KR102132895B1 - 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법 - Google Patents

비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법 Download PDF

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Abstract

비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법이 제공된다. 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법은, (A) 비행 및 표적 모의 제어 장치가 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성하고, 작성된 표적 시나리오를 참조하여 하나 이상의 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며, 생성된 비행 경로에 따라 무인 비행 장치의 비행을 제어하는 동작과, (B) 무인 비행 장치가 비행 및 표적 모의 제어 장치의 제어에 의해 무인 비행하는 동작과, (C) 무인 비행 장치에 장착된 수신 안테나가 레이다로부터 방사된 레이다 신호를 수신하여 비콘 시스템으로 출력하는 동작과, (D) 무인 비행 장치에 장착된 비콘 시스템이, 표적 시나리오에 따라 입력된 레이다 신호를 가변하여 모의 표적 신호를 생성하는 동작과, (E) 무인 비행 장치에 장착된 송신 안테나가 (D) 동작에서 생성된 모의 표적 신호를 상기 레이다로 송출하는 동작을 포함한다.

Description

비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법{Air target simulation method}
본 발명은 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무인 비행 장치에 모의 표적 신호를 생성하는 비콘 시스템을 탑재한 후 비행하면서 모의 표적 신호를 전송할 수 있는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법에 관한 것이다.
기존에는 공중 표적을 모의하기 위해 레이다로부터 일정 거리 이상 이격된 위치에 일정 높이 이상의 비콘 타워를 건설하고, 비콘 타워 위에 고정형 비콘 시스템을 설치한다. 고정형 비콘 시스템은 레이다가 비콘을 향해 방사하는 빔을 수신하여, 이를 분석한 후 가상의 모의 표적신호를 생성하여 레이다로 방사한다.
도 1은 기존의 비콘 타워 및 고정형 비콘 시스템을 이용한 레이다 기능 시험장의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 기존에는, 공중 표적을 모의하는 비콘 시스템을 설치하기 위해 비콘 타워를 반드시 필요로 한다. 비콘 타워를 건설하기 위해서는 일정한 면적의 부지가 필요하고, 많은 건설 비용과 일정이 소요된다.
비콘 타워 건설 부지는 시험대상 레이다와 일정거리 이상 이격되어야 하며, 비콘 타워를 안전하게 건설 및 운용할 수 있는 여유 공간과, 비콘 타워까지 장비를 이동할 수 있는 진출입로까지 고려하여 선정된다.
또한, 레이다로부터의 빔 방사에 대한 주변 환경의 안정성을 고려한 위치를 선정해야 한다.
이러한 고려사항을 만족하는 부지를 선정한 이후에는, 비콘 타워를 건설하기 위해서는 건축물설계에서부터 시공 및 인허가까지의 과정과, 막대한 건설비용이 필요하다. 이는 관련 프로젝트의 사업기간과 전체 비용에 큰 영향을 미치며, 또한, 해당 프로젝트가 종료된 이후에 비콘 타워의 재활용이나, 타 프로젝트와의 일정 중첩에 따른 시험일정 배분 등 여러 가지 잠재적인 문제점도 수반한다.
또한, 기존의 고중 표적 모의 방법은, 비콘 타워를 건설한 후 비콘 시스템을 설치하더라도, 제한된 공간으로 인해 비콘 시스템의 송수신안테나를 이동하며 다양한 공중표적신호를 모의하는데 한계가 있다. 실제 공중표적은 3차원으로 이동하는 특성을 가지고 있고, 1대 이상의 표적이 레이다 탐색영역에 존재하는 것이 일반적이다.
반면, 레이다 탐색영역은 안테나중심 기준으로 방위각 최대 120도, 고각 최대 120도 이상 설정이 가능하지만, 비콘 타워에 설치된 비콘 시스템은 방위각 약 4도, 및 고각 약 1도 영역 내에서 표적신호를 모의할 수 있으므로, 레이다의 전 탐색영역에 대한 시험을 수행할 수 없다.
또한, 비콘 시스템의 송수신안테나는 설치 후 이동할 수 없기 때문에, 특정방향에 존재하는 단 하나의 표적만을 모의할 뿐, 다른 다양한 방향에 존재하는 표적에 대해서는 모의가 불가능하다.
즉, 레이다는 탐색영역 내에서 다수의 공중표적을 동시탐지 및 추적해야 하지만, 기존의 기술은 이를 충분히 시험할 수 있는 환경을 제공할 수 없는 문제점이 있다.
국내 공개특허 제10-1998-0079139호(1998.11.25.)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기존의 비콘 타워를 재활용하거나 타 프로젝트와의 일정 중첩에 따른 시험일정 배분 등의 문제점을 해결할 수 있는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 고정형 비콘 시스템의 송수신안테나를 설치한 후에는 이동하는 것이 불가능하기 때문에 다양한 공중표적신호를 모의할 수 없는 문제점을 해결할 수 있는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동형 비콘 시스템을 제시함으로써 다수의 공중표적을 동시 탐지 및/또는 추적할 수 있는 환경을 제공할 수 있는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템은, 무인 비행 및 호버링(Hovering)이 가능한 무인 비행 장치; 상기 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성하고, 상기 작성된 표적 시나리오를 참조하여 상기 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며, 상기 생성된 비행 경로에 따라 상기 무인 비행 장치의 비행을 제어하는 비행 및 표적 모의 제어 장치; 상기 무인 비행 장치에 장착되며, 레이다로부터 방사된 레이다 신호를 수신하는 수신 안테나; 상기 무인 비행 장치에 장착되며, 상기 수신 안테나로부터 상기 레이다 신호를 입력받으면, 상기 입력된 레이다 신호를 상기 표적 시나리오에 따라 상기 표적 시나리오에 설정된 표적과 일치하도록 가변하여 모의 표적 신호를 생성하는 비콘 시스템; 및 상기 비콘 시스템에서 생성된 상기 모의 표적 신호를 상기 레이다로 송출하는 송신 안테나;를 포함할 수 있다.
상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하고, 상기 비콘 시스템은, 상기 표적 시나리오에 설정된 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 상기 입력된 레이다 신호에 적용하여 모의 표적 신호를 생성한다.
상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 시간 별 표적 위치, 표적 고도, 표적 비행방향, 표적의 이동 속도 및 표적 특성정보를 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하되, 상기 무인 비행 장치가 다수인 경우, 다수의 공중표적 모의를 위한 다수의 표적 시나리오들을 작성하며, 상기 표적 특성정보는 표적 번호, 표적 크기 및 표적의 전자전 활성화 여부를 포함한다.
상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 상기 무인 비행 장치의 비행 시작 지점과, 상기 레이다 간의 거리와, 상기 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치, 고도 및 이동 속도를 이용하여 상기 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며, 상기 무인 비행 장치의 비행 경로는, 상기 무인 비행 장치의 위치, 고도 및 속도 정보를 포함하는 다수의 웨이포인트들을 포함한다.
상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 상기 무인 비행 장치의 위치가 상기 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 상기 레이다의 안테나를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성한다.
상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 상기 다수의 표적 시나리오들이 작성되어 다수의 무인 비행 장치들에 대한 다수의 비행 경로들이 생성되는 경우, 상기 다수의 무인 비행 장치들의 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성한다.
상기 수신 안테나 및 송신 안테나를 구동하는 안테나 모터는, 상기 무인 비행 장치 및 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치 중 어느 하나의 지향점(Boresight) 제어 명령에 따라 상기 수신 안테나와 송신 안테나의 지향점이 상기 레이다의 안테나를 향하도록 조정한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법은, (A) 비행 및 표적 모의 제어 장치가 상기 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성하고, 상기 작성된 표적 시나리오를 참조하여 하나 이상의 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며, 상기 생성된 비행 경로에 따라 상기 무인 비행 장치의 비행을 제어하는 동작; (B) 상기 무인 비행 장치가 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치의 제어에 의해 무인 비행하는 동작; (C) 상기 무인 비행 장치에 장착된 수신 안테나가 레이다로부터 방사된 레이다 신호를 수신하여 비콘 시스템으로 출력하는 동작; (D) 상기 무인 비행 장치에 장착된 상기 비콘 시스템이, 상기 표적 시나리오에 따라 상기 입력된 레이다 신호를 상기 표적 시나리오에 설정된 표적과 일치하도록 가변하여 모의 표적 신호를 생성하는 동작; E) 상기 무인 비행 장치에 장착된 송신 안테나가 상기 (D) 동작에서 생성된 모의 표적 신호를 상기 레이다로 송출하는 동작;을 포함한다.
상기 (A) 단계에서, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는, 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하고, 상기 (D) 단계에서, 상기 비콘 시스템은, 상기 표적 시나리오에 설정된 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 상기 입력된 레이다 신호에 적용하여 모의 표적 신호를 생성한다.
상기 (A) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가, (A1) 시간 별 표적 위치, 표적 고도, 표적 비행방향, 표적의 이동 속도 및 표적 특성정보를 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하되, 상기 무인 비행 장치가 다수인 경우, 다수의 공중표적 모의를 위한 다수의 표적 시나리오들을 작성하는 동작; 및 (A2) 상기 무인 비행 장치의 비행 시작 지점과 상기 레이다 간의 거리와, 상기 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치, 고도 및 이동 속도를 이용하여 상기 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하는 동작;을 포함한다.
상기 (A2) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가, 상기 무인 비행 장치의 위치가 상기 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 상기 레이다의 안테나를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성한다.
상기 (A) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가, (A3) 상기 다수의 표적 시나리오들이 작성되어 다수의 무인 비행 장치들에 대한 다수의 비행 경로들이 생성되는 경우, 상기 다수의 무인 비행 장치들의 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성하는 동작;을 더 포함한다.
상기 (B) 동작 내지 (E) 동작이 수행되는 동안, (F) 상기 수신 안테나 및 송신 안테나를 구동하는 안테나 모터가, 상기 무인 비행 장치 및 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치 중 어느 하나의 지향점(Boresight) 제어 명령에 따라 상기 수신 안테나와 송신 안테나의 지향점이 상기 레이다의 안테나를 향하도록 조정하는 동작;을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 드론과 같은 무인 이동 장치를 이용함으로써 다양한 위치에서 공중 표적 모의를 수행할 수 있으며, 이로써 레이다의 성능 시험을 보다 정확히 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 이동형 비콘 시스템을 제시함으로써 사용자가 원하는 위치에 원하는 개수의 공중 표적을 모의할 수 있으므로, 다양한 표적 시나리오에 대한 레이다 기능시험을 수행할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 드론과 같은 무인 이동 장치를 이용하여 공중 모의 표적이 가능하므로, 기존의 비콘 타워를 재활용하거나 타 프로젝트와의 일정 중첩에 따른 시험일정 배분 등의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존의 비콘 타워 및 고정형 비콘 시스템을 이용한 레이다 기능 시험장의 예시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템을 도시한 도면,
도 3은 비콘 시스템과 송수신 안테나부가 탑재된 무인 비행 장치의 평면(Top View), 정면(Front View) 및 측면(Side View)을 간략히 도시한 개념도,
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 비행 및 표적 모의 제어 장치를 보다 자세히 도시한 블록도,
도 5는 두 개의 가상 표적들에 대한 표적 시나리오 화면의 예시도,
도 6은 가상 표적들을 모사하는 제1드론의 비행경로 생성화면의 예시도,
도 7은 다중 드론 비행 경로의 충돌 분석 화면의 예시도,
도 8은 드론들의 충돌 예방을 위한 회피 경로 생성 화면의 예시도,
도 9는 표적 시나리오에 설정된 표적의 비행 궤적에 대하여 디지털 시간 지연값을 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 시스템을 도시한 블록도,
도 11은 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 연동 흐름을 개략적으로 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 개략적으로 도시한 흐름도,
도 13은 도 12의 S1200단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도,
도 14는 도 12의 S1280단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 15는 송수신 안테나부의 지향점 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다.
어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 4와 10에 도시된 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템의 각각의 구성은 기능 및/또는 논리적으로 분리될 수 있음을 나타내는 것이며, 반드시 각각의 구성이 별도의 물리적 장치로 구분되거나 별도의 코드로 작성됨을 의미하는 것은 아님을 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템을 도시한 도면, 도 3은 비콘 시스템(300)과 송수신 안테나부(400)가 탑재된 무인 비행 장치(200)의 평면(Top View), 정면(Front View) 및 측면(Side View)을 간략히 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 의한 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템은, 기존의 비콘 타워를 대신하여 무인 비행 장치(200)에 비콘 시스템(300)과 송수신 안테나부(400)를 장착하여 하나 이상의 공중 표적을 모의할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템은, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100), 무인 비행 장치(200), 비콘 시스템(300), 및 송수신 안테나부(400)를 포함하며, 전원 공급기(500)를 선택적으로 포함할 수도 있다.
먼저, 레이다(10)는 레이다 안테나(11)를 이용하여 표적이 위치하는 방향으로 표적을 탐지 및 추적하기 위한 빔, 즉, 레이다 신호를 방사하고, 표적으로부터 반사되는 반사신호를 수신하고, 수신된 반사신호를 분석하여 표적의 방향, 거리 또는 형태를 파악할 수 있다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)와 무인 비행 장치(200), 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)와 비콘 시스템(300), 무인 비행 장치(200)와 비콘 시스템(300), 비콘 시스템(300)과 송수신 안테나부(400)는 각각 무선 전송이 가능하다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성할 수 있다. 표적 시나리오는 공중 표적 모의를 위해 가상 표적의 비행경로를 사전에 계획한 시나리오로서, 시간 별 표적 위치, 표적 고도, 표적 비행방향, 표적의 이동 속도 및 표적 특성정보, 그리고, 표적의 웨이포인트(waypoint, WP) 별로 산출된 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값, 표적의 웨이포인트에 대응하는 무인 비행 장치(100)의 웨이포인트를 포함할 수 있다. 표적의 웨이포인트에 대응하는 무인 비행 장치(100)의 웨이포인트는 임의 위치에서의 표적을 가상으로 생성하기 위한 무인 비행 장치(100)의 위치정보를 의미한다.
또한, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 작성된 표적 시나리오를 참조하여 무인 비행 장치(200)의 최적 비행 경로를 생성할 수 있다. 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는, 무인 비행 장치(200)의 비행 시작 지점과, 표적과 레이다(10) 간의 거리와, 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치, 고도 및 이동 속도를 이용하여 무인 비행 장치(200)의 비행 경로를 생성하며, 무인 비행 장치(200)의 비행 경로는, 무인 비행 장치(200)의 위치, 고도 및 속도 정보를 포함하는 다수의 웨이포인트(waypoint)들을 포함한다.
특히, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는, 무인 비행 장치(200)의 위치가 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 레이다 안테나(11)를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성할 수 있다.
무인 비행 장치(200)의 비행 경로는 무인 비행 장치(200)에 의해 비콘 시스템(300)이 가상으로 표적을 모사하기 위해 비행할 경로이다. 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 생성된 최적 비행 경로에 따라 무인 비행 장치(200)의 비행을 제어할 수 있다.
또한, 동시에 다수의 공중 표적 모의를 하기 위해서, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 다수의 무인 비행 장치들 별로 상이한 표적 시나리오를 작성하고, 각 표적 시나리오를 참조하여 무인 비행 장치들 각각의 비행 경로를 생성할 수 있다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는, 다수의 무인 비행 장치들에 대한 다수의 비행 경로들이 생성되는 경우, 다수의 무인 비행 장치들의 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성할 수 있다. 회피경로는 각 무인 비행 장치들의 최적 비행 경로로 사용된다.
무인 비행 장치(200)의 비행 경로(또는 회피 경로)가 생성되면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 비행 경로에 따른 비행 상태와 표적 시나리오에 따라 표적의 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값을 산출할 수 있다. 무인 비행 장치(200)의 비행 상태는 현재 위치좌표(위도, 경도, 고도), 현재 비행 속도, 현재 비행 방향 중 적어도 하나를 포함한다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 무인 비행 장치(200)의 현재 위치좌표(즉, 웨이포인트)에 대응하는 표적의 웨이포인트를 표적 시나리오에서 확인하고, 확인된 위치에 대해 설정된 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 표적과 레이다(10) 간의 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 산출할 수 있다. 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 산출된 표적의 이동 속도에 따른 표적의 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값을 각 표적의 웨이포인트마다 산출하고, 이를 표적 시나리오의 표적 웨이포인트에 매핑저장할 수 있다.
한편, 무인 비행 장치(200)는 비콘 시스템(300)과 송수신 안테나부(400)가 탑재된 후 공중 표적 모의를 위해 비행할 수 있다. 무인 비행 장치(200)는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)의 조종 명령(즉, 비행 제어 명령)에 따라 무인 비행 및 호버링(Hovering)이 가능하다. 예를 들어, 무인 비행 장치(200)는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)로부터의 조종 명령에 따라 상하좌우로 속도를 가변하거나 동일하게 유지하면서 이동하고, 정해진 시간만큼 호버링할 수도 있다.
무인 비행 장치(200)는 예를 들어, 오토파일럿(Auto-pilot)이 가능한 드론 시스템이 있으며, 유선에 의한 전원공급 또는 충전방식에 의해 비행할 수 있다. 표적 모의를 공중이 아닌 지상이나 바다에서 하는 경우, 무인 비행 장치(200)를 대신하여 무선 조종 자동차 및 무선 조종 선박 등이 사용될 수도 있다. 이하에서는, 무인 비행 장치(200)로서 드론을 예로 들어 설명한다.
비콘 시스템(300)은 전투기, 헬기, 미사일과 같은 전자 장비를 대신하여 레이다(10)의 빔방사 성능 시험을 지원하는 장비로서, 드론(200)에 장착되어 이동하면서 모의 표적 신호를 생성할 수 있다. 비콘 시스템(300)은 수신 안테나(410)로부터 레이다 신호를 입력받으면, 입력된 레이다 신호를 표적 시나리오에 따라 가변하여 모의 표적 신호를 생성할 수 있다. 즉, 비콘 시스템(300)은 입력된 레이다 신호를 표적 시나리오에 설정된 가상 표적과 일치하도록 가변하여 모의 표적 신호를 생성할 수 있다.
송수신 안테나부(400)는 드론(200)에 장착되며, 레이다 안테나(11)로부터 방사된 레이다 신호를 수신하는 수신 안테나(Rx, 410)와, 비콘 시스템(300)에서 생성된 모의 표적 신호를 레이다(10)로 송출하는 송신 안테나(Tx, 420))를 포함한다.
수신 안테나(410)와 송신 안테나(420)는 안테나 모터(430)에 의해 회전가능하게 드론(200)에 설치될 수 있다. 드론(200)이 비행되기 전에 수신 안테나(410)와 송신 안테나(420)의 지향점(Boresight)이 레이다 안테나(11) 방향을 향하도록 설정된다. 따라서, 드론(200)의 비행 전에는 드론(200)에 설정된 기준면(예를 들어, 드론(200)의 정면)과 수신 안테나(410)와 송신 안테나(420)의 지향점은 레이다 안테나(11) 방향이 될 수 있다.
드론(200)이 비행하는 동안 비행 방향이 변경되면서 드론(200)의 정면이 향하는 방향이 바뀔 수 있으며, 이러한 경우, 드론(200)과 송수신 안테나(410)의 지향점 역시 변경된다. 따라서, 송수신 안테나(410)의 지향점을 레이다 안테나(11) 방향으로 유지하기 위해, 드론(200)은 주기적으로 드론(200)의 위치와 자세를 측정하고, 측정된 위치 및 자세에 따른 송수신 안테나들(410, 420)의 Boresight 각도를 드론(200)에 사전에 입력된 레이다 안테나(11)의 위치를 이용하여 계산할 수 있다.
예를 들어, 드론(200)의 기준면이 레이다 안테나(11)를 기준으로 시계 방향으로 30도 회전되어 있는 것으로 측정되면, 드론(200)은 송수신 안테나들(410, 420)의 Boresight 각도를 -30도로 계산하고, 반시계 방향으로 30도 회전하도록 하는 지향점 제어 명령을 안테나 모터(430)에게 출력한다.
안테나 모터(430)는 모터 제어 회로를 포함하며, 드론(200)으로부터의 지향점 제어 명령에 따라 송수신 안테나들(410, 420)을 반시계 방향으로 30도 회전시켜, 지향점이 레이다 안테나(11)를 향하도록 조정할 수 있다. 안테나 모터(430)는 예를 들어 2축 Gimbal 구조를 이용하여 송수신 안테나들(410, 420)의 지향점 방향을 조정할 수 있다.
전원 공급기(500)는 드론(200)과 전원 케이블(510)을 통해 연결되어 무인 비행에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급기(500)는 드론(200)의 충전이 필요한 경우에만 연결되거나, 또는 공중 표적을 모의하는 동안 지속적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 의한 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 비행형 가상 표적 발생 시스템에 대해 자세히 설명한다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)를 보다 자세히 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 버스(110), 통신 인터페이스(120), 사용자 인터페이스(130), 표시부(140), 메모리(150), 저장매체(160) 및 프로세서(170)를 포함할 수 있으며, Personal Computer와 같은 전자 장치를 예로 들 수 있다.
버스(110)는 통신 인터페이스(120), 사용자 인터페이스(130), 표시부(140), 메모리(150), 저장매체(160) 및 프로세서(170)을 서로 연결하고, 제어 메시지, 상태정보, 및/또는 데이터와 같은 각종 신호를 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(120)는 드론(200) 및 비콘 시스템(300)과의 무선 통신을 위한 장치이다. 통신 인터페이스(120)는 기작성된 드론(200)의 비행 경로를 참조하여 드론(200)에게 비행 제어 명령을 무선 전송하고, 드론(200)으로부터 비행 상태정보를 무선 수신할 수 있다.
비행 제어 명령은 생성된 비행 경로에 따라 드론(200)의 비행을 제어하기 위한 명령을 포함하고, 비행 상태정보는 드론(200)의 비행 위치 및 드론(200)의 시스템 체크 결과 정보를 포함한다.
또한, 통신 인터페이스(120)는 비콘 시스템(300)으로부터 비콘 상태정보를 무선 수신하면, 비콘 시스템에게 모의 표적 생성 명령을 무선 전송할 수 있다. 비콘 상태정보는 비콘 시스템(300)의 상태 체크 결과와 운용상태정보를 포함하고, 모의 표적 생성 명령은 초기 공중 표적 모의를 시작하도록 명령할 때 전송될 수 있다.
사용자 인터페이스(130)는 사용자로부터 입력된 명령 또는 데이터를 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)의 다른 구성요소(들)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 사용자 인터페이스(130)는 사용자로부터 표적 시나리오의 작성 요청과, 표적 시나리오를 작성하는데 필요한 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트, 표적 종료 지점 등을 포함하는 정보를 입력받고, 또한, 드론(200)의 비행 경로를 시작하는데 필요한 비행 시작 지점을 입력받을 수 있다.
표시부(140)는 사용자 인터페이스(130)를 통해 입력받은 표적 시나리오 작성 요청에 따라 다수의 표적 시나리오 작성용 화면들을 표시할 수 있다. 사용자는 표적 시나리오 작성용 화면들을 이용하여 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트, 표적 종료 지점 등을 시간 별로 입력할 수 있다.
표적 특성은 각 드론(200)이 모사해야 하는 표적의 식별자를 의미하는 표적 번호, 모사해야 하는 표적의 RCS(Radar Cross Section)를 의미하는 표적 크기, 모사해야 하는 표적의 속성으로서 전자전 기능을 활성화했는지 여부를 나타내는 전자전 정보를 포함할 수 있다.
표적 시작 지점은 표적의 비행궤적 중 모사를 시작할 위치(위도, 경도, 고도)에 대한 정보이고, 표적 종료 지점은 모사를 종료할 위치에 대한 정보를 포함한다.
표적의 웨이포인트는 표적 시작 지점부터 표적 종료 지점까지 표적이 이동하는 동안의 비행 경로(또는 비행 궤적)을 나타내는 지리적 위치 정보로서, 위도, 경도, 고도 및 속도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 표시부(140)는 작성된 표적 시나리오와 드론(200)의 비행 경로에 따른 시뮬레이션 화면을 표시할 수 있다.
메모리(150)는 휘발성 메모리 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(150)에는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)가 제공하는 동작, 기능 등을 구현 및/또는 제공하기 위하여, 구성요소들에 관계된 명령 또는 데이터, 하나 이상의 프로그램 및/또는 소프트웨어, 운영체제 등이 저장될 수 있다.
메모리(150)에 저장되는 프로그램은 표적 시나리오와 드론(200)의 비행 경로를 자동으로 작성하기 위한 표적 시나리오 작성 프로그램과, 표적 시나리오와 비행 경로에 따라 드론(200)의 비행을 제어하기 위한 비행 제어 프로그램을 포함할 수 있다.
표적 시나리오 작성 프로그램은 사용자 인터페이스(130)를 통해 입력받은 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트, 표적 종료 지점을 이용하여, 시간에 따른 표적 위치/고도/비행 방향/비행 속도(이동 속도)/표적 특성정보를 포함하는 표적 시나리오를 작성할 수 있도록 하는 명령어를 포함할 수 있다.
또한, 표적 시나리오 작성 프로그램은 작성된 표적 시나리오와, 사용자로부터 입력받은 드론(200)의 비행 시작 지점을 이용하여 드론(200)의 비행 경로를 생성할 수 있도록 하는 명령어를 포함할 수 있다.
또한, 표적 시나리오 작성 프로그램은 다수의 표적 시나리오가 작성되는 경우, 다수의 무인 비행 장치들(미도시)의 비행 경로가 충돌 가능성이 있는지 확인하고, 충돌을 회피하기 위한 회피 경로를 생성할 수 있도록 하는 명령어를 포함할 수 있다.
또한, 표적 시나리오 작성 프로그램은 드론(200)의 비행 경로 또는 회피 경로에 따른 도플러 주파수 차이와 디지털 시간 지연값을 표적의 웨이포인트 별로 산출하여 표적의 해당 웨이포인트에 매핑저장할 수 있도록 하는 명령어를 포함할 수 있다.
저장매체(160)에는 드론(200) 별로 작성된 표적 시나리오와 드론(200)의 비행 경로가 저장될 수 있다. 작성된 표적 시나리오는 해당 표적을 모사할 드론(200)에 탑재된 비콘 시스템(300)에 장입, 즉, 저장될 수 있다.
프로세서(170)는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에 저장된 하나 이상의 프로그램을 실행하여 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
먼저, 표적 시나리오를 작성하는 동작에 대해 설명한다.
프로세서(170)는 메모리(150)에 저장된 표적 시나리오 작성 프로그램을 실행하여 다수의 표적 시나리오 작성용 화면들을 생성하고, 화면들이 표시부(140)에 표시되도록 할 수 있다. 프로세서(170)는 표시된 다수의 표적 시나리오 작성용 화면들에 사용자 인터페이스(130)를 통해 입력되는 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트, 표적 종료 지점 등을 시간 순서대로 조합하여 표적 시나리오(예를 들어, 도 5)를 자동으로 작성할 수 있다.
다음, 표적 시나리오를 참조하여 드론(200)의 비행 경로를 생성하는 동작에 대해 설명한다.
프로세서(170)는 작성된 표적 시나리오에 설정된 표적의 비행 경로(즉, 비행 궤적)를 참조하여, 표적 비행 경로에 따른 상대 속도와 상대 거리를 산출할 수 있다. 표적 비행 경로에 따른 상대 속도는 모의할 표적과 레이다(10) 사이의 상대 속도로서, 레이다(10)에 대한 표적의 상대 속도이므로, 표적의 이동 속도일 수 있다. 상대 속도는 드론(200)의 비행 경로와 회피 경로(즉, 최적 비행 경로), 그리고, 회피 경로에 따른 도플러 주파수 차이값을 산출하는데 사용될 수 있다.
표적 비행 경로에 따른 상대 거리는 표적과 레이다(10) 사이의 상대 거리로서, 드론(200)의 비행 경로와 회피 경로, 그리고, 회피 경로에 따른 디지털 시간 지연값을 산출하는데 사용될 수 있다. 회피 경로에 따른 디지털 시간 지연값은 곧 표적과 레이다(10) 간의 거리를 가상으로 생성하기 위한 값으로서, 레이다 안테나(11)가 송신한 신호가 표적에서 반사되어 레이다 안테나(11)로 입사되는 시간을 가상으로 만들어주기 위해 사용된다.
상대 속도와 상대 거리가 산출되면, 프로세서(170)는 비행 시작 지점을 사용자로부터 입력받고, 입력된 비행 시작 지점, 산출된 상대 거리와 상대 속도, 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치와 고도(즉, 표적의 웨이포인트), 그리고, 드론(200)의 비행 특성 중 적어도 하나를 이용하여 드론(200)의 비행 경로(예를 들어, 도 6)를 생성할 수 있다.
드론(200)의 비행 특성은 드론(200)의 최대 및 최소 이동 속도 규격, 드론(200)과 비행 및 표적 모의 제어 장치(100) 간의 통신 통달거리 및 드론(200)과 전원 공급기(500)까지의 전원 케이블(510) 길이에 따른 비행 가능 구역을 포함한다.
특히, 프로세서(170)는 드론(200)의 비행 시작 지점과 표적 시나리오에 정의된 표적의 웨이포인트(위치와 고도)를 알고 있으므로, 이를 이용하여 드론(200)과 레이다(10) 간의 위치를 비행 시작 지점을 기준으로 계산하고, 계산된 위치들(즉, 드론(200)의 웨이포인트들)과 비행 속도를 이용하여 비행 경로를 생성할 수 있다. 이로써, 드론(200)의 비행 경로는, 드론(200)의 위치와 고도를 포함하는 웨이포인트들과 각 웨이포인트에서의 속도 정보를 포함하며, 이는 표적의 웨이포인트들에 대응한다.
이 때, 프로세서(170)는 표적 시나리오의 표적 비행 궤적에 맞추어 드론(200)의 비행 경로를 생성하는데, 드론(200)의 위치가 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 레이다 안테나(11)를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 표적 시나리오에서 모의 표적의 진행방향이 레이다 안테나(11) 방위각을 기준으로 좌에서 우로 움직일 경우, 프로세서(170)는 드론(200)도 동일 고도에서 좌에서 우로 비행하도록 하는 비행 경로를 생성한다. '동일 고도'는 드론(200)이 비행하는 동안 고도가 일정하게 유지되는 것을 의미하되, 표적이 고도를 바꾸며 비행하는 경우에는 드론(200)의 고도도 변경된다.
이와 더불어, 프로세서(170)는 표적 시나리오에 정의된 표적의 이동 속도(또는 산출된 상대 속도)에 따라 드론(200)이 실제로 비행해야 하는 웨이포인트들을 산출하여야 하며, 이 때, 드론(200)의 이동 속도는 레이다(10)와 드론(200) 사이의 거리를 결정하게 된다. 예를 들어, 모의 표적이 특정한 방위각 방향으로 일정한 이동 속도로 이동하고 있다면, 레이다(10)와 드론(200)의 웨이포인트까지의 거리는 짧을수록 드론의 비행 범위가 줄어들게 된다. 이 때, 비행 범위는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)와의 통신 통달거리 및 전원 케이블(510)의 길이를 고려하여 결정될 수 있다.
이로써, 프로세서(170)는 표적 시나리오와 드론(200)의 비행 특성을 고려한 드론(200)의 웨이포인트들을 포함하는 비행 경로를 생성할 수 있다.
다음, 프로세서(170)는 다수의 드론들에 대한 회피 경로를 생성할 수 있다.
프로세서(170)는 다수의 공중 표적을 모사하려는 경우, 사용자로부터 각 표적 별로 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트, 표적 종료 지점 등을 입력받아 상이한 표적 시나리오를 작성하고, 다수의 드론들의 비행 경로를 생성할 수 있다.
이 때, 프로세서(170)는 다수의 드론들이 생성된 비행 경로들로 비행하는 도중 발생할 수 있는 충돌 지점을 예측하고, 예측된 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1드론과 제2드론이 충돌가능한 것으로 경우, 프로세서(170)는 사용자로부터 제1드론의 비행 시작 지점을 새로 입력받거나, 프로세서(170)가 임의로 제1드론(200)의 비행 시작 지점을 변경하여, 결과적으로 제2드론의 비행 경로를 변경함으로써 회피 경로를 생성할 수 있다.
마지막으로, 프로세서(170)는 드론(200)의 회피 경로에 따른 도플러 주파수 차이와 비콘 디지털 시간 지연값을 표적의 웨이포인트마다 산출할 수 있다. 회피 경로가 생성되지 않는 경우에는 처음 생성된 비행 경로에 따른 도플러 주파수 차이와 디지털 시간 지연값을 산출한다.
프로세서(170)는 드론(200)의 회피 경로에 따른 도플러 주파수 차이를 표적의 이동 속도(즉, 표적과 레이더(10) 간의 상대 속도)와 드론(200)의 현재 비행지점을 이용하여 표적의 웨이포인트 별로 산출하고, 산출된 각 도플러 주파수 차이를 해당하는 표적의 각 이동 속도(또는, 표적의 해당하는 웨이포인트)에 매핑저장할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는 드론(200)의 회피 경로에 따른 비콘 디지털 시간 지연값을 표적의 이동 거리(즉, 표적과 레이더(10) 간의 상대 거리) 별로 산출하고, 산출된 각 비콘 디지털 시간 지연값을 표적의 각 이동 거리(또는, 표적의 해당하는 각 웨이포인트)에 매핑저장할 수 있다.
표적 시나리오의 작성이 완료되면, 프로세서(170)는 비행 제어 프로그램을 실행하여 생성된 비행 경로에 따라 드론(200)의 비행 경로를 제어한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 표적 시나리오 작성부터 회피 경로 생성까지의 동작을 보여주는 시뮬레이션 화면의 예시도이다.
도 5는 두 개의 가상 표적들(T001, T002)에 대한 표적 시나리오 화면의 예시도이다.
도 5를 참조하면, 노랑색 원은 레이다(10)의 실제 위치, 'S'는 표적 시나리오의 시작 지점, 'E'는 표적 시나리오의 종료 지점, '1, 2, 3'은 표적의 웨이포인트들의 순서를 의미하고, 점선은 각 가상 표적들(T001, T002)의 웨이포인트와 레이다(10) 간의 Line Of Sight를 나타낸다.
또한, 도 5의 (a)에 도시된 Top View는, 가상 표적들(T001, T002)의 방위각 방향 이동 경로로서, 가상 표적들(T001, T002)이 위도와 경도 관점에서 어떻게 이동하는지 보여준다. 도 5의 (b)에 도시된 Side View는 가상 표적들(T001, T002)의 고각 방향 경로로서, 가상 표적들(T001, T002)이 고도와 거리 관점에서 어떻게 이동하는지 보여준다.
도 6은 가상 표적들(T001)을 모사하는 제1드론(200)의 비행경로 생성화면의 예시도이다.
도 6을 참조하면, 노랑색 원은 레이다(10)의 실제 위치, 'S'는 제1드론(200)의 실제 비행 시작 지점, 'E'는 제1드론(200)의 실제 비행 종료 지점, '1, 2, 3'은 제1드론(200)의 웨이포인트들의 순서를 의미한다. 또한, 점선은 가상 표적(T001)의 각 웨이포인트와 레이다(10) 간의 Line Of Sight를 나타낸다. 프로세서(170)는 제1드론(200)의 각 웨이포인트가 가상 표적(T001)과 레이다(10) 간의 Line Of Sight 상에 존재하도록 하는 비행 경로를 생성함을 알 수 있다.
도 7은 다중 드론 비행 경로의 충돌 분석 화면의 예시도이고, 도 8은 드론들의 충돌 예방을 위한 회피 경로 생성 화면의 예시도이다.
도 7 및 도 8의 (a)를 참조하면, 노랑색 원은 레이다(10)의 실제 위치, 빨강색 원은 가상표적(T001)을 모사하는 제1드론(200)의 방위각 방향 비행 경로, 파랑색 원은 가상 표적(T002)를 모사하는 제2드론(200)의 방위각 방향 비행 경로를 의미한다.
또한, 도 7 및 도 8의 (b)를 참조하면, 빨강색 원은 제1드론(200)의 고각 방향 비행 경로, 파랑색 원은 제2드론(200)의 고각 방향 비행 경로를 의미한다.
먼저, 도 7에 도시된 것처럼, 프로세서(170)는 제1드론(200)의 비행 경로와 제2드론(200)의 비행 경로에 따라 제1드론(200)과 제2드론(200)의 비행을 시뮬레이션하여, 충돌이 발생할 것으로 예상되는 지점을 분석할 수 있다. 따라서, 프로세서(170)는 제1드론(200) 또는 제2드론(200)에 대해 회피경로를 생성한다.
도 8을 참조하면, 프로세서(170)는 제2드론(200)의 비행 시작 지점을 이전보다 레이다(10)와 근접하도록 변경하고, 이를 기준으로 제2드론(200)의 비행 경로를 변경하여 새로운 회피 경로를 생성하였다. 이 때, 도 7에서 도 8에 도시된 회피 경로로 제2드론(200)이 비행하는 경우, 가상 표적(T002)의 위치는 도 5와 동일한 반면, 제2드론(200)과 레이다(10) 간의 거리는 도 7에 비해 가까워졌으므로, 프로세서(170)는 처음 비행 경로보다 더 느린 속도로 비행하는 제2드론(200)의 회피 경로를 생성할 수 있다.
도 9는 표적 시나리오에 설정된 표적의 비행 궤적에 대하여 디지털 시간 지연값을 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서, 점선원의 P는 표적 시나리오에 따른 모의 표적의 현재 위치, 점선원의 'N'은 모의 표적의 차기 위치, 실선원의 P는 드론(200)의 비행 경로에 따른 드론(200)의 현재 위치(즉, P에 해당하는 표적을 모사하기 위한 위치), 실선원 'N'은 드론(200)의 차기 위치이다. 또한, t는 표적(target), d는 드론, az는 방위각, el은 고각을 의미한다.
도 9에 도시된 Top View와 Side View는 표적 시나리오에 따른 드론(200)의 차기 비행 목표 지점(초록색 N)에서, 모의 표적 신호에 디지털 시간 지연값을 얼마나 추가해야 하는지를 계산하기 위한 관계를 보여준다.
표적 시나리오에서 가상 표적이 P에서 N으로 이동하는 것으로 정의되어 있으며, 이 때 드론(200)이 현재 위치(빨강색 P)에서 차기 위치(빨강색 N)로 비행한다고 가정할 경우, 프로세서(170)는 가상 표적의 현재 위치와 차기 위치 상의 표적 거리변화(Dt_r)와, 레이다(10)와 드론(200) 사이의 거리변화(도 9의 경우, 0이므로 표기 생략됨)를 고려하여 디지털 시간 지연값을 산출할 수 있다. 결과적으로, 프로세서(170)는 Tdelay_N과 A를 이용하여 표적의 차기 위치와 레이다(10)의 거리(즉, 상대 거리)에 따른 디지털 시간 지연값을 산출할 수 있다. 만약, 도 9에서 레이다(10)와 드론(200) 사이의 거리변화가 레이다(10) 방향으로 발생한 경우, A는 감소하므로, 디지털 시간 지연값도 감소할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는 도 9에 도시된 것처럼, 표적 시나리오 상의 표적 비행궤적에 대하여 레이다 안테나(11) 기준으로 고각 및 방위각 이동을 모사할 수도 있다.
도 10은 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 비콘 시스템(300)을 도시한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 비콘 시스템(300)은 비콘 제어 컴퓨터(310), 주파수 변환부(320), 및 디지털 신호 지연부(330)를 포함할 수 있다.
비콘 제어 컴퓨터(310)의 비콘 메모리(미도시)에는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에서 작성된 공중 모의 표적을 위한 표적 시나리오가 저장된다.
드론(200)이 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)의 비행제어명령에 의해 비행하면, 수신 안테나(410)는 레이다 안테나(11)로부터 방사되는 레이다 신호를 수신하여 주파수 변환부(320)로 전달한다.
주파수 변환부(320)는 수신 안테나(410)로부터 입력받은 레이다 신호의 주파수를 하향변환한 후 디지털 신호 지연부(330)로 전달한다.
이와 함께, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 레이다 신호가 수신되었음을 의미하는 정보를 포함하는 비콘 상태 정보를 생성하여 비콘 제어 컴퓨터(310)의 통신 인터페이스(미도시)를 통해 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에게 전송할 수 있다.
또한, 비콘 제어 컴퓨터(310)의 통신 인터페이스(미도시)는 드론(200)으로부터 드론(200)의 현재 위치 정보를 수신한다.
비콘 제어 컴퓨터(310)는 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)로부터 모의 표적 생성 명령을 수신하면, 가장 최근에 수신된 드론(200)의 위치 정보, 즉 현재 위치가 표적 시나리오의 표적 웨이포인트에 매핑된 드론(200)의 웨이포인트와 동일한지 확인한다.
동일한 경우, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 비콘 메모리(미도시)에 저장된 표적 시나리오로부터 현재 위치에서 모의된 표적에 매핑된 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값을 확인하여 디지털 신호 지연부(330)에게 전달한다. 즉, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 표적 시나리오에 설정된, 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 표적과 레이다(10) 간의 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 전달한다.
반면, 드론(200)의 현재 위치와 동일한 정보가 표적 시나리오에 없는 경우, 드론(200)의 현재 표적의 위치에서 차기 표적의 위치로 이동하는 경우에 해당할 수 있다. 따라서, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 드론(200)의 현재 위치에 대한 표적 시나리오 상의 모의 표적 도플러 신호를 표적의 상대 속도와 드론(200)의 현재 위치와 표적 시나리오 상의 현재 시간을 이용하여 산출할 수 있다. 또한, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 드론(200)의 현재 위치에 대한 표적 시나리오 상의 디지털 시간 지연값을 표적의 상대 거리와 드론(200)의 현재 위치를 이용하여 산출할 수 있다. 따라서, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 표적이 현재 위치에서 차기 위치로 이동하는 동안에도 도플러 신호와 디지털 신호 지연값을 연속적으로 산출한다.
또한, 비콘 제어 컴퓨터(310)는 주파수 변환부(320)에게 레이다(10)로부터 가상 표적까지의 거리에 따른 자유공간 감쇄값을 포함하는 디지털 감쇄 명령을 전달한다.
디지털 신호 지연부(330)는 입력된 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값을 수신 안테나(410)로부터 입력된 레이다 신호에 적용하여 모의 표적 신호를 생성한다. 디지털 신호 지연부(330)는 입력된 레이다 신호를 디지털 시간 지연값만큼 지연시키고, 레이다 신호에 도플러 주파수 차이값을 가산 또는 감산하여 모의 표적 신호를 생성할 수 있다. 이로써, 디지털 신호 지연부(330)는 표적 시나리오에 설정된 표적 별 모의 표적 신호뿐만 아니라, 표적의 현재 위치에서 차기 위치로 이동하는 동안에도 수신되는 레이다 신호에 대한 모의 표적 신호를 지속적으로 생성할 수 있다.
주파수 변환부(320)는 디지털 신호 지연부(330)로부터 입력되는 모의 표적 신호의 주파수를 상향변환한 후 송신 안테나(420)로 전달한다.
송신 안테나(420)는 상향변환된 모의 표적 신호를 레이다(10)를 향해 송출한다.
이로써, 비콘 시스템은 드론(200)에 의해 비행하면서 가상 표적에 해당하는 모의 표적 신호를 레이다(10)로 전송할 수 있게 된다.
도 11은 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 연동 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 드론(200)에게 비행 개시를 위한 비행 제어 명령을 전송하며, 드론(200)은 비행 제어 명령에 따라 비행을 시작한다.
드론(200)은 비행하는 동안 송수신 안테나부(400)의 지향점이 레이다 안테나(11)를 향하도록 지향점 제어 명령을 송수신 안테나부(400)에게 전달한다.
송수신 안테나부(400)는 안테나 모터(430)를 이용하여 송수신 안테나들(410, 420)이 레이다 안테나(11) 방향을 유지하도록 송수신 안테나들(410, 420)의 지향점 방향을 조정한다.
이와 함께, 드론(200)은 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에게 비행정보와 비행상태정보를 무선전송한다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 비행정보와 비행상태정보에 포함된 드론(200)의 현재 위치를 확인하고, 사전에 생성된 비행 경로로부터 드론(200)의 차기 위치 정보를 확인한 후 드론(200)에게 차기 위치로 이동하도록 하는 비행 제어 명령을 전송한다.
한편, 드론(200)이 비행하는 동안 수신 안테나(410)는 레이다 안테나(11)로부터 레이다 신호를 수신하여 비콘 시스템(300)으로 전달한다.
비콘 시스템(300)은 레이다 신호를 수신하면 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에게 비콘 상태정보를 전송한다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 비콘 시스템(300)에게 공중 표적 모의를 위한 모의 표적 생성 명령을 전송한다.
비콘 시스템(300)은 모의 표적 생성 명령이 수신되면, 사전에 작성된 표적 시나리오를 참조하여 가상 표적의 모의를 위한 모의 표적 신호를 생성한다. 비콘 시스템(300)은 표적 시나리오로부터 현재 웨이포인트에서 표적의 이동 속도에 대해 산출된 도플러 주파수 차이값과, 표적의 상대 거리에 대해 산출된 디지털 시간 지연값을 확인하여, 도플러 주파수 차이값과 디지털 시간 지연값을 수신된 레이더 신호에 반영하여 모의 표적 신호를 생성한다.
송신 안테나(420)는 모의 표적 신호를 레이다 안테나(11)를 향해 전송한다.
이하에서는, 도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 12의 비행 및 표적 모의 제어 장치(100), 무인 비행 장치(200), 비콘 시스템(300), 및 송수신 안테나부(400)는 도 2 내지 도 11을 참조하여 설명한 비행 및 표적 모의 제어 장치(100), 무인 비행 장치(200), 비콘 시스템(300), 및 송수신 안테나부(400)일 수 있으므로, 구체적인 동작 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성하고, 작성된 표적 시나리오를 참조하여 하나 이상의 드론(200)의 비행 경로를 생성할 수 있다(S1200).
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)와 비콘 시스템(300)은 각각 드론(200)의 비행 경로와 표적 시나리오를 저장한다(S1210).
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)가 드론(200)에게 비행 개시를 위한 비행 제어 명령을 전송하면(S1220), 드론(200)은 무인 비행을 시작한다(S1230).
드론(200)이 비행하는 동안 송수신 안테나부(400)는 레이다 안테나(11)로부터 레이다 신호를 수신하여 비콘 시스템(300)으로 전달한다(S1240, S1250).
비콘 시스템(300)은 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)에게 비콘 상태정보를 전송하고(S1260), 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 비콘 시스템(300)에게 모의 표적 생성 명령을 전송한다(S1270).
드론(200)에 장착된 비콘 시스템(300)은 드론(200)에 의해 비행하면서 S1210단계에서 저장된 표적 시나리오에 따라 레이다 신호를 표적 시나리오에 설정된 현재 위치에서의 표적과 일치하도록 가변하여 모의 표적 신호를 생성할 수 있다(S1280).
비콘 시스템(300)은 생성된 모의 표적 신호를 송수신 안테나부(400)로 전달하며, 송수신 안테나부(400)는 모의 표적 신호를 레이다 안테나(11)를 향해 송출한다(S1290).
도 13은 도 12의 S1200단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다
도 13을 참조하면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 표적 생성 요청을 사용자로부터 입력받으면(S1302), 표적 시나리오 작성용 화면들을 생성 및 표시하여, 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트들, 표적 종료 지점 등을 시간 별로 입력받는다(S1304~S1310).
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 S1304단계 내지 S1310단계에서 입력받은 정보를 시간 순서대로 조합하여 표적 비행 경로를 생성함으로써 표적 시나리오를 자동으로 작성할 수 있다(S1312).
표적 시나리오가 작성되면, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 표적 비행 경로에 따른 상대 속도와 상대 거리를 산출할 수 있다(S1314, S1316).
그리고, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 드론(200)의 비행 시작 지점을 사용자로부터 입력받고(S1318), 입력된 비행 시작 지점, 산출된 상대 거리와 상대 속도, 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치와 고도(즉, 표적의 웨이포인트), 그리고, 드론(200)의 비행 특성 중 적어도 하나를 이용하여 표적 비행 경로에 따른 드론(200)의 비행 경로를 생성 및 저장할 수 있다(S1320, S1322).
S1320단계에서, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 표적 시나리오의 표적 비행 궤적에 맞추어 드론(200)의 비행 경로를 생성하는데, 드론(200)의 위치가 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 레이다 안테나(11)를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성할 수 있다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 다수의 공중 표적을 모사하려는 경우, 다수의 드론들의 비행 경로를 각각 생성하고, 생성된 다수의 비행 경로를 로딩하여 비행 시뮬레이션을 수행할 수 있다(S1324).
S1324단계로부터, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 시간에 따른 비행경로 충돌 지점을 계산하고(S1326), 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성한다(S1328).
그리고, 비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 드론(200)의 회피 경로에 따른 도플러 주파수 차이와 비콘 디지털 시간 지연값을 표적의 웨이포인트마다 산출할 수 있다(S1330, S1332). S1330단계는 표적의 현재 웨이포인트에 설정된 표적의 상대속도와 드론(200)의 현재 위치(Dd_r)를 이용할 수 있다.
비행 및 표적 모의 제어 장치(100)는 각 드론의 회피경로를 최적 비행 경로로서 저장하고, 작성된 표적 시나리오와 비콘 제어 정보가 비콘 시스템(300)에 저장되도록 할 수 있다(S1334). 비콘 제어 정보는 비콘 시스템(300) 운용을 위한 기본 설정 정보, 통신 설정 정보를 포함한다.
도 14는 도 12의 S1280단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 드론(200)은 비행하는 동안 드론(200)의 현재 위치를 측정하여 비콘 시스템(300)에게 주기적으로 전송한다. 따라서, 비콘 시스템(300)은 드론(200)으로부터 드론(200)의 현재 위치를 주기적으로 수신한다(S1402).
비콘 시스템(300)은 S1402단계로부터 수신된 드론(200)의 현재 위치가 표적 시나리오의 표적 웨이포인트(WP)에 매핑된 드론 WP와 동일한지 판단한다(S1404).
동일한 경우, 비콘 시스템(300)은 표적 시나리오 중 드론(200)의 현재 위치에 매핑설정된 도플러 주파수 차이값과 디지털 지연 신호값을 이용하여 표적의 현재 WP에 해당하는 모의 표적 신호를 생성한다(S1406).
반면, 드론(200)의 현재 위치와 동일한 정보가 표적 시나리오에 없는 경우(S1404-No), 비콘 시스템(300)은 드론(200)의 현재 위치에 표적 시나리오 상의 모의 표적 도플러 신호와 디지털 시간 지연값을 생성할 수 있다(S1408, S1410).
S1408단계에서, 비콘 시스템(300)은 표적 시나리오에 현재 시간에 대해 설정된 표적의 상대 속도와 드론(200)의 현재 위치를 이용하여 도플러 신호를 산출하고, S1410단계에서, 표적 시나리오에 현재 시간에 대해 설명된 표적의 상대 거리와 드론(200)의 현재 위치를 이용하여 디지털 신호 지연값을 산출할 수 있다.
비콘 시스템(300)은 S1408단계와 S1410단계에서 생성된 도플러 신호와 디지털 신호 지연값을 수신된 레이더 신호에 반영하여, 표적이 현재 위치에서 차기 위치로 이동하는 동안의 모의 표적 신호를 생성할 수 있다(S1412).
도 15는 송수신 안테나부의 지향점 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15의 동작은 드론(200)이 비행하는 동안 주기적으로 이루어진다. 도 15를 참조하면, 드론(200)에는 레이다 안테나(11)의 위치 정보가 사전에 입력된다(S1502).
드론(200)은 비행하는 동안 드론 위치와 자세를 주기적으로 측정하여(S1504) 드론(200)의 기준면이 레이다 안테나(11)를 향하지 않으면, 드론 위치 및 자세에 따른 송수신 안테나의 지향점(Boresight) 각도를 계산한다(S1506).
그리고, 드론(200)은 송수신 안테나부(400)의 지향점이 레이다 안테나(11)를 향하도록 지향점 제어 명령, 즉, 각도 제어 명령을 송수신 안테나부(400)에게 전달한다(S1508).
S1508단계에 의해, 송수신 안테나부(400)는 송수신 안테나들(410, 420)이 레이다 안테나(11) 방향을 향하도록 각도 제어 명령에 포함된 각도로 송수신 안테나들(410, 420)의 지향점 방향을 조정한다.
한편 본 발명에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음은 통상의 기술자가 쉽게 이해할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있으며, 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
따라서, 본 발명은 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법을 구현하기 위하여 상기 비행형 가상 표적 발생 시스템을 제어하는 컴퓨터 상에서 수행되는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램을 함께 제공할 수 있다.
한편, 이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 비행 및 표적 모의 제어 장치
200: 무인 비행 장치
300: 비콘 시스템
400: 송수신 안테나부
500: 전원 공급기

Claims (6)

  1. 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법에 있어서,
    (A) 비행 및 표적 모의 제어 장치가 상기 하나 이상의 공중 표적 모의를 위한 표적 시나리오를 작성하되, 모의를 위한 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하고, 상기 작성된 표적 시나리오를 참조하여 하나 이상의 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며, 상기 생성된 비행 경로에 따라 상기 무인 비행 장치의 비행을 제어하는 동작;
    (B) 상기 무인 비행 장치가 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치의 제어에 의해 무인 비행하는 동작;
    (C) 상기 무인 비행 장치에 장착된 수신 안테나가 고정된 위치에 설치된 레이다로부터 방사된 레이다 신호를 수신하여 비콘 시스템으로 출력하는 동작;
    (D) 상기 무인 비행 장치에 장착된 상기 비콘 시스템이, 상기 표적 시나리오에 따라 상기 수신된 레이다 신호를 가변하여 모의 표적 신호를 생성하되, 상기 표적 시나리오에 설정된 표적의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 차이값과, 상기 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리에 따른 디지털 시간 지연값을 상기 수신된 레이다 신호에 적용하여 모의 표적 신호를 생성하는 동작;
    (E) 상기 무인 비행 장치에 장착된 송신 안테나가 상기 (D) 동작에서 생성된 모의 표적 신호를 상기 레이다로 송출하는 동작;을 포함하고,
    상기 무인 비행 장치의 비행 경로는 상기 비콘 시스템이 표적을 모사하기 위해 비행할 경로이고,상기 (A) 동작에서, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치는,
    표적 시나리오 작성용 화면을 통해 표적 특성, 표적 시작 지점, 표적의 웨이포인트들, 표적 종료 지점을 시간 별로 입력받아 시간 순서대로 조합하여 표적 비행 경로를 생성하여 상기 표적 시나리오를 자동으로 작성하고,
    상기 작성된 표적 시나리오에 설정된 표적 비행 경로를 참조하여 상기 표적 비행 경로에 따른 상대 속도와 상대 거리를 산출하고, 상기 무인 비행 장치의 비행 시작 지점, 산출된 상대 거리와 상대 속도, 상기 표적 시나리오에 정의된 표적의 웨이포인트 및 상기 무인 비행 장치의 비행 특성 중 적어도 하나를 이용하여 상기 표적 비행 경로에 따른 상기 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하며,
    상기 표적 비행 경로에 따른 상대 속도는 모의할 표적과 상기 레이다 간의 상대 속도로서 상기 표적의 이동 속도이고, 상기 도플러 주파수 차이값을 산출하는데 사용되고,
    상기 표적 비행 경로에 따른 상대 거리는 모의할 표적과 상기 레이다 간의 상대 거리로서 상기 디지털 시간 지연값을 산출하는데 사용되며,
    상기 디지털 시간 지연값은 레이다 안테나가 송신한 신호가 표적에서 반사되어 레이다 안테나로 입사되는 시간을 가상으로 만들어주기 위해 사용되는 값인 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가,
    (A1) 시간 별 표적 위치, 표적 고도, 표적 비행방향, 표적의 이동 속도 및 표적 특성정보를 포함하는 상기 표적 시나리오를 작성하되, 상기 무인 비행 장치가 다수인 경우, 다수의 공중표적 모의를 위한 다수의 표적 시나리오들을 작성하는 동작; 및
    (A2) 상기 무인 비행 장치의 비행 시작 지점과 상기 레이다 간의 거리와, 상기 표적 시나리오에 정의된 표적의 위치, 고도 및 이동 속도를 이용하여 상기 무인 비행 장치의 비행 경로를 생성하는 동작;을 포함하고,
    상기 표적 특성정보는 표적 번호, 표적 크기 및 표적의 전자전 활성화 여부를 포함하며,
    상기 무인 비행 장치의 비행 경로는, 상기 무인 비행 장치의 위치, 고도 및 속도 정보를 포함하는 다수의 웨이포인트(waypoint)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (A2) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가,
    상기 무인 비행 장치의 위치가 상기 표적 시나리오 상의 특정 시점에서 상기 레이다의 안테나를 기준으로 한 방위각과 동일한 값을 갖도록 하는 비행 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 (A) 동작은, 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치가,
    (A3) 상기 다수의 표적 시나리오들이 작성되어 다수의 무인 비행 장치들에 대한 다수의 비행 경로들이 생성되는 경우, 상기 다수의 무인 비행 장치들의 충돌을 예방하기 위한 회피경로를 생성하는 동작;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 동작 내지 (E) 동작이 수행되는 동안,
    (F) 상기 수신 안테나 및 송신 안테나를 구동하는 안테나 모터가, 상기 무인 비행 장치 및 상기 비행 및 표적 모의 제어 장치 중 어느 하나의 지향점(Boresight) 제어 명령에 따라 상기 수신 안테나와 송신 안테나의 지향점이 상기 레이다의 안테나를 향하도록 조정하는 동작;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비행형 가상 표적 발생 시스템의 하나 이상의 공중 표적 모의 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110505452B (zh) * 2019-08-26 2021-04-23 广东电网有限责任公司 一种基建输电工程进度监控方法及监控系统
KR102252061B1 (ko) * 2019-08-29 2021-05-14 한국항공우주연구원 위치 추적 시스템을 시험하는 장치 및 방법
KR102483340B1 (ko) 2020-11-27 2022-12-30 한화시스템 주식회사 모의 표적 신호 생성 장치 및 이를 이용한 레이더 시스템의 시험 방법
KR102489885B1 (ko) * 2021-01-29 2023-01-17 충남대학교 산학협력단 능동 유도 시스템 및 방법
KR102501275B1 (ko) * 2021-02-05 2023-02-17 엘아이지넥스원 주식회사 고기동 표적의 동특성 추정 및 다중경로 억제를 통한 정밀 궤적예측 방법 및 장치
CN116430330B (zh) * 2023-06-08 2023-09-05 航宇伟创科技(北京)有限公司 一种基于无人机的雷达辐射信号模拟系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101320508B1 (ko) * 2012-09-13 2013-10-23 국방과학연구소 항공기에 탑재된 영상 레이더의 성능 시험 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200681B1 (ko) 1997-04-30 1999-06-15 윤종용 레이다 비이콘 정렬장치
KR101570065B1 (ko) * 2014-03-06 2015-11-19 국방과학연구소 대전차 유도무기의 탑재비행시험 장치
KR101737219B1 (ko) * 2015-09-24 2017-05-19 대한민국(미래창조과학부 국립전파연구원장) 드론을 이용한 전파 측정 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101320508B1 (ko) * 2012-09-13 2013-10-23 국방과학연구소 항공기에 탑재된 영상 레이더의 성능 시험 장치

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