KR102219452B1 - 이동차량형 재밍 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원하는 개소에 이동 가능하며 다양한 환경에서 적응 가능한 재밍 시스템으로서, 이동 가능한 차량본체와, 상기 차량본체에 구비되며 하나 이상의 지상 및 대공안테나로 이루어지는 안테나부와, 타겟에 대응되는 주파수를 생성하여 상기 안테나부로 전송하는 제어부를 포함하는 재밍 시스템을 제공한다.

Description

이동차량형 재밍 시스템{VEHICULAR JAMMING SYSTEM}

본 발명은 주파수의 차단 및 보호와 관련된 것으로, 보다 상세하게는 원하는 개소에 이동 가능하며 다양한 환경에서 재밍신호의 발생 및 적응 가능한 재밍 시스템에 관한 것이다.

최근에는 무선통신 기술의 발달로 주파수 합성에 대한 요청이 증가되고 있으며 이를 위한 주파수 합성기의 기능적인 요청이 증대되고 있다. 또한, 보다 높은 주파수와 넓은 대역폭에서 보안성을 위한 여러 가지 기능을 보유하기 위하여 이러한 주파수 합성기도 점차적으로 다기능 및 고성능의 회로로 설계되는 추세이다.

무선 통신망은 공중에 전파를 송출하여 일대일, 다대일, 일대다 등의 여러 가지 형태로서 정보의 교환이 이루어질 수 있도록 하는데, 이러한 무선 통신망을 이용하여 정보를 수신하는 수신기를 교란하는 것을 무선통신 재밍(jamming)이라고 칭한다.

보통, 무선통신 차단을 위해 백색잡음(white noise)를 전송하는 방식을 사용한다. 백색잡음이란 어떤 주파수 대역내에서의 모든 주파수의 출력이 포함되어 있는 잡음으로, 주파수와 그 성분이 포함되는 비율의 관계가 정규분포에 따른다.

백색잡음을 사용하는 경우 비교적 넓은 주파수 대역에서 고른 전파교란이 가능한 장점이 있으나, 백색잡음의 대역폭이 좁은 경우 전파교란의 효용이 떨어지고, 대역폭이 넓은 경우 교란전파의 출력이 낮아 전파교란의 성능이 떨어지는 문제점을 가지고 있다.

또한, 톤 스윕 방식의 재밍방식도 많이 사용되고 있는데, 톤 스윕 방식에서는 특정된 주파수 대역에서 집중적으로 교란성능을 제공한다.

한편, 최근 드론에 관한 기술의 발달로 다양한 형태의 드론이 개발되어 대중에 공급되고 있다. 국제적인 기업인 아마존과 구글의 경우 상품의 배달에서 고속 인터넷 제공에 이르기까지 다양한 임무를 수행할 수 있는 드론이 상용화되는 과정에 있다. 이러한 드론은 무인항공기의 일종으로 볼 수 있는데 군사용의 무인항공기보다 더 작고 가벼우며 이는 탐지가 상대적으로 어려움을 의미한다. 이러한 드론의 보급에 따라 저가형의 무인항공기인 드론이 상업용 항공시설, 필수인프라 및 기밀시설이나 군대에까지 잠재적인 위협요소가 되고 있는 실정이다. 즉, 드론의 사진이나 영상 촬영장비와의 결합에 따라 오용의 가능성이 상존하고 때문에 다양한 보안시설이나 사회기반시설에 위협이 될 수 있는 가능성이 있는 것이다. 실제 워싱턴에서는 취미로 드론을 즐기는 사람의 실수로 백악관 내에 추락하여 보안경보가 발령된 사례가 있으며, 프랑스에서는 원자력 발전소에 드론들이 나타난 사건에 대비하기 위하여 경찰과 공군이 새 크기의 드론을 격추시킬 수 있는 무기를 개발해달라고 요청한 사례도 있다. 또한, 국내에서는 북한의 무인 항공기가 청와대 및 서울 시내를 촬영하다 추락한 사건 이후 항공기의 비행금지구역 내 침입을 막을 수 있는 소위 안티드론 방어시설의 필요성이 대두되고 있다.

그러나, 국내는 물론 전세계적으로 아직 드론과 같이 공중에서 주파수를 받아 활동하는 무인항공기 등의 침입에 효과적으로 대응할 수 있는 장비의 개발이 상당히 미미한 실정이다.

드론 등에 사용되는 무선 통신망은 공중에 전파를 송출하여 일대일, 다대일, 일대다 등의 여러 가지 형태로서 정보의 교환이 이루어질 수 있도록 하는데, 이러한 무선 통신망을 이용하여 정보를 수신하는 수신기를 교란하는 것을 무선통신 재밍(jamming)이라고 칭한다.

한국공개특허공보 특1999-0083728호는 종래기술의 전파교란기를 개시하고 있으며, 도 1은 이에 대한 블록도이다.

이를 살펴보면, 발진부(10)로부터의 발진신호는 버퍼(30)를 거쳐서 업컨버터(40)로 전달된다. 업컨버터(40)에서는 이 발진신호를 주파수 체배하여 방해하고자 하는 무선통신기기의 주파수 대역으로 업컨버젼(up-conversion)한다. 파워온 리셋부(20)는 본 기기에 전원이 인가될 때 업컨버터(40)가 프리런(free run)하는 것을 방지하기 위하여, 전원이 인가된 후 일정 시간이 지나고 나서 업컨버터(40)를 리셋시키는 역할을 한다.

그러나 종래기술의 전파교란기는 고정된 주파수대역에 대해 작동하여 다양한 주파수를 가지는 표적 장비들에 적응하지 못하는 문제가 있고, 고정된 위치에서 교란 주파수를 송신하기 때문에 제한된 범위에서의 작동만 가능하였다.

최근에는 주요인물에 대한 이동시의 보호나 임시적 설치 장치에 대한 한시적 재머의 운용 필요성들이 대두되고 있는 실정이나 재밍시스템의 운용을 위한 주파수생성 및 발신장비와 전력공급장치 등 장비에 있어서 무게와 부피 등의 한계가 있기 때문에 적절하게 대응하지 못하여 왔다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 이동 가능한 형태를 가지며 다양한 위치의 광범위한 주파수 대역에 대응이 가능한 이동차량형 재밍 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 운전이 가능한 구동계통과 배터리 및 공조장치를 구비하는 차량본체(100); 차량본체의 루프 부위에 설치되는 레이돔(1501)과, 지향성의 안테나로 이루어지고 수평방향으로 회전 가능한 제1지상안테나(1510)와, 고정형으로 이루어지는 제2지상안테나(1520)와, 지향성의 안테나로 이루어지고 공중을 지향하여 방향이 가변될 수 있는 제1대공안테나(1530)와, 고정형의 제2대공안테나(1540)를 구비하는 안테나부(1500); 교란전파 신호를 생성하는 주파수생성부(1010)와, 배터리로부터 공급되는 전력을 관리하는 컨트롤러부(1700)를 구비하는 제어부(1000); 상기 차량본체에 구비되어 냉각된 공기가 제어부의 내부 유로를 경유하도록 하는 서브공조기부(1420);를 포함하여 구성된다.

상기 주파수생성부는, 설정된 대역에 대해 스윕(Sweep)되는 제1CW신호(α)와 설정된 대역 내의 동기신호블록(SSB)에 대응되어 집중적으로 스윕되는 연속파 채널의 복수 제2CW스윕신호(β)를 생성하는 신호생성부(1100)와, 캐리어 신호를 상용주파수 대역으로 업컨버징하는 RF부(1200)와, 상기 RF부의 출력을 설정된 전력레벨로 증폭하는 앰프부(1300)와, 증폭부(1300)로부터 출력되는 신호 중 불요파 신호를 억제하여 필터링하는 필터부(1400)를 구비하되, 상기 제2CW스윕신호가 제1CW신호와 다른 출력을 가지고 동기신호블록의 주파수 변경에 대해 개별적으로 온오프되어 적용되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 컨트롤러부는, 카메라부(2100)로부터 획득한 영상이미지 또는 탐지 안테나로부터 탐지된 주파수를 수집하는 탐지부(1701)와, 상기 탐지부로부터의 영상이미지 또는 주파수 중 어느 하나 이상을 통하여 타겟에 대한 교란신호 주파수를 결정하는 선택부(1702)가 구성되어 제1모드로서 스팟재머 모드(Spot Jammer Mode), 제2모드로서 스윕재머 모드(Sweep Jammer Mode), 제3모드로서 광대역 전파방해(Barrage Jamming Mode)를 선택하여 주파수생성부(1010)에서 선택된 교란신호가 발생되도록 한다.

상기 안테나부는, 차량본체의 루프 부위에 설치되는 레이돔(1501)과, 지향성의 안테나로 이루어지고 수평방향으로 회전 가능한 제1지상안테나(1510)와, 고정형으로 이루어지는 제2지상안테나(1520)와, 지향성의 안테나로 이루어지고 공중을 지향하여 방향이 가변될 수 있는 제1대공안테나(1530)와, 고정형의 제2대공안테나(1540)로 이루어질 수 있다.

상기 카메라부는, 레이돔 내부에 수납되어 업다운구동부(2110)에 의하여 상측으로 인입출될 수 있다.

또한, 상기 제어부는 제1지상안테나 및 제1대공안테나의 회전을 제어하는 팬틸트제어부(1900)를 구비한다.

한편, 상기 주파수생성부는 선택부에 의하여 선택되는 안테나에 대한 주파수의 밴드별로 구분되는 복수의 밴드유닛을 포함하고, 각각의 밴드유닛은 파워유닛(PSU), 신호발생기(SG), 증폭기(HPA), 필터(Filter)를 구비한다.

본 발명에 따라, 상용화된 원격조종주파수와 영상전송주파수 대역 등을 효과적으로 차단하여 지상 또는 공중의 운항 및 영상을 통한 원격조정이 불가능하도록 기능하여 효과적으로 무인항공기의 침투 등의 사태에 대응할 수 있다. 이에 따라 핵발전소 및 공항 등 국가 주요 시설물들에 대한 폭탄 테러위협, 국가 주요 시설물의 불법 촬영, VIP인사의 테러 위협, 경기장이나 인구밀집지역의 테러위협에 대처할 수 있으며, 마약 등과 물질의 반입의 차단은 물론, 비행금지구역에서의 무분별한 사용에의 대처가 가능하고, 사람이나 시설물과의 충돌을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 중앙 제어식으로 작동하면서 영상을 통하여 표적을 식별 및 추적할 수 있고 적절한 거리관계의 설정을 통하여 효과적인 대응이 가능하다.

도 1은 종래기술의 전파교란기를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템의 실시예를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 이동차량형 재밍 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 컨트롤러부의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 주파수생성부의 작동 계통을 설명하기 위한 구성도이다.
도 7은 주파수생성부에 대한 실시예의 구성도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 재밍 시그널의 생성에 대한 실시예를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 냉각계통을 나타내는 구성도이다.
도 12는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 전력관리를 설명하기 위한 블록도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 이동차량형 재밍 시스템을 상세히 설명한다.

다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 기본적으로, 이동 가능한 차량본체와, 상기 차량본체에 구비되며 하나 이상의 지상 및 대공안테나로 이루어지는 안테나부와, 타겟에 대응되는 주파수를 생성하여 상기 안테나부로 전송하는 제어부를 포함하는 재밍 시스템을 제공한다.

본 발명에서 설명되는 타겟은 지상에서 이동하는 주파수를 이용하는 다양한 장치와 휴대폰과 같은 주파수 송수신장비는 물론 공중에서 이동하는 드론과 같은 무인항공기 등을 예로써 설명하나 주파수 교란 또는 차단이 요청되는 다양한 유형의 장치들이 포함되는 것으로 이해될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동차량형 재밍 시스템의 개념도이다.

차량본체(100)는 운전이 가능한 구동계통과 배터리 및 공조장치를 구비할 수 있으며, 도시된 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태와 구동방식의 차량이 적용될 수 있을 것이다. 또한, 경우에 따라 자율주행 또는 원격제어가 가능한 무인자동차도 본 발명의 차량본체(100)에 포함될 수 있다.

상기 차량본체(100)의 일부에는 안테나부(1500)가 장착되며, 상기 안테나부(1500)는 기본적으로 교란전파를 발신하는 기능을 수행하고 경우에 따라 주파수를 수신하여 탐지하는 기능이 추가될 수 있을 것이다. 상기 안테나부(1500)에 의하여 발신되는 신호는 무인항공기, WiFi, 무선카메라, 모바일폰, 도청장비, 무선통신세트 등에 대해 적절한 교란전파를 발신하게 된다.

본 발명의 개념에서는 상기 안테나부(1500)가 다양한 유형의 장비에 대한 주파수대역을 교란할 수 있도록 하기 위하여 소정의 밴드 영역을 복수의 채널로 구성하여 교란전파를 생성할 수 있으며 이러한 동작은 제어부(1000)의 설명과 관련하여 후술하도록 한다.

일실시예로서 상기 안테나부(1500)는 차량본체(100)의 루프 부위에 설치되어 외부와 물리적으로 차폐되는 레이돔(1501)을 구성할 수 있을 것이다. 바람직하게는, 지향성의 안테나로 이루어지고 방향의 설정이 가능한 제1지상안테나(1510), 고정형으로 이루어지는 제2지상안테나(1520), 지향성의 안테나로 이루어지고 공중을 지향하여 방향이 가변될 수 있는 제1대공안테나(1530), 고정형의 제2대공안테나(1540)로 구성될 수 있다. 상기 제1지상안테나(1510) 및 제1대공안테나(1530)는 지향성의 광대역 안테나로 이루어질 수 있으며, 제2지상안테나(1520) 및 제2대공안테나(1540)는 옴니안테나로 구성될 수 있다.

또한, 공간의 효율성을 고려하면 제1지상안테나(1510)는 루프 전방측에, 제1대공안테나(1530)는 루프의 후방 측에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제1지상안테나(1510)는 제1대공안테나(1530)는 회전반에 설치되어 소정의 구동장치에 의하여 회동 가능하며, 상기 제1대공안테나(1530)는 상하로 틸팅이 가능한 것이 바람직하다. 이러한 회전반의 작동과 틸팅을 위한 동작은 후술될 제어부의 팬틸트제어부에 의하여 제어될 수 있을 것이다.

상기 회전반의 팬(Pan) 기능의 가동번위는 360도에서 제한이 없으며 수평의 전방향을 지향할 수 있고, 틸트(Tilt) 기능은 +90°에서 -20° 범위에서 설정될 수 있다. 또한, 회전속도는 팬 기능에서 0.01 ~ 60°/s, 틸트 기능에서 0.01 ~ 30°/s로 가동이 이루어질 수 있을 것이다. 상기 팬틸트 기능의 제어를 위한 통신은 RS485통신으로 이루어지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 이동차량형 재밍 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 추가적인 실시예에서는 레이돔(1501)의 내부에서 인입출 가능한 카메라부(2100)가 구비되어 표적 및 배경에 대한 영상 이미지를 생성하여 제어부(도 4의 1000)로 송출하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 카메라부(2100)는 영상 이미지의 생성에 따라 제어부를 통해 표적의 탐지 및 추적을 수행하도록 할 수 있으며 제1지상안테나(1510) 및 제1대공안테나(1530)를 타겟으로 지향하도록 할 수 있다.

이러한 카메라부(2100)의 설치 위치는 선택적일 것이나, 이동 과정이나 교란의 비작동 상태에서 레이돔(1501)의 내부에 수납되어 있는 것이 바람직할 것이며, 카메라부(2100)를 레이돔(1501)의 외부로 인입출할 수 있는 업다운구동부(2110)와 결합되어 영상 탐지시 레이돔(1501)의 개구 상측으로 인출될 수 있다. 상기 개구를 개폐하기 위한 개폐부(1502)가 추가적으로 배치되는 것이 오염의 방지를 위하여 바람직할 것이다.

도 4는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.

제어부(1000)는 전파 차단 내지는 교란 신호를 생성하여 발신안테나부(1500)로 전송하는 주파수생성부(1010)와, 제1지상안테나(1510) 및 제1대공안테나(1530)에 대한 팬틸트 동작 제어신호를 전송시키는 팬틸트제어부(1900)와, 카메라부(2100)로부터의 영상 이미지 신호를 수신하여 처리하는 영상관리부(1800)와, 탐지의 기능 및 전력의 제어를 수행하는 컨트롤러부(1700)와, 중앙관제서버 등과 유선 또는 무선 방식으로 통신하는 통신부(1910)를 포함하여 구성될 수 있다.

주파수생성부(1010)는 신호생성부, 상향변환부, 증폭부, 필터부 등을 구비하여 교란전파를 생성할 수 있는데, 2개 이상의 신호를 생성하여 증폭하는 기능을 수행할 수 있고 이와 관련된 구체적인 실시예는 후술한다.

팬틸트제어부(1900)는 카메라부(2100)에 의하여 촬영된 영상 이미지를 통하여 타겟이 탐지되면 소정의 식별추적영역에서 추적을 하기 위하여 팬틸트부(2200)의 팬 및 틸트 동작을 제어하며 자동적으로 발신안테나부(1500)의 구성요소 중 어느 하나가 표적을 지향하여 차단을 위한 준비를 할 수 있도록 한다. 상기 팬틸트제어부(1900)는 경우에 따라 고정형의 안테나들을 타겟에 지향할 수 있도록 사용자에게 차량의 지향 방향을 지시하는 기능을 수행할 수도 있을 것이다.

영상관리부(1800)는 카메라부(2100)로부터 촬영되어 영상 이미지로서 생성된 영상신호를 수신하여 데이터화하는 기능을 수행하며, 경우에 따라 줌인과 줌아웃되는 이미지에 대해 추가적인 데이터화가 가능할 수 있다. 이렇게 처리된 영상신호는 후술될 컨트롤러부(1700)에 의하여 관리된다. 이러한 영상관리부(1800)는 컨트롤러부(1700)에 통합될 수도 있으며, 후술될 콘솔 방식의 콘솔부에서 표적에 대한 영상을 시각적으로 구현할 수 있다.

상기 주파수생성부(1010), 영상관리부(1800), 팬틸트제어부(1900)는 컨트롤러부(1700)에 의하여 제어될 수 있으며, 영상관리부(1800)로부터 영상신호를 수신하여 표적을 식별하고, 이에 대한 추적이 이루어지도록 하면서 안테나들이 표적을 지향하도록 하여 타겟에 교란신호를 발신할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 컨트롤러부(1700)는 독립적인 전력의 공급과 제어를 통하여 작동이 이루어지도록 할 수 있으나, 차량본체(100)에 구비되는 메인배터리와 보조전력을 공급하기 위한 서브배터리를 통하여 전력을 공급받고 적절하게 전력관리를 수행할 수 있다. 이와 관련되어 구체적인 설명은 후술한다.

또한, 상기 통신부(1910)는 유선 또는 무선의 방식으로 중앙관제서버 등과 데이터를 교환할 수 있을 것이다. 이러한 통신부(1910)의 통신 수행방식은 공지의 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

도 5는 도 4의 컨트롤러부에 대한 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

컨트롤러부(1700)는 타겟에 대한 탐지를 수행하는 탐지부(1701)를 구비할 수 있으며, 상기 탐지부(1701)의 탐지 대상은 카메라부(2100)로부터 획득한 영상이미지 및/또는 탐지 안테나로부터 탐지된 주파수 및/또는 타겟의 방향을 포함할 수 있다.

상기 탐지 안테나의 일실시예로서 10도부터 120도의　위상배열안테나를　360도로 배열구성하여 공중에서 날아오는　무인항공기나 상기된 다양한 타겟에서 송수신하는　무선주파수(영상주파수, 송,수신 주파수 외)를 전방향으로 방향탐지하여 탐지된 방향으로 능동적인 재밍을 수행할 수 있다. 예를 들어, 카메라부(2100)로부터 획득된 이미지로부터 타겟의 유형을 파악하고 탐지 안테나로부터 소정의 수신레벨에 해당되는 신호를 추적하며 방향성을 결정한 다음 주파수생성부(1010)와 팬틸트제어부(1900)를 제어하여 교란을 수행할 수 있으며 이는 이동형 차량에 있어서 전력관리의 효율성에도 기여할 수 있는 것임에 유의하여야 한다.

상기 탐지 안테나는 경우에 따라 패시브레이더(Passive-Radar)로 구성될 수 있으며, 특정한 송신기로부터 표적으로 수신되는 수신신호에 대하여 소정의 수신레벨에 해당되는 신호를 추적하며 이를 주파수생성부(1010)에 전송하여 적절한 대응 교란주파수를 생성하도록 기능할 수 있다.

본 발명에서는 복수의 안테나로 구성되는 안테나부(1500)에서 다양한 대역의 주파수 신호를 발신할 수 있으며, 이를 위하여 각각의 안테나들은 소정의 밴드 영역을 담당할 수 있다. 상기 밴드 영역들은 각각 복수의 밴드유닛들에서 생성된 주파수 대역들을 의미한다. 이와 관련되어서는 후술하도록 한다.

전력제어부(1703)는 배터리로부터 공급되고 충전되는 전력을 관리하는 기능을 수행하며 경우에 따라 차량 자체에 구비되는 배터리 관리시스템(BMS)와 통합되거나 이를 제어할 수도 있을 것이다.

또한, 공조기제어부(1704)는 고전압 제어시 발생되는 열을 방출하고 냉각하여 성능을 유지하도록 할 수 있으며, 차량본체(100)에 구비되는 공조기 및/또는 제어부(1000)와 결합되는 공조기를 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 이에 대한 실시예에 대하서는 후술한다.

도 6는 본 발명의 제어부의 작동을 설명하기 위한 구성도이며, 도 7은 주파수생성부에 대한 실시예의 구성도이다.

주로 전파를 생성하고 발신하는 구성을 중심으로 차량본체(100)에 구비되는 메인배터리(1001)와 서브배터리(1002)를 구비하여 두 개의 배터리를 통하여 전력을 공급하고 충전하는 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위하여 전력제어부(1703)가 구성될 수 있음은 상기한 바와 같다.

주파수생성부(1010)는 복수의 밴드유닛(참조번호 미표시)로 구성되어 밴드별 교란신호를 생성하 수 있고 각각이 선택부(1702)에 의하여 선택되거나 조합되어 안테나부(1500)로 생성된 주파수가 전송될 수 있을 것이다. 이와 관련되어 구체적인 설명은 후술하도록 하며, 도시된 바와 같이 각각의 밴드유닛들에 유닛컨트롤러들이 구비될 수 있다.

본 발명에서는 22개의 밴드유닛들이 구성되어 있으나 이는 하나의 예시이므로 변형 가능하다. 일실시예로서, 제2지상안테나(1520)는 제1 내지 4 밴드를 담당하고, 제1지상안테나(1510)는 제5 내지 18 밴드를 담당하고, 제2대공안테나(1540)는 제19 내지 20 밴드를, 제1대공안테나(1530)는 제21 내지 22 밴드를 담당하여 각각의 영역에 대한 선택된 주파수를 발신하는 기능을 수행할 수 있다.

각각의 밴드유닛들의 차단 주파수 대역은 지상의 무선기기 사용 주파수 대역인 지상밴드와, 무선 비행체 사용 주파수 대역인 대공밴드를 포함할 수 있으며, 추가적으로 휴대폰 내역은 이중화를 위하여 지상밴드와 중첩되는 별도의 휴대폰밴드로 구성되는 것이 바람직하다.

각각의 밴드유닛들은 독립적으로 구성되고 각각 도시된 바와 같이 파워유닛(PSU), 신호발생기(SG), 증폭기(HPA), 필터(Filter) 및 컨트롤러를 구비할 수 있고, 콘솔부(1710)에서 상태별 LED램프를 통하여 밴드유닛별 동작 상태의 확인이 가능하도록 할 수 있다. 이와 같이 구성되는 경우 장애의 발생시 해당 밴드유닛만의 교체가 가능하여 유지보수성이 향상될 뿐만 아니라 작동 상태에서 다른 밴드유닛의 작동 중단 없이 보수가 가능한 이점이 있다.

상기 밴드와 각각의 주파수 대역은 선택적이며 예를 들어, GPS(1,160~1,300MHz, 1560~1,620MHz), 2.4GHz 조종주파수 대역(2,400MHz ~ 2,484MHz), 조종주파수 대역(5,030MHz ~ 5,150MHz)을 대상으로 할 수 있으며, 5.8GHz 주파수 대역(5,150MHz ~ 5,850MHz)들이 고려될 수 있을 것이다. 특히 GPS대역의 경우 제19 밴드로 구성하여 위성 신호의 세가ㅣ가 작기 때문에 통합 밴드로 구성할 수 있다. 또한, 저주파수 대역은 주파수 특성상 무지향성의 안테나를 사용하여야 하기 때문에 차단 효과를 높이기 위하여 밴드들을 세분화하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 주파수생성부(1010)의 제어를 위하여 컨트롤러부(1700)에서 제어가 수행되며 상기 컨트롤러부(1700)는 콘솔부를 포함할 수 있다. 이러한 콘솔부는 후술될 바와 같이 사용자가 확인 가능한 모니터와 시그널 램프를 포함할 수 있고, 상기 시그널 램프는 각각의 밴드유닛의 작동상태에 대한 점멸 등을 통하여 시각적으로 확인이 가능하도록 한다.

또한, 팬틸트제어부(1900)는 제1지상안테나(1510)와 제1대공안테나(1530)의 회전반과 틸트구동에 대한 제어를 수행할 수 있으며 이와 관련되어 중복되는 설명은 생략한다.

주파수생성부(1010)는 안테나부(1500)와 연결되며, 신호생성부(1100), 상향변환부(1200), 증폭부(1300) 및 필터부(1400)를 포함하고, 컨트롤러부(1700)에 의하여 제어될 수 있다.

상기 신호생성부(1100)는 전파차단 신호를 생성할 수 있는데, 후술될 바와 같이 2개 이상의 신호를 IF(Intermediate Frequency) 대역에 스윕(sweep)하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 주파수 대역은 이용자에 의하여 선택되어 컨트롤러부(1700)를 통하여 입력될 수 있으며, 탐지부(1701)를 통하여 감지된 주파수 대역일 수 있다.

이때, 상술한 바와 같이 2개 이상의 신호 생성을 위하여 하나 이상의 DDS(Direct Digital Synthesizer) 및/또는 FPGA(Field Programmable Gate Array)가 선택되고 조합될 수 있다. 상기 신호생성부(1100)는 백색잡음을 이용하여 재밍신호를 생성할 수 있는데, 상기한 바와 같이 채널별로 서로 독립적인 신호의 생성을 위하여 개별 신호생성부로 구성될 수 있다.

신호생성부(1100)에서 스윕 스피드(Sweep Speed) 조절 기능, 스윕 스텝(Sweep Step) 조절 기능(5KHz~1MHz), 대역폭(Bandwidth) 설정 기능, DDS/FPGA 알람(Alarm) 기능, FPGA 리셋(Reset) 기능 등을 구비할 수 있다.

컨트롤러부(1700)에서 제어되는 제어전력은 전원공급부(1600)로부터 공급될 수 있는데, 상기 전원공급부(1600)는 파워서플라이유닛(PSU; Power Supply Unit)으로 구성될 수 있으며 이 경우에는 전력의 안정적인 공급을 위하여 메인배터리(1001) 및 서브배터리(1002)와 조합될 수 있다.

상향변환부(1200)는 전원공급부(1600)로부터 소정 DC 전원을 수신하여, 신호생성부(1100)가 생성하는 IF 대역의 신호를 보호주파수 대역인 RF 대역으로 상향 변환한다. 이러한 상향변환부(1200)는 신호생성부(1100)에서 생성된 IF주파수를 상용주파수 대역으로 업컨버젼(Upconversion)시키도록 기능한다.

상향변환부(1200)는 신호생성부(1100)에서 생성하는 각 채널의 캐리어 신호에 대하여, 각각 소정 대역의 RF 주파수 대역으로 변환한다.

증폭부(1300)는 전원공급부(1600)로부터 소정 DC 전원을 수신하여, 상향변환부(1200)에서 출력하는 신호를 증폭한다. 증폭부(1300)에서 출력하는 신호의 전력레벨은, 교란 대상의 대역의 신호에 대한 전력레벨보다 더 큰 전력레벨을 가질 수 있다.

필터부(1400)는 증폭부(300)로부터 출력되는 신호 중, 원하지 않는 대역의 불요파 신호를 억제하여, 지정된 대역내 신호만을 선택하고 재밍신호로써 컴바이닝(Combining)하여 안테나부(1500)로 출력하도록 기능한다. 이러한 필터부(1400)에서는 증폭부(1300)의 출력주파수로 인한 인접주파수에 대한 간섭에 따른 영향을 줄이도록 기능할 수 있다.

컨트롤러부(1700)는, 교란을 원하는 주파수 대역을 선택한 경우, 해당 선택에 대한 입력을 선택하도록 할 수 있다. 다만, 본 발명에서 무인항공기를 대상으로 무력화를 수행하는 경우 상기 컨트롤러부(1700)가 Input Frequency Range로서 GPS 및 ISM의 주파수대역을 미리 설정하고 광대역으로 결합하여 단일 출력으로서 안테나로 송출하도록 할 수도 있을 것이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 재밍 시그널의 생성에 대한 실시예를 나타내는 그래프이다.

도 8을 참조하면, 설정된 대역을 스윕(Sweep)하는 제1CW신호(α)와 상기 설정된 대역 내의 동기신호블록(SSB; Synchronization Signal Block) 대역을 집중적으로 스윕하는 복수의 제2CW스윕신호(β)로 이루어질 수 있다.

상기 신호생성부(1100)는 각각 DDS 및 FPGA로 선택되고 조합되는 복수의 디지털신호생성부를 포함할 수 있고, 제1CW신호(α) 및 각각의 제2CW스윕신호(β)를 생성하고 조합할 수 있다.

예를 들어 5G 신호에 대해 재밍을 수행하는 경우 도시된 바와 같이 대역에 대한 1톤 제1CW신호(α)를 생성하고, 해당 밴드 내에 복수의 동기신호블록에 대응되는 연속파 채널의 복수 제2CW스윕신호(β)를 조합한다.

상기 제2CW스윕신호(β)는 개별적으로 온오프(On/Off)되어 동기신호블록 주파수 변경시 쉽게 변경이 가능할 수 있으며, 원서비스 신호의 재밍을 목적으로 제1CW신호(α)와 제2CW스윕신호(β)의 세기의 차를 크게 두는 것이 바람직할 것이다.

도시된 예에서는 5G대역에 해당되는 제1CW신호(α)가 3.5GHz 에서 3.6GHz 대역을 1톤으로 스윕하고 있으나 상기 1톤의 밴드는 선택 가능하다. 예를 들어, 제1CW신호(α)가 50dBm인 경우 제2CW스윕신호(β)들은 40dBm인 것이 적절하다. 도시사항에서는 제2CW스윕신호(β)들이 각각 온오프 가능한 8개의 신호로 구성되었다.

상기 스윕신호의 조합과 IF 대역에의 스윕의 경우 신호생성과 합성, 필터링 및 증폭에 관한 공지의 요소들이 조합될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 대역은 탐지부(1701)에서 탐지된 주파수를 기초로 하여, 상술된 주파수생성부(1010)에서 이루어지고 안테나부(1500)를 통하여 지향 또는 무지향성으로 발신된다.

도 9는 선택부에서 선택 가능한 재머모드에 대한 실시예를 나타낸다.

*상기한 바와 같이 본 발명에서는 통신 가능한 전 대역(20 - fe n)의 재밍신호를 발생할 수 있으며, 대역 별 주파수를 밴드로서 구분하고 선택 및 재밍의 제어가 가능하다.

도 9의 (c)를 참조하면, 주파수생성부(1010)는 선택부(1702)의 선택에 따라 제1모드로서 스팟재머 모드(Spot Jammer Mode), 제2모드로서 스윕재머 모드(Sweep Jammer Mode), 제3모드로서 광대역 전파방해(Barrage Jamming Mode)가 선택될 수 있다.

주파수의 스윕과 관련하여서는 상기와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.

따라서, 주파수 대역 별 편집이 가능흐게 되고, 단일톤은 물론 멀티 캐리어에 의한 다중 톤의 재밍 지원이 가능하다. 상기한 바와 같이 채널 별 온오프가 가능하기 때문에 SSB 주파수 변동에 대하여 즉시 적응 가능한 이점이 있음에 유의한다. 상기된 소정의 다중 톤 재밍의 개념의 경우 기본적으로 컴바이닝 제너레이터(Combining Generator)인 신호생성부(1100)를 통하여 외부 생성되고 Baseband에서 생성된 다중 톤 신호를 IF 대역으로 출력하고 RF부(1200)에서 상용주파수대역으로 업컨버팅하여 송신이 이루어지도록 작동될 수 있는데, 다른 실시예로서 Baseband에서 재밍신호가 생성되지 않고 IF 대역에서 직접 생성하여 구조적인 단순성을 달성할 수도 있다.

이때, 재밍신호의 스윕간격과 스윕 시간의 제어가 가능하고, 재밍 신호 별 출력의 세기 제어가 가능하다.

한편, 증폭부(1300)에서 출력하는 신호의 전력레벨은, 타겟에서 사용하는 신호에 대한 전력레벨보다 더 큰 전력레벨을 가지는 것이 바람직하며, 실험 결과 원신호의 수신 레벨보다 최소 15dB이 높아야 효과적으로 전파를 차단할 수 있음을 확인하였다. 이러한 증폭기들의 배열 입력단과 출력단에는 커플러 및 서큘레이터를 구비하여 소정의 검출부를 통하여 모니터링이 가능하도록 기능할 수 있는데, 바람직하게는 입력측에 구비되는 입력측커플러는 상향변환부(1200)로부터의 신호를 분기하여 라우팅하고 입력검출부에서 입력 전력을 검출할 수 있도록 기능할 수 있으며, 출력측에 구비되는 출력측커플러는 증폭된 신호를 출력검출부에서 검출할 수 있도록 기능할 수 있다. 또한, 서큘레이터는 말단측에 구비되어 RF 출력 경로에서 추가적인 손실을 제거하는 기능을 수행할 수 있으며, 반사신호검출부에서 반사신호(VSWR)를 검출하도록 할 수 있다. 각각의 증폭모듈들은 상호 병렬로 연결되어 선택된 조합으로서 안테나부(1500)에서 소정의 출력을 가지도록 할 수 있으며, 이러한 증폭모듈들의 조합 및 선택은 소정의 스위칭을 통하여 이루어질 수 있을 것이다.

도 10은 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

예를 들어, 기지국(BTS)로부터 휴대폰으로 전파가 송수신되는 것을 차단하기 위하여 제1지상안테나(1510)가 작동될 수 있고, 안테나부(1500)의 방사각은 좌우로 각각 20도인 총 40도 범위로 설정되어 지향성을 가질 수 있다. 도시된 예에선즌 400m 의 거리로 신호의 강도가 제어되고 있으나 이러한 거리관계는 선택적이다. 휴대폰의 재밍을 위하여 최소한 15dBc 이 더 크게 작동하는 것이 바람직하였다.

예를 들어, 400m 거리를 기준으로 휴대폰의 경우 기지국으로부터의 신호 레벨이 -50dBm 이라면, 15dBc 높은 경우 최소 -35dBm이 출력강도로서 설정될 수 있을 것이다.

또한, 드론을 대상으로 하는 경우 800m의 차단 범위를 가질 수 있고, 드론 컨트롤러의 출력 레벨이 최대 10W임을 감안하면 40dBm의 강도로 고려할 수 있다. 그렇다면, 상기 거리 기준에서 15dBc 높은 -37.5dBm이 출력강도로 결정될 수 있는 것이다.

차량본체(100)는 이러한 재밍신호를 발신할 수 있는 안테나부(1500)를 구비함은 상기한 바와 같고, 상기의 개념에서 스마트재밍을 구성하기 위하여 탐지부(1701)가 작동할 때 탐지 안테나가 차량본체(100)에 함께 구비되는 경우도 고려될 수 있을 것이다. 도시된 바와 같이 탐지 차량(100a)가 별도로 운영되는 것이 전력관리 및 장비 운영을 위하여 바람직하다. 이 경우 탐지 차량(100a)는 탐지 안테나와 탐지부(1701)를 구비하고 차량본체(100)의 통신부(1910)에 탐지된 주파수및/또는 방향성을 제공하여 선택부(1702)에서 주파수 생성과 안테나의 선택 및 방향의 선택이 이루어질 수 있도록 한다.

도 11은 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 냉각계통을 나타내는 구성도이다.

제어부(1000)는 기본적으로 고전압을 사용할 수 있으며 이에 따라 열발생이 많고 특히 차량본체(100) 내부에 구성되는 경우 열관리에 어려움이 있을 수 있다. 이를 위하여 차량 자체에 구비되는 마운트공조기부(1410)가 활용될 수 있을 것이나 총합적인 냉각에는 어려움이 있을 수 있으며 이를 고려하여 서브공조기부(1420)가 더 구비될 수 있다. 상기 마운트공조기부(1410)와 서브공조기부(1420)는 메인배터리(1001)와 서브배터리(1002)에 의하여 전력제어부(1703)에 의한 관리가 이루어질 수 있고, 이러한 공조기부의 작동과 유동의 제어는 공조기제어부(1704)에 의하여 이루어질 수 있다.

상기 제어부(1000)의 후단측에 마운트공조기부(1410)와 서브공조기부(1420)가 배치되고 제어부(1000)의 후방에는 쿨링팬부(1421)가 설치되어 냉각된 공기가 소정의 제어부(1000)의 내부 유로를 경유할 수 있도록 안내한다.

제어부(1000) 전후방의 하부에는 외부로 가열된 공기를 방출할 수 있는 벤트부(1430)가 구성될 수 있을 것이다.

또한, 컨트롤러부(1700)는 콘솔부(1710)와 연동되어 작동되고, 상기 콘솔부(1710)는 모니터를 구비하여 운전석 측에서 모니터링 및 제어계통들의 제어가 가능하도록 할 수 있다. 이때, 각각의 밴드유닛에 대한 개별적 작동 시그널이 상기 콘솔부(1710)에 표시될 수 있음은 상기와 같다.

도 12는 본 발명의 이동차량형 재밍 시스템에서 전력관리를 설명하기 위한 블록도이다.

컨트롤러부(1700)는 전력제어부(1703)와 연동하여 작동되며 상호 RS485통신을 통하여 제어신호를 송수신하게 된다. 상기 전력제어부(1703)는 메인배터리(1001)와 서브배터리(1002)의 전력을 관리하며 충전기와의 연결관계 및 히터 및 공조기부의 작동관계를 제어할 수 있다. 이러한 전력제어부(1703)는 각각의 파워서플라이유닛(PSU)들과 연결되어 제어된 전력을 공급한다.

상기된 실시예들의 구성의 적용예들은 상호 간에 치환되거나, 추가 또는 교차적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 이동차량형 재밍 시스템은 다양한 유형의 장비와 주파수 및 강도에 대해 대응가능한 신호를 현장에서 생성하고 조합하여 교란신호로서 송출 가능하기 때문에 장소를 불문하고, 예를 들어 핵발전소 및 공항 등 국가 주요 시설물들에 대한 폭탄 테러위협, 국가 주요 시설물의 불법 촬영, VIP인사의 테러 위협, 경기장이나 인구밀집지역의 테러위협에 유연하게 대처할 수 있으며, 마약 등과 물질의 반입의 차단은 물론, 비행금지구역에서의 무분별한 드론 사용에 대한 대처가 가능하고 사람이나 시설물과의 충돌을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 재밍 신호의 스윕 유형과 채널별 출력의 제어가 가능하고 밴드별 유닛의 구성 및 안테나의 구성을 통하여 유지보수의 신속성과 경제성이 향상될 수 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

100...차량본체 100a...탐지차량
1000...제어부 1001...메인배터리
1002...서브배터리 1010...주파수생성부
1410...마운트공조기부 1420...서브공조기부
1421...쿨링팬부 1430...벤트부
1500...안테나부 1501...레이돔
1502...개폐부 1510...제1지상안테나
1520...제2지상안테나 1530...제1대공안테나
1540...제2대공안테나 1700...컨트롤러부
1701...탐지부 1702...선택부
1703...전력제어부 1704...공조기제어부
1710...콘솔부 1800...영상관리부
1900...팬틸트제어부 1910...통신부
2100...카메라부 2110...업다운구동부

Claims (3)

1. 운전이 가능한 구동계통과 배터리 및 공조장치를 구비하는 차량본체(100);
   차량본체의 루프 부위에 설치되는 레이돔(1501)과, 지향성의 안테나로 이루어지고 수평방향으로 회전 가능한 제1지상안테나(1510)와, 고정형으로 이루어지는 제2지상안테나(1520)와, 지향성의 안테나로 이루어지고 공중을 지향하여 방향이 가변될 수 있는 제1대공안테나(1530)와, 고정형의 제2대공안테나(1540)를 구비하는 안테나부(1500);
   교란전파 신호를 생성하는 주파수생성부(1010)와, 배터리로부터 공급되는 전력을 관리하는 컨트롤러부(1700)를 구비하는 제어부(1000);
   상기 차량본체에 구비되어 냉각된 공기가 제어부의 내부 유로를 경유하도록 하는 서브공조기부(1420);를 포함하며,
   상기 주파수생성부는,
   설정된 대역에 대해 스윕(Sweep)되는 제1CW신호(α)와 설정된 대역 내의 동기신호블록(SSB)에 대응되어 집중적으로 스윕되는 연속파 채널의 복수 제2CW스윕신호(β)를 생성하는 신호생성부(1100)와, 캐리어 신호를 상용주파수 대역으로 업컨버징하는 RF부(1200)와, 상기 RF부의 출력을 설정된 전력레벨로 증폭하는 앰프부(1300)와, 증폭부(1300)로부터 출력되는 신호 중 불요파 신호를 억제하여 필터링하는 필터부(1400)를 구비하되, 상기 제2CW스윕신호가 제1CW신호와 다른 출력을 가지고 동기신호블록의 주파수 변경에 대해 개별적으로 온오프되어 적용되며,
   상기 컨트롤러부는,
   카메라부(2100)로부터 획득한 영상이미지 또는 탐지 안테나로부터 탐지된 주파수를 수집하는 탐지부(1701)와, 상기 탐지부로부터의 영상이미지 또는 주파수 중 어느 하나 이상을 통하여 타겟에 대한 교란신호 주파수를 결정하는 선택부(1702)가 구성되어 제1모드로서 스팟재머 모드(Spot Jammer Mode), 제2모드로서 스윕재머 모드(Sweep Jammer Mode), 제3모드로서 광대역 전파방해(Barrage Jamming Mode)를 선택하여 주파수생성부(1010)에서 선택된 교란신호가 발생되도록 하는 이동차량형 재밍 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 안테나부는,
   차량본체의 루프 부위에 설치되는 레이돔(1501)과, 지향성의 안테나로 이루어지고 수평방향으로 회전 가능한 제1지상안테나(1510)와, 고정형으로 이루어지는 제2지상안테나(1520)와, 지향성의 안테나로 이루어지고 공중을 지향하여 방향이 가변될 수 있는 제1대공안테나(1530)와, 고정형의 제2대공안테나(1540)로 이루어지며,
   상기 카메라부는,
   레이돔 내부에 수납되어 업다운구동부(2110)에 의하여 상측으로 인입출되고,
   상기 제어부는,
   제1지상안테나 및 제1대공안테나의 회전을 제어하는 팬틸트제어부(1900)를 구비하는 이동차량형 재밍 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 주파수생성부는,
   선택부에 의하여 선택되는 안테나에 대한 주파수의 밴드별로 구분되는 복수의 밴드유닛을 포함하고, 각각의 밴드유닛은 파워유닛(PSU), 신호발생기(SG), 증폭기(HPA), 필터(Filter)를 구비하는 이동차량형 재밍 시스템.

Images