KR20030050017A - 직각좌표계 변환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직각좌표계 변환 장치에 대해 개시된다. 본 발명에 따른 직각좌표계 변환 장치는, 자이로 추적변화율 신호의 임피던스를 높이는 제 1 앰프와; 자이로 위치 신호의 임피던스를 높이는 제 2 앰프와; 발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 1 컨버터와; 발사기 기준좌표계 신호의 코싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 2 컨버터와; 상기 제 1,제 2 앰프에서 출력된 신호와 상기 제 1, 제 2 앰프에서 출력된 신호가 입력되고, 각 입력된 신호의 위상이 비교되어 그 위상차의 신호를 검출하는 위상 검출기와; 상기 위상 검출기에서 출력된 위상차의 신호에서 직류성분만 통과시키는 LPF와; 상기 LPF를 통과한 직류성분 신호의 기준 레벨 신호를 이동시켜 출력하는 레벨 쉬프트와; 상기 레벨 쉬프트에서 출력된 신호를 일정값으로 제한하는 리미터를 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 직각좌표계 변환 장치는, 극좌표계인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 발사기에 사용하는 직각좌표계로 변환하여 표적의 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 그 선도각에 따라 표적이 재조준 되었는지 확인할 수 있다.

Description

직각좌표계 변환 장치{Transfer device for orthogonal coordinate system}

본 발명은 직각좌표계 변환 장치에 관한 것으로서, 특히 극좌표계인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 발사기에 사용하는 직각좌표계로 변환하여 표적의 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 그 선도각에 따라 표적이 재조준 되었는지 확인할 수 있는 직각좌표계 변환 장치에 관한 것이다.

최근 개발 중인 발사기에서는 직각좌표계를 사용하여 유도 물체를 발사한다.유도 물체 중 표적의 열을 추적하는 시스템은 IR센서와 안정적인 추적을 위한 자이로를 이용하여 일정 회전주파수로 회전하게 된다. 여기서, 표적을 추적하기 위하여 자이로 위치 추적변화율 신호와 자이로 위치신호는 회전 주파수에 동기된 극좌표 신호로 출력하게 된다. 따라서, 이를 상기 발사기에서 사용하는 직각좌표계 신호로 전환하여 발사기에서 사용하는 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 선도각에 따라 표적을 재조준할 필요가 있어 그 직각좌표계로 변환하는 장치가 개발되고 있다.

상기 선도각이란, 예를 들어 설명하자면 빨리 움직이는 어느 물체를 표적하여 맞추기 위해서는, 그 물체의 현 위치를 향해 던지지않고 그 물체가 진행하는 방향의 앞쪽을 향해 유도물체를 던진게 된다. 여기서, 상기 물체의 속도에 따라 표적을 향한 유도 물체와 상기 물체는 방향이 서로 달라지게 되는데, 그 방향이 달라진 두 물체사이의 각도를 말한다.

따라서, 유도 물체의 표적이 되는 물체는 속도가 매우 빠른데, 그 표적의 이동속도에 해당하는 각도로 유도물체를 발사하기 위해서는 정확한 선도각의 계산이 필요하다.

정확한 선도각을 계산하기 위해서는 극좌표계 신호인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 직각좌표계 신호로 변환하여야 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 극좌표계 신호인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 발사기에 사용하는 직각좌표계로 변환하여 표적의 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 그 선도각에 따라표적이 재조준 되었는지 확인할 수 있는 직각좌표계 변환 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 직각좌표계 변환 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 --- 제 1 앰프 102 --- 제 2 앰프

103 --- 제 1 컨버터 104 --- 제 2 컨버터

105 --- 위상 검출기 106 --- LPF

107 --- 레벨 쉬프트 108 --- 리미터

109 --- 버퍼

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 직각좌표계 변화 장치는,

자이로 추적변화율 신호의 임피던스를 높이는 제 1 앰프와;

자이로 위치 신호의 임피던스를 높이는 제 2 앰프와;

발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 1 컨버터와;

발사기 기준좌표계 신호의 코싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 2 컨버터와;

상기 제 1, 제 2 앰프에서 출력된 신호와 상기 제 1, 제 2 앰프에서 출력된 신호가 입력되고, 각 입력된 신호의 위상이 비교되어 그 위상차의 신호를 검출하는 위상 검출기와;

상기 위상 검출기에서 출력된 위상차의 신호에서 직류성분만 통과시키는 LPF와;

상기 LPF를 통과한 직류성분 신호의 기준 레벨 신호를 이동시켜 출력하는 레벨 쉬프트와;

상기 레벨 쉬프트에서 출력된 신호를 일정값으로 제한하는 리미터를 포함하고 있는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 위상 검출기는 상기 자이로 추적 변화율 신호 위상과 상기 발사기 기준좌표 신호 위상이 각각 비교되고, 비교된 네 가지 위상차 신호가 출력되는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 극좌표계인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 발사기에 사용하는 직각좌표계로 변환하여 표적의 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 그 선도각에 따라 표적이 재조준 되었는지 확인할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 직각좌표계 변환 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 직각좌표계 변환 장치는, 자이로 추적변화율 신호의 임피던스를 높이는 제 1 앰프(101)와; 자이로 위치 신호의 임피던스를 높이는 제 2 앰프(102)와; 발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 1 컨버터(103)와; 발사기 기준좌표계 신호의 코싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 2 컨버터(104)와; 상기 제 1(101), 제 2 엠프(102)에서 출력된 신호와 상기 제 1(103), 제 2 엠프(104)에서 출력된 신호가 입력되고, 각 입력된 신호의 위상이 비교되어 그 위상차의 신호를 검출하는 위상 검출기(105)와; 상기 위상 검출기(105)에서 출력된 위상차의 신호에서 직류성분만 통과시키는 LPF(106)와; 상기 LPF(106)를 통과한 직류성분 신호의 기준 레벨 신호를 이동시켜 출력하는 레벨 쉬프트(107)와; 상기 레벨 쉬프트(107)에서 출력된 신호를 일정값으로 제한하는 리미터(108)와; 상기 레벨 쉬프트(107)에 전류를 높이는 버퍼(109)를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 엠프(101)는 극좌표 신호인 자이로 추적변화율 신호를 입력받아신호의 감쇄를 억제하기 위해서 임피던스를 높이는 역할을 하는데, 이는 상기 자이로 추적 변화율 신호가 출력단에서 출력되어 최종 입력단에 입력되는 사이에 신호가 감쇄하기 때문이다. 또한, 상기 제 2 엠프(102)도 상기와 같은 이유로 상기 자이로 위치신호의 감쇄를 억제하기 위해 임피던스를 높인다.

상기 제 1 펄스 컨버터(103)는 발사기 기준좌표계 신호인 싸인성분의 정현파를 구형파로 전환하여, 상기 자이로 추적변화율 신호와 위상이 비교되는 신호로 사용되도록 하고, 전환된 상기 구형파는 상기 자이로 위치신호와 비교되는 신호로 사용되도록한다. 또한, 상기 제 2 펄스 컨버터(104)는 발사기 기준좌표계 신호인 코싸인성분의 정현파를 구형파로 전환하여, 상기 자이로 추적변화율 신호와 위상이 비교되는 신호로 사용되도록 하고, 전환된 상기 구형파는 상기 자이로 위치신호와 비교되는 신호로 사용되도록 한다. 여기서, 상기 전환된 구형파는 발사기의 다른 구성 장치에도 입력된다.

상기 위상 검출기(105)에서는 상기 제 1 엠프(101)를 거친 자이로 추적변화율 신호의 위상과 상기 제 1(103) , 제 2 펄스 컨버터(104)를 거친 상기 발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분과 코싸인성분의 두 구형파의 위상이 각각 비교되어 그 위상차 신호를 출력한다. 또한, 상기 제 2 엠프(102)를 거친 자이로 위치신호의 위상과 상기 제 1(103), 제 2 펄스 컨버터(104)를 거친 상기 발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분과 코싸인성분의 두 구형파의 위상이 각각 비교되어 그 위상차 신호를 출력한다.

따라서, 상기 위상 검출기(105)에서는 위상이 비교된 네 가지 신호의 위상차가 출력되며, 출력된 상기 네가지 위상차 신호의 형태는 직류성분과 교류성분이 실린 신호로 출력된다. 상기 직류성분은 상기 펄스 컨버터(103,104)를 거친 구형파 특성이고, 상기 교류성분은 상기 엠프(101,102)를 거친 정현파 특성이다.

상기 위상 검출기(105)에서 출력된 직류성분과 교류성분이 실린 네가지 위상차 신호는 직류성분만을 얻기 위해서 상기 LPF(106)를 통과하게 된다. 상기 LPF(106)를 통과한 직류성분의 신호는 기준 신호 레벨에 맞게 ±형태의 펄스로 출력된다. 그러나, 상기 신호가 최종적으로 입력되는 아날로그-디지탈 컨버터에서는 입력 신호 범위가 정해져 있는데, 상기 아날로그- 디지탈 컨버터의 입력 범위에 맞게 상기 직류성분의 신호를 기준 신호 레벨 변경을 하여 + 성분으로만 출력하게 하기 위해 상기 레벨 쉬프트(107)를 통과하게 된다.

여기서, 상기 버퍼(109)가 상기 레벨 쉬프프(108)에 적용되는데, 이는 여러 장치에 상기 신호를 사용하기 때문에 전류 용량을 높이기 위함이고, 또한 상기 레벨 쉬프트(107)에서는 극성이 변경되기 때문에 사용된다.

상기 리미터(108)에서는 상기 레벨 쉬프트(107)를 통과한 신호가 상기 아날로그-디지탈 컨버터의 입력 신호 범위를 초과할 경우 그 범위에 대해 상기 아날로그-디지탈 컨버터의 입력 범위내로 제한시킨다.

상기 리미터(108)를 통과한 최종 좌표변환된 네 가지 신호는 상기 아날로그-디지탈 변환기를 통해 발사기에서 사용하는 프로세서에 입력된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 직각좌표계 변환 장치는, 극좌표인 자이로 추적변화율 신호와 자이로 위치신호를 발사기에 사용하는 직각좌표계로 변환하여 표적의 추적변화율에 따른 선도각을 계산하고, 그 선도각에 따라 표적이 재조준 되었는지 확인할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 자이로 추적변화율 신호의 임피던스를 높이는 제 1 엠프와;

   자이로 위치 신호의 임피던스를 높이는 제 2 엠프와;

   발사기 기준좌표계 신호의 싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 1 컨버터와;

   발사기 기준좌표계 신호의 코싸인성분 정현파를 구형파로 전환하는 제 2 컨버터와;

   상기 제 1, 제 2 엠프에서 출력된 신호와 상기 제 1, 제 2 엠프에서 출력된 신호가 입력되고, 각 입력된 신호의 위상이 비교되어 그 위상차의 신호를 검출하는 위상 검출기와;

   상기 위상 검출기에서 출력된 위상차의 신호에서 직류성분만 통과시키는 LPF와;

   상기 LPF를 통과한 직류성분 신호의 기준 레벨 신호를 이동시켜 출력하는 레벨 쉬프트와;

   상기 레벨 쉬프트에서 출력된 신호를 일정값으로 제한하는 리미터를 포함한 것을 특징으로 하는 직각좌표계 변환 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 LPF에서 출력된 신호의 전류를 높이고, 신호의 극성을 변경하기 위한버퍼가 상기 레벨 쉬프트에 더 구비된 것을 특징으로 하는 직각좌표계 변환 장치.