KR101724331B1 - 다중 대역 무선 신호 중계 장치 - Google Patents

다중 대역 무선 신호 중계 장치 Download PDF

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KR101724331B1
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Abstract

본 발명은 발사관에 삽입된 유도탄과 무선 신호를 중계할 수 있는 장치에 대한 것으로, 상기 유도탄과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제1 안테나와, 상기 제어 시스템과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제2 안테나와, 상기 제어 시스템으로부터 수신한 무선 신호를 상기 유도탄으로 출력하거나, 상기 유도탄으로부터 수신한 무선 신호를 상기 유도탄으로 출력하는 제어부를 포함하고, 상기 유도탄으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역 및, 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역은 서로 다르며, 상기 제어부는, 상기 유도탄 또는 상기 제어 시스템으로부터 수신된 신호의 주파수 대역에 따라, 수신된 신호가 출력될 방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 대역 무선 신호 중계 장치{MULTI BAND RADIO FREQUENCY SIGNAL REPEATER}
본 발명은 발사관에 삽입된 유도탄과 제어 시스템 사이에서 무선 신호를 중계할 수 있는 장치에 대한 것이다.
유도무기를 개발하는 과정에 있어서, 최종적으로 성능 확인을 위해 유도탄 비행시험을 수행하게 된다. 그리고 비행시험을 준비하는 과정에 있어서 발사관에 장입된 유도탄의 점검 절차를 수행하여 유도탄의 정상여부를 판단하여야 하며 해당 작업을 수행하기 위해 유도탄 내부정보 전송장치를 이용하게 된다. 유도탄의 내부정보 전송장치는 유도탄 내부의 각종 장치들로부터 전송되는 전기적 신호들 또는 센서들의 출력 신호들을 수집한 후 무선 채널을 통해 지상의 수신시스템으로 전송하는 기능을 담당한다.
무선통신 채널환경에서 유도탄에 장착된 안테나들과 지상 수신시스템들의 안테나들은 서로 가시선상에 위치하도록 하여야 양호한 통신을 기대 할 수 있다. 하지만 유도탄이 금속 재질의 발사관 내부에 있을 경우, 유도탄 발사 전에는 원활한 통신환경이 조성되지 않아 무선통신이 차단되거나 불안정하게 되어, 유도탄의 각종 신호상태를 확인할 수 없다.
이를 위해 지상의 제어 시스템이 위치한 방향으로, 전파가 충분히 통과할 수 있는 전파 투과창을 마련하는 방법이다. 이러한 경우, 유도탄과 지상 송수신시스템들이 가시선상에 위치하고, 탑재장치의 송신전력 크기가 크고 수신감도가 좋을수록 안정적인 통신을 취할 수 있으며, 별도의 추가 장치를 필요로 하지 않게 된다. 그러나 이러한 경우 전파 투과창을 마련하기 어려운 상황이거나, 또는 전파 투과창을 마련하더라도 유도탄과 제어 시스템이 서로 가시선상에 위치하지 못하는 경우(ex. 함내 매립된 발사관 등)나, 제어 시스템간 적절한 Link Margin이 확보되지 않는 경우, 상기 유도탄에 장착된 안테나들과 제어 시스템들의 안테나들은 서로 통신이 차단되거나, 통신상태가 불안해질 수 있다.
따라서 이처럼 유도탄과 제어 시스템이 서로 가시선상에 위치하지 못하거나, 전파 투과창등을 마련하기 어려운 상황 등에서도 상기 유도탄에 장착된 안테나들과, 제어 시스템의 안테나들 사이에 안정적인 통신이 이루어질 수 있도록 하는 방법이 연구 중인 실정이다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 발사관 내부의 유도탄과 발사관 외부의 제어 시스템 사이에 송수신되는 다중 대역의 무선 신호를 중계할 수 있는 다중 대역 무선 신호 중계 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 발사관 내에 장입된 유도탄과, 상기 발사관 외부에 위치하며 상기 유도탄을 제어 및 관리하는 제어 시스템 간의 무선 신호를 중계하는 무선 신호 중계 장치에 있어서, 상기 유도탄과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제1 안테나와, 상기 제어 시스템과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제2 안테나와, 상기 제어 시스템으로부터 수신한 무선 신호를 상기 유도탄으로 출력하거나, 상기 유도탄으로부터 수신한 무선 신호를 상기 유도탄으로 출력하는 제어부를 포함하고, 상기 유도탄으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역 및, 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역은 서로 다르며, 상기 제어부는, 상기 유도탄 또는 상기 제어 시스템으로부터 수신된 신호의 주파수 대역에 따라, 수신된 신호가 출력될 방향을 결정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유도탄 또는 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부를 더 포함하며, 상기 증폭부는, 상기 유도탄 및 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호들을 증폭하기 위한 복수개의 증폭부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선 신호 중계 장치의 상태에 관련된 정보를 수신 및, 상기 제어부 및 상기 증폭부를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 제어부에 전송하는 원격 제어기를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 원격 제어기로부터 입력되는 제어 신호에 따라 상기 복수의 증폭부 중 적어도 하나의 전원을 인가하고, 상기 증폭부에서 증폭하는 무선 신호의 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 유도탄으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역 및, 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역은 각각 S 대역 및 UHF(Ultra High Frequency) 대역이며, 상기 복수개의 증폭부는, 상기 S 대역 무선 신호를 증폭하기 위한 S 대역 증폭부 및, 상기 UHF 대역 무선 신호를 증폭하기 위한 UHF 대역 증폭부를 포함하며, 상기 제어부는, 각각 ALC(Auto Level Control)를 통해 상기 S 대역 증폭부 및 상기 UHF 증폭부의 증폭 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 전파 공간 손실, 편파 미스매칭(missmatching) 손실, 안테나 이득, 케이블 손실, 유도탄 - 발사관 안테나 간 커플링 상태에 따라 산출된 출력 세기에 따라 상기 수신된 신호가 증폭되도록 상기 S 대역 증폭부 및 상기 UHF 증폭부의 증폭 이득을 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는, 수직 편파 및 수평 편파를 모두 발생시킬 수 있도록 하는 안테나임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 증폭부를 각각 독립적으로 구동되도록 제어하며, 상기 유도탄으로부터 수신된 무선 신호의 증폭 및 출력과, 상기 제어 시스템으로부터 수신된 무선 신호의 증폭 및 출력은 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 발사관 외부의 제어 시스템과 유도탄 내부에서 송수신되는 신호를 무선 중계함으로써, 발사관 내에 장입된 유도탄과 상기 유도탄의 제어 시스템이 가시선상에 위치하지 못하거나, 또는 적절한 링크 마진(link margin)이 확보되지 않는다고 할지라도, 상기 유도탄과 제어 시스템 간의 통신이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 상기 외부의 제어 시스템과 상기 유도탄 내부에서 송수신되는 신호를 다중 대역의 무선 신호를 통해 중계함으로써, 보다 안정적으로 상기 유도탄과 제어 시스템 간의 통신이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치에서, 무선 신호들이 중계되는 예를 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치가, 발사관 내에 장입된 유도탄의 안테나들과 무선 신호를 송수신하는 예를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치에서, 무선 신호가 중계되는 동작 과정의 흐름을 도시한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
먼저 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해, 본 발명의 기본 원리를 설명하면 본 발명은, 발사관 외부에 위치한 제어 시스템(예를 들어 지상에 위치)과 발사관 내부에 장입된 유도탄 내부에서 송수신되는 신호를 무선 중계하기 위한 것으로서, 금속으로 이루어진 발사관 내부와 외부의 무선 신호를 중계할 수 있다. 따라서 함정에 매몰되어 설치되는 금속 발사관과 같이, 별도의 투과창을 내더라도 외부의 송수신시스템과의 전파환경이 차단되어 있어 원활한 통신을 기대하기 어려운 환경에서도, 유도탄 발사 전에 유도탄이 정상적으로 동작하고 있는지, 외부의 제어 시스템과 정상적으로 연동되는지 여부를 쉽게 확인할 수 있도록 한다. 또한 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)는 서로 다른 복수의 주파수 대역의 신호를 상기 유도탄 또는 제어 시스템으로부터 수신하고, 수신한 신호의 주파수 대역에 따라 그 신호가 출력될 방향을 결정하도록 한다.
우선 도 1은 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)는 제어부(110)와, 상기 제어부(110)와 연결되는 증폭부(120), 안테나부(130), 전원부(140)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부(110)와 무선으로 연결될 수 있는 원격 제어기(150)를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 도 1에 도시된 구성요소들은 무선 신호 중계 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 증폭부(120)는 수신되는 무선 신호를 증폭하기 위한 것으로, 복수의 서로 다른 주파수 대역(Band)의 무선 신호를 증폭할 수 있다. 이를 위해 상기 증폭부(120)는 상기 복수의 서로 다른 주파수 대역에 각각 대응되는 복수의 하부 증폭부를 포함할 수 있다. 예를 들어 유도탄과 제어 시스템 사이에 UHF(Ultra High Frequency) 대역(300Mhz ~ 3GHz), S 대역(1.5GHz ~ 3.9GHz), X 대역(6.2GHz ~ 10.9 GHz)의 무선 신호로 통신을 수행할 수 있는 경우, 상기 증폭부(120)는 상기 도 1에서 보이고 있는 것과 같이, 상기 UHF 대역의 무선 신호를 증폭시키기 위한 UHF 대역 증폭부(120), S 대역의 무선 신호를 증폭시키기 위한 S 대역 증폭부(120), 및 X 대역의 무선 신호를 증폭시키기 위한 X 대역 증폭부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 증폭부(120)는 RF(Radio Frequency) 신호를 입력받아 별도의 복원과정 없이 증폭을 수행하는 비재생 중계 방식(Non-regenerative 방식)으로 상기 각 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호를 증폭할 수 있다.
또한 상기 증폭부(120)는 상기 특정 주파수 대역의 무선 신호 증폭부들(121, 122, 123) 중 적어도 하나에서 증폭된 신호의 출력 레벨 또는 이득을 조절하기 위한 자동 레벨 제어(ALC(Auto Level Control) 또는 AGC(Auto Gain Control))를 수행하기 위한 이득 조절부(125)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 이득 조절부(125)는, 상기 ALC 또는 AGC가 가능한 UHF 대역의 무선 신호나 S 대역의 무선 신호가 수신되면, 이를 기 설정된 출력 레벨로 출력되도록 이득을 자동 조절할 수 있다.
여기서 상기 기 설정된 출력 레벨은, 상기 이득 조절부(125)에서 산출되는 것일 수 있다. 이러한 경우 상기 이득 조절부(125)는, 전파 공간 손실, 편파 미스매칭(mismatching)에 따른 손실, 안테나 이득 및 케이블 손실, 그리고 유도탄 - 발사관 안테나 사이의 커플링 정도들 중 적어도 하나에 근거하여, 각 주파수 대역(예를 들어 UHF 대역, S 대역, X 대역)별 적정 출력 레벨을 산출할 수 있다.
한편 안테나부(130)는 발사관 내에 장입된 유도탄의 안테나 및, 제어 시스템의 안테나에 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 안테나(제1 안테나 : 131. 제2 안테나 : 132)를 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 상기 제1 안테나(131)를 상기 유도탄의 안테나와 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나로, 상기 제2 안테나(132)를 상기 제어 시스템의 안테나와 무선 신호를 송수신하기 위한 안테나로 가정하여 설명하기로 한다.
이러한 제1 및 제2 안테나들(131, 132)은, 상기 유도탄 및 제어 시스템이 사용하는 무선 신호의 주파수 대역에 따라 각각 복수개의 서브 안테나들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 유도탄과 제어 시스템이 UHF 대역, S 대역, X 대역의 무선 신호로 통신을 수행할 수 있는 경우, 상기 제1 안테나(131) 및 제2 안테나(132)는, 각각 유도탄과 UHF 대역, S 대역, 및, X 대역의 무선 신호로 통신을 수행할 수 있는 UHF 대역 안테나, S 대역 안테나, 및, X 대역 안테나들을 포함하여 형성될 수 있다. 여기서 상기 제1 및 제2 안테나들(131, 132)과 본 발명의 실시 예에 따른 다른 구성 요소(예를 들어 증폭부(120)의 하부 증폭부들(121, 122, 123)) 사이에는 RF 신호를 전송하기 위한 RF 케이블로 서로 연결될 수 있다.
또한 상기 안테나들(제1 안테나(131), 제2 안테나(132)를 형성하는 서브 안테나들)은 안테나의 편파 특성간 미스매칭(Mismatching)에 의한 신호 두절 현상을 최소화하기 위하여. 수직 편파, 수평 편파를 적어도 하나 발생시키는 특징을 가지고 있는 안테나로 구성될 수 있다.
한편 제어부(110)는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)의 각 구성 요소들의 상태를 확인 및, 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 상기 안테나들(131, 132) 중 적어도 하나로부터 수신되는 무선 신호를 증폭하고 이를 다른 안테나를 통해 출력되도록 할 수 있다.
여기서 제어부(110)는 상기 수신된 신호의 주파수 대역에 따라 그 신호의 진행 방향을 결정할 수 있다. 즉 제어부(110)는 수신된 신호가 UHF 대역의 신호인 경우 그 신호가 유도탄 방향, 즉 순방향(Forward : FWD)으로 출력되도록 할 수 있으며, 수신된 신호가 S 대역의 신호인 경우 그 신호가 제어 시스템 방향, 즉 역방향(Reverse : RVS)으로 출력되도록 할 수 있다. 또한 수신된 신호가 X 대역의 신호인 경우 상기 순방향 및 역방향 통신이 모두 이루어지도록 할 수도 있다.
여기서 제어부(110)는 상기 수신된 무선 신호가 ALC 또는 AGC가 가능한 무선 신호인 경우(예를 들어 UHF 대역의 무선 신호, S 대역의 무선 신호), 기 설정된 출력 레벨에 따라 상기 증폭된 무선 신호가 출력되도록 상기 증폭부(120)를 제어할 수 있다. 또는 상기 수신된 무선 신호가 상기 ALC 또는 AGC를 하기 어려운 무선 신호(예를 들어 X 대역의 무선 신호)인 경우, 기 설정된 감쇠값(Attenuator)에 따라 증폭 이득(gain)을 조절하여 출력되도록 상기 증폭부(120)를 제어할 수 있다.
이처럼 적어도 하나의 서로 다른 특정 주파수 대역의 무선 신호들을 수신 및 수신된 무선 신호를 증폭하고 이를 출력하기 위해, 제어부(110)는 상기 도 1에서 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(110)는 상기 무선 신호 중계 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
또는 제어부(110)는 상기 UHF 대역 증폭부(120), S 대역 증폭부(120), X 대역 증폭부(120)가 각각 독립적으로 작동하도록 상기 증폭부(120)를 제어할 수 있다. 이러한 경우 상기 각 증폭부들(121, 122, 123)의 신호 증폭은 동시에 수행될 수 있다.
또한 ALC(자동 레벨 제어) 또는 자동 이득 제어(AGC)가 어려운 X 대역 신호의 증폭시에는, 양방향(FWD(Forward : 제어 시스템으로부터 수신된 신호를 유도탄으로 전송하는 방향), RVS(Reverse : 유도탄으로부터 수신된 신호를 제어 시스템으로 전송하는 방향))에 대하여 각각 독립적으로 기 설정된 감쇠값(Attenuator)에 따른 이득이 조절되도록 제어할 수도 있다.
한편 상기 제어부(110)는 원격 제어기(150)와 더 연결될 수 있다. 이처럼 원격 제어기(150)가 연결된 경우, 제어부(110)는 연결된 각 구성 요소의 상태에 관련된 정보를 상기 원격 제어기(150)로 전송할 수 있으며, 원격 제어기(150)에 형성된 사용자 입력부를 통해 입력되는 제어 정보를 수신할 수 있다. 그리고 수신된 제어 정보에 따라 연결된 각 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 전원부(140)는 제어부(110)의 제어에 따라, 외부의 전원 또는 내부의 전원을 인가받아 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)에서, 무선 신호들이 중계되는 예를 도시한 개념도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)가, 발사관(350) 내에 장입된 유도탄(300)의 안테나들과 무선 신호를 송수신하는 예를 도시한 개념도이다.
우선 도 2를 참조하여 살펴보면, 도 2는 각각의 주파수 대역별로 송신 또는 수신되는 신호가 전송되는 방향을 도시한 것이다. 도 2에서 보이고 있는 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)의 증폭부(120)는 서로 다른 3개의 주파수 대역(UHF 대역, S 대역, X 대역)의 무선 신호들을 증폭하기 위한 3개의 증폭부들(121, 122, 123)을 포함할 수 있으며, 각각의 증폭부들(121, 122, 123)은 각각 서로 다른 제1 안테나(131)의 서브 안테나(131a, 131b, 131c), 및 제2 안테나(132)의 서브 안테나(132a, 132b, 132c)에 RF 케이블(200)로 연결될 수 있다.
한편 이러한 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)에서 송수신 되는 신호들은, 상기 도 2에서 보이고 있는 것과 같이 그 방향이 각각 서로 다를 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)에서는, 수신되는 신호의 주파수 대역에 따라 그 신호의 진행 방향을 결정할 수 있다.
예를 들어 도 2에서 보이고 있는 것처럼, UHF 대역의 무선 신호는 외부, 즉 제어 시스템에서 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)를 거쳐 유도탄 방향(이하 FWD(Forward): 순방향)으로 신호가 전송될 수 있다. 반대로 S 대역의 무선 신호는 유도탄에서 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)를 거쳐 외부, 즉 제어 시스템 방향(이하 RVS(Reverse) : 역방향)으로 신호가 전송될 수 있다. 또한 X 대역의 무선 신호는, 순방향(FWD)의 신호는 외부(제어 시스템)에서 유도탄 방향으로, 역방향(RVS)의 신호는 유도탄에서 외부(제어 시스템)로 전송될 수 있다.
이러한 경우 상기 증폭부(120)는 UHF 대역의 무선 신호의 경우, 순방향의 신호를, S 대역의 무선 신호의 경우 역방향의 신호를, 기 설정된 출력 레벨에 따라 출력되도록 그 이득을 자동 조절하여 증폭할 수 있으며, X 대역 무선 신호의 경우, 기 설정된 감쇠값에 따라 순방향 및 역방향, 즉 양방향으로 신호 증폭을 수행한다.
한편 도 3은 발사관(350) 내에 장입된 유도탄(300), 그리고 상기 발사관(350)에 형성된 제1 안테나(131), 그리고 증폭부(120) 및 제2 안테나(132)의 구성을 보이고 있다. 여기서 상기 제1 안테나(131)는 서로 다른 3개의 주파수 대역(UHF 대역, S 대역, X 대역)의 무선 신호들을 수신하기 위한 안테나들(131a, 131b, 131c)을 포함하며, 유도탄(300)에서 전송되는 유도탄(300) 내부의 각종 장치들의 신호를, 상기 안테나들(131a, 131b, 131c)을 통해 수신할 수 있다. 그리고 상기 유도탄(300)을 제어 및 관리하는 제어 시스템으로부터 수신된 신호를 상기 안테나들(131a, 131b, 131c)을 통해 상기 유도탄(300)으로 출력할 수 있다.
이러한 경우 상기 제1 서브 안테나(131a)는, 외부, 즉 제어 시스템에서 전송된 신호를 UHF 대역의 무선 신호(310)로 유도탄(300)에 송신할 수 있다. 그리고 상기 제2 서브 안테나(131b)는, 유도탄(300)으로부터 유도탄 내부의 각 장치들의 상태에 대한 정보를 S 대역의 무선 신호(320)로 수신할 수 있다. 또는 상기 제3 서브 안테나(132c)는, X 밴드 대역의 무선 신호로, 외부(제어 시스템)에서 전송된 신호를 유도탄(300)에 송신하거나, 유도탄(300)으로부터 유도탄 내부의 각 장치들의 상태에 대한 정보를 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)에서, 무선 신호가 중계되는 동작 과정의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(110)는, 전원이 온 되는 경우 각 주파수 대역별 증폭부들(121, 122, 123)의 전원 설정 정보 및 X 대역 증폭부(123)의 증폭 이득을 조절하기 위한 감쇠값(Attenuator) 정보를 로드(load)할 수 있다(S400). 여기서 이러한 전원 설정 정보 및 감쇠값 정보는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호 중계 장치(100)의 메모리(도시되지 않음)에 미리 저장되거나, 또는 상기 원격 제어기(150)로부터 설정받은 것일 수 있다.
그리고 제어부(110)는 상기 S400 단계에서 로드된 전원 설정 정보에 따라 증폭부들(121, 122, 123) 중 적어도 하나에 전원을 인가할 수 있다(S402). 예를 들어 제어부(110)는 상기 S402 단계에서 UHF 대역 증폭부(120)와 S 대역 증폭부(120) 또는 X 밴드 증폭부(120) 중 어느 하나의 전원만을 인가할 수 있다. 예를 들어 유도탄과 외부의 제어 시스템이, UHF 대역의 신호 및 S 대역의 신호로 통신을 하는 경우 제어부(110)는 상기 S402 단계에서 UHF 대역 증폭부(120)와 S 대역 증폭부(120)의 전원만을 온 할 수 있다. 또는 유도탄과 외부의 제어 시스템이, X 대역의 신호로 통신을 하는 경우 제어부(110)는 상기 S402 단계에서 X 대역 증폭부(120)의 하나의 전원만을 온 할 수도 있다.
이러한 경우, 제어부(110)는 현재 전원이 온 된 증폭부가 어느 것인지에 따라 서로 다르게 증폭이 수행되도록 할 수 있다. 예를 들어 현재 전원이 온 된 증폭부가 UHF 대역 증폭부(121) 및 S 대역 증폭부(122)인 경우라면, 제어부(110)는 상기 증폭부들(121, 122)의 증폭 이득을 ALC 또는 AGC에 따라 제어할 수 있다. 반면, 현재 전원이 온 된 증폭부가 X 대역 증폭부(123)인 경우라면, 제어부(110)는 상기 X 대역 증폭부(120)의 증폭 이득을 기 설정된 감쇠값 또는 원격 제어기(150)를 통해 입력되는 사용자 입력값에 따라 그 증폭 이득을 제어할 수 있다.
이를 위해 제어부(110)는 현재 전원이 인가된 증폭부가, X 대역 증폭부(120)인지 여부를 확인할 수 있다(S404). 그리고 상기 S404 단계의 확인 결과, 현재 전원이 인가된 증폭부가 X 대역 증폭부(123)가 아닌 경우라면, 제어부(110)는 ALC 또는 AGC에 따라 출력 이득을 제어하도록 이득 조절부(125)를 제어할 수 있다(S406).
반면, 상기 S404 단계의 확인 결과, 현재 전원이 인가된 증폭부가 X 대역 증폭부(123) 인 경우라면, 제어부(110)는 기 설정된 감쇠값 또는 사용자로부터 입력된 감쇠값에 따라 순방향 및 역방향으로 전송되는 무선 신호의 증폭 이득이 조절되도록 상기 이득 조절부(125)를 제어할 수 있다(S410).
한편 상기 S408 단계 및 S410 단계에서, 증폭 이득이 조절되면, 제어부(110)는 현재 설정된 각 주파수 대역별 증폭부들(121, 122, 123)의 상태 정보를 저장할 수 있다. 이러한 상태 정보는, 각 증폭부들(121, 122, 123)의 전원 설정 정보들 및, 이득 조절과 관련된 값(예를 들어 X 밴드 증폭부(120)의 출력 이득을 제어하기 위한 감쇠값 등)을 포함할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 다중 대역 무선 신호 중계 장치(100)는, 금속 재질로 이루어진 발사대가 매몰된 경우와 같이 발사관 내부와 외부가 전파 환경이 두절된 경우에도 무선 신호가 원활하게 중계되도록 하거나, 상호 통신 가능 거리 이상으로 이격되어 있을 경우 안정적인 통신이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라 장입된 유도탄의 발사전 상태 점검 및 시험장의 송수신 장치들과의 연동점검을 원활하게 수행 할 수 있다.
또한 다중 대역(UHF-Band, S-Band, X-Band) 증폭을 지원하며, 별도의 통제 패널을 이용하여 원격에서 제어 및 각 모듈의 상태를 확인 할 수 있으며, 발사관 형상이 달라짐에 따라 달라지는 유도탄 - 발사관 안테나 간 커플링에 의해 출력 Power 및 다른 외적인 변수들(케이블 손실, 전파공간 손실 등)이 변경된다 하여도, UHF 대역 및 S 대역의 무선 신호인 경우, ALC(Auto Level Control) 기능을 이용하여 일정한 레벨의 세기로 신호가 출력되도록 보상이 가능하다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는, 비재생 중계 방식(Non-regenerative 방식)으로 신호 증폭을 수행하는 것을 예로 들어 설명하였으나, RF 대역으로 상향 변환(Up Conversion)된 신호를, 베이스밴드(Base Band) 대역의 신호로 하향 변환(Down Conversion)하고, 해당 신호를 복원한 후 다시 RF 대역으로 변환하는 재생 중계 방식(Regenerative 방식)을 통해 무선 신호를 중계할 수도 있음은 물론이다.
그러나 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 다중 대역 무선 신호 중계 장치
110 : 제어부 120 : 증폭부
121 : UHF 대역 증폭부 122 : S 대역 증폭부
123 : X 대역 증폭부 124 : 이득 조절부
130 : 안테나부 131 : 제1 안테나
132 : 제2 안테나 140 : 전원부
150 : 원격 제어기

Claims (7)

  1. 외부의 송수신시스템과의 전파환경이 차단되어 가시광 통신이 불가능한 발사관 내에 장입된 유도탄과, 상기 발사관 외부에 위치하며 상기 유도탄을 제어 및 관리하는 제어 시스템 간의 무선 신호를 중계하는 무선 신호 중계 장치에 있어서,
    상기 유도탄과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제1 안테나;
    상기 제어 시스템과 무선 신호를 송수신하기 위한 복수의 제2 안테나;
    상기 유도탄 또는 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 무선 신호를 증폭하기 위한 증폭부; 및,
    서로 다른 복수의 주파수 대역을 이용하여 상기 제어 시스템으로부터 수신한 무선 신호를 유도탄으로 출력하거나, 또는 상기 유도탄으로부터 수신한 무선 신호를 상기 제어 시스템으로 출력하고, 상기 제1 안테나 또는 제2 안테나로부터 수신되는 무선 신호의 주파수 대역에 따라 단방향 통신을 수행하거나 또는 양방향 통신을 수행하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    수신된 무선 신호의 주파수 대역에 근거하여, 상기 증폭부의 증폭 이득을 자동이득제어(AGC : Auto Gain Control) 또는 기 설정된 감쇠값 중 어느 하나에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증폭부는,
    상기 유도탄 및 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호들을 증폭하기 위한 복수개의 증폭부로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선 신호 중계 장치의 상태에 관련된 정보를 수신 및, 상기 제어부 및 상기 증폭부를 제어하기 위한 제어 신호를 상기 제어부에 전송하는 원격 제어기를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 원격 제어기로부터 입력되는 제어 신호에 따라 상기 복수의 증폭부 중 적어도 하나의 전원을 인가하고, 상기 증폭부에서 증폭하는 무선 신호의 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 유도탄으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역 및, 상기 제어 시스템으로부터 수신되는 신호의 주파수 대역은 각각 S 대역 및 UHF(Ultra High Frequency) 대역이며,
    상기 복수개의 증폭부는,
    상기 S 대역 무선 신호를 증폭하기 위한 S 대역 증폭부 및, 상기 UHF 대역 무선 신호를 증폭하기 위한 UHF 대역 증폭부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    각각 ALC(Auto Level Control)를 통해 상기 S 대역 증폭부 및 상기 UHF 대역 증폭부의 증폭 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    전파 공간 손실, 편파 미스매칭(missmatching) 손실, 안테나 이득, 케이블 손실, 유도탄 - 발사관 안테나 간 커플링 상태에 따라 산출된 출력 세기에 따라 상기 수신된 신호가 증폭되도록 상기 S 대역 증폭부 및 상기 UHF 대역 증폭부의 증폭 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는,
    수직 편파 및 수평 편파를 모두 발생시킬 수 있도록 하는 안테나임을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 복수의 증폭부를 각각 독립적으로 구동되도록 제어하며,
    상기 유도탄으로부터 수신된 무선 신호의 증폭 및 출력과, 상기 제어 시스템으로부터 수신된 무선 신호의 증폭 및 출력은 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 대역 무선 신호 중계 장치.
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