KR102560438B1 - 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치 - Google Patents

레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이다 송수신기에서 근거리/원거리 표적 탐지 추적을 위하여 고출력 증폭기의 충, 방전 특성을 이용하여 선택적으로 사용할 수 있도록 한 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 관한 것으로서, 로드 가변부를 이용하여 근거리에서 충, 방전 시간이 빠르게 동작시켜 최소추적거리를 최소화하도록 구현함으로써, 레이다의 근거리/원거리 표적 탐지추적 성능을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치{Load variable apparatus for performing multi-function missions of radar transceivers}
본 발명은 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 관한 것으로서, 특히 레이다 송수신기에서 근거리/원거리 표적 탐지 추적을 위하여 고출력 증폭기의 충, 방전 특성을 이용하여 선택적으로 사용할 수 있도록 한 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 로드 가변부를 이용하여 근거리에서 충, 방전 시간을 빠르게 동작시켜 최소추적거리를 최소화하도록 구현함으로써, 레이다의 근거리/원거리 표적 탐지추적 성능을 높일 수 있도록 한 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 관한 것이다.
일반적으로, FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이다의 경우 연속된 신호를 사용하는 방식을 사용하여 낮은 출력신호로도 정밀한 거리측정이 가능하고 송수신기 구조가 단순하여 널리 사용되고 있다.
또한, 송신 주파수와 수신 주파수의 차이를 가지고 쉽게 거리를 측정할 수 있는 장점도 가지고 있다.
그러나, 송신과 수신이 동시에 이루어지는 구조로 인하여 송신 시, 누설되는 신호(Leakage)에 의해 수신기 감도와 탐지거리 성능을 제한하기도 한다.
이러한 누설 신호로 인하여 FMCW 레이다는 근거리 표적 탐지에 적합한 형태이다.
이에 반해, 펄스 레이다의 경우 송신과 수신이 분리되어 있어 원거리에서 표적의 탐지가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
펄스 형태의 신호를 송신하도록 되어 있으며, 더 먼 거리를 탐지추적하기 위해서는 송신출력신호가 높아야 한다. 이를 만족하기 위해 고출력 증폭기(SSPA, Solid State Power Amplifier) 등을 사용한다.
고출력 증폭기의 경우, 송신 출력 신호가 높기 때문에 원거리 탐지추적을 가능하게 하지만, 펄스를 송신하는 구간 동안 신호수집을 하지 못하게 되므로 최소거리 측정에 제한이 발생하기도 한다.
레이다의 임무가 점점 더 복잡해지고 다기능을 요구하는 추세에 따라 근거리/원거리 표적 탐지추적이 가능하도록 송수신기가 구현되어야 하며, 이를 위해 근거리에서 단점을 가지는 고출력 증폭기의 최소거리 측정의 제한요소를 최소화하기 위한 방안을 필요하게 된다.
즉, 펄스 레이다의 경우, 제한된 짧은 시간동안 파형을 송신하고, 다음 송신 신호가 전송되기 전까지 수신하여 거리를 측정하는 방식으로서, 송신과 수신이 분리되어 있어 송신 출력을 높여 원거리 측정을 가능하게 하는 장점이 있으나, 송수신기 구조가 복잡하고 최소 수신 거리 제약이 발생하는 단점이 있다.
거리 측정은 펄스 파형을 송신하고 되돌아오는 파형을 가지고 거리를 측정하게 되는데 펄스폭이 2배 증가하게 되면 송신 출력이 증가하고 최소추적거리가 증가하게 된다. 이 때 최소 추적거리란 펄스 도플러 레이다에서 송신 신호 발생시 수신이 이루어지지 않는데 이로 인한 수신제한 구간의 시간을 의미한다. 원거리 표적 탐지의 경우 펄스 하강시간은 고려 대상이 아니나, 근거리 표적 탐지추적 시에는 펄스폭(Pulse width)과 펄스 하강시간의 합은 최소추적거리를 결정하는 주요 요소가 된다.
펄스 폭의 경우, 시스템 성능으로 결정지어지게 되어 조절이 어려우므로 펄스 하강 시간은 최소 추적거리 성능의 주요 요소가 된다.
기존에는 목적에 맞게 레이다 송수신기를 개발하였으며, 근거리 표적 탐지추적의 경우 FMCW 레이다를 사용하고, 원거리 표적 탐지추적의 경우에는 펄스 도플러 레이다를 사용하였다.
펄스 레이다의 경우 원거리 표적 탐지추적을 주 목적으로 하기 때문에 고출력 신호 증폭기를 사용하게 되고, 고출력 증폭기의 경우 높은 전압을 사용하여 펄스를 송신하는 부품이므로, 펄스의 상승시간과 하강시간이 긴 특성을 가지고 있게 된다.
그러나, 종래에는 동시에 근거리/원거리를 모두 사용하기 위해 설계된 레이다 송수신기 구조가 존재하지 않는다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 레이다 송수신기에서 근거리/원거리 표적 탐지 추적을 위하여 고출력 증폭기의 충, 방전 특성을 이용하여 선택적으로 사용할 수 있도록 한 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 로드 가변부를 이용하여 근거리에서 충, 방전 시간이 빠르게 동작시켜 최소추적거리를 최소화하도록 구현함으로써, 레이다의 근거리/원거리 표적 탐지추적 성능을 높일 수 있도록 한레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치를 제공함에 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치는, 고출력 증폭기로 전원을 공급하는 전원 공급라인; 전원 공급라인에 일단이 연결되고, 타단은 그라운드되는 제1 임피던스; 제1 임피던스와 병렬로 연결되어, 일단은 전원 공급라인을 통해 고출력 증폭기에 연결되는 제2 임피던스; 상기 제2 임피던스의 타단과 일단이 연결되고, 타단은 그라운드되는 로드 가변부; 및 레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보에 따라 상기 로드 가변부에 스위칭 제어신호를 제공하여 상기 제2 임피던스의 활성화를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 로드 가변부는, MOSFET, 고속 S/W, BJT 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 이용하여 듀티를 계산하고, 상기 계산된 듀티가 기 설정된 값 이하일 경우에는, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하고, 기 설정된 값을 초과할 경우에는 원거리 표적 탐지/추작 조건으로 판단할 수 있다.
상기 기 설정된 듀티 값은 10% 일 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 계산된 듀티값이 10% 이하인 경우, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부로 활성화를 위한 스위칭 제어신호를 제공할 수 있다.
상기 컨트롤러로부터 제공되는 활성화 스위칭 제어신호에 따라 로드 가변부는 스위칭되어 제2 임피던스를 활성화하고, 제2 임피던스의 활성화에 따라 제2 임피던스가 제1 임피던스와 병렬로 연결된 것과 같이 구성하여, 제2 임피던스값을 제1 임피던스 값보다 낮아지게 구성할 수 있다.
상기 제2 임피던스값을 제1 임피던스 값보다 낮아지게 구성하는 것은 RC 시정수를 낮게 하여 빠른 방전이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 계산된 듀티값이 10%를 초과한 경우, 원거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부로 비활성화를 위한 스위칭 제어신호를 제공할 수 있다.
상기 컨트롤러로부터 제공되는 비활성화 스위칭 제어신호에 따라 로드 가변부를 OPEN 상태로 유지시켜, 제2 임피던스를 비활성화하여 전원공급라인을 통해 공급되는 전원에 대한 전류가 정상적으로 고출력 증폭기로 공급되도록 할 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 이종의 임무 통제장치의 데이터 통합 관리방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 레이다의 다기능 임무를 수행하기 위하여 근거리/원거리에서 운용이 가능한 레이다 송수신기 구현을 목표로 하였으며, 로드 가변부를 이용하여 근거리에서 충방전 시간을 빠르게 동작시켜 최소추적거리를 최소화하도록 구현함으로써, 레이다의 근거리/원거리 표적 탐지추적 성능을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 일반적인 펄스 레이다의 송신 펄스 및 수신신호 타이밍도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치의 구성을 나타낸 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서는, 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명해 보기로 한다.
도 1은 일반적인 펄스 레이다의 송신 펄스 및 수신신호 타이밍도를 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명에서의 송신기는 근거리와 원거리 측정이 가능한 펄스 형태의 파형을 사용하며 고출력 증폭기를 통하여 RF 신호를 증폭하여 송신한다.
고출력 송신기에서 사용하는 증폭기의 공급전압은 높고 이에 비례하여 펄스의 상승시간과 하강시간이 길어지게 된다.
원거리 표적에 대해서는 펄스의 하강시간이 중요한 요소가 되지 않지만, 근거리 표적에 대해서는 최소추적거리에 영향을 주게 되어 송신 펄스 폭과 펄스의 하강시간은 중요한 요소가 된다. 여기서, 거리를 구하는 일반적인 계산식은 아래의 수학식 1과 같다.
여기서 S는 거리(최소추적거리)를 나타내고 C는 빛의 속도, 그리고 시간 t에는 펄스 폭과 회복시간이 더해지게 된다. 따라서 레이다 송수신기의 최소 추적거리는 사용하는 송신 펄스폭과 펄스의 하강시간이 결정하게 된다.
상기에서 설명한 FMCW 레이다의 경우, 누설전력으로 인하여 수신기의 감도와 탐지거리 성능을 제한한다고 하였는데, 펄스 레이다 송수신기의 경우 송신단 증폭기의 전원이 완벽하게 OFF 될 때까지는 수신기 동작이 제한적이며, 이 시점에서는 레이다 수신 신호를 수집할 수 없게 된다.
도 1에 도시된 펄스 레이다는 펄스를 주기적으로 송신하게 되며, 이를 펄스 반복 주파수(PRF, Pulse Repetition Frequency) 혹은 펄스반복주기(PRI, Pulse Repetition Interval)로 표현한다.
수신기는 펄스수신가능 구간에서만 동작하며 레이다 수신 신호를 수집하게 된다.
도 1에서, 펄스 하강 시간은 공급된 전압이 빠져나가 0V에 근접되는 시점을 의미하고, 펄스 하강시간은 많게는 수백 ns가 소요되며, 이를 거리로 환산하면 약 30m ~ 50m의 측정 거리의 손실을 가져오게 된다.
레이다의 원거리 표적을 측정하는 경우에는 펄스 하강 시간의 영향이 적지만, 근거리 표적을 측정할 경우에는 큰 영향을 미치게 된다.
이에, 본 발명에서는 다기능 레이다 송수신기에서 최소추적거리의 제한요소를 최소화하기 위하여 고출력 증폭기의 전원공급라인에 부하를 가변할 수 있는 블록을 구현하여 원거리/근거리를 구분하여 라인의 임피던스를 변화시켜 전류량이 바뀌도록 구성하는 것이다.
본 발명은 원거리에서는 일반적인 형태로 운용하고, 근거리에서는 임피던스를 낮추어 전류량을 늘려 빠른 속도로 공급전압(대략 30V내외)에 도달하고 빠르게 방전될 수 있도록 구성하는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 대하여 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치는, 전원 공급 라인(10)에 레이다 송수신기의 고출력 증폭기(20)가 연결된다.
전원 공급 라인(10)과 고출력 증폭기(20) 사이에 설치되어, 제1 임피던스(30)가 설치되고, 제1 임피던스(30)의 일단은 전원공급라인(10)에 연결되고, 제1 임피던스(30)의 타단은 그라운드(GND)된다.
그리고, 제1 임피던스(30)와 병렬로 제2 임피던스(40)가 연결되고, 제2 임피던스(40)의 타단에는 로드 가변부(50)가 연결되며, 로드 가변부(50)의 타단은 그라운드(GND)된다. 여기서, 상기 로드 가변부(50)는 MOSFET, 고속 S/W, BJT 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
한편, 로드 가변부(50)에는 레이다 송수신기가 원거리 표적탐지/추적을 수행하는 것인지, 근거리 표적탐지/추적을 수행하는 것인지 판단하는 컨트롤러(60)를 구성할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(60)는 레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 제공받은 후 듀티를 계산하고, 계산된 듀티가 10% 이하일 경우에는 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부(50)를 동작시키고, 계산된 듀티가 10%를 초과할 경우에는 원거리 표적 탐지/추적으로 판단하여 상기 로드 가변부(50)를 OPEN 상태로 유지시키는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치의 동작에 대하여 살펴보자.
먼저, 레이다 송수신기에서의 근거리와 원거리 측정을 위한 펄스의 하강시간은 펄스의 최대값에서 최소값으로 변화하는데 걸리는 시간을 의미하며 통상적으로 최대 폭의 90%에서 10%로 변화하는 시간을 말한다. 이 때 최대에서 최소로 감소하는데 걸리는 시간은 지수적인 함수특성을 가지고 있으며 아래의 수학식 2와 같이 표현된다. 여기서 R은 저항값이고 C는 캐패시턴스 값이며, R*C를 시정수로 정의하며, 시정수는 고유응답이 1/e로 감소하는데 걸리는 시간을 의미한다.
최소추적거리의 제한요소를 최소화하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 고출력증폭기(20) 전원공급라인(10)에 로드 가변부(50) 예를 들어, MOSFET 등을 설치하여 전원공급라인의 제2 임피던스(40)를 변화시켜 전류량이 바뀌도록 구성한 것이다.
원거리에서 목표물을 추적하는 경우에는, 로드 가변부(50)가 Open 상태이며 제1 임피던스(30)만 영향을 미쳐 고출력 증폭기(20)의 전원공급라인(10)에 공급되게 된다. 이 때 근거리에서 목표물을 추적하는 경우에는 로드 가변부(50)를 동작시키게 되면 MOSFET gate에 전압이 인가되고 VDS 전류가 생성되어 그라운드에 연결하게 되어 제2 임피던스(40)가 활성화된다.
따라서, 제1 임피던스(30) 와 제2 임피던스(40)가 병렬로 연결된 것과 같이 구성되므로 제1 임피던스(30) 보다 값이 낮아지게 된다. 이는 시정수(R*C) 값을 낮아지게 하며 방전을 빠르게 할 수 있게 한다.
결국, 로드 가변부(50)를 동작시켜 임피던스를 낮추고 전류량을 늘려 빠른 속도로 공급전압을 바르게 방전될 수 있도록 구성하였다. 다만, 전류량을 높이는 것은 열을 많이 발생하게 하므로 듀티(Duty cycle)는 10%이하에서만 사용하도록 하였고 원거리 표적탐지추적은 일반적인 방식으로 전류를 공급하도록 하였다. 여기서, 상기 펄스의 듀티는 아래의 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.
여기서, 듀티는 펄스반복주기(PRI) 시간 중에 펄스를 송신한 시간을 비율로 나타낸 것이다. 듀티가 높으면 오랜 시간 동안 방사하는 것이고, 최소추적거리 시간이 늘어나고, 소모전류가 높아지게 된다.
도 2에 도시된 로드 가변부(50)는 컨트롤러(60)에서 제공되는 스위칭 제어신호에 따라 스위칭 여부가 결정된다.
컨트롤러(60)는 도면에는 도시되지 않았지만, 레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 제공받은 후, 제공받은 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 이용하여 상기 수학식 3과 같이 듀티를 계산한다.
컨트롤러(60)는 상기 계산된 듀티가 10% 이하일 경우에는, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부(50)로 스위칭 제어신호를 제공하여 로드 가변부(50) 예를 들어, MOSFET를 스위칭 동작하게 된다. 그러나, 상기 계산된 듀티가 10%를 초과할 경우에는 원거리 표적 탐지/추적 조건으로 간주하여 로드 가변부(50)를 Open 상태로 유지시킨다
상기한 본 발명에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치의 동작을 정리하면, 먼저 도 2와 같이 구성한 후, 컨트롤러(60)는 레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 수신한다.
그리고, 컨트롤러(60)는 수신된 레이다 운용 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 이용하여 듀티를 계산하고, 계산된 듀티가 10% 이하일 경우에는, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부(50)로 스위칭 제어신호를 제공하여 로드 가변부(50) 예를 들어, MOSFET를 스위칭 동작하게 된다.
이와 같이 MOSFET의 스위칭 동작에 따라 MOSFET의 gate에 전압이 인가되고 VDS 전류가 생성되어 그라운드에 연결하게 되어 제2 임피던스(40)를 활성화시킨다. 따라서, 로드 가변부(50)의 스위칭에 의한 제2 임피던스(40)의 활성화에 따라 제1 임피던스(30) 와 제2 임피던스(40)가 병렬로 연결된 것과 같이 구성되어 제2 임피던스(40) 값이 제1 임피던스(30) 값보다 낮아지게 함으로써, 즉, 시정수(R*C) 값을 낮아지게 하여 방전을 빠르게 할 수 있는 것이다.
그러나, 상기 컨트롤러(60)에서 계산된 듀티가 10%를 초과한 경우에는, 원거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부(50)를 Open 상태로 유지시켜, 일반적인 방식으로 전류를 공급하게 되는 것이다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치를 이용한 로드 가변 방법은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 전원공급라인
20 : 고출력 증폭기
30 : 제1 임피던스
40 : 제2 임피던스
50 : 로드 가변부
60 : 컨트롤러

Claims (9)

  1. 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치에 있어서,
    고출력 증폭기로 전원을 공급하는 전원 공급라인;
    전원 공급라인에 일단이 연결되고, 타단은 그라운드되는 제1 임피던스;
    제1 임피던스와 병렬로 연결되어, 일단은 전원 공급라인을 통해 고출력 증폭기에 연결되는 제2 임피던스;
    상기 제2 임피던스의 타단과 일단이 연결되고, 타단은 그라운드되는 로드 가변부; 및
    레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보에 따라 상기 로드 가변부에 스위칭 제어신호를 제공하여 상기 제2 임피던스의 활성화를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로드 가변부는,
    MOSFET, 고속 S/W, BJT 중 하나를 포함하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    레이다가 운용하게 되는 펄스 반복주기와 펄스폭의 파라미터 정보를 이용하여 듀티를 계산하고, 상기 계산된 듀티가 기 설정된값 이하일 경우에는, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하고, 기 설정된 값을 초과할 경우에는 원거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기 설정된 듀티 값은 10%인 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 계산된 듀티값이 10% 이하인 경우, 근거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부로 활성화를 위한 스위칭 제어신호를 제공하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨트롤러로부터 제공되는 활성화 스위칭 제어신호에 따라 로드 가변부는 스위칭되어 제2 임피던스를 활성화하고, 제2 임피던스의 활성화에 따라 제2 임피던스가 제1 임피던스와 병렬로 연결된 것과 같이 구성하여, 제2 임피던스값을 제1 임피던스 값보다 낮아지게 구성하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 임피던스값을 제1 임피던스 값보다 낮아지게 구성하는 것은 RC 시정수를 낮게 하여 빠른 방전이 이루어지도록 하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 계산된 듀티값이 10%를 초과한 경우, 원거리 표적 탐지/추적 조건으로 판단하여 로드 가변부로 비활성화를 위한 스위칭 제어신호를 제공하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 컨트롤러로부터 제공되는 비활성화 스위칭 제어신호에 따라 로드 가변부를 OPEN 상태로 유지시켜, 제2 임피던스를 비활성화하여 전원공급라인을 통해 공급되는 전원에 대한 전류가 정상적으로 고출력 증폭기로 공급되도록 하는 것인 레이다 송수신기의 다기능 임무를 수행하기 위한 로드 가변 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000044246A (ko) * 1998-12-30 2000-07-15 박태진 펄스 레이더 모의 실험 장치
JP2009047709A (ja) * 2008-11-19 2009-03-05 Mitsubishi Electric Corp 変調信号発生回路、送受信モジュール、およびレーダ装置
KR20110090295A (ko) * 2010-02-03 2011-08-10 삼성전기주식회사 전력 증폭기
WO2013147948A2 (en) * 2011-12-30 2013-10-03 Flir Systems, Inc. Radar system providing multiple waveforms for long range and short range target detection
WO2015112062A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-30 Saab Ab A switching mode dc/dc power converter for delivering a direct current to a pulse radar unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000044246A (ko) * 1998-12-30 2000-07-15 박태진 펄스 레이더 모의 실험 장치
JP2009047709A (ja) * 2008-11-19 2009-03-05 Mitsubishi Electric Corp 変調信号発生回路、送受信モジュール、およびレーダ装置
KR20110090295A (ko) * 2010-02-03 2011-08-10 삼성전기주식회사 전력 증폭기
WO2013147948A2 (en) * 2011-12-30 2013-10-03 Flir Systems, Inc. Radar system providing multiple waveforms for long range and short range target detection
WO2015112062A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-30 Saab Ab A switching mode dc/dc power converter for delivering a direct current to a pulse radar unit

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
El-Gabaly, Ahmed Maher. Pulsed RF circuits for ultra wideband communications and radar applications. Diss. Queen's University, 2011. *

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