KR101762395B1 - 광대역 능동형 재밍 장치 - Google Patents

Abstract

광대역 능동형 재밍 장치가 개시된다. 이 장치는 광대역을 구성하는 주파수 대역들 중에서 전파가 생성된 주파수 대역을 선별하여 재밍 신호를 송신할 수 있다.

Description

광대역 능동형 재밍 장치 {Active-type jamming apparatus for wideband}

재밍 장치, 특히 광대역 재밍 장치에 관한 기술이 개시된다.

무선 이동통신기술의 발전으로 인해 휴대전화를 비롯한 스마트폰이나 무전기와 같은 이동통신 단말기를 통한 무분별한 음성통화와 데이터 사용으로 인해 정숙을 요구하는 공공장소나 보안이 유지되어야 하는 공간이 늘어나게 되었다. 그리고 이러한 해결책으로 재밍(전파 교란) 기술이 알려져 있으며, 국내등록특허공보 제10-1154052호에는 재밍 대상이 되는 통신기기의 정확한 주파수를 모르는 경우에도 광대역에서 효과적으로 재밍 성능을 발휘할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

국내등록특허공보 제10-1154052호 (2012년 06월 08일 공고)

본 발명은 광대역의 주파수 대역 중에서 전파가 생성된 주파수에 대해서만 재밍 신호를 송출하는 기술적 방안을 제공함을 목적으로 한다.

일 양상에 따른 광대역 능동형 재밍 장치는 광대역을 구성하는 주파수 대역들 중에서 전파가 생성된 주파수 대역을 선별하여 재밍 신호를 송신할 수 있다.

광대역 능동형 재밍 장치는 담당 주파수 대역의 재밍 신호를 송신하는 주파수 대역별 전파 교란부, 수신 안테나를 통해 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하는 신호 분석부, 및 검출된 주파수 성분이 속하는 주파수 대역을 담당하는 전파 교란부로 재밍 신호 발생을 명령하는 제어부를 포함할 수 있다.

신호 분석부는 수신 신호의 주파수 성분과 그 주파수 성분의 레벨을 검출하며, 제어부는 신호 분석부의 검출 결과에 따라 담당 전파 교란부로 재밍 신호의 주파수 구간 및 송신 레벨을 지시할 수 있다.

광대역 능동형 재밍 장치는 주파수 대역별 전파 교란부에서 각각 커플링된 재밍 신호를 입력받기 위한 복수의 송신 피드백 경로들과 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 전달받기 위한 수신 경로 중에서 하나의 경로에 접속하여 입력된 신호를 신호 분석부로 전달하는 신호 선택부를 더 포함할 수 있다.

제어부는 신호 분석부에 의해 분석된 수신 신호 파형과 재밍 신호 송신 파형 중 적어도 하나를 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 디스플레이할 수 있다.

광대역 능동형 재밍 장치는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 제 1 수신 경로와 제 2 수신 경로로 분배하여 신호 분석부로 전달하는 신호 분배부, 및 제 2 수신 경로에서 수신 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부를 더 포함할 수 있다.

제어부는 재밍 신호의 송신시에 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 제 2 수신 경로로도 분배되도록 신호 분배부를 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 광대역 전체의 주파수 대역을 재밍하는 것이 아니라 전파 측정을 통해 선별적으로 재밍하고, 나아가 수신 신호의 레벨에 따라 송신 재밍 신호의 레벨 변화를 가져올 수 있으므로 더욱 효율적이고 능동적으로 재밍할 수 있다.

다수의 임의 측정 주파수 성분에 대해서만 선별적으로 재밍 신호를 생성하여 송신하는 방식이므로, 재밍 성능 향상과 더불어 송신시 발생되는 발열 양을 줄이기가 용이하며, 전원이나 배터리 사용시 전체 용량 대비 사용 용량이 적으므로 재밍 장비의 안정성 및 신뢰성이 증가되는 효과가 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다.
도 3은 또 다른 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다.
도 4는 주파수 대역별 전파환경 측정 결과 그래프를 나타낸 예시도이다.
도 5는 주파수 대역별 재밍 신호 송신 그래프를 나타낸 예시도이다.
도 6은 RF 스위치의 스위칭 순서에 대한 예시도이다.
도 7은 측정 파형에 대한 사용자 화면 예시도이다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다. 일 예로, 도 1에 도시된 광대역 능동형 재밍 장치는 차량에 설치시 차량 지붕과 같은 좁은 공간에서도 송신 안테나와 수신 안테나를 함께 설치하여 작동이 가능하다. 일 양상에 따른 광대역 능동형 재밍 장치는 광대역을 구성하는 주파수 대역들 중에서 전파가 생성된 주파수 대역을 선별하고, 그 선별된 주파수 대역 내에서 전파를 교란하기 위한 재밍 신호를 송신한다. 참고로, 광대역은 20MHz ~ 6GHz 혹은 이와 다른 대역을 의미할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일 양상에 따른 광대역 능동형 재밍 장치는 복수의 전파 교란부(100)들과 신호 분석부(200) 및 제어부(300)를 포함한다. 각각의 전파 교란부(100)는 자신이 담당하는 주파수 대역에 대한 재밍 신호를 송신한다. 즉, 전파 교란부(100)는 광대역이 여러 개로 나뉘어진 주파수 대역별로 하나씩 구성되며, 이에 따라 광대역 전체에 대한 재밍이 가능하다.

전파 교란부(100)는 재밍 송신부(110)를 포함한다. 재밍 송신부(110)는 노이즈를 생성하는 노이즈 생성기와, 생성된 노이즈를 증폭시키는 증폭기를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 전파 교란부(100)에 구성되는 증폭기는 고전력 증폭기(High Power Amplifier, HPA)일 수 있다. 신호 분석부(200)는 수신 안테나 및 제 1 수신 경로(10)를 통해 수신된 RF 신호의 주파수 성분을 분석한다. 신호 분석부(200)는 잘 알려진 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)일 수 있다. 그리고 수신 안테나는 재밍 주파수 대역을 포함하는 광대역 안테나일 수 있다.

제어부(300)는 장치 전반을 제어하는 컨트롤러일 수 있다. 제어부(300)는 신호 분석부(200)의 분석 결과에 따라 재밍 신호를 발생시킬 전파 교란부(100)를 선택한다. 즉, 제어부(300)는 신호 분석부(200)에 의해 분석된 주파수 성분이 속하는 주파수 대역을 담당하는 전파 교란부(100)로 재밍 신호 발생을 명령하는 것이다. 이에 따라, 복수의 전파 교란부(100)들 중에서 재밍 신호 발생을 명령받은 전파 교란부(100)만이 재밍 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 송신한다. 송신 안테나는 전파 교란부(100)별로 각각 구성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 전파 교란부(100)는 자신이 담당하는 주파수 대역 전체에 대한 재밍 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 송신한다. 다른 실시예에 있어서, 전파 교란부(100)는 신호 분석부(200)에 의해 분석된 주파수 성분에 대해서만 재밍 신호를 생성하여 송신 안테나를 통해 송신한다. 후자의 경우, 신호 분석부(200)는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 분석하여 주파수 성분과 그 주파수 성분의 레벨을 검출한다. 신호 분석부(200)는 분석 결과를 제어부(300)로 전달하며, 제어부(300)는 신호 분석부(200)에 의해 분석된 주파수 성분과 주파수 성분의 레벨을 커버하는 재밍 신호를 발생시킬 것을 담당 전파 교란부(100)로 명령한다.

즉, 제어부(300)는 담당 전파 교란부(100)로의 재밍 신호 발생 명령시 재밍 주파수 성분 구간(대역폭)과 재밍 송신 레벨에 대한 정보를 담당 전파 교란부(100)로 전달하여 재밍 신호를 발생시킬 것을 명령할 수 있다. 이에 전파 교란부(100)는 재밍 주파수 성분 구간에 대한 재밍 신호를 생성하고 재밍 송신 레벨만큼 증폭시킨 후 송신 안테나를 통해 송신하게 된다. 참고로, 재밍 주파수 성분 구간은 재밍 대상이 되는 주파수 성분 구간을 커버할 정도이어야 한다. 그리고 재밍 송신 레벨은 최소한 재밍 대상이 되는 신호 레벨 이상이 되어야 한다. 다만, 재밍 송신 레벨은 재밍 대상 신호에 따라 억압도가 다르게 나타나므로, 재밍 송신 레벨은 측정 신호(재밍 대상 신호)에 따라 억압도가 고려되어 달리 정해질 수 있다.

도 2는 다른 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다. 도 2에 도시된 광대역 능동형 재밍 장치는 기본적으로 도 1과 동일하되, 일부 구성이 추가된 것이다. 따라서, 이미 설명한 구성들에 대해서는 중복 설명을 생략하며, 추가 구성에 대해서만 살펴보기로 한다. 광대역 능동형 재밍 장치는 신호 분배부(400)와 신호 감쇠부(500) 및 신호 선택부(600)를 더 포함할 수 있다. 신호 분배부(400)는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 제 1 수신 경로(10)와 제 2 수신 경로(20)로 분배하여 신호 분석부(200)로 전달한다. 즉, 수신된 신호를 신호 분석부(200)로 전달하기 위한 수신 경로가 하나가 아니라 두 개가 존재하며, 안테나를 통해 수신된 신호는 신호 분배부(400)의 분배에 의해 제 1 수신 경로(10)와 제 2 수신 경로(20)로 분배되는 것이다. 그리고 신호 감쇠부(500)는 제 2 수신 경로(20)에 구성되며, 제 2 수신 경로(20)를 통해 신호 분석부(200)로 전달되는 수신 신호를 감쇠시키는 역할을 한다. 예를 들어, 신호 감쇠부(500)는 40dB 또는 50dB 만큼 신호를 감쇠시키는 감쇠기이다. 신호 감쇠부(500)는 단일의 감쇠기로 구성될 수도 있고, 복수의 감쇠기가 병렬로 연결되어 구성될 수도 있다. 복수의 감쇠기를 병렬로 연결시킬 경우, 상황에 따라 감쇠량을 적절히 가변시키는 것이 가능해진다.

신호 선택부(600)는 제 1 수신 경로(10)와 제 2 수신 경로(20) 중에서 어느 하나의 경로에 접속하여 입력받은 신호를 신호 분석부(200)로 전달하는 역할을 한다. 신호 선택부(600)는 제어부(300)로부터의 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 제어되어 제 1 수신 경로(10)와 제 2 수신 경로(20) 중에서 어느 하나의 경로에 접속되어 신호를 입력받아 신호 분석부(200)로 전달한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(300)는 재밍 신호가 미송신될 시에는 제 1 수신 경로(10)에 접속하도록 신호 선택부(300)로 스위칭 제어신호를 출력하고, 재밍 신호가 송신될 시에는 제 2 수신 경로(20)에 접속하도록 신호 선택부(600)로 스위칭 제어신호를 출력한다.

이 같이 하는 수신 경로를 하나 더 두는 이유는 수신단(신호 선택부, 신호 분석부)을 보호하기 위함이다. 고출력 재밍 신호가 송신되면 수신 안테나를 통해 수신되게 되는데, 고출력 신호로 인해 수신단이 악영향을 받을 수 있다. 따라서, 재밍 신호 송신시에는 수신 경로를 제 1 수신 경로(10)에서 제 2 수신 경로(20)로 전환하는 것이다. 이를 통해, 전파 환경을 측정할 시에는 제 1 수신 경로(10)를 통해 신호를 수신하여 낮은 레벨의 신호에 대해서도 측정할 수 있게 되며, 고출력 재밍 신호 송신시에는 제 2 수신 경로(20)를 통해 신호를 수신하여 수신단을 보호할 수 있게 된다.

도 3은 또 다른 실시예에 따른 광대역 능동형 재밍 장치의 블록도이다. 도 3에 도시된 광대역 능동형 재밍 장치는 기본적으로 도 2와 동일하되, 일부 구성이 추가된 것이다. 따라서, 동일 내용에 대해서는 중복 설명을 생략하며, 추가 구성에 대해서만 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전파 교란부(100)는 커플러(120)를 더 포함한다. 커플러(120)는 재밍 송신부(110)로부터 출력된 재밍 신호를 커플링하기 위한 구성이다. 커플러(120)는 재밍 송신부(110)의 출력 포트에 연결되어 재밍 신호를 커플링하는 방향성 커플러(Directional Coupler)일 수 있다. 또는 커플러(120)는 재밍 송신부(110) 내에서 최종 출력에 커플링되어 일정량의 신호를 추출하는 구성일 수도 있다.

신호 선택부(600)는 복수의 송신 피드백 경로(30)들과 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 전달받기 위한 수신 경로(10, 20) 중에서 어느 하나의 경로에 접속하여 입력받은 신호를 신호 분석부(200)로 전달하는 역할을 한다. 여기서, 송신 피드백 경로(30)는 커플러(120)와 신호 선택부(600) 간에 형성된 경로로서, 커플링된 재밍 신호를 신호 선택부(600)로 전달하기 위한 구성이다. 일 실시예에 있어서, 신호 선택부(600)는 RF 스위치이다. 신호 선택부(600)는 제어부(300)로부터의 스위칭 제어신호에 의해 스위칭 제어되어 복수의 송신 피드백 경로(30)들과 제 1 수신 경로(10) 및 제 2 수신 경로(20) 중에서 어느 하나의 경로에 접속되어 신호를 입력받아 신호 분석부(200)로 전달한다. 신호 선택부(600)는 스위칭 제어신호에 의해 순차적으로 또는 임의 순서대로 스위칭 제어될 수 있으며, 사용자에 의해 발생된 스위칭 제어신호에 따라 지정된 경로로 스위칭 제어될 수 있다.

신호 분석부(200)는 신호 선택부(600)로부터 입력된 신호를 분석하게 되므로, 수신 안테나를 통해 수신된 신호뿐만 아니라 송신 재밍 신호에 대해서도 분석할 수 있게 된다. 그리고 제어부(300)는 신호 분석부(200)로부터 분석 결과를 수신하여 사용자 인터페이스(700)를 통해 사용자에게 디스플레이할 수 있다. 제어부(300)는 재밍 신호 송신 파형 및/또는 수신 신호 파형을 주파수 대역 구분 없이 혹은 주파수 대역별로 구분하여 화면 출력할 수 있다.

도 4는 주파수 대역별 전파환경 측정 결과 그래프를 나타낸 예시도이며, 도 5는 주파수 대역별 재밍 신호 송신 그래프를 나타낸 예시도이다. 그리고 도 6은 RF 스위치의 스위칭 순서에 대한 예시도이며, 도 7은 측정 파형에 대한 사용자 화면 예시도이다. 도 4를 통해, 주파수 대역별 측정된 주파수 성분 및 신호 레벨을 확인할 수 있으며, 도 5를 통해 측정된 주파수 대역별 주파수 성분들을 커버하기 위해 주파수 대역별로 송신되는 재밍 신호의 주파수 성분 구간 및 그 신호 레벨을 확인할 수 있다. 도 6에는 낮은 주파수 대역부터 높은 주파수 대역 순으로 RF 스위치가 온(on) 되는 순서가 예시되어 있다. 그리고 도 7을 통해, 사용자는 측정 파형을 직접 모니터링할 수 있다. 사용자는 스펙트럼 형태의 전파측정 수신 파형과 재밍신호 송신 파형이 전체 주파수 대역 또는 주파수 대역별로 디스플레이될 수 있으며, 사용자는 이를 통해 광대역 능동형 재밍 장치가 제대로 동작하는지의 여부를 확인할 수 있게 된다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 전파 교란부 110 : 재밍 송신부
120 : 커플러 200 : 신호 분석부
300 : 제어부 400 : 신호 분배부
500 : 신호 감쇠부 600 : 신호 선택부
700 : 사용자 인터페이스

Claims (7)

1. 삭제
2. 담당 주파수 대역의 재밍 신호를 송신하는 주파수 대역별 전파 교란부;
   수신 안테나를 통해 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하는 신호 분석부;
   검출된 주파수 성분이 속하는 주파수 대역을 담당하는 전파 교란부로 재밍 신호 발생을 명령하는 제어부;
   수신 안테나를 통해 수신된 신호를 제 1 수신 경로와 제 2 수신 경로로 분배하여 신호 분석부로 전달하는 신호 분배부;
   제 2 수신 경로에 구성되어, 제 2 수신 경로를 통해 신호 분석부로 전달되는 수신 신호를 감쇠시키는 신호 감쇠부; 및
   주파수 대역별 전파 교란부에서 각각 커플링된 재밍 신호를 입력받기 위한 복수의 송신 피드백 경로들과 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 전달받기 위한 수신 경로 중에서 하나의 경로에 접속하여 입력된 신호를 신호 분석부로 전달하는 신호 선택부;를 포함하되,
   상기 신호 선택부가:
   전파 환경을 측정할 시에는 제 1 수신 경로를 선택하여 제 1 수신 경로를 통해 신호를 수신하여 낮은 레벨의 신호에 대해 측정할 수 있도록 하고, 주파수 대역별 전파 교란부에 의해 고출력 재밍 신호 송신시에는 제 2 수신 경로를 선택하여 제 2 수신 경로를 통해 신호를 수신하여 수신단을 보호할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 광대역 능동형 재밍 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   신호 분석부는 수신 신호의 주파수 성분과 그 주파수 성분의 레벨을 검출하며,
   제어부는 신호 분석부의 검출 결과에 따라 담당 전파 교란부로 재밍 신호의 주파수 구간 및 송신 레벨을 지시하는 광대역 능동형 재밍 장치.
   
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서,
   제어부는 신호 분석부에 의해 분석된 수신 신호 파형과 재밍 신호 송신 파형 중 적어도 하나를 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 디스플레이하는 광대역 능동형 재밍 장치.
   
6. 삭제
7. 제 2 항에 있어서,
   제어부는 재밍 신호의 송신시에 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 제 2 수신 경로로도 분배되도록 신호 분배부를 제어하는 광대역 능동형 재밍 장치.

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