KR101868094B1 - 적외선 표적 기만 신호 모의 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치는, 기만 광을 생성하는 기만 광원; 상기 기만 광원에서 생성된 기만 광의 이동경로에 배치되는 것으로서, 기만 광이 통과하는 개별 홀로 이루어지는 홀 그룹이 구비되는 기만 광 크기 조정기; 및 상기 홀 그룹을 구성하는 개별 홀을 가려 기만 광의 숫자를 조절하는 가리개가 구비되는 기만 광 숫자 조정기; 외부에서 잡광이 입사되어 재반사 되어 플레어광원이나 표적광원으로 오인하는 것을 방지하고 장비를 소형화하기 위하여 비축포물경을 포함한다.
Description
본 발명은 실내에서 야외 환경에서 적외선 표적 및 적외선 표적을 추적하는 것을 교란하기 위한 플레어(기만신호)신호를 모사하는 것으로, 원거리, 근거리에 있는 플레어 모사, 대기 특성에 따른 투과 특성 모사, 플레어 운동궤적 모사 및 평행광 생성을 위한 광학계를 구성되어 실내에서 플레어 신호에 따른 적외선유도무기의 성능 및 알고리듬 개발을 위한 적외선 표적 기만신호 모의 장치에 관한 것이다.
일반적으로 국방 유도무기나 감시정찰장비는 야간이나 배경이 유사하여 표적 식별이 어려운 환경에서 표적 식별을 위해 일정한 파장대역의 적외선을 사용한다. 특히 유도무기나 감시정찰장비가 항공기, 헬기 등과 같은 중파장(3~6 ㎛) 대역을 사용하여 표적을 인식하고 추적할 경우 표적이 된 이 파장 대역을 포함하는 항공기, 헬기에서 고온의 소형 기만체를 떨어 뜨려 유도무기나 감시정찰장비의 추적을 회피하거나 유도무기나 감시정찰 장비의 추적하는 것을 기만하고자 급기동을 한다. 탐색기의 적외선 회피(기만)(infrared countermeasure)에 대한 기만회피시험을 위한 야외 시험은 표적신호 및 기만신호를 발생하는 비행체 조정 및 시험장, 계측 구성과 안전환경 구축이 필요하다. 이와 같은 비행체 조정 및 시험환경 구축에는 많은 비용이 소요되므로 표적의 비행 거리 및 표적과 기만신호 궤적 및 속도를 모의하여 실내 실험실에 수행할 수 있는 기만 신호 모의 장치의 개발이 요구된다.
관련기술의 일례로서, 대한민국 특허등록 제0973041호는 "지향성 에너지를 이용한 지향성 적외선 기만 장치 및 방법"을 개시한다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 실내에서 기만신호의 대기 투과도에 따른 특성, 원거리, 근거리 영상 구현, 기만신호의 궤적을 구현하여 실내에서 시험을 수행할 수 있는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치는, 기만 광을 생성하는 기만 광원; 상기 기만 광원에서 생성된 기만 광의 이동경로에 배치되는 것으로서, 기만 광이 통과하는 개별 홀로 이루어지는 홀 그룹이 구비되는 기만 광 크기 조정기; 및 상기 홀 그룹을 구성하는 개별 홀을 가려 기만 광의 숫자를 조절하는 가리개가 구비되는 기만 광 숫자 조정기; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기만 광원과 기만 광 크기 조정기 사이의 기만 광 이동경로에는 필터부 및 집광렌즈가 구비될 수 있다.
또한, 상기 필터부는 근 적외선 또는 중 적외선 파장 대역에서 기만 광을 파장에 따른 감쇠 차이가 없도록 일정하게 감쇠하며, 상기 집광렌즈는 기만 광의 확산을 줄이고 기만 광이 홀 그룹에 결상될 수 있다.
또한, 상기 기만 광 숫자 조정기 이후 기만 광 이동경로에는 반사경(비축 포물경) 및 평면거울이 구비될 수 있다.
또한, 상기 반사경은 개별 홀을 통과한 기만 광을 평면거울로 보내며, 상기 평면거울은 반사경으로부터 반사된 기만 광의 방향을 바꾸어 빔 스플리터로 보낼 수 있다.
또한, 상기 기만 광원은 1000도 이상의 고온의 발열체일 수 있다.
또한, 상기 반사경은 포물경 또는 비축 구면거울일 수 있다.
또한, 상기 기만 광원, 필터부, 집광렌즈, 기만 광 크기 조정기, 기만 광 숫자 조정기, 반사경 및 평면거울은 테이블에 배치되며, 상기 테이블은 회전장치에 안치되어 회전 가능한 것일 수 있다.
또한, 상기 테이블에는 평면거울로부터 반사된 기만 광이 통과하는 구멍이 천공되고, 상기 구멍은 회전장치의 중공부와 일치될 수 있다.
또한, 상기 회전장치는 상면에 테이블이 안치되는 회전부; 상기 회전부의 저면이 회전 가능하도록 안치되는 고정부; 및 상기 회전부와 고정부 사이에 위치하도록 결합되어 회전부의 회전이 원활히 이루어지도록 하는 베어링부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정부의 일측에는 원형 링 형태의 회전부가 특정 각도로 회전 시 멈추도록 하는 회전 제어장치가 구비될 수 있다.
또한, 상기 회전 제어장치는 본체; 및 상기 본체로부터 돌출되는 것으로서 선단 부위가 회전부 외주 면에 구비되는 삽입 홈에 대응 삽입되는 로드; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 로드의 선단 부위는 롤러일 수 있다.
또한, 상기 로드의 후단은 탄성부재에 의해 지지된 상태로 상기 본체 내부에 결합될 수 있다.
또한, 상기 홀 그룹은 일렬로 배열되는 서로 다른 개별 홀 크기를 가지는 복수의 홀 그룹으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 기만 광 숫자 조정기는 상기 기만 광 크기 조정기와 겹쳐진 상태로 위치하며, 상기 기만 광 숫자 조정기의 상, 하단은 상기 기만 광 크기 조정기의 홀 그룹 상, 하에 배치되는 레일을 따라 이동하면서 가리개가 홀 그룹을 구성하는 개별 홀을 가릴 수 있다.
또한, 상기 가리개는 삼각형일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치에 의하면, 실내에서 기만신호의 대기 투과도에 따른 특성, 원거리 영상 구현, 기만신호의 궤적을 구현하여 실내에서 시험을 수행할 수 있다.
또한, 시험 결과를 이용하여 탐색기 추적 알고리듬 구현 및 실제 야외 환경에서 기만신호 특성을 시험장치에 적용하여 탐색기 기만회피기능을 개선할 수 있다.
또한, 실내에서 원거리 물체를 모사해야 하는 다양한 시험 수행에 적용 가능하다.
또한, 원거리 야간 자동차 사고 발생시 블랙박스 영상을 이용하여 사고 차의 궤적과 사고지점 위치 추정에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광원의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 필터 및 집광렌즈의 결합상태도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 필터 및 집광렌즈의 분리 상태도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 중성필터의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 중성필터의 분리 상태도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 크기 조정기 및 기만 광 숫자 조정기의 결합상태도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 크기 조정기의 홀 그룹을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 숫자 조정기의 확대도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 숫자 조정기의 가리개가 기만 광 크기 조정기의 개별 홀을 가린 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사경의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전장치의 확대도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전장치의 분리 상태도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광원의 기만 광이 반사경과 평면거울을 이동하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계측기 위치에서 모니터 화면상에 기만 신호 영상의 궤적을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광원의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 필터 및 집광렌즈의 결합상태도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 필터 및 집광렌즈의 분리 상태도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 중성필터의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 중성필터의 분리 상태도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 크기 조정기 및 기만 광 숫자 조정기의 결합상태도이다.
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도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 숫자 조정기의 확대도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광 숫자 조정기의 가리개가 기만 광 크기 조정기의 개별 홀을 가린 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사경의 확대도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전장치의 확대도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전장치의 분리 상태도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기만 광원의 기만 광이 반사경과 평면거울을 이동하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 계측기 위치에서 모니터 화면상에 기만 신호 영상의 궤적을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
유도무기의 표적에 대한 추적성능을 높이기 위해서는 항공기, 헬기 등과 같은 표적과 표적에서 떨어뜨리는 기만체가 서로 동일 시야각에 존재할 경우 기만체를 회피하고 표적을 추적하도록 하는 알고리듬 개발이 필요하다. 이를 실험실 내에서 시험할 수 있는 장비가 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치이다. 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치는 기만체의 특성과 궤적을 모사하여 알고리듬 적합성 시험에 사용할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치의 구성을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치는, 기만 광원(10), 필터부(20), 집광렌즈(30), 기만 광 크기 조정기(40), 기만 광 숫자 조정기(50), 반사경(60) 및 평면거울(70)을 포함한다.
기만 광원(10)은 표적을 추적하는 유도탄을 기만(IRCM: InfraRed Counter Measure)하기 위한 기만 광을 생성하는 기능을 한다. 플랑크 곡선(Planck's curve)에 따르면 고온의 물체는 비행체의 탑재 공간을 고려하여 근적외선 파장대역에서 광량이 최대이고 중적외선 대역에서는 작지만, 표적물체의 적외선 파장대역의 광량보다는 월등히 크나, 물리적 크기는 작은 소형의 기만광이다. 따라서 기만 광원(10)을 생성하기 위해서는 1000도 이상의 고온의 발열체를 만들어야 한다.
기만광원(10)은 고온의 열을 내기 위한 필라멘트를 사용하고 산화 방지를 위하여 진공 후 내부를 불활성 가스로 충진한다. 필라멘트 온도는 표적의 중적외선 대역 에서 표적 광량보다 2배 이상 크게 설정하여 필라멘트 제작한다. 야외에서 기만체(플레어) 온도를 측정하여 필라멘트 온도 설정한다. 또한, 필라멘트에서 충분한 표적기만 신호가 발생하기 위한 근적외선, 중적외선 대역을 투과할 수 있는 투과 창(사파이어)을 적용한다. 기만 광원(10)은 기만 광을 조사하여 적외선 기만신호를 생성하기 위하여 근적외선 중적외선 등을 포함하는 열을 발생할 수 있도록 설계되어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 기만 광원(10)은 케이스(11) 내부에 설치된다. 기만 광원(10)에서 조사된 기만 광은 케이스(11)에 구비되는 출구(12)를 통해 조사될 수 있다. 기만 광원(10)을 케이스(11) 내부에 설치함으로써 기만 광을 원하는 곳으로 조사할 수 있다.
필터부(20)는 근 적외선 또는 중 적외선 파장 대역에서 기만 광을 일정하게 감쇠하는 역할을 한다. 필터부(20)는 근적외선, 중 적외선 두 파장 대역에서 기만광원을 일정하게 감쇠하는 필터(Neutral filter 또는 Spectral filter)로 구성될 수 있다. 필터부(20)는 표적의 파장대역을 포함하여 적외선 파장대역에 대한 일정한 감쇄가 되는 필터(Neutral filter)를 선정한다. 필요 시 파장대역에 따른 파장 투과 특성을 달리하는 필터(Spectral filter)도 삽입할 수 있게 설계되어 안개 등과 같은 특정 대기 투과 특성을 모사할 수 있어야 한다.
도 3, 4에 도시된 바와 같이 필터부(20)는 복수의 중성필터로 구성될 수 있다. 필터부(20)는 제1 중성필터(21) 및 제2 중성필터(22)를 포함할 수 있다. 제1 중성필터(21) 및 제2 중성필터(22)는 집광렌즈(30)와 함께 렌즈 프레임(23) 상에 설치된다. 제1 중성필터(21) 및 제2 중성필터(22)는 기만 광의 이동경로 상에 순차적으로 배열 설치된다. 제1 중성필터(21) 및 제2 중성필터(22)는 야외 환경에 따른 대기 투과도를 모사하기 위하여 근, 중적외선의 파장대역의 광을 균일하게 감쇄 및 투과하는 기능을 한다. 제1 중성필터(21) 및 제2 중성필터(22)는 각 2개의 필터(21a, 22a)를 적용하였다. 2개의 필터를 적용할 경우 중성필터의 투과 계수를 달리하여 기만 광의 감쇄 비를 용이하게 조정할 수 있다.
집광렌즈(30)는 기만 광원(10)과 중성필터 사이의 광 경로에 따른 확산을 줄이는 역할을 한다. 집광렌즈(30)는 기만 광이 결상되도록 한다. 집광렌즈(30)는 기만광원과 기만 광의 초점 부위 중간에 다양한 필터 류나 제작을 위한 공간을 확보하고, 기만 광 크기 조정기(40)까지 기만 광을 축소, 확대하여 집속하는 기능을 수행한다.
도 3, 4에 도시된 바와 같이 집광렌즈(30)는 필터부(20) 다음의 기만 광의 이동경로에 위치한다. 집광렌즈(30)는 렌즈 프레임(23)에 설치된다. 집광렌즈(30)는 광 기구 배치의 용이성을 확보 위하여 제1, 2 중성필터(21, 22)를 통과한 기만 광을 일정한 위치까지 이동시키는 기능을 한다. 일반 조건에서 광은 확산되는 경향이 있어서 이를 입사광 대비 일정한 비율로 집속하기 위해서는 집광렌즈(30)에 입사하는 광을 일정한 거리까지 1:0.7 또는 1:1로 집속시킬 수 있도록 집광렌즈(30)는 렌즈들을 배치하여 한 몸체로 만들어야 한다.
한편, 집광렌즈(30)와 기만 광 크기 조정기(40) 사이에는 회전 중성필터(24)가 설치될 수 있다. 회전 중성필터(24)는 집광렌즈(30) 다음의 기만 광 이동경로에 설치된다. 회전 중성필터(24)는 다양한 기만 광 감쇄에 따른 표적 기만 특성 확인을 수월하게 할 수 있도록 하는 기능을 한다.
도 5, 6에 도시된 바와 같이 회전 중성필터(24)는 감쇄 특성이 다른 각각의 필터가 원형의 기구물에 방사형으로 장착된다. 회전 중성필터(24)는 원형 기구물을 돌려서 필터(24a)를 교체할 수 있도록 설계된다.
기만 광 크기 조정기(40)는 회전 중성필터(24) 다음 기만 광 이동경로에 배치된다. 기만 광 크기 조정기(40)는 기만 신호가 원거리에 있는지 근거리에 있는지를 모사하는 기능을 한다. 기만 광 크기 조정기(40)는 장비의 광학 설계 및 조립 조정의 기준이 되는 초점 면이 된다.
도 7, 8에 도시된 바와 같이 기만 광 크기 조정기(40)에는 기만 광이 통과하는 개별 홀(411)이 일렬로 배열되는 홀 그룹(41)이 구비된다. 홀 그룹(41)은 일렬로 배열되며 서로 다른 크기의 개별 홀(411)을 가지는 복수의 홀 그룹(41)으로 구성될 수 있다.
예컨대, 도 8의 좌측 첫 번째 큰 개별 홀(411)로 이루어지는 홀 그룹(41)의 개별 홀(411)을 통과한 기만 광은 근거리용 기만체를 모사할 수 있다. 도 8의 좌측에서 세 번째 작은 개별 홀(411)로 이루어지는 홀 그룹(41)의 개별 홀(411)을 통과한 기만 광은 원거리 기만체를 모사할 수 있다. 기만 광 크기 조정기(40)에 구비되는 손잡이(43)를 밀거나 당겨서 홀 그룹(41)의 위치를 조절할 수 있다.
도 7, 9에 도시된 바와 같이 기만 광 숫자 조정기(50)는 기만 광 크기 조정기(40)의 정면에 겹쳐진 상태로 배치된다. 기만 광 숫자 조정기(50)에는 가리개(51)가 구비된다. 기만 광 숫자 조정기(50)의 상, 하단은 기만 광 크기 조정기(40)의 홀 그룹(41) 상, 하에 배치되는 레일(42)을 따라 이동한다. 이때, 기만 광 숫자 조정기(50)에 구비되는 가리개(51)는 홀 그룹(41)을 구성하는 개별 홀(411)을 가려 기만 광이 통과하지 못하게 함으로써 기만 광의 수를 조절한다. 가리개(51)는 개별 홀(411)을 일부 또는 전부를 가릴 수 있는 구조로 설계되어야 한다. 이를 위해 가리개(51)는 삼각형 구조로 형성된다.
가리개(51)는 최하단에 위치하는 개별 홀(411)로부터 시작하여 최상단에 위치하는 개별 홀(411)까지 순차적으로 가릴 수 있다. 이는 가리개(51)의 구조가 빗변을 가지는 삼각형 구조이기 때문에 가능하다.
도 10에 도시된 바와 같이 홀 그룹(41)이 4개의 개별 홀(411)로 구성되어 있을 경우 빗변을 가지는 삼각형 구조의 가리개(51)가 상, 하 레일(42)을 따라 홀 그룹(41) 쪽으로 이동하면 최하단 개별 홀(411)을 가릴 수 있다. 가리개(51)가 더 이동하면 최하단에서 두 번째 개별 홀(411)까지 2개의 개별 홀을 가릴 수 있다. 가리개(51)가 더 이동하면 최하단에서 세 번째 개별 홀(411)까지 3개의 개별 홀을 가릴 수 있다. 가리개(51)가 더 이동하면 최상단의 개별 홀(411)까지 4개의 개별 홀 전부를 가릴 수 있다. 이와 같이 가리개(51)가 개별 홀(411)을 가려 기만 광이 통과하지 못하도록 함으로써 기만 광의 수를 조절할 수 있다.
기만 광 숫자 조정기(50) 이후 기만 광 이동경로에는 반사경(60) 및 평면거울(70)이 구비된다.
도 11에 도시된 바와 같이 반사경(60)은 복수의 개별 홀(411)을 통과한 기만 광을 평면거울(70) 방향으로 보내는 역할을 한다. 반사경(60)은 원거리 묘사를 위한 평행 광을 구현하는 비축 포물경 또는 비축구면 거울일 수 있다. 반사경(60)은 가만 광을 평행 광으로 만든다. 반사경(60)은 장비의 초점거리에 위치한다.
구체적으로 반사경(60)은 입사각과 반사각이 일치하지 않는 비축에 위치하고 있으며 입사광을 평행광으로 반사하기 위하여 비축포물경으로 제작된다. 반사경(60)은 광학 축 정렬 및 조정을 위하여 수평, 수직 회전 및 수평이동이 가능한 구조로 설계되어야 한다. 반사경(60)을 비축포물경으로 제작하기 위해서는 대형 포물경을 제작 후 비축거리만큼 중심에서 떨어진 부위를 절단해서 사용한다. 반사경(60)을 비축포물경으로 제작하기 위해서는 정밀 절단기술이 필요하다.
평면거울(70)은 반사경(60)으로부터 반사된 기만 광의 방향을 바꾸어 빔 스플리터(300)로 보낸다. 평면거울(70)은 평행광으로 만들어진 기만 광을 표적 광과 동일 시야 각 안에 존재할 수 있도록 꺾어준다. 평면거울(70)은 기만 광의 속도조정 및 회전장치(90)와 함께 동작하여 궤적을 조정할 수 있는 기능을 수행한다.
기만 광원(10), 필터부(20), 집광렌즈(30), 기만 광 크기 조정기(40), 기만 광 숫자 조정기(50), 반사경(60) 및 평면거울(70) 등은 테이블(80)에 설치된다. 테이블(80)은 회전장치(90)에 안치되어 회전 가능하다. 테이블(80)에는 평면거울(70)로부터 반사된 기만 광이 통과하는 구멍(81)이 천공된다. 구멍(81)은 회전장치(90)의 중공부(911)와 일치하도록 결합된다.
도 12, 13에 도시된 바와 같이 회전장치(90)는 회전부(91), 회전부(91) 아래에 위치하는 고정부(92) 및 회전부(91)와 고정부(92) 사이에 위치하는 베어링부(93)를 포함한다.
회전부(91)는 링 형태로 제작된다. 회전부(91) 외주 면에는 90도 등간격으로 삽입 홈(912)이 구비된다. 회전부(91) 외부 면에는 각도를 표시하는 눈금이 구비될 수 있다. 회전부(91) 내부에는 기만 광이 통과하는 중공부(911)가 구비된다. 회전부(91) 상면에 테이블(80)이 안치된다. 회전부(91)가 회전하면 테이블(80)도 동시에 회전한다.
고정부(92)에는 회전부(91)의 저면 부위가 회전 가능하도록 안치된다. 고정부(92)는 회전부(91)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다. 고정부(92) 내부에는 기만 광이 통과하는 중공부(911)가 구비된다.
베어링부(93)는 회전부(91)와 고정부(92) 사이에 위치 결합된다. 베어링부(93)는 회전부(91)의 회전이 원활히 이루어지도록 하는 역할을 한다.
고정부(92)의 일측에는 회전 제어장치(94)가 구비된다. 회전 제어장치(94)는 원형 링 형태의 회전부(91)가 특정 각도로 회전 시 멈추도록 하는 역할을 한다. 구체적으로 회전 제어장치(94)는 회전부(91)가 90도 각도로 멈추게 한다.
회전 제어장치(94)는 본체(941) 및 로드(942)를 포함한다. 본체(941)는 고정부(92) 일측에 구비된다. 로드(942)는 본체(941)에 결합된다. 로드(942) 선단(943)은 본체(941)로부터 돌출된다. 로드(942) 선단(943) 부위는 회전부(91) 외주 면에 구비되는 삽입 홈(912)에 대응 삽입된다. 로드(942)의 선단(943) 부위는 롤러일 수 있다. 로드(942)의 선단(943) 부위가 롤러일 경우 이에 대응하는 회전부(91)의 삽입 홈(912) 또한 롤러에 부합하는 홈으로 형성된다. 로드(942) 후단은 탄성부재(944)에 의해 지지된 상태로 본체(941) 내부에 결합된다. 탄성부재(944)는 스프링일 수 있다.
빔 스플리터(300)는 평면거울(70)에서 조사된 기만 광을 계측기(200)로 보낸다. 계측기(200)는 광기구물을 광학적 정렬을 위한 가시영역대역 계측기와 정밀 확인을 위한 적외선 대역의 계측기를 포함한다. 빔 스플리터(beam splitter)는 이미 알려진 장치이므로 상세한 구성설명은 생략한다.
빔 스플리터(300) 후방에서 표적 광(100)을 조사한다. 표적 광(100)은 빔 스플리터(300)를 지나 계측기(200)로 조사된다. 계측기(200)는 렌즈일 수 있다. 계측기(200)로 조사된 기만 광(1, 2, 3, 4)과 표적 광(100)은 계측기(200)와 연결된 모니터 화면상에 기만 신호 및 표적 신호 등과 같은 점으로 표시된다. 기만 광(1, 2, 3, 4)은 항공기, 헬기 등과 같은 표적에서 떨어뜨리는 기만체를 모사한다. 표적 광(100)은 항공기, 헬기 등과 같은 표적을 모사한다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치의 작용을 설명한다.
적외선 유도무기의 표적인 항공기의 배기체 온도는 약 300도로 피크 파장대역이 중파장 적외선 대역이다. 고온의 물체는 플랑크 곡선(온도에 따른 파장과 광량 그래프)에서 확인되듯이 단파장 적외선(근적외선) 대역에서 최대 광량을 방사하지만 중파장 적외선(중적외선) 대역의 광량도 많이 포함하고 있다. 항공기가 표적보다 큰 중파장대역의 광량을 만들면서 항공기의 작은 공간에 적재하여 필요 시 방출하여 터트리기 위해서는 고온의 작은 기만체(플레어, Flare)를 사용하여야 한다.
적외선 유도무기가 항공기의 배기체 온도를 표적으로 추적하여 격추하기 위해서는 항공기에서 방사되는 광량이 피크인 중파장 대역을 잘 감지하여 추적할 수 있게 하여야 한다. 이에 반해 항공기는 적외선 유도무기를 회피하기 위하여 유도무기보다 빠른 급가속 기동으로 회피하거나, 적외선 유도무기의 추적을 회피할 수 있는 기만 신호(기만체)를 발생할 수 있어야 한다.
항공기가 중파장 대역의 적외선 유도무기를 회피 기만하기 위해서는 앞에서 언급하였듯이 고온의 작은 기만체의 사용이 이상적이며, 유도무기가 추적을 위하여 사용하는 중파장대역의 광량보다 더 큰 동일파장대역의 광량을 만들어야 한다. 적외선 유도무기는 동일 파장대역에서는 광량이 큰 것을 추적하게 되어 있다. 적외선 유도무기는 다양한 추적 알고리듬을 사용하여 표적을 추적하고 기만 신호에 대응하기 때문에 기만체(플레어)도 다양한 기만체 투하 궤적, 투하 방법으로 적외선 유도무기를 회피하고 있다.
본 발명의 실시예는 실험실에서 다양한 환경에서 표적과 기만체의 추적성과 기만신호 발생 시 기만신호를 회피하는 성능을 시험 및 알고리듬 개발에 활용하기 위한 적외선 표적 기만 신호 모의 장치를 제공한다. 적외선 표적 기만 신호 모의 장치를 구현하기 위해서는 표적의 파장대역을 포함하는 고온의 기만신호를 발생할 수 있는 광원, 대기 환경에 따른 투과도 모사 및 근적외선 중적외선 파장대역에 대해서 일정하게 감쇠하는 필터, 근 원거리 근거리를 구현, 기만체의 투하 개수 조절, 기만체 궤적 및 투하 시간을 모사할 수 있어야 한다.
도 1, 14와 같이 기만 광원(10)에서 생성된 기만 광은 장비의 구조적 배치 특성에 맞게 집광렌즈(30)를 사용하여 기만 광 크기 조정기(40)의 개별 홀(411)까지 기만 광을 끌어 온다. 기만 광 크기 조정기(40)에서 확산된 기만 광(1, 2, 3, 4)은 반사경(60)에 의해 반사되어 평행 광으로 바뀐다. 평행 광으로 바뀐 기만 광은 평면거울(70)에 의해 반사된다. 평면거울(70)에 의해 반사된 기만 광은 테이블(80)의 구멍(81)과 회전장치(90)의 중공부(911)를 통하여 빔 스플리터(300)에 반사된다.
빔 스플리터(300)에 반사된 기만 광(1, 2, 3, 4)은 가시광선 또는 적외선대역의 계측기(200)로 들어온다. 이때, 기만 광(1, 2, 3, 4)과 함께 빔 스플리터(300)로 표적 광(100)이 입사된다. 빔 스플리터(300)로 입사된 기만 광(1, 2, 3, 4)과 표적 광(100)은 모니터 화면상에 기만 광(1, 2, 3, 4)은 기만 신호로 표시되고, 표적 광(100)은 표적 신호로 표시되어 2종류의 광 특성을 비교할 수 있다.
도 15는 회전장치로 테이블을 회전시킬 경우 회전각에 따른 모니터 화면상의 기만 신호 영상의 이동 궤적을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 최초 테이블(80)을 회전시키지 않은 0도에서는 모니터 화면상에 기만 신호를 나타내는 기만 광(1, 2, 3, 4)이 상부 영역에 세로로 표시된다. 테이블(80)을 90도 회전시켰을 경우에는 모니터 화면상에 기만 신호를 나타내는 기만 광(1, 2, 3, 4)이 좌측 영역에 가로로 표시된다. 테이블(80)을 180도 회전시켰을 경우에는 모니터 화면상에 기만 신호를 나타내는 기만 광(1, 2, 3, 4)이 하부 영역에 가로로 표시된다. 테이블(80)을 270도 회전시켰을 경우에는 모니터 화면상에 기만 신호를 나타내는 기만 광(1, 2, 3, 4)이 우측 영역에 가로로 표시된다.
이와 같이 테이블(80)을 회전장치(90)를 중심으로 회전시킬 경우 테이블(80)과 함께 테이블(80)에 고정된 기만 광원(10), 필터부(20), 집광렌즈(30), 기만 광 크기 조정기(40), 기만 광 숫자 조정기(50), 반사경(60) 및 평면거울(70) 등이 회전하면서 기만 신호 영상의 위치가 변하게 된다.
도 10과 같이 기만 신호의 수를 조절하고 싶을 경우 기만 광 숫자 조정기(50)를 홀 그룹(41) 방향으로 이동시켜 가리개(51)로 개별 홀(411)을 가린다. 도 10과 같이 가리개(51)로 4개의 개별 홀(411) 중 2개의 개별 홀(411)을 가리면 기만 광이 2개의 개별 홀(411)만 통과하기 때문에 모니터 화면상에 2개의 기만 신호만 나타나게 된다.
살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 적외선 표적 기만 신호 모의 장치는, 실내에서 기만신호의 대기 투과도에 따른 특성, 원거리 영상 구현, 기만신호의 궤적을 구현하여 실내에서 시험을 수행할 수 있다. 또한, 시험 결과를 이용하여 탐색기 추적 알고리듬 구현 및 실제 야외 환경에서 기만신호 특성을 시험장치에 적용하여 탐색기 기만회피기능을 개선할 수 있다. 또한, 실내에서 원거리 물체를 모사해야 하는 다양한 시험 수행에 적용 가능하다. 또한, 원거리 야간 자동차 사고 발생시 블랙박스 영상을 이용하여 사고 차의 궤적과 사고지점 위치 추정에도 적용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 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.
1, 2, 3, 4:기만 광 10:기만 광원
11:케이스 12:출구
20:필터부 21:제1 중성필터
21a, 22a:필터 22:제2 중성필터
23:렌즈 프레임 24:회전 중성필터
24a:필터 30:집광렌즈
40:기만 광 크기 조정기 41:홀 그룹
42:레일 43:손잡이
50:기만 광 숫자 조정기 51:가리개
60:반사경 70:평면거울
80:테이블 81:구멍
90:회전장치 91:회전부
92:고정부 93:베어링부
94:회전 제어장치 100:표적 광
200:계측기 300:빔 스플리터
411:개별 홀 911:중공부
912:삽입 홈 941:본체
942:로드 943:선단
944:탄성부재
11:케이스 12:출구
20:필터부 21:제1 중성필터
21a, 22a:필터 22:제2 중성필터
23:렌즈 프레임 24:회전 중성필터
24a:필터 30:집광렌즈
40:기만 광 크기 조정기 41:홀 그룹
42:레일 43:손잡이
50:기만 광 숫자 조정기 51:가리개
60:반사경 70:평면거울
80:테이블 81:구멍
90:회전장치 91:회전부
92:고정부 93:베어링부
94:회전 제어장치 100:표적 광
200:계측기 300:빔 스플리터
411:개별 홀 911:중공부
912:삽입 홈 941:본체
942:로드 943:선단
944:탄성부재
Claims (17)
- 기만 광을 생성하는 기만 광원;
상기 기만 광원에서 생성된 기만 광의 이동경로에 배치되는 것으로서, 기만 광이 통과하는 개별 홀로 이루어지는 홀 그룹이 구비되는 기만 광 크기 조정기; 및
상기 홀 그룹을 구성하는 개별 홀을 가려 기만 광의 숫자를 조절하는 가리개가 구비되는 기만 광 숫자 조정기;
를 포함하며,
상기 기만 광 숫자 조정기 이후 기만 광 이동경로에는,
반사경 및 평면거울이 구비되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기만 광원과 기만 광 크기 조정기 사이의 기만 광 이동경로에는,
필터부 및 집광렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 필터부는 근 적외선 또는 중 적외선 파장 대역에서 기만 광을 파장에 따른 감쇠 차이가 없도록 일정하게 감쇠하며, 상기 집광렌즈는 기만 광의 확산을 줄이고 기만 광이 홀 그룹에 결상되도록 하는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 반사경은 개별 홀을 통과한 기만 광을 평면거울로 보내며, 상기 평면거울은 반사경으로부터 반사된 기만 광의 방향을 바꾸어 빔 스플리터로 보내는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기만 광원은,
1000도 이상의 고온의 발열체인 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 반사경은,
포물경 또는 비축 구면거울인 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 기만 광원, 필터부, 집광렌즈, 기만 광 크기 조정기, 기만 광 숫자 조정기, 반사경 및 평면거울은 테이블에 배치되며, 상기 테이블은 회전장치에 안치되어 회전 가능한 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 테이블에는 평면거울로부터 반사된 기만 광이 통과하는 구멍이 천공되고, 상기 구멍은 회전장치의 중공부와 일치되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 회전장치는,
상면에 테이블이 안치되는 회전부;
상기 회전부의 저면이 회전 가능하도록 안치되는 고정부; 및
상기 회전부와 고정부 사이에 위치하도록 결합되어 회전부의 회전이 원활히 이루어지도록 하는 베어링부;
를 포함하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 고정부의 일측에는 원형 링 형태의 회전부가 특정 각도로 회전 시 멈추도록 하는 회전 제어장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 11에 있어서,
상기 회전 제어장치는,
본체; 및
상기 본체로부터 돌출되는 것으로서, 선단 부위가 회전부 외주 면에 구비되는 삽입 홈에 대응 삽입되는 로드;
를 포함하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 로드의 선단 부위는,
롤러인 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 12에 있어서,
상기 로드의 후단은 탄성부재에 의해 지지된 상태로 상기 본체 내부에 결합되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 홀 그룹은,
일렬로 배열되는 서로 다른 개별 홀 크기를 가지는 복수의 홀 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기만 광 숫자 조정기는 상기 기만 광 크기 조정기와 겹쳐진 상태로 위치하며, 상기 기만 광 숫자 조정기의 상, 하단은 상기 기만 광 크기 조정기의 홀 그룹 상, 하에 배치되는 레일을 따라 이동하면서 가리개가 홀 그룹을 구성하는 개별 홀을 가리는 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가리개는,
삼각형인 것을 특징으로 하는 적외선 표적 기만 신호 모의 장치.
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| KR1020160107616A KR101868094B1 (ko) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 적외선 표적 기만 신호 모의 장치 |
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2016
- 2016-08-24 KR KR1020160107616A patent/KR101868094B1/ko active IP Right Grant
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| RU217959U1 (ru) * | 2022-10-05 | 2023-04-26 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (АО "НПО ГИПО") | Устройство имитации фоно-целевой обстановки |
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| KR20180022326A (ko) | 2018-03-06 |
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