KR102242914B1 - 저잡음 신호선을 형성하는 특수 처리된 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 센서의 출력을 저잡음 상태로 인터페이스 하기 위한 특수 처리된 케이블에 있어서, 상기 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달하는 신호선, 상기 신호선을 통해 전달되는 상기 미세한 신호를 외부에서 유입되는 잡음으로부터 보호하는 실드, 상기 신호선을 둘러싸며, 외부로부터 정전기에 의한 영향을 차단하는 정전 차폐재 및 상기 신호선 및 상기 실드 사이의 빈 공간에 도포하여 충격을 흡수하는 실리콘 오일을 포함하는 특수 처리된 케이블이 개시된다.

Description

저잡음 신호선을 형성하는 특수 처리된 케이블{Specially treated cables to form low-noise conductor}

본 발명은 특수 처리된 케이블에 관한 것으로, 특히 신호 증폭도가 높은 센서 시스템을 위한 저잡음 신호선을 형성하는 특수 처리된 케이블에 관한 것이다.

휴대용 적외선 유도무기에 적용되는 검출기의 탐지도는 유도무기 탐지거리와 직결된다. 탐지거리 향상을 위해서는 센서의 탐지도 성능도 중요하지만, 센서에서 출력되는 미약한 신호를 탐지 추적(신호 처리) 가능한 수준의 신호 크기로 처리가 필요하며, 이때, 센서에서 신호처리기로 전달하는 경로 설계도 중요한 설계고려 요소이다.

센서에서 출력되는 신호가 수십 pA의 전류이기 때문에 외부에서 인가되는 작은 왜란(충격/진동)에도 신호와 잡음의 구분이 불가능한 수준의 응답 특성으로 나타나기 때문에 일반적인 필터회로 구현으로는 요구성능의 구현이 불가능하다. 이와 같이 센서를 사용하는 시스템은 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기(전자 회로)로 전달하는 경로(신호선) 설계가 센서 성능만큼 중요한 설계 요소이다.

또한, 종래의 휴대용 적외선 유도무기는 적외선 센서에 최대한 가깝게 전자회로를 적용하여 설계되었으며, 슬립링을 통해 센서 신호를 전달하는 구조를 형성하고 있었다. 슬립링을 통해 센서 신호를 전달하는 구조를 적용함에 따라 제한된 수명주기를 가져 운용 시간에 제약이 있었다. 따라서, 기존의 슬립링을 사용하는 한계점을 극복한 특수 처리된 케이블이 시급히 필요한 상황이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬립링이 없는 구조를 적용 가능함에 따라 시간 제약 문제가 없으며, 순수 국내 기술로 개발되어 수출 제약이 없는 특수 처리된 케이블을 제공함에 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 센서의 출력을 저잡음 상태로 인터페이스 하기 위해 특수 처리된 케이블에 있어서, 상기 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달하는 신호선, 상기 신호선을 통해 전달되는 상기 미세한 신호를 외부에서 유입되는 잡음으로부터 보호하는 실드, 상기 신호선을 둘러싸며, 외부로부터 정전기에 의한 영향을 차단하는 정전 차폐재 및 상기 신호선 및 상기 실드 사이의 공간에 도포되어 충격을 흡수하는 실리콘 오일을 포함하는 특수 처리된 케이블을 제시한다.

바람직하게는, 상기 신호선은 상기 미세한 신호에서 발생된 전류의 전도를 막기 위해 외표면을 감싸는 절연체를 포함하고, 상기 절연체는 상기 실드 사이의 마찰 발생 시 전하 잡음이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 전하 잡음은 상기 실드와 상기 신호선 사이에 형성되는 커패시턴스 성분으로, 진동 또는 충격 발생 시 마이크로포닉 잡음을 형성하며, 상기 마이크로포닉 잡음은 상기 정전 차폐재 및 실리콘 오일에 의해 최소화되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 정전 차폐재는 상기 신호선 및 상기 절연체와 상기 실드 사이에 위치하며, 상기 정전 차폐재는 상기 신호선을 이동하는 상기 미세한 신호가 외부로 빠져나가지 않도록 하며, 상기 미세한 신호가 외부의 신호에 의해 영향을 받지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 정전 차폐재는 신축성을 포함하는 폴리우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실리콘 오일은 100 ~ 500 사이의 점도를 형성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실리콘 오일은 온도에 의해 외관 및 상기 점도가 변하지 않으며, 상기 신호선과 외부와의 전류의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특수 처리된 케이블은 상기 센서와 상기 신호처리기 사이를 연결하여 상기 미세한 신호를 전달하며, 상기 미세한 신호는 진동 또는 충격 상태에서 전달되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 표적에서 방사되는 적외선 에너지를 수신하며, 상기 적외선 신호를 미세한 전류로 출력하는 적외선 검출기, 상기 표적이 위치하는 방향으로 추적하며, 유도무기 발사 및 비행 시 충격 및 진동을 받는 광학 자이로 조립체, 상기 미세한 전류를 수신하여 상기 표적 탐지 결과를 처리하는 신호 처리기 및 상기 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달하는 신호선, 상기 신호선을 통해 전달되는 상기 미세한 신호를 외부에서 유입되는 잡음으로부터 보호하는 실드, 상기 신호선을 둘러싸며, 고투자율 자성 재료로 형성되는 정전 차폐재 및 상기 신호선 및 상기 실드 사이의 공간에 도포되어 충격을 흡수하는 실리콘 오일을 포함하는 특수 처리된 케이블을 포함하는 유도무기의 탐지기를 제시한다.

바람직하게는, 상기 광학 자이로 조립체는 상기 표적에서 방사되는 상기 적외선 에너지를 상기 적외선 검출기로 집광시키는 수광부 조립체 및 상기 적외선 검출기와 연결되며, 회전을 통해 상기 적외선 검출기의 축을 조정하는 짐벌 검출부 조립체를 포함한다.

바람직하게는, 상기 미세한 신호가 증폭되어 필터링 되는 증폭 신호를 생성하는 신호 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 신호 증폭기는 상기 특수 처리된 케이블을 통해 상기 미세한 신호를 상기 광학 자이로 조립체에서 전달받으며, 상기 신호 증폭기는 상기 증폭 신호를 신호 처리기로 전달하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 특수 처리된 케이블은 상기 적외선 검출기에서 검출하여 미세 전류로 출력하는 상기 미세한 신호를 저잡음 상태로 상기 신호처리기로 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 진동/충격과 같은 왜란 발생 시 슬립링을 사용하지 않고도 적외선 검출기에서 출력되는 미세한 전류를 저잡음 상태로 신호 증폭기에 전달할 수 있다

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 슬립링을 적용하지 않음에 따라 수명이 반영구화되어 운용 시간이 증가되었을 뿐만 아니라, 기존 러시아에 도입되었던 유도무기 탐색기와는 완전히 차별화된 탐색기를 개발할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 케이블과 특수 처리된 케이블을 비교한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블을 자세히 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 케이블과 특수 처리된 케이블의 잡음 특성을 시험한 결과를 비교한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블이 적용된 신호 전달 구조를 나타낸 예시도도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도무기의 탐색기의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도무기의 탐색기를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 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.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블의 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블을 자세히 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 특수 처리된 케이블(10)은 신호선(100), 절연체(110), 정전 차폐재(200), 실리콘 오일(300) 및 실드(400)을 포함한다. 특수 처리된 케이블(10)은 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

특수 처리된 케이블(10)은 센서를 사용하는 시스템에서 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달하는 경로 설계가 센서 성능만큼 중요하므로 상기 미세한 신호를 전달하는 전달 경로로 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 특수 처리된 케이블(10)은 적외선 유도무기인 한국형 신궁 탐색기의 적외선 센서에서 발생되는 미세한 신호를 120grms의 충격 및 약 24grms의 진동에도 강건하게 전자회로로 전달될 수 있도록 사용될 수 있다.

유도무기의 성능은 적외선 센서가 표적을 포착 시 상대적으로 더 먼 거리에서 검출할수록 아군의 피해를 줄일 수 있다. 적외선 센서(검출기)에서 생성되는 광전류는 트랜스임피던스 증폭기(TIA, Trans-Impedance Amplifier)에서 전압으로 변환 또는 증폭된다. 이때 생성되는 광전류는 표적 거리가 멀수록 작은 신호 전류로 나타난다.

특수 처리된 케이블(10)은 진동 또는 충격 상태에서도 센서 출력 신호를 신호처리기로 전달이 필요한 시스템에 적용할 수 있다. 특수 처리된 케이블(10)은 산업 전 분야의 센서 응용 신호 처리 분야에 적용 가능하며, 저렴한 비용으로 잡음을 최소화할 수 있다.

특수 처리된 케이블(10)은 왜란이 심한 환경에서의 검출기 센서 출력을 저잡음 상태로 인터페이스 가능하도록 한다. 이를 통해 슬립링을 사용하는 종래 기술에서 탈피할 수 있으며, 특수 처리된 케이블(10)을 적용하여 국내 개발 휴대용 적외선 유도무기의 개발이 가능하게 되었다.

특수 처리된 케이블(10)은 휴대용 유도무기와 같은 정밀, 소형 구조의 고증폭 회로 구현 시 특화된 기술이다. 이전 유사 장비에서는 슬립링을 적용하여 신호를 전달하였으나, 이와 달리 특수 처리된 케이블(10)을 사용하여 센서에서 출력되는 미세한 신호를 신호 증폭기로 전달한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 특수 처리된 케이블(10)은 센서와 신호처리기 사이를 연결하여 미세한 신호를 전달한다. 미세한 신호는 진동 또는 충격 상태에서 전달될 수 있다.

신호선(Conductor)(100)은 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달한다. 신호선(100)은 미세한 신호에서 발생된 전류의 전도를 막기 위해 외표면을 감싸는 절연체(100)를 포함한다.

신호선(100)은 센서를 통해 측정된 센서 신호를 신호 처리기로 전달해주며, 다수의 구리선들로 형성될 수 있다. 신호선(100)은 특수 처리된 케이블(10)의 중심에 위치하며, 금속으로 형성된 도체이기 때문에 저항값을 가진다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 신호선(100)은 구리선으로, 0.05mm의 두께를 형성하고 있으며, 절연 처리는 에나멜 코팅으로 형성되어 있다. 신호선(100)의 규격은 상기한 바에 반드시 한정되는 것은 아니며, 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달할 수 있는 규격으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 신호선(100)은 세라믹, 글래스, 섬유, 알루미늄, 플라스틱, 전류가 흐르는 탄소나노튜브 등으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 신호선(100)은 적외선 센서에서 검출되는 광전류를 신호 처리기로 전달할 수 있다. 또한, 본 발명의 신호선(100)은 적외선 센서에서 검출되는 광전류뿐만 아니라 다양한 센서를 통해 검출되는 신호를 전달할 수 있다.

절연체(Insulation)(110)는 실드(400) 사이의 마찰 발생 시 전하(Electric Charge) 잡음이 형성된다. 전하 잡음은 실드(400)과 신호선(100) 사이에 형성되는 커패시턴스(Capacitance) 성분으로, 진동 또는 충격 발생 시 마이크로포닉(Microphonic) 잡음을 형성한다. 마이크로포닉 잡음은 정전 차폐재(200) 및 실리콘 오일(300)에 의해 최소화될 수 있다.

절연체(110)는 특수 처리된 케이블(10)의 내부의 신호선(100)을 둘러싸고 있으며, 신호선(100)을 따라 흐르는 전류가 외부로 흐르지 않도록 전류를 막아줄 수 있으며, 전기 전도도와 열 전도도가 매우 작다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 절연체(110)는 고무로 형성될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 신호선(100)에서 발생한 열 또는 전기가 밖으로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 재질로 형성될 수 있다.

정전 차폐재(200)는 신호선(100)을 둘러싸며, 고투자율 자성 재료로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정전 차폐재(200)는 전류가 흐르는 도체 또는 강자성체로 형성될 수 있으며, 도체 또는 강자성체 이외의 고투자율 자성 재료로도 형성될 수 있다.

정전 차폐재(200)는 신호선(100) 및 절연체(100)와 실드(400) 사이에 위치한다. 정전 차폐재(200)는 신호선(100)을 이동하는 미세한 신호가 외부로 빠져나가지 않도록 하며, 미세한 신호가 외부의 신호에 의해 영향을 받지 않도록 한다.

정전 차폐는 외부 정전기장에 의한 전하 유도를 나타내는 정전 유도를 약화시키는 것으로, 도체로 완전히 밀폐 시키거나 접지 또는 일정 전위를 유지하는 방법이 있다. 본 발명에서는 일정 전위를 형성하는 도체를 신호선(100) 주위로 둘러싸며, 내부와 외부의 전류를 차단시킬 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

정전 차폐재(200)는 외부의 잡음으로부터 신호선(100)에서 전달되는 미세한 신호를 보호한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정전 차폐재(200)는 폴리우레탄으로 형성되어 있으며, 전자파 차단성이 있는 전도성 금속인 구리나 니켈 등을 증착도금하여 전자파를 차단할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 정전 차폐재(200)는 신축성을 포함하는 폴리우레탄으로 형성될 수 있으며 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

폴리우레탄은 높은 하중을 견딜 수 있으며, 신축성을 유지하며, 열 충격에 대한 저항력을 가지고 있고 침수효과에 대해 저항력이 강해 내수성이 뛰어나며, 전기 또는 열을 통하지 않도록 할 수 있다. 또한, 폴리우레탄은 방사선에 대한 저항성을 가지고 있으며, 윤활처리 되지 않은 표면에서 발생하는 마찰을 줄여줄 수 있다.

정전 차폐재(200)는 전자파의 흡수 성질을 이용하며, 저전압 또는 대전류의 경우에 유효하다. 또한, 정전 차폐재(200)는 외부에서 발생되는 자속의 영향을 받거나 외부로 자속을 누설하기 쉬운 부품으로 고투자율을 갖는 재료를 사용하여 차폐할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 정전 차폐재(200)는 땋은 섬유 형상을 형성하고 있으며, 신호선(100)을 감싸는 절연체(110)와 실드(400) 사이에 위치할 수 있다.

도 4와 같이 정전 차폐재(200)는 땋은 섬유 형상을 형성할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 절연체(110)와 실드(400) 사이에 위치하며, 실드(400)와 절연체(110) 사이에 마찰 발생 시 형성되는 마이크로포닉 잡음을 최소화할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.

실리콘 오일(300)은 신호선(100) 및 실드(400) 사이의 빈 공간에 도포되어 외부로부터의 충격을 흡수할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실리콘 오일(300)은 정전 차폐재(200)의 틈에 도포되어 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실리콘 오일(300)은 100cP ~ 500cP의 점도를 형성하고 있으며, CV4-2500 part.A를 사용하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

실리콘 오일(300)은 온도에 의해 외관 및 점도가 변하지 않으며, 신호선(100)과 외부와의 전류의 흐름을 차단할 수 있다.

실리콘 오일(300)은 전기 절연성이 우수하고 부피 저항 등이 변하지 않고 진동을 흡수하는 기능을 가지고 있으며, 압축률이 크다.

절연 차폐재(200)와 실리콘 오일(300)에 의해 특수 처리된 케이블(10)이 다양한 모양으로 변형되어도 신호선에 손상을 가져오지 않으며, 절연체(110) 또한 손상 없이 원래 상태를 형성할 수 있다.

실드(400)은 신호선(100)을 통해 전달되는 미세한 신호를 외부에서 유입되는 잡음으로부터 보호해주는 차단막이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 잡음의 유입은 신호선(100)을 통해 전달되는 미세한 신호의 파형을 찌그러트려 신호 전송에 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 실드(400)은 접지선으로 사용될 수 있으며, 실드(400)에서 받은 잡음을 빼주는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 실드(400)은 구리선으로, 0.05mm의 두께를 형성하고 있으며, 최대 직경은 1.50mm이다. 실드(400)의 규격은 상기한 바에 반드시 한정되는 것은 아니며, 센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달할 수 있는 규격으로 형성될 수 있다.

또한, 도 4와 같이 실드(400)은 다수의 구리 선이 겹쳐진 형상을 형성하고 있지만, 실드(400)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 신호선(100), 절연체(110), 정전 차폐재(200) 및 실리콘 오일(300)을 내부에 포함하며 보호할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블의 단면을 도시한 단면도이다.

특수 처리된 케이블(10)은 도 2와 같은 단면을 형성하고 있다. 특수 처리된 케이블(10)의 단면은 도2에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함한 단면으로 구현될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실리콘 오일(300)은 정전 차폐재(200)와 실드(400) 사이에 분포되어 있으며, 실리콘 오일(300)이 분포되어 있는 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 특수 처리된 케이블(10)은 중심에서부터 신호선(100), 절연체(110), 정전 차폐재(200), 실리콘 오일(300) 및 실드(400) 순서로 위치하고 있으며, 중심에서부터 형성되는 구성요소의 순서는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함하거나 순서를 바꿔서 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 케이블과 특수 처리된 케이블을 비교한 도면이다.

도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 일반적인 기존 케이블을 나타낸 도면이며, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블을 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 일반적인 기존 케이블은 신호선(100), 절연체(110) 및 실드(400)을 포함하며, 커패시턴스(120)를 더 포함한다. 일반적인 기존 케이블은 도 3a에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함한 단면으로 구현될 수 있다.

기존 케이블은 실드(400)과 절연체(110) 사이의 마찰 발생 시 전하 잡음이 발생된다. 전하 잡음은 실드(400)과 신호선(100) 사이에 기생하는 커패시턴스 성분의 변화로 진동 또는 충격과 같은 왜란 발생 시 마이크로포닉 잡음으로 나타날 수 있다.

커패시턴스는 신호선(100)과 실드(400) 사이에서 자연으로 형성되며, 신호선(100)과 실드(400) 사이의 자유 공간에 의해 형성될 수 있다. 이때 형성되는 커패시턴스는 용량 값이 매우 작아서 저주파 신호를 처리할 경우는 무시될 수 있으나 고주파에서는 임피던스로 작용하여 신호에 영향을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명은 커패시턴스의 성분의 변화로 인해 형성되는 마이크로포닉 잡음을 통해 센서에서 전달받은 신호에 영향을 주지 않기 위해 특수 처리된 케이블(10)을 사용한다.

또한, 기존에는 케이블 내 잡음 방지를 위해 특수 케이블을 주문 제작하였으며, 기존의 특수 케이블의 경우에는 많은 비용이 들고, 케이블 굵기가 증가됨에 따라 휴대용 유도무기와 같은 소형 시스템에는 적용이 불가능하다.

도 3b는 도 3a와 같이 형성된 마이크로포닉 잡음을 개선하기 위해 형성된 특수 처리된 케이블(10)이며, 일반적인 신호선(100)에 정전 차폐재(200)를 추가하고 실리콘 오일(300)을 도포함으로써, 마이크로포닉 효과 잡음이 최소화될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블을 나타내는 예시도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 특수 처리된 케이블(10)은 도 5와 같이 구현될 수 있다. 도 5a는 1배율로 확대된 형상을 나타내며, 도 5b는 8배율로 확대된 형상을 나타낸다.

도 5b를 참조하면, 신호선(100)은 0.05mm의 두께를 형성하는 구리선으로 형성되어 있으며, 0.005mm로 코팅되어 있다. 또한, 신호선(100)의 외표면은 정전 차폐재(200) 및 실리콘 오일(300)로 도포되어 있으며, 그 위를 실드(400)으로 보호하고 있는 것을 확인할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기존 케이블과 특수 처리된 케이블의 잡음 특성을 시험한 결과를 비교한 도면이다.

도 6a는 일반적인 기존 케이블을 통해 측정한 진동 잡음의 특성을 확인한 도면이며, 도 6b는 특수 처리된 케이블을 통해 측정한 진동 잡음의 특성을 확인한 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 잡음 특성의 시험은 시간에 따른 잡음을 측정하였다.

도 6a를 참조하면, 일반적인 기존 케이블은 90mVp의 잡음을 형성할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 특수 처리된 케이블(10)은 10mVp의 잡음을 형성한다. 이를 통해 특수 처리된 케이블(10)을 사용하면, 일반적인 기존 케이블에 비해 잡음이 1/9로 현저히 줄어드는 결과를 볼 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특수 처리된 케이블이 적용된 신호 전달 구조를 나타낸 예시도도이다.

도 7은 특수 처리된 케이블(10)을 적용하여 슬립링을 사용하지 않는 구조로 개발된 센서 인터페이스 방식을 나타내고 있다. 상기 슬립링을 사용하지 않는 구조로 개발된 센서 인터페이스 방식에 대해서는 하기 도 8 및 도 9에서 알아본다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도무기의 탐색기의 구성을 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유도무기의 탐색기를 나타낸 도면이다.

도 8은 유도무기의 탐색기에서 사용되는 구성요소를 도시한 도면으로, 구성요소 및 결합 구조를 확인할 수 있다. 유도무기 탐색기는 광학 자이로 조립체(600), 신호 증폭기(630) 및 커넥터(720)를 포함한다. 광학 자이로 조립체(600)는 짐벌 검출부 조립체(610) 및 수광부 조립체(620)를 포함하고, 짐벌 검출부 조립체(610)는 적외선 검출기(612) 및 짐벌 조립체(614)를 포함한다. 유도무기 탐색기는 도 8 및 도 9에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

도 9는 적외선 검출기(612) 센서 신호가 어떤 경로를 통해 신호 증폭기(630)로 전달되는지 설명하기 위한 도면이다. 하기에서는 센서 신호가 지나가는 경로를 설명한다. 센서 신호가 지나가는 경로는 하기 설명 순서와 같지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 센서 신호가 지나가는 경로는 변경될 수 있다.

수광부 조립체(620)는 표적에서 방사되는 적외선 에너지를 적외선 검출기(612)로 집광시켜준다.

적외선 검출기(612)는 검출 신호를 미세한 전류로 출력한다. 미세한 전류는 짐벌 검출부 조립체(610)의 경로를 지나 신호 증폭기(630)에서 증폭 및 필터링 되어 신호처리기(미도시)로 전달된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광학 자이로 조립체(600)는 6000BPM으로 회전을 하며, 표적이 있는 방향으로 지향(추적)하는 역할을 수행하기 때문에 유도탄 발사 및 비행 시에 발생되는 충격 및 진동을 받게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유도무기의 탐색기는 특수 처리된 케이블(10)을 사용하여 유도탄 발사 충격, 비행 상황 또는 6000BPM 회전 상태에서도 수 KM에서 방사되는 적외선 에너지를 적외선 검출기(612)에서 검출하며, 미세 전류로 출력하는 신호를 저잡음 상태로 신호 증폭기(630)에 전달되도록 설계되었다.

커넥터(720)는 신호 증폭기(630)에 연결되며, 특수 처리된 케이블(10)과 신호 증폭기(630)를 연결할 수 있다.

이는 종래 기술의 슬립링 구조를 사용하지 않고는 불가능 했으며, 본 발명을 통해 슬립링 구조 없이 특수 처리된 케이블(10)을 사용하여 저잡음 신호 인터페이스가 가능하게 되었다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 특수 처리된 케이블
100: 신호선 110: 절연물
200: 정전 차폐재 300: 실리콘 오일
400: 실드

Claims (17)

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9. 표적에서 방사되는 적외선 에너지를 수신하며, 상기 적외선 에너지를 미세한 전류로 출력하는 적외선 검출기;
   상기 표적이 위치하는 방향으로 추적하며, 유도무기 발사 및 비행 시 충격 및 진동을 받는 광학 자이로 조립체;
   상기 미세한 전류를 수신하여 상기 표적 탐지 결과를 처리하는 신호 처리기; 및
   센서에서 발생되는 미세한 신호를 신호처리기로 전달하는 신호선, 상기 신호선을 통해 전달되는 상기 미세한 신호를 외부에서 유입되는 잡음으로부터 보호하는 실드, 상기 신호선을 둘러싸며, 고투자율 자성 재료로 형성되는 정전 차폐재 및 상기 정전 차폐재 및 상기 실드 사이의 공간에 도포되어 충격을 흡수하는 실리콘 오일을 포함하는 특수 처리된 케이블을 포함하고,
   상기 신호선은 상기 미세한 신호에서 발생된 전류의 전도를 막기 위해 외표면을 감싸는 절연체를 포함하고,
   상기 정전 차폐재는 신축성을 포함하는 폴리우레탄으로서 전도성 금속을 증착하여 땋은 형상으로 상기 신호선 주위를 둘러싸며,
   상기 특수 처리된 케이블은 상기 절연체와 상기 실드 사이의 마찰 발생 시 상기 신호선과 상기 실드 사이에 형성되는 커패시턴스 성분으로 진동 또는 충격 발생 시 마이크로포닉 잡음을 형성하는 전하 잡음을 최소화하기 위해 상기 정전 차폐재를 상기 절연체와 상기 실드 사이에 위치시키고, 상기 실리콘 오일을 상기 정전 차폐재와 상기 실드 사이에 위치시키는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 광학 자이로 조립체는,
    상기 표적에서 방사되는 상기 적외선 에너지를 상기 적외선 검출기로 집광시키는 수광부 조립체; 및
    상기 적외선 검출기와 연결되며, 회전을 통해 상기 적외선 검출기의 축을 조정하는 짐벌 검출부 조립체를 포함하는 유도무기의 탐지기.
11. 제9항에 있어서,
    상기 미세한 신호가 증폭되어 필터링 되는 증폭 신호를 생성하는 신호 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 신호 증폭기는 상기 특수 처리된 케이블을 통해 상기 미세한 신호를 상기 광학 자이로 조립체에서 전달받으며,
    상기 신호 증폭기는 상기 증폭 신호를 상기 신호 처리기로 전달하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
13. 제9항에 있어서,
    상기 특수 처리된 케이블은 상기 적외선 검출기에서 검출하여 미세 전류로 출력하는 상기 미세한 신호를 저잡음 상태로 상기 신호 처리기로 전달하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
14. 제9항에 있어서,
    상기 정전 차폐재는 상기 신호선 및 상기 절연체와 상기 실드 사이에 위치하며,
    상기 정전 차폐재는 상기 신호선을 이동하는 상기 미세한 신호가 외부로 빠져나가지 않도록 하며, 상기 미세한 신호가 외부의 신호에 의해 영향을 받지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
15. 제9항에 있어서,
    상기 실리콘 오일은 100cP 내지 500cP의 점도를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
16. 제15항에 있어서,
    상기 실리콘 오일은 온도에 의해 외관 및 상기 점도가 변하지 않으며,
    상기 신호선과 외부와의 전류의 흐름을 차단하는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.
17. 제9항에 있어서,
    상기 특수 처리된 케이블은 상기 센서와 상기 신호처리기 사이를 연결하여 상기 미세한 신호를 전달하며,
    상기 미세한 신호는 진동 또는 충격 상태에서 전달되는 것을 특징으로 하는 유도무기의 탐지기.

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