KR101544458B1 - 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고속으로 비행하는 포탄에서 송신하는 신호를 연속적으로 수신할 수 있는 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템에 관한 것으로서, 상기 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템은, 무선 신호를 송신하는 포탄의 비행 궤적을 추적하는 모노펄스 추적 안테나와; 상기 포탄의 발사 시점에 발생하는 화염을 감지하는 화염 감지기와; 상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 상기 포탄을 상기 모노펄스 추적 안테나가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나를 구동시킴으로써, 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나를 통해 연속적으로 수신하는 제어부와; 상기 예상 비행궤적 데이터 및 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

Description

예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템{MONOPULSE TRACKING ANTENNA SYSTEM INCLUDING PREDICTION TRAJECTROY TRACKING FEATURE}

본 발명은 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템에 관한 것이다.

기존의 모노펄스 추적안테나는 무선 RF(radio frequency) 신호를 송신하며 3차원으로 이동하는 물체를 무선신호의 송신방향을 탐지하여 추적하여 수신하는 기능을 하였다. 그러나 무선 송수신의 특성상 반사파나 안테나의 사이드 로브(Side Lobe)의 영향에 의하여 방향을 탐지하는데 제약을 가지고 있었다. 특히 복잡한 구조물이 산재한 지역이나 거리가 인접할수록 이러한 현상에 더욱 영향을 받을 수밖에 없었다. 그리고 포탄의 이동속도가 안테나의 최고 구동속도를 넘어서는 구간이 발생함으로써 생기는 추적 실패구간이 생기는 경우도 발생하였다.

한국특허 공개번호 제10-2008-0070286호

본 발명은 고속으로 이동하는 포탄에서 송신하는 신호를 수신하기 위한 발명으로 고속으로 이동하는 포탄의 예상궤적과 화염감지기를 통한 트리거 신호를 입력받아 포탄의 초기 발사 시점부터 원거리 이동시까지 신호를 효과적으로 수신할 수 있는, 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템은, 무선 신호를 송신하는 포탄의 비행 궤적을 추적하는 모노펄스 추적 안테나와; 상기 포탄의 발사 시점에 발생하는 화염을 감지하는 화염 감지기와; 상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 상기 포탄을 상기 모노펄스 추적 안테나가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나를 구동시킴으로써, 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나를 통해 연속적으로 수신하는 제어부와; 상기 예상 비행궤적 데이터 및 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템은, 포신과의 근접거리에서는 포탄의 예상 궤적을 근거로 포탄을 추적하고, 포탄이 원거리 비행한 상태에서는 상기 포탄에서 송신하는 무선 신호를 근거로 포탄을 추적함으로써 포탄의 발사 시점부터 포탄의 최종 비행 도착 지점까지 상기 포탄에서 송신하는 무선 신호를 끊김없이 수신할 수 있음으로 원격 계측 분야 및 무기 체계 분야의 발전에 기여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템의 구성을 나타낸 도이다.

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.

본 발명에서는 RF(radio frequency) 모노펄스 추적의 한계를 극복하기 위하여 포탄의 예상 궤적을 이용한 추적기능을 추가하여 초기의 고속 기동과 반사파에 의한 문제를 해결한다. 포탄의 예상 궤적은 PRODAS Simulator(Projectile Rocket Ordnance Design & Analysis System)를 사용하여 얻어질 수 있으며, 포탄의 예상 궤적을 통해 포탄의 비행 방향을 추적하여 포탄에서 송신하는 무선 신호를 수신한다.

또한 고속 이동하는 포탄의 특징상 예상궤적을 통한 추적은 포탄의 발사 시점과 안테나 구동 시점의 동기화가 중요한 인자가 된다. 따라서, 화염감지기(예를 들면, 적외선 검출기)를 이용한 포탄 발사를 감지하여 모노펄스 추적 안테나를 구동시킴으로 동기화 문제를 해결할 수 있다. 그리고 포탄의 예상 궤적의 속도가 안테나의 구동속도를 초과하는 구간은 안테나의 설치위치와 예상궤적의 속도를 연산하여 안테나 설치 위치 적합성을 판단하는 과정을 추가함으로써 안테나의 최대 구동속도 내에서 포탄을 추적할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템의 구성을 나타낸 도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템은,

신호를 송신하는 포탄(고속 이동체)(1)의 비행 궤적을 추적하는 모노펄스 추적 안테나(10)와;

상기 포탄(1)의 발사 시점에 발생하는 화염을 감지하는 화염 감지기(도시되지 않음)와;

상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 시간에 따른 포탄(1)의 사거리, 포탄(1)의 고도 등을 상기 모노펄스 추적 안테나(10)가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 구동시킴으로써, 상기 포탄(1)에서 송신하는 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 통해 끊김없이 수신하는 제어부(20)와;

상기 예상 비행궤적 데이터 및 상기 포탄(1)에서 송신하는 무선 신호 등을 표시하는 표시부(30)를 포함한다.

상기 제어부(20)는, 상기 모노펄스 추적 안테나(10)가 상기 포신과 인접할 때, 상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 시간에 따른 포탄(1)의 사거리, 포탄(1)의 고도 등을 상기 모노펄스 추적 안테나(10)가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 구동시킴으로써, 상기 포탄(1)에서 송신하는 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 통해 끊김없이 수신한다.

상기 제어부(20)는, 상기 모노펄스 추적 안테나(10)가 상기 포탄(1)과 원거리일 때, 상기 포탄(10)으로부터 수신되는 무선 신호를 근거로 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 방향을 자동으로 구동시켜 상기 포탄(1)의 궤적을 추적한다.

상기 화염 감지기는, 상기 모노펄스 추적안테나(10)와 전기적으로 연결되며, 포탄(10)의 발사 시점에서 발생하는 화염을 감지하기 위해 상기 포탄(1)을 발사하는 포신에 인접한 위치에 설치될 수 있다.

상기 제어부(20)는, 상기 미리 계산된 포탄 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 포탄(1)의 예상 궤적의 속도를 검출하고, 상기 포탄(1)의 예상 궤적의 속도가 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 구동속도를 초과하면, 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 설치 위치를 변경할 것을 요구하는 정보(메시지)를 발생하고, 상기 정보를 상기 표시부(30)에 표시한다. 즉, 상기 포탄(1)의 예상 궤적의 속도와 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 구동속도를 근거로 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 설치 위치 적합성을 판단함으로써 상기 모노펄스 추적 안테나(10)의 최대 구동속도 내에서 포탄(1)을 추적할 수 있다.

상기 화염 감지기는 상기 포탄(1)의 발사 시점에 발생하는 화염을 감지하고, 그 화염 감지에 대응하는 트리거(Trigger) 신호를 발생하고, 그 트리거 신호를 상기 제어부(20)에 출력한다.

상기 제어부(20)는 상기 트리거 신호가 수신되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 시간에 따른 포탄(1)의 사거리, 포탄(1)의 고도 등을 상기 모노펄스 추적 안테나(10)가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 구동시킴으로써, 상기 포탄(1)에서 송신하는 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나(10)를 통해 끊김없이 수신한다. 즉, 본 발명은 포신에서 고속으로 발사 되는 포탄(1)에서 송신하는 무선신호를 추적 및 수신할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템은, 포신과의 근접거리에서는 포탄의 예상 궤적을 근거로 포탄을 추적하고, 포탄이 원거리 비행한 상태에서는 상기 포탄에서 송신하는 무선 신호를 근거로 포탄을 추적함으로써 포탄의 발사 시점부터 포탄의 최종 비행 도착 지점까지 상기 포탄에서 송신하는 무선 신호를 끊김없이(연속적으로) 수신할 수 있음으로 원격 계측 분야 및 무기 체계 분야의 발전에 기여할 수 있다.

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.

Claims (3)

1. 무선 신호를 송신하는 포탄의 비행 궤적을 추적하는 모노펄스 추적 안테나와;
   상기 포탄의 발사 시점에 발생하는 화염을 감지하는 화염 감지기와;
   상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 상기 포탄을 상기 모노펄스 추적 안테나가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나를 구동시킴으로써, 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 상기 모노펄스 추적 안테나를 통해 연속적으로 수신하는 제어부와;
   상기 예상 비행궤적 데이터 및 상기 포탄에서 송신하는 상기 무선 신호를 표시하는 표시부를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 미리 계산된 포탄 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 상기 포탄의 예상 비행 속도를 검출하고, 상기 포탄의 예상 비행 속도가 상기 모노펄스 추적 안테나의 구동 속도를 초과하면, 상기 모노펄스 추적 안테나의 설치 위치를 변경할 것을 요구하는 정보를 발생하고, 상기 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는, 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 모노펄스 추적 안테나가 상기 포탄을 발사하는 포신과 인접할 때, 상기 화염 감지기에 의해 상기 화염이 감지되면 상기 포탄의 미리 계산된 예상 비행궤적 데이터를 기반으로 상기 포탄을 상기 모노펄스 추적 안테나가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나를 구동시키고,
   상기 모노펄스 추적 안테나가 상기 포탄과 원거리일 때, 상기 포탄으로부터 수신되는 상기 무선 신호를 근거로 상기 포탄을 상기 모노펄스 추적 안테나가 지향하도록 상기 모노펄스 추적 안테나를 구동시키는 것을 특징으로 하는, 예상 궤적 추적기능을 포함한 이동형 모노펄스 추적안테나 시스템.
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