KR101869039B1 - 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기 - Google Patents

부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 질문 신호를 송신하고 응답기로부터의 응답 신호를 수신하는 통신부; 응답기와의 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 저장된 메모리부; 및 상기 통신부를 통해 수신된 상기 응답기로부터의 수신 신호 세기를 상기 메모리에 저장된 기준값과 비교하여 부엽에 의한 응답인지를 판단하는 제어부를 포함하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기를 제시한다.

Description

부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기{Interrogator of identification of friend or foe capable of suppressing the response by the side lobes}
본 발명은 피아식별기(IFF: Identification Friend or Foe)에 관한 것으로, 특히 부엽에 의한 응답을 억제할 수 있는 피아식별기의 질문기에 관한 것이다.
피아 식별기는 전차 또는 지상용 플랫폼에 탑재되며, 미확인 플랫폼에 대하여 질문/응답의 Ka 밴드 RF 신호를 송신 및 수신하여 피아 식별을 수행함으로써 아군간 오인 사격의 피해를 최소화하기 위한 장비이다. 즉, 미확인 플랫폼, 즉 표적에 대한 대응을 위하여 우선 표적의 피아를 식별해야 하는데, 이를 위해 피아 식별기는 질문을 담은 신호를 해당 표적으로 전송한다. 피아 식별기의 질문 신호에 대하여, 표적은 응답하지 않으면 아군이 아닌 것으로 간주될 수 있으므로, 일반적으로 질문 신호에 대하여 응답 신호를 전송한다. 질문 신호를 전송한 피아 식별기는 표적으로부터 전송된 응답 신호를 수신하여 이를 분석함으로써 해당 표적의 피아를 식별한다. 이러한 피아 식별을 위해 피아 식별기는 질문 신호를 전송하는 질문기와, 질문 신호에 대해 응답하는 응답기와, 응답기로부터의 응답 신호를 수신하여 처리 및 분석하는 처리기를 포함할 수 있다. 이러한 피아 식별기에 대하여 한국특허등록 제10-1292069호 및 한국특허등록 제10-1030745호에 제시되어 있다.
한편, 송신측 시스템에 설치된 질문기 안테나는 수신측 시스템으로 질문 신호를 전송하는 동시에 송신측 시스템으로부터 전송되는 응답 신호를 수신하는 기능을 한다. 즉, 질문기 안테나는 표적으로 질문 신호를 전송하고 표적으로부터 전송되는 응답 신호를 수신하는 기능을 동시에 수행한다. 또한, 질문기 안테나는 예를 들어 전차 및 장갑차에 장착되어 운용되므로 포신이 바라보는 방향의 피아 식별을 위해 포신의 방향과 일치한 방향으로 포신 근처에 장착되어 운용된다.
질문기 안테나는 주엽의 빔폭 조정 및 부엽(side lobe) 영향 억제 효과를 위하여 합(Σ) 신호와 차(Δ)신호 두 가지를 질문시에 전송하는 부엽 억제 기술을 적용하여 설계한다. 즉, 질문기 안테나로부터의 Ka 대역의 합 신호는 표적을 향해 전송되는 주엽 뿐만 아니라 주엽 부근으로 의도하지 않게 전송되는 부엽을 포함하며, 주엽 이외의 부엽을 억제하기 위해 차 신호를 동시에 전송하게 된다. 이러한 부엽 억제 기술을 이용하여 조준경으로 조준된 표적에만 질문 신호를 전송한다.
합 신호와 차 신호가 동시에 전송되면, 응답(수신)측 피아 식별기는 수신된 질문 신호에 대한 응답 조건 판단 시 합 신호가 차 신호보다 클 경우에만 질문측의 주엽으로 판단하여 응답 신호 발생하며, 만약 수신된 신호의 차 신호가 합 신호 보다 클 경우에는 부엽으로 판단하여 응답하지 않는다.
이상적인 안테나는 정조준 이외에 모든 방향에 대해 합 신호가 차 신호보다 커야한다. 그런데, Ka 밴드 대역의 지향성 배열 안테나로 소형화 설계 시 일부 각도에서 합 신호와 차 신호의 신호 세기 역전이 발생한다. 즉, 특정 각도에서 합 신호의 부엽이 차 신호보다 높게 나타나는 신호 세기 역전이 발생한다. 신호 세기 역전이 발생되면 밀집 운용을 하는 장갑차의 경우 역전 구간(부엽)에 위치한 아군은 질문 신호에 대해 응답을 수행하여 피아식별 결과에 혼란을 야기한다. 즉, 포신의 방향이 아닌 특정 방향에서 의도치 않은 피아 식별이 발생하여 표적에 대한 피아 식별이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생된다.
한편, 질문기 안테나의 설계를 변경하여 합 신호와 차 신호의 신호 세기 역전 현상을 방지할 수도 있다. 그러나, 질문기 안테나의 재설계는 비용 및 시간을 과다하게 소모하게 되는 문제가 있다.
한국특허등록 제10-1292069호 한국특허등록 제10-1030745호
본 발명은 합 신호와 차 신호의 신호 역전에 의한 피아식별의 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 피아식별기의 질문기를 제공한다.
본 발명은 부엽에 의한 응답을 억제할 수 있는 피아식별기의 질문기를 제공한다.
본 발명은 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값을 응답기로부터 수신 한 신호의 세기와 비교하여 부엽에 의한 응답을 제거할 수 있는 피아식별기의 질문기를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기는 질문 신호를 송신하고 응답기로부터의 응답 신호를 수신하는 통신부; 응답기와의 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 저장된 메모리부; 및 상기 통신부를 통해 수신된 상기 응답기로부터의 수신 신호 세기를 상기 메모리에 저장된 기준값과 비교하여 부엽에 의한 응답인지를 판단하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 응답기와의 이격 거리를 산출하는 연산부와, 상기 연산부에 의해 산출된 이격 거리에 따른 수신 신호 세기를 상기 메모리부로부터 독출하는 독출부와, 상기 독출부에 의해 독출된 기준값과 상기 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답 여부를 판단하는 비교부를 포함한다.
응답기로부터의 상기 수신 신호 세기를 측정하는 측정부를 더 포함한다.
상기 수신 신호 세기는 응답기에서 측정하여 상기 질문기로 송신한다.
상기 메모리부는 복수의 이격 거리와, 상기 복수의 이격 거리 각각에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 매칭되어 저장된 룩업 테이블을 포함한다.
상기 메모리부에 저장된 복수의 이격 거리는 질문기의 질문 신호 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간을 이용하여 산출한다.
상기 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값은 운용 환경 및 야전 환경에 따른 감쇠를 고려하여 오차를 보상하여 저장된다.
상기 이격 거리에 따른 수신 신호 세기는 하기 수학식 1의 전체 링크 손실을 고려하여 오차를 보상한다.
[수학식 1]
Figure 112018034392914-pat00001
여기서, LT는 전체 링크 손실, Ltca는 송신 케이블 손실, Ltcon는 송신 커넥터 손실, Gta는 송신 안테나 이득, Lp는 수학식 2 및 3에 의해 산출되는 경로 손실, Gra는 수신 안테나 이득, Lrca는 수신 케이블 손실, Lrcon는 수신 커넥터 손실, Lrain는 강우 손실.
[수학식 2]
Figure 112018034392914-pat00002
[수학식 3]
Figure 112018034392914-pat00003
여기서, dO는 기준거리로서 1㎞이고, d는 목표물 거리이며, n은 경로 손실 지수.
상기 이격 거리에 따른 수신 신호 세기는 하기 수학식 4의 잡음 전력을 고려하여 오차를 보상한다.
[수학식 4]
Figure 112018034392914-pat00004
여기서, T는 화씨온도로서 273+섭씨온도(-32℃∼+50℃), F는 수신시의 노이즈 특성으로서 7.07㏈, BW는 대역폭으로서 12.2㎒.
본 발명은 질문기와 응답기의 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값을 설정한 후 응답기로부터 수신한 신호에 따라 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출하고, 이격 거리에 따른 응답기의 수신 신호 세기를 기준값과 비교하여 부엽에 의한 응답을 억제한다. 즉, 응답기로부터 수신한 신호의 세기가 기준값보다 낮으면 부엽에 의한 응답으로 판단한다.
본 발명에 의하면, 안테나를 재설계하지 않고 이격 거리에 따른 기준값 산출에 의해 부엽에 의한 피아식별 결과의 혼란을 방지할 수 있다. 또한, 안테나를 재설계하지 않아도 되므로 안테나 재설계에 필요한 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 피아식별기의 질문기로부터 출력되는 신호의 파형을 도시한 그래프.
도 2는 피아식별기의 질문기로부터 출력되는 신호 패턴을 본 발명의 일 실시 예에 따른 부엽에 의한 응답 억제 방법에 적용하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기의 구성을 설명하기 위한 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리별 수신 신호 세기가 매칭되어 저장된 룩업 테이블의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피아식별기의 질문기의 부엽에 의한 응답 억제 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 다양한 환경에서의 거리에 따른 경로 손실을 나타낸 그래프.
도 7은 다양한 환경에서의 거리에 따른 수신 감도를 나타낸 그래프.
도 8은 강우량과 주파수에 따른 감쇠를 나타낸 그래프.
도 9는 산소 및 물에 의한 감쇠를 나타낸 그래프.
도 10은 대역폭 및 온도에 따른 잡음 전력을 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 피아식별기의 질문기로부터 출력되는 신호의 파형을 도시한 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 합 신호는 주엽(Main lobe) 및 부엽(Side lobe)을 방출하고, 차 신호는 부엽을 억제하도록 방출된다. 여기서, 목표물을 향한 중심부, 즉 0°부근의 하나의 피크 신호가 주엽이고, 주엽 이외의 영역에 주엽보다 낮은 세기의 신호가 부엽이다. 즉, 질문기가 목표물을 향하여 질문 신호를 방출하면 목표물과 직선으로 소정 폭의 주엽이 발생되고, 주엽 이외의 다른 각도로 부엽이 발생된다. 또한, 차 신호는 주엽을 사이에 두고 두개의 피크가 주엽보다 낮고, 두 피크 외측에 부엽보다 강한 세기로 방출된다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 질문기는 합 신호의 부엽이 차 신호보다 강한 영역이 발생된다. 즉, 소정 구간에서 합 신호의 부엽의 세기가 차 신호의 세기보다 강한 신호 세기 역전이 발생된다. 신호 세기 역전은 일부 각도에서만 발생된다. 이렇게 신호 세기 역전이 발생되면 종래기술의 문제점에서 설명한 바와 같이 밀집 운용을 하는 장갑차의 경우 역전 구간(부엽)에 위치한 아군은 질문 신호에 대해 응답을 수행하여 피아식별 결과에 혼란을 야기한다. 즉, 포신의 방향이 아닌 특정 방향에서 의도치 않은 피아 식별이 발생하여 표적에 대한 피아 식별이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생된다.
도 2는 도 1을 운용 개념으로 전환한 개념도이다. 즉, 도 2는 피아식별기의 질문기로부터 출력되는 신호 패턴을 본 발명의 일 실시 예에 따른 부엽에 의한 응답 억제 방법에 적용하기 위한 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주엽의 소정 위치(A)와 부엽의 소정 위치(B)는 동일 거리이지만, 수신 신호의 세기가 다르다. 즉, 질문기로부터 동일 거리의 주엽과 부엽은 수신 신호의 세기가 다르다. 이때, 주엽과 부엽의 신호 세기 차이는 약 20㏈ 정도로 확인된다. 즉, 동일 거리에서 주엽의 신호 세기가 부엽의 신호 세기보다 약 20㏈ 정도 강하다. 이렇게 동일 거리에서의 주엽과 부엽의 수신 신호의 세기 차이를 이용하여 주엽과 부엽을 판단할 수 있다. 즉, 동일 거리 이격된 응답기로부터 수신된 신호의 세기가 강하면 주엽으로 판단할 수 있고, 수신 신호의 세기가 약하면 부엽으로 판단할 수 있다. 이러한 수신 신호의 세기 차이를 이용하여 피아식별기는 질문 시간과 응답 시간의 차(즉, 질문기로부터 질문 신호가 방출된 시간과 질문 신호에 대한 응답기의 응답 신호가 질문기에 수신된 시간의 차)를 계산하여 이격 거리를 측정할 수 있고, 이격 거리 기준으로 주엽과 부엽의 신호 세기를 구분할 수 있는 기준값을 설정할 수 있다.
본 발명은 이격 거리에 따른 기준값을 이용하여 응답기로부터 수신된 신호의 세기, 즉 수신 신호 세기(Received Signal Strength Indicator; RSSI)를 측정하여 도 2의 주엽 및 부엽 판단 개념을 구현하였다. 즉, 질문측(질문기)에 거리에 따른 수신 신호 세기(RSSI)의 기준값을 룩업 테이블(Lookup table)에 저장하고, 응답측(응답기)은 수신된 질문 신호의 세기를 측정하여 질문기로 응답 시 수신 신호 세기(RSSI) 값을 응답 신호에 포함시켜 송신한다. 질문기는 응답 신호를 수신하여 응답기와의 이격 거리를 산출하고, 룩업 테이블에 저장된 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값을 응답기로부터 수신한 신호의 세기(RSSI)과 비교한다. 비교 결과에 따라, 응답기로부터 수신한 신호의 세기가 기준값 이하이면 부엽에 의한 응답으로 간주하여 그 응답은 버린다. 즉, 응답 신호의 수신 신호 세기가 기준값 이하이면 부엽에 의한 응답으로 판단하고, 그 응답 신호는 피아식별에 이용하지 않는다. 물론, 상기 예와 다르게 질문기가 응답기로부터 응답 신호를 수신하고 응답 신호의 세기를 측정할 수도 있다. 즉, 수신 신호의 세기는 질문기로부터 질문 신호를 수신하여 응답기에서 측정할 수도 있고, 응답기로부터 응답 신호를 수신하여 질문기에서 측정할 수도 있다.
한편, 수신 신호의 세기는 실제 운용되는 야전 환경 및 운용 환경에 따라 감쇠될 수 있고, 그에 따라 기준값에 오차가 발생될 수 있다. 이러한 환경에 따른 오차를 보상하기 위해 다양한 환경에 따른 손실을 계산할 수 있다. 본 발명은 거리별 수신 신호 세기를 산출하기 위해 링크 버짓 분석(Link Budget)을 경로 손실 모델(Log-distance Model)을 이용하여 계산하였다. 또한, 운용 환경에 따른 감쇠, 강우에 따른 감쇠(Rain Attenuation), 산소 및 물에 의한 감쇠(O2, H2O Attenuation), 대역폭 및 온도를 고려한 잡음 전력(Noise Power)을 계산하였다. 즉, 경로 손실 모델에 여러가지 환경에 따른 감쇠를 적용하여 거리별 수신 신호 세기를 계산하여 룩업 테이블을 적용할 수 있다. 또한, 룩업 테이블을 기준으로 실제 야전 및 운용 환경에서 피아식별 수행 거리 구간내의 소정 거리 단위로 주엽 및 부엽 세기를 측정하여 이론치와 실측치 간의 오차를 확인하고, 오차를 반영하여 최종 룩업 테이블을 산출할 수 있다. 따라서, 최종 산출된 룩업 테이블을 근거로 다양한 조건에서 부엽에 의한 응답 현상 개선 여부를 시험할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에는 거리별 수신 신호 세기의 기준값을 룩업 테이블에 저장하고, 응답기로부터 응답 신호를 수신한 후 질문기와 응답기의 이격 거리를 계산하며, 응답기로부터 수신한 응답 신호의 수신 신호 세기를 룩업 테이블에 저장된 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값과 비교하여 응답기로부터 수신한 신호 세기가 기준값 이하이면 부엽에 의한 응답으로 판단함으로써 부엽에 의한 응답을 억제할 수 있다. 이를 위한 질문기의 적어도 일부 구성이 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부엽에 의한 응답 억제가 가능한 피아식별기의 질문기의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 즉, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 룩업 테이블에 저장된 거리별 수신 신호 세기의 기준값과 응답기로부터 수신한 응답 신호의 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답을 판단하는 질문기의 적어도 일부 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리별 수신 신호 세기가 매칭되어 저장된 룩업 테이블의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피아식별기의 질문기는 응답기와 통신하는 통신부(100)와, 거리별 수신 신호 세기의 기준값이 저장된 메모리부(200)와, 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출하고 메모리부(200)에 저장된 거리별 수신 신호 세기와 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하는 제어부(300)를 포함할 수 있다. 즉, 제어부(300)는 통신부(100)를 통해 응답기에 질문 신호를 송신하도록 제어하고, 통신부(100)를 통해 수신한 응답기의 응답 신호를 이용하여 질문기와 응답기의 이격 거리 및 수신 신호의 세기를 산출하며, 이격 거리에 따른 메모리부(200)에 저장된 기준값과 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답 여부를 판단할 수 있다.
통신부(100)는 질문측, 즉 질문기로부터의 질문 신호를 응답측, 즉 응답기에 송신하고, 응답기로부터의 응답 신호를 수신한다. 즉, 통신부(100)는 피아식별을 위해 표적을 향해 질문 신호를 송신하고, 이에 응답하여 표적의 응답기로부터 송신된 응답 신호를 수신한다. 이러한 통신부(100)는 질문 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF 송신기(미도시)와, 수신되는 응답 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF 수신기(미도시)와, 송신되는 질문 신호를 부호화 및 변조하며 수신되는 응답 신호를 복조 및 복호화하는 코덱(미도시)을 포함할 수 있다. 질문기의 통신부(100)는 지향성 안테나(미도시)를 포함하여 지향성 안테나를 통해 암호화된 변조 질문 신호를 송신한다. 한편, 응답기는 어느 방위각 위치에서 질문 신호가 수신될지 모르므로 전방향성 안테나와 연결되어 질문기로부터 암호화된 변조 질문 신호를 수신한다. 또한, 응답기는 질문기로부터 수신된 질문 신호에 상응하는 암호화된 변조 신호를 질문기를 향해 송신한다.
메모리부(200)는 거리별 수신 신호 세기(RSSI)의 기준값이 저장된다. 이때, 메모리부(200)에는 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 룩업 테이블로 저장될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 거리와, 거리에 따른 수신 신호 세기를 매칭시켜 룩업 테이블 형태로 저장될 수 있다. 메모리부(200)에 저장되는 거리별 수신 신호 세기의 기준값은 미리 설정되어 저장될 수 있다. 여기서, 기준값은 사용자에 의해 설정될 수도 있고, 제어부(300)를 포함하여 질문기의 구성을 이용하여 설정할 수도 있다. 질문기와 응답기의 이격 거리는 질문기의 신호 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간을 계산하여 산출할 수 있다. 즉, 질문기로부터 방출되는 질문 신호를 응답기가 수신하여 응답 신호를 질문기로 송신하는데, 질문기의 신호 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간의 차이를 계산하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출할 수 있다. 또한, 이격 거리에 따른 응답기로부터의 수신 신호 세기를 측정하고, 이를 매칭하여 룩업 테이블 형태로 메모리부(200)에 저장할 수 있다. 수신 신호 세기는 질문기로부터 질문 신호를 수신한 응답기에서 측정할 수도 있고, 응답 신호를 수신하여 질문기에서 측정할 수도 있다. 이러한 방식으로 질문기와 응답기의 다양한 이격 거리와 그에 따른 다양한 수신 신호 세기를 매칭하여 룩업 테이블 형태로 메모리부(200)에 저장할 수 있다. 한편, 이격 거리에 따른 수신 신호 세기는 질문기와 응답기 사이의 실제 운용 환경 및 야전 환경에 따라 감쇠될 수 있는데, 이러한 감쇠를 고려하여 오차를 보상하여 저장할 수 있다. 즉, 기준값은 이론값과 실측값을 고려하여 설정할 수 있다. 그리고, 거리별 수신 신호 세기의 기준값은 도 4에 도시된 바와 같이 100m로부터 5000m 이상까지 거리별로 구간을 두어 설정할 수 있다. 예를 들어, 100m∼199m의 기준값을 95㏈ 이상으로 설정하고, 200m∼499m의 기준값을 89㏈ 이상으로 설정하며, 500m∼799m의 기준값을 81㏈ 이상으로 설정할 수 있다. 또한, 800m∼1099m의 기준값을 77㏈ 이상으로 설정하고, 1100m∼2099m의 기준값을 74㏈ 이상으로 설정하며, 2100m∼3099m의 기준값을 69㏈ 이상으로 설정할 수 있다. 그리고, 3100m∼4099m의 기준값을 65㏈ 이상으로 설정하고, 4100m∼5000m의 기준값을 63㏈ 이상으로 설정할 수 있으며, 5000m 이상의 경우 기준값을 60㏈ 이상으로 설정할 수 있다. 즉, 1100m 미만에서는 100m 또는 300m 단위로 나누어 기준값을 설정하고, 1100m 이상에서는 1000m 단위로 나누로 기준값을 설정할 수 있다. 그러나, 이러한 거리에 따른 기준값은 하나의 예시일 뿐이고 거리를 좀더 짧게 하고 그에 따른 기준값을 설정할 수도 있다. 한편, 메모리부(300)는 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM(Electrically erasable programmable read-only memory), SRAM(Static RAM), FRAM (Ferro-electric RAM), PRAM (Phase-change RAM), MRAM(Magnetic RAM) 등과 같은 비휘발성 메모리가 이용될 수 있다.
제어부(300)는 통신부(100)를 통해 응답기에 질문 신호를 송신하도록 제어하고 통신부(100)를 통해 수신한 응답기의 응답 신호를 이용하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 응답기의 응답 신호를 이용하여 신호 세기를 측정할 수 있다. 그리고, 제어부(300)는 이격 거리에 따른 메모리부(200)에 저장된 기준값과 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답 여부를 판단한다. 즉, 제어부(300)는 통신부(100)를 통해 수신된 응답기로부터의 응답 신호의 세기를 메모리(200)에 저장된 기준값과 비교하여 부엽에 의한 응답인지를 판단한다. 이를 위해 제어부(300)는 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출하는 연산부(310)와, 응답기로부터 수신된 신호의 세기를 측정하는 측정부(320)와, 메모리부(200)로부터 거리에 따른 수신 신호 세기를 독출하는 독출부(330)와, 독출부(330)에 의해 독출된 기준값과 측정부(320)에 의한 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답 여부를 판단하는 비교부(340)를 포함할 수 있다.
연산부(310)는 질문기로부터의 질문 신호와 응답기로부터의 응답 신호를 이용하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 계산한다. 예를 들어, 연산부(310)는 질문기로부터의 질문 신호 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간의 차이를 계산하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 계산할 수 있다. 한편, 연산부(310)는 룩업 테이블에 저장되는 질문기와 응답기의 이격 거리를 계산할 수도 있다. 즉, 룩업 테이블에 저장되는 이격 거리를 사용자가 계산하여 저장할 수도 있지만, 제어부(310)의 연산부(310)를 이용하여 질문기와 응답기의 다양한 이격 거리를 계산하여 룩업 테이블에 저장할 수도 있다. 따라서, 연산부(310)에는 질문기로부터 질문 신호의 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간을 이용하여 이격 거리를 계산하는 방법이 저장될 수 있다.
측정부(320)는 응답기로부터 수신되는 응답 신호의 세기를 측정한다. 이때, 측정부(320)는 주엽에 의한 응답 신호의 세기와 부엽에 의한 응답 신호의 세기를 측정할 수 있다. 즉, 동일 시간에 다른 영역으로부터 수신되는 적어도 두 수신 신호의 세기를 측정 및 비교하여 주엽에 의한 응답 신호인지 부엽에 의한 응답 신호인지 판단할 수 있다. 질문기로부터 동일 거리의 주엽에 의한 응답 신호의 세기가 부엽에 의한 응답 신호의 세기보다 강하므로 세기가 강한 신호를 주엽에 의한 응답 신호로 판단할 수 있다.
응답기로부터 응답 신호를 수신하여 연산부(310)를 이용하여 응답기의 이격 거리를 산출하고 측정부(320)를 이용하여 수신 신호 세기를 측정한 후 독출부(330)는 그에 해당하는 데이터를 메모리부(200)로부터 독출한다. 즉, 독출부(330)는 연산부(310)에 의해 산출된 질문기와 응답기의 이격 거리에 따른 수신 신호 세기를 메모리부(200)로부터 독출한다.
비교부(340)는 질문기와 응답기의 이격 거리에 따른 독출부(330)로부터 독출된 신호 세기의 기준값과 측정부(320)에 의해 측정된 신호 세기를 비교한다. 측정된 신호 세기가 독출된 신호 세기의 기준값보다 작으면 부엽에 의한 응답으로 판단하고, 그렇지 않으면 주엽에 의한 응답으로 판단한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 피아식별기의 질문기는 거리별 수신 신호 세기의 기준값을 룩업 테이블에 저장하고, 응답기로부터 응답 신호를 수신한 후 질문기와 응답기의 이격 거리를 계산하며, 응답기로부터 수신한 응답 신호의 수신 신호 세기를 룩업 테이블에 저장된 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값과 비교하여 응답기로부터 수신한 신호 세기가 기준값보다 작으면 부엽에 의한 응답으로 판단함으로써 부엽에 의한 응답을 억제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피아식별기의 질문기의 부엽에 의한 응답 억제 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피아식별기의 질문기의 부엽에 의한 응답 억제 방법은 거리별 수신 신호 세기의 기준값을 설정하는 과정(S100)과, 실제 운용 환경 및 야전 환경을 고려하여 기준값의 오차를 보정하는 과정(S200)과, 질문기로부터 질문 신호를 수신한 응답기가 응답 신호를 질문기로 송신하는 과정(S300)과, 질문기와 응답기의 이격 거리를 측정하는 과정(S300)과, 거리별 수신 신호 세기의 기준값과 응답기로부터 수신한 신호 세기를 비교하는 과정(S500)과, 비교 결과 응답기로부터의 수신 신호 세기가 기준값 이하이면 부엽에 의한 응답으로 간주하는 과정(S600)을 포함할 수 있다. 이러한 부엽 억제가 가능한 질문기의 신호 처리 방법을 과정별로 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
S100 : 질문기와 응답기 사이의 이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값을 설정한다. 즉, 응답기로부터 발생된 응답 신호는 질문기와 응답기의 이격 거리에 비례하여 감쇠가 있을 수 있는데, 이격 거리가 멀수록 감쇠가 크고 이격 거리가 가까울수록 감쇠가 작을 수 있다. 따라서, 다양한 이격 거리와 그에 따른 수신 신호의 세기를 기준값으로 설정할 수 있다. 질문기와 응답기의 이격 거리와 그에 따른 수신 신호 세기는 다음과 같은 다양한 방법으로 설정될 수 있다.
먼저, 질문기로부터의 질문 신호의 발생 시간과 응답기로부터 발생된 응답 신호를 질문기가 수신하는 시간의 차이를 이용하여 질문기와 응답기 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 질문기의 신호 발생 시간과 신호 수신 시간의 차이를 계산하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출할 수 있다. 이러한 방식으로 응답기를 다양한 거리에 위치시킨 후 질문 시간과 응답 시간의 차이에 따른 거리를 계산한다. 또한, 질문기는 응답기로부터 응답 신호를 수신하는데, 응답기의 이격 거리에 따른 수신 신호의 세기를 측정한다. 물론, 수신 신호 세기는 응답기에서 측정할 수도 있다. 즉, 질문 신호를 수신한 응답기는 질문 신호의 세기를 측정한 후 측정된 신호 세기 정보를 응답 신호와 함께 질문기로 송신할 수도 있다.
또한, 이격 거리를 산출하는 다른 방법으로서, 질문 신호의 발생 시간과 응답 신호의 발생 시간의 차이를 이용하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출할 수 있다. 즉, 질문기로부터 소정 거리에 응답기를 위치시키고 질문기가 응답기를 향해 질문 신호를 송신하면 질문 신호를 수신한 응답기는 응답 신호를 발생하는데, 질문 신호의 발생 시간과 응답 신호의 발생 시간의 차이를 계산하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 측정할 수 있다. 이러한 방식으로 응답기를 다양한 거리에 위치시킨 후 질문 시간과 응답 시간의 차이에 따른 거리를 계산한다. 또한, 질문기는 응답기로부터 응답 신호를 수신하는데, 응답기의 이격 거리에 따른 수신 신호의 세기를 측정한다. 물론, 수신 신호 세기는 응답기에서 측정할 수도 있다. 즉, 질문 신호를 수신한 응답기는 질문 신호의 세기를 측정한 후 측정된 신호 세기 정보를 응답 신호와 함께 질문기로 송신할 수도 있다.
이렇게 질문기와 응답기의 다양한 이격 거리와, 다양한 이격 거리 각각에 따른 응답 신호의 수신 신호 세기를 매칭시켜 룩업 테이블에 저장한다. 이때, 이격 거리는 소정의 구간으로 설정할 수도 있다. 예를 들어, 1100m 미만까지는 100m 내지 300m를 일 구간으로 하여 수신 신호 세기를 저장할 수 있고, 1100m 이상부터는 1000m를 일 구간으로 하여 수신 신호 세기를 저장할 수 있다.
S200 : 실제 운용 환경 및 야전 환경을 고려하여 기준값의 오차를 보정하고, 룩업 테이블에 저장한다. 즉, 응답기로부터 발생된 응답 신호는 질문기와 응답기 사이의 운용 환경과 야전 환경에 따라 감쇠가 있을 수 있는데, 예를 들어 케이블, 커넥터, 날씨, 지형 등에 따라 감쇠가 있을 수 있다. 따라서, 실제 운용 환경 및 야전 환경을 고려하여 거리별 수신 신호 세기를 보정한 후 룩업 테이블에 저장한다. 한편, 거리별 수신 신호 세기를 산출하기 위해 링크 버짓 분석(Link Budget)을 경로 손실 모델(Log-distance Model)을 이용하여 계산하며, 운용 환경에 따른 감쇠, 강우에 따른 감쇠(Rain Attenuation), 산소 및 물 분자에 의한 감쇠(O2, H2O Attenuation), 대역폭 및 온도를 고려한 잡음 전력(Noise Power)을 계산할 수 있다. 즉, 경로 손실 모델에 여러가지 환경에 따른 감쇠를 적용하여 거리별 수신 신호 세기를 계산하여 룩업 테이블에 저장한다. 이러한 여러가지 환경에 따른 감쇠를 적용하는 방식에 대해서는 추후 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 룩업 테이블을 기준으로 실제 야전 및 운용 환경에서 피아식별 수행 거리 구간내의 소정 거리 단위로 주엽 및 부엽 세기를 측정하여 이론치와 실측치 간의 오차를 확인하고, 오차를 반영하여 최종 룩업 테이블을 산출한다. 최종 룩업 테이블은 도 5에 도시된 바와 같이 거리와 수신 신호 세기가 매칭되어 저장될 수 있다. 즉, 100m로부터 5000m 이상까지 거리별로 구간을 두고, 각 구간의 수신 신로 세기의 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 100m∼199m의 기준값을 95㏈ 이상으로 설정하고, 200m∼499m의 기준값을 89㏈ 이상으로 설정하며, 500m∼799m의 기준값을 81㏈ 이상으로 설정할 수 있다. 또한, 800m∼1099m의 기준값을 77㏈ 이상으로 설정하고, 1100m∼2099m의 기준값을 74㏈ 이상으로 설정하며, 2100m∼3099m의 기준값을 69㏈ 이상으로 설정할 수 있다. 그리고, 3100m∼4099m의 기준값을 65㏈ 이상으로 설정하고, 4100m∼5000m의 기준값을 63㏈ 이상으로 설정할 수 있으며, 5000m 이상의 경우 기준값을 60㏈ 이상으로 설정할 수 있다.
S300 : 이렇게 거리별 수신 신호 세기를 저장한 후 실제 피아식별기를 운용한다. 먼저, 질문기가 미확인 목표물을 향해 질문 신호를 송신하면, 응답기는 질문기로부터 질문 신호를 수신한 후 응답 신호를 발생하여 질문기로 송신한다. 이때, 질문기는 지향성 안테나를 포함하여 지향성 안테나를 통해 암호화된 변조 질문 신호를 송신하며, 응답기는 어느 방위각 위치에서 질문 신호가 수신될지 모르므로 전방향성 안테나와 연결되어 질문기로부터 암호화된 변조 질문 신호를 수신한다. 또한, 응답기는 질문기로부터 수신된 질문 신호에 상응하는 암호화된 변조 신호를 질문기를 향해 송신한다. 한편, 질문기로부터 방출된 질문 신호는 목표물을 행해 방출되는 주엽과, 그 이외의 방향으로 방출되는 부엽을 포함할 수 있다. 즉, 주엽은 직선 방향으로 방출되지만, 주엽 이외의 다양한 각도로 부엽이 발생될 수 있다.
한편, 응답기는 질문기로부터 질문 신호를 수신한 후 질문 신호의 세기를 측정하고, 수신 신호의 세기를 응답 신호에 포함시켜 질문기로 송신할 수도 있다. 즉, 응답기는 질문기로부터의 질문 신호의 세기를 측정하고, 암호화된 변조 신호를 질문기로 송신할 때 수신 신호의 세기를 함께 송신할 수 있다.
S400 : 응답기로부터 응답 신호를 수신한 질문기는 응답기와의 이격 거리를 산출한다. 질문기와 응답기의 이격 거리는 예를 들어 질문기로부터의 질문 신호의 발생 시간과 응답기로부터 발생된 응답 신호를 질문기가 수신하는 시간의 차이를 이용하여 산출할 수 있다. 즉, 질문기의 신호 발생 시간과 신호 수신 시간의 차이를 계산하여 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출할 수 있다. 또한, 질문기에서 수신 신호의 세기를 측정할 수도 있다. 이를 위해 질문기는 응답기와의 이격 거리를 산출한 후 또는 산출과 동시에 수신 신호의 세기를 측정할 수 있다. 즉, 수신 신호의 세기는 과정 S300에서 설명한 바와 같이 응답기에서 측정하여 응답 신호와 함께 질문기로 송신할 수도 있고, 질문기에서 응답 신호를 수신하여 그 세기를 측정할 수도 있다.
S500 : 질문기와 응답기의 이격 거리를 산출한 후 응답기로부터 수신한 수신 신호 세기와 룩업 테이블에 저장된 거리별 수신 신호 세기의 기준값과 비교한다. 룩업 테이블에는 도 5에 도시된 바와 같이 거리와 수신 신호 세기가 매칭되어 저장되어 있으므로 해당 거리에 따른 수신 신호 세기를 독출하여 비교할 수 있다. 즉, 이격 거리에 해당하는 수신 신호 세기의 기준값을 룩업 테이블로부터 읽은 후 이를 실제 응답기로부터 수신한 신호의 세기와 비교한다.
S600 : 비교 결과 응답기로부터의 수신 신호 세기가 기준값 이상이면 주엽에 의한 응답으로 판단하고(S610), 그 이하이면 부엽에 의한 응답으로 판단한다(S620). 즉, 질문 신호는 목표물을 향해 방출되는 주엽과, 주엽 이외의 각도로 부엽이 발생될 수 있는데, 부엽은 주엽보다 약하므로 부엽에 의해 발생된 응답 신호는 주엽에 의해 발생된 응답 신호보다 예를 들어 20㏈ 정도 약하다. 따라서, 질문기는 거리별 수신 신호 세기가 기준값보다 작으면 부엽에 의한 응답으로 판단한다.
한편, 상기한 바와 같이 본 발명은 거리별 수신 신호 세기를 산출하기 위해 링크 버짓 분석(Link Budget)을 경로 손실 모델(Log-distance Model)을 이용하여 계산하였으며, 운용 환경에 따른 감쇠, 강우에 따른 감쇠(Rain Attenuation), 산소 및 물 분자에 의한 감쇠(O2, H2O Attenuation), 대역폭 및 온도를 고려한 잡음 전력(Noise Power)을 계산하였다. 즉, 경로 손실 모델에 여러가지 환경에 따른 감쇠를 적용하여 거리별 수신 레벨을 계산한다. 이러한 경로 손실 모델과 여러가지 환경에 따른 감쇠 적용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전체 링크 손실은 다음의 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112018048983083-pat00023
여기서, LT는 전체 링크 손실(Total Link Loss), Ltca는 송신 케이블 손실(Transmitter Cable Loss), Ltcon는 송신 커넥터 손실(Transmitter Connector Loss), Gta는 송신 안테나 이득(Transmitter Antenna Gain), Lp(d)는 경로 손실(Path Loss), Gra는 수신 안테나 이득(Receiver Antenna Gain), Lrca는 수신 케이블 손실(Receiver Cable Loss), Lrcon는 수신 커넥터 손실(Receiver Connector Loss)이며, Lrain은 강우 손실이다.
즉, 전체 링크 손실은 송신 케이블 손실, 송신 커넥터 손실, 경로 손실, 수신 케이블 손실, 수신 커넥터 손실 및 강우 손실의 합에서 송신 및 수신 안테나 이득을 뺀 값으로 정의될 수 있다. 다만, 날씨가 청명할 때 강우 손실은 0이다.
또한, 수신 감도는 송신 전력에서 상기 수학식 1에 의해 산출되는 전체 링크 손실을 뺀 값으로 정의될 수 있다.
한편, 경로 손실(Lp(d))은 수학식 2 및 3에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112018048983083-pat00024
Figure 112018048983083-pat00025
여기서, dO는 기준거리로서 1㎞이고, d는 목표물 거리이며, n은 경로 손실 지수이다. 경로 손실 지수는 환경에 따라 다르게 설정할 수 있는데, 자유공간은 2, 도심은 2.7 내지 4, 도심 음영은 3 내지 5, 빌딩 내부는 1.6 내지 1.8, 빌딩 방해는 4 내지 6이다.
따라서, 경로 손실 지수(n)가 2일 때 1㎞의 경로 손실은 상기 수학식 2 및 3에 따라 123.74㏈이고, 그에 따라 5㎞의 경로 손실은 137.78㏈이다. 또한, 경로 손실 지수(n)가 2.5일 때 1㎞의 경로 손실은 상기 수학식 2 및 3에 따라 123.80㏈이고, 그에 따라 5㎞의 경로 손실은 141.28㏈이다.
도 6은 자유 공간(n=2), 도심(n=2.5) 및 도심 음영(n=4)에서의 거리에 따른 경로 손실을 나타내었다.
한편, 수신 감도는 송신 전력에서 전체 링크 손실을 뺀 값으로 계산될 수 있다. 예를 들어, 경로 손실 지수가 2이고 5㎞에서의 경로 손실은 상기 수학식에 의해 137.78㏈이다. 이때, 송신 및 수신 안테나 이득이 각각 31.0 및 -1이고, 송신 및 수신 커넥터 손실이 각각 0 및 2.2이며, 송신 및 수신 커넥터 손실이 각각 0.5라고 가정할 경우 0+0.5-31+137.78+1+2.2+0.5로 계산하면 자유 공간(n=2)의 5㎞의 거리에서 전체 링크 손실은 110.98㏈이다. 또한, 상기 수학식에 의해 경로 손실 지수가 2.5이고 5㎞에서의 경로 손실은 141.28㏈이다. 따라서, 0+0.5-31+141.28+1+2.2+0.5으로 계산하면 도심(n=2.5)의 5㎞의 거리에서 전체 링크 손실은 114.48㏈이다. 즉, 전체 링크 손실은 예를 들어 자유 공간(n=2)의 5㎞의 거리에서 110.98㏈이고, 도심(n=2.5)의 5㎞ 거리에서 114.48㏈이다.
이때, 송신 전력은 26㏈m이고, 수신 감도는 송신 전력-전체 링크 손실로 계산될 수 있다. 따라서, 자유 공간(n=2)의 5㎞의 거리에서 수신 감도는 -84.98㏈m이고, 도심(n=2.5)의 5㎞의 거리에서 수신 감도는 -88.48㏈m이다.
도 7에는 자유 공간(n=2), 도심(n=2.5) 및 도심 음영(n=4)에서의 거리에 따른 수신 감도를 나타내었다.
또한, 강우량 및 주파수에 따라 수 내지 수십 ㏈의 감쇠가 발생될 수 있다. [표 1]은 강우량과 주파수에 따른 감쇠량을 나타낸 표이다. 또한, 도 8에는 강우량과 주파수에 따른 감쇠량을 나타내었다. 세로 방향으로 시간당 강우량을 나타내고 가로 방향으로 주파수를 나타낸다.
강우량＼주파수 5㎓ 이하 26㎓ 40㎓
1.25mm/h 0.01㏈/㎞ 이하 0.3㏈/㎞ 이하 0.4㏈/㎞ 이하
5.0mm/h 0.01㏈/㎞ 이하 1.5㏈/㎞ 이하 1.5㏈/㎞ 이하
25mm/h 0.05㏈/㎞ 이하 6.0㏈/㎞ 이하 8.0㏈/㎞ 이하
50mm/h 0.15㏈/㎞ 이하 12㏈/㎞ 이하 14㏈/㎞ 이하
100mm/h 0.3㏈/㎞ 이하 20㏈/㎞ 이하 25㏈/㎞ 이하
5㎓ 이하의 주파수에서 강우량에 따라 감쇠량이 0.01 내지 0.3㏈/㎞일 수 있고, 26㎓의 주파수에서 강우량에 따라 감쇠량이 0.3 내지 20㏈/㎞일 수 있으며, 40㎓의 주파수에서 강우량에 따라 감쇠량이 0.4 내지 25㏈/㎞일 수 있다. 본 발명에서는 5㎜/h를 기준으로 각 주파수에 따른 감쇠량을 적용하여 수신 신호 세기를 계산하였다. 예를 들어, 자유 공간(n=2)의 5㎞의 거리에서 수신 감도는 -84.98㏈m이고 5㎜/h 강우 시 감쇠량이 1.5㏈/㎞이므로 자유 공간(n=2)의 5㎞의 거리에서 강우 시 수신 감도는 -83.48㏈m이다.
도 9는 산소 및 물 분자에 의한 감쇠를 나타낸 그래프로서, 주파수에 따른 감쇠량을 나타낸 것이다. 즉, 통신 장치가 해수면에 위치할 경우(A)와 통신 장치가 해발 4㎞에 위치할 경우(B)의 주파수에 따른 감쇠량을 나타내었다. 37㎓에서 약 0.15㏈/㎞)의 비교적 작은 감쇠 특성을 가지며, 22㎓, 60㎓ 및 120㎓에서 수증기에 의한 심한 감쇠 특성을 가진다.
한편, 잡음 전력은 수학식 4에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112018034392914-pat00008
여기서, T는 화씨온도로서 273+섭씨온도(-32℃∼+50℃), F는 수신시의 노이즈 특성으로서 7.07㏈, BW는 대역폭으로서 12.2㎒이다. 도 10은 대역폭 및 온도에 따른 잡음 전력을 나타낸 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이 대역폭 및 온도가 증가할수록 잡음 전력이 증가하며, 작동 온도에서 약 1.5dB의 편차를 가진다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 통신부 200 : 메모리부
300 : 제어부 310 : 연산부
320 : 측정부 330 : 독출부
340 : 비교부

Claims (9)

  1. 질문 신호를 송신하고 응답기로부터의 응답 신호를 수신하는 통신부;
    응답기와의 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 저장된 메모리부; 및
    응답기와의 이격 거리를 산출하고, 응답기와의 이격 거리에 따른 수신 신호 세기를 상기 메모리부에 저장된 기준값과 비교하여 수신 신호 세기가 기준값 이하이면 부엽에 의한 응답으로 판단하는 제어부를 포함하며,
    이격 거리에 따른 수신 신호 세기의 기준값은 운용 환경 및 야전 환경에 따른 감쇠를 고려하여 오차를 보상하여 저장되고,
    이격 거리에 따른 수신 신호 세기는 하기 수학식 1의 전체 링크 손실을 고려하여 오차를 보상하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
    [수학식 1]
    Figure 112018048983083-pat00026

    여기서, LT는 전체 링크 손실, Ltca는 송신 케이블 손실, Ltcon는 송신 커넥터 손실, Gta는 송신 안테나 이득, Lp(d)는 수학식 2 및 3에 의해 산출되는 경로 손실, Gra는 수신 안테나 이득, Lrca는 수신 케이블 손실, Lrcon는 수신 커넥터 손실, Lrain는 강우 손실.
    [수학식 2]
    Figure 112018048983083-pat00027

    [수학식 3]
    Figure 112018048983083-pat00028

    여기서, dO는 기준거리로서 1㎞이고, d는 목표물 거리이며, n은 경로 손실 지수.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어부는 응답기와의 이격 거리를 산출하는 연산부와,
    상기 연산부에 의해 산출된 이격 거리에 따른 수신 신호 세기를 상기 메모리부로부터 독출하는 독출부와,
    상기 독출부에 의해 독출된 기준값과 상기 응답기로부터의 수신 신호 세기를 비교하여 부엽에 의한 응답 여부를 판단하는 비교부를 포함하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
  3. 청구항 2에 있어서, 응답기로부터의 상기 수신 신호 세기를 측정하는 측정부를 더 포함하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 수신 신호 세기는 응답기에서 측정하여 상기 질문기로 송신하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 메모리부는 복수의 이격 거리와, 상기 복수의 이격 거리 각각에 따른 수신 신호 세기의 기준값이 매칭되어 저장된 룩업 테이블을 포함하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 메모리부에 저장된 복수의 이격 거리는 질문기의 질문 신호 방출 시간과 응답기로부터 응답 신호의 수신 시간을 이용하여 산출하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 이격 거리에 따른 수신 신호 세기는 하기 수학식 4의 잡음 전력을 고려하여 오차를 보상하는 부엽에 의한 응답의 억제가 가능한 피아식별기의 질문기.
    [수학식 4]
    Figure 112018048983083-pat00012

    여기서, T는 화씨온도로서 273+섭씨온도(-32℃∼+50℃), F는 수신시의 노이즈 특성으로서 7.07㏈, BW는 대역폭으로서 12.2㎒.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3768773B2 (ja) * 2000-04-18 2006-04-19 三菱電機株式会社 Ｄｓｒｃ車載器
KR101030745B1 (ko) * 2010-11-25 2011-04-26 엘아이지넥스원 주식회사 피아 식별기 및 그 신호 처리 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3768773B2 (ja) * 2000-04-18 2006-04-19 三菱電機株式会社 Ｄｓｒｃ車載器
KR101030745B1 (ko) * 2010-11-25 2011-04-26 엘아이지넥스원 주식회사 피아 식별기 및 그 신호 처리 방법

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