in a 150 MHz band, and receives and outputs a disaster communication voice in a 700 MHz band.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 무전 주파수 대역, 재난통신망 주파수 대역, 영상정보 등의 전송이 가능한 Wi-Fi 대역을 모두 이용할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to use all the Wi-Fi bands capable of transmitting the radio frequency band, the disaster communication network frequency band, and the video information.
또한 본 발명에 따르면, 3중 대역 안테나가 반구형인 헬멧 표면에 부착됨으로써 불감지대를 최소화할 수 있으며, 각 착용자간 Ad-hoc 통신망 구성으로 지휘소와 1:1, 1:N 또는 N:N 통신채널 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the triple-band antenna is attached to the hemispherical helmet surface to minimize the dead zone, and a 1: 1, 1: N or N: N communication channel There is an effect that can be secured.
또한 본 발명에 따르면, 돌출된 형태가 아닌 헬멧 표면에 안테나가 부착 형성됨으로써 노출이 없고 파손 위험이 적으며, 착용자의 행동반경에 제한이 없다. 또한, 헤드셋이 적용될 수 있도록 귀 부분이 변형된 형상, 곡면형 배터리가 끼워질 수 있는 형상, 카메라가 전면에 설치되는 구조 등이 헬멧에 적용됨으로써 착용자의 양손의 자유로울 수 있다. 이에 따라, 재난시 또는 전장에서 군의 사용에 적합하며, 평시에는 대민지원에 적합한 효과도 있다. Further, according to the present invention, since the antenna is attached to the surface of the helmet instead of the protruding shape, there is no exposure, there is no risk of breakage, and there is no limit to the radius of action of the wearer. In addition, a deformed shape of the ear portion, a shape in which the curved battery can be fitted, a structure in which the camera is installed on the front surface, and the like are applied to the helmet so that the headset can be applied, thereby freeing both hands of the wearer. As a result, it is suitable for military use at disaster or battlefields, and it is also suitable for public support in the middle of the year.
그리고 본 발명에 따르면, 음성 정보 전달뿐 아닌, 착용자의 위치정보, 생체정보, 영상정보를 전달할 수 있어, 착용자의 현재상태 확인이 용이한 효과도 있다. According to the present invention, not only voice information transmission but also position information, biometric information, and image information of the wearer can be transmitted, and the present state of the wearer can be easily checked.
도 1 은 군용 무전기 장착을 보이는 일예시도.
도 2 는 종래 헬멧에 장착된 안테나를 보이는 일예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도.
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 헬멧에 관한 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 3중 대역 안테나가 본체 표면에 부착된 모습을 보이는 실제도.
도 7 은 본 발명에 따른 3중 대역 안테나에 관한 구성도.
도 8 은 본 발명에 따른 무선 송신부에 관한 구성도.
도 9 는 본 발명에 따른 무선 수신부에 관한 구성도.
도 10 은 본 발명에 따른 시스템을 전장에 적용한 모습을 보이는 일예시도.
도 11 은 본 발명에 따른 시스템을 화재진입에 적용한 모습을 보이는 일예시도.1 shows an example of mounting a military radio.
FIG. 2 is an exemplary view showing an antenna mounted on a conventional helmet; FIG.
3 is a general view schematically showing a wireless communication system using a multi-band antenna for surface mounting of a helmet according to the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing the construction of a helmet according to the present invention. FIG.
6 is an actual view showing a state in which a triple band antenna according to the present invention is attached to a surface of a body.
7 is a configuration diagram of a triple band antenna according to the present invention.
8 is a configuration diagram of a radio transmitter according to the present invention;
9 is a configuration diagram of a wireless receiver according to the present invention.
10 is an exemplary view showing a system in which the system according to the present invention is applied to an electric field.
FIG. 11 is a view showing an example in which the system according to the present invention is applied to fire entry. FIG.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템에 관하여 도 3 내지 도 11 을 참조하여 설명하면 다음과 같다. A wireless communication system using a multi-band antenna for helmet surface mounting according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 11. FIG.
도 3 은 본 발명에 따른 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템을 개념적으로 도시한 전체 구성도로서, 도시된 바와 같이 헬멧(100) 및 무선 수신부(300)를 포함하여 이루어진다. FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a wireless communication system using a multi-band antenna for helmet surface mounting according to the present invention, and includes a
헬멧(100)은 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 본체(110), 3중 대역 안테나(120), 카메라(130), GPS부(140), 생체정보 측정부(150), 음성 입력부(160), 모로스 부호 전신부(165), 음성 출력부(170), 디스플레이부(180), 배터리(190) 및 무선 송신부(200)를 포함하여 이루어진다.
4 and 5, the
본체(110)는 방탄 재질로서, 착용자의 두부형상에 따라 반구형상을 가지며, 그 내피는 고어텍스(Gore-tex) 재질의 소재가 사용되며, 부유망은 땀 배출이 원활한 섬유 소재가 사용될 수 있다.
The
3중 대역 안테나(120)는 도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이 본체(110)의 외측 표면에 부착되는 형태로서, 본체(110)의 상부를 감싸고 형성된 접지면(121), 접지면(121)의 동축 케이블(Coaxial cable)과 연결된 방사소자(122)를 포함한다.The
구체적으로, 방사소자(122)는 급전부(feeding point)로부터 하측으로 수직하게 연장되는 급전선로(122a-1), 급전선로(122a-1)의 하측 끝단으로부터 ' ㄴ ' 자 형상으로 연장되어 접지면(121)과 연결되는 단락선로(122a-2), 단락선로(122a-2)의 수평선로에서 상측방향으로 형성된 오픈 스터브(122a-3)를 포함하는 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자(122a)와, 접지면(121)으로부터 역 L자( 」) 형상으로 연장되어, 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자(122a)의 좌측면을 제외하고 에두르는 형태로 구성되는 무급전 소자(122b)를 포함한다. Specifically, the
이러한 3중 대역 안테나(120)는 서큘레이터(circulator)를 통해 송신 및 수신을 전환할 수 있다. The
상술한 바와 같이, 3중 대역 안테나(120)는 반구형인 본체(110) 표면에 부착됨으로써 불감지대를 최소화할 수 있으며, 각 착용자간 Ad-hoc 통신망 구성으로 지휘소와 1:1, 1:N 또는 N:N 통신채널 확보할 수 있다.
As described above, the triple-
카메라(130)는 방수형으로서, 본체(110)의 외측 정면에 설치되어, 전면 영상을 취득한다.
The
GPS부(140)는 본체(110)의 내측에 설치되어, GPS 위성으로부터 위치정보를 수신한다.
The
생체정보 측정부(150)는 본체(110)의 턱끈에 설치된 맥박 센서로서, 착용자의 맥박을 취득한다. 이러한 맥박 취득을 통해 착용자의 생존 여부를 확인할 수 있다. 이때, 생체정보 측정부(150)는 착용자의 체온을 측정할 수 있는 온도 센서가 추가될 수도 있다.
The
음성 입력부(160)는 본체(110)의 턱끈에 설치된 마이크로서, 착용자의 음성을 취득한다.
The
모로스 부호 전신부(165)는 적인 인접해 있어 무전으로 대화가 불가능할 시 사용할 수 있는 것으로, 본체(110)의 턱끈에 설치되어, 모로스 부호를 발생시킬 수 있는 부저를 이용하여 모로스 부호정보를 입력받는다. The morse
한편, 모로스 부호 전신부(165)는 무전 대역인 150MHz 대역을 이용하는 무전기의 스위치를 이용하여 모로스 부호정보를 발생시키고, 무선 송신부(200)를 이용하여 전송할 수도 있다.
On the other hand, the Morse
음성 출력부(170)는 본체(110)의 내측에 설치된 스피커로서, 외부로부터 전송된 음성을 출력한다. 이때, 음성 출력부(170)는 도 5 에 도시된 바와 같이 이어폰(175)이 별도로 형성될 수도 있다. The
한편, 음성 출력부(170)과 이어폰(175)은, 음성 입력부(160)와 일조로 연결되어 헤드셋(도 4 참조)으로 형성될 수 있다.
The
디스플레이부(180)는 착용자가 시각적으로 확인 가능하도록 본체(110)의 내부 일측에 설치되어, 카메라(130)를 통해 취득한 영상 또는 외부로부터 전송된 영상을 디스플레이한다.
The
배터리(190)는 본체(110)의 내부에 안착될 수 있도록, 본체(110)의 곡면에 적합한 고용량의 곡면형 배터리로서, 헬멧 전원을 공급한다.
The
무선 송신부(200)는 각 대역별로 전송하는 정보의 종류를 달리하되, 본체(110)의 내측에 설치되어, 도 8 에 도시된 바와 같이 3중 대역 안테나(120)를 통해 다채널로 3중 대역(150MHz, 700MHz, 2.4GHz)에서 외부로 정보를 전송한다.The
구체적으로, 무선 송신부(200)는 카메라(130)를 통해 취득한 영상정보에 GPS부(140)를 통해 취득한 위치정보, 생체정보 측정부(150)를 통해 취득한 맥박정보를 삽입하여, 모로스 부호 전신부(165)를 통해 취득한 모로스 부호정보 및 음성 입력부(160)를 통해 취득한 음성정보와 함께 '착용자 취득 정보' 로 생성하여 2.4GHz 대역을 이용하여 외부, 바람직하게 지휘소의 정보 출력장치(300)로 전송한다. Specifically, the
이때, 무선 송신부(200)는 인코더를 이용하여 영상정보를 압축하며, 압축된 영상정보에 위치정보, 맥박정보, 모로스 부호정보 및 음성정보를 삽입하고, 스크램블러를 통해 암호화한다.
At this time, the
또한, 무선 송신부(200)는 무전 대역인 150MHz 대역을 이용하여 무전 음성을 전송하고, 재난통신망 대역인 700MHz 대역을 이용하여 재난통신 음성을 전송한다. 이때, 무전 음성 및 재난통신 음성은, 타 헬멧 또는 지휘소의 정보 출력장치(300)로 전송될 수 있다. In addition, the
이에 따라, 무선 송신부(200)는 타 헬멧 또는 지휘소의 정보 출력장치(300)로부터 각종 정보를 수신하는 무선 수신부가 별도로 구비될 수 있다.
Accordingly, the
정보 출력장치(300)는 지휘소에 설치된 장치로서, 도 9 에 도시된 바와 같이 헬멧(100)의 무선 송신부(200)로부터 수신한 대역별 정보를 출력한다. The
구체적으로, 정보 출력장치(300)는 2.4GHz 대역의 '착용자 취득 정보' 를 수신하여 출력한다. 이때, 정보 출력장치(300)는 디스크램블러를 통해 수신한 신호를 복원하고, 디코더를 이용하여 압축해제한다. Specifically, the
또한, 정보 출력장치(300)는 150MHz 대역의 무전 음성을 출력하며, 700MHz 대역의 재난통신 음성을 출력한다.
Further, the
상술한 바와 같이, 헬멧(100)의 무선 송신부(200) 및 무선 수신부(300)는 각 대역별로 통신 종류를 달리할 수 있다. 예를 들어, 150MHz 대역은 무전을 위한 대역으로 사용하고, 700MHz 대역은 재난통신망 주파수 대역으로 사용하고, 2.4GHz 대역은 Wi-Fi 대역으로서 카메라(300)를 통해 취득한 영상정보를 포함한 '착용자 취득 정보' 등의 각종 정보를 송수신 대역으로 사용할 수 있다.
As described above, the
한편, 본 발명에 따른 헬멧(100)의 본체(110)는 헤드셋이 적용될 수 있도록 귀 부분이 변형된 형상(도 4 및 도 5 참조), 곡면형 배터리가 끼워질 수 있는 형상, 카메라가 전면에 설치되는 구조 등이 적용된다.
The
지금까지 상술한 바와 같은, 본 발명에 따른 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템을 군 운용 및 민간 운용측면에서 살피면 다음과 같다. As described above, the wireless communication system using the multi-band antenna for surface mounting helmet according to the present invention will be described in terms of group operation and civil operation.
도 10 은 본 발명에 따른 시스템을 전장에 적용한 모습을 보이는 일예시도로서, 다음과 같은 특징적인 장점을 가진다. FIG. 10 is a view showing an embodiment in which the system according to the present invention is applied to an electric field, and has the following characteristic advantages.
안테나를 헬멧 표면에 장착하여, 장착된 안테나 외피에 위장포를 씌워서 안테나에 의한 무전병의 노출을 억제시킬 수 있으며, 송수신기를 헬멧에 장착시키면 손에 의한 휴대의 불편이 없어져 양손을 자유롭게 사용가능하므로 전투력 증강 및 발휘에 유리하다.By attaching the antenna to the surface of the helmet, the camouflage can be put on the outer surface of the antenna to prevent the antenna from being exposed to the electromyogram. When the transceiver is mounted on the helmet, there is no inconvenience of carrying by hand, It is advantageous for enhancing and exerting.
또한, 전투원들끼리 기존의 150MHZ 대역에서 동작하는 군용 무전기를 운용하여 서로 간의 정보를 주고받을 수 있으며, Wi-Fi대역에서 동작하는 무선 송수신기와 헬멧에 장착된 소형 카메라를 이용하여 전장의 정보를 지휘통제소로 송신하게 된다.In addition, the combatants can operate a military radio operating in the existing 150 MHZ band to exchange information with each other. Also, by using a wireless transceiver operating in the Wi-Fi band and a small camera mounted on the helmet, To the control station.
그리고, 지휘소에서는 여러 병사가 보내는 영상을 이용하여 전장을 효과적으로 판단할 수 있으며, 병사의 턱끈 등에 맥박을 확인할 수 있는 센서를 부착하고 Wi-Fi대역의 화상정보 및 GPS 위치 등을 지휘통제소에 송신함으로써 병사의 생존여부, 신체이상 및 위치정보를 확인할 수 있기 때문에 투입된 병력의 전투력을 빠르게 가늠할 수 있게 된다.
The headquarters can use the video sent by several soldiers to effectively determine the battlefield, and attach a sensor to the soldier's chin strap to check the pulse and transmit the Wi-Fi band image information and GPS position to the command center Since the survivability, physical anomalies and location information of the soldier can be confirmed, it is possible to quickly measure the attack power of the troops.
도 11 은 본 발명에 따른 시스템을 화재진입에 적용한 모습을 보이는 일예시도로서, 다음과 같은 특징적인 장점을 가진다. FIG. 11 is a view showing an embodiment in which the system according to the present invention is applied to fire entry, and has the following characteristic advantages.
이전과 마찬가지로 저주파 대역인 VHF 대역을 활용하여 무전사용이 가능하며, 투입된 소방관으로부터 화재가 발생한 건물 내부의 모습을 지휘통제차량에 보내어 상황판단 및 추가투입 여부을 빠르게 결정하여 생존자 구출에 도움이 되도록 한다. 또한, 맥박과 같은 생체정보를 지휘통제차량에 송신하여 소방관의 신체에 이상이 있을시 구조대원간 Ad-hoc 중계 신호에 의한 위치 추적으로 빠르게 조치하여 소방관의 부상을 최소화 하도록 운용할 수 있다. 즉, 무선통신, 재난관리, 화상전송을 위한 3중 대역 커버 안테나를 헬멧에 장착함으로써 능동적이고 유기적인 민관군 대민 구조팀 구성 및 운영에 사용될 수 있다.
As before, it is possible to use VHF band, which is low frequency band, and it is possible to use the radio, and the inside of the building where the fire is generated from the firefighter is sent to the command control vehicle to make a quick decision about the situation and the additional input so as to help rescue the survivor. In addition, biometric information such as a pulse can be transmitted to a command control vehicle, and if there is an abnormality in the body of a firefighter, it can be quickly operated by the position tracking by the Ad-hoc relay signal between the rescue personnel to minimize the firefighter injury. In other words, it can be used to construct and manage the active and organic civic group of civilian rescue teams by attaching a triple band cover antenna for wireless communication, disaster management, and image transmission to the helmet.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.
100: 헬멧 110: 본체
120: 3중 대역 안테나 130: 카메라
140: GPS부 150: 생체정보 측정부
160: 음성 입력부 165: 모로스 부호 전신부
170: 음성 출력부 175: 이어폰
180: 디스플레이부 190: 배터리
200: 무선 송신부 300: 정보 출력장치
121: 접지면 122: 방사소자
122a: 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자
122b: 무급전 소자 122a-1: 급전선로
122a-2: 단락선로 122a-3: 오픈 스터브100: helmet 110: body
120: triple band antenna 130: camera
140: GPS unit 150: Biometric information measuring unit
160: Voice input unit 165: Morse code transmission unit
170: audio output unit 175: earphone
180: display unit 190: battery
200: wireless transmission unit 300: information output device
121: ground plane 122: radiating element
122a: Printed folded monopole antenna element
122b:
122a-2:
Claims (10)
상기 헬멧으로부터 수신한 대역별 정보를 출력하는 정보 출력장치; 를 포함하되,
상기 헬멧은,
본체;
상기 본체의 외측 표면에 부착되는 다중 대역 안테나;
상기 본체에 설치되어, 영상을 취득하는 카메라;
상기 본체에 설치되어, GPS 위성으로부터 위치정보를 수신하는 GPS부;
상기 본체의 턱끈에 설치된 맥박 센서로서, 착용자의 맥박을 취득하는 생체정보 측정부;
상기 본체에 설치된 마이크로서, 착용자의 음성을 취득하는 음성 입력부;
상기 본체에 설치되어, 모로스 부호를 발생시킬 수 있는 부저를 이용하여 모로스 부호정보를 입력받는 모로스 부호 전신부;
상기 본체에 설치된 스피커 또는 이어폰으로서, 외부로부터 전송된 음성을 출력하는 음성 출력부;
착용자가 시각적으로 확인 가능하도록 상기 본체 일측에 설치되어, 상기 카메라를 통해 취득한 영상 또는 외부로부터 전송된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부;
상기 본체의 내부에 안착될 수 있는 곡면형상으로서, 헬멧 전원을 공급하는 배터리; 및
각 대역별로 전송하는 정보의 종류를 달리하되, 상기 본체의 내측에 설치되어, 상기 다중 대역 안테나를 통해 다중 대역에서 외부로 정보를 전송하는 무선 송신부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
At least one or more pieces of information of the acquired image, the wearer's position information, the biometric information, the audio information, and the morse code information are transmitted to the outside using a multi-band antenna attached to the surface, , A helmet for outputting at least one piece of information from among the voice and image transmitted or obtained from the outside; And
An information output device for outputting band-specific information received from the helmet; , ≪ / RTI &
The helmet
main body;
A multiband antenna attached to an outer surface of the body;
A camera installed in the main body for acquiring an image;
A GPS unit installed in the main body, for receiving position information from a GPS satellite;
A pulse sensor provided on a chin strap of the main body, the pulse sensor comprising: a biometric information measuring unit for acquiring a pulse of a wearer;
A voice input unit for acquiring voice of a wearer;
A morse code transmission unit installed in the main body and receiving Moros code information using a buzzer capable of generating a Moros code;
A speaker or an earphone installed in the main body, the speaker or earphone including: an audio output unit for outputting audio transmitted from the outside;
A display unit installed at one side of the main body so as to be visually recognizable by a wearer and displaying an image acquired through the camera or an image transmitted from the outside;
A curved surface shape that can be seated inside the body, the battery comprising: a battery for supplying a helmet power; And
A wireless transmitter for transmitting information from a plurality of bands to a plurality of bands through a plurality of bands of antennas, The helmet surface mounting wireless communication system according to claim 1,
상기 본체는,
방탄 재질인 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
The main body includes:
Wherein the helmet is mounted on the surface of the helmet.
상기 본체의 내피는 고어텍스 재질인 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the inner skin of the body is a Gore-Tex material.
상기 다중 대역 안테나는,
서큘레이터(circulator)를 통해 송신 및 수신을 전환하되,
상기 본체의 상부를 감싸고 형성된 접지면과, 상기 접지면의 동축 케이블과 연결된 방사소자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
The multi-
Transmit and receive via a circulator,
A ground plane formed to surround an upper portion of the main body; a radiating element connected to the coaxial cable of the ground plane; The helmet surface mounting wireless communication system according to claim 1,
상기 방사소자는,
급전부(feeding point)로부터 하측으로 수직하게 연장되는 급전선로, 상기 급전선로의 하측 끝단으로부터 ' ㄴ ' 자 형상으로 연장되어 상기 접지면과 연결되는 단락선로, 상기 단락선로의 수평선로에서 상측방향으로 형성된 오픈 스터브를 포함하는 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자; 및
상기 접지면으로부터 역 L자( 」) 형상으로 연장되어, 상기 프린트형 폴디드 모노폴 안테나 소자의 좌측면을 제외하고 에두르는 형태로 구성되는 무급전 소자; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
6. The method of claim 5,
The radiating element
A feeder line extending vertically downward from a feeding point, a shorting line extending in a 'C' shape from a lower end of the feeder line to be connected to the ground plane, and a straight line extending upward from a horizontal line of the shorting line A printed folded monopole antenna element including an open stub formed; And
A parasitic element extending in an inverted L shape from the ground plane and configured to cover the left side of the printed folded monopole antenna element; The helmet surface mounting wireless communication system according to claim 1,
상기 무선 송신부는,
상기 카메라를 통해 취득한 영상정보에 상기 GPS부를 통해 취득한 위치정보 및 상기 생체정보 측정부를 통해 취득한 맥박정보 중, 적어도 하나 이상의 정보를 삽입하여, 상기 모로스 부호 전신부를 통해 취득한 모로스 부호정보 및 상기 음성 입력부를 통해 취득한 음성정보 중, 적어도 하나 이상의 정보와 함께 '착용자 취득 정보' 로 생성하여 2.4GHz 대역을 이용하여 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
The radio transmitter includes:
The morris code information obtained through the morse code prefix unit and the speech input unit are inserted into the image information obtained through the camera by inserting at least one piece of information among the position information acquired through the GPS unit and the pulse information acquired through the biometric information measurement unit Wearer acquiring information " together with at least one piece of the voice information acquired through the 2.4 GHz band, and transmits it to the outside using the 2.4 GHz band.
상기 무선 송신부는,
150MHz 대역 및 700MHz 대역을 이용하여, 무전 음성 또는 재난통신 음성을 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
The radio transmitter includes:
Wherein the wireless voice communication or the disaster communication voice is transmitted to the outside using the 150 MHz band and the 700 MHz band.
상기 정보 출력장치는,
2.4GHz 대역의 '착용자 취득 정보' 를 수신하여 출력하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.
The method according to claim 1,
The information output apparatus includes:
Receiving the 'wearer acquisition information' in the 2.4 GHz band and outputting the 'wearer acquisition information' in the 2.4 GHz band.
상기 정보 출력장치는,
150MHz 대역의 무전 음성을 수신하여 출력하며, 700MHz 대역의 재난통신 음성을 수신하여 출력하는 것을 특징으로 하는 헬멧 표면 장착용 다중 대역 안테나를 이용한 무선 통신 시스템.The method according to claim 1,
The information output apparatus includes:
Receiving a voice of 150 MHz band and outputting it, and receiving and outputting a disaster communication voice of 700 MHz band.
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---|---|---|---|
KR20140129021A KR101510631B1 (en) | 2014-09-26 | 2014-09-26 | Wireless communication system using helmet surface mounting multi-band antenna |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017125269A (en) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | スターライト工業株式会社 | Smart helmet |
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2014
- 2014-09-26 KR KR20140129021A patent/KR101510631B1/en active IP Right Grant
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