KR102451014B1 - Radar structure for anti-drone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안티 드론용 레이더 구조체에 관한 것으로서, 특히 드론을 탐지하는 레이더와 드론을 식별하는 카메라 및 드론에 방해전파를 송신하는 방해전파 발신기(재머)를 각각 운용하는 과정에서 이들이 상호 간섭을 일으키지 않으면서 그 성능을 충분히 구현할 있는 안티 드론용 레이더 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a radar structure for an anti-drone, and in particular, if they do not interfere with each other in the process of operating a radar for detecting a drone, a camera for identifying the drone, and a jammer for transmitting a jammer to the drone, respectively. It relates to a radar structure for anti-drone that can fully realize its performance.
드론으로 불리는 소형 무인 비행체(이하, '드론'으로 칭함)를 이용한 산업과 이에 관련된 기술이 전 세계적으로 급속히 발전하고 있다.Industries using small unmanned aerial vehicles called drones (hereinafter referred to as 'drones') and related technologies are rapidly developing around the world.
이렇게 드론이 새로운 성장산업으로 주목받으면서 그 가치와 효용성이 갈수록 커지고 있지만, 드론에 대한 위협과 부작용이 동시에 증가함에 따라 우려의 목소리도 높아지고 있다. 특히, 드론을 이용한 테러 등의 불법적인 활용과 드론의 공항 근처 비행에 따른 유인 항공기와의 충돌 등의 부작용도 매우 심각하게 대두되고 있는 상황이다.As drones are attracting attention as a new growth industry, their value and utility are increasing. In particular, the illegal use of drones, such as terrorism, and side effects such as collisions with manned aircraft caused by drones flying near airports are becoming very serious.
이러한 문제점을 해결하기 위해 드론을 사전에 탐지하여 무력화함으로써 드론에 의한 범죄나 사고를 예방하는 안티 드론에 관한 기술이 제시되고 있다.In order to solve this problem, a technology related to an anti-drone that prevents crimes or accidents caused by drones by detecting and neutralizing drones in advance has been proposed.
제시되고 있는 안티 드론에 관한 기술로는 드론을 조준경으로 겨냥해 전파를 쏴서 드론의 명령 체계를 무력화시키는 '드론 디펜더', 그물을 발사해서 드론을 포획하는 '포획용 드론', 레이더에 드론이 포착되면 직접 ??아가 부딪힘으로써 드론을 폭파시키는 '드론 킬러' 등이 대표적이다.Anti-drone technologies that are being proposed include 'Drone Defender' that targets the drone with a scope and shoots radio waves to disable the drone's command system, 'Capture drone' that fires a net to capture the drone, and when the drone is detected by the radar A representative example is 'Drone Killer', which blows up drones by directly hitting them.
최근에는 드론 시장이 커지면서 다양한 기능을 제공하는 여러 기술들을 융복합한 고성능의 안티 드론 기술이 개발되고 있다.Recently, as the drone market grows, high-performance anti-drone technology that combines various technologies that provide various functions is being developed.
특히, 드론의 접근을 확인하여 새 등 공격성이 없는 비행물체와 구별하는 레이더, 드론의 접근이 확인되면 드론의 종류와 무기탑재 여부 등을 식별하는 카메라, 적의가 확인된 드론에 방해전파를 송신하여 드론의 GPS장비와 통신장비를 혼선시킴으로써 드론을 추락케 하거나 이륙지점으로 돌아가도록 하는 방해전파 발신기(재머) 등을 차량과 같은 이동수단에 설치하는 기술들이 제시되고 있는데, 이러한 기술은 각 장비들이 동작을 할 때 서로 간섭을 일으켜 그 성능 구현이 매우 제한적인 단점이 있다.In particular, a radar that checks the approach of a drone and distinguishes it from a non-aggressive flying object such as a bird, a camera that identifies the type of drone and whether it is equipped with a weapon when the approach is confirmed, and transmits jammers to the drone where hostility is confirmed. Techniques are being proposed to install jammers (jammers) that cause the drone to crash or return to the take-off point by confusing the drone's GPS equipment and communication equipment in a vehicle such as a vehicle. There is a disadvantage that the performance implementation is very limited because they interfere with each other when
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 드론을 탐지하는 레이더와 드론을 식별하는 카메라 및 드론에 방해전파를 송신하는 방해전파 발신기(재머)를 하나의 마스트에 설치하여 설치공간을 줄이면서도 각 구성요소들의 기능을 충분히 구현할 수 있으며, 운용 과정에서 각 구성요소들이 상호 간섭을 일으키지 않도록 할 수 있는 안티 드론용 레이더 구조체에 관한 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and a radar for detecting a drone, a camera for identifying the drone, and a jammer transmitter (jammer) for transmitting a jammer to the drone are installed and installed on one mast It relates to an anti-drone radar structure that can sufficiently implement the functions of each component while reducing space, and prevent each component from interfering with each other during the operation process.
또한, 기계적 회전이나 복수의 레이더 장치를 설치하지 않고도 전방향(全方向)을 탐지할 수 있는 안티 드론용 레이더 구조체를 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object is to provide a radar structure for an anti-drone that can detect all directions without mechanical rotation or installing a plurality of radar devices.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체는 길이가 신축되는 마스트와; 상기 마스트의 상단에 설치되어 마스트의 길이가 신축될 때 상하로 이동하는 파노라마 틸트부(Panorama Tilt)와; 상기 파노라마 틸트부의 상단에 설치되어 드론을 탐지하는 레이더와; 상기 드론을 식별하고, 상기 파노라마 틸트부의 일측면에 설치되어 파노라마 틸트부의 작동에 따라 앞뒤로 틸팅함과 아울러 수평면상에서 회전하는 식별장치와; 상기 드론을 향해 방해전파를 송신하고, 상기 파노라마 틸트부의 타측면에 설치되어 파노라마 틸트부의 작동에 따라 앞뒤로 틸팅함과 아울러 수평면상에서 회전하는 방해전파 발신기;를 포함하여 구성된다.A radar structure for an anti-drone according to the present invention for solving the above problems includes: a mast whose length is stretchable; a panoramic tilt part installed on the upper end of the mast and moving up and down when the length of the mast is stretched and contracted; a radar installed on the top of the panoramic tilt unit to detect a drone; an identification device that identifies the drone, is installed on one side of the panoramic tilt unit, tilts back and forth according to the operation of the panoramic tilt unit, and rotates on a horizontal plane; and a jammer transmitter installed on the other side of the panoramic tilt unit and tilted back and forth according to the operation of the panoramic tilt unit and rotated on a horizontal plane to transmit a jammer to the drone.
여기에서, 상기 파노라마 틸트부는 상면에 레이더가 돌출 설치되고, 양측면에 상기 식별장치와 방해전파 발신기가 각각 장착된 하우징과; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 식별장치와 방해전파 발신기를 전후방향으로 일정각도 회동시켜 틸팅하는 틸팅부와; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 식별장치와 방해전파 발신기를 수평면상에서 회전시키는 회전부;로 구성된다.Here, the panoramic tilt unit includes a housing in which a radar protrudes from an upper surface, and the identification device and the jammer transmitter are mounted on both sides thereof, respectively; a tilting unit installed inside the housing to rotate the identification device and the jammer transmitter at a predetermined angle in front and rear directions for tilting; and a rotating part installed inside the housing to rotate the identification device and the jammer transmitter on a horizontal plane.
그리고, 상기 틸팅부는 상기 하우징 내부에 설치되고 모터축에 틸팅구동기어가 설치된 틸팅모터와; 상기 틸팅구동기어와 치합되어 수직면상에서 회전하는 틸팅종동기어와; 상기 틸팅종동기어의 중앙을 관통하여 틸팅종동기어의 회전시 함께 회전하고, 양단이 상기 식별장치 및 방해전파 발신기와 각각 고정되는 중심축;을 포함하여 구성된다.And, the tilting part is installed inside the housing and a tilting motor having a tilting drive gear installed on the motor shaft; a tilting driven gear meshed with the tilting drive gear to rotate on a vertical plane; It passes through the center of the tilting driven gear and rotates together when the tilting driven gear rotates, and both ends of the central axis are fixed to the identification device and the jammer transmitter, respectively.
또한, 상기 틸팅부는 상기 중심축 옆에 설치되고, 일단이 상기 하우징의 측면에 일정길이와 깊이로 형성된 삽입홈 내에 삽입되는 회전제한축;을 더 포함하여 구성된다.In addition, the tilting part is installed next to the central axis, and one end of the rotation limiting shaft is inserted into an insertion groove formed to a predetermined length and depth on the side surface of the housing; is configured to further include.
그리고, 상기 회전부는 상기 마스트의 상단에 고정되되 상기 하우징의 저면을 관통하는 결합구와; 상기 결합구의 상단에 결합 고정되는 고정기어와; 상기 하우징 내부에 고정 설치되고 모터축에 상기 고정기어와 치합되는 회전구동기어가 설치된 회전모터;로 구성되어, 상기 회전모터의 작동시 회전구동기어가 고정기어 주위를 공전함으로써 상기 하우징이 상기 결합구 상에서 회전한다.And, the rotating part is fixed to the upper end of the mast, the coupling hole passing through the bottom surface of the housing; a fixed gear coupled and fixed to the upper end of the coupler; a rotary motor fixedly installed inside the housing and provided with a rotary drive gear meshed with the fixed gear on a motor shaft, and when the rotary motor is operated, the rotary drive gear revolves around the fixed gear so that the housing is connected to the coupling hole rotate on top
한편, 상기 레이더는 레이더 주파수 대역의 고주파 신호를 송수신하는 다수의 송수신 모듈과, 상기 다수의 송수신 모듈과 주고받는 신호 데이터를 처리하는 링 어레이 신호처리부와, 상기 송수신 모듈이 상면 가장자리를 따라 원형으로 배열되고 상기 링 어레이 신호처리부가 상면 중앙에 설치되며 다수의 관통홀이 형성된 바닥판으로 이루어진 링 어레이와; 상기 다수의 송수신 모듈의 안테나 빔포밍을 수행하며, 표적을 탐지하고 추적하는 신호처리를 하는 메인 신호처리부와; 상기 링 어레이와 메인 신호처리부를 둘러싸는 본체와, 상기 본체의 개방된 상면에 설치되는 덮개로 이루어진 레이돔;을 포함하여 구성된다.On the other hand, the radar includes a plurality of transmission/reception modules for transmitting and receiving high-frequency signals of a radar frequency band, a ring array signal processing unit for processing signal data exchanged with the plurality of transmission/reception modules, and the transmission/reception modules are arranged in a circle along an edge of an upper surface a ring array comprising a bottom plate in which the ring array signal processing unit is installed in the center of the upper surface and formed with a plurality of through holes; a main signal processing unit that performs antenna beamforming of the plurality of transmission/reception modules and performs signal processing for detecting and tracking a target; and a radome comprising a body surrounding the ring array and the main signal processing unit, and a cover installed on an open upper surface of the body.
그리고, 상기 링 어레이는 상하방향으로 다수개가 적층될 수 있다.In addition, a plurality of the ring array may be stacked in the vertical direction.
여기에서, 상기 송수신 모듈은 상기 링 어레이 신호처리부를 향하는 안쪽면에서 외측으로 갈수록 그 폭이 점점 커지는 함체와; 상기 함체의 개방된 외측면에 설치되는 안테나부와; 상기 함체의 내부에 설치되는 그라운드부와; 상기 함체의 내부에 설치되는 고주파 송수신부와; 상기 함체 내부에 설치되되 상기 고주파 송수신부에 연결되는 고주파 송수신 처리부;로 구성된다.Here, the transmission/reception module includes: a housing whose width gradually increases from the inner surface facing the ring array signal processing unit to the outside; an antenna unit installed on the open outer surface of the housing; a ground part installed inside the housing; a high-frequency transceiver installed inside the housing; and a high-frequency transmission/reception processing unit installed inside the housing and connected to the high-frequency transmission/reception unit.
그리고, 상기 레이더는 상기 링 어레이의 하부에 설치되어 상기 레이돔의 본체가 안착되는 베이스를 더 포함하되, 상기 베이스에는 다수의 방열팬이 설치되고, 상기 레이돔의 덮개 내부에는 필터가 장착된 필터 프레임이 설치되어, 상기 방열팬의 회전시 본체와 덮개 사이의 틈으로 유입된 외부공기는 상기 필터를 통과한 후 레이돔 밖으로 하향 배출된다.And, the radar is installed in the lower part of the ring array, further comprising a base on which the body of the radome is seated, a plurality of heat dissipation fans are installed on the base, and a filter frame on which a filter is mounted inside the cover of the radome. Installed, the external air introduced into the gap between the body and the cover when the heat dissipation fan rotates is discharged downwardly out of the radome after passing through the filter.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 안티 드론용 레이더 구조체는 마스트의 상단에 설치된 파노라마 틸트부의 상단에 레이더가 설치되고 식별장치 및 방해전파 발신기(재머)가 파노라마 틸트부의 양측면에 설치되므로, 레이더와 식별장치 및 방해전파 발신기가 상호 간섭을 일으키지 않고 원활하게 작동될 수 있는 이점이 있다.In the radar structure for anti-drone of the present invention configured as described above, the radar is installed on the top of the panoramic tilt unit installed on the top of the mast, and the identification device and jammers (jammers) are installed on both sides of the panoramic tilt unit, so the radar and the identification device And there is an advantage that the jammer transmitter can operate smoothly without causing mutual interference.
또한, 하나의 마스트에 레이더, 식별장치, 방해전파 발신기가 설치되므로 설치공간을 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, since a radar, an identification device, and a jammer transmitter are installed in one mast, there is an advantage in that the installation space can be reduced.
또한, 원형으로 배열된 송수신 모듈에 의하여 기계적 회전 없이도 안테나 빔의 전방향 회전을 구현할 수 있어서 전(全)방향을 탐지할 수 있을 뿐만 아니라, 전방향 탐지를 위해 복수의 레이더 장치를 설치하지 않아도 되는 이점이 있다.In addition, omnidirectional rotation of the antenna beam can be implemented without mechanical rotation by the circularly arranged transceiver module, so that not only can the whole direction be detected, but also it is not necessary to install a plurality of radar devices for the omnidirectional detection. There is an advantage.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체를 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 파노라마 틸트부를 보인 도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 레이더를 보인 도.
도 8은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 송수신 모듈을 보인 도.
도 9는 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 레이더에서 방열되는 모습을 보인 도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 메인 신호처리부와 링 어레이의 송수신 관계를 보인 도.
도 12는 본 발명에 의한 원통형 어레이 레이더의 빔포밍 방법을 보인 블록도.
도 13 본 발명에 의한 원통형 어레이 레이더의 전방향 탐지스캔을 위해 송수신 모듈을 동적으로 선택하는 모습을 보인 도.1 to 3 are views showing a radar structure for an anti-drone according to the present invention.
4 is a view showing a panoramic tilt part of the radar structure for anti-drone according to the present invention.
5 to 7 are views showing a radar of the radar structure for an anti-drone according to the present invention.
8 is a view showing a transmission/reception module of a radar structure for an anti-drone according to the present invention.
9 is a view showing a state in which heat is radiated from the radar of the anti-drone radar structure according to the present invention.
10 and 11 are diagrams showing a transmission/reception relationship between a main signal processing unit and a ring array of a radar structure for an anti-drone according to the present invention.
12 is a block diagram illustrating a beamforming method of a cylindrical array radar according to the present invention.
13 is a view showing a state in which a transmission/reception module is dynamically selected for an omnidirectional detection scan of a cylindrical array radar according to the present invention.
이하, 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a radar structure for an anti-drone according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체를 보인 도이고, 도 4는 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 파노라마 틸트부를 보인 도이다.1 to 3 are views showing a radar structure for an anti-drone according to the present invention, and FIG. 4 is a view showing a panoramic tilt part of the radar structure for an anti-drone according to the present invention.
그리고, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 레이더를 보인 도이며, 도 8은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 송수신 모듈을 보인 도이고, 도 9는 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 레이더에서 방열되는 모습을 보인 도이다.5 to 7 are views showing a radar of a radar structure for an anti-drone according to the present invention, FIG. 8 is a view showing a transmission/reception module of a radar structure for an anti-drone according to the present invention, and FIG. It is a diagram showing the radiation of heat from the radar of the radar structure for the anti-drone by the
또한, 도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체의 메인 신호처리부와 링 어레이의 송수신 관계를 보인 도이고, 도 12는 본 발명에 의한 원통형 어레이 레이더의 빔포밍 방법을 보인 블록도이며, 도 13 본 발명에 의한 원통형 어레이 레이더의 전방향 탐지스캔을 위해 송수신 모듈을 동적으로 선택하는 모습을 보인 도이다.10 and 11 are diagrams showing a transmission/reception relationship between a ring array and a main signal processing unit of a radar structure for an anti-drone according to the present invention, and FIG. 12 is a block diagram showing a beamforming method of a cylindrical array radar according to the present invention. and FIG. 13 is a diagram showing a state in which a transmission/reception module is dynamically selected for an omnidirectional detection scan of a cylindrical array radar according to the present invention.
본 발명에 의한 안티 드론용 레이더 구조체는 마스트(100)와, 상기 마스트(100)의 상단에 설치되는 파노라마 틸트부(Panorama Tilt,200)와, 상기 파노라마 틸트부(200)의 상단에 설치되는 레이더(300)와, 상기 파노라마 틸트부(200)의 일측면에 설치되는 식별장치(400)와, 상기 파노라마 틸트부(200)의 타측면에 설치되는 방해전파 발신기(재머:Jammer,500)를 포함하여 구성된다.The radar structure for anti-drone according to the present invention includes a
상기 마스트(100)는 안테나 방식으로 길이가 신축된다. 즉 마스트(100)는 다수의 봉이 상하로 연결되되 상측에 배치된 봉이 바로 아래에 배치된 봉 내부로 진입하거나 외부로 진출하여 그 길이가 신축(伸縮)된다. 이러한 마스트(100)는 차량과 같은 운송수단에 설치하여 사용할 수 있다.The
상기 파노라마 틸트부(200)는 마스트(100)를 구성하는 다수의 봉 중 직경이 가장 작은 가장 위쪽의 봉 상단에 설치되어 마스트(100)의 길이가 신축될 때 상하로 이동한다.The
이러한 파노라마 틸트부(200)는 하우징(210)과, 상기 하우징(210) 내부에 설치되는 틸팅부(220)와, 상기 하우징(210) 내부에 설치되는 회전부(230)로 구성된다.The
상기 하우징(210)은 파노라마 틸트부(200)의 외형을 구성하는 것으로서, 상면에 레이더(300)가 돌출 설치되고, 양측면에 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)가 각각 장착된다. 따라서 레이더(300)의 설치 높이가 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)의 상단보다 높기 때문에 레이더(300)와 식별장치(400) 및 방해전파 발신기(500)는 상호 간섭을 일으키지 않는다.The
상기 틸팅부(220)는 하우징(210)을 전후방향으로 일정각도 회동시킴으로써 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)를 전후방향으로 일정각도 회동시켜 틸팅한다.The
이러한 틸팅부(220)는 모터축에 틸팅구동기어(221a)가 설치된 틸팅모터(221)와, 틸팅구동기어(221a)와 치합되는 틸팅종동기어(222)와, 상기 틸팅종동기어(222)의 중앙을 관통하는 중심축(223)과, 상기 중심축(223) 옆에 설치되는 회전제한축(224)으로 구성된다.The
상기 틸팅모터(221)는 하우징(210) 내부에 설치되고, 전원이 공급될 때 모터축에 설치된 틸팅구동기어(221a)가 수직면 상에서 회전을 한다.The tilting
상기 틸팅종동기어(222)는 하우징(210) 내부에 설치되고, 틸팅구동기어(221a)가 회전할 때 수직면 상에서 회전한다. The tilting driven
상기 중심축(223)은 틸팅종동기어(222)의 중앙을 관통하면서 틸팅종동기어(222)에 고정되어 틸팅종동기어(222)가 회전하면 함께 회전한다. 이러한 틸팅종동기어(222)는 양단이 식별장치(400) 및 방해전파 발신기(500)와 각각 고정된다. 따라서 중심축(223)이 회전하면 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)도 함께 회전한다.The
상기 회전제한축(224)은 중심축(223)과 동일한 방향으로 길게 설치되는 것으로, 일단이 하우징(210)의 측면에 일정길이와 깊이로 형성된 삽입홈(210a) 내에 삽입되고, 타단이 하우징(210)의 다른 측면에 고정된다. 따라서, 중심축(223)이 회전하여 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)가 회전할 때 회전제한축(224)의 일단이 삽입홈(210a)의 내부의 상부측면과 하부측면에 접촉되면서 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)가 더 이상 회전하지 못하도록 한다.The
상기 회전부(230)는 하우징(210)을 수평면상에서 회전시킴으로써 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)를 수평면 상에서 360도 회전시킨다.The rotating
이러한 회전부(230)는 마스트(100)의 상단에 고정되는 결합구(231)와, 상기 결합구(231)의 상단에 결합 고정되는 고정기어(232)와, 상기 고정기어(232)와 치합되는 회전구동기어(233a)가 모터축에 설치된 회전모터(233)로 구성된다.The
상기 결합구(231)는 마스트(100)를 구성하는 다수의 봉 중 직경이 가장 작은 가장 위쪽의 봉 상단에 고정되는 것으로서, 하우징(210)의 저면을 관통하여 상측부분이 하우징(210)의 내부에 위치한다. The
상기 고정기어(232)는 하우징(210) 내부에 수평하게 설치되는 것으로서, 결합구(231)의 상측에 고정된다.The fixed
상기 회전모터(233)는 하우징(210) 내부에 설치되되 브라켓 등을 통하여 하우징(210) 내부에 고정됨으로써 하우징(210)과 일체화되고, 모터축에 구비된 회전구동기어(233a)가 고정기어(232)와 치합된다.The
따라서, 회전모터(233)가 작동되어 모터축이 회전하면, 고정기어(232)에 치합되어 있던 회전구동기어(233a)가 자전을 하면서 동시에 고정기어(232) 주위를 공전하게 된다. 이렇게 회전구동기어(233a)가 고정기어(232) 주위를 회전함으로써 하우징(210)이 결합구(231) 상에서 회전을 하게 되고, 하우징(210)의 양측면에 부착된 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)도 동일하게 회전한다.Therefore, when the
상기 레이더(300)는 표적인 드론을 탐지하고 추적하는 것으로서, 파노라마 틸트부(200)의 하우징(210) 상단 외측으로 돌출되게 설치된다. 이러한 레이더(300)는 링 어레이(310)와, 상기 링 어레이(310)와 신호를 주고받는 메인 신호처리부(320)와, 상기 링 어레이(310)와 메인 신호처리부(320)를 둘러싸는 레이돔(330)을 포함하여 구성된다.The
상기 링 어레이(310)는 둥글게 원형으로 배열되는 다수의 송수신 모듈(311)과, 상기 다수의 송수신 모듈(311)의 배열 중심부에 배치되고 다수의 송수신 모듈(311)과 케이블을 통해 전기적으로 연결되는 링 어레이(Ring array) 신호처리부(312)와, 상기 다수의 송수신 모듈(311)과 링 어레이 신호처리부(312)가 설치되는 바닥판(313)을 포함하여 구성된다.The
상기 송수신 모듈(311)은 레이더 주파수 대역의 고주파 신호를 송수신하는 것으로서, 바닥판(313)의 상면 가장자리를 따라 다수개가 원형으로 배열된다.The
여기에서 송수신 모듈(311)의 구성에 대해 좀 더 자세히 살펴보면, 본 발명의 송수신 모듈(311)은 함체(311a)와, 상기 함체(311a)에 설치되는 안테나부(311b)와, 상기 함체(311a) 내부에 설치되는 그라운드부(311c)와 고주파 송수신부(311d) 및 고주파 송수신 처리부(311e)로 구성된다.Here, looking at the configuration of the transmission/
상기 함체(311a)는 링 어레이 신호처리부(312)를 향하는 안쪽면에서 바깥쪽으로 갈수록 그 폭이 점점 커지는 형태를 취한다. 따라서 함체(311a)를 위에서 봤을 때 안쪽이 좁고 바깥쪽이 넓은 사다리꼴과 같은 형태를 취한다.The
이러한 함체(311a)는 바닥판(313)의 상면 가장자리에 다수개가 원형으로 배치될 때 그 양쪽 측면이 서로 접하고, 안쪽면과 양쪽 측면에는 다수의 방열핀이 구비되어 방열을 용이하게 할 수 있도록 한다.When a plurality of these
상기 안테나부(311b)는 함체(311a)의 개방된 외측면에 설치되며 안테나 빔을 방사한다.The
상기 그라운드부(311c)는 안테나부(311b)와 이격되게 설치되며 접지 기능을 수행한다.The
상기 고주파 송수신부(311d)는 함체(311a) 내부에 설치되되 그라운드부(311c)와 이격되게 설치되며 레이더 주파수 대역의 고주파 신호를 송수신한다.The
상기 고주파 송수신 처리부(311e)는 함체(311a) 내부에 설치되되 고주파 송수신부(311d)에 연결되며, 고주파 송수신부(311d)에서 송수신한 레이더의 고주파 신호를 처리한다.The high-frequency transmission/
상기 링 어레이 신호처리부(312)는 바닥판(313)의 상면 중앙에 설치되는 것으로서, 다수의 송수신 모듈(311)과 신호 데이터를 주고받고 이 신호 데이터를 처리한다.The ring array
좀 더 부연하면, 링 어레이 신호처리부(312)에서 레이더 신호가 전송되면 이 전송 신호를 송수신 모듈(311)에서 레이더 주파수 대역으로 상향 변환하여 표적(target)인 드론에 송신하고, 드론에 부딪힌 후 되돌아 온 고주파 신호를 송수신 모듈(311)에서 수신하면, 이 수신 신호를 하향 변환하여 링 어레이 신호처리부(312)로 전송한다. 이때, 링 어레이 신호처리부(312)와 송수신 모듈(311) 간에 교환되는 신호는 디지털 또는 아날로그 형태를 가질 수 있다.In more detail, when a radar signal is transmitted from the ring array
상기 바닥판(313)은 그 전체적인 형태가 원형과 유사한 형태를 취하는 것으로서, 상면에 송수신 모듈(311)과 링 어레이 신호처리부(312)가 설치되고, 다수의 관통홀(313a)이 형성되어 방열을 촉진할 수 있도록 한다.The
한편, 바닥판(313) 위에 송수신 모듈(311)과 링 어레이 신호처리부(312)가 설치되어 구성된 링 어레이(310)는 상하방향으로 다수개가 적층될 수 있다. 이렇게 링 어레이(310)의 적층 개수를 조정하여 높이가 다른 원통형으로 구성함으로써 레이더의 성능을 다양하게 변화시킬 수 있다.On the other hand, a plurality of
부연하면, 적층되는 링 어레이(310)의 개수가 많을수록 레이더의 탐지 범위가 확장되고 탐지 성능의 정확도가 향상되며, 대상 타겟의 거리, 방향, 고도의 3차원 정보를 산출하는 3차원 레이더의 구현이 가능하다. 이에 따라 목표 성능과 가격에 필요한 맞춤형 모델의 손쉬운 구성이 가능하다.In other words, as the number of stacked
더불어, 본 발명은 상하방향으로 적층된 다수의 링 어레이(310) 중 어느 하나의 링 어레이(310) 상면에 전파차단장치, RF 탐지장치, 그 외 다른 기능을 제공하는 장치들을 하나 이상 설치하여 여러 기능을 복합적으로 제공할 수 있도록 할 수 있다.In addition, the present invention installs one or more devices providing a radio wave blocking device, an RF detection device, and other functions on the upper surface of any one of a plurality of
상기 메인 신호처리부(320)는 AESA 기술을 적용하여 다수의 송수신 모듈(311)의 안테나 빔포밍을 수행하며, 표적을 탐지하고 추적하는 신호처리를 하는 것으로서, 후술할 레이돔(330)의 내부, 즉 링 어레이(310)의 상측이나 하측 중 어느 한 곳에 설치한다. The main
이러한 메인 신호처리부(320)는 도 13에 도시된 것처럼 다수의 송수신 모듈(311)을 동적으로 그룹핑하여 선택함으로써 특정 방향에 대한 안테나 빔을 생성할 수 있으며, 다수의 송수신 모듈(311)의 그룹 선택에 의해 손쉽게 안테나 빔을 회전시킬 수 있다. 바로 이러한 기능에 의해 본 발명은 기계적 회전이나 복수의 레이더 장치를 설치하지 않고도 전(全)방향을 탐지할 수 있다.As shown in FIG. 13 , the main
구체적으로 설명하면, AESA 방식의 레이더와 빔포밍을 구현하기 위해서는 송수신 모듈(311) 간에 신호타이밍, 주파수와 위상이 동기화될 필요가 있으며, 이를 달성하기 위하여 본 발명에서는 도 11에 도시된 것처럼 메인 신호처리부(320)의 공통 클럭 신호 생성부(321)와 공통 LO 신호 생성부(322)에서 각각 공통의 클럭 신호와 LO 신호를 생성하고, 링 어레이 신호처리부(312)의 공통 클럭 신호 분배부(312a)와 공통 LO 신호 분배부(312b)를 통해 전체 송수신 모듈(311)에 공통 클럭 신호와 공통 LO 신호를 분배한다. 이로써 다수의 송수신 모듈(311) 간의 타이밍, 주파수와 위상의 동기화가 가능해진다.Specifically, in order to implement the AESA-type radar and beamforming, signal timing, frequency and phase need to be synchronized between the transmitting and receiving
그리고, 본 발명에서 송수신 모듈(311)의 안테나부(311b)에서 방사되는 빔은 각 송수신 모듈(311)들의 신호에 각각 크기와 위상을 달리하는 가중치를 적용하여 합하는 아래의 수식과 같은 연산처리 방식으로 포밍된다.And, in the present invention, the beam radiated from the
도 10 내지 도 12를 참조하여 좀 더 설명을 하면, 각 송수신 모듈(311)과 링 어레이 신호처리부(312)는 디지털 데이터로 신호를 송수신하며, 링 어레이 신호처리부(312)의 메모리에 신호크기 및 위상 가중치와 송수신하는 신호 데이터가 저장된다. 10 to 12, each transmission/
링 어레이 신호처리부(312)에서 생성한 기저대역 신호 들에 각 가중치 값을 적용하여 송수신 모듈(311)의 특정 그룹에 전송하면, 각 송수신 모듈(311)에서 개별 신호를 송신함으로써 특정 방향을 향한 송신 안테나 빔이 형성되어 레이더 신호가 송신된다.The baseband signal generated by the ring array
각 송수신 모듈(311)로부터 입력된 신호 데이터는 링 어레이 신호처리부(312)의 메모리에 저장되며, 링 어레이 신호처리부(312)에서 특정 신호 그룹을 선택한 후에 각 가중치 값을 적용하여 연산 처리를 수행한 결과는 특정 방향에 형성된 수신 안테나 빔을 통해서 수신한 레이더 반사 신호이며, 후속 처리를 통해서 해당 방향에서의 레이더 표적을 탐지 및 추적하는 기능을 수행하게 된다.Signal data input from each transmission/
위에서 기술한 바와 같이, 링 어레이 신호처리부(312)의 메모리에 저장된 가중치 값을 선택된 특정 송수신 모듈 그룹과 송수신함으로써, 특정 방향에 안테나 송수신 빔을 형성하고 레이더 신호를 송수신하게 되며, 특정 송수신 모듈 그룹을 연속적으로 선택함에 따라 안테나 빔의 방향이 결정되어 전(全)방향 탐지를 위한 안테나 빔 회전을 수행할 수 있다.As described above, by transmitting and receiving a weight value stored in the memory of the ring array
상기 레이돔(330)은 링 어레이(310)와 메인 신호처리부(320)를 둘러싸는 본체(331)와, 상기 본체(331)의 개방된 상면에 설치되는 덮개(332)로 구성된다.The
상기 본체(331)는 상면과 하면이 개방된 파이프와 유사한 형상으로서, 그 내부에 링 어레이(310)와 메인 신호처리부(320)가 수용된다.The
상기 덮개(332)는 본체(331)의 상면에 설치되지만, 덮개(332)를 본체(331)에 설치하였을 때 덮개(332)와 본체(331) 사이에는 빈틈이 발생된다.The
한편, 본 발명은 베이스(340) 및 필터 프레임(350)을 더 포함하여 구성된다.On the other hand, the present invention is configured to further include a
상기 베이스(340)는 링 어레이(310)의 하부에 설치되는 것으로서, 베이스(340)의 상면에는 레이돔(330)의 본체(331)가 안착된다. 이러한 베이스(340)에는 다수의 방열팬(341)이 설치된다.The
따라서, 방열팬(341)이 회전을 하면 레이돔(330)의 본체(331)와 덮개(332) 사이의 빈틈을 통해 외부공기가 레이돔(330)의 본체(331) 내부로 유입된 후 하향기류로 변환하여 방열팬(341)을 통해 레이돔(330) 밖으로 하향 배출된다. 이로써 링 어레이(310)와 메인 신호처리부(320) 등에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 배출할 수 있다.Therefore, when the
그리고, 레이돔(330)의 덮개(332) 내부에는 필터(351)가 장착된 필터 프레임(350)이 설치되므로, 방열팬(341) 회전시 레이돔(330) 내부로 유입되는 외부공기는 먼저 필터(351)를 통과한 후 레이돔(330) 내부로 유입되어 하향 배출된다.And, since the
여기서, 미설명 부호 360은 본 발명의 위치를 파악하기 위한 GPS를 지시한다.Here,
상기 식별장치(400)는 고해상도 카메라로서 드론의 종류를 식별하고 무기탑재 여부 등을 체크한다. 이러한 식별장치(400)는 파노라마 틸트부(200)의 하우징(210) 외측면에 설치되어 파노라마 틸트부(200)의 작동에 따라 앞뒤로 틸팅함과 아울러 수평면 상에서 회전한다.The
즉, 앞서 기재한 대로 식별장치(400)는 파노라마 틸트부(200)의 틸팅부(220)에 의해 전후방향으로 일정각도 범위 내에서 회동을 하고, 회전부(230)에 의해 수평면 상에서 360도 회전한다.That is, as described above, the
상기 방해전파 발신기(500)는 적의가 확인된 드론을 향해 방해전파를 송신하여 드론의 GPS 장비와 통신장비를 혼선시킴으로써 위성항법 및 조종신호를 무력화시키는 재머(Jammer)를 말한다.The
이러한 방해전파 발신기(500)는 파노라마 틸트부(200)를 중심으로 식별장치(400)의 맞은편에 설치되어 파노라마 틸트부(200)의 작동에 따라 앞뒤로 틸팅함과 아울러 수평면 상에서 회전한다.The
즉, 방해전파 발신기(500)는 식별장치(400)와 마찬가지로 파노라마 틸트부(200)의 틸팅부(220)에 의해 전후방향으로 일정각도 범위 내에서 회동을 하고, 회전부(230)에 의해 수평면 상에서 360도 회전한다.That is, the
100: 마스트 200: 파노라마 틸트부
210: 하우징 210a: 삽입홈
220: 틸팅부 221: 틸팅모터
221a: 틸팅구동기어 222: 틸팅종동기어
223: 중심축 224: 회전제한축
230: 회전부 231: 결합구
232: 고정기어 233: 회전모터
233a: 회전구동기어 300: 레이더
310: 링 어레이 311: 송수신 모듈
311a: 함체 311b: 안테나부
311c: 그라운드부 311d: 고주파 송수신부
311e: 고주파 송수신 처리부 312: 링 어레이 신호처리부
312a: 공통 클럭 신호 분배부 312b: 공통 LO 신호 분배부
313: 바닥판 313a: 관통홀
320: 메인 신호처리부 321: 공통 클럭 신호 생성부
322: 공통 LO 신호 생성부 330: 레이돔
331: 본체 332: 덮개
340: 베이스 341: 방열팬
350: 필터 프레임 351: 필터
360: GPS 400: 식별장치
500: 방해전파 발신기100: mast 200: panoramic tilt part
210:
220: tilting unit 221: tilting motor
221a: tilting drive gear 222: tilting driven gear
223: central axis 224: rotation limiting axis
230: rotating part 231: coupler
232: fixed gear 233: rotation motor
233a: rotation drive gear 300: radar
310: ring array 311: transmit/receive module
311a:
311c:
311e: high frequency transmission/reception processing unit 312: ring array signal processing unit
312a: common clock
313:
320: main signal processing unit 321: common clock signal generation unit
322: common LO signal generator 330: radome
331: body 332: cover
340: base 341: heat dissipation fan
350: filter frame 351: filter
360: GPS 400: identification device
500: jammer transmitter
Claims (9)
상기 파노라마 틸트부(200)는 상면에 레이더(300)가 돌출 설치되고, 양측면에 상기 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)가 각각 장착된 하우징(210)과; 상기 하우징(210) 내부에 설치되어 상기 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)를 전후방향으로 일정각도 회동시켜 틸팅하는 틸팅부(220)와; 상기 하우징(210) 내부에 설치되어 상기 식별장치(400)와 방해전파 발신기(500)를 수평면상에서 회전시키는 회전부(230);로 구성되며,
상기 틸팅부(220)는 상기 하우징(210) 내부에 설치되고 모터축에 틸팅구동기어(221a)가 설치된 틸팅모터(221)와; 상기 틸팅구동기어(221a)와 치합되어 수직면상에서 회전하는 틸팅종동기어(222)와; 상기 틸팅종동기어(222)의 중앙을 관통하여 틸팅종동기어(222)의 회전시 함께 회전하고, 양단이 상기 식별장치(400) 및 방해전파 발신기(500)와 각각 고정되는 중심축(223)과; 상기 중심축(223) 옆에 설치되고, 일단이 상기 하우징(210)의 측면에 일정길이와 깊이로 형성된 삽입홈(210a) 내에 삽입되는 회전제한축(224);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.
a mast 100 whose length is stretched and contracted; a panoramic tilt unit (Panorama Tilt, 200) that is installed on the upper end of the mast 100 and moves up and down when the length of the mast 100 is stretched and contracted; a radar 300 installed on the top of the panoramic tilt unit 200 to detect a drone; an identification device 400 that identifies the drone, is installed on one side of the panoramic tilt unit 200, tilts back and forth according to the operation of the panoramic tilt unit 200, and rotates on a horizontal plane; A jammer transmitter 500 that transmits a jammer toward the drone, is installed on the other side of the panoramic tilt unit 200, tilts back and forth according to the operation of the panoramic tilt unit 200, and rotates on a horizontal plane; In the radar structure for an anti-drone configured to include,
The panoramic tilt unit 200 includes a housing 210 in which the radar 300 is protruded from the upper surface, and the identification device 400 and the jammer transmitter 500 are mounted on both sides, respectively; a tilting unit 220 installed inside the housing 210 to rotate the identification device 400 and the jammer transmitter 500 at a predetermined angle in the front and rear directions for tilting; It is installed inside the housing 210 and rotates the identification device 400 and the jammer transmitter 500 on a horizontal plane.
The tilting unit 220 includes a tilting motor 221 installed inside the housing 210 and provided with a tilting drive gear 221a on a motor shaft; a tilting driven gear 222 meshed with the tilting drive gear 221a to rotate on a vertical plane; A central shaft 223 that passes through the center of the tilting driven gear 222 and rotates together when the tilting driven gear 222 rotates, and both ends are fixed to the identification device 400 and the jammer transmitter 500, respectively. ; A rotation limiting shaft 224 installed next to the central shaft 223 and having one end inserted into an insertion groove 210a formed to a predetermined length and depth on the side surface of the housing 210; Radar structure for anti-drone.
상기 회전부(230)는 상기 마스트(100)의 상단에 고정되되 상기 하우징(210)의 저면을 관통하는 결합구(231)와;
상기 결합구(231)의 상단에 결합 고정되는 고정기어(232)와;
상기 하우징(210) 내부에 고정 설치되고 모터축에 상기 고정기어(232)와 치합되는 회전구동기어(233a)가 설치된 회전모터(233);로 구성되어,
상기 회전모터(233)의 작동시 회전구동기어(233a)가 고정기어(232) 주위를 공전함으로써 상기 하우징(210)이 상기 결합구(231) 상에서 회전하는 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.
The method according to claim 1,
The rotating part 230 is fixed to the upper end of the mast 100 and a coupler 231 passing through the bottom of the housing 210;
a fixed gear 232 coupled and fixed to the upper end of the coupler 231;
The housing 210 is fixedly installed inside the rotating motor 233, the rotation driving gear 233a meshing with the fixed gear 232 on the motor shaft is installed;
Radar structure for anti-drone, characterized in that the housing (210) rotates on the coupling hole (231) as the rotation drive gear (233a) revolves around the fixed gear (232) when the rotation motor (233) is operated.
상기 레이더(300)는 레이더 주파수 대역의 고주파 신호를 송수신하는 다수의 송수신 모듈(311)과, 상기 다수의 송수신 모듈(311)과 주고받는 신호 데이터를 처리하는 링 어레이 신호처리부(312)와, 상기 송수신 모듈(311)이 상면 가장자리를 따라 원형으로 배열되고 상기 링 어레이 신호처리부(312)가 상면 중앙에 설치되며 다수의 관통홀(313a)이 형성된 바닥판(313)으로 이루어진 링 어레이(310)와;
상기 다수의 송수신 모듈(311)의 안테나 빔포밍을 수행하며, 표적을 탐지하고 추적하는 신호처리를 하는 메인 신호처리부(320)와;
상기 링 어레이(310)와 메인 신호처리부(320)를 둘러싸는 본체(331)와, 상기 본체(331)의 개방된 상면에 설치되는 덮개(332)로 이루어진 레이돔(330);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.
The method according to claim 1,
The radar 300 includes a plurality of transmission/reception modules 311 for transmitting and receiving high-frequency signals of a radar frequency band, a ring array signal processing unit 312 for processing signal data exchanged with the plurality of transmission/reception modules 311, and the A ring array 310 consisting of a bottom plate 313 in which the transmitting and receiving modules 311 are arranged in a circle along the edge of the upper surface, the ring array signal processing unit 312 is installed in the center of the upper surface, and a plurality of through holes 313a are formed; ;
a main signal processing unit 320 that performs antenna beamforming of the plurality of transmission/reception modules 311 and performs signal processing for detecting and tracking a target;
A radome 330 comprising a body 331 surrounding the ring array 310 and the main signal processing unit 320 and a cover 332 installed on an open upper surface of the body 331; A radar structure for an anti-drone, characterized.
상기 링 어레이(310)는 상하방향으로 다수개가 적층되는 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.
7. The method of claim 6,
The ring array 310 is a radar structure for an anti-drone, characterized in that a plurality of stacked in the vertical direction.
상기 송수신 모듈(311)은 상기 링 어레이 신호처리부(312)를 향하는 안쪽면에서 외측으로 갈수록 그 폭이 점점 커지는 함체(311a)와;
상기 함체(311a)의 개방된 외측면에 설치되는 안테나부(311b)와;
상기 함체(311a)의 내부에 설치되는 그라운드부(311c)와;
상기 함체(311a)의 내부에 설치되는 고주파 송수신부(311d)와;
상기 함체(311a) 내부에 설치되되 상기 고주파 송수신부(311d)에 연결되는 고주파 송수신 처리부(311e);로 구성된 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.
7. The method of claim 6,
The transmission/reception module 311 includes: a housing 311a whose width gradually increases from the inner surface facing the ring array signal processing unit 312 to the outside;
an antenna unit 311b installed on the open outer surface of the housing 311a;
a ground portion 311c installed inside the housing 311a;
a high-frequency transceiver (311d) installed inside the housing (311a);
A radar structure for an anti-drone, characterized in that it is installed in the housing (311a), the high-frequency transmission/reception processing unit (311e) connected to the high-frequency transmission/reception unit (311d);
상기 레이더(300)는 상기 링 어레이(310)의 하부에 설치되어 상기 레이돔(330)의 본체(331)가 안착되는 베이스(340)를 더 포함하되,
상기 베이스(340)에는 다수의 방열팬(341)이 설치되고, 상기 레이돔(330)의 덮개(332) 내부에는 필터(351)가 장착된 필터 프레임(350)이 설치되어, 상기 방열팬(341)의 회전시 본체(331)와 덮개(332) 사이의 틈으로 유입된 외부공기는 상기 필터(351)를 통과한 후 레이돔(330) 밖으로 하향 배출되는 것을 특징으로 하는 안티 드론용 레이더 구조체.7. The method of claim 6,
The radar 300 is installed under the ring array 310 and further includes a base 340 on which the body 331 of the radome 330 is seated,
A plurality of heat dissipation fans 341 are installed on the base 340, and a filter frame 350 equipped with a filter 351 is installed inside the cover 332 of the radome 330, the heat dissipation fan 341 ), the external air introduced into the gap between the main body 331 and the cover 332 during rotation of the anti-drone radar structure, characterized in that it is discharged downward outside the radome 330 after passing through the filter 351.
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