KR102031697B1 - Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same - Google Patents

Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same Download PDF

Info

Publication number
KR102031697B1
KR102031697B1 KR1020180089898A KR20180089898A KR102031697B1 KR 102031697 B1 KR102031697 B1 KR 102031697B1 KR 1020180089898 A KR1020180089898 A KR 1020180089898A KR 20180089898 A KR20180089898 A KR 20180089898A KR 102031697 B1 KR102031697 B1 KR 102031697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
tilting
information
reception
data
Prior art date
Application number
KR1020180089898A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김당오
전슬기
Original Assignee
주식회사 풍산
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 풍산 filed Critical 주식회사 풍산
Priority to KR1020180089898A priority Critical patent/KR102031697B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102031697B1 publication Critical patent/KR102031697B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C21/00Checking fuzes; Testing fuzes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

The present invention relates to a tilting control device and a method of an antenna for receiving telemetry radio waves. The tilting control device includes an input part to which ballistic data, position data, and antenna data are input; a calculation part which calculates reception power using the input ballistic data, position data and antenna data, and calculates the tilting angle of a reception antenna at which the calculated reception power becomes a maximum value; a sensor part for detecting artillery firing and providing artillery firing detection information; a control part for providing a tilting control signal corresponding to the calculated tilting angle when the artillery firing detection information is provided from the sensor part; and a driving part for tilting the reception antenna according to the provided tilting control signal. It is possible to maximize the transmission and reception performance of telemetry radio waves.

Description

텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법{TILTING CONTROL APPARATUS FOR TELEMETRY RECEIVING ANTENNA AND ITS METHOD FOR THE SAME}TILTING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR TELEMETRY RADIO RECEPTION ANTENNA AND THE METHOD THEREOF {TILTING CONTROL APPARATUS FOR TELEMETRY RECEIVING ANTENNA AND ITS METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 본 발명은 탄도 비행 중인 텔레메트리 탑재체로부터 송신되는 텔레메트리 전파를 수신하기 위해 최대 수신 전력이 될 수 있도록 수신 안테나의 지향각을 탄도에 대응하여 틸팅함으로써, 텔레메트리 전파의 송수신 성능을 극대화할 수 있는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention is to transmit and receive telemetry radio waves by tilting the direction of the receiving antenna corresponding to the trajectory so that the maximum reception power to receive the telemetry radio waves transmitted from the telemetry payload in flight ballistic flight The present invention relates to a tilting control device and method for a telemetry radio wave reception antenna capable of maximizing performance.

잘 알려진 바와 같이, 다양한 기폭 방식을 가지는 포탄과 같은 발사체의 신관에서 탄착 후에 기폭되는 충격신관은 폭발 여부만 관찰될 경우 신관의 작동 여부가 명확하게 판단될 수 있다.As is well known, the impact fuse detonated after the impact in the fuse of the projectile, such as a shell having a variety of detonation method can be clearly determined whether the operation of the fuse if only the explosion is observed.

하지만, 시한신관이나 근접신관의 경우 폭발과정에서 사전에 미리 설정된 시간, 고도, 목표물과의 방위각 등의 충족 여부에 대해 판단하기 어렵기 때문에 신관 작동에 대한 신뢰성 있는 검증이 필요하며, 신관 개발 과정에서도 신뢰성 검증뿐만 아니라 최적화된 신관 설계를 위해 포발사 시험 시 신관 내부의 각종 상황을 명확하게 파악하는 것이 매우 중요하게 대두되고 있다.However, in case of time fuse or proximity fuse, it is difficult to judge whether the preset time, altitude, azimuth with target, etc. are met during the explosion process, so it is necessary to reliably verify the operation of the fuse. In addition to verifying reliability, it is very important to clearly understand the various situations inside the fuse during the firing test for optimized fuse design.

이에 따라 신관이 활성화되는 시점부터 기폭 시까지의 필요한 정보를 원격 송신하고, 이를 관측점에서 수신하여 기폭하는 과정을 분석하는 자료로 활용할 수 있도록 텔레메트리 시스템(telemetry system)을 신관에 적용하는 기술이 개발되고 있다.As a result, a technology has been developed that applies a telemetry system to a fuse to remotely transmit necessary information from the time of activation of the fuse to the detonation and to use it as a data to analyze the process of receiving and detonating at the observation point. It is becoming.

이러한 텔레메트리 시스템에서는 송신안테나 및 수신안테나를 포함하는데, 포탄에 탑재된 근접센서 안테나(예를 들면, 주파수대역이 비슷한 FMCW 방식의 근접센서 안테나)에 영향을 미치지 않는 상태에서 탄도에 따라 비행하는 포탄에 구비된 신관 내부의 정보들을 포탄의 후방으로 안정적으로 송신할 수 있어야만 한다.The telemetry system includes a transmitting antenna and a receiving antenna, which fly along the trajectory without affecting the proximity sensor antenna (for example, an FMCW type proximity antenna with similar frequency band). Information inside the fuse provided in the shell must be able to stably transmit to the rear of the shell.

그리고, 텔레메트리 송신 장치(즉, 텔레메트리 안테나를 포함함)를 신관에 탑재할 경우에는 무기체계 호환을 위해 신관 전방 노즈콘(레이돔)의 공간을 활용하는 것이 효과적이며, 체적이 다른 탄체를 사용하더라도 텔레메트리 안테나의 방사 패턴과 송출 강도는 원활한 송수신을 위해 일정 레벨을 지속적으로 유지해야만 한다.In addition, when a telemetry transmitter (ie, including a telemetry antenna) is mounted on the fuse, it is effective to utilize the space of the front nose nose cone (radome) for compatibility with the weapon system. Even if used, the radiation pattern and emission intensity of the telemetry antenna must be kept constant for smooth transmission and reception.

한편, 텔레메트리 시스템이 탑재되는 무기 쳬계에서 정상적인 데이터 수신을 위해서 수신 신호의 전력 크기가 확보되어야 하지만, 탄도에 따른 텔레메트리 탑재체(예를 들면, 신관 등)의 비행으로 인해 텔레메트리 송수신 안테나의 패턴 방향 및 비행거리의 실시간 변화가 발생함으로써, 수신신호 크기가 연속적으로 변화될 수 밖에 없으며, 이로 인해 텔레메트리 전파의 미수신 구간이 발생되는 문제점이 있다.On the other hand, in the weapon machine equipped with a telemetry system, the power of the received signal should be secured for normal data reception, but the telemetry transmission and reception due to the flight of the telemetry payload (for example, fuse) according to the ballistics Since the real-time change of the pattern direction and the flight distance of the antenna occurs, the received signal size must be continuously changed, and thus there is a problem that an unreceived section of the telemetry propagation occurs.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 텔레메트리 전파 수신용 안테나를 탄도에 따른 변화를 고려하여 자동으로 각도를 변경시키는 장치의 연구 개발이 요구되고 있는 실정이다.In order to solve this problem, research and development of a device for automatically changing the angle of the telemetry radio reception antenna in consideration of the change according to the trajectory is required.

1. 한국공개특허 제10-2013-0115571(2013.10.22.공개)1. Korean Patent Publication No. 10-2013-0115571 (October 22, 2013) 2. 한국등록특허 제10-0933662호(2009.12.16.등록)2. Korea Patent Registration No. 10-0933662 (2009.12.16.Registration)

본 발명은 탄도 비행 중인 텔레메트리 탑재체로부터 송신되는 텔레메트리 전파를 수신하기 위해 최대 수신 전력이 될 수 있도록 수신 안테나의 지향각을 탄도에 대응하여 틸팅함으로써, 텔레메트리 전파의 송수신 성능을 극대화할 수 있는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.The present invention maximizes the transmission and reception performance of telemetry radio waves by tilting the direction of the receiving antenna corresponding to the trajectory so as to receive the maximum reception power for receiving telemetry radio waves transmitted from the telemetry payload in flight. It is an object of the present invention to provide a tilting control device for a telemetry radio wave reception antenna and a method thereof.

또한, 본 발명은 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력과 최대 수신 전력에 대응하는 틸팅 각도를 산출하며, 포발사가 감지될 경우 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간 제어신호를 제공하고, 제공되는 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시킴으로써, 탄도에 따른 수신 전력이 최대가 될 수 있도록 안테나 수신 감도 레벨을 기준으로 하여 수신 안테나의 최대 지향각을 실시간으로 틸팅할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 계측장비가 필요하지 않아 저비용으로 고효율의 장치를 제공할 수 있는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention calculates the tilt angle corresponding to the received power and the maximum received power by using the input ballistic data, position data and antenna data, and provides a real-time control signal according to the calculated tilt angle when firing fire is detected By tilting the receiving antenna according to the provided real-time control signal, the maximum directivity angle of the receiving antenna can be tilted in real time based on the antenna reception sensitivity level so that the reception power according to the trajectory can be maximized. The present invention provides a tilting control device and method for a telemetry radio reception antenna that can maximize transmission and reception performance and can provide a high-efficiency device at low cost since no measurement equipment is required.

아울러, 본 발명은 수신 안테나의 틸팅 각도를 제어하기 위한 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동시켜 수신 안테나를 틸팅하면서 위상 배열 안테나의 위상 천이기를 제어하여 수신 안테나 빔을 틸팅시킴으로써, 고가의 추적 레이더 장비를 사용하지 않고도 발사체의 비행시간 동안 고도와 탄의 기울기 변화로 인해 발생되는 텔레메트리 미수신 구간을 효과적으로 제거할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention by driving the tilting motor of the receiving antenna according to the real-time control signal for controlling the tilting angle of the receiving antenna by tilting the receiving antenna while controlling the phase shifter of the phased array antenna by tilting the receiving antenna beam, expensive For the reception of telemetry radio waves that can further improve telemetry transmission and reception by effectively eliminating the telemetry unreceived areas caused by changes in altitude and shot inclination during the projectile's flight without the use of tracking radar equipment. An object of the present invention is to provide a tilting control device for an antenna and a method thereof.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects, which are not mentioned above, will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 입력되는 입력부와, 상기 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력을 산출하고, 상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 산출부와, 포 발사를 감지하여 포 발사 감지 정보를 제공하는 센서부와, 상기 센서부로부터 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 상기 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 제공하는 제어부와, 상기 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 상기 수신 안테나를 틸팅시키는 구동부를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the received power is calculated using an input unit to which ballistic data, position data and antenna data are input, and the input ballistic data, position data and antenna data, and the calculated received power is a maximum value. A calculation unit for calculating a tilting angle of the receiving antenna, a sensor unit detecting gun firing and providing gun firing detection information, and when the gun firing detection information is provided from the sensor unit, the tilting angle corresponding to the calculated tilting angle is obtained. A tilting control device for an antenna for receiving telemetry radio waves may include a control unit for providing a tilting control signal and a driving unit for tilting the receiving antenna according to the provided tilting control signal.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 탄도 데이터는, 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 상기 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리, 고도각, 받음각 및 비행시간을 포함하는 탄도 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the ballistic data, the input information including the application type, fuse standard, launching gun information, elevation information and charge information, the firing range, altitude angle, calculated using the input information, A tilting control device for an antenna for receiving telemetry radio waves including ballistic information including an angle of attack and a flight time may be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 위치 데이터는, 상기 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the position data, a tilting control device for an antenna for receiving telemetry radio waves including the position information and the firing position information of the receiving antenna can be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 안테나 데이터는, 송신 안테나의 송신 이득, 상기 수신 안테나의 수신 이득, 방사패턴 정보, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the antenna data, the number of telemetry propagation including the transmission gain of the transmission antenna, the reception gain of the reception antenna, radiation pattern information, polarization loss between the transmission and reception antennas and the transceiver RF information A tilting control device of the credit antenna can be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 산출부는, 송신 안테나의 송신이득, 상기 수신 안테나의 수신이득 및 안테나 파라미터를 이용하여 상기 수신 전력을 산출하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the calculating unit, the tilt control device of the antenna for telemetry radio wave reception for calculating the reception power using the transmission gain of the transmission antenna, the reception gain of the reception antenna and antenna parameters Can be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 산출부는, 발사체의 각도 변화에 따른 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 상기 수신 전력이 상기 최대값을 유지하도록 상기 틸팅 각도를 산출하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the calculating unit, for receiving the telemetry radio wave for calculating the tilting angle so that the received power maintains the maximum value in response to the radiation pattern information and the trajectory according to the angle change of the projectile A tilt control device for the antenna may be provided.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 안테나 파라미터는, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the antenna parameter may be provided with a tilting control device for an antenna for receiving telemetry radio waves including polarization loss between transceiver antennas and transceiver RF information.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 틸팅 제어신호는, 상기 틸팅 각도에 따라 상기 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호 및 안테나 소자 위상 천이기의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 중 적어도 하나를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the tilting control signal may include a driving control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna and a phase control signal for controlling the phase of the antenna element phase shifter according to the tilting angle. A tilt control device for an antenna for receiving telemetry radio waves including at least one may be provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 입력하는 단계와, 상기 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력을 산출하는 단계와, 상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 단계와, 포 발사를 감지하여 포 발사 감지 정보를 제공하는 단계와, 상기 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 상기 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 제공하는 단계와, 상기 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 상기 수신 안테나를 틸팅시키는 단계를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of inputting ballistic data, position data and antenna data, calculating the received power using the input ballistic data, position data and antenna data, and the calculated received power is Calculating a tilting angle of the reception antenna, which is a maximum value, detecting gun firing and providing gun firing detection information; and when the gun firing detection information is provided, a tilting control signal corresponding to the calculated tilting angle And a tilting control method of the antenna for receiving telemetry radio waves, including the step of tilting the receiving antenna according to the provided tilting control signal.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 탄도 데이터는, 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 상기 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리, 고도각, 받음각 및 비행시간을 포함하는 탄도 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the ballistic data, the input information including the application type, fuse standard, launching gun information, elevation information and charge information, and the firing range, altitude angle, calculated using the input information, A tilting control method of an antenna for receiving telemetry radio waves including ballistic information including an angle of attack and a flight time may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 위치 데이터는, 상기 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the position data, a tilting control method of the antenna for telemetry radio wave reception including the position information and the firing position information of the receiving antenna may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 안테나 데이터는, 송신 안테나의 송신 이득, 상기 수신 안테나의 수신 이득, 방사패턴 정보, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the antenna data, the number of telemetry propagation including the transmission gain of the transmitting antenna, the receiving gain of the receiving antenna, radiation pattern information, polarization loss between the transmitting and receiving antennas and the transceiver RF information A tilting control method of a credit antenna may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 수신 전력을 산출하는 단계는, 송신 안테나의 송신이득, 상기 수신 안테나의 수신이득 및 안테나 파라미터를 이용하여 상기 수신 전력을 산출하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of calculating the received power, the telemetry radio wave reception antenna for calculating the received power using the transmission gain of the transmitting antenna, the reception gain of the receiving antenna and antenna parameters The tilt control method of may be provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 틸팅 각도를 산출하는 단계는, 발사체의 각도 변화에 따른 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 상기 수신 전력이 상기 최대값을 유지하도록 상기 틸팅 각도를 산출하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step of calculating the tilting angle, the telemetry for calculating the tilting angle so that the received power maintains the maximum value in response to the radiation pattern information and ballistics according to the angle change of the projectile; There may be provided a tilting control method of an antenna for receiving a meta-wave.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 안테나 파라미터는, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the antenna parameter may be provided with a tilting control method of an antenna for receiving telemetry radio waves including polarization loss between transceiver antennas and transceiver RF information.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 틸팅 제어신호는, 상기 틸팅 각도에 따라 상기 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호 및 안테나 소자 위상 천이기의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 중 적어도 하나를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, the tilting control signal may include one of a driving control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna and a phase control signal for controlling the phase of the antenna element phase shifter according to the tilting angle. A tilting control method of an antenna for receiving telemetry radio waves including at least one may be provided.

본 발명은 탄도 비행 중인 텔레메트리 탑재체로부터 송신되는 텔레메트리 전파를 수신하기 위해 최대 수신 전력이 될 수 있도록 수신 안테나의 지향각을 탄도에 대응하여 틸팅함으로써, 텔레메트리 전파의 송수신 성능을 극대화할 수 있다.The present invention maximizes the transmission and reception performance of telemetry radio waves by tilting the direction of the receiving antenna corresponding to the trajectory so as to receive the maximum reception power for receiving telemetry radio waves transmitted from the telemetry payload in flight. can do.

또한, 본 발명은 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력과 최대 수신 전력에 대응하는 틸팅 각도를 산출하며, 포발사가 감지될 경우 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간 제어신호를 제공하고, 제공되는 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시킴으로써, 탄도에 따른 수신 전력이 최대가 될 수 있도록 안테나 수신 감도 레벨을 기준으로 하여 수신 안테나의 최대 지향각을 실시간으로 틸팅할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 계측장비가 필요하지 않아 저비용으로 고효율의 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention calculates the tilt angle corresponding to the received power and the maximum received power by using the input ballistic data, position data and antenna data, and provides a real-time control signal according to the calculated tilt angle when firing fire is detected By tilting the receiving antenna according to the provided real-time control signal, the maximum directivity angle of the receiving antenna can be tilted in real time based on the antenna reception sensitivity level so that the reception power according to the trajectory can be maximized. In addition to maximizing transmission and reception performance, no measurement equipment is required, providing a highly efficient device at low cost.

아울러, 본 발명은 수신 안테나의 틸팅 각도를 제어하기 위한 실시간 제어신호에따라 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동시켜 수신 안테나를 틸팅하면서 위상 배열 안테나의 위상 천이기를 제어하여 수신 안테나 빔을 틸팅시킴으로써, 고가의 추적 레이더 장비를 사용하지 않고도 발사체의 비행시간 동안 고도와 탄의 기울기 변화로 인해 발생되는 텔레메트리 미수신 구간을 효과적으로 제거할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention by driving the tilting motor of the receiving antenna according to the real-time control signal for controlling the tilting angle of the receiving antenna, and tilting the receiving antenna beam by controlling the phase shifter of the phased array antenna while tilting the receiving antenna, Even without the use of tracking radar equipment, telemetry transmission and reception can be further improved by effectively eliminating telemetry unreceived areas caused by changes in altitude and shot tilt during projectile flight time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치를 예시한 블록구성도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치의 상세 블록구성도이며,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부에 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 설명하기 위한 도면이며,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부에서 틸팅 각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅을 제어하는 과정을 나타낸 플로우차트이며,
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치를 이용하여 수신 안테나를 틸팅하는 것을 구현한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram illustrating a tilt control apparatus of a telemetry radio wave reception antenna according to an embodiment of the present invention;
2A and 2B are detailed block diagrams of a tilting control device of an antenna for receiving telemetry radio waves according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams for describing ballistic data, position data, and antenna data input to an input unit according to an embodiment of the present invention;
4A and 4B are diagrams for describing calculating a tilting angle in a calculator according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a process of controlling the tilting of the antenna for receiving telemetry radio waves according to another embodiment of the present invention.
6A to 6D are diagrams showing an experimental result of implementing a tilting of a reception antenna using a tilting control apparatus of a telemetry radio wave reception antenna according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the embodiments of the present invention, and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, the invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치를 예시한 블록구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치의 상세 블록구성도이며, 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력부에 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 설명하기 위한 도면이며, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 산출부에서 틸팅 각도를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a tilting control apparatus of a telemetry radio wave reception antenna according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating telemetry radio wave reception according to an embodiment of the present invention. 3A to 3C are diagrams for describing ballistic data, position data, and antenna data input to an input unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4C. Is a view for explaining the calculation of the tilting angle in the calculation unit according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 2a 및 도 2b, 도 3a 내지 도 3c, 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치는 입력부(110), 산출부(120), 센서부(130), 제어부(140), 구동부(150) 등을 포함할 수 있다.1, 2A and 2B, 3A to 3C, and 4A to 4C, the tilting control device of the antenna for receiving telemetry radio waves according to an embodiment of the present invention is an input unit 110, calculation The unit 120, the sensor unit 130, the controller 140, and the driver 150 may be included.

입력부(110)는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 입력되는 것으로, 입력되는 탄도 데이터는 도 3a에 도시한 바와 같이 예를 들어 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리(range), 고도각(angle of altitude), 받음각(angle of attack) 및 비행시간(TOF : time of flight)을 포함하는 탄도 정보를 포함할 수 있는데, 이러한 탄도 정보는 진공탄도모델, 질점탄도모델 및 수정질점탄도모델 중 선택된 탄도모델에 입력 정보를 적용하여 산출될 수 있다.The input unit 110 receives ballistic data, position data, and antenna data, and the input ballistic data includes, for example, an applied ball type, a fuse standard, a shotgun information, an elevation angle information, and a charge information as illustrated in FIG. 3A. Input information, and ballistic information including a range, an angle of altitude, an angle of attack, and a time of flight (TOF) calculated using the input information. The ballistic information may be calculated by applying input information to a ballistic model selected from a vacuum ballistic model, a ballistic ballistic model, and a modified ballistic ballistic model.

그리고, 입력부(110)에 입력되는 위치 데이터는 도 3b에 도시한 바와 같이 예를 들어 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함할 수 있는데, 수신 안테나의 위치 정보와 포발사 위치 정보는 수신시스템에 구비된 GPS 수신기 및 사용자 입력을 통해 획득될 수 있다.In addition, the position data input to the input unit 110 may include, for example, position information of the receiving antenna and the firing position information, as shown in FIG. 3B, and the position information and the firing position information of the receiving antenna are received. It can be obtained through the GPS receiver and user input provided in the system.

또한, 입력부(110)에 입력되는 안테나 데이터는 예를 들어 송신 안테나의 송신 이득, 수신 안테나의 수신 이득, 방사패턴 정보, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함할 수 있는데, 도 3c의 좌측에 도시한 바와 같이송신 안테나의 송신 방사패턴을 도출하고, 송신방사효율 및 송신반사계수를 포함하는 송신 안테나 방사패턴 정보에 탄도 정보(예를 들면, 받음각, 고도각 등)를 반영하여 송신 안테나의 변화 방사패턴을 도출하며, 사거리에 따른 송신 안테나의 송신 이득이 산출될 수 있다.In addition, the antenna data input to the input unit 110 may include, for example, a transmission gain of a transmission antenna, a reception gain of a reception antenna, radiation pattern information, polarization loss between transmission and reception antennas, and transceiver RF information. As shown on the left side, the transmission radiation pattern of the transmission antenna is derived, and the transmission antenna radiation pattern information including the transmission radiation efficiency and transmission reflection coefficient is reflected to the transmission antenna radiation pattern (e.g., angle of attack, elevation, etc.) to transmit the antenna. Derivation of the radiation pattern is changed, and the transmission gain of the transmission antenna according to the range can be calculated.

또한, 도 3c의 우측에 도시한 바와 같이 수신 안테나의 수신 방사패턴을 도출하고, 수신방사효율 및 수신반사계수를 포함하는 수신 안테나 방사패턴 정보에 탄도 정보(예를 들면, 고도각 등)를 반영하여 수신 안테나의 변화 방사패턴을 도출하며, 사거리에 따른 수신 안테나의 수신 이득이 산출될 수 있다.In addition, as shown on the right side of FIG. 3C, a reception radiation pattern of the reception antenna is derived, and ballistic information (for example, an elevation angle) is reflected in the reception antenna radiation pattern information including the reception radiation efficiency and the reception reflection coefficient. By deriving the change radiation pattern of the receiving antenna, the receiving gain of the receiving antenna according to the range can be calculated.

한편, 송수신기 RF 정보는 예를 들어 수신기 전력 이득, 반송파 주파수, 송신 전력 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the transceiver RF information may include, for example, receiver power gain, carrier frequency, transmit power, and the like.

산출부(120)는 입력부(110)를 통해 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력을 산출하고, 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 것으로, 송신 안테나의 송신이득, 수신 안테나의 수신이득 및 안테나 파라미터를 이용하여 수신 전력을 산출할 수 있다. 여기에서, 안테나 파라미터는 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함할 수 있다.The calculation unit 120 calculates the reception power using the ballistic data, the position data, and the antenna data input through the input unit 110, and calculates a tilting angle of the reception antenna at which the calculated reception power becomes the maximum value. The reception power may be calculated using the transmission gain of the transmission antenna, the reception gain of the reception antenna, and antenna parameters. Here, the antenna parameters may include polarization loss and transceiver RF information between the transmit and receive antennas.

예를 들면, 도 4a에 도시한 바와 같이 산출부(120)는 송수신 안테나 편파손실과, 각도에 따른 송수신 안테나 이득과, 파장(주파수) 및 송수신 안테나 거리에 대한 항을 포함하는 프리스 방정식(Friis equation)에 기반하여 탄도에 따른 수신 전력을 산출할 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 4A, the calculation unit 120 includes a Friis equation including terms for transmit / receive antenna polarization loss, transmit / receive antenna gain according to an angle, wavelength (frequency), and transmit / receive antenna distance. ), The received power according to the trajectory can be calculated.

또한, 도 4b에 도시한 바와 같이 산출부(120)는 발사체의 각도 변화에 따른 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 수신 전력이 최대값을 유지하도록 틸팅 각도를 산출할 수 있는데, 발사체의 비행시간 동안 발사체의 각도 변화로 인하여 고정된 텔레메트리 수신기에서의 수신 전력은 계속 변화되고, 방사패턴 방향의 변화로 인해 최대값의 수신 전력을 유지하는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출할 수 있으며, 그 최대값을 유지하는 탄도에 따른 틸팅 각도를 제어부(140)에 제공할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4B, the calculator 120 may calculate a tilting angle so that the received power maintains a maximum value corresponding to the radiation pattern information and the trajectory according to the change in the angle of the projectile, during the flight time of the projectile. Due to the change in the angle of the projectile, the reception power in the fixed telemetry receiver is constantly changing, and the tilting angle of the receiving antenna which maintains the maximum reception power due to the change in the radiation pattern direction can be calculated, and the maximum value The tilting angle according to the trajectory for maintaining the control unit 140 may be provided.

상술한 바와 같이 산출부(120)에서는 입력부(110)로부터 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 제공될 경우 수신 안테나 틸팅 각도 범위를 산출하고, 산출된 수신 안테나 틸팅 각도 범위와 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 도 4c에 도시한 바와 같은 틸팅 각도 범위에 대한 수신 전력 배열 데이터를 산출할 수 있다.As described above, when the ballistic data, the position data, and the antenna data are provided from the input unit 110, the calculator 120 calculates the reception antenna tilt angle range, and calculates the calculated reception antenna tilt angle range, the ballistic data, the position data, and The antenna data may be used to calculate the received power array data for the tilting angle range as shown in FIG. 4C.

그리고, 산출부(120)에서는 탄도 비행 시간에 따른 수신 전력 배열 최대값을 최적화 알고리즘을 통해 추적함으로써, 수신 안테나 틸팅 각도를 산출할 수 있다. 여기에서, 최적화 알고리즘은 RSSI 오차, 다중 경로 페이딩 등의 오차를 보정하고, 목표값을 추종하기 위한 알고리즘을 의미한다.In addition, the calculation unit 120 may calculate the reception antenna tilting angle by tracking the maximum reception power array value according to the ballistic flight time through an optimization algorithm. Here, the optimization algorithm refers to an algorithm for correcting an error such as RSSI error, multipath fading, and following a target value.

센서부(130)는 포 발사를 감지하여 포 발사 감지 정보를 제공하는 것으로, 예를 들면, 자이로센서, GPS 센서, 포 발사 감지 센서 등을 포함하며, 이러한 센서들을 통해 발생하는 각종 위치 데이터 및 포 발사 감지 데이터를 포함하는 포 발사 감지 정보를 제어부(140)에 제공할 수 있다. 여기에서, 포 발사 감지 정보는 장치의 기준 위치 및 방향, 모터의 원점 및 실시간 회전각, 탄 발사 지점 감지 등과 같이 장치 제어를 위한 실시간 데이터를 포함할 수 있다.The sensor unit 130 detects artillery fire and provides artillery fire detection information. For example, the sensor unit 130 includes a gyro sensor, a GPS sensor, an artillery fire detection sensor, and various position data and artillery generated through these sensors. Artillery fire detection information including fire detection data may be provided to the controller 140. Here, the gun firing detection information may include real-time data for controlling the device, such as the reference position and direction of the device, the origin and real-time rotation angle of the motor, the bullet firing point detection.

제어부(140)는 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 산출부(120)를 통해 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 제공하는 것으로, 포 발사 후 발사체의 비행시간에 대응하여 틸팅 각도 제어가 이루어져야 하기 때문에 포 발사 감지 및 시간 동기화가 요구되며, 이러한 포 발사 감지는 유무선 통신, 발사 충격 감지 센서, 사용자 입력, 음향 센서, 포 연동 시스템 등과 같이 다양한 방식으로 포 발사를 감지할 수 있으며, 포 발사 감지를 통해 시간 동기화를 수행할 수 있다.The control unit 140 provides a tilting control signal corresponding to the tilting angle calculated by the calculating unit 120 when the artillery firing detection information is provided, and the tilting angle control should be made in response to the flight time of the projectile after firing the artillery. Because gun firing detection and time synchronization are required, the gun firing detection can detect gun firing in various ways such as wired / wireless communication, firing shock sensor, user input, acoustic sensor, artillery interlocking system, etc. Time synchronization can be performed through.

여기에서, 틸팅 제어신호는 틸팅 각도에 따라 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호 및 안테나 소자 위상 천이기의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the tilting control signal may include at least one of a driving control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna and a phase control signal for controlling the phase of the antenna element phase shifter according to the tilting angle.

예를 들면, 제어부(140)는 최대값의 수신 전력을 유지하기 위해 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간으로 틸팅 제어신호를 제공할 수 있는데, 모터 제어를 통한 기계적인 틸팅 방식과 위상 제어를 통한 전기적인 빔 틸팅 방식을 모두 적용할 수 있다. 물론, 기계적인 틸팅 방식 및 전기적인 빔 틸팅 방식 중 선택된 어느 하나의 방식을 적용할 수 있다.For example, the controller 140 may provide a tilting control signal in real time according to a tilting angle calculated to maintain a maximum reception power. The controller 140 may provide a mechanical tilting method through a motor control and an electrical phase through a phase control. Both beam tilting methods can be applied. Of course, any one selected from a mechanical tilting method and an electric beam tilting method may be applied.

이에 따라, 제어부(140)는 틸팅 각도로 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 구동부(150)로 제공할 수 있고, 수신 안테나가 위상 배열 안테나인 경우 안테나 소자 위상 천이기의 위상 제어를 통해 빔 틸팅을 수행하기 위해서 위상 천이기 제어를 위한 위상 제어신호를 구동부(150)로 제공할 수 있다.Accordingly, the control unit 140 may provide a driving control signal for driving the tilting motor to the driving unit 150 at a tilting angle, and when the receiving antenna is a phased array antenna, the beam through phase control of the antenna element phase shifter. In order to perform tilting, the phase control signal for controlling the phase shifter may be provided to the driver 150.

여기에서, 제어부(140)는 위상 제어신호를 제공할 경우 산출부(120)로부터 제공되는 수신 안테나의 틸팅 각도(즉, 수평/수직 각도)를 구동부(150)로부터 제공되는 수신 안테나의 위상 제어값에 따른 빔 틸팅 각도를 비교하여 구동부(150)로 보정 데이터를 포함하는 위상 제어신호를 제공할 수 있다.Here, when the control unit 140 provides a phase control signal, the tilting angle (ie, horizontal / vertical angle) of the receiving antenna provided from the calculating unit 120 is determined by the phase control value of the receiving antenna provided from the driving unit 150. By comparing the beam tilting angle according to the phase may provide a phase control signal including the correction data to the driver 150.

구동부(150)는 제어부(140)로부터 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시키는 것으로, 제어부(140)로부터 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호가 제공될 경우 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하여 수신 안테나 틸팅을 수행할 수 있고, 제어부(140)로부터 위상 천이기 제어를 위한 위상 제어신호가 제공될 경우 수신 안테나의 빔 틸팅을 수행할 수 있다.The driving unit 150 tilts the reception antenna according to the tilting control signal provided from the control unit 140. When the driving control signal for driving the tilting motor of the reception antenna is provided from the control unit 140, the driving motor of the reception antenna is tilted. It may be performed to perform the reception antenna tilting, and when the phase control signal for controlling the phase shifter is provided from the control unit 140, the beam tilting of the receiving antenna may be performed.

예를 들면, 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하여 수신 안테나 틸팅을 수행하는 경우에는 도 2a에 도시한 바와 같이 제어부(140)와 구동부(150) 사이에 엔코더부를 추가로 구비함으로써, 엔코더부를 통해 안테나 틸팅 모터의 회전 각도를 검출할 수 있으며, 이를 통해 제어부(140)로부터 제공되는 구동 제어신호에 따라 2축 모터인 BLDC 모터를 이용하여 수신 안테나를 틸팅시킬 수 있다. 이러한 BLDC 모터는, 예를 들어 아지무스 앵글 모터(Azimuth Angle motor), 엘리베이션 앵글 모터(Elevation Angle motor) 등을 포함할 수 있다.For example, when performing the reception antenna tilting by driving the tilting motor of the reception antenna, as shown in FIG. 2A, the encoder is further provided between the control unit 140 and the driving unit 150, thereby tilting the antenna through the encoder unit. The rotation angle of the motor can be detected, and through this, the reception antenna can be tilted using a BLDC motor, which is a two-axis motor, according to a driving control signal provided from the controller 140. Such a BLDC motor may include, for example, an Azimuth Angle motor, an Elevation Angle motor, or the like.

또한, 수신 안테나의 빔 틸팅을 수행하는 경우 도 2b에 도시한 바와 같이 구동부(150)는 안테나 제어부와 배열 안테나부로 구성될 수 있는데, 신호 처리기 및 위상 제어기를 포함하는 안테나 제어부에서 위상 제어값에 따른 빔 틸팅 각도를 제어부(140)에 제공하고, 제어부(140)로부터 제공되는 위상 제어신호에 따라 빔 틸팅을 위한 디지털 신호를 처리할 수 있고, 이에 따라 배열 안테나부에서 위상제어 하드웨어 및 신호 생성을 통해 배열 안테나의 빔 틸팅을 수행할 수 있다. 이러한 배열 안테나부는 예를 들어 TR 모듈, 위상천이기, ADC 등을 포함할 수 있다.In addition, in the case of performing the beam tilting of the receiving antenna, as shown in FIG. 2B, the driving unit 150 may include an antenna control unit and an array antenna unit. The antenna control unit including a signal processor and a phase controller may be configured according to a phase control value. The beam tilting angle may be provided to the controller 140, and the digital signal for beam tilting may be processed according to the phase control signal provided from the controller 140. Accordingly, through the phase control hardware and signal generation in the array antenna unit, Beam tilting of the array antenna may be performed. The array antenna unit may include, for example, a TR module, a phase shifter, an ADC, and the like.

따라서, 본 발명은 탄도 비행 중인 텔레메트리 탑재체로부터 송신되는 텔레메트리 전파를 수신하기 위해 최대 수신 전력이 될 수 있도록 수신 안테나의 지향각을 탄도에 대응하여 틸팅함으로써, 텔레메트리 전파의 송수신 성능을 극대화할 수 있다.Accordingly, the present invention is to transmit and receive the performance of the telemetry radio wave by tilting the direction of the receiving antenna corresponding to the trajectory so that the maximum reception power to receive the telemetry radio wave transmitted from the telemetry payload in flight ballistic flight Can be maximized.

또한, 본 발명은 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력과 최대 수신 전력에 대응하는 틸팅 각도를 산출하며, 포발사가 감지될 경우 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간 제어신호를 제공하고, 제공되는 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시킴으로써, 탄도에 따른 수신 전력이 최대가 될 수 있도록 안테나 수신 감도 레벨을 기준으로 하여 수신 안테나의 최대 지향각을 실시간으로 틸팅할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 계측장비가 필요하지 않아 저비용으로 고효율의 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention calculates the tilt angle corresponding to the received power and the maximum received power by using the input ballistic data, position data and antenna data, and provides a real-time control signal according to the calculated tilt angle when firing fire is detected By tilting the receiving antenna according to the provided real-time control signal, the maximum directivity angle of the receiving antenna can be tilted in real time based on the antenna reception sensitivity level so that the reception power according to the trajectory can be maximized. In addition to maximizing transmission and reception performance, no measurement equipment is required, providing a highly efficient device at low cost.

아울러, 본 발명은 수신 안테나의 틸팅 각도를 제어하기 위한 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동시켜 수신 안테나를 틸팅하면서 위상 배열 안테나의 위상 천이기를 제어하여 수신 안테나 빔을 틸팅시킴으로써, 고가의 추적 레이더 장비를 사용하지 않고도 발사체의 비행시간 동안 고도와 탄의 기울기 변화로 인해 발생되는 텔레메트리 미수신 구간을 효과적으로 제거할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention by driving the tilting motor of the receiving antenna according to the real-time control signal for controlling the tilting angle of the receiving antenna by tilting the receiving antenna while controlling the phase shifter of the phased array antenna by tilting the receiving antenna beam, expensive Even without the use of tracking radar equipment, telemetry transmission and reception can be further improved by effectively eliminating telemetry unreceived areas caused by changes in altitude and shot tilt during projectile flight time.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치에서, 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 입력하고, 이를 이용하여 수신 전력을 산출하여 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하며, 포 발사를 감지할 경우 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시키는 과정에 대해 상세히 설명한다.Next, in the tilting control device of the antenna for receiving telemetry radio waves having the above-described configuration, the ballistic data, the position data, and the antenna data are inputted, and the received power is calculated using the same to calculate the received power. The process of tilting the receiving antenna according to the tilting control signal corresponding to the calculated tilting angle when calculating the tilting angle and detecting the artillery firing will be described in detail.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅을 제어하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.5 is a flowchart illustrating a process of controlling tilting of the antenna for receiving telemetry radio waves according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 입력부(110)를 통해 입력할 수 있다(단계502).Referring to FIG. 5, ballistic data, position data, and antenna data may be input through the input unit 110 (step 502).

예를 들면, 탄도 데이터는 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리, 고도각, 받음각 및 비행시간을 포함하는 탄도 정보를 포함할 수 있는데, 이러한 탄도 정보는 진공탄도모델, 질점탄도모델 및 수정질점탄도모델 중 선택된 탄도모델에 입력 정보를 적용하여 산출될 수 있다.For example, ballistic data may include input information including applicable ball type, fuse specification, launch gun information, elevation information, and charge information, and ballistic information including a range, altitude angle, attack angle, and flight time calculated using the input information. The ballistic information may be calculated by applying input information to a ballistic model selected from a vacuum ballistic model, a ballistic ballistic model, and a modified ballistic ballistic model.

그리고, 위치 데이터는 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함할 수 있는데, 수신 안테나의 위치 정보와 포발사 위치 정보는 수신시스템에 구비된 GPS 수신기 및 사용자 입력을 통해 획득될 수 있다.The location data may include location information of the reception antenna and location information of the firing position. The location information and location of the firing location information of the reception antenna may be obtained through a GPS receiver and a user input provided in the reception system.

또한, 안테나 데이터는 송신 안테나의 송신 이득, 수신 안테나의 수신 이득, 방사패턴 정보, 송수신안테나 사이의 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함할 수 있는데, 송수신기 RF 정보는 예를 들어 수신기 전력 이득, 반송파 주파수, 송신 전력 등을 포함할 수 있다.In addition, the antenna data may include a transmit gain of a transmit antenna, a receive gain of a receive antenna, radiation pattern information, polarization loss between transmit and receive antennas, and transceiver RF information. The transceiver RF information may include, for example, a receiver power gain, a carrier frequency, and the like. , Transmit power, and the like.

그리고, 입력부(110)를 통해 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 산출부(120)에서 수신 전력을 산출할 수 있다(단계504).Then, the calculation unit 120 may calculate the received power using the ballistic data, the position data, and the antenna data input through the input unit 110 (step 504).

예를 들면, 산출부(120)에서는 송수신 안테나 편파손실과, 각도에 따른 송수신 안테나 이득과, 파장(주파수) 및 송수신 안테나 거리에 대한 항을 포함하는 프리스 방정식에 기반하여 탄도에 따른 수신 전력을 산출할 수 있다.For example, the calculation unit 120 calculates the reception power according to the trajectory based on the freeze equation including the transmission and reception antenna polarization loss, the transmission and reception antenna gain according to the angle, the wavelength (frequency) and the transmission and reception antenna distance. can do.

구체적으로 설명하면, 산출부(120)에서는 입력부(110)로부터 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 제공될 경우 수신 안테나 틸팅 각도 범위를 산출하고, 산출된 수신 안테나 틸팅 각도 범위와 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 도 4c에 도시한 바와 같은 틸팅 각도 범위에 대한 수신 전력 배열 데이터를 산출할 수 있으며, 탄도 비행 시간에 따른 수신 전력 배열 최대값을 최적화 알고리즘을 통해 추적함으로써, 수신 안테나 틸팅 각도를 산출할 수 있다.Specifically, the calculation unit 120 calculates the reception antenna tilt angle range when the ballistic data, the position data, and the antenna data are provided from the input unit 110, and calculates the calculated reception antenna tilt angle range, the ballistic data, and the position data. And the antenna data may be used to calculate the received power array data for the tilting angle range as shown in FIG. 4C, and the received antenna tilting angle is obtained by tracking the maximum received power array value according to the ballistic flight time through an optimization algorithm. Can be calculated.

다음에, 산출부(120)에서 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출할 수 있다(단계506).Next, the tilting angle of the reception antenna at which the reception power calculated by the calculation unit 120 is the maximum value may be calculated (step 506).

예를 들면, 산출부(120)에서는 발사체의 각도 변화에 따른 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 수신 전력이 최대값을 유지하도록 틸팅 각도를 산출할 수 있는데, 발사체의 비행시간 동안 발사체의 각도 변화로 인하여 고정된 텔레메트리 수신기에서의 수신 전력은 계속 변화되고, 방사패턴 방향의 변화로 인해 최대값의 수신 전력을 유지하는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출할 수 있으며, 그 최대값을 유지하는 탄도에 따른 틸팅 각도를 제어부(140)에 제공할 수 있다.For example, the calculator 120 may calculate a tilting angle so that the reception power maintains a maximum value in response to the radiation pattern information and the trajectory according to the change in the angle of the projectile. Due to the change in the receiving power in the fixed telemetry receiver, it is possible to calculate the tilting angle of the receiving antenna that maintains the maximum reception power due to the change in the radiation pattern direction, and to the trajectory that maintains the maximum value. The tilt angle according to the present invention may be provided to the controller 140.

또한, 센서부(130)에서는 포 발사를 감지하여 그 포 발사 감지 정보를 제어부(140)에 제공할 수 있다(단계508). 이러한 센서부(130)에는 예를 들면, 자이로센서, GPS 센서, 포 발사 감지 센서 등을 포함하며, 이러한 센서들을 통해 발생하는 포 발사 감지 정보는 장치의 기준 위치 및 방향, 모터의 원점 및 실시간 회전각, 탄 발사 지점 감지 등과 같이 장치 제어를 위한 실시간 데이터를 포함할 수 있다.In addition, the sensor unit 130 may detect the artillery fire and provide the artillery fire detection information to the controller 140 (step 508). The sensor unit 130 includes, for example, a gyro sensor, a GPS sensor, an artillery detection sensor, and the artillery detection information generated through the sensors. The reference position and direction of the device, the home position and the real time rotation of the motor are included. It may include real-time data for device control, such as angle and shot firing point detection.

한편, 제어부(140)에서는 센서부(130)로부터 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 산출부(120)에서 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 구동부(150)로 제공할 수 있다(단계510).On the other hand, the control unit 140 may provide a tilting control signal corresponding to the tilting angle calculated by the calculating unit 120 to the driving unit 150 when the gun firing detection information is provided from the sensor unit 130 (step 510). ).

예를 들면, 제어부(140)에서는 최대값의 수신 전력을 유지하기 위해 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간으로 틸팅 제어신호를 제공할 수 있는데, 모터 제어를 통한 기계적인 틸팅 방식과 위상 제어를 통한 전기적인 빔 틸팅 방식을 모두 적용할 수 있다. 물론, 기계적인 틸팅 방식 및 전기적인 빔 틸팅 방식 중 선택된 어느 하나의 방식을 적용할 수 있다.For example, the controller 140 may provide a tilting control signal in real time according to a tilting angle calculated to maintain a maximum reception power. The controller 140 may provide a mechanical tilting method through a motor control and an electrical phase through a phase control. Both beam tilting methods can be applied. Of course, any one selected from a mechanical tilting method and an electric beam tilting method may be applied.

이에 따라, 제어부(140)에서는 틸팅 각도로 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 구동부(150)로 제공할 수 있고, 수신 안테나가 위상 배열 안테나인 경우 안테나 소자 위상 천이기의 위상 제어를 통해 빔 틸팅을 수행하기 위해서 위상 천이기 제어를 위한 위상 제어신호를 구동부(150)로 제공할 수 있다.Accordingly, the control unit 140 may provide the driving unit 150 with a driving control signal for driving the tilting motor at a tilting angle. When the receiving antenna is a phased array antenna, the beam is controlled through the phase control of the antenna element phase shifter. In order to perform tilting, the phase control signal for controlling the phase shifter may be provided to the driver 150.

이어서, 구동부(150)에서는 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시킬 수 있다(단계512).Subsequently, the driver 150 may tilt the reception antenna according to the tilt control signal provided (step 512).

예를 들면, 구동부(150)에서는 제어부(140)로부터 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호가 제공될 경우 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하여 수신 안테나 틸팅을 수행할 수 있고, 제어부(140)로부터 위상 천이기 제어를 위한 위상 제어신호가 제공될 경우 수신 안테나의 빔 틸팅을 수행할 수 있다.For example, when the driving unit 150 is provided with a driving control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna from the controller 140, the driving unit 150 may drive the tilting motor of the receiving antenna to perform the receiving antenna tilting, and the control unit 140. When the phase control signal for controlling the phase shifter is provided, beam tilting of the reception antenna may be performed.

구체적으로 설명하면, 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하여 수신 안테나 틸팅을 수행하는 경우에는 제어부(140)와 구동부(150) 사이에 엔코더부를 추가로 구비된 엔코더부를 통해 안테나 틸팅 모터의 회전 각도를 검출할 수 있으며, 이를 통해 제어부(140)로부터 제공되는 구동 제어신호에 따라 2축 모터인 BLDC 모터를 이용하여 수신 안테나를 틸팅시킬 수 있다.In detail, when the reception antenna tilting is performed by driving the tilting motor of the reception antenna, the rotation angle of the antenna tilting motor may be detected through an encoder unit further provided between the control unit 140 and the driving unit 150. In this way, the reception antenna may be tilted using a BLDC motor, which is a two-axis motor, according to a driving control signal provided from the controller 140.

또한, 수신 안테나의 빔 틸팅을 수행하는 경우 구동부(150)는 안테나 제어부와 배열 안테나부로 구성될 수 있는데, 안테나 제어부에서 위상 제어값에 따른 빔 틸팅 각도를 제어부(140)에 제공하고, 제어부(140)로부터 제공되는 위상 제어신호에 따라 빔 틸팅을 위한 디지털 신호를 처리할 수 있고, 이에 따라 배열 안테나부에서 위상제어 하드웨어 및 신호 생성을 통해 배열 안테나의 빔 틸팅을 수행할 수 있다.In addition, when the beam tilting of the reception antenna is performed, the driving unit 150 may include an antenna control unit and an array antenna unit. The antenna control unit may provide a beam tilting angle according to a phase control value to the control unit 140 and the control unit 140. The digital signal for tilting the beam may be processed according to the phase control signal provided from the N-type, and accordingly, the beam tilting of the array antenna may be performed through phase control hardware and signal generation in the array antenna unit.

따라서, 본 발명은 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력과 최대 수신 전력에 대응하는 틸팅 각도를 산출하며, 포발사가 감지될 경우 산출된 틸팅 각도에 따라 실시간 제어신호를 제공하고, 제공되는 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시킴으로써, 탄도에 따른 수신 전력이 최대가 될 수 있도록 안테나 수신 감도 레벨을 기준으로 하여 수신 안테나의 최대 지향각을 실시간으로 틸팅할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 계측장비가 필요하지 않아 저비용으로 고효율의 장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention calculates a tilt angle corresponding to the received power and the maximum received power by using the input ballistic data, the position data and the antenna data, and provides a real-time control signal according to the calculated tilt angle when the firing fire is detected. By tilting the receiving antenna according to the provided real-time control signal, the maximum directivity angle of the receiving antenna can be tilted in real time based on the antenna reception sensitivity level so that the reception power according to the trajectory can be maximized. In addition to maximizing transmission and reception performance, no measurement equipment is required, providing a highly efficient device at low cost.

또한, 본 발명은 수신 안테나의 틸팅 각도를 제어하기 위한 실시간 제어신호에 따라 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동시켜 수신 안테나를 틸팅하면서 위상 배열 안테나의 위상 천이기를 제어하여 수신 안테나 빔을 틸팅시킴으로써, 고가의 추적 레이더 장비를 사용하지 않고도 발사체의 비행시간 동안 고도와 탄의 기울기 변화로 인해 발생되는 텔레메트리 미수신 구간을 효과적으로 제거할 수 있어 텔레메트리 송수신 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention by driving the tilting motor of the receiving antenna according to the real-time control signal for controlling the tilting angle of the receiving antenna, and tilting the receiving antenna beam by controlling the phase shifter of the phased array antenna while tilting the receiving antenna, Even without the use of tracking radar equipment, telemetry transmission and reception can be further improved by effectively eliminating telemetry unreceived areas caused by changes in altitude and shot tilt during projectile flight time.

한편, 상술한 바와 같은 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치를 이용한 모의 실험을 통해 수신 안테나를 틸팅시키는 것을 구현한 실험 결과에 대해 설명한다.On the other hand, the experimental result of implementing the tilting of the receiving antenna through the simulation using the tilting control device of the antenna for receiving telemetry radio waves as described above will be described.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치를 이용하여 수신 안테나를 틸팅하는 것을 구현한 실험 결과를 나타낸 도면이다.이다.6A to 6D are diagrams showing an experimental result of implementing a tilting of a reception antenna using a tilting control apparatus of a telemetry radio wave reception antenna according to an embodiment of the present invention.

도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 도 6a에 도시한 바와 같은 측정 데이터의 탄도 정보 등을 포함하는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 입력부(110)에 입력될 경우, 산출부(120)에서는 도 6b에 도시한 바와 같은 탄도에 따라 수신전력을 산출하여 제공할 수 있는데, 측정값(Measurement)과 산출값(Calculation)이 거의 일치한다는 점을 알 수 있다.6A to 6D, when ballistic data, position data, and antenna data including ballistic information of measurement data as illustrated in FIG. 6A are input to the input unit 110, the calculation unit 120 may use FIG. The received power can be calculated and provided according to the trajectory as shown in 6b. It can be seen that the measured value and the calculated value almost match.

또한, 도 6c에 도시한 바와 같이 산출부(120)에서는 최대 수신 전력을 추종하는 알고리즘을 통해 최적의 안테나 틸팅 각도를 산출할 수 있으며, 산출된 틸팅 각도를 적용하여 수신 안테나를 틸팅 제어할 경우 도 6d에 도시한 바와 같이 틸팅 전 데이터 미수신 구간이 사라지고 틸팅 후 데이터 수신 구간이 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.In addition, as shown in FIG. 6C, the calculation unit 120 may calculate an optimal antenna tilting angle through an algorithm that follows the maximum reception power, and the tilting control of the receiving antenna is performed by applying the calculated tilting angle. As shown in 6d, the data unreceived section before tilting disappears and the data receiving section after tilting increases.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치 및 그 방법은 포 발사 환경에서의 포탄 텔레메트리 기술 분야에 적용할 수 있는데, 포탄 분야에 적용되는 원격 데이터 전송 장치에 모두 적용이 가능하고, 원거리 수신 성능의 저하 문제를 해결할 수 있으며, 텔레메트리 송신 전력 절약으로 신관 에너지 전력량을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 RF 소자 비용을 절감시킬 수 있고, 기존의 포 발사 환경에서 레이더식 추적 및 계측 장비에 비해 구현 비용이 매우 저렴할 뿐만 아니라 단기간에 적용이 가능한 장점이 있다.As described above, the tilting control device and method of the antenna for receiving telemetry radio waves according to an embodiment of the present invention can be applied to the art of shell telemetry technology in an artillery firing environment. It can be applied to all applications, solves the problem of deterioration of remote reception performance, saves the power of fuse energy by saving the telemetry transmission power, saves the cost of RF device, and Compared with radar tracking and measurement equipment, the cost of implementation is very low and it can be applied in a short time.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 장치 및 그 방법은 발사체 경로가 정해져 있는 텔레메트리 기술에 적용할 수 있는데, 포탄 이외에도 발사체 경로가 미리 정해져 있을 경우 동일하게 적용할 수 있다.In addition, the apparatus and the method according to the embodiment of the present invention can be applied to the telemetry technology that the projectile path is determined, but in addition to the shell, if the projectile path is predetermined, the same applies.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the foregoing description, various embodiments of the present invention have been described and described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may have various modifications without departing from the technical spirit of the present invention. It will be readily appreciated that branch substitutions, modifications and variations are possible.

110 : 입력부
120 : 산출부
130 : 센서부
140 : 제어부
150 : 구동부
110: input unit
120: calculator
130: sensor
140: control unit
150: drive unit

Claims (16)

탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터가 입력되는 입력부와,
상기 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력을 산출하고, 상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 산출부와,
포 발사를 감지하여 포 발사 감지 정보를 제공하는 센서부와,
상기 센서부로부터 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 상기 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 제공하는 제어부와,
상기 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 수신 안테나를 틸팅시키는 구동부
를 포함하되,
상기 탄도 데이터는, 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 상기 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리, 고도각, 받음각 및 비행시간을 포함하는 탄도 정보를 포함하며,
상기 위치 데이터는, 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함하며,
상기 안테나 데이터는, 송신방사효율 및 송신반사계수를 포함한 송신 안테나 방사패턴 정보, 수신방사효율 및 수신반사계수를 포함하는 수신 안테나 방사패턴정보, 상기 탄도 정보를 반영하여 도출된 송신 안테나의 변화 방사패턴을 이용하여 산출되는 송신 안테나의 송신 이득, 상기 탄도 정보를 반영하여 도출된 수신 안테나 변화 방사패턴을 이용하여 산출되는 수신 안테나의 수신 이득, 송수신 안테나 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하며,
상기 산출부는,
상기 송수신 안테나 편파 손실과, 각도에 따른 송수신 안테나 이득과, 파장 및 송수신 안테나 거리에 대한 항을 포함하는 프리스 방정식에 기반하여 탄도에 따른 수신 전력을 산출하며,
발사체의 각도 변화에 따른 상기 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치.
An input unit to which ballistic data, position data, and antenna data are input;
A calculation unit configured to calculate reception power using the input ballistic data, position data and antenna data, and to calculate a tilting angle of the reception antenna at which the calculated reception power becomes a maximum value;
A sensor unit for detecting artillery firing and providing artillery firing detection information;
A control unit for providing a tilting control signal corresponding to the calculated tilting angle when the gun firing detection information is provided from the sensor unit;
A driver for tilting a receiving antenna according to the provided tilting control signal
Including,
The ballistic data includes input information including an applied ball type, fuse specification, launching gun information, elevation information, and charge information, and ballistic information including a range, an elevation angle, an attack angle, and a flight time calculated using the input information. Include,
The position data includes position information of the receiving antenna and artillery firing position information,
The antenna data may include transmission antenna radiation pattern information including transmission radiation efficiency and transmission reflection coefficient, reception antenna radiation pattern information including reception radiation efficiency and reception reflection coefficient, and change radiation pattern of the transmission antenna derived by reflecting the ballistic information. It includes the transmission gain of the transmitting antenna, the reception gain, the transmission and reception antenna polarization loss, and the transceiver RF information, which is calculated using the reception antenna change radiation pattern derived by reflecting the trajectory information.
The calculation unit,
Calculating the received power according to the trajectory based on the transmit / receive antenna polarization loss, the transmit / receive antenna gain according to the angle, and the fris equation including a term for the wavelength and the transmit / receive antenna distance,
And a tilting angle of a receiving antenna in which the calculated received power is a maximum value corresponding to the radiation pattern information and the trajectory according to a change in the angle of the projectile.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 틸팅 제어신호는, 상기 틸팅 각도에 따라 상기 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호 및 안테나 소자 위상 천이기의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 중 적어도 하나를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 장치.
The method of claim 1,
The tilt control signal is a telemetry propagation number including at least one of a drive control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna and a phase control signal for controlling the phase of the antenna element phase shifter according to the tilting angle. Tilting control unit of credit antenna.
탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 입력하는 단계와,
상기 입력되는 탄도 데이터, 위치 데이터 및 안테나 데이터를 이용하여 수신 전력을 산출하는 단계와,
상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 단계와,
포 발사를 감지하여 포 발사 감지 정보를 제공하는 단계와,
상기 포 발사 감지 정보가 제공될 경우 상기 산출된 틸팅 각도에 대응하는 틸팅 제어신호를 제공하는 단계와,
상기 제공되는 틸팅 제어신호에 따라 상기 수신 안테나를 틸팅시키는 단계
를 포함하되,
상기 탄도 데이터는, 적용 탄종, 신관 규격, 발사포 정보, 고각 정보 및 장약 정보를 포함하는 입력 정보와, 상기 입력 정보를 이용하여 산출되는 사거리, 고도각, 받음각 및 비행시간을 포함하는 탄도 정보를 포함하며,
상기 위치 데이터는, 상기 수신 안테나의 위치 정보와 포 발사 위치 정보를 포함하며,
상기 안테나 데이터는, 송신방사효율 및 송신반사계수를 포함한 송신 안테나 방사패턴 정보, 수신방사효율 및 수신반사계수를 포함하는 수신 안테나 방사패턴정보, 상기 탄도 정보를 반영하여 도출된 송신 안테나의 변화 방사패턴을 이용하여 산출되는 송신 안테나의 송신 이득, 상기 탄도 정보를 반영하여 도출된 수신 안테나 변화 방사패턴을 이용하여 산출되는 상기 수신 안테나의 수신 이득, 송수신 안테나 편파 손실 및 송수신기 RF 정보를 포함하며,
상기 수신 전력을 산출하는 단계는,
상기 송수신 안테나 편파 손실과, 각도에 따른 송수신 안테나 이득과, 파장 및 송수신 안테나 거리에 대한 항을 포함하는 프리스 방정식에 기반하여 탄도에 따른 수신 전력을 산출하며,
상기 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 단계는,
발사체의 각도 변화에 따른 상기 방사패턴 정보와 탄도에 대응하여 상기 산출된 수신 전력이 최대값이 되는 상기 수신 안테나의 틸팅 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법.
Inputting ballistic data, position data, and antenna data;
Calculating received power using the input ballistic data, position data, and antenna data;
Calculating a tilting angle of the reception antenna at which the calculated reception power becomes a maximum value;
Detecting artillery firing and providing artillery firing detection information;
Providing a tilting control signal corresponding to the calculated tilting angle when the gun firing detection information is provided;
Tilting the receiving antenna according to the provided tilting control signal
Including,
The ballistic data includes input information including an applied ball type, fuse specification, launching gun information, elevation information, and charge information, and ballistic information including a range, an elevation angle, an attack angle, and a flight time calculated using the input information. Include,
The position data includes position information and artillery firing position information of the receiving antenna,
The antenna data may include transmission antenna radiation pattern information including transmission radiation efficiency and transmission reflection coefficient, reception antenna radiation pattern information including reception radiation efficiency and reception reflection coefficient, and change radiation pattern of the transmission antenna derived by reflecting the ballistic information. A transmit gain of the transmit antenna, a receive gain of the receive antenna, a transmit / receive antenna polarization loss, and transceiver RF information calculated using a receive antenna change radiation pattern derived by reflecting the trajectory information.
Computing the received power,
Calculating the received power according to the trajectory based on the transmit / receive antenna polarization loss, the transmit / receive antenna gain according to the angle, and the fris equation including a term for the wavelength and the transmit / receive antenna distance,
Calculating the tilting angle of the receiving antenna,
And a tilting angle of the reception antenna in which the calculated reception power becomes a maximum value corresponding to the radiation pattern information and the trajectory according to the change of the angle of the projectile.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 틸팅 제어신호는, 상기 틸팅 각도에 따라 상기 수신 안테나의 틸팅 모터를 구동하기 위한 구동 제어신호 및 안테나 소자 위상 천이기의 위상을 제어하기 위한 위상 제어신호 중 적어도 하나를 포함하는 텔레메트리 전파 수신용 안테나의 틸팅 제어 방법.
The method of claim 9,
The tilt control signal is a telemetry propagation number including at least one of a drive control signal for driving the tilting motor of the receiving antenna and a phase control signal for controlling the phase of the antenna element phase shifter according to the tilting angle. Tilting control method of credit antenna.
KR1020180089898A 2018-08-01 2018-08-01 Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same KR102031697B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089898A KR102031697B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180089898A KR102031697B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102031697B1 true KR102031697B1 (en) 2019-11-08

Family

ID=68542137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180089898A KR102031697B1 (en) 2018-08-01 2018-08-01 Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102031697B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050060303A (en) * 2003-12-16 2005-06-22 한국항공우주연구원 Airship communication antenna polarization tilting and main beam steering system using a gps
JP2005283167A (en) * 2004-03-26 2005-10-13 Matsushita Electric Works Ltd Beam switching radar equipment
KR100933662B1 (en) 2007-10-10 2009-12-23 한국전자통신연구원 Antenna measuring signal receiver, receiving method and antenna measuring system
JP2011024159A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Ihi Aerospace Co Ltd Antenna apparatus
KR20130115571A (en) 2012-04-12 2013-10-22 국방과학연구소 Remote communication antenna for artillery projectiles
KR101544458B1 (en) * 2014-03-26 2015-08-17 국방과학연구소 Monopulse tracking antenna system including prediction trajectroy tracking feature
KR101618691B1 (en) * 2015-06-16 2016-05-10 주식회사 풍산 Method and Device of radio reception for Telemetry shell fuse

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050060303A (en) * 2003-12-16 2005-06-22 한국항공우주연구원 Airship communication antenna polarization tilting and main beam steering system using a gps
JP2005283167A (en) * 2004-03-26 2005-10-13 Matsushita Electric Works Ltd Beam switching radar equipment
KR100933662B1 (en) 2007-10-10 2009-12-23 한국전자통신연구원 Antenna measuring signal receiver, receiving method and antenna measuring system
JP2011024159A (en) * 2009-07-21 2011-02-03 Ihi Aerospace Co Ltd Antenna apparatus
KR20130115571A (en) 2012-04-12 2013-10-22 국방과학연구소 Remote communication antenna for artillery projectiles
KR101544458B1 (en) * 2014-03-26 2015-08-17 국방과학연구소 Monopulse tracking antenna system including prediction trajectroy tracking feature
KR101618691B1 (en) * 2015-06-16 2016-05-10 주식회사 풍산 Method and Device of radio reception for Telemetry shell fuse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8757486B2 (en) Methods and apparatus for intercepting a projectile
US7999212B1 (en) Precision guided munitions
US5131602A (en) Apparatus and method for remote guidance of cannon-launched projectiles
EP2793043A1 (en) Determination of weapon locations and projectile trajectories by using automatic and hybrid processing of acoustic and electromagnetic detections
JP5840925B2 (en) Shooting training equipment
US11199380B1 (en) Radio frequency / orthogonal interferometry projectile flight navigation
WO2006079029A2 (en) Defense system and method
JPH08320374A (en) Strategic ballistic missile early-warning radar as well as defense system and control method using it
US11578952B2 (en) Directional high-energy radio frequency weapon
US20130099895A1 (en) System and method for friend identification
KR102031697B1 (en) Tilting control apparatus for telemetry receiving antenna and its method for the same
KR101062335B1 (en) Apparatus and method for pursuing moving launch objects signals
US11740055B1 (en) Radio frequency/orthogonal interferometry projectile flight management to terminal guidance with electro-optical handoff
KR101355928B1 (en) Control system mounted at the projectile and control method thereof
RU2460963C2 (en) Method of missile radar-beam-control guidance and device to this end
EP2604967B1 (en) Airburst simulation system and method of simulation for airburst
KR102325953B1 (en) Method for hitting rate, apparatus for hitting rate and surface vehicle
KR101544458B1 (en) Monopulse tracking antenna system including prediction trajectroy tracking feature
US11385024B1 (en) Orthogonal interferometry artillery guidance and navigation
JP2014214927A (en) Rocket ammunition and control method for the same
KR101995964B1 (en) Telemetry radio wave analysis apparatus using trajectory and its method thereof
KR101094190B1 (en) Method for tracking a missile by rotary multifunctional radar
US11859949B1 (en) Grid munition pattern utilizing orthogonal interferometry reference frame and range radio frequency code determination
US11378676B2 (en) Methods and systems for detecting and/or tracking a projectile
CN117908141B (en) Target determining method based on dual-band millimeter wave integration and proximity fuse

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant