KR102541472B1 - 다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 신호를 송신하는 장치에 있어서, 신호 송신 장치는, 다중 대역 고주파 신호를 생성하는 신호 발생 모듈; 및 상기 다중 대역 고주파 신호를 주입 받고, 상기 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원으로 송신하는 신호 송신 모듈을 포함할 수 있다.

Description

다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치{Method and Apparatus for Signal Transmission Capable of Simultaneous Multi-Band Response}

본 발명은 다차원 주파수 동기화를 기반으로 다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

일반적으로 무선 신호를 송신하는 시스템은, 베이스밴드(Baseband) 단에서 RF(Radio Frequency) 단으로 주파수 변환하여 목표 주파수를 상향시켜 고출력 고주파 신호로 송신하는 구조를 가진다.

기존 방식은 국부발생주파 및 다중 채널 스위칭 뱅크 구조를 여러 개 적용하여 주파수를 순차적으로 상향시켜 목표물에 대응하는 송신 방식이다. 이러한 방식은 협대역 주파수 운용 대역을 갖는 목표물이 적은 수로 분포되어 있는 운용 상황에서는 적용이 가능하다.

기존 방식을 기반으로 하는 송신기들은 내부 경로 선택 및 국부 발생 주파수 선정을 위한 변환 시간이 필요하여 목표물을 대응하기 위한 반응시간이 느리다. 또한, 순차적 추적 대응을 할 수 있는 경우도 주변 운용 환경이 최적일 경우에도 대응 지연시간 때문에 다수의 목표물 대응이 제한적이다. 즉, 목표물이 다수 분포 되어 있거나, 다수의 목표물이 광대역 스펙트럼 범위에서 무작위로 동작주파수를 실시간으로 가변하면서 전개될 경우, 목표물들에 실시간으로 동시 대응하는 송신기로는 적합하지 않다.

그런데, 이러한 방식은 목표물(Target) 운용 주파수에 대응하기 위해, 시간 축 측면에서 순차적 대응을 할 수 밖에 없다.

따라서, 목표물이 임의적 빔 주사 방식인 능동 전자주사식 기반 수신기를 탑재하고 있을 경우, 이에 대한 대응 효과도가 현저하게 감소하게 된다. 또한, 광대역 다중 호핑(Hopping) 목표물에 대한 모든 운용 스펙트럼 범위 내에서 실시간 대응 신호를 송신하는데 한계가 있다. 그리고, 목표물 대항 매 송신 마다 다중 신호별 동위상(In-phase) 대응 신호 송신하기 어렵고, 목표물에 대한 추적 대응 없이 순시 송신을 하는데 효과적이지 못하다. 더욱이, 근접을 접근해오는 다수 목표물들에 효과적으로 실시간 대응하기 위한 방어 방호 시스템에 적용하기 한계가 있다. 심지어, 목표물에 대한 대응 측면에서, 코히어런스(Coherence) 대응을 하기 위해서는 수신단의 정보를 받아서, 코히어런스(Coherence) 대응을 해야 하지만, RF 블록(Block) 내 편파가 가변되지 않아서 목표물의 수신단에 입사되는 유효방사출력 신호세기가 현저하게 감소하게 된다.

최근에는 광대역 운용 주파수 가변 기능을 갖는 다수의 목표물들이 지속적으로 출현함에 따라, 이에 순차적 대응이 아닌, 실시간 동시 대응이 절대적으로 필요하다. 따라서, 광대역 스펙트럼 범위에서 무작위로 운용 주파수를 가변할 수 있는 다수 목표물에 실시간적으로 동시 대응에 적합하고, 모든 목표물들의 운용 스펙트럼에 동시 대응할 수 있는 송신 기술이 필요하다.

본 발명은 다중 대역 고주파 신호를 생성하고, 생성된 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원으로 송신하기 위한 다차원 주파수 동기화를 기반으로 다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 신호를 송신하는 장치에 있어서, 신호 송신 장치는, 다중 대역 고주파 신호를 생성하는 신호 발생 모듈; 및 상기 다중 대역 고주파 신호를 주입 받고, 상기 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원으로 송신하는 신호 송신 모듈을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 신호 송신 모듈은, 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환하는 멀티 채널 처리부; 및 상기 멀티 채널 신호를 결합하고, 결합된 신호를 방사하는 신호 방사 처리부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 멀티 채널 처리부는, 멀티 채널 기반의 단일층 구조의 신호 처리를 통해 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환하되, 상기 단일층 구조는 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 상기 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 멀티 채널 처리부는, 멀티 채널 기반의 다중층 구조의 신호 처리를 통해 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환하되, 상기 다중층 구조는 적어도 하나의 상기 단일층 구조가 배열된 구조일 수 있다.

그리고, 상기 신호 방사 처리부는, 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부에서 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 안테나를 통해 방사할 수 있다.

그리고, 상기 신호 방사 처리부는, 상기 다중층 구조의 각 층마다 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 층마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

그리고, 상기 신호 송신 모듈은, 상기 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 신호 분배 처리부를 추가로 포함하고, 상기 신호 분배 처리부에서 분배된 신호를 상기 멀티 채널 처리부로 전달할 수 있다.

그리고, 상기 신호 분배 처리부는, 회로 분배형 및 공간 분배형 중 적어도 하나의 방식으로 상기 다중 대역 고주파 신호를 분배할 수 있다.

그리고, 상기 멀티 채널 처리부는, 멀티 채널 기반의 다중층 구조가 복수개 배열된 큐빅(Cubic) 구조의 신호 처리를 통해 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환할 수 있다.

그리고, 상기 신호 방사 처리부는, 멀티 채널 기반의 규빅 구조의 각 칸마다 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 칸마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

그리고, 상기 신호 송신 모듈은, 수신 대상의 수신 고주파 신호의 편파를 분석하기 위한 양방향 커플러(Dual Directional Coupler)를 포함하는 고주파 편파 판단기를 추가로 포함하되, 상기 고주파 편파 판단기는, 송신기의 적응형 편파 피드(Feed)를 선택하여 송신 고주파의 편파를 수신 대상의 편파와 일치된 코히어런트파(Coherent Wave)를 방사할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다수의 목표물에 대해 순시 대응을 할 수 있도록 주파수 동기화된 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원 내부 고주파 채널에서 동시에 주입/증폭하는 구조이기 때문에 내부 경로 선택 및 국부 발생 주파수 선정을 위한 변환 시간 없이 순시 대응이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 회로 분배 방식뿐만 아니라, 공간 분배 방식을 적용하여 다차원 다층 다채널 송신기 구조를 구현하여, 임의의 공간에서 출현한 다수의 목표물들을 임의의 시간에서 한 번에 모든 방위 및 스펙트럼을 효과적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 다차원 주파수 동기 신호발생 방식으로 목표물이 운용하고 있는 모든 스펙트럼을 순시적으로 모두 대응을 할 수 있어서, 주파수 도메인 측면에서, 목표물 대응 반응 속도가 크게 개선될 수 있으며, 특히, 다차원 다중층 다중 대역구조에서는 특정 방위를 지향없이 목표물의 운용 스펙트럼에 대응할 수 있는 대응 주파수를 동시에 송신할 수 있기 때문에 공간에 분산되어 분포된 다수 목표물들에 효과적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 주파수 동기화 고주파 신호를 발생시킬 때, 적응형 대역폭 가변 기능을 적용하여 운용 대역폭을 가변하는 목표물에 대해서도 효과적으로 대응 운용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 목표물 송신 신호의 편파를 실시간 순시 판단하기 위한 A/D변환을 통한 Correlation 분석 과정을 거쳐 실시간으로 입사신호 편파를 감시하고, 이를 통해 최적의 적응형 송신 편파를 결정하여, 목표물 수신단에 입사되는 유효방사출력을 상대적으로 증대시켜서, 최적의 송신기 운용조건을 형성할 수 있으며, 이러한 방식은 목표물을 무력화 시키는 목적이 있는 송신기에서는 큰 효과도를 획득할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 송신 모듈을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 송신 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 순시 대응 주파수 반응에 대한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 모듈의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 고주파 편파 판단부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 다중 대역 동시 대응이 가능한 신호 송신 방법 및 그를 위한 장치에 대해 자세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

본 실시예에 따른 신호 송신 장치(10)는 신호 발생 모듈(100), 신호 송신 모듈(200), 전원 공급부(300) 및 송신 제어부(400)를 포함한다. 도 1의 신호 송신 장치(10)는 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 신호 송신 장치(10)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

신호 송신 장치(10)는 다차원 주파수 동기화 기반 다중 대역 동시 대응 송신 기술을 적용하여 무선 신호를 송신한다. 신호 송신 장치(10)는 종래의 송신기 동작 구조에 순시 대응 능력과 광대역 운용 스펙트럼 대응 능력 등을 고도화한 장치일 수 있다.

신호 발생 모듈(100)은 신호 발생에 필요한 정보를 이용하여 신호를 발생시킨다.

신호 발생 모듈(100)은 외부 연동을 통해 받은 데이터를 기반으로 I/Q 데이터 생성하고, 기준 클록에 시각 동기화를 수행하고, 대응 주파수의 기준 고주파 신호를 발생시킨다.

신호 발생 모듈(100)은 기준 고주파 신호에 위상 동기화된 고차수(High-order) 주파수를 동기화하여 실시간으로 동시에 다중 고주파 신호를 발생시킨다.

신호 발생 모듈(100)은 다중 대역 고주파 신호를 신호 송신 모듈(200)로 전송하기 전에 마스킹(Masking) 기능을 수행하여 목표물에 대응하는 다중 대역 고주파 신호를 선택할 수 있다.

신호 발생 모듈(100)은 마스킹 처리에 따라 선택된 목표물에 대응하는 다중 대역 고주파 신호를 신호 송신 모듈(200)로 전송한다. 만약, Masking 기능을 수행하지 않을 경우, 신호 발생 모듈(100)은 발생된 모든 주파수를 신호 송신 모듈(200)로 전송하게 된다.

신호 송신 모듈(200)은 신호 발생 모듈(100)에서 발생한 주파수 동기화된 다중 대역 고주파 신호들을 동시에 다차원 다층구조 다중채널로 전송하여 동시에 다차원에서 동시 송신할 수 있다.

신호 발생 모듈(100)로부터 입력되는 다중 대역 고주파 신호들의 주입 방식은 회로를 통한 신호 분배 방식과 공간을 통한 신호 분배 방식을 적용할 수 있다. 특히, 공간을 통한 신호 분배 방식은 다차원 다중 대역을 순시 구동할 수 있기 때문에 밀리미터파(Millimeter Wave)에 더욱 효과적인 신호분배 방식이다. 또한, 자유 공간 상에 목표물들을 군집으로 다수 등장할 경우, 이에 순시적으로 동작할 수 있는 최적의 송신 방식이다.

신호 송신 모듈(200)은 다수의 목표물 순시 대응 시, 반응 지연 시간 최소화 하기 위해서 다중 국부 발진기(Multi-local Oscillator)를 제거하였으며, 다차원 및 다층 구조 기반 다채널 송신 구조를 적용하여 특정 방위 지향없이 목표물에 대응할 수 있게 한다.

신호 송신 모듈(200)은 능동 수신기를 장착한 목표물을 무력화하기 위하여 목표물 수신기와 동일한 편파를 갖는 고주파 신호를 방사할 수도 있다.

따라서, 신호 송신 모듈(200)은 RF 초단(Front End)에 목표물의 수신 고주파 신호의 편파를 정확하게 분석하기 위해 양방향 커플러(Dual Directional Coupler)를 포함하는 고주파 편파 판단기를 안테나 전단에 구성할 수 있다.

신호 송신 모듈(200)은 고주파 편파 판단기를 통해 판단된 편파에 일치하게 신호 송신 장치(10)의 적응형 편파 피드(Feed)를 선택하여 송신 고주파의 편파를 목표물 편파와 일치된 코히런트파(Coherent Wave)를 방사할 수 있다.

또한, 신호 송신 모듈(200)은 송신기 출력단 상태 감시 기반으로 입사신호의 편파를 사전에 분석하여 송신 시, 순시적으로 송신 편파를 결정하여 대응 시간을 최소화하여, 목표물에 대응 방사하는 유효 송신 전력이 목표물의 수신단에 효과적으로 침투하여 목표물의 수신단을 무력화하는데 효과적이다.

전원 공급부(300)는 신호 송신 장치(10)를 구성하는 능동 소자 구동에 필요한 AC 전원 및 DC 전원을 공급하는 블록이다.

송신 제어부(400)는 외부로부터 제어메시지를 받아, 송신기 내부 구성품의 원격제어 및 내부 구성품의 상태를 감시하여 이를 외부로 전송하는 블록이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 발생 모듈을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

본 실시예에 따른 신호 발생 모듈(100)은 기준 고주파 신호 생성부(110), 고차수 주파수 동기화부(120) 및 고차수 주파수 동기화부(130)를 포함한다. 신호 발생 모듈(100)은 마스킹 처리부(122)를 추가로 포함할 수 있다. 도 2의 신호 발생 모듈(100)은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 신호 발생 모듈(100)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

신호 발생 모듈(100)은 다중 대역 고주파 신호를 생성하는 동작을 수행한다.

기준 고주파 신호 생성부(110)는 기 획득된 데이터를 기반으로 I/Q 데이터 및 기준 클록을 생성하고, 동기화를 수행하여 기준 고주파 신호를 발생한다.

기준 고주파 신호 생성부(110)는 I/Q 데이터를 생성하고, 기준 클록에 시각 동기화를 수행한 후 대응 주파수의 기준 고주파 신호를 생성한다.

고차수 주파수 동기화부(120)는 기준 고주파 신호에 위상 동기화된 고차수(High-order) 주파수를 동기화하여 실시간으로 동시에 다중 고주파 신호를 발생한다.

다중 대역 고주파 신호 출력부(130)는 발생된 다중 고주파 신호의 전체 또는 일부 대역에 대한 다중 대역 고주파 신호를 신호 송신 모듈(200)로 전송한다.

다중 대역 고주파 신호 출력부(130)는 마스킹 처리부(122)에 의해 마스킹 신호 처리가 수행된 경우, 수신 대상(목표물)에 대응하는 주파수 대역이 선택된 다중 고주파 신호의 일부 주파수 대역에 대응하는 다중 대역 고주파 신호를 출력한다.

한편, 다중 대역 고주파 신호 출력부(130)는 마스킹 신호 처리가 수행되지 않는 경우, 다중 고주파 신호의 전체 주파수 대역에 대응하는 다중 대역 고주파 신호를 도출하여 출력한다.

마스킹 처리부(122)는 다중 고주파 신호에 마스킹 신호 처리를 수행하여 수신 대상에 대응하는 주파수 대역을 선택하여 상기 다중 대역 고주파 신호가 도출되도록 한다.

본 실시예에 따른 신호 발생 모듈(100)은 초기 주파수 데이터에 대한 주파수 분석 및 스펙트럼 분석을 기반으로 주파수 변조, 시간 변조, 위상 변조 및 신호 세기 보정 중 적어도 하나의 변조를 수행하여 상기 다중 대역 고주파 신호를 생성한다.

또한, 신호 발생 모듈(100)은 적응형 대역폭 가변 기능을 적용하여 수신 대상의 운용 대역폭에 대응하는 상기 다중 대역 고주파 신호를 생성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 송신 모듈을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

본 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200)은 신호 분배 처리부(210), 멀티 채널 처리부(220) 및 신호 방사 처리부(230)을 포함한다. 신호 송신 모듈(200)은 고주파 편파 판단부(240)을 추가로 포함할 수 있다. 도 3의 신호 송신 모듈(200)은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 3에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 신호 송신 모듈(200)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.

신호 송신 모듈(200)은 신호 발생 모듈(100)으로부터 다중 대역 고주파 신호를 주입 받고, 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원으로 방사하는 동작을 수행한다.

신호 분배 처리부(210)는 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 동작을 수행한다.

신호 분배 처리부(210)는 분배된 신호를 멀티 채널 처리부(220)로 전달한다.

신호 분배 처리부(210)는 회로 분배형 및 공간 분배형 중 적어도 하나의 방식으로 다중 대역 고주파 신호를 분배한다.

멀티 채널 처리부(220)는 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환하는 동작을 수행한다.

멀티 채널 처리부(220)는 멀티 채널 기반의 단일층 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 여기서, 단일층 구조는 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF: Band Pass Filter), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

한편, 멀티 채널 처리부(220)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조의 신호 처리를 통해 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 다중층 구조는 적어도 하나의 단일층 구조가 배열된 구조일 수 있다.

적어도 하나의 단일층 구조 각각은 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

한편, 멀티 채널 처리부(220)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조가 복수 개 배열된 큐빅(Cubic) 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 큐빅 구조는 다중층 구조가 가로 또는 세로로 적층되어 형성된 큐빅 형태의 구조를 의미한다.

신호 방사 처리부(230)는 멀티 채널 처리부(220)로부터 출력되는 멀티 채널 신호를 결합하고, 결합된 신호를 안테나를 통해 방사하는 동작을 수행한다.

신호 방사 처리부(230)는 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부에서 출력되는 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 안테나를 통해 방사할 수 있다.

한편, 신호 방사 처리부(230)는 다중층 구조의 각 층마다 출력되는 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 층마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

한편, 신호 방사 처리부(230)는 멀티 채널 기반의 큐빅 구조의 각 칸마다 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 칸마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

고주파 편파 판단부(240)는 수신 대상(목표물)의 수신 고주파 신호의 편파를 분석하기 위한 양방향 커플러(Dual Directional Coupler)를 포함하는 고주파 편파 판단기를 의미한다.

고주파 편파 판단부(240)는 송신기의 적응형 편파 피드(Feed)를 선택하여 송신 고주파의 편파를 수신 대상의 편파와 일치된 코히런트파(Coherent Wave)가 방사되도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 신호 송신 동작을 설명하기 위한 도면이다.

기존방식은 국부발생주파 및 다중 채널 스위칭 뱅크 구조를 여러 개 적용하여 주파수를 순차적으로 상향시켜 목표물에 대응하는 송신 방식이다. 이러한 방식은 협대역 주파수 운용 대역을 갖는 목표물이 적은 수로 일반적으로 동시 대응 송신기는 다중 목표 대응 고주파 방어 대응 시스템에서 사용된다.

특히, 4차 기술 혁명으로 인해 드론 기술이 기하급수적으로 발전함에 따라 이에 대응하는 감시시스템 및 보호시스템의 요구가 증대하고 있다.

사생활 보호 및 국가 주요 시설 보호를 위한 실시간 동시 대응 목표물 대항 송신기 구현이 필수적이다. 이러한 근거리 또는 장거리 목표물 대항 송신기를 구현하기 위해서는 제안한 주파수 동기화 기반 다중 대역 동시 대응 송신기 기술이 필수적이다. 또한, 목표물이 다중 대역 항법 운용시스템을 사용하거나 일회성 주사 방식인 능동 전자주사식 기반 수신기를 탑재하고 있을 경우, 이에 효과적으로 대응하기 위한 비추적방식의 시설방호 시스템 구현에 효과적으로 활용할 수 있다.

본 발명의 신호 송신 장치(10)는 목표물(Target) 운용 주파수에 정확하게 시간 축에서 순차적 대응이 아닌, 실시간 동시 다중 대응 가능하다. 또한, 신호 송신 장치(10)는 각 송신 채널 간 중첩 구조를 통해 광대역 채널화 송신기 구조가 종래의 구조와 상이하다. 또한, 신호 송신 장치(10)는 다중 호핑(Hopping) 목표물에 대한 모든 운용 스펙트럼 범위 내 대응 신호의 송신이 가능하다. 또한, 신호 송신 장치(10)는 목표물에 대한 매 송신 마다 동위상(In-phase) 대응 신호의 송신이 가능하다. 또한, 신호 송신 장치(10)는 목표물에 대한 추적 대응 없이 순시 송신이 가능하다. 또한, 신호 송신 장치(10)는 목표물 대항 코히런트(Coherent) 편파 순시 대응이 가능하다.

신호 발생 모듈(100)은 초기 주파수 데이터에 대한 주파수 분석 및 스펙트럼 분석을 기반으로 주파수 변조, 시간 변조, 위상 변조 및 신호 세기 보정 중 적어도 하나의 변조를 수행하여 상기 다중 대역 고주파 신호를 생성한다.

또한, 신호 발생 모듈(100)은 적응형 대역폭 가변 기능을 적용하여 수신 대상의 운용 대역폭에 대응하는 상기 다중 대역 고주파 신호를 생성할 수 있다.

신호 송신 모듈(200)은 멀티 채널 기반의 단일층 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 여기서, 단일층 구조는 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

신호 송신 모듈(200)은 출력되는 멀티 채널 신호를 결합하고, 결합된 신호를 안테나를 통해 방사하는 동작을 수행한다. 신호 송신 모듈(200)은 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부에서 출력되는 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 안테나를 통해 방사할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 순시 대응 주파수 반응에 대한 결과를 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명에서 제안한 다중 대역 송신 방식을 적용한 순시 대응에 대한 주파수 반응을 나타낸다.

도 5의 (a)는 목표물의 고정 대역폭 기반 다중 대역 신호 동시 출현 시각(t0)에 대한 주파수 반응을 나타내고, 도 5의 (b)는 t0 이후, 대응 송신기 순시 다중 대역 대응 시각(t1)에 대한 주파수 반응을 나타낸다.

도 5의 (c)는 목표물의 가변 대역폭 기반 다중 대역 신호 동시 출현 시각(t2)에 대한 주파수 반응을 나타내고, 도 5의 (d)는 t2 이후, 대응 송신기 순시 다중 대역 대응 시각(t3)에 대한 주파수 반응을 나타낸다.

종래에는 시간 지연으로 인해 순시 대응시 주파수가 누락되는 반면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 신호 송신 장치(10)는 고정 대역폭 및 가변 대역폭에 대해 누락되는 주파수 없이 순시 대응이 가능한 것을 확인할 수 있다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 모듈의 실시예를 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200a)을 나타낸다.

제1 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200a)은 제안 다중층 n-차 대역 송신기의 구조로 구현될 수 있다.

제1 실시예에 따른 멀티 채널 처리부(220a)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 멀티 채널 처리부(220a)에서의 다중층 구조는 적어도 하나의 단일층 구조가 배열된 구조이다. 여기서, 적어도 하나의 단일층 구조 각각은 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

제1 실시예에 따른 신호 방사 처리부(230a)는 다중층 구조의 각 층마다 출력되는 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 각 층의 결합된 신호를 결합하여 하나의 안테나를 통해 방사할 수 있다.

도 6의 (a)는 생성된 다중 고주파 신호 중 마스킹 처리가 수행되어 수신 대상에 대한 주파수 대역이 선택된 다중 대역 고주파 신호를 방사하는 신호 송신 모듈(200a)을 나타낸다.

한편, 도 6의 (b)는 마스킹 처리 없이, 생성된 모든 다중 고주파 신호에 대한 다중 대역 고주파 신호를 방사하는 신호 송신 모듈(200a)을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200b)을 나타낸다.

제2 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200b)은 제안 다중층 n-차 대역 송신기의 구조로 구현될 수 있다.

제2 실시예에 따른 멀티 채널 처리부(220b)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 멀티 채널 처리부(220b)에서의 다중층 구조는 적어도 하나의 단일층 구조가 배열된 구조이다. 여기서, 적어도 하나의 단일층 구조 각각은 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF), 증폭기 및 가변 저항을 포함할 수 있다.

제2 실시예에 따른 신호 방사 처리부(230b)는 다중층 구조의 각 층마다 출력되는 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 층마다 구비된 안테나 각각을 통해 방사할 수 있다.

도76의 (a)는 생성된 다중 고주파 신호 중 마스킹 처리가 수행되어 수신 대상에 대한 주파수 대역이 선택된 다중 대역 고주파 신호를 방사하는 신호 송신 모듈(200b)을 나타낸다.

한편, 도 7의 (b)는 마스킹 처리 없이, 생성된 모든 다중 고주파 신호에 대한 다중 대역 고주파 신호를 방사하는 신호 송신 모듈(200b)을 나타낸다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200c)을 나타낸다.

제3 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200c)은 제안 회로 분배형 6 면체 다중 층 n-차 대역 송신기의 구조로 구현될 수 있다.

제3 실시예에 따른 신호 분배 처리부(210c)는 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 동작을 수행한다.

신호 분배 처리부(210c)는 분배된 신호를 멀티 채널 처리부(220c)로 전달한다.

신호 분배 처리부(210c)는 회로 분배형 방식으로 다중 대역 고주파 신호를 분배한다. 여기서, 회로 분배형 방식은 회로 설계를 통해 분배 경로를 결정하여 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 방식을 의미한다.

제3 실시예에 따른 멀티 채널 처리부(220c)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조가 복수 개 배열된 큐빅(Cubic) 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 여기서, 큐빅 구조는 다중층 구조가 가로 또는 세로로 적층되어 형성된 큐빅 형태의 구조를 의미한다.

제3 실시예에 따른 신호 방사 처리부(230c)는 멀티 채널 기반의 큐빅 구조의 각 칸마다 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 칸마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200d)을 나타낸다.

제4 실시예에 따른 신호 송신 모듈(200d)은 제안 공간 분배형 6 면체 다중 층 n-차 대역 송신기의 구조로 구현될 수 있다.

제4 실시예에 따른 신호 분배 처리부(210d)는 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 동작을 수행한다.

신호 분배 처리부(210d)는 분배된 신호를 멀티 채널 처리부(220d)로 전달한다.

신호 분배 처리부(210d)는 공간 분배형 방식으로 다중 대역 고주파 신호를 분배한다. 여기서, 공간 분배형 방식은 신호에 따라 발생하는 자기장을 통해 분배 경로를 결정하여 다중 대역 고주파 신호를 분배하는 방식을 의미한다.

제4 실시예에 따른 멀티 채널 처리부(220d)는 멀티 채널 기반의 다중층 구조가 복수 개 배열된 큐빅(Cubic) 구조의 신호 처리를 통해 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환한다. 여기서, 큐빅 구조는 다중층 구조가 가로 또는 세로로 적층되어 형성된 큐빅 형태의 구조를 의미한다.

제4 실시예에 따른 신호 방사 처리부(230d)는 멀티 채널 기반의 큐빅 구조의 각 칸마다 출력되는 상기 멀티 채널 각각에 대한 신호 세기를 결합하고, 결합된 신호를 각 칸마다 구비된 안테나를 통해 방사할 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 신호 송신 장치의 고주파 편파 판단부를 설명하기 위한 도면이다.

신호 송신 장치(10)는 능동 수신기를 장착한 목표물(수신 대상)을 무력화하기 위해서 목표물 수신기와 동일한 편파를 갖는 고주파 신호를 방사하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 신호 송신 장치(10)는 RF 초단(Front End)에 목표물의 수신 고주파 신호의 편파를 정확하게 분석하기 위해 양방향 커플러(Dual Directional Coupler)를 포함하는 고주파 편파 판단부(240)를 안테나 전단에 구비할 수 있다.

신호 송신 장치(10)는 고주파 편파 판단부(240)를 통해 판단된 편파에 일치하게 송신기의 적응형 편파 피드(Feed)를 선택하여 송신 고주파의 편파를 목표물 편파와 일치된 코히런트파(Coherent Wave)를 방사할 수 있다.

또한, 신호 송신 장치(10)는 송신기 출력단 상태 감시 기반으로 입사신호의 편파를 사전에 분석하여 순시 편파에 대한 룩업 테이블을 생성하고, 룩업 테이블과 신규 편파를 비교(242)하여 순시적으로 송신 편파를 결정하여 대응 시간을 최소화할 수 있다. 신호 송신 장치(10)는 이러한 방식을 통해 목표물에 대응 방사하는 유효 송신 전력이 목표물의 수신단에 효과적으로 침투하여 목표물의 수신단을 효과적으로 무력화할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 신호 송신 장치
100: 신호 발생 모듈 200: 신호 송신 모듈
300: 전원 공급부 400: 송신 제어부

Claims (11)

1. 신호를 송신하는 장치에 있어서,
   기 획득된 데이터를 기반으로 다중 대역 고주파 신호를 발생하는 신호 발생 모듈; 및
   상기 다중 대역 고주파 신호를 주입 받고, 상기 다중 대역 고주파 신호를 동시에 다차원으로 송신하는 신호 송신 모듈을 포함하되,
   상기 신호 발생 모듈은, 기 획득된 데이터를 기반으로 I/Q 데이터 및 기준 클록을 생성하고, 상기 I/Q 데이터를 상기 기준 클록에 시각 동기화를 수행한 후 대응되는 주파수의 기준 고주파 신호를 발생하는 기준 고주파 신호 생성부; 상기 기준 고주파 신호에 위상 동기화된 고차수(High-order) 주파수를 주파수 동기화하여 실시간으로 동시에 다중 고주파 신호를 발생하는 고차수 주파수 동기화부; 및 발생된 다중 고주파 신호의 전체 또는 일부 대역에 대한 다중 대역 고주파 신호를 상기 신호 송신 모듈로 전송하는 다중 대역 고주파 신호 출력부를 포함하되,
   상기 신호 송신 모듈은, 상기 다중 대역 고주파 신호를 회로 분배형 방식으로 분배하는 신호 분배 처리부; 분배된 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 각각의 멀티 채널 신호로 변환하는 멀티 채널 처리부; 및 상기 멀티 채널 신호를 결합하고, 결합된 신호를 방사하는 신호 방사 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 멀티 채널 처리부는,
   멀티 채널 기반의 단일층 구조의 신호 처리를 통해 상기 다중 대역 고주파 신호를 멀티 채널 신호로 변환하되,
   상기 단일층 구조는 복수의 채널 각각에 대한 신호 처리부를 포함하며, 상기 신호 처리부 각각은 대역통과여파기(BPF: Band Pass Filter), 증폭기 및 가변 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송신 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images