KR20010063218A - 레이더의 다중 에스 티 시 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이더의 다중 에스 티 시 회로에 관한 것으로, 에스 티 시 트리거 신호를 입력으로 하여, 입력신호와는 위상이 반전되며 소정의 시정수를 갖는 파형을 출력하는 RC 충방전회로부와, 상기 RC 충방전회로부의 출력을 인가받아 위상을 반전시키고 증폭시켜 원하는 에스 티 시 파형을 정밀조정하는 제 1단 OP 앰프회로부와, 상기 제 1단 OP 앰프회로부의 출력파형을 인가받아 증폭시키고 입력 트리거 신호와 위상을 일치시켜, 원하는 에스 티 시 파형을 생성하는 제 2단 OP 앰프회로부를 포함하는 레이더의 에스 티 시 회로로서, 상기 제 1단 OP 앰프회로부에 참조전압을 인가하여 제 1단 OP 앰프회로부에서 출력되는 파형을 다중화시키기 위한 참조전압 발생회로부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이더의 다중 에스 티 시 회로{MULTIPLE STC CIRCUIT FOR RADAR}

본 발명은 레이더 다중 에스 티 시(Sensitivity Time Control; 이하 STC 라 함) 회로에 관한 것으로, 특히 레이더의 운용조건에 따라 운용자가 복수 설정된 에스 티 시 특성곡선 중에서, 원하는 특성곡선을 선택하여 사용할 수 있도록 하는 레이더의 다중 에스 티 시 회로에 관한 것이다.

종래의 레이더에서 이용되고 있는 STC 회로의 구성을 도면을 참조하면서 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로의 구성예를 도시하는 회로도이다.

종래의 레이더의 에스 티 시 회로는 RC 충방전회로부(10)와 제 1단 OP 앰프회로부(20) 및 제 2단 OP 앰프회로부(30)로 구성된다.

먼저 회로의 구성을 살펴보면, 도 1에서 트랜지스터 Q1과, 저항 R1, R2 및 캐패시터 C1으로 RC 충방전회로부(10)가 구성되어 있다. 여기에서 트랜지스터 Q1의 베이스(B)에는 STC 트리거가 입력되고, 트랜지스터 Q1의 컬렉터(C)에는 저항 R2가 연결되고, Q1의 이미터(E)는 접지(GND)된다.

저항 R2의 타단부는 저항 R1과 캐패시터 C1과 연결되어 있고, 저항 R1의 타단에는 양의 전압(+V)이 제공되고 캐패시터 C1의 타단은 접지된다.

이와 같이 구성되는 RC 충방전회로부(10)는 커플링 저항 R3을 통해 제 1단 OP 앰프회로부(20)와 연결된다. 이 커플링 저항 R3은 제 1단 OP 앰프회로부(20)의 OP 앰프(U2)의 마이너스(-) 측에 접속되고, OP 앰프(U2)의 플러스(+) 측은 병렬연결된 저항 R5, R6의 접속점에 연결된다. 이 OP 앰프(U2)의 내부저항은 Vr로 나타낸다.

이때 저항 R5의 타단은 OP 앰프(U2)의 증폭률을 조정하는 가변저항 VR1에 연결되고, 저항 R6의 타단은 접지된다. 또 OP 앰프(U2)의 출력은 피드백저항 R4를 통해 OP 앰프(U2)의 입력측과 연결되고, 이와 함께 다이오드 D1에 연결되며, 다이오드 D1의 출력은 접지된다.

이와 같이 구성되는 제 1단 OP 앰프회로부(20)는 커플링 저항 R7을 통해 제 2단 OP 앰프회로부(30)와 연결된다. 이 커플링 저항 R7은 OP 앰프(U3)의 마이너스(-) 측에 접속되고, OP 앰프(U3)의 플러스(+) 측은 병렬연결된 저항 R8, R9의 접속점에 연결된다.

이때 저항 R8의 타단은 OP 앰프(U3)의 증폭률을 조정하는 가변저항 VR2에 연결되고, 저항 R9의 타단은 접지된다. 또 OP 앰프(U3)의 출력은 피드백 가변저항 VR3을 통해 OP 앰프(U3)의 입력측과 연결되고, 여기에서 STC 출력신호를 얻게 된다.

이와 같이 구성되는 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로의 각지점에서의 특성을 도 2를 참조하면서 설명하기로 한다. 도 2는 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로에서 각 지점에서의 파형을 도시하는 도면으로, (a)는 입력으로 제공되는 트리거 신호의 파형, (b)는 RC 충방전회로의 출력방전곡선, (c)는 제 1단 OP 앰프의 출력파형, 그리고 (d)는 제 2단 OP 앰프의 출력인 STC 특성곡선을 각각 도시한다.

일반적으로 레이더에 적용되는 STC 회로는 (1/R⁴)의 식으로 나타내는 특성 곡선을 가지며, RC 충방전회로부(10)의 시정수를 이용하여 근사적으로 STC 특성곡선을 구현하게 된다. 여기에서 R은 거리를 나타낸다. 이때 방전곡선의 시정수는 다음의 수학식 1로 나타낸다.

t= R2*C1

여기에서, t는 충방전회로의 시정수이다.

도 1의 트랜지스터 Q1의 베이스에 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 트리거 신호를 입력하면, RC 충방전회로부(10)의 출력 방전곡선은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 ㉮ 지점에서 출력된다. 이 ㉮ 지점 파형의 출력값은 다음의 수학식 2로 나타난다.

Wave㉮=-Exp t/R2*C1

여기에서 t는 시정수이다.

여기에서 STC 특성곡선을 구하기 위해, 즉 (1/R⁴)의 특성곡선을 구현하기 위해 OP 앰프(U2, U3)의 증폭도를 가변함으로써 원하는 특성곡선에 가깝게 되도록 조정한다.

또 RC 충방전회로부(10)에 상슬한 수학식 1과는 서로 다른 시정수를 갖는 충방전회로를 병렬 연결함으로써, 보다 (1/R⁴)의 특성곡선에 가까운 특성을 얻을 수도 있다.

제 1단 OP 앰프회로부(20)에서 OP 앰프(U2)와 저항 R3, R4를 이용하고, 가변저항 VR1을 가변하여 증폭도를 조정한다. OP 앰프(U2)의 출력부에 클리핑 다이오드 D1을 설치하여 둠으로써 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 ㉯ 지점에서의 클리핑 레벨을 조정하게 된다. 이때 클리핑 다이오드 D1의 작용에 의해 양의 방향으로는 다이오드 턴 온 전압 이상으로는 조정되지 않게 된다. 여기에서 ㉯ 지점에서의 파형은 도 2의 (c)와 같이 나타내게 되는데, 다음의 수학식 3으로 나타낸다.

Wave㉯ = {(-R4/R3)*(-Exp t/R2*C1) + Vr*(1+R4/R3)}

여기에서 Vr은 OP 앰프(U2)의 내부저항값이다.

이때 도 2의 (c)에서 점선으로 나타낸 바와 같이 다이오드 D1의 턴 온 전압에 대한 결과는 신호파형의 개시 및 종단부분의 변동에만 영향을 미치고, 특성곡선의 전압값을 갖는 중심부분에서는 거의 변동이 없음을 알 수 있다. 이것은 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 트리거 입력에 대해서는 하나의 출력특성곡선만이 얻어지는 것을 나타낸다.

다음으로 제 2단 OP 앰프회로부(30)에서 일정레벨로 제한된 STC 신호를 미세조정한다.

구체적으로는 OP 앰프(U3), 커플링 저항 R7, 가변저항 VR3으로 이루어지는 회로에서, 이 가변저항 VR3을 가변함으로써 OP 앰프(U3) 출력단에 생성되는 STC 파형을 미세조정한다. 또 가변저항 VR2, R8, R9로 이루어지는 회로에서, 제 1단 OP 앰프회로부(20)의 다이오드 D1에서의 턴 온 전압에 의한 오프셋(Offset) 전압을 보상함으로써 도 2의 (d)에 도시된 바와 같은 STC 특성곡선을 얻을 수 있게 된다.

그러나 상술한 종래의 레이더의 다중 에스 티 시 회로에 있어서는 1개의 특성곡선만을 만들어 낼 수 있기 때문에 레이더의 운용환경에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 없다. 이에 따라 레이더의 운용 환경이 바뀔때마다 별도의 특성곡선을 얻기위해 반복적인 수동조정을 행해야 하는 불편함이 있고, 수동조정에 따라 정밀도의 하락이 발생하게 되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적으로 하는 바는 레이더의 운용환경에 따라 운용자가 적절한 특성곡선을 선택하게 함으로써 레이더의 탐지성능과 운용상의 편리성을 향상시킬 수 있는 레이더의 다중 에스 티 시 회로를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로의 구성예를 도시하는 회로도

도 2는 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로에서 각 지점에서의 파형을 도시하는 도면으로, (a)는 입력으로 제공되는 트리거 신호의 파형, (b)는 RC 충방전회로의 출력방전곡선, (c)는 제 1단 OP 앰프의 출력파형, 그리고 (d)는 제 2단 OP 앰프의 출력인 STC 출력파형을 각각 도시함.

도 3은 본 발명에 의한 레이더에 이용되는 STC 회로의 구성예를 도시하는 회로도

도 4는 종래의 레이더에 이용되는 STC 회로에서 각 지점에서의 파형을 도시하는 도면으로, (a)는 입력으로 제공되는 트리거 신호의 파형, (b)는 RC 충방전회로의 출력방전곡선, (c)는 제 1단 OP 앰프의 출력파형, 그리고 (d)는 제 2단 OP 앰프의 출력인 STC 출력파형을 각각 도시함

*도면의 주요부분을 나타내는 부호의 설명*

10 : RC 충방전회로 20 :제 1단 OP 앰프회로부

30 : 제 1단 OP 앰프회로부 40 : 참조전압 발생회로부

42 : 참조전압 발생기 U2, U3 : OP 앰프

C1 : 캐패시터 D1 : 다이오드

Q1 : 트랜지스터 R1∼R9 : 저항

VR1∼VR3 : 가변저항

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이더의 에스 티 시 회로는, 에스 티 시 트리거 신호를 입력으로 하여, 입력신호와는 위상이 반전되며 소정의 시정수를 갖는 파형을 출력하는 RC 충방전회로부와, 상기 RC 충방전회로부의 출력을 인가받아 위상을 반전시키고 증폭시켜 원하는 에스 티 시 파형을 정밀조정하는 제 1단 OP앰프회로부와, 상기 제 1단 OP 앰프회로부의 출력파형을 인가받아 증폭시키고 입력 트리거 신호와 위상을 일치시켜, 원하는 에스 티 시 파형을 생성하는 제 2단 OP 앰프회로부를 포함하는 레이더의 에스 티 시 회로에 있어서,

상기 제 1단 OP 앰프회로부에 참조전압을 인가하여 제 1단 OP 앰프회로부에서 출력되는 파형을 다중화시키기 위한 참조전압 발생회로부를 구비함으로써 달성할 수 있다.

이와 같이 함으로써 레이더의 운용환경에 따라 운용자가 적절한 특성곡선을 선택하게 함으로써 레이더의 탐지성능과 운용상의 편리성을 향상시킬 수 있는 레이더의 에스 티 시 회로를 제공할 수 있게 된다. 또한 레이더의 탐지거리 확장에 따라 송신출력을 다중사용하는 레이더에 있어서 송신출력에 연동하는 적절한 특성곡선을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 의한 레이더의 다중 에스 티 시 회로에 있어서, 상기 참조전압 발생회로부는, 운용자의 제어에 따라 직류성분의 참조전압을 생성하는 참조전압 발생기와, 이 참조전압 발생기에 직렬연결되는 저항을 부가하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

( 실시예 )

본 발명에 의한 레이더의 에스 티 시 회로의 구성 및 동작에 관해 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 레이더에 이용되는 다중 STC 회로의 구성예를 도시하는 회로도이고, 도 4는 본 발명에 의한 레이더에 이용되는 다중 STC 회로에서 각 지점에서의 파형을 도시하는 도면으로, (a)는 입력으로 제공되는 트리거 신호의 파형, (b)는 RC 충방전회로의 출력방전곡선, (c)는 제 1단 OP 앰프의 출력파형, 그리고 (d)는 제 2단 OP 앰프의 출력인 STC 출력특성곡선을 각각 도시한다.

도 3의 회로 구성에서 종래의 회로구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 의한 레이더의 다중 에스 티 시 회로는 RC 충방전회로부(10), 제 1단 OP 앰프회로부(20) 및 제 2단 OP 앰프회로부(30)로 구성된 종래의 회로에서, 참조전압 발생회로부(40)를 제 1단 OP 앰프회로부(20)에 직렬부가하여 이루어진다.

도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에서 부가되는 참조전압 발생회로부(40)는 레이더 운용자의 조정에 따른 참조전압을 발생하는 참조전압 발생기(42)와, 참조전압 발생기(42)에 직렬 연결된 저항 R로 구성된다.

참조전압 발생회로부(40)는 운용자의 제어에 따라 조정되는 참조전압(Vref)을 저항 R을 통하여 제 1단 OP 앰프회로부(20)에 인가한다. 이렇게 함으로써 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 트리거 신호를 입력하여, ㉮ 지점에서는 종래와 같은 반전된 신호(도 3의 (b))를 얻게 된다. ㉮ 지점에서 얻어진 출력파형은 OP 앰프(U2)의 마이너스(-) 측에 인가되어 극성이 반전되고, ㉯ 지점에서 도 3의 (c)에서 실선으로 나타낸 것과 같은 출력파형을 얻게 된다. 이 상태에서 레이더 운용자의 선택에 의한 제어값을 참조전압 발생회로부(40)에 인가하면, OP 앰프(U2)의출력파형을 얻는 ㉯ 지점에서 클리핑 레벨을 변경시키게 된다.

이때 도 3의 ㉯ 지점에서의 출력파형의 신호값을 Wave㉯' 로 하면 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.

Wave㉯'={(-R4/R3)*(-Exp t/R2*C1)}-{(R4/R)*Vref}+{Vr*(1+R4/R3+R4/R)}

여기에서 Vref는 참조전압 발생기(42)에서 발생되는 DC 전압값이다.

위 수학식 4에서 R=R3=R4 로 두면, 다음의 수학식 5가 얻어진다.

Wave㉯'=(-Exp t/R2*C1)-Vref+3*Vr

위 수학식 4 및 수학식 5에서 알 수 있듯이, 제 1단 OP 앰프회로부(20)의 출력은 종래와 같이 고정된 시정수 값에 따라 결정되는 것이 아니라, 본 발명에서 부가하고 있는 참조전압 발생회로부(40)를 통해 제어되는 운용자 설정값에 따라 변경될 수 있는 것이다.

도 3에서 실선과 점선으로 각각 도시한 부분은 참조전압 발생회로부(40)에서 제공되는 참조전압만큼 다양하게 변동하는 특성곡선의 범위를 나타내고 있는 것이다.

도 3의 (d)에서는 위 ㉯ 지점에서의 신호를 반전시켜 운용자가 원하는 STC 특성곡선을 얻을 수 있는 것을 도시하고 있다. 즉 참조전압 발생기(42)의 입력을 제어함으로써 복수개의 STC 특성곡선을 얻게 된다. 도면에서 실선으로 나타낸 곡선은 참조전압이 0V 일 때의 출력 곡선을 나타내고, 점선으로 나타낸 곡선은 임의 참조전압이 공급되었을 때의 출력곡선을 나타낸다.

본 발명에 의한 레이더의 다중 에스 티 시 회로에서는 참조전압을 일정하게 공급하여 추가의 특성곡선을 하나인 것으로 도시하였으나, 운용자의 제어에 따라 다양한 참조전압을 공급하여 원하는 STC 특성곡선을 얻을 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 레이더의 다중 에스 티 시 회로에 의하면, 레이더의 운용자의 간단한 제어로써 다양한 STC 특성곡선을 얻을 수 있어, 레이더의 탐지성능을 향상시킬 수 있고 운용상의 편리성을 도모할 수 있다.

또한 다중의 송신출력을 이용하는 레이더에서도 송신출력에 적합하게 STC 특성곡선을 얻을 수 있으므로, 다양한 주파범위에 걸쳐 레이더의 탐지범위를 적용시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 에스 티 시 트리거 신호를 입력으로 하여, 입력신호와는 위상이 반전되며 소정의 시정수를 갖는 파형을 출력하는 RC 충방전회로부와, 상기 RC 충방전회로부의 출력을 인가받아 위상을 반전시키고 증폭시켜 원하는 에스 티 시 파형을 정밀조정하는 제 1단 OP 앰프회로부와, 상기 제 1단 OP 앰프회로부의 출력파형을 인가받아 증폭시키고 입력 트리거 신호와 위상을 일치시켜, 원하는 에스 티 시 파형을 생성하는 제 2단 OP 앰프회로부를 포함하는 레이더의 에스 티 시 회로에 있어서,

   상기 제 1단 OP 앰프회로부에 참조전압을 인가하여 제 1단 OP 앰프회로부에서 출력되는 파형을 다중화시키기 위한 참조전압 발생회로부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이더의 다중 에스 티 시 회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 참조전압 발생회로부는, 운용자의 제어에 따라 직류성분의 참조전압을 생성하는 참조전압 발생기와, 이 참조전압 발생기에 직렬연결되는 저항으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이더의 다중 에스 티 시 회로.