KR102597438B1 - 레이저 신호 수신 장치 및 방법 - Google Patents
레이저 신호 수신 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102597438B1 KR102597438B1 KR1020210171046A KR20210171046A KR102597438B1 KR 102597438 B1 KR102597438 B1 KR 102597438B1 KR 1020210171046 A KR1020210171046 A KR 1020210171046A KR 20210171046 A KR20210171046 A KR 20210171046A KR 102597438 B1 KR102597438 B1 KR 102597438B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser signal
- frequency
- laser
- signal
- sampling frequency
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 66
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 27
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 25
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 7
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/483—Details of pulse systems
- G01S7/486—Receivers
- G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/124—Sampling or signal conditioning arrangements specially adapted for A/D converters
- H03M1/1245—Details of sampling arrangements or methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 적용함으로써 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함에 따라 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 레이저 신호를 수신하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
종래에는 수 nsec 펄스 폭을 가지고, 주기적으로 장입되는 레이저 신호를 디지털 신호 처리하기 위해 빠른 클럭으로 동작하는 ADC(Analog-digital converter)가 필요함에 따라, ADC의 출력을 입력 받아 신호 처리하는 로직 역시 빠른 클럭으로 동작된다. 고속 클럭으로 ADC의 출력을 이용하여 레이저 신호를 탐지하기 위해서는 신호 처리 타이밍 마진을 고려해야하고, 이에 따라 설계의 복잡도가 높아지고, 저속 클럭으로 동작하는 로직보다 전력 소모가 높다는 문제가 있다.
기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 신호를 인지하는 아날로그 센서와 ADC를 통과하여 생성된 디지털 레이저 신호를 입력 받아 이미 알고 있는 레이저 코드와 비교 후 결과를 출력하며, 레이저 코드 주기를 고려하여 최소 분해능 넘버를 입력 받아 해당하는 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다. 수신된 레이저 신호는 레이저 코드 샘플링 블록에서 임계치와 비교하여 연산량을 줄이며, 레이저 코드 정합을 위해 레이저 코드 넘버를 입력하여 레이저 코드 발생 블록에서 코드를 발생시키며, 레이저 코드 정합 블록에서 레이저 코드와 레이저 코드 샘플링 결과를 입력 받아 코드 정합 결과를 출력한다. 따라서, 기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 샘플링 블록에서 연산량을 줄이기 위해 모든 기능에 대해 고속 클럭을 사용하여 설계가 복잡해지고 전력이 많이 소모되는 문제가 있다.
또한, 일부 로직에 대해서는 클럭 속도를 낮출 수 있는 방안이 있으나, 모든 로직에 대해 클럭 속도를 낮출 수 있는 기술은 없다. 보다 상세하게는, 레이저 코드의 최소 분해능 넘버를 고려하여 연산량을 감소시키는 로직을 구현하는 방법은 레이저 코드 포착 로직의 클럭 속도는 낮출 수 있으나 레이저 코드 추적 로직의 클럭 속도를 낮출 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함으로써 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있는 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 제공하는데 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 따른 레이저 신호 수신 장치는 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부 및 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 레이저 신호 추적부를 포함한다.
여기서, 상기 전처리부는, 상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 제어부 및 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전처리부는, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 클럭 발생부, 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부 및 상기 제어부와 연결되어 상기 필터링부와 상기 클럭 발생부의 동작 여부를 제어하는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 클럭 발생부는, 다수의 주파수를 기록하는 간격 메모리, 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 제2 스위치 및 상기 제어부로부터 출력된 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 상기 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 클럭 주파수 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필터링부는, 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 제1 필터, 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 제2 필터 및 상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 필터는, 미리 결정된 N개(N=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고, 상기 제2 필터는, 미리 결정된 M개(M=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고, 상기 간격 메모리는, (N X M) 개의 주파수를 저장하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치에 의해 수행되는 레이저 신호 수신 방법은 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계, 레이저 신호 포착부가, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 단계 및 레이저 신호 추적부가, 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는, 상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 단계 및 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계, 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계 및 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계와 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계의 수행 여부를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계는, 다수의 주파수를 기록하는 단계, 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 단계 및 상기 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계는, 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 단계, 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 단계 및 상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템은 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부, 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부 및 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하는 레이저 신호 추적부를 포함하는 레이저 신호 수신 장치; 및
상기 레이저 신호 수신 장치와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신하는 레이저 신호 송신 장치;를 포함한다.
여기서, 상기 레이저 신호 송신 장치는, 레이저 펄스 폭을 설정하는 레이저 펄스 설정부, 상기 레이저 신호 포착부에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정하는 레이저 주기 설정부 및 상기 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지하는 레이저 신호 탐지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 적용함으로써 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함에 따라 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직과 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클럭 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클럭 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 것이다.
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 기술 분야에서 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, "포함 하다" 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 구성요소 들은 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.
본 명세서에서 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
본 명세서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다" 또는 "포함할 수 있다"등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있으며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터 구조들 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 신호 수신 장치 및 방법의 다양한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.
본 명세서에 기재된 실시 예들은 레이저 신호 추적기, 전자전 수신기, 레이다 경보 수신기, 전자 공격 신호 발생기 등 전자공격이 필요한 전자전분야의 송신기 및 수신기에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에서는 레이저 탐색기에 탑재되어 레이저 신호를 탐지할 수 있는 레이저 신호 수신 장치에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명에서는 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드와 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드를 모두 탐지할 수 있는 레이저 신호 탐지 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직과 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 1의 (a) 내지 (b)는 종래 기술의 레이저 신호 수신 로직의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
종래에는 수 nsec 펄스 폭을 가지고, 주기적으로 장입되는 레이저 신호를 디지털 신호 처리하기 위해 빠른 클럭으로 동작하는 ADC가 필요함에 따라, ADC의 출력을 입력 받아 신호 처리하는 로직 역시 빠른 클럭으로 동작된다. 고속 클럭으로 ADC의 출력을 이용하여 레이저 신호를 탐지하기 위해서는 신호 처리 타이밍 마진을 고려해야하고, 이에 따라 설계의 복잡도가 높아지고, 저속 클럭으로 동작하는 로직보다 전력 소모가 높다는 문제가 있다.
기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 신호를 인지하는 아날로그 센서와 ADC를 통과하여 생성된 디지털 레이저 신호를 입력 받아 이미 알고 있는 레이저 코드와 비교 후 결과를 출력하며, 레이저 코드 주기를 고려하여 최소 분해능 넘버를 입력 받아 해당하는 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다. 수신된 레이저 신호는 레이저 코드 샘플링 블록에서 임계치와 비교하여 연산량을 줄이며, 레이저 코드 정합을 위해 레이저 코드 넘버를 입력하여 레이저 코드 발생 블록에서 코드를 발생시키며, 레이저 코드 정합 블록에서 레이저 코드와 레이저 코드 샘플링 결과를 입력 받아 코드 정합 결과를 출력한다. 따라서, 기존의 레이저 신호 탐지 장치는 레이저 샘플링 블록에서 연산량을 줄이기 위해 모든 기능에 대해 고속 클럭을 사용하여 설계가 복잡해지고 전력이 많이 소모되는 문제가 있다.
또한, 일부 로직에 대해서는 클럭 속도를 낮출 수 있는 방안이 있으나, 모든 로직에 대해 클럭 속도를 낮출 수 있는 기술은 없다.
클럭은 CPU를 비롯한 컴퓨터의 모든 부품들은 특정한 신호에 맞추어 동작을 하는데, 이 특정한 신호를 의미한다. 클럭은 클럭 발생기에서 만들어 내는데 클럭 수가 높을수록 처리 속도가 빠르다는 것을 의미한다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 모든 로직 블록이 고속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직과 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 레이저 신호 포착 로직을 제외한 나머지 로직이 고속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직은 제안된 바 있으나, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 모든 로직 블록이 저속 클럭을 사용하는 레이저 신호 수신 로직은 제안된 바 없다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른, 레이저 신호 수신 장치 및 방법을 적용함으로써 고속 클럭 기반의 레이저 신호 포착 및 추적 방식이 아닌 저속 클럭 기반의 연산을 수행함에 따라 레이저 추적기 수신부의 설계 난이도, 비용 및 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에서 저속은 1MHz 이상, 100MHz 이하인 것을 의미하는 것이 바람직하다.
100MHz 를 초과하는 클럭은 고속 클럭으로 간주할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 탐지 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 레이저 신호 탐지 시스템(10)은 레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)를 포함한다.
레이저 신호 수신 장치(100)는 전처리부(110), 레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)를 포함한다. 레이저 신호 수신 장치(100)는 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신할 수 있다.
전처리부(110)는 샘플링 주파수를 결정하고, 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다. 보다 상세하게는, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적(300)으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다. 전처리부(110)는 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호를 입력 받아 레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)의 연산량을 줄일 수 있다.
전처리부(110)에 대해서는 도 3에서 보다 상세하게 설명한다.
레이저 신호 포착부(140)는 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 변환된 디지털 레이저 신호를 포착할 수 있다. 보다 상세하게는, 레이저 신호 포착부(140)는 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.
레이저 신호 추적부(150)는 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 포착된 레이저 신호를 추적하고, 포착된 레이저 신호의 정보를 디스플레이부(미도시)에 출력할 수 있다. 레이저 신호 추적부(150)는 포착된 레이저 신호의 주기를 추적하고, 추적한 레이저 신호의 주기를 레이저 신호 포착부(140)에 전달할 수 있다. 레이저 신호 추적부(150)는 포착된 레이저 신호를 추적하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.
레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 펄스 설정부(210), 레이저 주기 설정부(230) 및 레이저 신호 탐지부(250)를 포함한다. 레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 신호 수신 장치(100)와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신할 수 있다.
레이저 펄스 설정부(210)는 운용자에 의하여 입력되는 레이저 펄스 폭 길이를 기반으로 레이저 펄스 폭을 설정할 수 있다.
레이저 주기 설정부(230)는 레이저 신호 포착부(140)에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정할수 있다.
레이저 신호 탐지부(250)는 레이저 펄스 및 레이저 주기로 형성된 정합 신호를 기초로 레이저 신호를 탐지할 수 있다. 구체적으로 레이저 신호 탐지부(250)는 PRF/PIM을 선택하여 표적(300)으로 송신할 수 있다. 레이저 신호 탐지부(250)는 정의된 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 레이저 신호 송신 장치(200)는 레이저 신호 수신 장치(100)와 미리 정의한 펄스 폭, 레이저 주기 및 PRF/PIM을 선택할 수 있다.
레이저 신호 탐지부(250)는 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드와 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드를 모두 탐지할 수 있다. 여기서, PRF(Pulse Repetition Frequency)은 펄스 반복 주파수를 나타내며, PIM(Pulse Interval Modulation)은 펄스 간격 변조를 나타낸다.
PRF(Pulse Repetition Frequency)는 초당 송신되는 펄스의 수를 의미하고 이를 통해 탐지 거리와 표적의 속도를 측정할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
PIM(Pulse Interval Modulation)은 단위 시간 당 정보 전달 효율이 높다. 즉, 주파수 효율성이 높고, n개의 이진 신호군을 2n개의 광 펄스 위치 시간 간격으로 표현할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, PRF/PIM 코드 주기 정보는 레이저 신호 수신 장치 내부 또는 외부에 위치하는 레이저 코드 발생부(미도시)의 출력으로서, 코드 넘버에 따른 결과값일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따르면, 레이저 신호 포착부(140)는 레이저 코드 발생부가 생성한 레이저 코드 주기 정보(예를 들어, PRF/PIM 코드 주기 정보)를 수신하여, 이를 기반으로 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고, 전처리부(110)에서 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.
도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시 예에서 레이저 신호 탐지 시스템(10)과 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전처리부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
전처리부(110)는 제어부(111), 제1 스위치(112), 아날로그-디지털 신호 변환부(113), 필터링부(120) 및 클럭 발생부(130)를 포함한다.
제어부(111)는 운용자에 의하여 입력되는 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 전처리부(110)를 제어할 수 있다.
필터링부(120)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정할 수 있다. 필터링부(120)는 제1 필터(121), 제2 필터(122), 증폭기(123) 및 필터생성부(124)를 포함한다.
제1 필터(121)는 미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 필터(121)는 LPF(Low pass filter)일 수 있다. 제1 필터(121)는 미리 결정된 N개(N=0,1,2??)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있다.
제2 필터(122)는 미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2 필터(122)는 HPF(High pass filter)일 수 있다. 제2 필터(122)는 미리 결정된 M개(M=0,1,2??)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있다.
증폭기(123)는 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 전력을 증폭시킬 수 있다. 증폭기(123)(AMP)는 미리 알려진 다양한 방법을 통하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 전력을 증폭시킬 수 있다.
필터생성부(124)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 펄스 폭을 결정할 수 있도록 제1 필터(121)와 제2 필터(122)를 생성하거나 조절할 수 있다.
클럭 발생부(130)는 제어부(111)가 입력 받은 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생시킬 수 있다.
클럭 발생부(130)에 대해서는 도 4에서 보다 상세하게 설명한다.
아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 클럭 발생부(130)가 발생한 클럭 주파수를 샘플링 주파수로 결정하여 외부로부터 수신된 아날로그 무선 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 AD 컨버터(ADC)일 수 있다.
제1 스위치(112)는 제어부(111)와 연결되어 필터링부(120)와 클럭 발생부(130)의 동작 여부를 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시 예에서 전처리부(110)와 연결된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 클럭 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도를 나타낸 것이다.
클럭 발생부(130)는 간격 메모리(131), 제2 스위치(122) 및 클럭 주파수 생성부(123)를 포함한다.
간격 메모리(131)는 다수의 주파수를 기록할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 간격 메모리(112)는 Interval Rom으로 형성될 수 있으며, 한번 기록한 데이터를 빠른 속도로 읽을 수 있지만, 다시 기록할 수 없는 메모리일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 간격 메모리(131)는 제1 필터(121)가 미리 결정된 N개(N=0,1,2...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있고, 제2 필터(122)가 미리 결정된 M개(M=0,1,2...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정할 수 있는 경우, (N X M) 개의 주파수를 저장할 수 있다.
예를 들어, 제1 필터(121)가 3가지의 펄스 폭을 결정할 수 있고, 제2 필터(122)가 3가지의 펄스 폭을 결정할 수 있는 경우, 필터링부(120)는 총 9가지 펄스 폭을 결정할 수 있으며, 간격 메모리(131)는 총 9개의 주파수 값을 저장할 수 있다.
간격 메모리(131)는 미리 정한 기준 주파수값(예를 들어, 100MHz) 이하의 값을 가지는 주파수만을 저장할 수 있도록 구현된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 간격 메모리(131)는 미리 정한 간격(예를 들어, 1MHz)만큼의 차이를 가지는 총 9개의 주파수 값을 저장할 수 있다. 예를 들어, 간격 메모리(131)는 92 MHz, 93 MHz, 94 MHz, 95 MHz, 96 MHz, 97 MHz, 98 MHz, 99 MHz, 100 MHz에 해당하는 주파수 값들을 저장할 수 있다.
제2 스위치(122)는 간격 메모리(131)에 저장된 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 클럭 주파수 생성부(123)로 전달할 수 있다.
클럭 주파수 생성부(123)는 제어부(111)가 입력 받아 출력한 필터 정보를 입력 받아 제2 스위치(122)가 전달한 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환할 수 있으며, 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부(113)로 송신할 수 있다. 클럭 발생부(130)는 제2 스위치(122)를 통해 N개의 주파수 중에서 특정 주파수를 선택해서 아날로그-디지털 신호 변환부(113)로 전달할 수 있으며, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 상술한 바와 같이 스위치(114)를 통해 다수의 간격으로 나눈 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 클럭 주파수를 생성할 수 있다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 장치의 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 우선, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호의 펄스 폭을 15nsec로 가정한다. 제1 스위치(112)에 의해 제어되어 필터링부(120)가 동작하지 않은 경우, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 그대로 레이저 신호의 펄스 폭은 15nsec로 유지될 수 있다.
운용자가 입력한 필터 정보에 대응하여 클럭 발생부(130)가 생성한 클럭 주파수가 200MHz인 경우, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 200MHz를 샘플링 주파수로 하여 신호 변환을 수행할 수 있다. 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호는 디지털 신호 5개로 샘플링되어 디지털 레이저 신호로 변환될 수 있다.
레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)는 샘플링 주파수인 200MHz에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.
도 6을 참조하면, 우선, 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호의 펄스 폭을 15nsec로 가정한다. 제1 스위치(112)에 의해 제어되어 필터링부(120)가 동작하는 경우, 필터링부(120)는 운용자에 의하여 입력 받은 필터 정보에 대응하여 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 레이저 신호의 펄스 폭이 30nsec로 2배 늘어나도록 할 수 있다.
운용자가 입력한 필터 정보에 대응하여 클럭 발생부(130)가 생성한 클럭 주파수가 100MHz인 경우, 아날로그-디지털 신호 변환부(113)는 100MHz를 샘플링 주파수로 하여 신호 변환을 수행할 수 있다. 레이저 신호 수신 장치(100)가 수신한 아날로그 레이저 신호는 디지털 신호 5개로 샘플링되어 디지털 레이저 신호로 변환될 수 있다.
레이저 신호 포착부(140) 및 레이저 신호 추적부(150)는 샘플링 주파수인 100MHz에 동기화하여 신호처리를 수행할 수 있다.
이하에서, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 표적 탐지 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 신호 수신 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸 것이다.
S701 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 샘플링 주파수를 결정하고, 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 디지털 레이저 신호로 변환할 수 있다.
S702 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행할 수 있다.
S703 단계에서, 레이저 신호 수신 장치(100)는, 포착된 레이저 신호를 추적하고 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력할 수 있다.
도 7에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시 예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)에 포함된 구성요소들이 도 2에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
레이저 신호 수신 장치(100)와 레이저 신호 송신 장치(200)는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록 매체로서는 자기기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.
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: 레이저 신호 탐지 시스템
100: 레이저 신호 수신 장치
110: 전처리부
111: 제어부
112: 제1 스위치
113: 아날로그-디지털 신호 변환부
120: 필터링부
130: 클럭 발생부
140: 레이저 신호 포착부
150: 레이저 신호 추적부
200: 레이저 신호 송신 장치
210: 레이저 펄스 설정부
230: 레이저 주기 설정부
250: 레이저 신호 탐지부
100: 레이저 신호 수신 장치
110: 전처리부
111: 제어부
112: 제1 스위치
113: 아날로그-디지털 신호 변환부
120: 필터링부
130: 클럭 발생부
140: 레이저 신호 포착부
150: 레이저 신호 추적부
200: 레이저 신호 송신 장치
210: 레이저 펄스 설정부
230: 레이저 주기 설정부
250: 레이저 신호 탐지부
Claims (13)
- 레이저 신호 수신 장치에 있어서,
레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부;
상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부; 및
상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고, 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하고, 상기 포착된 레이저 신호의 주기를 추적하고, 추적한 레이저 신호의 주기를 상기 레이저 신호 포착부로 전달하고, 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 추적부;를 포함하고,
상기 레이저 신호 포착부는,
상기 레이저 신호 수신 장치 내부 또는 외부에 위치하는 레이저 코드 발생부가 출력한 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 수신하고, 상기 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 기반으로 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고,
상기 전처리부는,
상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 제어부; 및 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 필터링부; 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 클럭 발생부; 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부; 및 상기 제어부와 연결되어 상기 필터링부와 상기 클럭 발생부의 동작 여부를 제어하는 제1 스위치;를 포함하고,
상기 클럭 발생부는,
100MHz 이하의 값을 가지며, 미리 결정된 간격 만큼의 차이를 가지는 다수의 주파수를 기록하는 간격 메모리; 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 제2 스위치; 및 상기 제어부로부터 출력된 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 상기 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 클럭 주파수 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 신호 수신 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 필터링부는,
미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 제1 필터;
미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 제2 필터; 및
상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 필터는,
미리 결정된 N개(N=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고,
상기 제2 필터는,
미리 결정된 M개(M=0, 1, 2 ...)의 수 만큼 펄스 폭을 결정하고,
상기 간격 메모리는,
(N X M) 개의 주파수를 저장하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 장치. - 레이저 신호 수신 장치에 의해 수행되는 레이저 신호 수신 방법에 있어서,
전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계;
레이저 신호 포착부가, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 단계; 및
레이저 신호 추적부가, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고, 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하고, 상기 포착된 레이저 신호의 주기를 추적하고, 추적한 레이저 신호의 주기를 상기 레이저 신호 포착부로 전달하고, 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 레이저 신호 포착부가 신호처리를 수행하는 단계는,
상기 레이저 신호 수신 장치 내부 또는 외부에 위치하는 레이저 코드 발생부가 출력한 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 수신하고, 상기 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 기반으로 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고,
상기 전처리부가, 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계는,
상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 단계; 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계; 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계; 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 단계; 및 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계와 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계의 수행 여부를 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 단계는,
100MHz 이하의 값을 가지며, 미리 결정된 간격 만큼의 차이를 가지는 다수의 주파수를 기록하는 단계; 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 단계; 및 상기 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 단계는,
미리 결정된 제1 기준 주파수 이하의 주파수 신호만 통과시키는 단계;
미리 결정된 제2 기준 주파수 이상의 주파수 신호만 통과시키는 단계; 및
상기 레이저 신호의 전력을 증폭시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 수신 방법. - 레이저 신호 수신 장치를 포함하는 레이저 신호 탐지 시스템에 있어서,
레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 포함하는 필터 정보를 입력 받아 샘플링 주파수를 결정하고, 표적으로부터 반사된 아날로그 레이저 신호를 수신하여 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 디지털 레이저 신호로 변환하는 전처리부, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 포착부 및 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 상기 포착된 레이저 신호를 추적하고, 상기 결정된 샘플링 주파수를 이용하여 신호처리를 수행하고, 상기 포착된 레이저 신호의 정보를 출력하고, 상기 포착된 레이저 신호의 주기를 추적하고, 추적한 레이저 신호의 주기를 상기 레이저 신호 포착부로 전달하고, 상기 결정된 샘플링 주파수에 동기화하여 신호처리를 수행하는 레이저 신호 추적부를 포함하고,
상기 레이저 신호 포착부는,
상기 레이저 신호 수신 장치 내부 또는 외부에 위치하는 레이저 코드 발생부가 출력한 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 수신하고, 상기 PRF(Pulse Repetition Frequency) 코드 주기 정보 또는 PIM(Pulse Interval Modulation) 코드 주기 정보를 기반으로 상기 변환된 디지털 레이저 신호를 포착하고,
상기 전처리부는,
상기 필터 정보를 입력받아 상기 전처리부를 제어하는 제어부, 상기 필터 정보에 대응하여 상기 전처리부가 수신한 레이저 신호의 크기와 펄스 폭을 결정하는 필터링부 상기 필터 정보에 대응하여 클럭 주파수를 발생하는 클럭 발생부, 상기 발생된 클럭 주파수를 상기 샘플링 주파수로 하여 아날로그 레이저 신호를 디지털 레이저 신호로 변환하는 아날로그-디지털 신호 변환부, 및 상기 제어부와 연결되어 상기 필터링부와 상기 클럭 발생부의 동작 여부를 제어하는 제1 스위치를 포함하고,
상기 클럭 발생부는,
100MHz 이하의 값을 가지며, 미리 결정된 간격 만큼의 차이를 가지는 다수의 주파수를 기록하는 간격 메모리, 상기 다수의 주파수 중 특정 주파수를 선택하여 전달하는 제2 스위치, 및 상기 제어부로부터 출력된 필터 정보를 입력받아 상기 특정 주파수를 클럭 주파수로 변환하며, 상기 변환된 클럭 주파수를 상기 아날로그-디지털 신호 변환부로 송신하는 클럭 주파수 생성부를 포함하는 레이저 신호 수신 장치; 및
상기 레이저 신호 수신 장치와 미리 정의한 레이저 코드를 기초로 표적을 향해 레이저 신호를 송신하는 레이저 신호 송신 장치;를 포함하는 레이저 신호 탐지 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 레이저 신호 송신 장치는,
레이저 펄스 폭을 설정하는 레이저 펄스 설정부;
상기 레이저 신호 포착부에서 포착한 레이저 신호의 주기로 레이저의 주기를 설정하는 레이저 주기 설정부; 및
상기 레이저 코드를 기초로 레이저 신호를 탐지하는 레이저 신호 탐지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 신호 탐지 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210171046A KR102597438B1 (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 레이저 신호 수신 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210171046A KR102597438B1 (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 레이저 신호 수신 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230083007A KR20230083007A (ko) | 2023-06-09 |
| KR102597438B1 true KR102597438B1 (ko) | 2023-11-02 |
Family
ID=86765156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210171046A KR102597438B1 (ko) | 2021-12-02 | 2021-12-02 | 레이저 신호 수신 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102597438B1 (ko) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101844153B1 (ko) * | 2016-09-07 | 2018-03-30 | 국방과학연구소 | 검출 신호의 크기에 대응하여 증폭값을 조절하는 넓은 동적 영역을 가지는 근적외선용 디지털 신호 검출 회로 및 이의 제어 방법 |
| KR101868099B1 (ko) | 2017-12-18 | 2018-06-15 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 레이저 신호 탐지용 정합 신호 생성 장치 및 방법 |
| KR101868100B1 (ko) | 2017-12-18 | 2018-06-15 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 레이저 신호 탐지 장치 및 방법 |
| KR102463539B1 (ko) * | 2019-05-24 | 2022-11-08 | 한국전자통신연구원 | 레이더, 신호 처리 회로 및 신호 처리 방법 |
| KR102352509B1 (ko) | 2020-02-04 | 2022-01-19 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 저전력으로 동작하는 레이저 신호 탐지 장치 및 방법 |
-
2021
- 2021-12-02 KR KR1020210171046A patent/KR102597438B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230083007A (ko) | 2023-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107907873B (zh) | 一种针对阵列apd的回波采集系统及其方法 | |
| Ehlers et al. | Batch tracking algorithm for multistatic sonars | |
| CN107688187B (zh) | 基于空间波长编码的目标探测激光雷达 | |
| CN103616696A (zh) | 一种激光成像雷达装置及其测距的方法 | |
| CN107544072B (zh) | 一种预置波形匹配的高精度测距系统及方法 | |
| US20150369918A1 (en) | Laser alignment and tracking system | |
| CN103576162A (zh) | 激光雷达装置及利用该装置测量目标物距离的方法 | |
| CN112014824B (zh) | 一种多脉冲抗干扰信号处理方法及装置 | |
| US6985074B2 (en) | Method and apparatus for object detection and ranging | |
| KR102597438B1 (ko) | 레이저 신호 수신 장치 및 방법 | |
| EP4340353A1 (en) | Pixel acquisition circuits and image sensor | |
| KR20140019586A (ko) | 침입 감지 장치 및 방법 | |
| KR102352509B1 (ko) | 저전력으로 동작하는 레이저 신호 탐지 장치 및 방법 | |
| Ros et al. | A hybrid quasi-digital/neuromorphic architecture for tactile sensing in humanoid robots | |
| KR101868100B1 (ko) | 레이저 신호 탐지 장치 및 방법 | |
| Ma et al. | Radar working mode recognition based on hierarchical feature representation and clustering | |
| RU2561877C1 (ru) | Устройство пеленгации источника лазерного излучения | |
| KR101463062B1 (ko) | 신호 처리 장치 및 방법, 그를 이용한 수신기 그리고 거리 측정 장치 | |
| JP2010019623A (ja) | 信号処理回路 | |
| GB2505897A (en) | Discriminating Radiation Pulses | |
| KR101868099B1 (ko) | 레이저 신호 탐지용 정합 신호 생성 장치 및 방법 | |
| US8686766B2 (en) | Read out integrated circuit | |
| JP6486577B1 (ja) | レーザレーダ装置 | |
| CN109324313A (zh) | 一种用于冲激雷达的等效时间采样系统和方法 | |
| KR102683340B1 (ko) | 레이다 펄스 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |