KR102234419B1 - 레이더 기만장치 및 레이더 기만방법 - Google Patents

레이더 기만장치 및 레이더 기만방법 Download PDF

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강희석
김정한
박성균
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Abstract

본 발명은 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치로서, 상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신할 수 있는 수신부; 상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있는 신호 탐지부; 상기 기만신호를 생성할 수 있는 신호 발생부; 상기 신호 발생부에서 생성한 상기 기만신호를 외부로 송신할 수 있는 송신부; 및 상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 분석제어부;를 포함하고, 레이더의 탐지 범위 내에 허위 표적을 용이하게 생성할 수 있다.

Description

레이더 기만장치 및 레이더 기만방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECEIVING RADAR}
본 발명은 레이더 기만장치 및 레이더 기만방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더의 탐지 범위 내에 허위 표적을 용이하게 생성할 수 있는 레이더 기만장치 및 레이더 기만방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이더는 전자파를 송신하고 표적에서 반사되는 전자파를 수신하여 표적을 추적한다. 반사된 전자파가 수신된 시간, 방향, 주파수 등을 통해, 레이더는 표적의 거리, 방향, 속도 등의 위치 정보를 획득한다.
한편, 재밍(Jamming)은 레이더가 표적의 위치 정보를 정상적으로 획득하지 못하게 하는 기술이다. 재밍을 위해 전자교란 장치인 재머(Jammer)가 사용된다. 재머는 레이더가 사용하는 주파수 대역의 고출력 잡음 신호를 방출하여 레이더의 기능을 무력화시키거나, 허위 표적 신호를 송출하여 레이더가 실제 표적의 위치와 다른 허위 표적을 탐지하게 만들 수 있다.
그러나 종래에는 레이더가 사용하는 주파수 대역을 변경하면, 재머가 고출력 잡음 신호로 레이더의 기능을 무력화시키기 어려워지는 문제가 있다. 또한, 종래에는 레이더의 스캔 패턴을 확인할 수 없기 때문에, 원하는 위치에 복수의 허위 표적을 동시에 생성하지 못하는 문제도 있다.
KR 10-1399116 B
본 발명은 레이더가 송신하는 신호를 수신받아 레이더 신호의 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 분석할 수 있는 레이더 기만장치 및 레이더 기만방법을 제공한다.
본 발명은 레이더가 사용되는 조건에 맞추어 레이더의 탐지 범위 내에 허위 표적을 용이하게 생성할 수 있는 레이더 기만장치 및 레이더 기만방법을 제공한다.
본 발명은 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치로서, 상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신할 수 있는 수신부; 상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있는 신호 탐지부; 상기 기만신호를 생성할 수 있는 신호 발생부; 상기 신호 발생부에서 생성한 상기 기만신호를 외부로 송신할 수 있는 송신부; 및 상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 분석제어부;를 포함한다.
본 발명은 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치로서, 상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신할 수 있는 수신부; 상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있는 신호 탐지부; 상기 기만신호를 생성할 수 있는 신호 발생부; 상기 신호 발생부에서 생성한 상기 기만신호의 출력을 증폭시킬 수 있는 출력 증폭부; 출력이 증폭된 기만신호를 외부로 송신할 수 있는 송신부; 및 상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 분석제어부;를 포함한다.
상기 수신부는, 수신 안테나, 및 상기 수신 안테나로 수신된 레이더 신호의 주파수를 하향 변환할 수 있는 하향 변환기를 포함하고,
상기 송신부는, 상기 기만신호의 주파수를 상향 변환할 수 있는 상향 변환기, 및 주파수가 상향 변환된 기만신호를 송신할 수 있는 송신 안테나를 포함한다.
상기 하향 변환기는, 상기 수신 안테나로 수신된 레이더 신호의 주파수를 1차로 하향 변환할 수 있는 제1 하향 변환기, 및 주파수가 1차로 하향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 하향 변환할 수 있는 제2 하향 변환기를 포함하고,
상기 상향 변환기는, 상기 기만신호의 주파수를 1차로 상향 변환할 수 있는 제1 상향 변환기, 및 주파수가 1차로 상향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 상향 변환할 수 있는 제2 상향 변환기를 포함한다.
상기 분석제어부는, 상기 펄스 데이터를 분석하여 상기 레이더 신호의 펄스 피크값들의 위치를 계산할 수 있는 제1 분석기; 상기 펄스 피크값들을 기반으로 상기 스캔 패턴을 분석하여 상기 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있는 제2 분석기; 및 상기 스캔 주기에 따라 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 제어기;를 포함한다.
상기 제어기는, 상기 기만신호를 송신하라는 외부의 명령이 입력될 수 있는 입력기; 및 상기 입력기에 명령이 입력되면, 상기 스캔 주기를 이용하여 상기 레이더 신호가 송신되는 시점을 예측하고, 예측된 시점을 상기 기만신호를 송신할 시점으로 산출할 수 있는 산출기;를 포함한다.
본 발명은 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만방법으로서, 상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신하는 과정; 상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출하는 과정; 상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정; 및 상기 기만신호를 생성하고, 선택된 시점에 상기 기만신호를 외부로 송신하는 과정;을 포함한다.
상기 레이더 신호를 수신하는 과정은, 수신되는 레이더 신호의 주파수를 복수회 순차적으로 하향 변환하는 과정을 포함하고,
상기 기만신호를 송신하는 과정은, 송신하려는 기만신호의 주파수를 복수회 순차적으로 상향 변환하는 과정을 포함한다.
상기 펄스 데이터를 분석하는 과정은, 상기 펄스 데이터에서 상기 레이더 신호의 주파수, 펄스폭, 펄스반복주기, 펄스 크기, 펄스 피크값 및 펄스 수신시간을 추출하는 과정을 포함한다.
상기 스캔 패턴을 분석하는 과정은, 상기 스캔 패턴을 분석하여 상기 레이더의 스캔 주기를 계산하는 과정을 포함한다.
상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정은, 상기 스캔 주기에 맞추어 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정을 포함한다.
상기 스캔 주기에 맞추어 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정은, 상기 레이더 신호의 펄스 피크값이 발생할 시점을 예측하는 과정; 및 예측된 시점을 상기 기만신호를 송신할 시점으로 선택하는 과정;을 포함한다.
상기 기만신호를 외부로 송신하는 과정은, 상기 기만신호의 출력을 증폭시켜 송신하는 과정을 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 레이더가 송신하는 신호를 수신받아 레이더 신호의 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 분석할 수 있다. 이에, 레이더가 사용되는 조건(레이더가 사용하는 주파수 대역, 레이더의 위치정보 등)을 확인할 수 있다. 따라서, 레이더가 사용되는 조건에 맞추어 레이더의 탐지 범위 내의 다양한 위치에서 복수의 허위 표적을 용이하게 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분석제어부의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 기만방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기만신호 송신 시점을 선택하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 분석제어부의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치는, 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 레이더 기만장치(100)는 수신부(110), 신호 탐지부(120), 신호 발생부(130), 송신부(140), 및 분석제어부(160)를 포함한다.
수신부(110)는 레이더(미도시)가 송신한 레이더 신호를 수신하는 역할을 한다. 수신부(110)는 수신 안테나(111), 및 하향 변환기(112)를 포함한다.
수신 안테나(111)는 외부 환경에 배치될 수 있다. 이에, 레이더가 외부 환경으로 송신한 레이더 신호를, 수신 안테나(111)가 수신할 수 있다.
하향 변환기(112)는 수신 안테나(111)와 연결된다. 따라서, 수신 안테나(111)로 수신된 레이더 신호가 하향 변환기(112)를 통과할 수 있다. 레이더 신호의 주파수가, 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위보다 높을 수 있다. 이에, 신호 탐지부(120)로 레이더 신호가 전달되기 전에, 하향 변환기(112)가 레이더 신호의 주파수를, 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위 내로 하향 변환할 수 있다.
또한, 하향 변환기(112)는 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호의 주파수를 1차로 하향 변환할 수 있는 제1 하향 변환기(112a), 및 주파수가 1차로 하향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 하향 변환할 수 있는 제2 하향 변환기(112b)가 구비될 수 있다. 따라서, 레이더 신호의 주파수를, 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위까지 순차적으로 여러 단계에 통해 낮출 수 있다. 이에, 레이더 신호의 주파수를 한 번에 급격하게 하향 변환하여 노이즈나 오차가 발생하는 억제하거나 방지할 수 있다.
신호 탐지부(120)는 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 추출하는 역할을 한다. 신호 탐지부(120)는 아날로그-디지털 변환기(121), 제1 수신믹서(122), 제2 수신믹서(123), 제1 기준신호 발진기(124), 및 신호 탐지기(125)를 포함한다.
아날로그-디지털 변환기(121)는 하향 변환기(112)와 연결된다. 이에, 주파수가 하향 변환된 레이더 신호가 아날로그-디지털 변환기(121)로 전달될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(121)는 레이더 신호를 아날로그 방식의 신호에서 디지털 방식의 신호로 변환할 수 있다. 디지털 방식의 신호로 변환된 레이더 신호는 I신호와 Q신호로 분리될 수 있다.
제1 수신믹서(122)는 아날로그-디지털 변환기(121)와 연결된다. 제1 수신믹서(122)는 아날로그-디지털 변환기(121)에서 I신호를 전달받을 수 있다. 제1 수신믹서(122)는 I신호를 제1 기준신호 발진기(124)에서 발진한 제1 기준신호와 믹싱할 수 있다.
제2 수신믹서(123)는 아날로그-디지털 변환기(121)와 연결된다. 제2 수신믹서(123)는 아날로그-디지털 변환기(121)에서 Q신호를 전달받을 수 있다. 제2 수신믹서(123)는 Q신호를 제1 기준신호 발진기(124)에서 발진한 제1 기준신호와 믹싱할 수 있다.
제1 기준신호 발진기(124)는 제1 수신믹서(122)와 제2 수신믹서(123)에 제1 기준신호를 전달할 수 있게 설치된다. 제1 기준신호 발진기(124)는 수치제어 발진기(NCO: Numerical Control Oscillator)일 수 있다.
신호 탐지기(125)는 제1 수신믹서(122) 및 제2 수신믹서(123)와 연결된다. 이에, 제1 기준신호와 믹싱된 I신호와 Q신호가 신호 탐지기(125)에 전달될 수 있다. 신호 탐지기(125)는 I신호와 Q신호를 이용하여 레이더 신호의 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 분석하여 추출할 수 있다. 즉, 신호 탐지기(125)는 레이더 신호를 하향 변환한 정도 등의 정보를 가지고 있기 때문에, 원래 레이더 신호의 스캔 패턴을 복원할 수 있다. 따라서, 레이더 신호의 스캔 패턴을 정확하게 분석할 수 있다.
신호 발생부(130)는 기만신호를 생성하는 역할을 한다. 신호 탐지부(120)는 신호 발생기(131), 제1 송신믹서(132), 제2 송신믹서(133), 제2 기준신호 발진기(134), 및 디지털-아날로그 변환기(135)를 포함한다.
신호 발생기(131)는 레이더가 허위 표적을 탐지하게 할 수 있는 기만신호를 생성할 수 있다. 이에, 레이더는 기만신호에 의해 실제 표적이 아닌 하나 또는 복수의 허위 표적을 추적하게 될 수 있다.
또한, 신호 발생기(131)는 잡음신호를 생성할 수도 있다. 잡음신호는 레이더의 동작 주파수 범위 전체에 잡음을 발생시켜 레이더를 무력화시킬 수 있다.
이때, 신호 발생기(131)는 기만신호나 잡음신호를 디지털 방식의 신호로 발생시킬 수 있다. 따라서, 신호 발생기(131)에서는 기만신호나 잡음신호가 I신호와 Q신호로 분리되어 출력될 수 있다.
제1 송신믹서(132)는 신호 발생기(131)와 연결된다. 제1 송신믹서(132)는 신호 발생기(131)에서 I신호를 전달받을 수 있다. 제1 송신믹서(132)는 I신호를 제2 기준신호 발진기(134)에서 발진한 제2 기준신호와 믹싱할 수 있다.
제2 송신믹서(133)는 아날로그-디지털 변환기(121)와 연결된다. 제2 송신믹서(133)는 신호 발생기(131)에서 Q신호를 전달받을 수 있다. 제2 송신믹서(133)는 Q신호를 제2 기준신호 발진기(134)에서 발진한 제2 기준신호와 믹싱할 수 있다.
제2 기준신호 발진기(134)는 제1 송신믹서(132)와 제2 송신믹서(133)에 제2 기준신호를 전달할 수 있게 설치된다. 제2 기준신호 발진기(134)는 수치제어 발진기(NCO: Numerical Control Oscillator)일 수 있다.
디지털-아날로그 변환기(135)는 제1 송신믹서(132) 및 제2 송신믹서(133)와 연결된다. 이에, 기만신호나 잡음신호의 I신호와 Q신호가 디지털-아날로그 변환기(135)에 전달될 수 있다. 디지털-아날로그 변환기(135)는 기만신호나 잡음신호를 디지털 방식의 신호에서 아날로그 방식의 신호로 변환할 수 있다. 아날로그 방식의 신호로 변환되면서 I신호와 Q신호로 분리되었던 기만신호나 잡음신호가 한 신호로 합쳐질 수 있다.
송신부(140)는 신호 발생부(130)에서 생성한 기만신호나 잡음신호를 외부로 송신하는 역할을 한다. 송신부(140)는 상향 변환기(141), 및 송신 안테나(142)를 포함한다.
상향 변환기(141)는 디지털-아날로그 변환기(135)와 연결된다. 따라서, 아날로그 방식의 신호로 변환된 기만신호나 잡음신호가 상향 변환기(141)를 통과할 수 있다. 레이더의 동작 주파수 범위가, 기만신호나 잡음신호의 주파수보다 높을 수 있다. 이에, 기만신호나 잡음신호를 송신하기 전에, 상향 변환기(141)가 기만신호나 잡음신호의 주파수를, 레이더의 동작 주파수 범위로 상향 변환할 수 있다.
또한, 상향 변환기(141)는 복수개가 구비될 수 있다. 예를 들어, 기만신호나 잡음신호의 주파수를 1차로 상향 변환할 수 있는 제1 상향 변환기(141a), 및 주파수가 1차로 상향 변환된 기만신호나 잡음신호의 주파수를 2차로 상향 변환할 수 있는 제2 상향 변환기(141b)가 구비될 수 있다. 따라서, 기만신호나 잡음신호의 주파수를, 레이더의 동작 주파수 범위까지 순차적으로 여러 단계에 통해 높일 수 있다. 이에, 기만신호나 잡음신호의 주파수를 한 번에 급격하게 상향 변환하여 노이즈나 오차가 발생하는 억제하거나 방지할 수 있다.
송신 안테나(142)는 외부 환경에 배치될 수 있다. 이에, 송신 안테나(142)는 외부 환경으로 주파수가 상향 변환된 기만신호나 잡음신호를 송신할 수 있다. 따라서, 기만신호나 잡음신호를 레이더의 탐지 범위 내로 송신하여, 레이더를 기만하거나 레이더가 임무를 수행하는 것을 방해할 수 있다.
한편, 레이더 기만장치(100)는 통신부(150)를 더 포함할 수 있다. 통신부(150)는 신호 탐지부(120) 및 신호 발생부(130)를 분석제어부(160)와 연결해주는 역할을 한다. 이에, 신호 탐지부(120)에서 추출된 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴에 대한 정보가 통신부(150)를 통해 분석제어부(160)에 전달될 수 있고, 분석제어부(160)가 신호 발생부(130)의 작동을 제어하여 기만신호의 펄스 형태를 결정하거나 기만신호의 송신시점을 선택할 수 있다.
분석제어부(160)는 펄스 데이터와 스캔 패턴을 분석하여, 기만신호의 펄스 파형 형태를 결정하고, 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 역할을 한다. 도 2와 같이 분석제어부(160)는 제1 분석기(161), 제2 분석기(162), 및 제어기(163)를 포함한다.
제1 분석기(161)는 통신부(150)와 정보를 주고받을 수 있게 설치된다. 제1 분석기(161)는 펄스 데이터를 분석하여 레이더 신호의 펄스 피크값들의 시간정보를 계산할 수 있다. 제1 분석기(161)는 펄스 피크값들에 대한 정보를 제2 분석기(162)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 도 2와 같이 제1 분석기(161)는 펄스 데이터를 통해, 레이더 신호들(S1, S2)의 피크값들의 수신시점 정보를 추출할 수 있다. 추출된 피크값들의 수신시점 정보가 제2 분석기(162)에 전달될 수 있다.
제2 분석기(162)는 제1 분석기(161) 및 제어기(163)와 정보를 주고받을 수 있게 설치된다. 제2 분석기(162)는 펄스 피크값들을 기반으로 스캔 패턴을 분석하여 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있다. 즉, 시간에 따른 펄스 피크값들 사이의 간격을 구하고, 마지막으로 획득한 펄스 피크값의 시간위치에 간격을 더하여 다음 펄스 피크값의 시간위치를 예측할 수 있다. 이에, 다음 펄스 피크값이 생성되는 시기를 예측하여, 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있다. 따라서, 제2 분석기(162)는 레이더의 스캔 주기에 대한 정보를 제어기(163)에 전달할 수 있다.
제어기(163)는 통신부(150), 제1 분석기(161), 및 제2 분석기(162)와 정보를 주고받을 수 있게 설치된다. 제어기(163)는 기만신호의 펄스 파형 형태를 결정하고, 스캔 주기에 따라 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있다.
또한, 제어기(163)에서 선택한 시점에 대한 정보가 통신부(150)에 전달될 수 있다. 이에, 제어기(163)에서 결정한 기만신호에 대한 정보가 통신부(150)를 통해 신호 발생부(130)에 전달되어, 제어기(163)에서 전달한 정보에 기만신호를 송신할 수 있게 신호 발생부(130)의 작동의 제어될 수 있다. 제어기(163)는 입력기(163a), 및 산출기(163b)를 포함한다.
입력기(163a)는 기만신호를 송신하라는 외부의 명령이 입력될 수 있다. 이에, 사용자가 입력기(163a)에 송신 명령을 입력하면, 송신 명령이 입력된 이후에 기만신호가 송신되는 시점을 선택하는 작업이 수행될 수 있다. 입력되는 정보에는 발생시킬 허위 표적의 개수, 위치, 이동속도, 및 이동방향 등이 포함될 수 있다.
또한, 입력기(163a)는 외부 시스템(미도시)과 연결될 수 있다. 외부 시스템은 레이더의 X, Y, Z 방향 위치에 대한 정보, 및 송신 안테나(142)의 X, Y, Z 방향 위치에 대한 정보를 입력기(163a)에 전달해줄 수 있다. 이에, 입력기(163a)는 전달받은 레이더의 위치 정보, 및 송신 안테나(142)의 위치 정보를 산출기(163b)에 전달해줄 수 있다.
산출기(163b)는 입력기(163a)에 송신 명령이 입력되면, 기만신호의 펄스 파형 형태를 결정할 수 있다. 즉, 레이더와 송신 안테나(142)의 위치 정보, 분석된 펄스 정보, 및 레이더의 스캔 주기를 기반으로 기만신호를 발생시킬 조건을 결정할 수 있다. 기만신호를 생성하기 위해서는 허위 표적의 목표 위치와, 허위 표적의 이동 속도 및 방향에 따라 모의하기 위한 레이더 신호의 주파수, 펄스폭, 펄스 반복주기, 펄스의 크기 등이 변경되게 된다.
또한, 산출기(163b)는 스캔 주기를 이용하여 레이더 신호가 송신되는 시점을 예측할 수 있고, 예측된 시점을 기만신호를 송신할 시점으로 산출할 수 있다. 즉, 레이더의 스캔 패턴에 맞추어 기만신호를 송신할 시점이 선택될 수 있다.
예를 들어, 도 2와 같이 산출기(163b)는 4개의 허위 표적을 생성하기 위해 4개의 기만신호를 발생시키기로 결정할 수 있고, 기만신호들의 송신 시점(ttx1, ttx2, ttx3, ttx4)을 선택하여 통신부(150)에 전달해줄 수 있다. 따라서, 신호 발생부(130)에서 생성한 기만신호를 선택된 시점에 송신할 수 있다.
이처럼 레이더가 송신하는 레이더 신호를 수신받아 레이더의 펄스 데이터와 스캔 패턴을 분석할 수 있다. 따라서, 레이더가 사용되는 조건(레이더가 사용하는 주파수 대역, 레이더의 위치정보 등)을 확인할 수 있다. 이에, 레이더가 사용되는 조건에 맞추어 레이더의 탐지 범위 내의 다양한 위치에서 복수의 허위 표적을 용이하게 생성할 수 있다.
도 3는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치의 구조를 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치는, 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치이다. 도 3을 참조하면, 레이더 기만장치(100)는 수신부(110), 신호 탐지부(120), 신호 발생부(130), 출력 증폭부(170), 송신부(140), 및 분석제어부(160)를 포함한다.
이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치(100)에 구비되는 수신부(110), 신호 탐지부(120), 신호 발생부(130), 송신부(140), 및 분석제어부(160)는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치에 구비되는 수신부, 신호 탐지부, 신호 발생부, 송신부(140), 및 분석제어부와 동일한 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치(100)는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치와 동일하게 통신부(150)를 더 포함할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치(100)에 구비되는 수신부(110), 신호 탐지부(120), 신호 발생부(130), 분석제어부(160), 송신부(140), 및 통신부(150)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
출력 증폭부(170)는 상향 변환기(141)와 연결된다. 이에, 신호 발생부(130)에서 생성한 기만신호나 잡음신호가 상향 변환기(141)를 지나 출력 증폭부(170)를 통과할 수 있다. 출력 증폭부(170)는 통과하는 기만신호나 잡음신호의 출력을 증폭시킬 수 있다.
또한, 출력 증폭부(170)는 출력이 증폭된 기만신호나 잡음신호를 송신 안테나(142)에 전달해줄 수 있다. 이에, 송신 안테나(142)는 출력이 증폭된 기만신호나 잡음신호를 외부로 송신할 수 있다. 따라서, 레이더가 출력이 증폭된 기만신호나 잡음신호를 더 쉽게 수신받을 수 있기 때문에, 레이더를 기만하거나 레이더를 방해하기가 더 용이해질 수 있다.
한편, 기만장치(100)는 저잡음 증폭부(180)를 더 포함할 수 있다. 저잡음 증폭부(180)는 수신 안테나(111)와 하향 변환기(112) 사이에 설치될 수 있다. 이에, 수신 안테나(111)를 통해 수신된 레이더 신호가 저잡음 증폭부(180)를 통과하여 하향 변환기(112)에 전달될 수 있다. 저잡음 증폭기(180)는 레이더 신호를 증폭시키고 노이즈를 감소시킬 수 있다. 따라서, 레이더 신호가 미약하더라도 저잡음 증폭기(180)를 이용하여 레이더 신호를 안정적으로 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 기만방법을 나타내는 플로우 차트이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 기만신호 송신 시점을 선택하는 과정을 나타내는 도면이다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 기만방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 기만방법은, 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신하는 과정(S110), 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 추출하는 과정(S120), 기만신호의 펄스 파형 형태를 결정하는 과정(S130), 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정(S140), 및 기만신호를 생성하고, 선택된 시점에 기만신호를 외부로 송신하는 과정(S150)을 포함한다.
이때, 레이더 기만방법은, 도 1 및 도 2와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이더 기만장치, 또는 도 3과 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이더 기만장치의 작동에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 레이더 기만방법은, 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하므로 레이더가 허위 표적을 추적하도록 기만할 수 있다.
레이더는 표적을 탐지하거나 추적하기 위해 외부 환경에 레이더 신호를 송신할 수 있다. 따라서, 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신 안테나(111)로 수신할 수 있다.
이때, 레이더 신호의 주파수가, 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위보다 높을 수 있다. 따라서, 수신 안테나(111)로 수신된 레이더 신호가 신호 탐지부(120)로 전달되기 전에, 레이더 신호의 주파수를, 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위 내로 하향 변환할 수 있다.
레이더 신호의 주파수를 하향 변환하는 과정은, 복수회에 걸쳐 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 레이더 신호의 주파수를 1차로 미리 정해진 범위까지 하향 변환한 후, 주파수가 1차로 하향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 신호 탐지부(120)의 동작 주파수 범위까지 하향 변환할 수 있다. 따라서, 레이더 신호의 주파수를 한 번에 급격하게 하향 변환하여 노이즈나 오차가 발생하는 억제하거나 방지할 수 있다.
그 다음, 주파수가 하향 변환된 레이더 신호를 아날로그 방식의 신호에서 디지털 방식의 신호로 변환할 수 있다. 이에, 신호 탐지부(120)가 처리할 수 있는 방식의 신호로 레이더 신호가 변환될 수 있다.
신호 탐지부(120)로 레이더 신호가 전달되면, 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있다. 신호 탐지부(120)는 레이더 신호를 하향 변환시킨 정도에 대한 정보 등을 미리 획득할 수 있다. 이에, 원래 레이더 신호의 펄스 데이터와 스캔 패턴을 복원할 수 있다.
그 다음, 레이더 신호의 펄스 데이터를 분석할 수 있다. 펄스 데이터에는 펄스 주파수, 펄스폭, 펄스 반복주기, 펄스 피크값, 펄스 크기, 펄스 수신 시간 등이 표시될 수 있다. 이에, 펄스 데이터를 이용하여 시간에 따른 레이더 신호의 펄스 피크값들의 위치를 계산할 수 있다.
또한, 스캔 패턴을 분석할 수 있다. 펄스 피크값들을 기반으로 스캔 패턴을 분석하면, 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이 레이더 신호의 펄스 데이터에 표시된 펄스 피크값들 중 서로 연속되는 두 개의 펄스 피크값을 선택할 수 있다. 선택된 펄스 피크값들 중 첫번째 펄스 피크값(P1)과 두번째 펄스 피크값(P2)의 시간에 따른 위치를 알고 있기 때문에, 첫번째 펄스 피크값(P1)이 발생한 제1 시점(S1)과, 두번째 펄스 피크값(P2)이 발생한 제2 시점(S2)을 확인할 수 있다. 제2 시점(S2)에서 제1 시점(S1)을 빼면, 첫번째 펄스 피크값(P1)과 두번째 펄스 피크값(P2) 사이의 시간에 따른 간격(I)을 계산할 수 있다. 따라서, 계산된 펄스 피크값들 사이의 간격(I)을 통해 스캔 주기를 산출할 수 있다.
스캔 주기가 산출되면, 레이더 신호를 수신하기 전에 다음 펄스 피크값의 위치를 예측할 수 있다. 즉, 마지막으로 획득한 펄스 피크값의 위치에 계산된 간격을 더하여 다음 펄스 피크값의 위치를 예측할 수 있다. 예측된 펄스 피크값의 위치에 계산된 간격을 더하면 그 다음 펄스 피크값의 위치를 예측할 수 있다. 이에, 다음 펄스 피크값이 생성되는 시기를 용이하게 예측할 수 있다.
한편, 외부 시스템으로부터 레이더의 위치 정보, 및 송신 안테나(142)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 이에, 레이더와 송신 안테나(142)의 위치 정보, 분석된 펄스 정보, 및 레이더의 스캔 주기를 기반으로 기만신호의 펄스 파형 형태를 결정할 수 있다.
그 다음, 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있다. 사용자가 기만신호를 송신하라는 송신 명령을 제어기(163)에 입력하면, 송신 명령이 입력된 이후에 기만신호가 송신되는 시점을 선택하는 작업이 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이 어느 한 시점에 펄스 피크값(Px)이 발생한 이후로 송신 명령이 입력될 수 있다. 미리 계산된 간격(I)에서, 펄스 피크값(Px)이 발생한 시점과 송신 명령이 입력된 시점 사이의 간격(S)을 빼면, 송신 명령이 입력된 시점과 다음 펄스 피크값(Py)이 발생할 시점 사이의 간격(T)을 계산할 수 있다. 따라서, 송신 명령이 입력되고 얼마의 시간 후에 다음 펄스 피크값(Py)이 발생할지 예측할 수 있고, 예측된 시점을 기만신호를 송신할 시점으로 선택할 수 있다. 이에, 스캔 주기에 맞추어 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있다.
기만신호를 송신할 시점이 선택되면, 선택된 시점에 기만신호를 송신하기 위해 기만신호를 생성할 수 있다. 레이더 신호가 표적에 반사되어 레이더에 수신되는 신호로 기만신호가 가장할 수 있다. 따라서, 레이더가 기만신호를 수신하면, 허위 표적을 탐지하거나 추적할 수 있다.
또한, 레이더 기만신호를 복수개 발생시킬 수도 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 4개의 기만신호를 발생시킬 수 있다. 따라서, 발생시킨 기만신호의 개수만큼, 레이더가 복수개의 허위 표적을 추적하게 만들 수 있다.
이때, 레이더의 동작 주파수 범위가, 기만신호의 주파수보다 높을 수 있다. 따라서, 기만신호의 주파수를, 레이더의 동작 주파수 범위로 상향 변환할 수 있다.
기만신호의 주파수를 상향 변환하는 과정은, 복수회에 걸쳐 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 기만신호의 주파수를 1차로 미리 정해진 범위까지 상향 변환한 후, 주파수가 1차로 상향 변환된 기만신호의 주파수를 2차로 레이더의 동작 주파수 범위까지 하향 변환할 수 있다. 따라서, 기만신호의 주파수를 한 번에 급격하게 상향 변환하여 노이즈나 오차가 발생하는 억제하거나 방지할 수 있다.
그 다음, 송신 안테나(142)를 통해 기만신호를 외부 환경으로 송신할 수 있다. 이에, 레이더의 탐지 범위 내로 기만신호가 송신될 수 있고, 기만신호가 레이더 신호의 반사를 가장하여 레이더에 수신될 수 있다. 기만신호가 레이더가 사용되는 조건(레이더가 사용하는 주파수 대역, 레이더의 위치정보 등)가 사용되는 조건에 맞추어 송신되기 때문에, 레이더를 용이하게 기만할 수 있다.
이때, 기만신호의 출력을 증폭시켜 송신할 수 있다. 따라서, 기만신호가 증폭되기 때문에, 레이더가 더 쉽게 기만신호를 수신할 수 있다. 이에, 기만신호로 레이더를 기만하기가 더 용이해질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 레이더 기만장치 110: 수신부
120: 신호 탐지부 130: 신호 발생부
140: 송신부 150: 통신부
160: 분석제어부 161: 제1 분석기
162: 제2 분석기 163: 제어기

Claims (13)

  1. 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치로서,
    상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신할 수 있는 수신부;
    상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있는 신호 탐지부;
    상기 기만신호를 생성할 수 있는 신호 발생부;
    상기 신호 발생부에서 생성한 상기 기만신호를 외부로 송신할 수 있는 송신부; 및
    상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 분석제어부;를 포함하고,
    상기 분석제어부는,
    상기 펄스 데이터를 분석하여 상기 레이더 신호의 펄스 피크값들의 위치를 계산할 수 있는 제1 분석기,
    상기 펄스 피크값들을 기반으로 상기 스캔 패턴을 분석하여 상기 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있는 제2 분석기, 및
    상기 스캔 주기에 따라 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 제어기를 포함하는 레이더 기만장치.
  2. 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만장치로서,
    상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신할 수 있는 수신부;
    상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출할 수 있는 신호 탐지부;
    상기 기만신호를 생성할 수 있는 신호 발생부;
    상기 신호 발생부에서 생성한 상기 기만신호의 출력을 증폭시킬 수 있는 출력 증폭부;
    출력이 증폭된 기만신호를 외부로 송신할 수 있는 송신부; 및
    상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 분석제어부;를 포함하고,
    상기 분석제어부는,
    상기 펄스 데이터를 분석하여 상기 레이더 신호의 펄스 피크값들의 위치를 계산할 수 있는 제1 분석기,
    상기 펄스 피크값들을 기반으로 상기 스캔 패턴을 분석하여 상기 레이더의 스캔 주기를 계산할 수 있는 제2 분석기, 및
    상기 스캔 주기에 따라 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택할 수 있는 제어기를 포함하는 레이더 기만장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수신부는,
    수신 안테나, 및 상기 수신 안테나로 수신된 레이더 신호의 주파수를 하향 변환할 수 있는 하향 변환기를 포함하고,
    상기 송신부는,
    상기 기만신호의 주파수를 상향 변환할 수 있는 상향 변환기, 및 주파수가 상향 변환된 기만신호를 송신할 수 있는 송신 안테나를 포함하는 레이더 기만장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하향 변환기는,
    상기 수신 안테나로 수신된 레이더 신호의 주파수를 1차로 하향 변환할 수 있는 제1 하향 변환기, 및 주파수가 1차로 하향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 하향 변환할 수 있는 제2 하향 변환기를 포함하고,
    상기 상향 변환기는,
    상기 기만신호의 주파수를 1차로 상향 변환할 수 있는 제1 상향 변환기, 및 주파수가 1차로 상향 변환된 레이더 신호의 주파수를 2차로 상향 변환할 수 있는 제2 상향 변환기를 포함하는 레이더 기만장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 기만신호를 송신하라는 외부의 명령이 입력될 수 있는 입력기; 및
    상기 입력기에 명령이 입력되면, 상기 스캔 주기를 이용하여 상기 레이더 신호가 송신되는 시점을 예측하고, 예측된 시점을 상기 기만신호를 송신할 시점으로 산출할 수 있는 산출기;를 포함하는 레이더 기만장치.
  7. 레이더를 기만하는 기만신호를 발생시켜 송신하는 레이더 기만방법으로서,
    상기 레이더가 송신한 레이더 신호를 수신하는 과정;
    상기 레이더 신호로부터 펄스 데이터와 상기 레이더의 스캔 패턴을 추출하는 과정;
    상기 펄스 데이터와 상기 스캔 패턴을 분석하여, 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정; 및
    상기 기만신호를 생성하고, 선택된 시점에 상기 기만신호를 외부로 송신하는 과정;을 포함하고,
    상기 펄스 데이터를 분석하는 과정은,
    상기 펄스 데이터에서 상기 레이더 신호의 주파수, 펄스폭, 펄스반복주기, 펄스 크기, 펄스 피크값, 및 펄스 수신시간을 추출하는 과정을 포함하는 레이더 기만방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 레이더 신호를 수신하는 과정은,
    수신되는 레이더 신호의 주파수를 복수회 순차적으로 하향 변환하는 과정을 포함하고,
    상기 기만신호를 송신하는 과정은,
    송신하려는 기만신호의 주파수를 복수회 순차적으로 상향 변환하는 과정을 포함하는 레이더 기만방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 스캔 패턴을 분석하는 과정은,
    상기 스캔 패턴을 분석하여 상기 레이더의 스캔 주기를 계산하는 과정을 포함하는 레이더 기만방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정은,
    상기 스캔 주기에 맞추어 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정을 포함하는 레이더 기만방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스캔 주기에 맞추어 상기 기만신호를 송신할 시점을 선택하는 과정은,
    상기 레이더 신호의 펄스 피크값이 발생할 시점을 예측하는 과정; 및
    예측된 시점을 상기 기만신호를 송신할 시점으로 선택하는 과정;을 포함하는 레이더 기만방법.
  13. 청구항 7, 청구항 8, 및 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기만신호를 외부로 송신하는 과정은,
    상기 기만신호의 출력을 증폭시켜 송신하는 과정을 포함하는 레이더 기만방법.
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