KR102204593B1 - 휴대형 다중대역 전파방해기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기가 개시된다. 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기는 2배 차이의 주파수 대역에서 잡음 전력을 형성하는데 있어서 일차적으로 전압제어발진기 및 고출력 증폭기를 구비하여 잡음 전력을 형성하고, 상기 고출력 증폭기의 다음 단에 전력 분배기와 주파수 체배기를 배치하여 2개 대역에서 동시에 잡음 전력을 형성함으로써 전력 소모를 최소화하고 주파수 안정도 특성을 우수하게 하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기의 실시 예에 있어서, 다수 대역에서 안테나를 개별적으로 구현한 후 전체를 통합하는 방식을 적용함으로써 안테나 설치 공간을 최소화하여 휴대에 유리하게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대형 다중대역 전파방해기 {Portable Multiband Radio Jammer}

본 발명은 전자파를 이용하여 불법 드론을 제압하기 위한 휴대형 다중대역 전파방해기에 관한 것으로써, 비행 금지 구역 또는 보안 시설 등에 불법으로 접근하는 드론의 위성항법 기능을 마비시키거나 드론 통신용 C2 링크를 무력화시키기 위하여 다수의 주파수 대역에서 RF 잡음 전력을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기에 관한 것이다.

최근 드론 보급의 증가와 함께 비행금지구역에서의 무단 비행에 따른 피해가 증가하고 있으며, 사생활 침해, 보안시설에 대한 침투, 살상 무기화 와 같은 심각한 사회 문제를 야기하고 있다. 최근 청와대나 성주 사드 기지 등을 도촬한 북한의 무인기가 대표적인 불법 드론의 예이다.

상기와 같은 불법 드론을 제압하기 위한 방법 중 전자파를 이용하는 기술은 위성항법 대역 및 드론 전용 C2-링크 주파수 대역에 잡음을 갖는 방해 전파를 방사함으로써 불법 드론을 제압하는 기술이다. 이와 같은 전자파를 이용한 전파방해기는 드론의 위치 정보를 수신하기 위해 구비된 위성항법 신호뿐만 아니라 드론의 제어 링크(흔히 450MHz, 900MHz, 2.4GHz 및 5.8GHz 대역) 주파수 대역의 신호를 동시에 재밍하여야 전파방해기의 효능을 극대화 할 수 있다.

기존의 전파방해기는 잡음 전력을 형성하는데 있어서 대역 별로 RF 잡음 전력을 형성함으로 전력 소모가 증가하게 되고 이에 따라 높은 배터리 용량이 요구된다. 또한 RF 잡음 전력을 공간으로 방사시키기 위한 장치로 대수주기형 안테나, 헬리컬, 테이퍼형 슬롯 안테나 등이 적용되어 전체 부피가 커지고 중량이 증가되는 문제점이 있다. 단일 안테나로 다수 대역을 커버하는 전파방해기의 경우 이득 및 정재파 관점에서 성능이 저하될 뿐만 아니라 넓은 안테나 설치 공간이 요구되면서 휴대가 어렵게 된다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로써, RF 잡음 전력을 형성하는데 있어서 주파수 체배기, 전력분배기 및 다이플렉서를 이용하여 전파방해기의 소모 전력을 최소화 하였으며, 잡음 전력 방사를 위한 안테나를 각 대역 별로 구현하고 이에 대한 배치 구조를 최적화하여 요구되는 안테나 설치 면적을 감소 시킴으로써 휴대가 용이한 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제시한 휴대형 다중대역 전파방해기는 소비 전력을 최소화하고 회로 구성을 단순화하기 위하여 2배수 차이를 갖는 두 대역의 잡음 전력을 단일 전압제어발진기, 고출력 증폭기와 주파수 체배기로 구현하였으며, S-대역 및 C-대역의 잡음 전력을 형성하는데 있어서 각 대역의 잡음 전력을 다이플렉서로 묶어주고 이를 이중대역 안테나에 연결해 줌으로써 전체 안테나 설치 공간을 효과적으로 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기는 450MHz 및 900MHz의 UHF 대역 잡음 전력을 형성하는데 있어서, 단일 전압제어발진기를 통해 450MHz 대역 잡음 전력을 형성한 뒤, 이를 전력 분배기를 통해 일차적으로 분배하고, 전력분배기 출력단의 일측점에 체배기를 배치하여 2배수 주파수인 900MHz 대역 잡음 전력을 형성함으로써, 소모 전력을 크게 줄여 배터리 크기를 작게 할 뿐만 아니라, 주파수 안정도를 높임으로써 전체 장치를 소형화 할 수 있다.

둘째, 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기는 잡음 전력을 방사하는데 있어서, 2.4GHz 및 5.8GHz 대역 잡음 전력을 다이플렉서를 통해 묶어준 후, 이를 이중대역 안테나를 통해 방사하는 구조로 안테나 구조를 단순화하였으며, 상기 이중대역 안테나 기판 위에 450MHz 대역 방사를 위한 미앤더 모노폴을 동시에 인쇄함으로써, 전체 안테나의 설치 공간을 최소화 할 수 있다.

셋째, 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기는 다수 대역의 안테나를 배치하는데 있어서, 각 대역 별로 요구되는 안테나 이득 패턴과 우수한 임피던스 정합 특성을 얻도록 상호 결합 및 격리도를 분석하여 최적으로 배치한 것으로 개별 안테나의 성능 저하를 최소화할 뿐만 아니라 설치 공간을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 실시 예에 따른 휴대형 다중대역 전파방해기의 구성을 도시한 블록도
도 2는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 다중대역 신호발생부의 구성을 구체적으로 도시한 도면
도 3는 본 발명에 의한 실시 예에 따른 각 대역 별로 구비된 다수의 안테나를 배치한 다중 안테나부의 구체적인 도면

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대형 다중대역 전파방해기에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위해 도시된 각 구성품의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다. 또한 문장의 간결성을 위해, 앞 뒤의 문맥으로 볼 때, 지칭하는 구성품이 무엇인지 쉽게 이해할 수 있는 경우에는, 구성품 명칭 다음에 붙는 괄호와 해당 구성품 번호를 생략하기로 한다.

도 1을 기준으로 본 발명의 실시 예에 따른 휴대형 다중대역 전파방해기의 구성을 간략하게 살펴보면, 본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기(100)는 다중대역에서 필요한 잡음 신호원을 형성하는 복합잡음 신호발생부(200), 상기 복합잡음 신호발생부에 직접 연결되고 4개 이상의 대역에서 개별적으로 RF 잡음 전력을 생성하기 위해 구성된 다중대역 신호발생부(300), 상기 다중대역 신호발생부에서 생성된 개별 대역의 잡음 전력을 공간상으로 방사시키기 위해 구비된 다중 안테나부(400)로 구성된다.

본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기의 구체적인 동작 개념을 설명하기 앞서, 상기 도 1에 제시된 휴대형 다중대역 전파방해기의 개략적인 도면을 바탕으로 복합잡음 신호발생부의 동작 개념을 설명하면, 본 발명에 의한 복합잡음 신호발생부는 기본적으로 백색 잡음 신호와 펄스 폭 변조 신호를 혼합한 것으로 각 대역 별 RF 잡음 전력을 발생시키는 잡음 신호원을 형성하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기의 구체적인 실시 예에 있어서, 개별 대역 별 RF 잡음 전력을 형성시키고 이를 안테나를 통해 방사하기 위해 구비된 다중대역 신호발생부는 도 2를 바탕으로 자세히 설명한다.

도 2를 기준으로 본 발명의 실시 예에 있어서 UHF 하위 대역(450MHz 대역)과 UHF 상위 대역(900MHz 대역)의 RF 잡음 전력이 형성되는 방법을 설명하면, 본 발명에 의한 다중대역 신호발생부(200)에서 UHF 대역의 잡음 전력은 복합잡음 신호발생부를 통해 얻어지는 제 1 잡음 신호원(210), 상기 제 1 잡음 신호원과 직접 연결되고 UHF 하위 대역에서의 RF 잡음 전력을 생성하기 위해 구비된 450MHz 대역 전압제어발진기(310), 상기 전압제어발진기를 통해 얻어진 잡음 전력의 크기를 충분히 크게 하기 위한 UHF 대역 고출력 증폭기(311), UHF 대역 고출력 증폭기를 통해 얻어진 잡음 전력을 동일 전력으로 분배하기 위해 구비된 전력분배기(312), 상기 전력분배기의 일측점과 연결되어 UHF 하위대역 신호를 안테나를 통해 방사시키기 위해 구비된 UHF 하위대역 출력단자(351), 상기 전력분배기의 또 다른 일측점에서 출력되는 UHF 하위대역 잡음 전력의 주파수를 2배로 높이기 위해 구비된 주파수 체배기(313), 상기 주파수 체배기를 통해 출력되는 UHF 상위대역 잡음 전력을 안테나를 통해 공간으로 방출하기 위한 UHF 상위대역 출력단자(352)를 구비하여 형성된다.

본 발명에 의한 다중대역 신호발생부(200)에서 GNSS 대역의 잡음 전력은 복합잡음 신호발생부를 통해 얻어지는 제 2 잡음 신호원(220), 상기 제 2 잡음 신호원과 직접 연결되고 GNSS 대역의 RF 잡음 전력을 얻기 위해 구비된 GNSS 대역 전압제어발진기(320), 상기 전압제어발진기를 통해 얻어진 GNSS 대역 신호의 크기를 충분히 크게 하기 위한 GNSS 대역 고출력 증폭기(321), 상기 고출력 증폭기를 통해 크기가 커진 잡음 전력을 안테나를 통해 방사시키기 위해 구비된 GNSS 대역 출력단자(353)를 구비하여 형성된다.

본 발명에 의한 다중대역 신호발생부(200)에서 S-대역 및 C-대역의 잡음 전력은 복합잡음 신호발생부를 통해 얻어지는 제 3 잡음 신호원(230), 상기 제 3 잡음 신호원과 직접 연결되는 S-대역 전압제어발진기(330), 상기 S-대역 전압제어발진기를 통해 얻어진 S-대역 신호의 크기를 충분히 크게 하기 위한 S-대역 고출력 증폭기(331), 상기 S-대역에서의 잡음 전력이 생성되는 과정과 동일하게 C-대역 잡음 전력을 얻기 위해 구비된 복합잡음 신호발생반의 제 4 잡음 신호원(240), 상기 제 4 잡음 신호원의 일측점과 연결되어 C-대역 잡음 전력을 형성하는 C-대역 전압제어발진기(340), 상기 전압제어발진기에서 나오는 신호를 충분히 크게 하기 위해 구비된 C-대역 고출력 증폭기(341), 상기 S-대역 고출력 증폭기와 C-대역 고출력 증폭기를 통해 각각 생성되는 2개 대역의 잡음 전력을 묶어 하나의 안테나를 통해 공간상으로 방사시키기 위해 구비된 다이플렉서(332), 상기 다이플렉서와 S/C-대역에서 동시에 동작하는 안테나를 연결하기 위해 구비된 출력 단자(354)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 휴대형 다중대역 전파방해기의 구체적인 실시 예에 있어서, 대역 별 잡음 전력을 방사하기 위해 구비된 다중 안테나부의 구성을 도 3를 통해 구체적으로 설명한다.

도 3을 기준으로 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나부의 각 대역 별 안테나의 배치 및 구성을 자세히 설명하면, 본 발명에 의한 다중 안테나부(400)는 S-대역 및 C-대역에서의 잡음 전력을 동시에 방사하도록 구비된 S/C-이중대역 안테나(440), 상기 S/C-이중대역 안테나에 잡음 전력을 공급하기 위해 구비된 S/C-이중대역 입력포트(454), 상기 S/C-이중대역 안테나가 인쇄된 기판에 상기 안테나 특성에 영향을 주지 않도록 동일 기판에 인쇄된 UHF 하위대역용 미앤더 모노폴(410), 상기 미앤더 모노폴에 잡음 전력을 공급하기 위해 구비된 UHF 하위대역 입력포트(451), 상기 S/C-이중대역 안테나가 인쇄된 기판 아래에 또 다른 기판 형태로 장착된 GNSS 대역 다이폴(430), 상기 GNSS대역 다이폴에 잡음 전력을 공급하기 위해 구비된 GNSS 대역 입력포트(453), 상기 S/C-이중대역 안테나의 중심에 일정한 폭과 두께를 갖는 루프형 유전체 위에 인쇄되어 UHF 상위대역 잡음 전력을 방사하기 위해 구비된 UHF 상위대역 안테나(420), 상기 UHF 상위대역 안테나에 잡음 전력을 공급하기 위해 구비된 UHF 상위대역 입력포트(452)로 구성된다.

본 발명에 의한 다중 안테나부(400)에서 대역 별 안테나를 설치하는데 있어서, 상기 안테나들을 결합하고 단단히 고정하기 위해 금속판(450)을 설치 하였으며, 상기 금속판 앞으로 각 대역 별 안테나들을 배치하고 안테나에 연결된 동축 케이블을 상기 금속판을 통과하여 배치함으로써, 각 대역 별 안테나와 전자 회로보드 사이에서 발생될 수 있는 불요 전파 유입을 억제할 뿐만 아니라 각 안테나의 뒤쪽에 배치되어 개별 대역에서의 안테나 이득을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 다중 안테나부(400)는 개별 대역에서 동작되는 4개의 안테나를 배치하는데 있어서, 안테나 별로 전파방해기에서 요구되는 안테나 이득 패턴, 각 대역 별 임피던스 정합 특성을 얻도록 배치함으로써 전체 안테나 설치 공간을 크게 줄이는 것을 특징으로 한다.

100 : 휴대형 다중대역 전파방해기
200 : 복합잡음 신호발생부
210 : 제 1 잡음 신호원
220 : 제 2 잡음 신호원
230 : 제 3 잡음 신호원
240 : 제 4 잡음 신호원
300 : 다중대역 신호발생부
310 : 450MHz 대역 전압제어발진기
311 : UHF 대역 고출력 증폭기
312 : 전력분배기
313 : 주파수 체배기
320 : GNSS 대역 전압제어발진기
321 : GNSS 대역 고출력 증폭기
330 : S-대역 전압제어발진기
331 : S-대역 고출력 증폭기
332 : 다이플렉서
340 : C-대역 전압제어발진기
341 : C-대역 고출력 증폭기
351 : UHF 하위대역 출력단자
352 : UHF 상위대역 출력단자
353 : GNSS 대역 출력단자
354 : S/C-이중대역 출력단자
400 : 다중 안테나부
410 : UHF 하위대역 미앤더 모노폴
420 : UHF 상위대역 안테나
430 : GNSS 대역 다이폴
440 : S/C-이중대역 안테나
450 : 금속판
451 : UHF 하위대역 입력포트
452 : UHF 상위대역 입력포트
453 : GNSS 대역 입력포트
454 : S/C-이중대역 입력포트

Claims (5)

1. 백색 잡음 신호와 펄스 폭 변조 신호를 혼합한 대역 별 RF 잡음 전력을 발생시키는 복합잡음 신호발생부;
   상기 복합잡음 신호발생부를 통해 얻어진 제 1 잡음 신호원,
   상기 제 1 잡음 신호원과 연결되어 450MHz 대역 잡음 신호를 형성하기 위해 구비된 450MHz 대역 전압제어발진기와;
   상기 전압제어발진기로부터 발생된 450MHz 대역 잡음 전력의 크기를 증폭시키기 위한 UHF 대역 고출력 증폭기와;
   상기 UHF 대역 고출력 증폭기로부터 출력되는 잡음 전력을 동일한 크기로 나누기 위해 구비된 전력분배기와;
   상기 전력분배기의 일측점에서 출력되는 UHF 하위대역 잡음 전력의 주파수 범위를 2배로 증가시켜 UHF 상위 대역을 형성하기 위해 구비된 주파수 체배기와;
   상기 주파수 체배기로부터 출력되는 UHF 상위대역 잡음 전력을 다중 안테나부로 전달하기 위한 UHF 상위대역 출력단자와;
   상기 전력분배기의 또 다른 일측점과 연결되어 UHF 하위대역 잡음 전력을 다중 안테나부로 전달하기 위한 UHF 하위대역 출력단자와;
   상기 복합잡음 신호발생부에서 생성된 제 2잡음 신호원을 입력으로 GNSS 대역 잡음 신호를 형성하기 위한 GNSS 대역 전압제어발진기와;
   상기 GNSS 대역 전압제어발진기로부터 GNSS 대역 잡음 전력을 입력 받아 신호출력을 증폭시키기 위한 GNSS 대역 고출력 증폭기와;
   상기 GNSS 대역 고출력 증폭기를 통해 세기가 커진 잡음 전력을 다중 안테나부로 전달하기 위한 GNSS 대역 출력단자와;
   상기 복합잡음 신호발생부에서 생성된 제 3잡음 신호원을 입력 받아 S-대역 잡음 신호를 형성하기 위한 S-대역 전압제어발진기와, 상기 S-대역 전압제어발진기로부터 S-대역 잡음 전력을 입력 받아 신호출력을 증폭시키기 위한 S-대역 고출력 증폭기와, 상기 복합잡음 신호발생부에서 생성된 제 4잡음 신호원을 입력으로 C-대역 잡음 신호를 형성하기 위한 C-대역 전압제어발진기와, 상기 C-대역 전압제어발진기로부터 C-대역 잡음 전력을 입력 받아 잡음 전력을 증폭시키기 위한 C-대역 고출력 증폭기와, 상기 S-대역 고출력 증폭기 및 C-대역 고출력 증폭기로부터 출력된 S-대역 잡음 전력 및 C-대역 잡음 전력을 입력으로 두 대역 신호를 하나로 묶어 S/C-이중대역 잡음 전력을 동시에 형성하기 위한 다이플렉서와, 상기 다이플렉서에 연결되어 S/C-이중대역 잡음 전력을 다중 안테나부로 전달하기 위한 S/C-이중대역 출력단자로 구성된 다중대역 신호발생부; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   2배수의 차이를 갖는 주파수 대역에서 잡음 전력을 형성하기 위하여,
   일차적으로 낮은 주파수 대역에서 잡음 전력을 형성하기 위한 전압제어발진기와,
   상기 전압제어발진기에서 생성된 RF 잡음 전력의 크기를 증가시키기 위해 구비된 고출력 증폭기와;
   상기 고출력 증폭기의 출력 전력을 동일하게 분배하기 위해 구비된 전력 분배기와;
   상기 전력 분배기의 출력 일측점에서 낮은 주파수 대역의 안테나와 연결하기 위한 출력 단자와;
   상기 전력 분배기의 또 다른 일측점에서 주파수 범위를 2배로 증가시키기 위해 구비된 주파수 체배기; 및
   상기 주파수 체배기의 출력단자와 높은 주파수 대역의 안테나와 연결하기 위한 출력 단자를 구비함으로써 소모 전력을 최소화 하고 높은 주파수 안정성을 얻는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 다중대역 신호발생부는 상기 다이플렉서의 출력단과 S/C-이중대역 안테나를 연결함으로써 안테나 설치 공간을 크게 줄이는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기.
   
4. 제1항에 있어서,
   다중 안테나부는 복합잡음 신호발생부, 다중대역 신호발생부를 구성하는 다수의 전자회로 보드와 분리될 수 있도록 구비된 금속판과;
   상기 금속판에 직교하게 설치된 안테나 기판에 인쇄된 S/C-이중대역 안테나와;
   상기 S/C-이중대역 안테나의 성능에 영향을 미치지 않으면서 동일 안테나 기판에 인쇄형으로 구비된 UHF 하위대역 미앤더 모노폴과;
   상기 S/C-이중대역 안테나와 UHF 하위대역 미앤더 모노폴이 인쇄된 안테나 기판의 일지점에서 루프형 유전체를 형성하고 상기 유전체 위에 인쇄형으로 구비된 UHF 상위대역 안테나; 및
   상기 S/C-이중대역 안테나와 UHF 하위대역 미앤더 모노폴이 인쇄된 안테나 기판의 아래에 인쇄형으로 배치된 GNSS 대역 다이폴로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 금속판은 각 대역 별 안테나를 고정 할 뿐만 아니라, 다중 안테나와 전자회로 보드 사이에 위치하여 각 대역 별 안테나 이득을 증대 시키고, 안테나와 전자 회로보드 간 불요 전파 유입을 막아 주는 것을 특징으로 하는 휴대형 다중대역 전파방해기.
   
   
   

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