KR101689005B1 - 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기는, 유도무기 본체; 상기 유도무기 본체의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 4개의 유도 날개; 상기 유도 날개의 외면에 구비되고, 외부의 레이저 조사기에 의해 발사되어 표적에 반사된 레이저를 검출하여 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 레이저 검출모듈; 및 상기 유도무기 본체에 구비되고, 상기 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 좌우 및 상하 시계를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 표적의 위치를 추적하는 신호처리모듈; 을 포함하여 구성된다.

Description

레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기{Target Tracking Guided Weapon Based on Laser Detection}

본 발명은 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 유도무기 본체에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 유도 날개 각각에 레이저 검출모듈을 구비하고, 각각의 상기 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호에 기초하여 좌우 및 상하 시계를 판단해 표적의 위치를 추적하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기에 관한 것이다.

유도 폭탄, 유도 로켓 등의 유도무기들은 다양한 방식으로 표적을 탐지 및 추적하여 비행하도록 구성되는데, 예를 들면, 열영상 추적, 가시영상 추적, 레이저 지시기의 레이저 추적 등의 방식이 사용된다. 이 가운데 레이저 지시기를 이용한 방식은 공중이나 지상에 배치된 레이저 지시기를 이용하여 표적에 레이저를 조사하면, 유도무기가 표적으로부터 반사되는 레이저를 탐지하고 추적하여 표적에 도달하도록 구성된다.

이러한 레이저 지시기를 이용한 방식은 [도 1]에 도시된 것과 같은 공대지 유도무기에 주로 활용되는데, 통상적으로 적외선 감지 방식도 함께 사용된다. 조금 더 구체적으로 살펴보면 종래에는 [도 1]에 나타난 것처럼 적외선 감지기와 레이저 감지기를 하나의 탐색기로 구성하여 유도무기 본체에 장착하였는데, 공간상의 제약으로 인해 탐색기의 장착에 다소 한계가 있었다. 따라서 이러한 한계를 극복하고 유도무기에 레이저 감지기를 독립적으로 장착시킴으로써 표적의 탐지 및 추적 기능을 향상시킬 방안에 대한 연구가 요구되었다.

등록특허 10-1405115 “다중 분할 검출 영역을 이용한 레이저 탐색기 및 그 방법”, 2014. 06. 10. 공개특허 10-2015-0099874 “발생 지점 추정 및 표적 분류를 위한 공중 표적을 트레일링하는 항적 난기류의 레이저-레이더 역추적”, 2015. 09. 01.

본 발명은 유도무기 본체에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 유도 날개 각각에 레이저 검출모듈을 구비하고, 각각의 상기 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호에 기초하여 좌우 및 상하 시계를 판단해 표적의 위치를 추적하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위해 본 발명은 「유도무기 본체; 상기 유도무기 본체의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 4개의 유도 날개; 상기 유도 날개의 외면에 구비되고, 외부의 레이저 조사기에 의해 발사되어 표적에 반사된 레이저를 검출하여 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 레이저 검출모듈; 및 상기 유도무기 본체에 구비되고, 상기 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 좌우 및 상하 시계를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 표적의 위치를 추적하는 신호처리모듈; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기」를 제공한다.

이때 상기 레이저 검출모듈은, 상기 표적에 반사된 레이저가 입사되는 광학렌즈; 상기 광학렌즈로 입사된 레이저를 검출하는 검출기; 상기 검출기가 검출한 레이저를 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 검출기 보드; 및 상기 표적에 반사된 레이저의 상기 광학렌즈로의 입사범위 중 일부를 차단하여 주는 차단판; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우 상기 레이저 검출모듈의 차단판은 상기 유도무기 본체 측을 차단하여 주는 형태로 구비될 수 있다.

또한 상기 신호처리모듈은, 좌측 및 우측 유도 날개에 구비된 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 좌우 시계를 판단하여 좌측 또는 우측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 좌우 시계 판단모듈; 상측 및 하측 유도 날개에 구비된 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 상하 시계를 판단하여 상측 또는 하측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 상하 시계 판단모듈; 및 상기 좌우 시계 판단모듈 및 상하 시계 판단모듈의 도출 결과를 근거로 상기 표적의 위치를 추적하는 표적위치추적 신호처리모듈; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기는, 상기 유도무기 본체에 구비된 적외선 센서 및 RF 센서 중 중 어느 한가지 이상으로 이루어지고 감지 정보를 상기 신호처리모듈로 전달하는 본체 센서; 를 더 포함하여 구성되고, 이때 상기 신호처리모듈은 상기 표적의 위치를 추적하는 데에 상기 감지 정보를 추가적으로 사용하도록 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기에 의하면 공간 상의 제약을 극복하고 유도무기에 레이저 감지기를 독립적으로 장착시킴으로써 표적의 탐지 및 추적 기능을 향상시킬 수 있게 된다. 구체적으로 유도무기 본체에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 유도 날개 각각에 레이저 검출모듈을 구비시켜, 유도무기가 각각의 상기 레이저 검출모듈에서 출력된 디지털 신호에 기초하여 좌우 및 상하 시계를 판단해 표적의 위치를 추적하도록 만들 수 있게 된다.

[도 1]은 종래 유도무기의 실시예의 모식도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기의 실시예의 모식도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기의 작동 모식도이다.
[도 4]는 [도 2]에 적용된 레이저 검출모듈의 상세 모식도이다.
[도 5]는 [도 2]의 각 레이저 검출모듈과 신호처리모듈의 블록 구성도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기에 관하여 첨부한 도면을 참조하며 상세하게 설명한다.

[도 2]에는 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기의 실시예의 모식도가 도시되어 있다. 또한 [도 3]에는 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기의 작동 모식도가 도시되어 있다.

[도 2] 및 [도 3]을 통해 확인할 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기(100)는 유도무기 본체(110), 상기 유도무기 본체(110)의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 4개의 유도 날개(120), 상기 유도 날개(120)의 외면에 구비되고, 외부의 레이저 조사기(200)에 의해 발사되어 표적(300)에 반사된 레이저를 검출하여 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 레이저 검출모듈(130) 및 상기 유도무기 본체(110)에 구비되고, 상기 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 좌우 및 상하 시계를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 표적의 위치를 추적하는 신호처리모듈(140)을 포함하여 구성된다.

상기 유도무기 본체(110)는 유도무기의 종류에 따라 유도 폭탄의 본체, 유도 로켓의 본체 등이 될 수 있다.

상기 유도 날개(120)는 상기 유도무기 본체(110)의 외면에 구비되어 상기 본체(110)의 비행과 방향전환을 수행하는 부분이다. 본 발명에서 상기 유도 날개(120)는 상기 유도무기 본체(110)의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 4개가 기본적으로 구비된다.

상기 유도무기 본체(120)에는 필요에 따라 상기 유도 날개(120)가 추가적으로 구비될 수도 있고, 별도의 보조 날개가 추가적으로 구비될 수도 있다.

상기 레이저 검출모듈(130)은 [도 4]에 도시된 것과 같이 상기 표적(300)에 반사된 레이저가 입사되는 광학렌즈(131), 상기 광학렌즈(131)로 입사된 레이저를 검출하는 검출기(132), 상기 검출기(132)가 검출한 레이저를 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 검출기 보드(133) 및 상기 표적(300)에 반사된 레이저의 상기 광학렌즈(131)로의 입사범위 중 일부를 차단하여 주는 차단판(134)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 검출기(132)는 4분할 검출기 센서와 같은 다중 분할 검출영역을 가진 레이저 광센서를 포함하여 구성됨으로써 높은 정확도의 레이저 스팟 검출을 수행하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 검출기 보드(133)에 포함된 TIA(Trans-Impedance Amplifier) 및 아날로그-디지털 변환기(ADC)는 상기 검출기(132)의 구동을 수행하는데, 상기 TIA 회로는 상기 검출기(132)에서 출력된 전류신호를 전압으로 변환시켜주고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 상기 검출기(132)에서 출력된 아날로그 신호를 12~124bit 디지털 신호로 변환시켜 준다. 또한 고전압 필터회로(Bias Supply Circiuts)는 상기 신호처리모듈(140)에서 입력된 고전압 신호를 상기 검출기(132)에 안정적인 저 노이즈 바이어스로 공급하는 기능을 수행한다.

상기 레이저 검출모듈(130)은 각각의 상기 유도 날개(120)의 외면에 구비되는데, 상기 유도 날개(120)는 상기 유도무기 본체(110)의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비되어 있으므로, 좌측 및 우측 유도 날개(120)의 외면에 구비된 레이저 검출모듈(130)들은 각각 상기 유도무기 본체(110)의 좌측 및 우측에서 입사하는 레이저를 효율적으로 검출할 수 있으며, 상측 및 하측 유도 날개(120)의 외면에 구비된 레이저 검출모듈(130)들은 각각 상기 유도무기 본체(110)의 상측 및 하측에서 입사하는 레이저를 효율적으로 검출할 수 있다.

이와 같은 특징으로 인해 상기 레이저 검출모듈(130)의 차단판(134)은 상기 유도무기 본체(110) 측을 차단하여 주는 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태로 상기 차단판(134)이 구비될 경우 각각의 상기 레이저 검출모듈(130)은 자신이 결합된 유도 날개(110)의 외측에서 입사되는 레이저를 더욱 효율적으로 검출할 수 있게 된다.

[도 5]에는 [도 2]의 각 레이저 검출모듈(130)과 신호처리모듈(140)의 블록 구성도가 도시되어 있다.

[도 5]를 통해 확인할 수 있는 것처럼, 상기 신호처리모듈(140)은, 좌측 및 우측 유도 날개(120) 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 좌우 시계를 판단하여 좌측 또는 우측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 좌우 시계 판단모듈(141), 상측 및 하측 유도 날개(120) 에 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 상하 시계를 판단하여 상측 또는 하측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 상하 시계 판단모듈(142) 및 상기 좌우 시계 판단모듈(141)과 상하 시계 판단모듈(142)의 도출 결과를 근거로 상기 표적(300)의 위치를 추적하는 표적위치추적 신호처리모듈(143)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 좌우 시계 판단모듈(141)은 좌측 및 우측 유도 날개(120) 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 좌우 좌표를 실시간으로 도출하고, 상기 상하 시계 판단모듈(142)은 상측 및 하측 유도 날개(120) 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 상하 좌표를 실시간으로 도출하며, 상기 표적위치추적 신호처리모듈(143)은 상기 좌우 시계 판단모듈(141)과 상하 시계 판단모듈(142)의 도출 결과를 근거로 표적의 좌표를 찾는 좌표 알고리즘을 사용해 표적의 좌표 및 그 시야각(field of view, FOV)을 실시간으로 산출하여 유도 조종을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기(100)는, 상기 유도무기 본체(110)에 구비된 적외선 센서 및 RF 센서 중 중 어느 한가지 이상으로 이루어지고 감지 정보를 상기 신호처리모듈(140)로 전달하는 본체 센서(150)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

[도 2]를 살펴보면 상기 유도무기 본체(100)에 상기 본체 센서(150)가 구비된 것을 확인할 수 있다. 이 경우 상기 신호처리모듈(140)은 상기 표적의 위치를 추적하는 데에 상기 감지 정보를 추가적으로 사용할 수 있다. 또한 상기 본체 센서(150)가 상기 표적의 위치를 추적하는 데 메인 센서가 되고, 상기 레이저 감지모듈(130)에 의한 정보들은 상기 표적의 위치를 추적하는 데 보조적으로 활용되도록 구성될 수도 있다.

[도 3]을 살펴보면, 외부의 레이저 조사기(200)에 의해 발사된 레이저가 표적(300)에 반사되어 상기 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기(100)에 도달하는 모습을 확인할 수 있다. 상기 표적(300)은 이동체로서 움직이는 표적이므로 실시간으로 그 위치를 파악하는 것이 중요한데, 본 발명에 의하면 이와 같은 상기 표적(300)의 위치 추적이 효율적이고 정밀하게 이루어질 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.

100: 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기
110: 유도무기 본체
120: 유도 날개
130: 레이저 검출모듈
131: 광학렌즈 132: 검출기
133: 검출기 보드 134: 차단판
140: 신호처리모듈
141: 좌우 시계 판단모듈 142: 상하 시계 판단모듈
143: 표적위치추적 신호처리모듈
150: 본체 센서
200: 레이저 조사기
300: 표적

Claims (5)

1. 유도무기 본체(110);
   상기 유도무기 본체(110)의 외면에 좌우 대칭 및 상하 대칭을 이루며 구비된 4개의 유도 날개(120);
   상기 유도 날개(120)의 외면에 구비되고, 외부의 레이저 조사기(200)에 의해 발사되어 표적(300)에 반사된 레이저를 검출하여 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 레이저 검출모듈(130); 및
   상기 유도무기 본체(110)에 구비되고, 상기 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 좌우 및 상하 시계를 판단하고, 판단 결과에 기초하여 상기 표적(300)의 위치를 추적하는 신호처리모듈(140); 을 포함하되,
   상기 레이저 검출모듈(130)은,
   상기 표적(300)에 반사된 레이저가 입사되는 광학렌즈(131);
   상기 광학렌즈(131)로 입사된 레이저를 검출하는 검출기(132);
   상기 검출기(132)가 검출한 레이저를 ADC(아날로그-디지털 변환)를 통해 디지털 신호로 변환하여 출력하는 검출기 보드(133); 및
   상기 표적(300)에 반사된 레이저의 상기 광학렌즈(131)로의 입사범위 중 일부를 차단하여 주는 차단판(134); 을 포함하되,
   상기 레이저 검출모듈(130)의 차단판(134)은 상기 유도무기 본체(110) 측을 차단하여 주는 형태로 구비되되,
   상기 유도무기 본체(110)에 구비된 적외선 센서 및 RF 센서 중 어느 한가지 이상으로 이루어지고 감지 정보를 상기 신호처리모듈(140)로 전달하는 본체 센서(150); 를 더 포함하고,
   상기 신호처리모듈(140)은 상기 표적(300)의 위치를 추적하는 데에 상기 감지 정보를 추가적으로 사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기(100).
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 신호처리모듈(140)은,
   좌측 및 우측 유도 날개(120)에 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 좌우 시계를 판단하여 좌측 또는 우측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 좌우 시계 판단모듈(141);
   상측 및 하측 유도 날개(120)에 구비된 레이저 검출모듈(130)에서 출력된 디지털 신호를 입력받아 그 상대적 차이를 근거로 상하 시계를 판단하여 상측 또는 하측으로의 방향 전환 필요성 및 정도를 도출하는 상하 시계 판단모듈(142); 및
   상기 좌우 시계 판단모듈(141) 및 상하 시계 판단모듈(142)의 도출 결과를 근거로 상기 표적(300)의 위치를 추적하는 표적위치추적 신호처리모듈(143); 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레이저 검출 기반 표적 위치 추적 유도무기(100).
   
5. 삭제

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