KR101656111B1 - 감지/방출 장치, 시스템, 방법 - Google Patents
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Abstract
장치에 대한 한개 이상의 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 다수의 장치들이 제공된다. 일 실시예에서, 장치는 스위칭축에 대해 베이스 상에 회전가능하게 장착되는 조립체를 포함한다. 조립체는 2개 이상의 감지/방출 유닛을 가지되, 각각의 감지/방출 유닛은 유닛 시야선을 한개씩 가진다. 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위해 각각의 유닛 시야선이 장치의 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 유닛 시야선이 상기 장치 시야선과는 다른 방향을 지향한다. 요망 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서, 이와 동시에, 나머지 감지/방출 유닛들 각각을 비-작동 상태로 배치하도록 감지/방출 유닛들 간에 스위칭이 스위칭 수단을 이용하여 이루어진다. 이에 대응하는 시스템 및 방법이 또한 제공된다.
Description
본 발명은 특히, 원격 위치에 관련된, 감지 장치 및 에너지 방출 장치와, 이러한 장치에 관련된 시스템 및 방법에 관한 것이다.
센서 장치 및 에너지 방출 장치는, 감지, 추적, 및/또는 표적에 대한 자동추적을 위해 항공기나 미사일, 등에 사용되는 툴로서, 잘 알려져 있다. 이러한 장치의 예로는 전계-광학 센서, 레이다, 등등이 있다.
비행 중인 플랫폼에 여러 종류의 센서를 이용하는 애플리케이션들이 꽤 많이 알려져 있고, 이 센서들은 공통 구경을 통해 동시 작동하도록 구성되는 것이 일반적이다. 가령, 레이다 또는 그외 다른 광학 요소들을 포함하는, 복수의 전계-광학 센서를 구비한 이러한 일부 시스템에서는 이동식 미러 배열, 등을 통해 교번 주기로, 또는 동시에, 공통 구경을 통해 각각의 센서가 주시할 수 있게 하는 미러, 또는 그외 다른 광학적 구성요소들을 채택한 시스템이 사용될 수 있다. 가용 구경의 서로 다른 구성부가 각각의 센서에게 할당되는 방식으로, 가령, 레이다 시스템 및 전계-광학 센서를 포함하는, 별도의 전용 센서들을 구비한 애플리케이션들이 또한 알려져 있다. 또다른 애플리케이션의 경우에는 각각의 센서가 별도의 독립적인 센서 시스템의 형태로(일례에 불과함) 항공기에 구성 및 장착될 수 있다.
일반적인 배경 기술로서, 다음의 특허 문헌들이 센서 시스템의 예를 제공한다.
미국특허 제6,262,800호는 듀얼 세미-액티브 레이저(SAL: semi-active laser) 및 레이저 레이다(LADAR) 작동 모드를 가진 광학적 감지기(optical seeker)를 이용하여 표적을 향해 무기를 안내하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 감지기는 표적을 향해 무기를 안내하기 위해 모드들 간을 스위칭하는 고속 사이팅 미러(high speed sighting mirror)를 추가로 포함한다.
미국특허 제6,193,188호는 롤축과, 롤축에 수직인 노드축을 가진 동체와, 동체의 전방 단부에 장착된 공형 윈도(conformal window)를 포함하는 미사일을 개시하고 있다. 윈도 및 시야선을 통해 인식할 수 있는 시야 범위(FOR: field of regard)와, 기체에 고정된 센서 시스템 포인팅 메커니즘을 갖춘 센서 시스템이 존재하며, 이러한 센서 시스템 포인팅 메커니즘에 센서 시스템이 고정된다. 롤축으로부터 센서 시스템의 시야선의 각도 변위 증가와 함께 윈도로부터 멀리 센서 시스템을 변환시키도록 선형 변환 메커니즘이 작동가능하다.
미국특허 제5,134,409호는 한개 이상의 감시 레이다 안테나를 구비한 감시 센서와, 상기 레이다 안테나에 기계적으로 연결된 한개 이상의 동-배치 및 동-회전 전계-광학 감시 센서에 관련된 발명이다. 공통 추적 유닛을 이용하여 두 센서로부터의 정보를 조합함으로써, 조합된 파노라마 사진이 컴파일된다.
미국특허 제7,136,726호는 두개 이상의 자유도를 가진 짐벌(gimbals)과, 이 짐벌 상에 배치되어, 두개 이상의 자유도 내에서 짐벌에 의해 지시받는 광 센서들의 한개 이상의 어레이와, 여러 부분으로 나누어진 관심 영역의 한개 이상의 디지털 엘리베이션 맵(Digital Elevation Map)을 저장하기 위한 맵 저장 수단과, 지정 전역축 시스템에 대해 항공기의 항법 및 방위각 데이터를 짐벌 제어 유닛에 실시간으로 제공하는 관성 항법 시스템과, 관심 영역으로부터 또다른 영역 부분을 한번에 한개씩 선택하기 위한 부분 선택 유닛과, 짐벌을 지향시키기 위한 서보 수단을 포함하는 공중 정찰 시스템을 개시하고 있다. 이 시스템은 관성 항법 시스템으로부터, 그리고, 디지털 엘리베이션 맵으로부터의 데이터를 이용하여, 선택된 영역 부분에 대한 방향을 실시간으로 연산하고 해당 지형으로부터 집광 중 방향을 유지하며, 영역 부분들의 대응하는 이미지를 생성하게 된다.
미국특허 제6,484,619호는 자체-추진 차량용 관측/조준 시스템을 개시하고 있으며, 이 차량에 대한 베어링축 둘레로 피봇회전하는 포스트를 포함한다. 포스트는 베어링축에 수직인 엘리베이션축 둘레로 피봇회전하도록 장착된 열화상 카메라와 광학적 블록을 위한 본체를 구비한다. 이 시스템은 본체 상에 장착된 레이다 송신기 유닛을 구비한 레이다 채널과, 베어링축 가까이에서 본체 상에 장착된 레이다 검출 유닛과, 레이다 검출 유닛 상에서 레이다 파들을 집중시키기 위해 본체에 배치된 집광 수단을 또한 포함한다. 광학적 블록, 열화상 카메라, 그리고 레이다 채널은 베어링과 고도에 대해 항상 같은 방위각을 가지도록, 따라서, 동일한 관측 방향을 가지도록 고정된다.
미국특허 제5,796,474호 및 미국특허 제6,057,915호는 발사체가 발사된 소스 위치를 나타내기 위해 비행 중인 발사체를 획득 및 정밀 추적하기 위한 발사체 추적 시스템을 개시하고 있다. 망원경이 비교적 큰 시야로부터 적외선 초점 평면 어레이로 적외선을 포커싱한다. 발사체 검출 모드에서는, 시스템이 고속 이동 중인 발사체의 적외선 시그너처를 검색한다. 망원경의 시야가 스텝 및 스태어 미러(step and stare mirror)에 의해 발사 방위(azimuth)로 조향되고, 발사체 검출 시, 시스템이 추적 모드로 스위칭하여 미러가 발사체를 추적하도록 조향된다. 레이저 레이다 시스템의 짧은 펄스, 빠른 반복율의 레이저가 펄스형 레이저 빔을 제공하고, 이 레이저 빔은 망원경 축과 광학적으로 정렬된다. 미러 각도 정보, 레이저 레이다 펄스 주행 시간, 그리고 검출기 어레이 상의 미사일 스팟 위치를 컴퓨터가 이용하여 탄도 궤적 정보를 연산할 수 있고, 잘 알려진 탄도 궤적법을 이용하여 발사체의 소스(또는 원점)을 결정할 수 있다.
본 발명의 일부 형태에 따르면, 장치에 대한 한개 이상의 요망 장치 시야선(LOS: line of sight)을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치가 제공된다.
발명의 제 1 형태에 따르면, 장치의 요망 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치가 제공되며, 이 장치는,
스위칭축에 대해 베이스 상에 회전가능하게 장착된 조립체로서, 상기 조립체는 두개 이상의 감지/방출 유닛들을 포함하고, 각각의 감지/방출 유닛은 각각의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성되며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 각각의 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 각각의 유닛 시야선이 장치 시야선과는 다른 방향을 지향하는, 상기 조립체와,
상기 스위칭 축에 대해 상기 감지/방출 유닛들 간을 회전가능하게 스위칭하기 위한 스위칭 수단으로서, 특정 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 선택적으로 배치하고, 이와 동시에, 상기 특정 감지/방출 유닛이 아닌 나머지 감지/방출 유닛을 비-작동 상태로 배치하는, 상기 스위칭 수단
을 포함하되,
상기 조립체는 스위칭 축과 관련된 최대 치수 임계치를 가진 지정 엔빌롭 내에 수용되도록 구성되며, 상기 감지/방출 유닛들은 조밀한(compact) 방식으로 상기 엔빌롭 내에서 둘러싸이도록 구성되어 각각의 유닛 시야선이 서로 다른 방향을 지향하도록 배열되고, 감지/방출 유닛들 중 한개 이상이, 작동 상태에서 최대 치수 임계치 중 최대 폭 치수에 대해 최적 작동을 제공하면서, 나머지 감지/방출 유닛들이 각각 작동 상태에 있을 때 상기 감지/방출 유닛들 중 한개 이상이 나머지 감지/방출 유닛 각각의 작동과 간섭을 일으키지 않도록 구성된다.
일부 실시예에서는 유닛 시야선들이 서로 각도차를 가지면서 변위('각도-변위')되고, 스위칭 수단은 현재 작동 상태에 잇는 감지/방출 유닛과, 작동 상태로 배치되고파 하는 감지/방출 유닛 간의 각도-변위에 대응하는 개별적인 각도-변위를 통해 조립체를 선택적으로 회전시키도록 구성된다.
본 발명의 본 형태 및 다른 형태들에 따르면, 장치는 표적에 대한 감시, 관찰, 위치 결정, 조준, 검출, 인지, 식별, 추적, 표적화(targeting), 마킹, 자동유도, 이미징 중 한가지 이상을 제공하도록 구성되며, 이에 대응하는 데이터를 제공한다. 예를 들어, 감시에 관한 데이터가 제공될 수 있고, 검출 데이터가 제공될 수 있다(가령, 검출되는 표적의 범위 및 방위각/고도). 인지 데이터가 제공될 수 있다(가령, 표적을 인지할 수 있게 하는 이미지 데이터로서, 기하학적 형태나 열방식 시그너처, 등이 있으며, 표적의 종류에 따라 특화되는 면이 있음). 식별 데이터가 제공될 수 있다(가령, 표적을 식별할 수 있게 하는 데이터로서, 식별 마킹, 심벌, 등등과 같은 시각적 데이터). 추적 데이터가 제공될 수 있고(가령, 이동하는 표적의 위치 및 궤적), 표적화 데이터(가령, 조준에 사용)가 제공될 수 있다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면, 한개 이상의 감지/방출 유닛이 엔빌롭과 관련하여 주어진 치수 임계치에 대해 가장 우수한 감지 및/또는 방출 성능을 제공하도록 최적화될 수 있고, 이때, 각각의 감지/방출 유닛들은 다른 감지/방출 유닛들의 작동에 관하여 간섭없이, 그리고 악영향없이 풀 동작 범위에 대해 엔빌롭에 수용되게 된다. 다시 말해서, 해당 감지/방출 유닛만을 포함하는 대응 장치를 가진 경우와 마찬가지 방식으로, 엔빌롭에 의해 구획되는 특정 치수 임계치가 주어졌을 때 가능한, 최적 성능을 제공하도록 한개 이상의 감지/방출 유닛이 구성될 수 있다.
본 발명의 이러한 형태에 따르면, 장치는 다음의 특징들 중 한가지 이상을 추가적으로, 그리고 선택적으로 포함할 수 있다.
(A) 최대 치수 임계치는 스위칭 축 상에, 또는 스위칭 축에 가깝게, 그리고 스위칭 축에 평행하게, 다시 말해서 스위칭 축에 일반적으로 동축으로 위치한 엔빌롭(기하학적 엔빌롭에 해당함)의 최대 폭 치수를 포함한다. 추가적으로, 또는, 선택적으로, 상기 최대 치수 임계치는 스위칭축에 일반적으로 정렬되는 평면 상에 놓인 엔빌롭의 최대 단면적을 포함하며, 이 평면은 장치 시야선이 특정 방향을 지향하고 있을 때와 같은 경우에, 장치 시야선에 일반적으로 수직일 수 있다. 이러한 치수 임계치는, 장치가 표준 크기 팟(pod), 등에 장착되거나, 및/또는, 드래그를 최소화시키기 위해 특정 앞면 면적(frontal area)을 유지하고자 할 때, 특별한 관련성을 가질 수 있다.
(B) 엔빌롭은 일반적으로 구형의 볼륨을 가지는데, 그 직경은 상기 스위칭축과 실질적으로 동축으로 형성되고, 또하나의 직경은 상기 장치 시야선과 실질적으로 동축으로 구성된다.
(C) 상기 치수 임계치는 장치의 크기 및/또는 형태에 관한 물리적 임계치일 수 있고, 장치에 관련된 1차원, 2차원, 또는 3차원 임계치 중 한가지 이상일 수 있다. 조립체 장착을 위한 특정 베이스 구조가 주어졌을 때, 상기 물리적 임계치는 조립체 자체에 대한 대응하는 공간 임계치로 변환된다. 예를 들어, 장치의 크기가 특정 기하학적 엔빌롭 내에서 유지될 필요가 있고, 따라서, 드래그를 최소화시켜서 기체 흐름에 수직인 단면적과 외부 노출 면적을 최소로 유지시키고자 하는 공중 비행체의 경우나, 특정 규격품의 포인팅 수단에 대해, 및/또는 특정 표준 팟 크기에 대해, 호환성 및/또는 개장능력(retrofitability)을 가지게 한다. 치수 임계치는 관련 시야범위(FOR: field of regard)에서 레이돔이나 페어링 내에 임의의 방향으로 조립체 하우징을 지향하게 하면서, 레이돔이나 페어링 등 내에 끼워맞춰지도록, 감지/방출 유닛들을 수용할 수 있는 하우징의 직경과 같은, 장치 시야선에 대해 실질적으로 수직인 평면에서 취해진 장치의 선형 치수를 포함할 수 있다(일례에 불과함). 시야 범위는 장치 자체로부터, 또는, 일부 경우에, 장치를 장착하는 구조물로부터, 방해없이 조준 장치의 시야선을 지향시킬 수 있도록 하는 장치 둘레의 공간적 엔빌롭을 의미한다.
(D) 상기 감지/방출 유닛들은 기계적으로 연결되어 하우징 내에 수용되고, 상기 하우징은 상기 엔빌롭을 구획한다. 예를 들어, 치수 임계치는 하우징의 내부 볼륨을 포함할 수 있고, 치수 임계치가 3차원 임계치일 수 있다. 부가적으로, 하우징이 일반적으로 구형일 수 있고, 하우징은 감지/방출 유닛들을 수용하는 일반적으로 구형의 내부 볼륨을 제공할 수 있다.
(E) 장치는 장치 시야선에 대해 실질적으로 수직인 장치 구경을 구획하며, 상기 구경은 폭 치수와 길이 치수를 가지며, 폭 치수와 길이 치수 중 한가지 이상은 최대 폭 치수보다 크지 않다. 일부 실시예에서, 폭 치수와 길이 치수 각각은 최대 폭 치수보다 크지 않다.
(F) 한개 이상의 감지/방출 유닛은 에너지를 감지 또는 방출하기 위한 각각의 감지/방출 유닛 구경을 포함하고, 각 감지/방출 유닛의 작동은 각 감지/방출 유닛 구경의 함수이며, 상기 유닛 구경은 장치 구경에 대해 최적화된 값을 가진다. 다시 말해서, 감지/방출 유닛의 유닛 구경은 장치 구경과 동일한 크기를 가지거나, 장치 구경에 가능한 가까운 값일 수 있다. 예를 들어, 장치 구경의 선형 치수에 대한 유닛 구경의 선형 치수(가령, 직경이나 폭)의 비(또는 비례치)는 0.5 내지 0.6, 0.6 내지 0.7, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 0.85, 0.8 내지 0.9, 0.85 내지 0.9, 0.85 내지 0.95, 0.9 내지 0.95, 0.9 내지 0.98, 0.95 내지 0.98, 0.95 내지 1.0, 0.9 내지 1.0 의 범위 중에서 하나로 선택될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 장치 구경의 면적 치수에 대한 유닛 구경의 면적 치수의 비나 비례치가 0.5 내지 0.6, 0.6 내지 0.7, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 0.85, 0.8 내지 0.9, 0.85 내지 0.9, 0.85 내지 0.95, 0.9 내지 0.95, 0.9 내지 0.98, 0.95 내지 0.98, 0.95 내지 1.0, 0.9 내지 1.0 의 범위 중에서 하나로 선택될 수 있다.
(G) 각각의 감지/방출 유닛은 에너지를 감지 또는 방출하기 위한 각각의 감지/방출 유닛 구경을 포함하며, 작동 상태에서는 각각의 유닛 구경이 배타적으로 장치 구경 내에 포함된다. 조립체가 하우징에 수용되는 실시예에서, 하우징은 유닛 시야선을 정렬시킨 각각의 감지/방출 유닛의 작동 범위 내에서 전자기파를 투과시키는 물질로 만든 윈도와 끼워맞춰지는, 감지/방출 유닛과 정렬된 한개 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 윈도의 크기는 각 감지/방출 유닛의 유닛 구경과 일치하거나 유닛 구경보다 크다.
(H) 일부 실시예에서, 감지된 또는 방출된 에너지는 임의의 요망 파장 범위에 있는 전자기파 에너지다. 예를 들어, 감지/방출 유닛들 중 일부의 경우, 전자기파 에너지가 광학적 파장(부가적으로 적외선 및/또는 자외선 파장 포함)을 가질 수 있고, 다른 경우에는 전자기파 에너지가 레이다 파장(가령, X-대역)을 가질 수 있다. 또다른 감지/방출 유닛의 경우, 전지가파 에너지가 마이크로파 범위를 가질 수 있다.
(I) 복수의 감지/방출 유닛들이 기계적으로 연결되어, 스위칭축 둘레로 함께 회전할 수 있고, 또는, 단일 유닛으로, 장치 시야선에 대해 임의의 적절한 방식으로 스위칭될 수 있다. 다양한 감지/방출 유닛들이 서로 기계적으로 직접 연결될 수 있고, 또는, 간접적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 공통 하우징에 개별적으로 연결될 수 있다. 부가적으로, 한개 이상의 감지/방출 유닛들이 각각의 감지/방출 유닛에 대해 한개 또는 두개의 자유도를 제공하도록 회전 구동을 이용하여 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변경하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 개별 감지/방출 유닛의 이동 엔빌롭이 가령, 하우징 내 윈도, 등에 의해 제공되는 장치 구경에 의해 제한받게 된다.
(J) 일부 실시예에서, 함개 이상의 감지/방출 유닛에 대해 감지된 또는 방출된 에너지가 전자기파 에너지가 아닐 수 있다. 다른 형태의 에너지, 가령, 음향 에너지나 라디오액티브 복사를 포함할 수 있다.
(K) 각각의 감지/방출 유닛은 각각의 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하도록 정렬될 때 연속적으로 장치 시야선을 따라 작동하도록 구성될 수 있다.
(L) 장치는 각 감지/방출 유닛의 작동 중 감지/방출 유닛 시야선과 장치 시야선 간의 정렬을 고정적으로 유지하도록 구성될 수 있다.
(M) 일부 실시예에서, 두개 이상의 감지/방출 유닛들은 제 1 감지/방출 유닛과 제 2 감지/방출 유닛을 포함한다. 제 1 감지/방출 유닛은 표적과 장치 간의 거리가 제 1 거리보다 클 때 표적의 검출 및 인지 중 한가지 이상을 수행하도록 구성될 수 있고, 제 2 감지/방출 유닛은 표적과 장치 간의 거리가 상기 제 1 거리보다 작거나 같을 때, 표적의 식별 및 인지 중 한가지 이상을 수행하도록 구성된다. 대안으로서, 제 1 감지/방출 유닛은 최대 제 2 거리 내에서 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되고, 제 2 감지/방출 유닛은 최대 제 1 거리 내에서 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되며, 상기 제 1 거리는 상기 제 2 거리보다 훨씬 크다. 일부 실시예에서, 제 2 거리는 약 100 km, 약 80 km, 약 60 km 중 한가지 이상일 수 있고, 제 1 거리는 약 20 km 이하, 약 15 km 이하, 약 5 km 이하 중 한가지일 수 있다.
(N) 제 1, 2 감지/방출 유닛들 각각의 유닛 시야선은 일반적으로 서로 다른 방향을 가지며, 일부 실시예에서는 그 축들이 서로 교차할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 유닛 시야선이 스위칭 축에 실질적으로 수직인 평면에 놓일 수 있다.
(O) 한개 이상의 상기 감지/방출 유닛은 전자기파 에너지같은 에너지를 수동적으로 감지하기 위한 감지 유닛으로 구성될 수 있고, 광학적 전자기파 복사(부가적으로 자외선 및/또는 적외선 포함)나 레이다 파장 전자기파 복사를 각각 감지하기 위해 가령, 광학적 또는 SIGINT 모듈들을 포함할 수 있다.
(P) 한개 이상의 감지/방출 유닛이 전자기파 에너지와 같은 에너지를 능동적으로 방출하기 위한 방출 유닛으로 구성될 수 있고, 레이다 재머(radar jammer), 라디오 재머, 광 방출기, 등과 같은 대응 수단을 포함할 수 있다.
(Q) 한개 이상의 감지/발광 유닛이 전자기파 및/또는 음향 에너지, 등과 같은 에너지를 감지 및 방출하도록 구성될 수 있고, 레이다 시스템, 레이다, 등을 포함할 수 있다.
(R) 일부 실시예에서, 제 1 감지/방출 유닛은 자체 유닛 시야선을 따라 표적을 검출할 수 있도록 구성된 한개 이상의 레이다 시스템을 포함한다. 이러한 실시예의 일부 변형에서는 제 1 감지/방출 유닛이 구형 표면과 같은 상기 엔빌롭을 구획하는 가상의 표면의 제 1 부분과 실질적으로 공형인 제 1 공형 레이다 안테나를 포함한다. 엔빌롭이 구형의 볼륨을 둘러쌀 경우, 레이다 안테나는 반구 형태 내에 또는 이에 가까운 형태 내에 위치할 수 있다.
(S) 일부 실시예에서, 제 2 감지/방출 유닛은 한개 이상의 전계-광학 소자를 포함한다. 상기 제 2 감지/방출 유닛은 가시광, 적외선, 자외선 대역 중 한가지 이상의 대역에서 이미지를 제공하고, 야간 관찰을 제공하며, 표적화를 위한 펄스형 레이저 데지그네이터를 제공할 수 있고, 임의의 적절한 형태의 열방식 이미징을 제공할 수 있다.
(T) 일부 실시예에서, 제 2 감지/방출 유닛은 제 1 유닛 시야선을 가진 제 1 레이다 시스템과, 제 2 유닛 시야선을 가진 전계-광학 시스템을 포함하는 제 2 감지/방출 유닛을 포함한다. 제 1, 2 유닛 시야선은 상기 스위칭축에 대해 서로 각도-변위된다. 본 실시예들 중 일부는 가령, 제 1 유닛 시야선의 방향과는 실질적으로 반대 방향으로 제 3 유닛 시야선을 가진, 제 2 레이다 시스템 형태의 제 3 감지/방출 유닛을 포함한, 복수의 감지/방출 유닛들을 추가로 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 제 1, 2 레이다 시스템들 각각은 예를 들어 구형 표면과 같은 상기 엔빌롭을 구획하는 표면의 일부분과 실질적으로 공형인 공형 레이다 안테나를 포함한다.
(U) 따라서, 제 3 유닛 시야선은 제 1 유닛 시야선과 실질적으로 동축이지만 그 방향은 반대다. 하지만 대안의 실시예에서는 제 3 유닛 시야선이 제 2 유닛 시야선과 실질적으로 동축이면서 그 방향은 반대일 수 있다. 또는, 제 1 유닛 시야선 및/또는 제 2 유닛 시야선에 대해 임의의 적절한 각도적 관계를 가질 수 있다. 대안으로서, 제 3 감지/방출 유닛은 다른 감지/방출 유닛들과 함께 장치 하우징 내에 하우징된 정규 레이다 안테나를 포함할 수 있다. 대안으로서, 제 3 감지/방출 유닛이 임의의 적절한 이미지 획득 장치, 등을 포함한, 한개 이상의 전계-광학 소자를 포함할 수 있다. 추가적으로, 장치는 제 4 (또는 그 이상의) 추가적인 감지/방출 유닛을 포함할 수 있고, 각각의 감지/방출 유닛은 자체 유닛 시야선을 가지며, 이러한 유닛 시야선은 제, 1, 2, 3 유닛 시야선에 대해 임의의 적절한 각도 관계를 가질 수 있다. 조립체 형성을 위해 기계적으로 연결된 복수의 시야 유닛들의 일 실시예에서, 각각의 감지/방출 유닛은 공통 평면 상에 놓인 조립체의 무게 중심 및/또는 기하학적 중심, 등과 같은 공통 중심으로부터 반경방향으로 뻗어나오는 자체 유닛 시야선을 가지도록 배열된다. 대안으로서, 일부 감지/방출 유닛들은 서로 다른 평행한 평면 상에 구성될 수 있고, 각각의 감지/방출 유닛은 공통 스위칭축으로부터 시야축까지 가로 질러 반경방향으로 뻗어가서, 조립체의 무게 중심 및/또는 기하학적 중심을 지난다.
(V) 본 발명의 일부 응용예에서, 장치는 먼저 표적을 검출하여 이를 인지하는 데 사용된다. 이 목적으로 한개의 감지/방출 유닛이 구성되며, 레이다 시스템, 가령, SAR 레이다를 포함할 수 있다. 표적이 검출되면, 이후, 부가적으로 표적을 인지한 후, 전계-광학 감지 유닛 형태의 감지/방출 유닛을 이용하여 표적을 식별한다. 그후, 부가적으로, ESM, COMINT, ELINT, 등을 이용하여 표적의 종류가 결정될 수 있다. 이 경우에, 그럼에도 불구하고 시각적으로 나타나지 않는 다른 차량들로부터 (비교적 높은 볼륨의 라디오 신호를 송신하는) 조준 차량을 구별하는 것이 가능할 수 있다. 이는, 표적에 의해 방출되는 ESM, COMINT, 또는 ELINT 신호를 검출 및 해역하도록 구성된, ESM, COMINT, 또는, ELINT 검출 기능을 가진 감지/방출 유닛에 의해 실행될 수 있다. 이러한 ESM, COMINT, 또는, ELINT 기능을 구비한 감지/방출 유닛은 이러한 능동형 표적의 존재 여부를 먼저 검출하고, 검출시, 시스템이 레이다 시스템으로 스위칭하여 표적을 실제 검출하게 되고, 이어서, 표적의 인지, 식별 등을 행하게 된다. 이어서, 표적을 표적화하도록 구성된 감지/방출 유닛(가령, 레이저 데지그네이터를 포함하는 감지/방출 유닛)이 자신의 유닛 시야선을 시스템 장치 시야선을 따라 지향하도록 스위칭하여, 결국 표적을 획득하게 된다. 부가적으로, 레이다 재머, 등을 포함하는 감지/방출 유닛이 전파 방해에 사용될 수 있고, 또는 표적의 전자적 무력화에 사용될 수 있다. 이러한 기능들은 각각 개별적인 감지/방출 유닛에 의해 실행될 수 있고, 이 모든 유닛들은 스위칭 축에 대해 기계적으로 연결된다. 또는 대안으로서, 다양한 장치를 포함하는 단일 감지/방출 유닛에 의해 이 기능들 중 일부가 수행될 수도 있다.
다른 응용예에서는 특정 영역의 광학적 감시 기능이 제공될 수 있고, 조립체가 넓은 시야각을 가진 전계-광학 유닛과, 좁은 시야각을 가진, 그러나, 더 우수한 분해능을 가진, 다른 전계-광학 감지/방출 유닛 사이에서 스위칭될 수 있다.
(W) 일부 실시예에서, 장치는 차량이나 구조물에 정적으로 장착되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 장치는 고정 시야선을 제공하도록 구성되며, 각각의 감지/방출 유닛은 필요에 따라 시야선을 따라 지향하도록 개별적으로 정렬될 수 있다. 이러한 실시예들은 공중으로부터의 위협을 검출하기 위해 정지된 지상 차량이나 정적 구조물 등에서와 같은 정적인 응용예에서의 특정한 이용을 발견할 수 있다. 예를 들어, 먼저 레이다 기반 감지/방출 유닛이 다가오는 표적(또는 위협)을 검출하고, 장치가 시각-기반 감지/방출 시스템으로 스위칭하여 표적을 식별하게 된다. 부가적으로, 작동 상태에 있는 각각의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변경하기 위한 내부 짐벌 수단이 제공될 수 있다. 이러한 각각의 감지/방출 유닛은 장치 시야선을 따라 정렬되게 되고, 따라서, 장치 시야선을 임의의 요망 방향으로 선택적으로 지향시킬 수 있다.
(X) 일부 실시예에서, 장치는 한개의 자유도를 가진 시야선을 제공하도록 구성될 수 있고, 이 경우, 시야선은 시야 범위의 임계치 내에서 일 평면 상의 임의의 방향으로 지향될 수 있다. 이 평면은 스위칭 축에 수직이다. 따라서, 스위칭 수단은 특정 시야선에서 감지/방출 유닛들 중 한개 또는 또다른 한개를 지향시키도록 구성되며, 이 시야선의 방향은 스위칭 축 둘레로 피봇회전함으로써 이러한 시야 범위 내에서 선택적으로 변경가능하다. 추가적으로, 또는, 대안으로서, 작동 상태에 있는 각각의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변경시키는 내부 짐벌 수단이 제공될 수 있고, 이러한 감지/방출 유닛은 장치 시야선을 따라 정렬되어, 장치 시야선을 임의의 요망 방향으로 선택적으로 지향시킬 수 있게 된다.
(Y) 일부 실시예에서, 장치는 시야 범위 내에서 요망 방향으로 장치 시야선을 선택적으로 구획하도록 구성된 적절한 지향 수단을 추가로 포함할 수 있어서, 상기 장치 시야선과 정렬된 감지/방출 유닛을 상기 임의의 요망 방향으로 선택적으로 지향되게 할 수 있다. 시야 범위는 3차원 공간의 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 지향 수단이 팬 및 틸트 수단을 포함하거나, 그외 다른 적절한 짐벌 수단을 포함하며, 어떤 경우에도 적절한 서보 수단이 부가적으로 제공되어 팬 및 틸트 수단이나 짐벌을 지향시키도록 제공될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로서, 작동 상태에 있는 각각의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선 방향을 국부적으로 변경시키기 위한 내부 짐벌 수단이 제공될 수 있고, 이에 따라, 감지/방출 유닛이 장치 시야선을 따라 정렬되어 장치 시야선을 임의의 요망 방향으로 선택적으로 지향시킬 수 있다.
(Z) 각각의 감지/방출 유닛은 표적의 감시, 관찰, 위치 결정, 조준, 검출, 인지, 식별, 표적화, 마킹, 자동유도, 추적, 그리고 이미징 중 한가지 이상과 관련된 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면, 앞서 설명한 장치를 포함하는, 그리고, 앞서 개시한 특징 (A) 내지 (Z) 중 임의의 조합을 부가적으로 포함하는 요망 시야선을 따라 에너지의 감지 및/또는 방출을 수행하는 시스템이 또한 제공된다. 이 시스템은 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함한다.
본 발명의 본 형태에 따르면, 장치는 다음의 특징들 중 한가지 이상을 임의의 조합 형태로 포함할 수 있다.
(a) 상기 시스템은 지정 기준에 따라 한개의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 장치 시야선과 함께 정렬시키는 것과, 다른 한개의 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 장치 시야선과 정렬시키는 것 간을, 선택적으로 스위칭되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 스위칭이 수동 스위칭일 수 있다. 추가적으로, 또는, 대안으로서, 예를 들어, 장치 시야선 상에서 요망 표적과 상기 시스템 간의 거리가 제 1 거리보다 클 때, 해당 유닛 시야선이 상기 장치 시야선을 지향하도록 제 1 감지/방출 유닛을 정렬시키도록 시스템이 구성될 수 있고, 상기 거리가 제 1 거리보다 크지 않을 때, 제 2 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 상기 장치 시야선과 정렬시키도록 자동적 스위칭이 진행되도록 시스템이 구성된다. 추가적으로, 또는, 대안으로서, 제 1 감지/방출 유닛이 표적의 존재를 검출한 후 스위칭이 이루어질 수 있고, 표적이 제 2 감지/방출 유닛의 범위 내로 들어올 때까지 제 2 감지/방출 유닛이 작동 상태를 유지하게 된다.
(b) 따라서, 시스템은 제 1 감지/방출 유닛과 같은 적절한 레이다 시스템을 이용함으로써(일례에 불과함), 비교적 간단하고 응답성이 뛰어나며 효율적인 방식으로, 시스템으로부터 비교적 먼 거리에서 표적을 검출하도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 표적이 존재하는 지 여부가 제 1 감지/방출 유닛을 이용하여 구축될 수 있다. 부가적으로, 그리고 일부 실시예에서, SAR 레이다를 이용할때와 같은 경우에 표적이 인지될 수 있다. 따라서, 제 1 감지/방출 유닛을 이용하여 표적의 종류를 결정할 수 있다. 예를 들어, 표적이 차량이 아닌 탱크인지, 트럭이 아닌 버스인지, 등을 결정할 수 있다. 다른 한편, 그리고 표적에 대한 거리가 감소하면, 제 2 감지/방출 유닛이 스위칭 수단을 통해 감시 기능을 넘겨받아서, 광학적 시스템, 등을 이용하여 표적의 인지를 먼저 제공할 수 있고, 이는 SAR, 등에 의해 앞서 결정된 인지를 개선시킬 수 있으며, 또는, 제 1 감지/방출 유닛이 검출용으로만 구성된 경우에 제 1 인지 인스턴스를 제공할 수 있다. 더욱이, 제 2 감지/방출 유닛은 그후 표적을 식별하는 데 사용될 수 있고, 이는 엠블럼, 마킹, 색상, 등과 같은 광학적 성질을 검사함으로써만 수행될 수 있는 경우에 해당한다. 이 경우에 레이다 타입 감지/방출 유닛은 무의미하다. 다른 한편, 광학-기반 감지/방출 유닛은, 특히 비교적 가까운 범위에서, 이러한 광학적 성질을 구분할 수 있다. 표적이 식별되고 위치가 결정되면, 자동유도, 추적, 조준 옵션 등과 같은 추가적인 액션이 취해질 수 있다.
(c) 부가적으로, 시스템은 하나, 또든, 다른 하나, 또는, 모든 감지/방출 유닛들의 작동 중 표적을 추적하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 임의의 적절한 자이로안정화 수단을 이용하여 시스템 자체의 움직임에 관계없이 장치 시야선의 방향을 안정적으로 유지할 수 있다.
(d) 일 시간 구간 중 스위칭이 진행될 수 있고, 시스템은 상기 시간 구간 중 시스템의 위치, 배향, 궤적에 관한 데이터를 수신하도록 구성될 수 있고, 상기 데이터를 이용하여, 스위칭 후에 상기 스위칭 직전과 동일한 방향을 따라 상기 장치 시야선을 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지정 시간 구간이 일초 미만일 수 있다. 어떤 경우에도, 해당 시간 구간 중, 시스템은 표적과 관련하여 이동하였을 수 있다. 예를 들어, 시스템은 적절한 컴퓨터에 작동가능하게 연결된 GPS, 속도 및 가속도 센서를 포함할 수 있어서, 이 데이터로부터, 그리고 공통 좌표계(가령, 전역 좌표계)에 따른 시야선의 방향으로부터 해당 시간 구간 이후 시스템의 새 위치가 어디인지, 그리고, 이 위치로부터 장치 시야선에 대한 새 방향이 어느 방향인지를 결정한다. 이에 따라, 앞서와 동일한 표적을 여전히 가리키도록 할 수 있다. 이러한 새로운 방향은 포인팅 수단의 지역 좌표계로 효과적으로 변환될 수 있어서, 제 2 감지/방출 유닛이 장치 시야선과 정렬될 때 동일한 표적을 가리키도록 포인팅 수단을 지향시킬 수 있다. 부가적으로, 컴퓨터에 DTM(Digital Terrain Map)이 프리로딩(preloading)되어, 시스템의 위치에 대한 표적의 위치를 추가적으로 명확하게 할 수 있다. 따라서, 시스템은 일 감지/방출 유닛과 또다른 감지/방출 유닛 간의 스위칭 중 특정 표적에 대한 유효 시야선이 유지되는 것을 보장할 수 있다. 이는 표적이 정지되어 있거나 천천히 움직이는 경우에 특히 유익하다. 즉, 시간 구간에 비해 변위가 작을 때 특히 유익하다.
(e) 상기 시스템은 제 1 감지/방출 유닛에 의해 추적되고 있는 표적의 궤적을 결정하도록, 그리고, 상기 궤적 및 상기 데이터에 기초하여 상기 시간 구간 중 상기 시스템에 대한 표적의 확률적 위치를 투영하도록, 그리고, 상기 확률적 위치에 기초하여 상기 장치 시야선의 방향을 보상하도록 구성될 수 있다.
(f) 상기 시스템은 공중 비행체, 배, 우주선, 차량, 또는 그외 다른 이동가능한 플랫폼에 부착가능하도록 구성된 임의의 적절한 페이로드 구조물이나 팟(pod)(임의의 종류의 분리가능한 컨테이너 포함)을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 장치는 팟, 등에 하우징되도록 구성된다. 예를 들어, 팟은 종방향 일단에 장치를 포함하는 일반적인 기다란 원통형 구조물일 수 있고, 표준 부착점을 이용하여(일례임) 항공모함에 부착하기 위한 적절한 돌출부를 포함할 수 있다. 팟이나 그외 다른 페이로드 구조물은 공중 비행체의 동체나 날개에(일반적으로 그 아래에) 외부적으로 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 팟은 표준 크기 팟이며, 일례의 경우 명목 직경이 40 cm 이다. 이 직경은 기하학적 엔빌롭의 치수 임계치를 결정한다.
(g) 예를 들어, 시스템은 전투기, 등에 사용하도록 구성될 수 있고, 무인 항공기, 화물기, 등과 같은 다른 비행 플랫폼의 사용에도 적합할 수 있다.
발명의 제 1 형태에 따르면, 센서/방출기 유닛들이 엔빌롭, 또는 기하학적 엔빌롭이라 불리는, 제한된 공간이나 볼륨 내에 둘러싸여서, 스위칭 축에 대해 개별 유닛 시야선을 서로 각도-변위시킴으로써, 그리고, 각 유닛의 풀 구경(full aperture)을 배타적으로 요망 장치 시야선과 일렬로 놓이도록 기계적으로 배치하여 스위칭 특징을 활용할 수 있게 함으로써, 이 볼륨의 용도를 최대화시키도록 구성된다. 이에 따라, 다른 유닛들의 구경과 겹쳐지거나 간섭하지 않으면서 한개 이상의 유닛들의 구경이 최대화될 수 있고, 다른 유닛들의 작동과 간섭하지 않으면서 해당 유닛의 작동을 최적화시킬 수 있다.
장치가 팬 및 틸트 수단을 포함하는 실시예에서, 구형 기하학적 엔빌롭은 유용한 특징으로서, 스위칭 축에 수직인 축 둘레로 조립체를 회전시킬 수 있는 특징에 해당한다(가령, 장치가 팟에 장착되어 있을 때 팟 축에 대한 회전). 따라서, 이러한 회전에 제 1 자유도를 제공하고, 또한, 스위칭 축 둘레로 짐벌 회전에 제 2 자유도를 제공한다. 동시에 이 엔빌롭 프로파일은 팟의 전면 면적을 넘지 않도록 장치의 전면 면적을 효과적으로 변화시키며, 이는 공기역학적인 특징에 또한 해당한다.
발명의 제 2 형태에 따르면, 장치에 대한 장치의 요망 장치 시야선을 따라 에너지의 감지 및/또는 방출을 수행하는 장치가 제공되며, 상기 장치는,
두개 이상의 감지/방출 유닛으로서, 각각의 감지/방출 유닛은 해당 감지/방출 유닛 구경을 통해 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성되고, 감지/방출 유닛들은 기계적으로 서로 연결되며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 구비하되, 작동 상태에서는 유닛 시야선이 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위해 연속적으로 장치 시야선을 따라 지향되고, 비-작동 상태에서는 유닛 작동 축이 장치 시야선과는 다른 방향을 지향하는, 상기 두개 이상의 감지/방출 유닛과,
요망 감지/방출 유닛을 배타적으로 그리고 선택적으로 작동 상태로 배치하면서, 이와 동시에, 나머지 유닛들을 각각 비-작동 상태로 배치하도록 유닛들 간을 스위칭하는 스위칭 수단을 포함한다.
요망 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 정지 및 관찰 기능을 제공하는 본 발명의 제 2 형태에 따르면, 한개 이상의 감지/방출 유닛이 다른 감지/방출 유닛들과는 관계없이 장치 시야선을 따라 장치의 치수 임계치에 대해 최적의 작동을 제공하도록 구성될 수 있고, 이러한 감지/방출 유닛들은 본 발명의 제 1 형태와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 스위칭 축 둘레로 회전가능한 조립체 내에 구성될 수 있다.
더욱이, 본 발명의 제 2 형태에 따른 장치는 임의의 적절한 조합으로, 본 발명의 제 1 형태와 관련하여 앞서 설명한 특징들 (A) 내지 (Z) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 본 발명의 제 2 형태에 따라 앞서 설명한 장치를 포함하는 요망 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은, 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함할 수 있고, 임의의 적절한 조합으로, 본 발명의 제 1 형태에 따른 시스템에 대해 앞서 설명한 특징들 (a) 내지 (g) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 표적에 대하여 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은,
제 1 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 장치 시야선과 선택적으로 정렬시키고, 상기 제 1 감지/방출 유닛을 이용하여 장치 시야선을 따라 연속적으로 에너지를 감지 또는 방출하는 단계와,
장치 시야선을 따라 제 2 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 정렬시키도록 선택적으로 스위칭하여 상기 제 2 감지/방출 유닛을 이용하여 장치 시야선을 따라 연속적으로 에너지를 감지 또는 방출하는 단계
를 포함하되, 상기 제 1 감지/방출 유닛과 제 2 감지/방출 유닛이 기계적으로 연결된다.
본 발명의 제 2 형태에 따른 방법은 본 발명의 제 2 형태에 따라 본 발명에서 제시되는 장치 및/또는 시스템을 이용하여 수행될 수 있고, 대응하는 추가적 단계들을 포함할 수 있다.
발명의 제 2 형태에 따르면, 장치의 시야선은 한개의 요망 방향으로 지향되고 유지되며, 특정 감지/방출 유닛을 장치 시야선과 정렬시켜서, 장치가 관찰 또는 추적 장치로 작동할 수 있게 한다. 스위칭 수단과는 기능적으로 및/또는 구조적으로 다른 팬 및 틸트 수단을 포함하는 실시예에서, 팬 및 틸트 특징은 장치 시야선을 다른 방향으로 향하게 하여, 장치가 감시 장치로 작동할 수 있게 한다.
발명의 제 3 형태에 따르면, 요망 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는,
두개 이상의 감지/방출 유닛으로서, 각각의 유닛은 각 유닛의 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성되고, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 유닛 시야선이 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위해 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 유닛 시야선이 장치 시야선과는 다른 방향을 지향하는, 상기 두개 이상의 감지/방출 유닛과,
특정 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서 나머지 감지/방출 유닛들을 비-작동 상태로 배치하도록, 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위한 스위칭 수단
을 포함하되,
상기 장치는 감지/방출 유닛들 중 한개만이 배타적으로 작동 상태에 있는 지 여부에 관계없이 두개 이상의 자유도로 장치의 작동 중 장치 시야선의 방향을 선택적으로 변경시키도록 구성된다.
발명의 제 3 형태에 따르면, 장치 시야선의 방향은, 각 유닛이 배타적으로 작동 상태에 있을 때 그래서 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 동작하고 있을 때, 두개 이상의 자유도에 대해 선택적으로 변경될 수 있다. 따라서, 작동 상태에 있는 유닛의 작동은 두개 이상의 자유도로 장치 시야선의 방향을 선택적으로 변경시키는 것과 동시에 진행될 수 있다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 본 발명의 제 3 형태에 따라 앞서 설명한 장치를 포함하는, 요망 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하는 시스템이 또한 제공된다. 상기 시스템은 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함하고, 임의의 적절한 조합으로, 본 발명의 제 1 형태에 따른 시스템에 대해 앞서 개시한 특징들 (a) 내지 (g) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 장치에 대한 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는,
(I) 두개 이상의 감지/방출 유닛으로서, 각각의 감지/방출 유닛은 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성되고, (II) 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 유닛 시야선이 장치 시야선과는 다른 방향을 지향하는, 상기 두개 이상의 감지/방출 유닛과,
(III) 특정 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서, 이와 동시에, 나머지 감지/방출 유닛들은 각각 비-작동 상태로 배치하도록 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하는 스위칭 수단을 포함하되,
(IV) 장치 작동과 관련된 작동 파라미터가 작동 임계치보다 클 때 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 제 1 감지/방출 유닛이 구성되고, 상기 작동 파라미터가 상기 작동 임계치보다 작거나 같을 때 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 제 2 감지/방출 유닛이 구성된다.
다음의 특징들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 작동 파라미터가 상기 작동 임계치보다 큰 것인지, 또는, 작거나 같은 것인지에 따라, 상기 제 1 감지/방출 유닛 또는 제 2 감지/방출 유닛을 작동 상태로 배치하도록 감지/방출 유닛들 간을 자동적으로 그리고 가역적으로 스위칭하도록 상기 스위칭 수단이 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 작동 파라미터가 표적에 대한 거리를 포함하고, 상기 작동 임계치가 제 1 거리다. 또하나의 예에서, 상기 작동 파라미터가 상기 장치 시야선을 따른 가시도 범위를 포함하고, 상기 작동 임계치는 악천후 기상 조건과 관련된 가시도다. 예를 들어, 상기 작동 임계치가 0의 가시도 조건일 수 있다.
한가지 이상의 변형에서, 특징 (IV)는 아래의 특징을 포함할 수 있다.
- 표적에 대한 거리가 제 1 거리보다 클 때 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 하나의 감지/방출 유닛이 구성되고, 또다른 감지/방출 유닛은 상기 거리가 제 1 거리보다 작거나 같을 때 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성된다.
또다른 변형에서, 특징 (IV)는 다음과 같이 대체될 수 있다.
(V) 최대 제 1 거리 내에서 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 하나의 감지/방출 유닛이 구성되고, 최대 제 2 거리 내에서 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 제 2 감지/방출 유닛이 구성되며, 제 1 거리는 제 2 거리보다 훨씬 크다.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 다른 감지/방출 유닛들에 관계없이 장치 시야선을 따라 장치의 치수 임계치에 대해 최적 동작을 제공하도록 한개 이상의 감지/방출 유닛이 구성될 수 있고, 이러한 감지/방출 유닛들은 본 발명의 제 1 형태와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 스위칭 축 둘레로 회전가능하게, 조립체 내에 구성될 수 있다. 감지/방출 유닛들이 기계적으로 또한 연결되며, 각각의 유닛은 감지/방출 유닛 구경을 통해 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성된다.
더욱이, 본 발명의 제 4 형태에 따른 장치는, 임의의 적절한 조합으로, 본 발명의 제 1 형태에 따른 시스템에 대해 앞서 개시한 특징들 (a) 내지 (g) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
발명의 제 4 형태에 따르면, 발명의 제 2 형태에 따라 앞서 설명한 장치를 포함하는, 요망 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은, 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함할 수 있고, 임의의 적절한 조합으로, 본 발명의 제 1 형태에 따른 시스템에 대해 앞서 개시한 특징들 (a) 내지 (g) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 표적에 대해 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, 임계 거리라고도 불리는 제 1 거리보다 표적에 대한 거리가 클 때 장치 시야선에 제 1 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 선택적으로 정렬시키고, 제 1 감지/방출 유닛을 이용하여 상기 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 또는 방출하는 단계와, 상기 거리가 상기 제 1 거리보다 작거나 같을 때, 장치 시야선을 따라 제 2 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 정렬시켜서 제 2 감지/방출 유닛을 이용하여 장치 시야선을 따라 연속적으로 에너지를 감지 또는 방출하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 감지/방출 유닛과 상기 제 2 감지/방출 유닛이 기계적으로 연결된다. 이 방법은 발명의 제 4 형태에 따른 장치에 대해 앞서 설명한 바와 유사한 특징들을 추가로 포함할 수 있다.
발명의 제 4 형태에 따른 방법은 발명의 제 4 형태에 따라 본 발명에서 설명한 장치 및/또는 시스템을 이용하여 수행될 수 있고, 추가적인 단계들을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 5 형태에 따르면, 장치에 대해 서로 다른 두개 이상의 장치 시야선을 따라 동시에 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는,
두개 이상의 감지/방출 유닛을 포함하는 조립체로서, 각각의 감지/방출 유닛은 대응하는 감지/방출 유닛 구경을 통해 유닛 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하도록 구성되고, 감지/방출 유닛들은 서로 기계적으로 연결되며, 상기 조립체는 복수의 작동 상태를 가지되, 제 1 작동 상태에서는 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위해 두개 이상의 유닛 시야선 각각이 각각의 장치 시야선을 지향하며, 제 2 작동 상태에서는 제 1 작동 상태 중 지향하였던 장치 시야선과는 다른 장치 시야선을 한개 이상의 유닛 시야선이 지향하게 되는, 상기 조립체와,
상기 조립체를 특정 작동 상태로 선택적으로 배치하도록 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위한 스위칭 수단을 포함한다.
본 발명의 제 5 형태에 따르면, 한개 이상의 감지/방출 유닛이 다른 감지/방출 유닛들에 관계없이 각각의 장치 시야선을 따라 장치의 치수 임계치에 대해 최적 동작을 제공하도록 구성될 수 있고, 이러한 감지/방출 유닛들은 발명의 제 1 형태와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, 스위칭 축 둘레로 회전가능하게 조립체 내에 구성될 수 있다. 더욱이, 발명의 제 5 형태에 따른 장치는 임의의 적절한 조합으로, 발명의 제 1 형태와 관련하여 앞서 설명한 특징들 (A) 내지 (Z) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
발명의 제 5 형태에 따르면, 발명의 제 5 형태에 따라 앞서 규정한 장치를 포함하는 두개 이상의 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하는 시스템이 또한 제공된다. 이 장치는 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함하고, 임의의 적절한 조합으로, 발명의 제 1 형태에 따른 시스템에 대해 앞서 설명한 특징들 (a) 내지 (g) 중 한가지 이상을 추가로 포함할 수 있다.
발명의 여러가지 형태에 따르면, 각각의 장치에 대해 한개 이상의 요망 장치선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 복수의 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 장치는 스위칭축에 대해 베이스 상에 회전가능하게 장착된 조립체를 포함한다. 조립체는 두개 이상의 감지/방출 유닛을 포함하며, 각각의 감지/방출 유닛은 자체적인 유닛 시야선을 가진다. 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태에서, 각각의 유닛 시야선이 장치 시야선을 따라 에너지를 감지 및/또는 방출하기 위한 장치의 장치 시야선을 따라 지향되며, 이에 대응하는 비-작동 상태에서는 각각의 유닛 시야선이 상기 장치 시야선과는 다른 방향을 가리킨다. 요망 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태에 들어가게 하고 이와 동시에, 나머지 감지/방출 유닛들 각각을 비-작동 상태로 들어가게 하도록 감지/방출 유닛들 간에 스위칭이 스위칭 수단에 의해 구현될 수 있다. 대응하는 시스템 및 방법들이 또한 제공된다.
본 발명의 이해를 돕고 실제 실현 방법을 확인하기 위해, 첨부 도면을 참고로 하여 비-제한적인 예들을 통해 실시예들이 이제부터 설명될 것이다.
도 1은 감지/방출 유닛이 시스템의 요망 시야선과 정렬되도록 구성된 본 발명의 장치의 제 1 실시예의 투과-사시도.
도 2는 또하나의 감지/방출 유닛이 시스템의 요망 시야선과 정렬되도록 구성된 도 1의 실시예의 투과-사시도.
도 3은 장치가 팟(pod)에 장착되도록 구성되는 애플리케이션에서 도 1의 실시예의 측면도.
도 4는 차량에 직접 장착된 장치를 포함하는 애플리케이션의 측면도.
도 5는 도 1의 Q-Q 라인을 따라 자른 경우의 단면도.
도 6은 한개의 감지/방출 유닛이 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 1의 실시예의 변형의 사시도.
도 7은 또한개의 감지/방출 유닛이 요망 시야선과 정렬되는, 도 6의 실시예의 사시도.
도 8은 세개 한 세트의 감지/방출 유닛들이 대응하는 세개의 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 6의 실시예의 사시도.
도 9는 앞서와는 다른 세개 한 세트의 감지/방출 유닛들이 대응하는 세개의 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 8의 실시예의 사시도.
도 1은 감지/방출 유닛이 시스템의 요망 시야선과 정렬되도록 구성된 본 발명의 장치의 제 1 실시예의 투과-사시도.
도 2는 또하나의 감지/방출 유닛이 시스템의 요망 시야선과 정렬되도록 구성된 도 1의 실시예의 투과-사시도.
도 3은 장치가 팟(pod)에 장착되도록 구성되는 애플리케이션에서 도 1의 실시예의 측면도.
도 4는 차량에 직접 장착된 장치를 포함하는 애플리케이션의 측면도.
도 5는 도 1의 Q-Q 라인을 따라 자른 경우의 단면도.
도 6은 한개의 감지/방출 유닛이 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 1의 실시예의 변형의 사시도.
도 7은 또한개의 감지/방출 유닛이 요망 시야선과 정렬되는, 도 6의 실시예의 사시도.
도 8은 세개 한 세트의 감지/방출 유닛들이 대응하는 세개의 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 6의 실시예의 사시도.
도 9는 앞서와는 다른 세개 한 세트의 감지/방출 유닛들이 대응하는 세개의 요망 시스템 시야선과 정렬되는, 도 8의 실시예의 사시도.
도 1 및 도 2와 관련하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치(100)는 감지/방출 조립체(110)와 스위칭 수단(120)을 포함한다.
감지/방출 조립체(110)는 하우징(180)과, 두개 이상의 감지/방출 유닛, 즉, 제 1 감지/방출 유닛(140)과, 제 2 감지/방출 유닛(160)을 적어도 포함한다. 발명의 일 형태에 따르면, 조립체(110), 또는 장치(100)가 엔빌롭이라고도 불리는 제한된 지정 공간 내에 수용되도록 구성된다.
제 1 감지/방출 유닛(140)은 표적에 대하여 에너지를 각각 감지/방출하기 위한, B축이라고도 불리는 감지/방출 유닛 시야선(ULOS)의 방향으로 에너지를 감지 및/또는 방출할 수 있다. 제 2 감지/방출 유닛(160)은 표적에 대하여, 에너지를 각각 감지/방출하기 위한, C축이라고도 불리는 감지/방출 유닛 시야선의 방향으로 에너지를 감지 및/또는 방출할 수 있다. 본 실시예에서 제 1 감지/방출 유닛(140)이 레이다 파장의 전자기파 에너지를 감지하기 위한 레이다 시스템을 포함하고, 제 2 감지/방출 유닛(160)이 광학적 파장의 전자기파 에너지를 감지하기 위한 전계-광학 센서를 포함하지만, 본 배열에 대해 여러가지 다른 변형이 본 실시예의 대응하는 변형에서 제공될 수 있다.
감지/방출 유닛(140, 160)들은 서로 기계적으로 연결되며 하우징(180)에 수용된다. 본 실시예에서 하우징(180)은 일반적으로 구형이고, 기하학적 중심 GC를 가진다. 본 실시예의 일부 변형에서는 감지/방출 유닛(140, 160)들이 서로 간접적으로 연결되거나, 및/또는, 공통 프레임 및/또는 하우징(180)에 적절한 방식으로 장착될 수 있다. 또한, 본 실시예의 일부 변형에서는 조립체(110)의 무게 중심이 기하학적 중심 GC에, 또는 그 근처에 놓일 수 있다.
B축 및 C축을 B축 및 C축 모두에 직교하는 제 3의 축(예를 들어, 회전축 D)으로부터 보았을 때, B축과 C축은 기하학적 중심 GC에서 또는 그 근처에서 교차하게 되며, 각도 θ를 형성하게 된다. 본 실시예에서, B축과 C축은 서로 상호 직교하는 관계에 있다. 즉, 각도 θ가 90도다. 하지만 본 실시예의 변형에서는 B축과 C축 간의 각도 θ가 90도가 아닐 수 있으며, 비-제한적인 예로서, 각도 θ가 +/- 15도, 30도, 45도, 60도, 75도, 90도, 105도, 120도, 135도, 150도, 165도, 180도, 등의 값 중 하나일 수 있다.
조립체(110)는 베어링(도시되지 않음)들을 이용하여 지지 브래킷(200)의 형태의 베이스에 회전가능하게 장착된다. 지지 브래킷(200)은 베이스 부재(220)로부터 전방으로 돌출하는 두개의 측방 이격 아암(230)을 포함하며, 상기 베어링은 서로 이격된 아암(230)의 자유 단부에 위치하거나 자유 단부 근처에 위치하여, 기하학적 중심 GC와 교차하면서 베어링(235)을 통과하는 D축 둘레로 브래킷(200)에 대하여 조립체(110)를 선택적으로 회전하게 한다. 본 실시예의 대안의 변형에서는 하우징(180)이 해당 베어링에 장착되는 직경 방향으로 대향된 저널(journals)들을 포함하고, 상기 조립체(110)가 하우징(180)에 장착된다.
도 5와 관련하여, 상기 제 1 실시예에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)이 ㅇ유유닛 시야선(B축)과 상관된 적절한 시야각(FOV)을 가진 적절한 레이다 시스템, 등을 포함한다. 본 실시예의 하나 이상의 변형에서, 레이다 시스템은 X 대역 또는 그 이상의 전자기파 파장에서 작동하도록 구성된다. 따라서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 레이다 파장의 전자기파 에너지를 방출 및 감지하기 위한 감지 및 방출 유닛으로 구성되며, 예를 들어, 표적으로부터 되돌아오는 레이다 신호를 감지함으로써, 가령, 50km 이상, 최대 80 km, 또는 최대 100 km까지 장거리로 표적을 검출할 수 있는 적절한 레이다 수단(예를 들어, SAR: Synthetic Aperture Radar)과 같이, 레이다 신호를 방출 및 수신하도록 구성된 레이더 송신기/수신기 유닛을 레이다 시스템이 포함할 수 있다. 레이다 유닛은 하우징(180)의 내경에 가깝도록 최적화될 수 있는 직경을 가진, 디스크-형 평면 어레이 안테나(142)를 포함하며, 상기 안테나(142)는 제 1 감지/방출 유닛(140)에 대해 장치 구경을 구획한다. 도 5에 도시되는 바와 같이, 내부 수용 안테나(142)의 직경 d의 최대값은 안테나(142)가 조립체(110) 내에서 기하학적 중심 GC에 얼마나 가깝게 위치하는 지에 달려있다. 따라서, 제 2 감지/방출 유닛(160)의 물리적 치수, 특히, B축을 따라 형성된 폭에 달려있다. 제 1 감지/방출축 B의 방향으로 제 2 감지/방출 유닛(160)이 좁을수록, 안테나(142)가 기하학적 중심 GC에 가깝게 배치될 수 있고, 따라서, 엔빌롭에 대해 안테나의 직경이 더 커질 수 있다. 따라서, 안테나(142)가 하우징의 직경에 가까운 직경, 즉, 유효 구경을 가질 수 있다. 이렇게 선택되었을 때 감지/방출 유닛(140)이 시스템 시야선 A를 따라 배타적으로 정렬되는 유닛 시야선을 가지도록 함으로써, 안테나(142)의 유효 직경에 따라 좌우되는 감지/방출 유닛(140)의 유효 구경이 최대화될 수 있고, 따라서, 레이다 시스템의 작동 범위를 최대화시킬 수 있다(가령, 조립체 하우징(180)이나 장치(100)의 크기 임계치가 주어진 경우).
감지/방출 유닛(140)의 구경이 선형 치수(즉, 유닛 구경의 직경이나 폭)일 수 있다. 즉, 장치 구경의 대응하는 선형 치수에 비례할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 비례치는 0.5 내지 0.6, 0.6 내지 0.7, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 0.85, 0.8 내지 0.9, 0.85 내지 0.9, 0.85 내지 0.95, 0.9 내지 0.95, 0.9 내지 0.98, 0.95 내지 0.98, 0.95 내지 1.0, 0.9 내지 1.0 중 임의의 한 범위, 또는 이들 범위들 간의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 추가적으로, 또는 선택적으로, 감지/방출 유닛(140)의 구경이 장치 구경의 대응 면적 치수의 비례치인 면적 치수(즉, 유닛의 구경 면적)를 가질 수 있다. 이 비례치는 0.5 내지 0.6, 0.6 내지 0.7, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 0.85, 0.8 내지 0.9, 0.85 내지 0.9, 0.85 내지 0.95, 0.9 내지 0.95, 0.9 내지 0.98, 0.95 내지 0.98, 0.95 내지 1.0, 0.9 내지 1.0 중 임의의 한 범위, 또는 이들 범위들 간의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 실시예의 대안의 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 방출 유닛의 형태를 취할 수 있고, 레이다 재머 배열(radar jammer arrangement)을 포함할 수 있으며, 따라서, 레이다 재밍 신호 형태로 전자기파를 방출하도록 구성된다. 본 실시예의 또한가지 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 신호 인터셉트를 위한 임의의 적절한 SIGINT 모듈과 같은 수동형 레이다 검출기를 포함하며, 부가적으로, 표적 레이다의 존재 및 위치를 검출하기 위한 ELINT 모듈 및 COMINT 모듈 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. 본 실시예의 또하나의 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 표적으로부터 레이다 신호를 수신하도록 구성되는 임의의 수동형 레이다 수단을 포함하며, 이러한 표적은 서로 다른 광원에 의해 조명될 수 있다. 이러한 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 안테나(142)와 같은 적절한 안테나를 포함한다. 이러한 경우에, 안테나 구경을 최대화시킴으로써, 레이다 재머, SIGINT 모듈, 또는, 레이다 시스템, 등의 작동 범위를 최대화시킬 수 있다.
본 실시예의 대안의 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 레이다 신호를 감지 및/또는 방출하도록 구성된 레이다 시스템을 포함하고, 하우징에 의해 제공되는 엔빌롭의 치수 임계치에 대해 최적화된 안테나 배열을 구비한다. 더욱이, 유닛(140)은, 특히 유닛(140)의 안테나는, 가드 안테나(guard antenna)와 같은 보조 안테나를 예로 들 수 있는 그외 다른 송신 및/또는 감지 수단, 및/또는, 다이폴, 등과 같은 IFF(identify friend or foe) 요소들, 및/또는, 레이다 시스템을 통해 자동 유도될 수 있는 차량이나 장비에 제어 신호를 송신하는 등의 목적으로 사용되는 라디오 송신 요소들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 안테나의 구경이 이러한 수단에 필요한 공간을 고려하여 최적화될 수 있다.
대안으로 그리고 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 제 1 실시예의 일 변형에서는 감지/방출 유닛(140)이 공형 안테나(143)를 가진 레이다 검출기를 포함할 수 있다. 공형 안테나(143)는 평면형 어레이 안테나와 동일한 단면 및 구경(폭 및 면적)을 가질 수 있고, 일부 경우에는 더 큰 구경을 가질 수도 있으며, 안테나 내에 형성된 함몰부 내에 구획된 내부 공간을 자유롭게 한다. 이러한 함몰부는 한개 이상의 다른 감지/방출 유닛들을 하우징하는 데 효율적으로 사용될 수 있다. 공형 안테나(143)는 엔빌롭의 제 1 부분과 공형인 외면을 포함하고, 가상의 구면의 일부분을 포함한다. 반면 제 1 실시예의 본 변형에서 조립체 하우징(184)은 가상의 구면의 제 2 부분과 공형이다. 공형 안테나(143)는 도 1 및 도 2의 실시예의 안테나(142)와 유사한 방식으로 B축에 중심을 가지며, 하우징의 일부분을 효과적으로 구성함으로써 엔빌롭의 활용성을 최대화시킨다. 따라서, 하우징(184)에 대한 안테나(142)의 크기가 엔빌롭의 가상면의 완전한 반구를 차지하도록 최대화될 수 있고, 따라서, 윈도(182)를 위한 공간을 남길 수 있다. 본 실시예의 추가적 변형예에서는 안테나(182)가 하우징의 절반으로 효과적으로 기능할 수 있고, 이 위치에 조립체(110)의 나머지가 수용될 수 있다.
본 실시예에서, 제 2 감지/방출 유닛(160)은 감지 유닛으로 구성되고, 임의의 적절한 종류의 감광 센서를 포함하는 전계-광학 스캐너 배열을 포함한다. 그리고, 제 2 감지/방출 유닛(160)은 C축을 따라 동시에 또는 교대로 스캔하도록 광학적으로 연결될 수 있는 한개 이상의 전계-광학 소자를 구비할 수 있고, 각각의 전계-광학 소자는 유닛 시야선이나 C축과 상관된 적절한 시야각(FOV) 및 광학축을 가진다. 부가적으로, 복수의 전계-광학 소자들이 서브조립체로 제공될 수 있고, 각각의 전계-광학 소자는 C축에 평행한 자체 광학축(또는 유닛 시야선)을 가질 수 있다. 자체 광학축은 유닛(160)에 대한 평균 시야선 방향을 나타낼 수 있다. 하우징(180)은 C축과 정렬된 적절한 윈도(182)를 포함할 수 있어서, 제 2 감지/방출 유닛(160)의 작동 파장에서의 전자기파가 투과할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 유닛(160)의 구경은 하우징(180)에 의해 구획되는 엔빌롭의 폭에 대해 최대화되지 않는다. 왜냐하면, 유닛(160)의 동작이 엔빌롭의 최대 폭보다는 훨씬 작은 구경에서 최대화될 수 있기 때문이다. 다른 한편, 유닛(160)의 구경, 즉, 유닛의 구경이 구획될 수 있는 평면이 스위칭축 D에 대해 제 1 유닛(140)의 구경으로부터 각도-변위된다. 따라서, 두개의 구경이 서로 방해하는 방식으로 겹쳐지지 않으며, 서로 간섭하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 본 실시예의 다른 변형에서는 시스템 시야선 A를 따라 배타적으로 제 2 감지/방출 유닛을 정렬시킴으로써, 제 2 감지/방출 유닛의 구경이 최대화될 수 있고, 따라서, 하우징(180)의, 또는, 장치(100)의 크기 임계치가 주어졌을 때, 최대 분해능을 얻을 수 있다.
상기 제 1 실시예에서, 제 2 감지/방출 유닛(160)은 적절한 장비를 통해 처리, 저장, 송신을 하기 위해 전자적/디지털 형태로 광학 이미지를 획득하도록 구성되는 것이 일반적이다. 이러한 이미지들은 정지 이미지(프레임) 및/또는 비디오 이미지일 수 있고, 제 2 감지/방출 유닛(160)은 가시광선 스펙트럼에서, 및/또는, 적외선이나 자외선, 또는, 멀티/하이퍼 스펙트럼과 같은 비-가시광 스펙트럼에서, 이러한 이미지들을 제공하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 또는, 대안으로서, 제 2 감지/방출 유닛(160)이 야간 관찰용 및/또는 열방식 이미징 용으로 구성될 수 있다. 본 실시예의 대안의 변형에서는 제 2 감지/방출 유닛(160)이 에너지를 방출하도록 구성될 수 있고, 범위를 파악하여 표적을 표시하는 펄스형 레이저 데지그네이터를 포함한다. 그리고, 능동형 조명을 제공하기 위한 수단을 또한 제공할 수 있다. 본 실시예의 또한가지 대안의 변형에서, 제 2 감지/방출 유닛(160)이 에너지 감지 및 에너지 방출의 기능을 모두 행하도록 구성될 수 있다.
본 실시예의 일부 변형에서, 제 2 감지/방출 유닛(160)이 추가적으로 또는 대안으로서 사진의 이미지를 캡처할 수 있고, 또는, 당 분야에 잘 알려진 바와 같이 적절한 배열을 이용하여 캡슐에 담긴 방식, 등으로 적절히 사진을 빼냄으로써, 또는 장치(100)의 회복 이후와 같은 편리한 시기에 처리하기 위해 나중에 호출될 수 있다.
제 1 방출/감지 유닛(140)과 제 2 방출/감지 유닛(160) 각각은, 시스템 시야선을 따라 각각의 유닛을 작동시키도록 하기 위해, 시스템 시야선과 실제 정렬되도록 요구되는 특정 장비 또는 임의의 수단을 포함하기만 하면 된다. 예를 들어, 제 1 감지/방출 유닛(140)과 관련하여, 엔빌롭 내에 안테나(143)(그리고 기계적으로 연결될 필요가 있는, 아니면, 물리적으로 연결될 필요가 있는 임의의 장비)만이 제공될 필요가 있고, 제 1 유닛(140)의 작동에 필요한, 그러나 안테나에 물리적/기계적으로 장착되거나 시야선과 정렬될 필요가 없는 어떤 추가적인 장비도 다른 곳에 수용될 수 있다. 예를 들어, 팟(pod)이나, 장치(100) 후방에 위치한 그외 다른 구조물에 수용될 수 있다. 제 2 감지/방출 유닛(160)에 대하여도 마찬가지다.
장치(100)는 제 1 감지/방출 유닛(140) 및 제 2 감지 방출 유닛(160) 중 하나를, 시스템 시야선 A를 지향하도록, 따라서, 작동 중 에너지를 감지 및/또는 방출시키도록, 선택적으로 그리고 교대로 정렬시키도록 구성되고, 정렬시 선택된 감지/방출 유닛의 작동 중 요망 방향으로 시야선을 유지시키도록 구성된다.
시스템 시야선 A는 각각의 감지/방출 유닛을 이용하여 에너지를 감지 및/또는 송신하길 요망하는 개별적 방향으로 규정될 수 있고, 따라서, 조립체(110)의 기하학적 중심 GC로부터, 장치(100)에 의해 스캔되거나 주시되는 표적이나 표적 영역의 중심까지, 이어지는 가상의 선이 될 수 있다(일례에 해당함). 여기서, "표적"과 "표적 영역"은 임의의 고정 물체, 또는 임의의 이동 물체를 포함할 수 있고, 또는, 장치(100)에 대한 외부 환경 내에서 일 장면의 임의의 위치나 부분을 포함할 수 있다.
본 실시예의 스위칭 수단(120)은 스위칭축이라고도 불리는 D축 둘레로 적어도 +/-90도의 각도로 감지/방출 조립체(110)를 회전시키기에 적합한 구동 모터(130)를 포함한다. 본 실시예의 변형에서는 각도 변위가 +/-θ일 수 있다. 따라서 도 1과 관련하여, 시야선 A와 정렬되는 C축으로 시작하여, 스위칭 수단(120)은 D축 둘레로 +90도(실시예의 변형에서는 θ)만큼 선택적으로 조립체(110)를 회전시킬 수 있고, 따라서, 시야선 A와 B축의 선택적 정렬을 가능하게 한다(도 2 참조). 마찬가지로, B축으로 시작하여 C축과 정렬시킬 때 비슷한 상황이 발생할 수 있다. 즉, 역으로, 스위칭 수단은 D축 둘레로 반대 방향으로 조립체(110)를 -90도 회전시킬 수 있어서, 필요에 따라, 원래의 C축을 시야선 A와 함께 재정렬시킬 수 있다.
본 실시예의 일부 변형에서는 반대 방향으로 -θ만큼 회전시키는 것보다는, 원래의 회전 방향으로 (360도 - θ)만큼 조립체를 회전시킴으로써 재정렬이 실현될 수 있다.
따라서, 각각의 유닛 시야선(즉, B축과 C축) 중 하나가 시스템 시야선 A와 정렬될 때, 각 감지/방출 유닛의 최대 구경이 시스템 시야선 A를 따라 지향하도록 배향되는 것이 가능하지만, 다른 하나의 감지/방출 유닛은 시스템 시야선 A를 따라 정렬되지 않는다. 또한 이와 관련된 구경이 시스템 시야선 A를 따라 지향되지 않게 되며, 구경과 겹쳐지지도 않으며 정렬된 감지/방출 유닛의 작동과 간섭하지도 않는다. 다시 말해서, 정렬된 감지/방출 유닛이 작동 상태에 있고, 다른 하나의 정렬되지 않은 감지/방출 유닛은 비-작동 상태에 있다. "작동 상태"란, 감지/방출 유닛의 유닛 시야선이 시스템 시야선 A를 따라 정렬되어 해당 감지/방출 유닛이 시스템 시야선에 대해 작동하게 하는 것을 의미한다.
하우징(180)은 조립체(110)를 수용하기 위한 엔빌롭을 구획한다. 엔빌롭은 D축에 평행한 방향을 따라 구획되는 최대 폭을 가지며, 이 최대 폭은 D축과 동축으로 배치된다. 본 실시예의 일부 응용예에서는 최대 폭이, 팟이나 기존 치수의 다른 구조물에 대해 장치의 설치 및 작동을 가능하게 하도록 미리 규정된다. 발명의 일 형태에 따르면, 서로 독립적으로 한개 이상의 감지/방출 유닛의 구경을 최대화시킬 수 있어서, 장치에 의해 제공되는 치수 임계치(특히, 엔빌롭의 최대 폭)가 주어진 상태에서, 시스템 시야선 A와 배타적으로 정렬되는 감지방출 유닛의 성능을 최대화시킨다. 감지/방출 유닛의 성능은 감지/방출 유닛의 특성에 따라, 감지/방출 유닛과 관련된 발생 이미지의 품질, 신호 세기, 방출 요소의 출력 파워, 범위, 분해능, 등 중 한가지 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 각 감지/방출 유닛의 최대 구경은 하우징(180)에 대해 요구되는 최대 폭에 의해 주로 제약되며, 특히, 엔빌롭의 내부 볼륨과 시야선에 수직인 방향으로의 최대 단면적에 의해 제약된다.
본 실시예의 변형에서 하우징(180)이 생략될 수 있고, 엔빌롭은 장치가 설치되고 작동하여야 할 환경이나 구조물에 의해 생성되는 다양한 치수 임계치에 의해 구획되는 가상의 엔빌롭일 수 있다. 어느 경우에도, 본 발명의 일 형태에 따르면, 조립체는 엔빌롭 내에 수용되도록 구성되어, 감지/방출 유닛이 조밀한 방식으로 둘러싸이게 되며, 하나의 감지/방출 유닛의 작동이 엔빌롭의 특성 치수에 대해 최적화된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 이러한 특성 치수는 엔빌롭의 최대폭이며, 이는 조립체의 스위칭축과 일반적으로 동축으로 구획된다.
본 실시예의 변형에서, 한개 이상의 감지/방출 유닛이 회전 구동 등을 이용하여 각각의 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변경시키도록 구성되어, 해당 감지방출 유닛에 대해 한개 또는 두개의 자유도를 제공할 수 있다. 이러한 경우에, 개별 감지/방출 유닛의 이동 엔빌롭이 하우징 내 윈도에 의해 제공되는 것과 같은, 장치 구경에 의해 제한될 수 있다.
본 실시예에서, 장치(100)는 시야 범위(FOR: field of regard) 내에서 장치(100)를 장착할 수 있는 구조물에 대해 임의의 요망 방향으로 시스템 시야선 A를 지향하게 하기 위한 포인팅 수단(300)을 추가로 포함한다. 포인팅 수단(300)은 장치(100)의 회전에 두개 이상의 자유도를 제공하도록 구성되어, 가용 시야 범위 내에서, 아래 설명되는 바와 같이, 세개의 회전 자유도로 임의의 요망 방향을 따라 시스템 시야선 A를 지향하게 할 수 있다.
포인팅 수단(300)은 틸트 배열(320)과, 팬 배열(340)을 포함한다.
핀 배열(340)은 지지 브래킷(200) 내에 함께 구성되며, 베이스 부재(220)가 베어링, 등을 통해 고정식 장착 브래킷(250)에 회전을 위해 장착되어, 팬축 둘레로의 장치(100) 회전에 하나의 자유도를 제공하게 된다. 장착 브래킷(250)은 공중 비행체와 같은 이동형 또는 비행 플랫폼 상의 요망 구조물에, 또는, 정적 구조물에, 장치(100)를 장착하도록 구성된다. 따라서, 조립체(110)와 함께 지지 브래킷(200)을 포함하는 장치(100)는, 팬축 E 둘레로 회전할 수 있다. 제어가능한 구동 모터(도시되지 않음)이 제공되어, 임의의 요망 팬 각도 Φ로 E축 둘레로 장착 브래킷(250)에 대해 베이스 부재(220)를 제어가능하게 회전시킨다.
본 실시예에서, 틸트 배열(320)은 스위칭 수단(120)과 함께 구성되며, 지지 브래킷(200)에 대해 D축 둘레로 임의의 요망 틸트각 α로 조립체(110)의 시스템 시야선 A를 회전시키게 된다. 구동 모터(130)가 이 용도로 또한 사용될 수 있다. 대안으로서, D축 둘레로 요망 틸트각 α를 제공하기 위해 앞서와는 다른 구동 모터가 사용될 수도 있다. 실제로, 일 감지/방출 유닛의 유닛 시야선(가령, B축)이 시스템 시야선 A와 정렬되어, 제 1 감지/방출 유닛(140)이 요망 방향 A로 자신의 유닛 시야선을 지향하도록 될 수 있다. 앞서와는 다른 틸트 방향을 따라 시스템 시야선 A를 지향시키고 싶을 때, 조립체(110)를 회전시킴으로써 틸트각 α가 변경될 수 있다. 동시에, 시스템 시야선 A와 C축을 정렬시킬 수 있다. 다른 한편, 시스템 시야선 A에서 감지/방출 유닛(160)으로 스위칭하고 싶을 경우, 조립체(110)는 D축 둘레로 적정 각도 θ만큼 회전하여, 제 2 감지/방출 유닛(160)의 유닛 시야선(또는 C축)이 이제 시스템 시야선 A을 따라 정렬되게 된다. 조립체(110)가 각도 θ만큼 D축 둘레로 회전하였지만, 스위칭 동작 이전과 같이 동일한 틸트각에 여전히 놓여있는 것으로 간주된다. 왜냐하면, 시스템 시야선 A에 유효한 변화가 없으며, 감지/방출이 이제는 제 2 감지/방출 유닛(160)을 통해 여전히 방향 A를 따라 수행되고 있기 때문이다. 따라서, D축 둘레로의 스위칭 동작은, 스위칭과 패닝(panning)의 구동에 동일한 구동 수단이 사용된다 할지라도, D축 둘레로의 패닝과는 관계없이 이루어진다.
팬 배열 및 틸트 배열의 작동은 적절한 컨트롤러에 의해 제어되며, 이 컨트롤러는 사전로딩된 작동 프로그램들, 및/또는, 원격 위치로부터 포인팅 수단(300)을 제어하기 위한 통신 모듈(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
E축 둘레로의 조립체(110) 회전은 시스템 시야선 A의 방위각 방향을 제공할 수 있고, E축 둘레로의 조립체(110) 회전은 시스템 LOS A에 대한 고도(elevation)를 제공할 수 있다. 그리고 이 두 회전 간의 임의의 적절한 조합을 통해 시스템 시야선 A가 3차원 공간 내 시야 범위(FOR)나 지정 엔빌롭 내에서 필요에 따라 지향될 수 있다.
시야 범위의 전체적 크기는 장치(100)를 장착한 차량의 실제 위치 및 배향에 의해 결정되는 것이 일반적이다. 다른 한편, 장치(100)에 대한 시야 범위의 국부적 크기는 조립체(110)에 대한 차량이나 그외 다른 장착 구조물의 상대적 위치에 의해 생성되는 장애물이나 블라인드 스팟(blind spot)과 같은 물리적 임계치를 고려함으로써 구획된다.
도 3을 다시 참조할 때, 제 1 실시예에 따른 장치(100)는 장착 브래킷(250)을 통해 팟(10) 내로 일체화되도록 구성된다. 팟(10)은 항공기(20)의 표준 후킹 지점에 장착되도록 구성되며, 가령, 전투기의 동체 하부 부착 지점이나 날개 밑 부착 지점(22)에 장착되도록 구성된다. 이러한 팟(10)은 원통형의 기다란 형태를 취할 수 있고, RF 트랜시버, 통신 장비, 등과 같은 적절한 보조 장비를 포함할 수 있다. 특히, 장치(100)의 작동을 제어하기 위한, 그리고, 제 1, 2 감지/방출 유닛(140, 160)으로부터 수신되는 데이터에 대한 수신, 분석, 송신, 레코딩을 위한, 컨트롤러 및 컴퓨터 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. 보조 장비는 팟(10)의(따라서, 팟(10)을 장착한 장치(100)의, 그리고, 항공기(20)의) 속도 및 가속도 벡터와, 위치를 각각 결정하기 위한 관성 센서와 GPS 시스템을 추가로 포함할 수 있다. E축은 항공기의 종방향축(25)과 정렬되는 것이 일반적이며, 따라서, 팬축 E가 롤축이 된다. 마찬가지로, 틸트축 D는 항공기의 날개에 실질적으로 평행한 방향으로 정렬될 때 피치축이 되며, 또는 항공기가 수평 위치에 있을 때 수평 방향에 놓인다. 롤축 E 둘레로 90도만큼 장치(100)를 회전(rolling)시킴으로써, D축이 이제 날개에 수직으로 배향되거나, 항공기가 수평 위치에 있을 때 D축이 수직 방향으로 배향되게 되고, 결과적으로, 임의의 틸트 회전 α가 요(yaw) 회전이 된다.
부가적으로, 가장 폭넓은 시야 범위를 제공하도록, 하우징(180)과 베이스 부재(220) 간의 하향 갭을 커버하기 위해 공력 페어링(aereodynamic fairing)이 제공될 수 있다. 따라서, 페어링(290)의 하부(292)가 기하학적 중심 GC로부터 베이스 부재(220)까지 이르는 각도에 의해 결정되는 프로파일을 가질 수 있다.
제 1 실시예의 일 변형에 따른 장치(100)의 대안의 응용예에서, 그리고 도 4를 참조할 때, 장치는 장착 브래킷(250)을 이용하여 정찰기, 풍선, 헬리콥터, UAV(무인 정찰기), 등과 같은 항공기(30)의 하부에 직접 장착될 수 있어서, 팬축 E가 항공기의 종방향 축(35)에 대해 수직으로 정렬되게 되며, 따라서, 팬축 E가 요축(yaw axis)이 된다. 다시 말해서, 팬축 E는 항공기가 수평 위치에 있을 때 수직 방향에 놓인다. 다른 한편, 틸트축 D는 항공기의 날개에 평행한 방향으로 정렬될 때 피치축이 되며, 또는 항공기가 수평 위치에 있을 때 수평 방향으로 놓이게 된다. 또한, 장치를 E축 둘레로 90도만큼 요 회전시킴으로써, D축이 이제 항공기의 종방향축을 따라 배향되어, D축 둘레로의 임의의 틸트 회전이 롤 회전이 된다. 본 실시예에서, 도 1 내지 도 3의 실시예에서처럼 보조 장비가 또한 제공될 수 있고, 이때, 보조 장비는 항공기의 동체 내에 수용될 수 있고, 적절한 케이블이나 광섬유, 등을 통해 장치(100)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 도시되는 실시예에서, 장치(100)는 구성요소부들의 어떠한 움직임을 포함한 어떤 작동들과도 간섭을 일으키지 않도록 타 요소들로부터 장치(100)를 보호하도록 구성된 페어링(fairing) 또는 레이돔(radome)(31) 내에 배치되며, 페어링 또는 레이돔(31)은 투과성 물질로 만들어져서, 페어링이나 레이돔(31)을 통해 장치(100)의 감지/방출 유닛들에 의해 감지 및/또는 방출되고 있는 특정 에너지와 관련하여, 최소한의 또는 제로값의 왜곡만을 제공한다.
부가적으로, 장치(100)는 복수의 추가적인 감지/방출 유닛들을 추가로 포함할 수 있고, 도 1 및 도 2와 관련하여, 두개의 추가적인 감지/방출 유닛(150, 170)들이 감지/방출 조립체(110)에 제공된다. 본 실시예에서, 감지/방출 유닛(150)은 제 1 감지/방출 유닛(140)의 B축과 실질적으로 동축인 B'축을 따라 유닛 시야선을 가지지만, 그 방향은 서로 반대다. 마찬가지로, 감지/방출 유닛(170)은 제 2 감지/방출 유닛(160)의 C축과 실질적으로 동축인 C'축을 따라 유닛 시야선을 가지지만, 그 방향은 서로 반대다. 대안으로, B'축과 C'축이 기하학적 중심 GC 또는 D축으로부터 뻗어나오는 임의의 적절한 방향을 가리킬 수 있고, B축 및/또는 C축과 동평면에 놓이거나, B축 및/또는 C축을 포함하는 평면에 평행한 평면에 놓인다. 스위칭 수단(120)은 제 1, 2 감지/방출 유닛에 대해 설명한 방식과 유사한 방식으로 작동하며, 해당 감지/방출축이 시야선과 정렬되도록 D축 둘레로 조립체(110)를 회전시킴으로써 요망 시스템 시야선 A를 지향하도록 감지/방출 유닛(140, 150, 160, 170) 각각을 선택적으로 그리고 배타적으로 정렬시킬 수 있다. 추가적인 감지/방출 유닛(150, 170)들은 예를 들어, 감지/방출 유닛(140, 160)들과 유사할 수 있으며, 장치의 임계치 내에서 최적 동작을 제공하도록 유사하게 구성될 수 있다. 그러나, 해당 구경들이 각각의 감지/방출 축이나 시스템 시야선 A를 따라 다른 감지/방출 유닛들의 구경들과 겹쳐지지 않게 한다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 감지/방출 유닛(150)은 제 1 감지/방출 유닛(140)의 경우와 유사하게 안테나(152)를 구비한 레이다 시스템을 포함하며, 감지/방출 유닛(170)은 제 2 감지/방출 유닛(160)과 유사하게, 전계-광학 스캐너 배열을 포함하며, 하우징(180)은 C'축과 정렬된 윈도(182')를 또한 포함한다. 추가적인 감지/방출 유닛(150, 170)들은 임의의 갯수의 용도로 제공될 수 있다. 예를 들어, 추가적인 레이다 시스템과 추가적인 전계-광학 스캐너 배열이, 감지/방출 유닛(140, 160)들 중 적어도 하나의 고장시 잉여분을 제공할 수 있다. 대안으로서, 감지/방출 유닛(150)이 SAR 레이다 시스템을 포함할 수 있고, 반면, 감지/방출 유닛(140)이 레이다 재머(radar jammer)를 포함하며, 감지/방출 유닛(160)이 가시광 대역에서 작동하는 광학 스캐너 배열을 포함할 수 있고, 반면, 감지/방출 유닛(170)이 야간 관찰용으로 구성되어 레이저 레이다 기능을 제공할 수 있다.
제 1 실시예의 위와 같은 변형에서, 도 6 및 도 7에 도시되는 바와 같이, 추가적인 감지/방출 유닛(150)은 안테나(143)와 유사한 공형 레이다 안테나(143')를 또한 포함한다.
따라서, 장치(100)에 의해 제공되는 스위칭가능한 유닛 시야선의 특징에 따라, 엔빌롭 최대폭이 주어졌을 때, 또는, 엔빌롭 단면적이나 볼륨과 같은 그외 다른 파라미터가 주어졌을 때, 한개 이상의 감지/방출 유닛들의 유효 구경 및 성능을 최대화시킬 수 있다. 도 1 및 도 2의 실시예에서, 장치(100)는 팟(10)이나 그외 다른 수단에 고정되어 있고, 팟(10)은 다시 항공기에 장착될 수 있는 데, 팟/장치 조립체에 유도되는 드래그 힘 및 그외 다른 공력을 최소화시키기 위해, 항공기의 일반적 주행 방향으로 팟의 단면적을 최소화시키는 것이 바람직할 수 있다. 다른 응용예에서, 팟은 표준 단면적을 포함한 특정 크기로 나타나며, 이러한 표준 팟에 설치하기 위해 장치(100)를 개장(retrofit)하는 것이 바람직할 수도 있다. 다른 응용예에서는 공간, 중량, 군사적 또는 경제적 측면의 고려사항들이 장치에 대한 최적/특정 크기를 지정할 수 있고, 이는 조립체를 수용해야 할 엔빌롭의 최대 볼륨, 단면적, 또는 폭을 구획하게 된다. 따라서, 제 1 실시예에서는 제 1 감지/방출 유닛(140)에 대해 최대 구경을 제공하면서, 특정 팟 크기(직경)에 대해 제 2 감지/방출 유닛(160)으로부터도 요구되는 성능을 제공하며, 그렇지 않을 경우, 두가지 종류의 팟이 이용될 수 있고, 각각의 팟은 서로 다른 감지/방출 유닛을 이용하여 각각의 감지/방출 유닛에 대해 동일한 구경을 제공하거나 구경이 겹치는 문제를 방지할 수 있다. 비슷한 고려사항들이 도 4에 도시된 실시예에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
제 1 실시예의 특정 응용예에서, 장치(100)는 표준 크기의 에이리얼 팟(aerial pod)에 장착될 수 있다. 이 팟(10)의 외경은 약 40 cm이고, 항공기의 표준 장착 지점에 장착되도록 구성된다.
발명의 일 형태에 따르면, (예를 들어, 이동하는 항공기에 장착된) 장치의 시야선 A가, 의심되는, 또는 알려진 표적의 일반적 방향으로 지향되도록 선택될 수 있고, 장치(100)가 표적을 검출하거나, 이미징하거나, 인지하거나, 식별하거나, 자동 유도하거나, 추적하는 등의 기능 중 한가지 이상을 포함한, 표적 감시용으로 사용될 수 있다. 시야선 A의 방향은 전역 좌표계에 따른 표적의 일반 좌표와, 동일한 전역 좌표계에 따른 장치(100)의 위치 및 속도, 가속도 벡터가 주어졌을 때, 최초에 연산되거나 그렇지 않을 경우 추정되거나 추측될 수 있다. 장치(100)는 전역 좌표계에 따른 장치의 항법 및 배향 데이터를 실시간으로 제공하는데 적합한 관성 항법 시스템에 작동가능하게 연결될 수 있다. 지향성 레이더 시스템을 포함하는 제 1 감지/방출 유닛(140)은 표적을 검출함으로써 표적을 감지/방출하는데 먼저 사용되고, 시야선 A를 따라 B축이 정렬된다. 하우징(180) 내 안테나(142)의 크기를 최대화시킴으로써, 레이다 유닛의 범위가 주어진 장치 크기에 대해 최대화될 수 있고, 따라서, 모든 기상 조건, 가령, 주간, 또는 야간에서, 요망 범위에 대해 표적에 대한 정확한 위치 및 범위 데이터를 제공할 수 있다. 일부 응용예에서, 이 범위는 예를 들어 약 60 km 내지 100 km 사이일 수 있고, 다시 말해서 80 km가 명목적인 범위에 해당한다. 다른 응용예에서는 이 범위가 예를 들어 약 10 km 내지 60 km 사이일 수 있다. 즉, 명목 범위가 30km 라고 말한다. 특히 레이다 시스템이 SAR, 등인 경우, 레이다 스캔은 시야선 A를 따라 표적 존의 광학적 디스플레이를 제공할 수 있지만, 이러한 디스플레이는 비행사가 인식/해석하기 어렵고, 표적 존 내의 다양한 잠재적 표적들(가령, "친근한" 표적 포함) 간의 구별이나 표적의 시각적 식별이 어렵다. 물론 일부 경우에는 표적 식별이 가능한 것도 사실이다. 감지/방출 유닛(140)을 정렬시키는 시야선 A는 가령, 자동화된 폐-루프 절차를 통해 특정 표적에 대해 자동 유도될 수 있고, 이 경우, 포인팅 수단은, 항공기의 움직임 방향 및 위치를 보정하기 위해, 그리고 표적 자체의 위치 및 방향 변화를 보정하기 위해 컨트롤러에 의해 제어된다. 따라서, 요망 시야선 A를 따라 연속적으로 지향되는 감지/방출 유닛(140)을 연속적으로 유지시킬 수 있다.
하나 이상의 작동 모드에서, 항공기(따라서, 장치(100))가 제 2 감지/방출 유닛(160)과 관련된 특정 범위 임계치 내에 있을 때, 스위칭 장치(120)는 제 2 감지/방출 유닛(160)의 C축을 시야선 A를 따라 정렬시켜서, 표적이 이제 전계-광학 소자를 이용하여 보이게 된다. 두개의 감지/방출 유닛들 간의 스위칭 중, 컨트롤러는 요망 시야선 A의 방향 변화를 부가적으로 추정할 수 있고, 이때, 항공기의 위치, 속도, 가속도 벡터를 고려하고, 앞서의 시간 구간(가령, 1초 미만)에서 표적의 궤적에 기초하여 표적 자체의 위치, 속도, 가속도 벡터를 고려할 수 있다. 따라서, 제 2 감지/방출 유닛(160)이 시야선 A를 따라 정렬되며, 시야선 A가 표적의 추정 위치로 자동유도되게 된다. 다른 응용예에서, 가령, 항공기가 고속 이동 중이 아니거나 표적이 고정되어 있거나 스위칭 작동에 대한 전환 시간이 상대적으로 짧을 경우, 전환 중 시야선 A의 위치를 추정할 필요가 없을 수 있다. 대신에 단순히 제 2 감지/방출 유닛(160)이 시야선 A의 현 위치와 정렬된다. 제 2 감지/방출 유닛(160)은 표적에 관한 여러가지 정보를 제공하여 표적을 식별할 수 있게 하고, 따라서, 표적 형성, 추적, 등과 같은 추가적인 단계들이 부가적으로 취해질 수 있다.
대안으로서, 장치(100)는 표적을 일차로 검색 및 검출하는 데 사용될 수 있고, 임의의 적절한 검색 및 검출 프로토콜에 따라, 레이다 시스템을 포함하는 제 1 감지/방출 유닛(140)을 이용하여 특정 표적 영역을 감지하기 위해 검색 및 검출 프로토콜이 프로그래밍된다.
제 1 실시예의 일부 변형에서는 장치(100)가 포인팅 수단(300)을 포함하지 않는다. 따라서, 포인팅 수단(300)은 생략될 수 있는 것이며, 장치는 베이스 부재(200)를 통해 차량이나 정적 구조물에 정적으로 장착될 수 있다. 이때, 시스템 시야선 A는 차량이나 구조물에 대해 고정된 요망 방향을 지향하게 되며, 작동 시에, B축과 C축 중 한개 이상이 시야선 A와 선택적으로 정렬되어, 감지/방출 유닛들을 스위칭하고 싶을 때까지 연속적으로 시야선 A를 따라 해당 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 지향하게 된다. 이후, 다른 감지/방출 유닛이 정렬되어 그 유닛 시야선이 시야선 A를 지향하게 된다. 예를 들어, 시스템이 정적 구조물에 장착되어 시스템 시야선 A가 공중 위협이 이을 것으로 예상되는 방향을 지향하게 된다.
제 1 실시예 및 그 변형에서, 제 1 감지/방출 유닛(140)은 레이다 파장의 전자기파 에너지를 감지하기 위한 레이다 시스템을 포함하고, 제 2 감지/방출 유닛(160)은 광학적 파장의 전자기파 에너지를 감지하기 위한 전계-광학 센서를 포함하는데, 정렬되는 감지/방출 유닛과, 다른 감지/방출 유닛 간의 스위칭 기준은 특정 관심 표적에 대한 범위인 경우가 많고, 따라서, 표적에 대한 거리가 표적 인지 및 시각적 식별에 적합한 특정 임계치 내에 있을 때 장치가 제 2 감지/방출 유닛(160)으로 스위칭하게 된다.
본 실시예의 다른 변형에서, 스위칭 기준이 다를 수 있다. 예를 들어, 장치가 두개의 감지/방출 유닛을 포함하고, 둘 모두 전계-광학 감지 유닛이지만 서로 다른 분해능이나 시야각을 가지는 경우에, 장치는, 특정 장면 영역을 조사하고 싶을 때, 감시 하에 일 장면의 와이드-앵글 뷰(wide angle view)를 제공하는 일 유닛과, 좁은 시야각과 큰 분해능 및 배율을 제공하는 일 유닛 간을 스위칭할 수 있다.
본 실시예의 일부 변형에서, 회전 구동을 포함하는 내부 짐벌을 이용하여(일례임) 해당 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변화시키도록 한개 이상의 감지/방출 유닛이 구성되어, 해당 감지/방출 유닛이 작동 상태에 있을 때 해당 감지/방출 유닛에 대해 한개 또는 두개의 자유도를 제공할 수 있다. 이러한 경우에, 개별 감지/방출 유닛의 이동 엔빌롭은, 하우징 내 윈도, 등에 의해 제공되는, 장치 구경에 의해 제한받을 수 있다. 따라서, 각각의 감지/방출 유닛이 작동 상태에서 확장된 로컬 시야각을 제공할 수 있다.
발명의 또다른 형태에 따르면, 장치(100)는 두 종류의 이상의 시야선을 따라 동시에 감지/방출하도록 작동할 수 있다. 이때, 각각의 시야선은 해당 감지/방출 유닛의 감지/방출 축을 따라 구획된다. 예를 들어, 도 8 및 도 9와 관련하여, 복수의 시스템 시야선을 따라 임의의 갯수의 감지/방출 유닛(140, 150, 160)들, 또는 이들의 조합을 동시에 작동시키도록 도 6의 실시예가 사용될 수 있다.
예를 들어 도 8에서, 레이더 유닛을 한개씩 포함하는 감지/방출 유닛(140, 150) 각각은 서로 반대 방향의 시야선 A3, A2를 따라 작동하여, 해당 유닛 시야선, 또는, B축 및 B'축을 각각 A3, A2를 향하도록 정렬시키고, 따라서, 두 방향 A3, A2를 따라 검출 및 부가적인 인지 데이터를 제공할 수 있다. 동시에, 전계-광학 스캔 배열을 포함하는 감지/방출 유닛(160)은 시야선 A1을 지향하도록 C축을 정렬시킴으로써 시야선 A1을 따라 표적에 대한 식별 데이터를 제공할 수 있다. 이때, 시야선 A1은 시야선 A2 및 A3와는 다른 것이다.
스위칭 수단(120)은 D축 둘레로 조립체(110)를 선택적으로 회전시키도록작동하여, 필요에 따라, 요망 시야선 A1, A2, A3를 따라 감지/방출 유닛들의 서로 다른 조합을 정렬시킬 수 있다. 따라서, 도 9에 도시되는 바와 같이, 감지/방출 유닛(160, 170)은 이제 각각 시야선 A2, A3를 따라 C축 및 C'축과 함께 정렬되며, 감지/방출 유닛(140)은 시야선 A1의 방향을 향하는 B축과 정렬되고, 감지/방출 유닛(150)은 시스템 시야선 A1, A2, A3 중 하나를 따라 정렬되지 않는다.
본 실시예의 변형에서, 한개 이상의 감지/방출 유닛(140, 150, 160)이 예를 들어, 회전 구동을 포함한 내부 짐벌을 이용하여 해당 유닛 시야선의 방향을 국부적으로 변화시키도록 구성되어, 해당 감지/방출 유닛에 대해 한개 또는 두개의 자유도를 제공할 수 있다. 이러한 경우에, 개별 감지/방출 유닛의 이동 엔빌롭은 하우징 내 윈도, 등에 의해 제공되는 장치 구경에 의해 제한받을 수 있다. 따라서, 각각의 감지/방출 유닛(140, 150, 160)이 확장된 로컬 시야각을 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명의 본 형태에 따르면, 기계적으로 연결된 방식을 통해 복수의 시야선 각각에 대해 감지/방출 유닛들 간을 선택적으로 스위칭하도록 장치(100)를 작동시키는 것도 가능하다.
특정 도면들을 참고하여 일부 실시예들이 설명되었으나 당 업자라면 본 발명의 일반적 범위로부터 벗어나지 않으면서 수많은 변형이 가능한 것임을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (52)
- 특정 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치에 있어서, 상기 장치는,
스위칭 축에 대해 베이스 상에 회전가능하게 장착된 조립체 - 상기 조립체는 적어도 2개의 감지/방출 유닛들을 포함하고, 각각의 감지/방출 유닛은 각자의 감지/방출 유닛 시야선(ULOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 장치 시야선을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 각자의 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 각자의 유닛 시야선이 장치 시야선과는 상이한 방향을 지향함 - , 및
선택적으로, 원하는 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서 나머지 감지/방출 유닛들을 비-작동 상태로 배치하도록, 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위해, 상기 스위칭 축에 대해 상기 감지/방출 유닛들 간을 회전가능하게 스위칭하기 위한 스위칭 수단
을 포함하되,
상기 조립체는 스위칭 축과 동축으로 위치하는 최대 폭 치수를 가진 지정 엔빌롭 내에 수용되도록 구성되며,
적어도 2개의 감지/방출 유닛이 컴팩트한 배열로 상기 엔빌롭 내에 동봉되도록 구성되며 각자의 유닛 시야선(ULOS)은 서로 상이한 방향을 가리키도록 배열되고,
적어도 하나의 감지/방출 유닛은 상기 스위칭 축에 평행인 방향으로 구경 폭을 갖는 각자의 감지/방출 유닛 구경을 포함하고, 상기 구경 폭은 각각의 감지/방출 유닛이 작동 상태일 때 최대 폭 치수와 관련해 최적 동작을 제공하고, 동시에 각각의 감지/방출 유닛이 작동 상태일 때 나머지 감지/방출 유닛의 동작과의 간섭을 피하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치. - 제 1 항에 있어서, 감지/방출 유닛은 하우징과 기계적으로 결합되고 상기 하우징 내에 수용되며, 상기 하우징은 엔빌롭을 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 LOS에 실질적으로 수직인 장치 구경을 형성하고, 상기 장치 구경은 폭 치수 및 길이 치수를 가지며, 폭 치수와 길이 치수 중 적어도 하나가 최대 폭 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 3 항에 있어서, 적어도 하나의 감지/방출 유닛은 자신을 통과하는 에너지의 감지 및 전송 중 하나를 위한 감지/방출 유닛 구경을 포함하며, 감지/방출 유닛 각각의 동작은 감지/방출 유닛의 각자의 구경에 따르며, 각자의 구경은 장치 구경의 값에 대해 최적화된 값을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 4 항에 있어서, 감지/방출 유닛 구경은 장치 구경과 연관된 대응하는 선형 값에 비례하는 선형 값을 가지며, 비례율은 0.5 내지 0.6, 0.6 내지 0.7, 0.7 내지 0.8, 0.8 내지 0.9, 0.9 내지 1.0으로 구성된 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 범위인 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 3 항에 있어서, 각각의 감지/방출 유닛은 에너지 감지 및 송신 중 한가지를 수행하기 위한 각자의 감지/방출 유닛 구경을 포함하고, 상기 작동 상태에서는 각자의 유닛 구경이 장치 구경 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 에너지는 전자기파 에너지인 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 유닛 시야선(ULOS)이 장치 시야선(LOS)을 따라 지향하도록 정렬될 때 각각의 감지/방출 유닛이 연속적으로 상기 장치 시야선(LOS)을 따라 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 적어도 2개의 감지/방출 유닛은 제 1 감지/방출 유닛 및 제 2 감지/방출 유닛을 포함하며, 상기 제 1 감지/방출 유닛은 표적과 상기 장치 사이의 거리가 제 1 거리보다 클 때 상기 표적을 검출하도록 동작하고, 상기 제 2 감지/방출 유닛은 상기 표적과 상기 장치 간의 거리가 제 1 거리보다 작거나 같을 때 상기 표적을 식별하도록 작동하며, 제 2 감지/방출 유닛은 적어도 하나의 전계-광학 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 9 항에 있어서, 제 1 감지/방출 유닛은 각자의 ULOS를 따른 표적 검출을 적어도 가능하게 하도록 구성되는 적어도 하나의 레이다 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 10 항에 있어서, 상기 엔빌롭은 구형의 볼륨(spherical volume)을 포함하고, 제 1 감지/방출 유닛은 상기 엔빌롭을 형성하는 가상의 구형 표면의 제 1 부분과 공형(conformal)인 제 1 공형 레이다 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 감지/방출 유닛은 가시광선, 적외선, 자외선 전자기파 대역 중 한가지 이상의 대역의 이미지 제공과, 야간 관찰용 이미지 제공과, 표적화를 위한 펄스형 레이저 데지그네이터(designator) 제공과, 열방식 이미징 제공 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되고,
제 1 감지/방출 유닛은 제 1 유닛 시야선을 가진 제 1 레이다 시스템을 포함하고, 상기 제 2 감지/방출 유닛은 제 2 유닛 시야선을 가진 전계-광학 시스템을 포함하며, 제 1, 2 유닛 시야선은 스위칭 축에 대해 서로로부터 각도-변위되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치. - 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 유닛 시야선과 반대편 방향으로 제 3 유닛 시야선을 가진 제 2 레이다 시스템을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 시야 범위(FOR: field of regard) 내의 특정 방향으로 상기 장치 시야선을 선택적으로 구획하여, 장치 시야선과 일렬로 정렬되는 유닛 시야선을 가진 감지/방출 유닛이 상기 특정 방향으로 선택적으로 지향되게 하는 포인팅 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 14 항에 있어서, 상기 포인팅 수단은 팬 및 틸트 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 각각의 감지/방출 유닛은 표적에 대한 감시, 관찰, 위치 결정, 조준, 검출, 인지, 식별, 추적, 표적화(targeting), 마킹, 자동유도, 추적 및 이미징 중 한가지 이상에 관련된 데이터를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 하나의 감지/방출 유닛을 이용하여 표적을 먼저 검출하도록 구성되고, 상기 장치는 다른 하나의 감지/방출 유닛을 이용하여 표적의 인지 및 식별 중 한가지 이상을 수행하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 하나의 감지/방출 유닛은 표적을 검출하도록 구성된 레이다 시스템을 포함하고, 상기 다른 하나의 감지/방출 유닛은 표적의 인지 및 식별 중 한가지 이상을 수행하기 위한 전계-광학 감지 유닛을 포함하며, 상기 장치는 표적의 존재를 검출하거나, 검출된 표적의 종류를 결정하도록 구성되고, 상기 장치는 표적에 의해 방출되는 ESM, COMINT, 또는 ELINT 신호를 검출 및 해역하도록 구성되는 감지/방출 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 감시 기능을 수행하도록 구성되며, 하나의 감지/방출 유닛이 넓은 시야를 가진 전계-광학 감지/방출 유닛을 포함하고, 다른 하나의 감지/방출 유닛이 상대적으로 더 큰 분해능과 더 좁은 시야를 가진 전계-광학 감지 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하는 장치.
- 청구항 제 1 항에 따른 장치를 포함하는, 특정 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 상기 장치의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 시스템은, 장치 시야선 상에서 특정 표적과 시스템 간의 거리가 제 1 거리보다 클 때, 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하도록 제 1 감지/방출 유닛을 정렬시키도록 구성되고, 상기 시스템은, 상기 거리가 상기 제 1 거리보다 작거나 같을 때, 제 2 감지/방출 유닛의 유닛 시야선을 장치 시야선과 정렬시키도록 자동적으로 스위칭하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 시스템은 공중 비행체에 부착가능한 팟(pod)을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 장치가 상기 팟 내부에 하우징되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 시스템.
- 장치에 대한 특정 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치로서, 상기 장치는,
적어도 2개의 감지/방출 유닛 - 각각의 감지/방출 유닛은 각 유닛의 유닛 시야선(ULOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되고, 감지/방출 유닛은 기계적으로 결합되어 있으며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지며, 상기 작동 상태에서는 유닛 시야선(ULOS)이 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위해 장치 시야선(LOS)을 지향하고, 상기 비-작동 상태에서는 유닛 시야선(ULOS)이 장치 시야선(LOS)과는 상이한 방향을 지향함, 및
선택적으로, 원하는 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서 나머지 감지/방출 유닛들을 비-작동 상태로 배치하도록, 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위한 스위칭 수단
을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치. - 장치에 대한 특정 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치로서, 상기 장치는,
적어도 2개의 감지/방출 유닛 - 각각의 감지/방출 유닛은 각 유닛의 유닛 시야선(ULOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되고, 감지/방출 유닛은 기계적으로 결합되어 있으며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지며, 상기 작동 상태에서는 유닛 시야선(ULOS)이 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위해 장치 시야선(LOS)을 지향하고, 상기 비-작동 상태에서는 유닛 시야선(ULOS)이 장치 시야선(LOS)과는 상이한 방향을 지향함, 및
선택적으로 원하는 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서 나머지 감지/방출 유닛들을 비-작동 상태로 배치하도록, 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위한 스위칭 수단
을 포함하되,
상기 장치는 감지/방출 유닛들 중 단 하나만이 배타적으로 작동 상태에 있는 지 여부에 관계없이 적어도 2 자유도로 장치의 작동 중 장치 시야선(LOS)의 방향을 선택적으로 변경시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치. - 장치에 대한 특정 장치 시야선(LOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치로서, 상기 장치는,
스위칭 축에 대해 베이스 상에 회전가능하게 장착된 조립체 - 상기 조립체는 적어도 2개의 감지/방출 유닛들을 포함하고, 각각의 감지/방출 유닛은 각자의 감지/방출 유닛 시야선(ULOS)을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 구성되며, 각각의 감지/방출 유닛은 작동 상태와 비-작동 상태를 가지되, 작동 상태에서는 장치 시야선을 따라 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하도록 각자의 유닛 시야선이 장치 시야선을 지향하고, 비-작동 상태에서는 각자의 유닛 시야선이 장치 시야선과는 상이한 방향을 지향함 - , 및
선택적으로, 원하는 감지/방출 유닛만을 배타적으로 작동 상태로 배치하면서 나머지 감지/방출 유닛들을 비-작동 상태로 배치하도록, 감지/방출 유닛들 간을 스위칭하기 위해, 상기 스위칭 축에 대해 상기 감지/방출 유닛들 간을 회전가능하게 스위칭하기 위한 스위칭 수단
을 포함하되,
적어도 하나의 감지/방출 유닛은 상기 스위칭 축에 평행인 방향으로 구경 폭을 갖는 각자의 감지/방출 유닛 구경을 포함하고, 또 다른 적어도 하나의 감지/방출 유닛은 상기 구경 폭을 가로지르는 평면 상에 형성되는 각자의 ULOS를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지의 감지 및 방출 중 한가지 이상을 수행하기 위한 장치.
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