KR19980051287A

KR19980051287A - 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템

Info

Publication number: KR19980051287A
Application number: KR1019960070163A
Authority: KR
Inventors: 이재욱
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1998-09-15

Abstract

본 발명은 전파식 근접신관에 관한 것으로서, 더 자세하게는 무선전파를 송신하고 목표물에서 반사되는 전파를 수신하여 적절한 거리에서 폭발되도록 장치된 근접신관에서 외부신호에 의한 오동작 방지기능에 대한 것이다.

본 발명은, 목표물의 근접을 탐지하기 위해 송신기능과 수신기능을 구비하고, 송신된 신호가 목표물에 의해 반사된 신호를 수신하여 그 표적과의 거리를 탐지하는 근접신관에 있어서, 목표물 탐지를 위한 송신신호로서 주기적인 구형파 신호를 출력하기 위한 신호처리부, 상기 구형파를 적분하여 점차로 상승하는 램프파형을 발생시키는 슬로프 신호발생기, 상기 램프파형에 소정값의 DC성분을 중첩시켜 상기 램프파형의 진폭을 변화시키기 위한 신호레벨 변환기, 상기 신호레벨 변환기를 거친 신호파형을 주파수변조하기 위한 FM 변조기, 상기 주파수 변조된 출력신호를 방출시키기 위한 송신 안테나, 상기 송신 안테나를 통해 송신된 전파가 목표물에 의해 반사된 전파를 수신하기 위한 수신 안테나, 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 처리하는 수신부, 수신된 신호의 파형을 처리하여 송신된 신호와의 시간차를 감지함으로서, 목표물과의 거리를 감지하기 위한 고도감지회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템을 제공한다.

Description

외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템

신관이란 폭발장치의 작약을 점화시켜 폭발시키도록, 폭발물연쇄의 최초과정을 일으키는 기능을 가지며, 폭발물이 기폭되면 다음 폭발물에 도폭케 하여 마침내 포탄의 작약에까지 점화되도록 하기 위한 장치를 말한다.

신관을 그 작용형태 또는 기능에 따라 분류해 보면, 충격신관, 시한신관, 주위신관, 근접신관 및 명령신관으로 분류해 볼 수 있다.

근접신관은 송신과 수신의 기능을 가진 전자장치를 그 신관에 구비하고, 이 송신장치에서 송신한 전파가 목표물에서 반사되는 신호를 신관의 수신장치를 통해 수신하여, 최적의 접근거리에서 그 기폭장치를 작동시키는 기능을 가진 신관을 말한다. 이때, 근접신관은 송신과 수신의 동작원리 즉 연속파 도플러 효과, 주파수 변조, 펄스 레이다 및 펄스 도플러 효과등을 이용한다.

도 1은 종래기술의 전파식 근접신관의 일례를 보인 회로 구성도이다.

이 회로는 신호처리부(110), 기폭회로(120), AM변조회로(130), FM변조회로(140), 송신안테나(150), 수신안테나(160), 믹서(170), 대역통과필터(180) 및 고도감지회로(190)를 포함하여 구성된다.

상기 종래기술의 전파식 근접신관의 자세한 동작을 설명하면 아래와 같다.

신호처리부(110)에서 발생되는 신호에 의해 신관은 목표물에 1.2GHz대의 무선 주파수를 송출하고, 그 반사된 신호를 수신안테나(160)에서 받아들인다.

수신안테나(160)에서 받아들인 신호와 송신한 주파수의 시간차에 따른 차주파수에 해당하는 1MHz대의 신호의 유무에 의해 거리를 감지하여 적당한 고도가 도달되면, 신호처리부(110)는 이를 감지하여 기폭신호를 발생하여 폭발시킨다.

이때 포탄이 발사되면, 상기 신관이 무선주파수에 의해 거리를 감지하는데, 적 또는 외부에서 이를 방해하기 위해 특정주파수 대역에서의 혼신주파수를 발사하면, 신관을 그 측정거리에서 오동작을 일으키고, 표적에 상관없이 기폭신호를 발생하거나 하는 경우가 발생한다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부로부터의 전파방해에 대한 배제능력이 우수한 근접신관용 송수신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래기술의 전파식 근접신관의 일례를 보인 회로 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 근접신관 무선시스템의 회로 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 회로의 각부에서의 신호파형도로서,

도 3a는 본 발명에 다른 신호처리부에서의 출력파형도,

도 3b는 슬로프 신호발생기로부터의 출력파형도,

도 3c는 슬로프 파형에 Δv1, Δv2, Δv3 등의 직류값을 중첩시켜 출력시키는 출력파형도,

도 3d는 FM 변조기를 통해 주파수변조된 출력신호의 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 신호처리부 210 : 슬로프 신호발생기

220 : 신호레벨 변환기 230 : FM 변조기

240 : 송신 안테나 250 : 수신안테나

260 : 믹서 270 : 대역통과 필터

280 : 고도감지회로

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 목표물의 근접을 탐지하기 위해 송신기능과 수신기능을 구비하고, 송신된 신호가 목표물에 의해 반사된 신호를 수신하여 그 표적과의 거리를 탐지하는 근접신관에 있어서, 목표물 탐지를 위한 송신신호로서 주기적인 구형파 신호를 출력하기 위한 신호처리부, 상기 구형파를 적분하여 점차로 상승하는 램프파형을 발생시키는 슬로프 신호발생기, 상기 램프파형에 소정값의 DC성분을 중첩시켜 상기 램프파형의 진폭을 변화시키기 위한 신호레벨 변환기, 상기 신호레벨 변환기를 거친 신호파형을 주파수변조하기 위한 FM 변조기, 상기 주파수 변조된 출력신호를 방출시키기 위한 송신 안테나, 상기 송신 안테나를 통해 송신된 전파가 목표물에 의해 반사된 전파를 수신하기 위한 수신 안테나, 상기 수신안테나를 통해 수신된 신호를 처리하는 수신부, 수신된 신호의 파형을 처리하여 송신된 신호와의 시간차를 감지함으로서, 목표물과의 거리를 감지하기 위한 고도감지회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템을 제공한다.

[실시예]

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명에 따라 구성된 외부신호배제 기능을 가진 송, 수신장치의 블럭 회로도가 도시된다.

본 발명은 신호처리부(200), 슬로프 신호발생기(210), 신호레벨 변환기(220), FM 번조기(230), 송신안테나(240), 수신안테나(250), 믹서(260) 및 대역통과 필터(270)를 포함하는 수신부(300) 및 고도감지회로(280)를 포함하여 구성된다.

신호처리부(200)는 목표물 탐지를 위해 송신신호를 발생시키고, 또한 수신된 신호를 처리하여 기폭신호를 출력하는 기능을 담당한다. 신호처리부에서는 도 3a에서 보이는 바와 같은 주기적인 구형파 신호를 출력한다.

상술한 펄스신호는 슬로프 신호발생기(210)에 인가된다. 슬로프 신호발생기(210)는 상기 구형파가 입력되는 동안 이를 적분하여 점차로 상승하는 파형의 램프파형을 발생시킨다.

도 3b는 상기 신호처리부(200)에서 생성된 구형파의 한 주기동안 점차로 상승하는 램프파형을 나타낸 파형도가 도시된다.

본 발명의 신호레벨 변환기(220)는 상기 슬로프 신호발생기(210)에 DC성분을 중첩시켜 상기 램프파형의 진폭을 상승시키는 기능을 담당한다.

도 3c는 상기 슬로프 신호발생기(210)에서 발생한 램프파형의 진폭의 변화를 나타낸 파형도가 도시된다. 신호레벨 변환기(220)는 소정 직류값 Δv1, Δv2, Δv3, 등으로 변화하는 직류값의 상기 램프파형에 중첩시켜 출력시킨다.

상기 신호레벨 변환기(220)를 거친 신호파형은 본 발명의 FM 변조기(230)를 통해 주파수변조된 신호로 변환된다. 이러한 FM 변조기(230)의 일례로서는 전압제어 발진기(VCO;voltage controlled oscinator)를 사용하여 입력되는 전압에 따라 비례하여 그 출력주파수가 변화하도록 하는 변조방법을 사용할 수도 있다.

도 3d는 이와 같이 FM 변조기(230)를 통해 주파수변조된 출력신호의 파형도가 도시된다.

이러한 출력신호는 송신 안테나(240)를 통해 출력되어 자유공간에 방사된다.

수신 안테나(250)는 상기 송신 안테나(240)를 통해 송신된 전파가 목표물에 의해 반사된 전파를 수신한다.

수신부(300)는 상기 반사전파를 수신하고 그 중에서 원하는 신호만을 골라 고도감지회로(280)에 입력하는 기능을 수행한다. 이러한 수신부(300)의 일 실시예로서 상기 수신된 GHz대의 신호를 MHz 대의 신호로 변환하기 위한 믹서(260) 및 대역통과 필터(270)를 포함하여 구성가능하다.

수신된 신호는 믹서(260)를 통해 소정주파수의 중간주파신호로 변환되고, 후단의 대역통과 필터(270)를 거쳐 필터링된다.

이 대역통과 필터(270)는 선택도를 향상시키는 한편, 수신된 주파수 변조 신호중에서의 잡음을 제거하는 기능을 수행한다.

본 발명의 고도감지회로(280)는 수신된 신호의 파형을 처리하여 송신된 신호와의 시간차를 감지함으로서, 목표물과의 거리 즉 신관의 고도를 감지한다.

상술한 바와 같은 송신전파 및 수신전파의 공기중의 전파속도를 구해보면, 전계와 자계에 대한 파동방정식을 풀어 그 해를 구하여 얻을 수 있는바 그 결과만을 요약하면, 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

이때, 그 속도 c는, c=1/(√(εo×μω)=3×10⁸[m/s]가 되어 빛의 속도와 동일하다.

여기서 c는 전파되는 전파의 속도, εo는 유전율, μo는 투자율을 말한다.

따라서, 송신된 전파가 목표물에 의해 반사되면 송신 안테나(240)와 목포물과의 왕복거리를 상기 전파속도로 나눈만큼의 시간지연 후에 수신 안테나(250)를 통해 수신된다.

이때, 상기 슬로프 신호발생기(210)에 의한 슬로프 상승과 수신된 신호의 슬로프의 크기를 변화시키면, 그 크기의 차로부터 목표물과의 거리를 산출해낼 수 있다.

본 발명에 따르면, 신호레벨 변환기(220)에 의해 직류성분이 중첩됨으로써, 외부신호에 대한 방어능력이 향상된다.

본 발명의 신호레벨 변환기(220)는 상기 신호처리부(200)의 제어신호에 따라 소정 직류값 Δv1, Δv2, Δv3 등으로 변화하는 직류값을 상기 램프파형에 중첩시켜 상기 슬로프 신호발생기(210)를 통한 출력파형과 중첩시킨다.

따라서 수신신호를 검출하고 거리를 산출처리하는 과정에서 송신단에서 더해진 상기 소정 직류값 Δv1, Δv2, Δv3 등을 고려하여 처리함으로서, 외부에서의 전파방해신호가 수신신호에 혼신되는 경우에도 상술한 거리산출기능을 정확히 발휘할 수 있는 작용이 이루어진다.

상술한 바와 같은 구성과 그 작용에 따르면, 본 발명 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템은 외부의 전파방해 신호의 간섭을 배제하는 효과를 제공한다.

따라서, 본 발명 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템은 목표물과의 정확한 거리산정기능을 통해 적절한 고도에서 폭발시키는 기능이 보장되어 그 신관의 신뢰도를 향상시키는 효과를 제공한다.

본 발명은 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims

목표물의 근접을 탐지하기 위해 송신기능과 수신기능을 구비하고, 송신된 신호가 목표물에 의해 반사된 신호를 수신하여 그 표적과의 거리를 탐지하는 근접신관에 있어서, 목표물 탐지를 위한 송신신호로서 주기적인 구형파 신호를 출력하기 위한 신호처리부(200), 상기 구형파를 적분하여 점차로 상승하는 램프파형을 발생시키는 슬로프 신호발생기(210), 상기 램프파형에 소정값의 DC성분을 중첩시켜 상기 램프파형의 진폭을 변화시키기 위한 신호레벨 변환기(220), 상기 신호레벨 변환기(220)를 거친 신호파형을 주파수변조하기 위한 FM 변조기(230), 상기 주파수 변조된 출력신호를 방출시키기 위한 송신 안테나(240), 상기 송신 안테나(240)를 통해 송신된 전파가 목표물에 의해 반사된 전파를 수신하기 위한 수신 안테나(250), 상기 수신안테나(250)를 통해 수신된 신호를 처리하는 수신부(300), 그리고, 수신된 신호의 파형을 처리하여 송신된 신호와의 시간차를 감지함으로서, 목표물과의 거리를 감지하기 위한 고도감지회로(280)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템.
제 1항에 있어서, 상기 수신부(300)는 수신된 신호를 소정주파수의 중간주파 신호로 변환시키기 위한 믹서(260), 선택도를 향상시키며, 수신된 주파수 변조 신호중에서의 잡음을 제거하기 위한 대역통과 필터(270)를 포함하는 수신부(300)인 것을 특징으로 하는 외부혼신 방지 기법을 적용한 근접신관의 무선시스템.