KR101980499B1 - 무인 시스템에 맞선 휴대용 역탐지 디바이스 - Google Patents

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라파엘 조셉 웰시
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Abstract

하나 이상의 지향성 안테나, 하나 이상의 붕괴 구성요소 및 적어도 하나의 활성기를 포함한 휴대용 역탐지 디바이스가 제공된다. 휴대용 역탐지 디바이스는 몸체를 더욱 포함하고, 이때 지향성 안테나는 몸체의 앞 부분에 부착된다. 하나 이상의 붕괴 구성요소는 디바이스 몸체에 외부적으로 또는 내부적으로 장착될 수 있다. 휴대용 역탐지 디바이스는 특정 드론에 겨냥되고, 활성기는 관여하며, 그리고 붕괴 신호는 드론을 향해 지향되고, 제어, 항법, 및 다른 신호로 드론을 붕괴시킨다.

Description

무인 시스템에 맞선 휴대용 역탐지 디바이스
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 9월 23일 자로 출원되고 명칭이 "ELECTRONIC DRONE DEFENDER-WIRELESS JAMMING AND SIGNAL HACKING"인 미국 가출원 특허 제62/222,475호의 우선권 주장 출원이며, 상기 가출원은 여기에서 전체적으로 참조로 병합된다.
다음은 일반적으로 전자 역탐지 (countermeasure) 기술, 무인 자율 차량 기술, 신호 교란 (jamming) 기술, 통신 기술, 위성 항법 및 통신 기술, 법 집행 기술, 군사 과학 기술 등에 관한 것이다. 이는 드론의 교란 및 하이재킹 (hijacking)과 관련하여 특정 적용 예를 발견하고, 그에 대한 특정 참조로 기재될 것이다. 그러나, 이해될 바와 같이, 다른 사용 시나리오에서도 적용 예를 발견할 수 있으며 반드시 전술한 적용 예에 제한될 필요는 없다.
더 일반적으로 "드론"으로 알려진 무인 또는 자율 항공기 (UAV)는 군사 및 민간 상황 둘 다에서 더욱 널리 보급되고 있다. 현재, 상업적으로 이용가능한 드론은 최근까지 정부 기관의 범위 내에서만 존재한 기술을 구현한다. 민간 및 군사 시장에서 이용가능한 드론은 항법 시스템, 다양한 타입의 도청 구성요소, 고해상도 또는 실시간 비디오 출력, 장 수명 리튬 배터리 등을 포함한다. 더욱이, 현재 민간용 모델은 면허 또는 규제에 관계없이 어떠한 개인이든 운영할 수 있다.
민간용 드론 사용의 전파는 사생활 침해, 공식적인 정부 운영 간섭, 이웃 감시, 정부 시설 감시 및 무수한 다른 공격 작전을 초래한다. 무장 드론을 포함한 드론의 군사용 사용은 배터리 저장부가 증가하고 전력 소비가 감소함에 따라 실질적으로 증가했다. 이러한 드론 사용이 널리 보급됨에 따라 군사, 법 집행 및 개인 시민에 대한 보안 및 사생활 염려가 발생했다. 더욱이, 드론은 크기가 실질적으로 줄어들어, 점점 작아지는 반면, 드론 자체의 능력은 증가되었다. 이는 드론의 운전자가 멀리 떨어져 있어 운전자의 의도의 결정을 특히나 확인하는 것이 어려울 수 있기 때문에, 보안 직원에 대해 보안 위험을 제기한다.
사용 중인 드론은 통상적으로 다중 주파수 대역, 드론과 운영자 간의 제어 신호에 사용되는 몇몇 대역, 항법용 GPS/GLONASS 신호 및 비디오 및/또는 오디오 신호 전송을 위한 다른 주파수 대역을 사용하여 동작된다. 이러한 다중 주파수의 사용은 다른 비-공격적인 무선-주파수 디바이스에 부정적인 영향을 미치는 것 없이, 단지 문제가 되는 (offending) 드론에게 지향되는 교란 신호를 효과적으로 맞추는 것에 어려움을 초래한다.
더욱이, 현재 상업적으로 이용 가능한 교란기 (jammers)는, 몇몇 관할 구역에서는 불법이지만, 일반적으로 전 방향성을 사실상 지닌다. 비-공격적인 디바이스와 관련된 문제를 피하기 위해, 통상적으로 이들 교란기는 반경이 1 미터 미만으로부터 25 미터까지 제한된다. 신호 교란 또는 거부에 대해 더 큰 유효 반경을 가진 그들 교란기는 실질적인 전력 (플러그-인/비-휴대용)을 필요로 하거나, 부피가 커진다. 이들 교란기 모두에 공통적인 문제점은 비-위협적인 디바이스가 동작 중에 있는 것을 허용하는 동안 드론을 특별한 타겟팅으로 하지 않는 그들의 무능함이다. 더욱이, 드론이 동작되는 거리 및 높이로 인해, 현재 이용가능한 휴대용 교란기는 드론이 사용할 수 있는 신호를 효과적으로 교란시킬 수 있는 능력이 부족하다. 예를 들어, Wi-Fi 또는 GPS에 대한 상업적으로 이용가능한 그러한 교란기는 교란 신호를 원형으로 바깥쪽으로 전파시켜 그 반경 내에 있는 동안 사용자 자신의 디바이스를 동작 불능으로 만들 것이다. 그러한 교란의 의도하지 않은 결과는 사용되고 있는 교란기의 강도 및 반경에 의존하여, 차량 사고 또는 항공기 문제를 일으킬 수 있다.
전술한 문제점과 더불어, 현재의 교란기는 필드 동작과 연관된 견고성이 부족하다. 즉, 상업적으로 이용가능한 교란기는 섬세한 전자기기이며, 필드에서 군인이 사용하도록 디자인되지 않았다. 전술한 바와 같이, 현재 이용 가능한 상업용 교란기는 상이한 주파수 대역으로 각각 지향되는 다중 안테나를 추가로 활용한다. 이들은 법 집행, 보안 또는 군사에 의해 필드 동작에서 활용될 수 있는 장비의 견고한 부분이 아니다. 다중 안테나는 이송 도중에 파손되기 쉽다. 이용가능한 이들 견고한 군사 또는 법 집행 교란기는 배낭 또는 차량 탑재 디바이스라는 의미에서 휴대용이며, 효과적으로 동작하려면 실질적인 교육이 필요하다.
이로써, 단순하고 타겟팅된 안티 (anti)-드론 능력을 군인 또는 법 집행관에게 제공하는 견고한 폼 팩터 지향성 드론 교란기를 제공하는 것이 바람직하다. 파워 서플라이를 포함한 그러한 교란기는 휴대용이며, 그리고 군인 또는 법 집행관이 광학기기, 전자기기를 통해 겨냥하거나, 또는 드론 제어 및/또는 GPS 신호를 교란시키는 타겟 드론을 조준하면서, 교란 주파수를 활용하는 다른 디바이스에 대한 간섭을 방지하는 것을 허용하는 소총 형태를 포함한다.
다음은 전술한 문제점 및 다른 것들을 다루는 지향성 타겟팅을 갖는 새롭고 개선된 휴대용 역탐지 디바이스를 개시한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 지향성 안테나, 적어도 하나의 붕괴 구성요소 및 적어도 하나의 활성기를 포함한 휴대용 역탐지 디바이스가 제공된다.
또 다른 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스는 제거가능한 파워 서플라이 또는 외부의 파워 서플라이 중 적어도 하나, 및 상부 부분 및 하부 부분을 가진 몸체를 포함한다. 휴대용 역탐지 디바이스는, 몸체에 결합되고, 적어도 하나의 제거가능한 또는 외부의 파워 서플라이와 통신하며, 그리고 적어도 하나의 연관 주파수 대역 상에서 적어도 하나의 붕괴 신호를 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 붕괴 구성요소를 더욱 포함한다. 추가적으로, 휴대용 역탐지 디바이스는, 몸체에 결합되고 적어도 하나의 제거가능한 또는 외부의 파워 서플라이 및 붕괴 구성요소와 통신되게 동작가능한 적어도 하나의 활성기, 및 적어도 하나의 붕괴 구성요소와 통신하는 적어도 하나의 지향성 안테나를 포함하며, 상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 몸체에 제거가능하게 부착되고, 적어도 하나의 붕괴 구성요소에 의해 발생된 적어도 하나의 붕괴 신호를 방출하도록 구성된다.
또 다른 양태에서, 휴대용 역탐지 디바이스는 화기 폼 팩터 몸체를 더욱 포함하고, 여기서, 지향성 안테나는 화기 폼 팩터 몸체의 앞 부분에 부착된다. 하나 이상의 붕괴 구성요소는 외부적으로 또는 내부적으로 화기 폼 팩터 몸체에 장착될 수 있다.
또 다른 양태에서, 배터리 팩은 붕괴 구성요소에 전력을 공급하기 위하여, 화기 폼 팩터 몸체 상의 적절한 위치로 삽입될 수 있다. 그러한 배터리 팩은 리튬-이온 배터리, NiMH 배터리 등을 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 외부의 파워 서플라이는 붕괴 구성요소에 전력을 공급할 수 있다.
여전히 또 다른 양태에서, 한 세트의 사이트는 화기 폼 팩터 몸체에 결합되고, 타겟팅된 드론 상에 붕괴 구성요소를 겨냥하는 것을 허용한다.
여전히 또 다른 양태에서, 붕괴 구성요소는 적어도 하나의 안테나를 통해 다중 주파수 대역에 걸쳐 붕괴 신호를 발생시킨다. 몇몇 실시예에서, 다중 주파수 대역은 GPS, 제어 신호, 및/또는 Wi-Fi 신호를 포함한다. 다른 실시예에서, 다중 안테나는 상이한 주파수 대역에 대해 사용된다.
본 개시는 다양한 구성요소 및 구성요소의 배열, 및 다양한 단계 및 단계의 배열로 형태를 취할 수 있다. 도면은 단지 바람직한 실시예를 도시하기 위한 것이며, 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
도 1은 예시적인 실시예의 일 양태에 따른 휴대용 역탐지 디바이스의 기능 블록도를 도시한다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 본 휴대용 역탐지 디바이스를 도시한다.
도 3은 도 2의 본 휴대용 역탐지 디바이스에 의해 활용된 교란기 구성요소를 포함한 외부의 백팩을 도시한다.
도 4는 도 2의 본 실시예의 휴대용 역탐지 디바이스에 의해 활용된 교란기 구성요소의 확대도를 도시한다.
도 5는 예시적인 실시예의 일 양태에 따른, 사용 중에 있는 도 2의 휴대용 역탐지 디바이스의 사진을 도시한다.
도 6은 예시적인 실시예의 일 양태에 따른 도 2의 휴대용 역탐지 디바이스의 활성기의 확대도를 도시한다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른, 이송 동안에 분리된 도 2의 본 휴대용 역탐지 디바이스를 도시한다.
도 8은 도 2의 본 휴대용 역탐지 디바이스를 도시하고, 여기서, 상이한 안테나 형상은 본 출원의 일 실시예에 따라 활용된다.
도 9는 본 출원의 또 다른 실시예에 따른, 이중 안테나를 활용한 본 휴대용 역탐지 디바이스를 도시한다.
이제 첨부된 도면을 참조하여 하나 이상의 실시예가 기재될 것이며, 여기서 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호가 동일한 요소들을 지칭하는데 사용된다. 신호 교란 및 신호 하이재킹에 대한 시스템 및 방법과 관련된 예시적인 실시예의 양태가 여기에서 기재된다. 추가적으로, 드론의 제어 및/또는 항법을 붕괴시키기 위해 군인 또는 법 집행관이 드론을 겨냥할 수 있는 소총형 장치로 이하에서 지칭될 수 있는 본 실시예가 제시되지만, 그러나 설명된 시스템 및 방법의 적용 예는 전자 역탐지 및 사생활 보호가 활용되는 다른 영역에서도 이루어질 수 있다.
여기에서 기재된 바와 같이, 사용자가 드론에 겨냥하여 제어 및/또는 항법 신호의 붕괴를 초래할 수 있는, 소총형 또는 화기 폼 팩터 교란기와 같은 휴대용 역탐지 디바이스가 기재된다. 일 실시예에서, 휴대용 역탐지 디바이스는 다중 신호 발생기 및 연관 증폭기를 포함하여, 다중 주파수 대역에 걸쳐 붕괴, 스푸핑 (spoofing), 및/또는 교란 신호를 만들어낸다. 기술 분야의 통상의 기술자가 인식될 바와 같이, 적합한 붕괴 신호는, 예를 들어, 제한 없이, 다중- 또는 단일 주파수 잡음 신호, 대안 명령 신호, 거짓 데이터 신호 등을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 단일 안테나는 휴대용 역탐지 디바이스와 결합되어, 단일 타겟을 향해 붕괴 신호의 다중 주파수 대역을 지향할 수 있고, 타겟 주위에 콘을 형성할 수 있다. 휴대용 역탐지 디바이스는 교체가능한 배터리 팩을 갖는 자체 포함형이거나, 외부의 소스로부터 전력을 수신할 수 있다.
아래에 보다 상세히 기재된 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스의 다양한 구성요소가 기존의 화기, 부품 시장의 소총 재고품, 또는 다양한 구성요소를 포함하는 맞춤형 몸체를 가진 화기형 폼 팩터에 추가될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 휴대용 역탐지 디바이스는 아이언 사이트 (iron sight), 광학 스코프, 또는 타겟팅된 드론을 향해 붕괴 신호를 지향하는 다른 수단을 통해 겨냥될 수 있다. 더욱이, 여기에 개시된 실시예는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 다른 신호 분석 수단 없이 구현될 수 있어, 군인 또는 법 집행관이 실질적인 훈련 없이 휴대용 역탐지 디바이스를 사용하는 것을 가능하게 한다. 그러한 단순화된 구현은 날씨, 재보급 부족, 반란군, 범죄자 등이 영향을 미칠 수 있는 거친 환경에서 사용되는 휴대용 역탐지 디바이스를 더욱 견고하게 만든다.
이제, 도 1을 참조하면, 본 적용 예의 일 예시적인 실시예에 따른 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 기능 블록도가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 화기형 폼 팩터로 구현되어, 사용자의 사용 용이성 및 익숙화를 제공할 수 있다. 이에 따라서, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 붕괴 신호로 특정 드론을 명확하게 타겟팅하는 능력을 군인 또는 법 집행관에게 제공하면서, 발생된 신호가 다른 비-타겟팅된 디바이스에 미치는 영향을 최소화한다. 도 1에 도시된 다양한 구성요소가 예시적인 하드웨어의 양태를 도시하기 위한 것이고, 여기에서 대체될 수 있음을 인식할 것이다.
도 1의 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 다양한 핸드헬드 또는 휴대형 폼 팩터로 구현될 수 있으며, 그리고 이하에 도시되고 논의되는 예시는 본원에서 고려되는, 예시적이고 비-제한적인 폼 팩터를 제공함을 인식할 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 신호 붕괴 구성요소 (104), 예컨대, 적어도 하나의 신호 발생기 (106) 및 적어도 하나의 증폭기 (108)를 포함한 몸체 (102)를 포함한다. 인식될 바와 같이, 몸체 (102)는, 예를 들어, 제한 없이, 상단 리시버 및 하단 리시버를 포함한 M4 카빈, M14, AR-플랫폼 등, 이뿐 아니라 기술 분야의 통상의 기술자가 인식될 바와 같이, 예를 들어, 모듈러 소총 디자인, 표준 소총 디자인 등을 포함한 다른 소총 디자인을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 일반적으로 사용되는 소총과 유사할 수 있다. 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 구성에 의존하여, 신호 붕괴 구성요소 (104)는 상단 리시버, 하단 리시버 또는 둘 다에 포함될 수 있다.
몸체 (102)는 비-금속 재료, 즉 탄도용 플라스틱, 탄소 섬유, 세라믹 등 또는 적합한 비-투과성 금속 복합재로 구성될 수 있다. 몸체 (102)는 군인 및/또는 법 집행 직원이 이미 친숙한 적합한 폼 팩터, 예컨대, 전술한 M4 카빈, AR-플랫폼, AK-플랫폼, SCAR, 공대지 유도탄 (bullpup) 등으로 구현될 수 있다. 인식될 바와 같이, 몸체 (102)의 폭, 길이 및 높이는 내부에 일체형으로 이루어지거나 또는 외부에 부착된 발생기 (106) 및 증폭기 (108)의 크기 및 개수에 의존될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다기능 셀은 몸체 (102)로서 형성되어 휴대형 역탐지 디바이스 (100)의 구조적 지지체/형상 둘 다를 제공하고, 이뿐 아니라 내부의 구성요소에 전력을 공급한다. 그러한 다기능 셀의 적합한 예시가 2013년 5월 8일자로 출원되고 발명 명칭이 "MULTIFUNCTIONAL CELL FOR STRUCTURAL APPLICATIONS"이고 전체 내용이 여기에 참조로 병합된 PCT/US2013/040149에 제공된다. 또 다른 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는, 다양한 잠재적 타겟, 예컨대, 즉석 폭발 디바이스 (IEDs)의 수신기, 상업용 드론, 군사 드론 또는 적의 전투원 또는 용의자의 다른 휴대용 전자 디바이스, 예컨대 셀룰라 폰, GPS/위성-기반 항법 디바이스, 원격 제어 기폭기기 등과 싸우기 위해 다중 신호 붕괴 구성요소 (104)를 포함할 수 있다.
휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체 (102)의 아래에 있는 소총 손잡이 (pistol grip, 114)에 인접하여 위치된 제 1 활성기 (110) 및 제 2 활성기 (112)를 포함한다. 이해될 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 단일 활성기로 구현될 수 있고, 이렇게 함으로써, 다수의 붕괴 신호는 단일 활성기의 활성화를 통해 발생된다. 활성기 (110-112)는 인식될 바와 같이, 전원, 예컨대 백팩 (도시되지 않음), AC 전원 (도시되지 않음), 또는 옵션으로 배터리 팩 (116) (점선으로 도시됨)으로부터 신호 붕괴 구성요소 (104)의 신호 발생기 (106) 및 증폭기 (108)로 전력이 흐르는 것을 허용하기 위해, 회로 또는 "발사 메커니즘 (도시되지 않음)"을 폐쇄시키도록 동작 가능하다. 인식할 바와 같이, 활성기 (110-112)는 통상적인 화기 트리거, 토글 스위치, 스프링-작동 버튼 (spring-loaded buttons) 등으로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 활성기 (110)는 제어 주파수 대역의 붕괴를 위한 제어 회로부를 활성화시키도록 동작가능하고, 제 2 활성기 (112)는 GPS/항법 대역의 붕괴를 위한 제어 회로부를 활성화시키도록 동작가능하다. 이중 활성기 (110-112)의 본 구현예는 이하에서 논의되는 도 2의 휴대용 역탐지 디바이스 (200)에서 구현된다.
일 실시예에 따르면, 신호 발생기 (106) 및 해당 증폭기 (108)는 DC로부터 30 GHz까지의 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 해당 증폭기 (108)와 함께 신호 발생기 (106)는 800-900MHz, 1000MHz-1.8GHz, 및 2.0GHz-2.6GHz 주파수 범위 또는 다른 공지된 제어/항법 신호 주파수 범위에서 붕괴 신호를 발생시키도록 통합된다. 일 특정 실시예에서, 900MHz 주파수 대역, 1.2GHz 주파수 대역, 1.5GHz 주파수 대역 및 2.4GHz 주파수 대역 각각에 대한 신호 발생기 (106)는, 해당 증폭기 (108)와 함께, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)로 통합된다. 부가적으로, 신호 발생기 (106)는 기술분야에서 공지된 바와 같이, 특정 제어 주파수를 스푸핑 (spoofing) 또는 해킹 (hacking)하는 대안적인 명령 신호를 저장하는 메모리 (도시되지 않음)와 통신할 수 있다. 그러한 실시예에서, 신호 발생기 (106)는 예를 들면, 상이한 항법 신호 (드론이 항법 위성/명령으로부터 수신하고 있는 좌표를 변경)를 전송하거나, 드론이 착륙하거나 집으로 되돌아와야 하는 것을 나타내는 제어 신호를 전송하도록 동작 가능할 수 있다. 인식될 바와 같이, 신호 발생기 (106)를 통해 발생된 그러한 신호는 잡음, 교란 등과 더불어, 또는 그 대신에 출력될 수 있다.
도 1의 본 실시예에 따르면, 옵션의 배터리 팩 (116)은 휴대용 대책 수단 (100)의 붕괴 구성요소 (104)에 적합한 파워를 공급한다. 하나의 비-제한적 예에서, 배터리 팩 (116)은 예를 들어, 그리고 제한 없이, 리튬-이온 배터리, 리튬 이온 폴리머 배터리, 니켈-금속 수소화물 배터리, 납-산 배터리, 니켈-카드뮴 셀 배터리, 또는 다른 적합한 고용량 전원을 포함하여, 재충전가능 배터리로서 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 기술 분야의 통상의 기술자가 인식될 바와 같이, 비-재충전가능한 배터리가 활용될 수 있다. 일 예시적인 실시예에 따르면, 배터리 팩 (116)은 배터리 웰 (well, 118) (소총의 하단 리시버의 매거진 웰 (magazine well)과 유사)에 삽입될 수 있는 매거진 폼 팩터로 구현된다. 인식될 바와 같이, 그러한 구현은 군인 또는 법 집행관에게 자연스러울 것이며, 부가의 배터리 팩 (116)을 운반하기 위한 기존의 매거진 운반 디바이스의 활용, 배터리 팩 (116)의 교환에 익숙함, 이뿐 아니라 군인 또는 법 집행관이 가장 익숙한 이들 소총과 유사한 역탐지 디바이스 (100)의 밸런스를 유지하는 것을 허용한다. 또 다른 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 백팩 파워 서플라이, 원격 전원, 휴대용 발전기, 연료 전지, 차량 인터페이스 등에 대한 보조 케이블을 활용할 수 있다. 더욱이, 통상의 기술자가 인식할 바와 같이, 배터리 팩 (116), 즉 상기에서 논의된 바와 같이 구조적인 배터리는 형태에 제한되지 않으며, 그리고 예를 들어 직사각형 매거진, 튜브형 매거진 등과 유사하게 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 폼 팩터를 보완시킬 수 있으며, 이뿐 아니라, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 몸체 (102) 내에 일체화될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 배터리 팩 (116)의 잔여 전력 레벨, 파워 서플라이 레벨에 대한 신호 붕괴 구성요소 (104)의 출력의 유효 범위 등을 디스플레이하도록 동작가능한 디스플레이 (120)를 포함할 수 있다. 이러한 옵션의 디스플레이 (120)는 제어 구성요소 (도시되지 않음)에 연결될 수 있으며, 그리고 교란기 구성요소 (104)에 의한 출력을 위해 선택된 주파수를 디스플레이하도록 맞춰질 수 있다. 그러한 실시예에서, 디스플레이 (120)는 LED, LCD, OLED, 또는 다른 적합한 디스플레이 타입으로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 사용자로부터 멀어지는 방향으로 몸체 (102)로부터 바깥쪽으로 연장되는 단일의, 다기능 지향성 안테나 (122)를 활용한다. 후술되는 바와 같이, 다른 실시예가 이하에서 기재된 도 2에 도시된 바와 같이, 발생될 붕괴 신호의 수, 붕괴 신호의 타입, 원하는 범위 등에 따라 다수의 지향성 안테나를 활용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 인식될 바와 같이, 소총과의 적합한 비교를 유지하면서, 안테나 (122)는 소총의 배럴을 대체함으로써, 군인 또는 법 집행관에 의한 익숙함 및 손쉬운 동작을 유지한다. 몇몇 실시예에 따르면, 안테나 (122)는 필드에서 "핫 스왑가능 (hot-swappable)" 또는 "교체가능"하여, 전장 조건에 따라 휴대용 역탐지 디바이스 (100)에 의해 사용될 상이한 지향성 안테나를 허용할 수 있다. 예를 들어, 상업용 드론 붕괴에 수반된 거리는 군사 드론 붕괴보다 전력 소모가 적은 집중적인 붕괴 신호를 활용할 수 있다. 그러한 실시예에서, 적합한 안테나는 클 필요가 없거나, 또는 상이한 설계 안테나가 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 필드에서 안테나 (122)가 손상되는 경우, 수리를 위해 무기제조자 또는 전자기기 전문가에게 휴대용 역탐지 디바이스 (100)를 맡기는 것과는 대조적으로, 군인 또는 법 집행관이 수행할 수 있는 처방용 수리가 안테나 (122)의 교체이고, 이렇게 함으로써, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 동작하도록 유지된다.
일 특정 실시예에서, 안테나 (122)는 나선형 단면을 가진 결합식 고 이득 지향성 안테나로서 구현된다. 다른 적합한 지향성 안테나, 예컨대, 야기형, 원통형, 포물선형, 장 주기 어레이(long period array), 나선형 등은 또한 여기에서 설명된 본 개시에 따라 활용될 수 있다.
몸체 (102)의 상부에 부착된 것, 예컨대, 레일 부착물에 고정 또는 제거가능하게 장착된 것은 "아이언 사이트" (124A) (안테나 (122)의 말단에 부착 또는 고정된 해당 사이트 (124B)를 갖음)이며, 상기 아이언 사이트는 타겟 드론에서 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 군인 또는 법 집행관에 의해 겨냥되는 것을 허용한다. 다른 실시예에서, 특히 몸체 (102)의 상부가 전술한 레일을 포함할 때, 넓은 또는 좁은 시야의 광학 사이트는 군인 또는 법 집행관이 정상 시야 이상으로 드론을 타겟팅하는 것을 허용하기 위해 활용될 수 있다. 안테나에 의해 지향된 붕괴 콘 (126) 외부에서 근처 디바이스의 의도치 않은 붕괴를 피하기 위해, 사이트 (124A 및/또는 124B)는 적합한 비-금속 재료로 구성될 수 있다. 붕괴 콘 (126)은, 예를 들어 그리고 제한 없이, 0 내지 120 도, 0 내지 90 도, 0 내지 45 도, 20 내지 30 도 또는 이들의 변형을 포함하여, 0 도 내지 180 도의 범위일 수 있다. 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 유효 범위는 붕괴 구성요소 (104)에 공급되는 전력에 따라 0 미터로부터 400 미터 이상으로 다양한 범위에서 안테나 (122)로부터 바깥쪽으로 연장될 수 있다. 이에 따라서, 기술 분야의 통상의 기술자가 인식될 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 최대 범위는 붕괴 구성요소 (104)에 공급되는 전력의 양, 타겟에 관한 전력 대 시간의 비 등에 따라 연장되거나 감소될 수 있다.
동작 시에, 군인 또는 법 집행관은 보통의 화기와 유사한 방식으로 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 안테나 (122)를 겨냥함으로써 비인가 구역에서 호버링 (hovering)하거나 또는 비행하는 드론을 타겟으로 할 것이다. 즉, 아이언 사이트 또는 광학 사이트 (208)를 사용하는 군인 또는 법 집행관은 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 안테나 (122)를 드론을 향해 지향시킨다. 충분한 전력이 이용가능하고 드론이 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 유효 범위 내에 있는 것을 확인한 후에, 군인 또는 법 집행관은 (모든 제어 주파수 대역에 대한) 활성기 (110) 및/또는 (모든 GPS/항법 주파수 대역에 대한) 활성기 (112)를 활성화시켜, 배터리 (116) (또는 다른 전원)로부터 붕괴 구성요소 (104)로의 전력을 조절하는 제어 회로 (도시되지 않음)를 활성화시킨다. 대안적인 실시예에서, 단일 활성기 (도시되지 않음)는 모든 붕괴 구성요소 (104)의 활성화를 제어하며, 이에 따라 활성기 (110 및 112)가 활성화될 때 여기에 기재된 바와 같이 붕괴 신호를 동시에 또는 순차적으로 발생시킬 수 있다. 다중 주파수 대역, 예컨대, 제어 신호, Wi-Fi 및/또는 GPS를 붕괴시킬 때, 다수의 붕괴 신호 발생기 (106) 및 증폭기 (108)는 원하는 붕괴 신호, 예컨대, 잡음, 스푸핑, 대체 명령, 대체 좌표 등을 선택된 주파수 대역 상에서 만들어지도록 활성화된다. 붕괴 신호는 그 후에 휴대용 역탐지 디바이스 (100)가 겨냥되는 드론을 향해 단일 안테나 (122) (다중 주파수 대역을 핸들링할 수 있음) 또는 다중 안테나를 통하여 지향된다. 붕괴 콘 (126)은 그 후에 휴대용 역탐지 디바이스 (100)로부터 드론을 향해 바깥쪽으로 연장되어, 비인가 구역에서 드론의 존재를 효과적으로 무효화시키는 제어 및 GPS 신호를 붕괴시킨다. 여기에 개시된 대안적인 실시예는 신호 발생기 (106)를 통해 드론에 대한 대안 명령을 발생시키고, 드론에게 착륙, 방향 변경, 비디오 방송 스트림 변경, 비디오 스트리밍/레코딩을 정지하라고 지시하여 원 제어 신호보다 우선시하는 것을 포함한다. 더욱이, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 변경된 항법 좌표를 전송하여, 드론을 혼란시키거나 드론이 특정 구역을 떠날 (또는 이동하는) 것을 강요토록 구성될 수 있다. 군인 또는 법 집행관은 그 후에 예를 들어 드론이 떨어지거나, 후퇴하거나, 전력을 잃을 때까지 드론을 겨냥하는 것을 유지한다. 활성기(들) (110-112)는 그 후에 법 집행관 또는 군인에 의해 비활성화될 수 있고, 무력화된 드론은 그 후에 소유자의 결정을 위해 적절한 기관에 의해 복구될 수 있다.
하나의 본 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 연관된 사용자, 네트워크화된 디바이스, 네트워크화된 저장부, 원격 디바이스, 검출기 시스템, 추적 시스템 등과 상호 작용하도록 구성된 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 임의의 적합한 조합을 포함한다. 그러한 본 실시예에서, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 신호 분석, 탄도 분석 등을 수행하는 프로세서를 포함할 수 있고, 상기 프로세서는 이뿐 아니라 붕괴에 대한 적절한 신호 발생, 파워 서플라이 관리 등을 결정하기 위해 프로세서에 연결된 메모리에 저장된 명령어의 처리를 실행한다. 인식할 바와 같이, 적합한 프로세서의 포함은 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 근본적인 구현의 견고성 (ruggedness)에 의존한 옵션이다. 추가로, 이해될 바와 같이, 별개의, 집적화된 제어 회로부 등은 붕괴 구성요소 (104) 등에 의한 동작의 간섭을 피하기 위해 휴대용 역탐지 디바이스 (100)에 통합될 수 있다.
또 다른 본 실시예에 따르면, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)는 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 외부 상에 위치될 수 있는 셀렉터 제어부 (도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 그러한 셀렉터 제어부는, 적어도 하나의 신호 발생기에 의해 발생되고 적어도 하나의 해당 증폭기 (108)에 의해 증폭될 주파수 또는 주파수들을 선택하도록 동작가능할 수 있다. 하나의 대체적인 실시예에 따라서, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 전력 소모 (power drain)를 증가시킴 없이, 신호 발생기 (106)에 공급되는 전력이 변형되는 가변 증폭기가 사용될 수 있다. 인식될 바와 같이, 셀렉터 제어부는, 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 원하는 타겟을 반영하기 위해 필드에서 군인 또는 법 집행관에 대한 사용 용이성을 제공하기 위해 구현될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 휴대용 역탐지 디바이스 (200)의 이중 안테나 (202 및 204) 구현의 예를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (200)는 기존의 화기를 활용하는 대신에, 다양한 구성요소가 부착된 적합한 화기형 폼 팩터 몸체 (206), 예컨대 부품 시장 또는 맞춤형 소총 재고품을 활용한다. 광학 사이트 (208)는 화기형 폼 팩터 몸체 (206)의 상단 레일 상에 포함된다. 이러한 실시예에서, 붕괴 구성요소 (도시되지 않음)는 표준 화기 구성요소, 예컨대, 리시버(들) 및 배럴 대신에 화기형 폼 팩터 몸체 (206) 내에 삽입된다. 이는 군인 및/또는 법 집행 직원을 위한 공통적인 무기와의 익숙함을 보존하면서, 본 개시의 구현 비용을 감소시킨다.
도 2의 실시예는 휴대용 역탐지 디바이스 (200)의 몸체 (206) 외부에 위치된 붕괴 구성요소 (104)를 활용한다. 이에 따라서, 도 3 및 4는 휴대용 역탐지 디바이스 (100)의 일 예시 구현을 도시하며, 여기에서 전자기기, 즉 붕괴 구성요소 (104)는 휴대용 역탐지 디바이스 (100) 외부에 위치되고, 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 백팩 내에 포함되고 유선 연결 (210)을 통해 디바이스에 결합된다. 도 2-5의 휴대용 역탐지 디바이스 (200)는 제어 신호 및 GPS/항법 신호의 각각의 붕괴를 위해 이중 활성기 (110 및 112)를 활용한다. 도 6은 휴대용 역탐지 디바이스 (200) 상의 이중 활성기 (110 및 112)의 본 구현예의 확대도를 제공한다. 휴대용 역탐지 디바이스 (200)의 견고성 및 휴대성은 도 7의 사진에서 추가로 예시되며, 휴대용 역탐지 디바이스 (200)는 본질적으로, 안테나 (202-204)에 손상을 줌 없이 몸체 (206), 광학기기 (208) 및 도 4에 도시된 백팩에 저장된 붕괴 구성요소 (도시되지 않음)는 군인 또는 법 집행관에 의해 운송될 수 있는 모듈러이다.
도 8은 도 2의 휴대용 역탐지 디바이스 (300)의 이중 안테나 실시예의 또 다른 예시를 제공한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대용 역탐지 디바이스 (300)는 도 2의 휴대용 역탐지 디바이스 (200)에 도시된 안테나 (202 및 204)를 안테나 (212 및 214)로 대체한다. 인식될 바와 같이, 안테나 (212 및 214)는 도 2의 안테나 (202 및 204)와 유사하게 기능할 수 있으며, 예컨대, 상기에서 논의된 바와 같이, 동일한 주파수 대역 상에서 전송되거나, 상이한 대역 상에서 전송될 수 있다. 더욱이, 안테나 (212 및 214)는 안테나 (202 및 214)의 내후성 및 견고성이 향상된 버전을 도시한다. 이해될 바와 같이, 도 8의 휴대용 역탐지 디바이스 (300)의 외관은 도 2 및 도 5의 예시와는 상이하지만, 그의 기능, 이뿐 아니라 붕괴 구성요소 (104) (도시되지 않음)는 동일하다.
유사하게, 도 9는 도 1 및 2에 도시된 휴대용 역탐지 디바이스 (400)의 또 다른 구현예를 여전히 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 안테나 (202 및 204)는 휴대용 역탐지 디바이스 (400)의 맞춤형 몸체 (216)에 의해 일반적으로 도시된 바와 같이, 상이한 폼 팩터로 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 몸체 (216)는 상기의 상세한 설명에서 기재된 바와 같이, 교체가능한 배터리 (116), 이중 활성기 (110 및 112), 및 사이트 (208)를 통합한다. 이해될 바와 같이, 도 1-9의 본 구현예는 여기에 포함된 개시에 따른 휴대용 역탐지 디바이스 (100)로서 구현된, 가능한 화기형 폼 팩터의 비-제한적인 예시이다.
인식될 바와 같이, 여기에 제시된 특정 예시적인 실시예와 관련하여, 소정의 구조적 및/또는 기능적 특징은 정의된 요소 및/또는 구성요소에 병합되는 것으로 기재된다. 그러나, 고려되는 바와 같이, 이들 특징은 동일하거나 유사한 이점으로, 적절한 경우 다른 요소 및/또는 구성요소에도 마찬가지로 통합될 수 있다. 또한, 인식될 바와 같이, 예시적인 실시예의 상이한 양태는 원하는 적용 예에 맞는 다른 대체적인 실시예를 달성하기 위해 적절한 것으로 선택적으로 이용될 수 있고, 이렇게 함으로써, 다른 대체적인 실시예는 여기에 통합된 양태의 이점 각각을 실현시킬 수 있다.
또한 인식될 바와 같이, 여기에 기재된 특정 요소 또는 구성요소는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합을 통해 적합하게 구현된 그들의 기능성을 가질 수 있다. 부가적으로, 인식될 바와 같이, 함께 통합된 것으로 여기에 기재된 소정의 요소는 적합한 상황 하에서 독립형 요소일 수 있거나, 달리 분할된 것일 수 있다. 유사하게, 하나의 특정 요소에 의해 수행되는 것으로 기재된 복수의 특정 기능은 개별 기능을 수행하기 위해 독립적으로 작용하는 복수의 별개 요소에 의해 수행될 수 있거나, 또는 소정의 개별 기능은 일제히 작용하는 복수의 별개의 요소에 의해 분리 및 수행될 수 있다. 대안적으로, 서로 별개로서 여기에 달리 기재되고 그리고/또는 도시된 몇몇 요소 또는 구성요소는 적절한 경우 물리적으로 또는 기능적으로 조합될 수 있다.
요약하면, 본 명세서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 명백하게, 수정 및 변경은 본 명세서를 읽고 이해할 때 다른 이에게 발생할 것이다. 본 발명은, 본 발명이 첨부된 청구 범위 또는 그 등가물의 범위 내에 있는 한, 모든 그러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다시 말하면, 인식될 바와 같이, 상기에서 개시된 다양한 것 및 다른 특징 및 기능 또는 그의 대안물은 다른 많은 상이한 시스템 또는 적용 예로 바람직하게 조합될 수 있고, 또한 다음의 청구항에 의해 포함되도록 유사하게 의도된 현재 예상치 못하거나 기대하지 못한 다양한 대안, 수정, 변화 또는 개선은 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 후속적으로 이루어질 수 있다.

Claims (19)

  1. 적어도 하나의 지향성 안테나;
    상기 적어도 하나의 지향성 안테나와 전자적으로 통신하는 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소;
    상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소에 통신되게 결합된 적어도 하나의 활성기; 및
    상부 부분, 하부 부분, 제1 측면, 제2 측면, 앞면 및 뒷면을 가진 소총형 폼 팩터 몸체, 여기서 상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소는 상기 몸체 안에 배치됨;를 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소는:
    적어도 하나의 신호 발생기; 및
    상기 적어도 하나의 신호 발생기에 결합된 적어도 하나의 증폭기, 여기서, 상기 적어도 하나의 신호 발생기는 연관된 주파수 대역 상에서 붕괴 신호를 발생시키도록 구성되고, 적어도 하나의 해당 증폭기는 상기 발생된 붕괴 신호를 증폭시킴;를 더욱 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 나선형 안테나, 야기형 (Yagi) 안테나, 원통형 안테나, 또는 포물선형 안테나로 이루어진 군으로부터 선택되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 상기 몸체에 제거가능하게 부착되고, 상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 상기 몸체로부터 바깥쪽으로 연장되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    배터리 팩 또는 외부의 파워 서플라이를 포함한 군으로부터 선택된 전원을 더욱 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제거가능한 배터리 팩을 수용하도록 구성된 배터리 웰 (well)을 더욱 포함하며, 상기 제거가능한 배터리 팩은 상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소에 전력을 공급하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    적어도 하나의 사이트 (sight)를 더욱 포함하며, 상기 적어도 하나의 사이트는 상기 몸체의 상부 부분에 제거가능하게 결합되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  8. 청구항 7에 있어서,
    셀렉터 제어부를 더욱 포함하며, 상기 셀렉터 제어부는 상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소와 통신하며, 신호가 발생되는 하나 이상의 주파수 대역을 선택하기 위해 동작가능한, 휴대용 역탐지 디바이스.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소는 GPS, 비디오, 제어 및 Wi-Fi 주파수 중 적어도 하나 상에서 붕괴 신호를 발생시키는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 붕괴 신호는 잡음, 스푸핑 (spoofing), 및 대체 제어 명령 중 적어도 하나를 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 각각의 발생된 붕괴 신호를 드론에 동시에 전송하도록 구성되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  12. 제거가능한 파워 서플라이 및 외부의 파워 서플라이 중 적어도 하나;
    상부 부분 및 하부 부분을 가진 소총형 폼 팩터 몸체;
    상기 몸체 내에 배치되고, 상기 적어도 하나의 제거가능한 또는 외부의 파워 서플라이와 통신하며, 그리고 적어도 하나의 연관 주파수 대역 상에서 적어도 하나의 붕괴 신호를 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소;
    상기 몸체에 결합되고, 적어도 하나의 제거가능한 또는 외부의 파워 서플라이 및 상기 신호 붕괴 구성요소와 통신되게 동작가능한 적어도 하나의 활성기; 및
    상기 신호 붕괴 구성요소와 통신하는 적어도 하나의 지향성 안테나, 여기서, 상기 적어도 하나의 지향성 안테나는 상기 몸체에 제거가능하게 부착되고 상기 신호 붕괴 구성요소에 의해 발생된 적어도 하나의 붕괴 신호를 방출하도록 구성됨;를 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소는 적어도 하나의 신호 발생기 및 적어도 하나의 해당 증폭기를 더욱 포함하고,
    상기 적어도 하나의 신호 발생기 및 적어도 하나의 해당 증폭기는 적어도 하나의 제거가능한 또는 외부의 파워 서플라이에 동작가능하게 결합되고 적어도 하나의 주파수 대역 상에서 적어도 하나의 붕괴 신호를 발생시키도록 구성되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 몸체는 상기 몸체의 하부 부분 상에서 상기 적어도 하나의 활성기와 인접하게 위치된 배터리 웰을 더욱 포함하며, 상기 배터리 웰은 상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소에 전력을 공급하는 제거가능한 배터리 팩을 수용하도록 구성되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 몸체의 상부 부분에 부착된 적어도 하나의 사이트를 더욱 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 적어도 하나의 주파수 대역은 항법, 비디오, 제어, Wi-Fi, GPS, 및 Bluetooth 주파수 대역에 대응되는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 몸체의 제1 측면 상에서 셀렉터 제어부를 더욱 포함하며,
    상기 셀렉터 제어부는 상기 활성기의 활성화에 응답하여 상기 적어도 하나의 신호 붕괴 구성요소의 활성화를 제어하도록 동작가능한, 휴대용 역탐지 디바이스.
  18. 청구항 12에 있어서,
    상기 적어도 하나의 붕괴 신호는 잡음 신호, 스푸핑 신호, 및 대체 제어 명령 신호 중 적어도 하나를 포함하는, 휴대용 역탐지 디바이스.
  19. 삭제
KR1020187010993A 2015-09-23 2016-09-23 무인 시스템에 맞선 휴대용 역탐지 디바이스 KR101980499B1 (ko)

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