KR20110016885A - 항공기용 디코이 장치 - Google Patents

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KR20110016885A
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Abstract

항공기용 디코이 장치 및 격리된 디코이를 갖는 항공기로부터 디코이 신호를 생성하는 방법이 개시된다. 항공기 수신기는 상기 항공기를 타겟으로 하는 위협원으로부터의 위협 신호를 탐지한다. 항공기 신호 프로세서는 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 생성하며, 상기 디코이 릴레이 신호의 주파수는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮고, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 상기 신호 프로세서는 부정확함들을 보완하기 위해 수신된 테스트 신호에 따라 상기 디코이 릴레이 신호를 보정한다. 항공기 송신기는 상기 디코이 릴레이 신호 및 옵션으로서의 기준 신호를 디코이로 전송하고, 그것들은 디코이 수신기에 의해 수신되어 디코이 주파수 변환기에 의해 다시 디코이 신호로 변환된 후, 디코이 송신기에 의해 발신됨으로써, 상기 위협원으로 하여금 상기 디코이 신호를 탐지하게 하여 상기 항공기 대신 상기 디코이를 추적하게 한다.

Description

항공기용 디코이 장치{AIRCRAFT DECOY ARRANGEMENT}
본 발명은 일반적으로 항공기 미사일 방어 시스템에 관한 것으로서, 특히 항공기용 디코이 장치 및 디코이 신호를 생성 및 전송하는 방법에 관한 것이다.
대공전(anti-aircraft warfare)은 항공기를 타겟으로 하는 로켓이나 유도 미사일의 발사를 포함한다. 유도 미사일은 미사일의 비행궤적 동안, 움직이는 타겟을 조준하여 추적하게 하는 유도 메커니즘(guidance mechanism)을 포함한다. 예를 들어, 열추적 미사일로도 알려져 있는 적외선추적 유도 미사일은 타겟으로부터 방출되는 적외선(예를 들면, 제트엔진으로부터 방출된 배기가스)을 탐지하여 유도를 제공한다. 레이더를 기반으로 하는 다른 유형의 유도 메커니즘의 경우, 미사일 또는 레이더 지상국이 타겟을 향해 전자파를 발신한 후, 타겟으로부터 반사된 리턴신호를 탐지한다.
타겟 항공기는 다가오는 유도 미사일과 맞서기 위한 디코이 장치를 배치하여, 유도 미사일이 타겟 항공기가 아닌 디코이를 목표로 하도록 할 수 있다. 상기 디코이는 타겟 항공기를 향해 발신된 레이더 신호를 탐지하여, 유도 미사일로 하여금 상기 디코이를 의도된 타겟 항공기로 오인하게 하는 적절한 신호 파라미터들을 갖는 디코이 신호를 전송한다. 유도 미사일은 종국적으로 유도 미사일에 의해 파괴되는 상기 디코이를 타겟으로 삼게 됨으로써, 항공기의 손상을 피할 수 있게 된다. 전술한 바와 같은 디코이는 상당한 프로세싱 능력 및 성능을 포함해야 하며, 비용 및 무게를 더 할뿐만 아니라, 일단 파괴되면 발생하게 되는 낭비되는 추가적인 자원을 포함해야 한다.
항공기가 다가오는 미사일로부터의 신호를 탐지한 후, 상기 디코이로 필요한 데이터를 전송하는 것 역시 가능하다. 항공기는 전송할 신호의 유형 및 그 방향과 같은 작동 파라미터들을 상기 디코이로 보낼 수 있고, 상기 디코이의 상태를 모니터할 수 있다. 데이터 전송은 일반적으로 항공기와 디코이를 연결하는 광섬유 케이블과 같은 전용 데이터 링크로 수행된다. 예를 들어, 상기 디코이는 항공기 내부에 있는 케이블 드럼에 배치될 수 있고, 상기 디코이가 전개되면, 케이블이 풀려 항공기 외부로 방출된다. 전술한 바와 같은 케이블 역시 항공기의 전체 무게를 증가시킨다.
상기 디코이는 보통 항공기에 장착되며, "유인 디코이(towed decoy)"로도 알려져 있다. 따라서, 연결 케이블은 항공기와 상기 디코이 사이의 데이터 전송에 이용될 수도 있다. 상기 디코이가 항공기로부터 분리되면, 항공기는 무선 통신 링크를 이용하여 데이터를 전송해야 한다. 다른 대안으로서, 항공기는 상기 디코이가 아직 항공기에 장착되어 있는 동안, 상기 디코이를 전개하기 전에 필요한 데이터를 디코이 장치로 미리 전송할 수 있다.
상기 디코이에 의해 발신되는 디코이 신호가 상기 디코이에 의해 탐지되는 미사일로부터의 레이더 신호와 유사한 주파수라는 사실 때문에, 특별한 문제가 발생한다. 상기 디코이는 자신의 전송 신호를 탐지하여, 그것이 미사일로부터의 레이더 신호인 것으로 오인함으로써, 계속적인 피드백 루프라는 결과를 낳을 수 있다. 마찬가지로, 항공기가 레이더 신호를 탐지하여 그 정보를 상기 디코이로 전달하도록 작동하는 경우, 항공기는 상기 디코이에 의해 전송되는 디코이 신호를 탐지하여, 그것이 미사일로부터의 레이더 신호인 것으로 오인할 수 있다.
"유인 디코이 및 그것의 개선 방법"을 발명의 명칭으로 한 미국특허 US 7,142,148에는, 유인 디코이를 갖는 항공기용 유인 디코이 장치가 개시되어 있다. 상기 항공기는 수신 안테나, 송신 안테나, 분석 및 잡음 신호 생성장치를 포함하며, 항공기 교란장비를 포함할 수 있다. 상기 수신 안테나는 (예를 들어, 미사일 또는 추적 장치와 같은) 위협원(threat source)으로부터의 위협 신호를 탐지하며, 상기 분석 및 잡음 신호 생성장치는 공기를 통과하면서 빠르게 감쇠되는 더 높은 주파수로 변환되는 잡음 신호를 생성한다. 상기 전송 안테나는 변환된 잡음 신호를 상기 디코이로 전달한다. 상기 변환된 잡음 신호의 주파수는 일반적으로 58GHz보다 더 높으며, 특히 10GHz의 대역폭을 갖는 77GHz 정도이다. 상기 디코이는 수신 안테나, 신호 변환 수단 및 송신 안테나를 갖는 송신기를 포함한다. 상기 디코이의 수신 안테나는 변환된 잡음 신호를 항공기로부터 수신하고, 수신된 신호를 상기 위협 신호의 주파수로 변화시켜 증폭시킴으로써 상기 수신된 신호를 다시 잡음 신호로 변환한다. 이후, 상기 디코이의 송신기는 상기 잡음 신호를 위협원 방향으로 발신한다.
"유인/대리 디코이 전송기로부터 호스트 항공기(host aircraft)로의 무선 통신기 링크"를 발명의 명칭으로 한 미국특허 US 6,804,495에는, 양방향 무선 통신 링크를 이용한 유인 디코이 전송기와 호스트 항공기 사이의 통신 방법이 개시되어 있다. 상기 호스트 항공기와 유인 디코이는 모두 무선 링크를 매개로 연결된 RF 무선 송수신기를 포함한다. 상기 호스트 항공기는 (예를 들어, 광섬유, 모뎀 또는 동축케이블을 이용한) 견인 케이블을 통해 호스트 RF 구동 신호를 디코이로 전송한다. 상기 디코이 전송기는 RF ECM(electronic countermeasures) 출력 신호를 전후방향으로 전송하여, RF 기반의 추적 미사일이 항공기가 아니라 디코이를 추적하게 한다. 상기 디코이에 있는 성능 파라미터들을 수정하기 위한 것과 같은 작동 제어 신호들은 무선 링크를 통해 상기 호스트 항공기의 무선 송수신기로부터 상기 유인 디코이의 무선 송수신기로 전송된다. 이후, 상기 디코이의 작동 제어는 관련 파라미터들을 수정하기 위한 작동 조정 신호를 상기 전송기로 보낼 수 있다. 상기 디코이에 내장된 테스트 회로 소자는 상기 디코이 전송기의 성능 사양들을 모니터하며, 그 정보는 내장 테스트 데이터 신호(built-in-test data signal)로서 상기 유인 디코이 무선 송수신기로부터 상기 호스트 항공기 무선 송수신기로 전송될 수 있다. 이후, 호스트 항공기 작동 컨트롤러는 성능 파라미터를 조정 또는 체크하기 위한 명령을 되돌려보내거나 그 정보를 조종사에게 표시할 수 있다. 작동 성능 정보는 가능한 한, 무선 통신 링크를 통해서가 아니라, 상기 호스트 항공기에 탑재된 기존의 RF ECM 안테나 및 상기 디코이의 디코이 안테나를 통해 통신될 수 있다. 복수의 호스트 항공기들 및 디토이들의 경우, 각 호스트 항공기 또는 디코이는 다른 호스트 항공기 또는 디코이로부터 데이터를 수신하거나 전송할 수 있다. 예를 들면, 전반적인 전개 전략을 책임지는 마스터 호스트 항공기는 모든 디코이의 RF ECM 신호를 제어할 수 있다.
"항공기에 의한 견인용 ECM"을 발명의 명칭으로 한 영국특허 GB 2,303,755에는 비행중 항공기로부터 전개될 수 있는 유인 보조 장치를 포함하는 항공기용 ECM 장치를 개시하고 있다. 상기 보조 장치는 견인 케이블로 상기 항공기와 연결된다. 상기 항공기에 있는 제1수신기는 위협과 관련된 우발적 무선전기신호들을 탐지하며, 생성기 회로(generator circuit)는 교란 신호 및 디지털 명령들을 생성한다. 상기 항공기에 있는 전원공급장치는 고전압, 고주파 전원 전류를 생산한다. 상기 교란 신호는 상기 견인 케이블 둘레에 배열된 광섬유들을 통해 상기 보조 장치로 전송되며, 논리 신호들 및 피드 전류(feed current)는 두 가닥으로 감긴 금속 링크들을 통해 전송된다. 상기 피드 전류는 상기 보조 장치의 모든 내부 회로들에 전원을 공급한다. 상기 교란 신호는 프리앰프(preamplifier) 및 교정 장치에 적용되고, 그 다음 전송 앰프에 적용되며, 극초단파 정류기에 적용된다. 상기 정류기는 상기 보조 장치의 전후방에 있는 레이돔 하부에 각각 배열된 전방 및 후방 안테나 중 어느 하나로부터의 교란 신호의 전송을 지휘한다. 상기 정류기는 위협원이 상기 보조 장치의 전방에 있는지 아니면 후방에 있는지의 여부에 따라, 수신된 논리 신호들에 의해 제어된다. 상기 교란 신호는 단일 레이저 전송 다이오드를 이용하는 6~18GHz 사이의 스펙트럼 대역에 있는 단일 광섬유를 통해 전송될 수 있다. 다른 대안으로서, 상기 교란 신호는 상기 보조 장치에 재결합된, 분리된 두 주파수대의 두 광섬유를 통해 전송될 수 있다.
본 발명의 목적은 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이를 갖는 항공기용 디코이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이를 갖는 항공기로 디코이 신호를 생성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 항공기용 디코이 장치에 있어서, 상기 디코이는 항공기에 의해 견인되거나 항공기로부터 분리된 것일 수 있다. 상기 항공기는 항공기 수신기, 신호 프로세서 및 항공기 송신기를 포함하는 항공기 릴레이를 포함한다. 상기 디코이는 디코이 수신기, 주파수 변환기 및 디코이 송신기를 포함하는 디코이 릴레이를 포함한다. 상기 항공기 수신기는 항공기를 타겟으로 하는 미사일 또는 상기 미사일과 연관된 지상국과 같은 위협원으로부터의 레이더 신호와 같은 위협 신호를 탐지한다. 상기 신호 프로세서는 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 생성한다. 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 상기 신호 프로세서는 상기 디코이 릴레이에 있어서의 부정확함들을 보완하기 위해 상기 디코이 릴레이로부터 수신되는 테스트 신호에 따라 상기 디코이 릴레이 신호를 보정할 수 있다. 상기 항공기 송신기는 상기 디코이 릴레이 신호 및 옵션으로서의 기준 신호를 상기 디코이로 전송한다. 상기 디코이 수신기는 상기 항공기로부터 상기 디코이 릴레이 신호 및 옵션으로서의 기준 신호를 수신한다. 상기 주파수 변환기는 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이 송신기에 의해 발신되는 디코이 신호로 변환한다. 상기 위협원은 상기 디코이 신호를 탐지하여, 상기 항공기 대신 상기 디코이를 추적하게 된다.
본 발명에 따른 디코이 신호를 생성하는 방법은 항공기를 타겟으로 하는 미사일 또는 상기 미사일과 연관된 지상국과 같은 위협원으로부터의 레이더 신호와 같은 위협 신호를 탐지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 탐지된 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 디코이에 있어서의 부정확함들을 보완하기 위해 상기 디코이로부터 수신되는 테스트 신호에 따라 보정될 수 있다. 상기 방법은 또한 상기 항공기로부터 상기 디코이로 상기 디코이 릴레이 신호 및 옵션으로서의 기준 신호를 전송하는 단계, 수신된 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이에서 디코이 신호로 변환하는 단계 및 상기 디코이에서 상기 디코이 신호를 발신하는 단계를 포함한다. 상기 위협원은 상기 디코이 신호를 탐지하여, 상기 항공기 대신 상기 디코이를 추적하게 된다.
본 발명에 따르면, 디코이에 의해 발신되는 디코이 신호를 통해 미사일과 같은 위협원으로 하여금 원래 목표인 항공기 대신 상기 디코이를 타겟으로 오인하게 하여 상기 디코이를 파괴하도록 함으로써 항공기에 어떠한 손상도 야기되지 않게 하거나 최소한의 손상만 야기되게 한다. 이때, 상기 디코이 신호의 생성을 위해, 상기 항공기가 상기 디코이로 전송하는 디코이 릴레이 신호는 상기 위협원의 위협 신호(예를 들어, 레이더 신호)의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠되는 주파수로 전송되기 때문에, 상기 디코이가 상기 항공기로부터 상당히 멀리(예를 들어, 수백 미터) 떨어져 있더라도, 상기 디코이 릴레이 신호가 상기 항공기로부터 상기 디코이에 도달할 수 있고, 이것은 상기 디코이가 상기 항공기로부터 분리되는(즉, 견인되지 않는) 것을 허용한다. 또한, 상기 디코이 릴레이 신호에 "피드백 루프 방지 코드"가 부가되기 때문에, 상기 항공기는 탐지되는 상기 디코이 신호를 위협 신호인 레이더 신호로 오인하지 않음으로써, 상기 항공기와 상기 디코이 사이의 잘못된 "피드백 루프"를 피할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 기술적 구성의 특징 및 그에 따른 효과들 이외의 다른 특징들이나 효과들은 첨부된 도면들을 참조로 한 이하의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되어 작동하는 항공기용 디코이 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되어 작동하는 항공기 릴레이 및 디코이 릴레이를 나타낸 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 작동하는, 디코이를 갖는 항공기로 디코이 신호를 생성하는 방법의 개략적 설명도이다.
본 발명은 독창적인 항공기용 디코이 장치와, 디코이 신호(decoy signal)를 생성하는 방법 및 디코이 신호를 항공기에서 항공기로부터 격리된 디코이(decoy)로 전송하는 방법을 제공함으로써, 종래 기술의 단점들을 극복한다. 위협이 탐지되면, 항공기는 디코이 신호를 결정하고, 탐지된 위협 신호(threat signal)에 기초하여 디코이 릴레이 신호(decoy relay signal)를 생성한다. 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 상기 항공기는 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이로 전송한다. 상기 항공기는 상기 디코이에 있어서의 부정확함을 보완하기 위해, 상기 디코이로부터 수신된 테스트 신호(test signal)에 따라 상기 디코이 릴레이 신호를 조정할 수 있다. 상기 디코이는 상기 디코이 릴레이 신호로부터 디코이 신호를 복구하여, 복구된 디코이 신호를 전송한다. 상기 디코이 신호가 위협원(threat source)에 의해 탐지되면, 상기 위협원은 항공기 대신 상기 디코이를 타겟으로 삼게 된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되어 작동하는 항공기용 디코이 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되어 작동하는 항공기 릴레이(aircraft relay) 및 디코이 릴레이(decoy relay)를 나타낸 블록 다이어그램이다. 항공기(100)는 폭격기, 전투기, 정찰기 등과 같은 군사부문에서 활동하는 전형적인 전투기이다. 상기 항공기(100)는 비행이 가능한 모든 유형의 공중운반체(airborne vehicle)일 수 있으며, 고정익 항공기(예를 들면, 비행기, 수상비행기) 및 회전익 항공기(예를 들면, 헬리콥터, 자이로플레인)를 모두 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 항공기(100)는 항공기 수신기(aircraft receiver: 102), 항공기 송신기(aircraft transmitter: 104) 및 신호 프로세서(signal processor: 106)를 포함하는 항공기 릴레이(aircraft relay)를 포함한다. 상기 신호 프로세서(106)는 상기 항공기 수신기(102) 및 항공기 송신기(104)와 연결된다. 상기 항공기 수신기(102)는 일반적으로 안테나 및 신호의 수신을 위한 다른 전자부품들을 포함한다. 상기 항공기 송신기(104)는 일반적으로 안테나 및 신호의 전송을 위한 다른 전자부품들을 포함한다. 상기 신호 프로세서(106)는 다른 항공기 프로세싱 유닛들과 통합될 수 있다. 상기 항공기 수신기(102) 및 항공기 송신기(104)는 단일 안테나로 구성될 수 있다.
상기 항공기(100)는 비행중 디코이(110)를 방출한다. 상기 디코이(110)는 상기 항공기(100)로부터 분리된다(즉, 자체 추진). 택일적으로, 상기 디코이(110)는 견인 케이블을 매개로 상기 항공기(100)에 연결되어 있을 수 있고, 그 경우, 상기 항공기(100)는 상기 디코이(110)가 방출된 이후, 상기 디코이(110)를 견인한다. 상기 디코이(110)의 방출은 자동방식으로 이루어질 수 있고, 탑재된 제어 시스템(예를 들어, 미사일 경고 시스템)에 의해 제어될 수 있으며, 또는 조종사나 다른 승무원에 의한 수동방식으로 상기 디코이(110)의 방출이 이루어질 수 있다. 상기 디코이(110)는 공기역학적으로 설계될 수 있고, 원하는 궤도로 공중을 비행할 수 있도록 날개들이나 에어 브레이크(air brake)와 같은 기동 수단들을 포함할 수 있다. 방출된 후, 상기 디코이(110)는 미사일에 맞았을 경우에도 상기 항공기(100)에 어떠한 손상도 가해지지 않도록 상기 항공기(100)로부터 충분히 멀리 떨어진 곳에 위치할뿐만 아니라, 상기 항공기(100)를 추적하는 어떠한 미사일(120)이라도 상기 디코이(110)에 의해 전송되는 신호들을 수신하여 상기 미사일(120)이 상기 항공기(100) 대신 상기 디코이(110)를 추적하도록 할 수 있기에 충분히 가까운 곳에 위치한다. 일반적으로, 전술한 위치는 항공기로부터 수십 미터에서 수백 미터 사이의 거리이다.
도 2를 참조하면, 디코이(110)는 디코이 수신기(decoy receiver: 112), 디코이 송신기(decoy transmitter: 114) 및 주파수 변환기(frequency converter: 116)를 포함하는 디코이 릴레이(decoy relay)를 포함한다. 상기 주파수 변환기(116)는 상기 디코이 수신기(112) 및 디코이 송신기(114)와 연결된다. 상기 디코이 수신기(112)는 일반적으로 안테나 및 신호의 수신을 위한 다른 전자부품들을 포함한다. 상기 디코이 송신기(114)는 일반적으로 안테나 및 신호의 전송을 위한 다른 전자부품들을 포함한다. 상기 디코이 수신기(112) 및 디코이 송신기(114)는 단일 안테나로 구성될 수 있다. 상기 주파수 변환기(116)는 단지 입력 주파수를 일정량만큼 변형하거나 변조(shift)하는 기본 전자 회로이다.
위협원은 항공기(100)를 추적하는 유도 미사일(120)과 같은 것이다. 예를 들어, 상기 미사일(120)은 타겟을 추적하기 위해 레이더 시스템을 이용하는 능동형 호밍 미사일(active homing missile)일 수 있다. 상기 미사일(120)은 항공기(100)를 향해 레이더 전자파(122)를 발신한 후, 항공기(100)로부터 반사된 전자파(124)를 탐지한다.
상기 항공기 수신기(102)는 상기 미사일(120)로부터 발신된 레이더 전자파를 탐지하거나, 상기 미사일(120)과 상호 통신을 취하는 지상국(ground station)과 같은 상기 미사일(120)과 연관된 요소들로부터 발신된 레이더 전자파를 탐지한다. 상기 항공기 수신기(102)는 탐지된 레이더 신호를 상기 신호 프로세서(106)로 전송하며, 상기 신호 프로세서(106)는 상기 레이더 신호에 기초하여 디코이 신호를 생성한다. 상기 디코이 신호는 상기 미사일로 하여금 상기 항공기 대신 상기 디코이에 대한 추적을 개시하게 하도록 설계된다. 상기 디코이 신호는 도플러효과에 따라 인식되는 주파수에 있어서의 변화를 참작한다. 상기 신호 프로세서(106)는 상기 도플러효과를 참작한 후, 상기 미사일(120)의 속도 벡터에 대한 상기 항공기(100)의 속도 벡터(즉, 상기 미사일 방향의 속도)에 근거하여 상기 미사일(120)에 의해 인식될 반사된 레이더 신호의 주파수를 계산한다. 예를 들어, 상기 레이더 신호가 10GHz이고, 상기 도플러효과에 의해 2kHz의 주파수 편이(frequency shift)가 야기된다면, 생성되는 디코이 신호는 (상기 항공기(100)가 상기 미사일(120)을 향하는지 아니면 상기 미사일(120)로부터 멀어지는지의 여부에 따라) 10GHz 플러스/마이너스 4kHz가 될 것이며, 상기 신호는 상기 항공기(100)로부터 반사되어 탐지될 것으로 예상되는 반사 신호와 동일하다. 상기 레이더 신호는 일반적으로 몇(several)GHz이며, 1GHz~40GHz의 범위 내이다. 도플러 변조 주파수는 일반적으로 몇(several)kHz이며, 10Hz~100kHz의 범위 내이며, 이것은 가능한 레이더 신호들 및 미사일에 대한 항공기/디코이의 일반적 상대속도와 상호 연관된다.
상기 신호 프로세서(106)(또는 그와 동등한 신호 변환기)는 상기 디코이 신호를 디코이 릴레이 신호로 변환한다. 상기 디코이 릴레이 신호는 "S" 주파수 대역(즉, 2~4GHz) 내에 있으며, 바람직하게는 약 2GHz이다. 따라서, 상기 신호 프로세서(106)는 약 2GHz의 주파수를 야기할 적당한 양으로 상기 디코이 신호를 변조(shift)한다. 따라서, 상기 디코이 신호가 10GHz 플러스/마이너스 4kHz로 확립될 경우, 상기 신호는 2GHz 플러스/마이너스 4kHz의 디코이 릴레이 신호를 생성하도록 약 8GHz에 의해 변조되게 된다.
상기 항공기 송신기(104)는 도 1에서 도면부호 126으로 표시된 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이(110)로 전송한다. 상기 항공기 송신기(104)는 상기 디코이(110)에 의한 확실한 수신을 보장하도록 상기 디코이 릴레이 신호(126)를 충분히 높은 출력(예를 들어, 약 10W)으로 전송한다.
상기 디코이 수신기(112)는 상기 항공기 송신기(104)로부터 상기 디코이 릴레이 신호(126)를 수신하여 상기 주파수 변환기(116)로 전달한다. 상기 주파수 변환기(116)는 상기 입력 디코이 릴레이 신호에 적절한 변형 또는 변조를 적용하여 상기 디코이 릴레이 신호를 변환함으로써 원래의 디코이 신호를 재생한다. 따라서, 수신된 디코이 릴레이 신호가 2GHz 플러스/마이너스 4kHz인 경우, 상기 주파수 변환기(116)는 10GHz 플러스/마이너스 4kHz의 디코이 신호를 생성하도록 약 8GHz로 주파수를 변조한다.
주목할 점은, 주파수 변조 인자(예를 들어, 약 8GHz)가 상기 신호 프로세서(106)와 주파수 변환기(116) 모두에서 미리 정해질 수 있다는 것이다. 택일적으로, 상기 신호 프로세서(106)는 활용할 적절한 주파수 변조 인자를 탐지된 레이더 신호 주파수에 기초하여 결정할 수 있다. 상기 항공기(100)는 확립되는 주파수 변조 인자를 가리키기 위해 기준 신호를 상기 디코이(110)로 전송한다.
상기 주파수 변환기(116)는 복구된 디코이 신호를 상기 디코이 송신기(114)로 전달하며, 상기 디코이 송신기(114)는 도 1에서 도면부호 128로 표시되는 디코이 신호를 발신한다. 상기 디코이 송신기(114)는 상기 항공기(100)로부터 반사되는 레이더 신호를 압도하기에 충분한(즉, 상기 항공기(100)로부터 반사되는 상기 레이더 신호(124)보다 더 큰 세기를 갖는) 신호 강도로 상기 디코이 신호(128)를 발신하며, 그에 따라 미사일(120)은 반사되는 상기 레이더 신호(124) 대신 상기 디코이 신호(128)를 탐지하게 된다. 상기 디코이 송신기(114)는 상기 디코이 신호를 모든 방향으로 발신하거나, 지향성 안테나를 이용하여 미사일(120)의 궤도에 대응하는(즉, 상기 항공기(100)로부터 수신된 정보에 따른) 특정 방향으로 발신한다.
일단, 상기 미사일(120)이 상기 디코이 신호(128)를 탐지하게 되면, 상기 미사일(120)은 상기 디코이(110)를 조준하여 추적하게 된다. 결국, 상기 미사일(120)은 상기 디코이(110)를 맞춰 파괴하며, 상기 항공기(100)에 어떠한 손상도 야기되지 않게 하거나 최소한의 손상만 야기되게 된다. 주목할 점은, 상기 디코이(110)에 의해 상기 디코이 신호(128)가 발신된 후, 상기 미사일(120)이 상기 항공기(100)를 추적하지 않도록 하기에 충분할 정도로 상기 디코이(110)와 항공기(100) 사이의 거리가 멀어야만 한다는 것이다. 마찬가지로, 상기 디코이 신호(128)는 상기 미사일(120)이 상기 항공기(100)를 추적하여 조준하기에 충분한 인접거리에 도달하기 전에 발신되어야만 한다.
상기 디코이 릴레이 신호의 주파수는 바람직하게 "S" 주파수 대역(즉, 2~4GHz) 내에 있으며, 더욱 바람직하게는 약 2GHz이나, 일반적으로는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수 범위일 수 있고, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 주목할 점은, 상기 디코이 릴레이 신호를 생성하는 것은 간단한 변환 방법들을 포함하며, 상기 디코이로 하여금 넓은 주파수 범위에 걸쳐 레이더 신호들에 용이하게 반응할 수 있게 하는 것을 포함한다는 것이다. 상기 디코이 릴레이 신호(126)는 공기를 통과하면서 빠르게 감쇠되지 않는 주파수로 전송되기 때문에, 상기 디코이(110)가 상기 항공기(100)로부터 상당히 멀리(예를 들어, 수백 미터) 떨어져 있더라도, 상기 디코이 릴레이 신호(126)는 상기 디코이(110)에 도달할 수 있다. 이것은 또한 상기 디코이(110)가 상기 항공기(100)로부터 분리되는(즉, 견인되지 않는) 것을 허용한다. 또한, 상기 디코이 릴레이 신호(126)가 상기 미사일(120)에 도달하더라도, 상기 미사일(120)의 유도 시스템에는 영향을 미치지 않으며, 상기 디코이 신호(128)가 발신된 이후에는 상기 디코이(110)를 추적하게 된다.
상기 항공기(100)는 상기 디코이(110)의 주파수 변환기(116)에서의 주파수 편차(frequency drifts)나 다른 부정확함들을 보완하기 위한 보정 프로세스를 시작할 수도 있다. 전술한 부정확함들은 잠재적으로 상기 디코이 신호(128)를 의도된 것과는 약간 달라지도록 할 수 있다. 상기 항공기(100)는 상기 디코이 릴레이 신호(126)를 전송하기 전에 상기 디코이(110)에게 테스트 신호를 전송하도록 요구한다. 상기 항공기(100)가 상기 테스트 신호를 탐지하면, 그 테스트 신호에 따라 디코이 릴레이 신호를 보정한다. 예를 들어, 상기 디코이(110)가 8GHz 플러스 0.5kHz(즉, 0.5kHz를 플러스한 에러를 도입)의 테스트 신호를 전송하면, 상기 항공기(100)의 신호 프로세서(106)는 상기 디코이 릴레이 신호(126)에서 0.5kHz를 빼서 예상된 에러를 보완한다. 그 결과, 상기 디코이 신호(128)는 상기 디코이(110)의 주파수 변환기(116)에 의해 상기 에러가 도입된 후에도 여전히 정확할 수 있다. 이러한 보정 프로세스는 작고, 전력 소비가 적으며, 저렴한 주파수 변화기를 이용한 디코이(110)의 실행을 용이하게 한다.
주목한 점은, 상기 디코이(110)가 최소한의 하드웨어 및 프로세싱 능력을 포함한다는 것이다. 상기 디코이(110)는 단순히 기본적인 송신기 및 수신기와 간단한 주파수 변환기를 포함하여, 무게와 비용을 최소화한다. 상기 항공기(100)에는 적절한 디코이 신호를 생성하여 전송하는데 필요한 대부분의 프로세싱 능력이 구비된다.
상기 디코이(110)가 상기 항공기(100)로부터 분리된(즉, 견인되지 않는) 경우, 상기 신호 프로세서(106)는 상기 디코이(110)에 의해 발신될 요구되는 디코이 신호를 계산할 때, 상기 항공기(100)와 디코이(110) 사이의 추가적인 도플러효과를 계산해야만 한다. 따라서, 상기 신호 프로세서(106)는 상기 항공기(100)와 미사일(120) 사이의 도플러효과뿐만 아니라 상기 항공기(100)와 디코이(110) 사이의 추가적인 도플러효과를 보상한다.
상기 항공기(100)는 복수의 위협원으로부터의 위협들에 대응하기 위해 상기 디코이(110)와 유사한 복수의 디코이들을 포함할 수 있다. 상기 항공기(100)는 복수의 디코이들을 동시에 방출할 수 있다. 상기 디코이(110)가 견인되는 경우에는, 첫 번째 위협이 해소된 후, 상기 디코이(110)가 여전히 이용가능한 상태로 남아있을 경우, 또 다른 위협에 대응하기 위해 상기 항공기(100)는 상기 디코이(110)를 재사용할 수 있다.
상기 항공기 수신기(102)는 탐지되는 신호를 그 신호에 부과된 변조의 방향이나 유형과 같은 특정 특성들에 기초하여 (상기 디코이 송신기(114)에 의해 발신된) 디코이 신호와 동일한 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 상기 신호 프로세서(106)는 상기 항공기(100)에 의해 식별될 수 있는 디코이 릴레이 신호에 "피드백 루프 방지 코드"를 부가한다. 그 결과, 상기 항공기(100)는 탐지되는 디코이 신호를 레이더 신호로 오인하지 않음으로써, 상기 항공기와 디코이 사이의 잘못된 "피드백 루프"를 피할 수 있게 된다. 상기 피드백 루프 방지 코드는 상기 미사일(120)에 의해 파악될 수 없도록 설계되며, 미사일 유도 및 추적 메커니즘을 방해하지 않는다. 상기 항공기(100)는 바람직하지 않은 송신 및 방해를 방지하기 위해, 상기 디코이(110)가 상기 디코이 릴레이 신호(126)의 수신을 완료할 때까지, 상기 디코이(110)에게 다른 어떤 신호도 발신하지 않도록 지시할 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 작동하는, 디코이를 갖는 항공기로 디코이 신호를 생성하는 방법의 개략적 설명도이다. 단계 152에서, 위협원으로부터의 위협 신호가 항공기에서 탐지된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 항공기 수신기(102)가 미사일(120) 또는 상기 미사일(120)과 연관된 지상국에 의해 발신된 레이더 신호(122)를 탐지한다.
단계 154에서, 탐지된 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호가 생성되며, 생성되는 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 신호 프로세서(106)는 상기 레이더 신호(122)를 (도플러효과에 따라 항공기에 의해 인식되는 주파수에 있어서의 변화를 참작하여) 디코이 신호로 변환한 후, 디코이 릴레이 신호를 생성하도록 적절한 양으로 상기 디코이 신호를 변조한다. 상기 디코이 릴레이 신호의 주파수는 바람직하게 "S" 주파수 대역 내에 있으며, 더욱 바람직하게는 약 2GHz이다. 택일적으로, 상기 신호 프로세서(106)는 탐지된 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 직접 결정한다. 상기 신호 프로세서(106)는 또한 탐지되는 디코이 신호를 상기 항공기(100)가 위협 신호로 오인하지 않도록 하기 위해, 추가적으로 상기 디코이 릴레이 신호에 특정한 변조 타입과 같은 특수 코드나 특징(즉, "피드백 루프 방지 코드")을 부가한다.
단계 156에서, 상기 항공기로부터 상기 디코이 릴레이 신호가 디코이로 전송된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 디코이(110)가 상기 항공기(100)로부터 방출된 후, 항공기 송신기(104)는 상기 디코이 릴레이 신호(126)를 상기 디코이(110)의 디코이 수신기(112)로 전송한다. 상기 항공기 송신기(104)는 또한 추가적으로 디코이 신호를 결정하는데 사용하기 위한 기준 신호를 상기 디코이(110)로 전송할 수 있다.
단계 158에서, 수신된 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 디코이에서 디코이 신호로 변환된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 디코이 릴레이 신호(126)는 주파수 변환기(116)에 의해 디코이 신호로 변환된다.
단계 160에서, 상기 디코이 신호가 상기 디코이로부터 발신된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디코이 송신기(114)가 상기 디코이 신호(128)를 발신한다. 미사일(120)이 상기 디코이 신호(128)를 탐지하게 되면, 상기 항공기(100) 대신 상기 디코이(110)를 추적하게 된다.
본 발명이 전술한 바와 같은 구체적 실시예들로만 제한되는 것은 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 자명하다.

Claims (25)

  1. 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이(decoy)를 갖는 항공기용 디코이 장치에 있어서,
    상기 항공기용 디코이 장치는 상기 항공기에 마련된 항공기 릴레이(aircraft relay) 및 상기 디코이에 마련된 디코이 릴레이(decoy relay)를 포함하며,
    상기 항공기 릴레이는 위협원(threat source)으로부터의 위협 신호(threat signal)를 탐지하는 항공기 수신기; 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호(decoy relay signal)를 생성하는 신호 프로세서; 및 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이로 전송하는 항공기 송신기를 포함하고, 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며 공기를 통과하면서 서서히 감쇠되고,
    상기 디코이 릴레이는 상기 항공기로부터 상기 디코이 릴레이 신호를 수신하는 디코이 수신기; 상기 디코이 릴레이 신호를 디코이 신호(decoy signal)로 변환하는 주파수 변환기; 및 상기 디코이 신호를 발신하는 디코이 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호의 주파수는 약 2~4GHz인 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디코이 신호는 상기 항공기로부터 반사되는 상기 위협 신호의 반사 강도보다 더 큰 세기로 발신되는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디코이는 상기 항공기에 의해 견인되는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디코이는 상기 항공기로부터 분리된 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 디코이는 비행중 상기 항공기로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위협 신호는 레이더 신호인 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 디코이 릴레이 신호에 추가로 피드백 루프 방지 코드를 부가하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 피드백 루프 방지 코드는 상기 디코이 릴레이 신호의 방향 및 변조 타입으로 구성되는 리스트에서 선택되는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 디코이에서 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이 신호로 변환함에 있어서의 부정확함들을 보완하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 디코이 릴레이에 의해 전송되는 테스트 신호에 따라 상기 디코이 릴레이 신호를 보정함으로써 상기 부정확함들을 보완하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 항공기 송신기는 추가로 기준 신호를 상기 디코이로 전송하며, 상기 주파수 변환기는 상기 기준 신호를 이용하여 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  13. 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이(decoy)를 갖는 항공기용 디코이 장치에 있어서,
    상기 항공기용 디코이 장치는 상기 항공기에 마련된 항공기 릴레이(aircraft relay) 및 상기 디코이에 마련된 디코이 릴레이(decoy relay)를 포함하며,
    상기 항공기 릴레이는 위협원(threat source)으로부터의 위협 신호(threat signal)를 탐지하는 항공기 수신기; 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호(decoy relay signal)를 생성하는 신호 프로세서; 및 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이로 전송하는 항공기 송신기를 포함하고, 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 디코이 릴레이에 있어서의 부정확함들을 보완하기 위해 상기 디코이 릴레이로부터 수신되는 테스트 신호에 따라 보정되며,
    상기 디코이 릴레이는 상기 항공기로부터 상기 디코이 릴레이 신호를 수신하는 디코이 수신기; 상기 디코이 릴레이 신호를 디코이 신호(decoy signal)로 변환하는 주파수 변환기; 및 상기 디코이 신호를 발신하는 디코이 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠되는 것을 특징으로 하는 항공기용 디코이 장치.
  15. 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이(decoy)를 갖는 항공기로 디코이 신호(decoy signal)를 생성하는 방법에 있어서,
    상기 항공기에서 위협원(threat source)으로부터의 위협 신호(threat signal)를 탐지하는 단계;
    탐지된 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 생성하는 단계, 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠됨;
    상기 항공기로부터 상기 디코이로 상기 디코이 릴레이 신호를 전송하는 단계;
    수신된 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이에서 디코이 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 디코이에서 상기 디코이 신호를 발신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호의 주파수는 약 2~4GHz인 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 디코이 신호는 상기 항공기로부터 반사되는 상기 위협 신호의 반사 강도보다 더 큰 세기로 발신되는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 위협 신호는 레이더 신호인 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호에 피드백 루프 방지 코드를 부가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 피드백 루프 방지 코드는 상기 디코이 릴레이 신호의 방향 및 변조 타입으로 구성되는 리스트에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호를 생성하는 단계는 상기 디코이에서 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이 신호로 변환함에 있어서의 부정확함들을 보완하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 신호 프로세서는 상기 디코이에 의해 전송되는 테스트 신호에 따라 상기 디코이 릴레이 신호를 보정함으로써 상기 부정확함들을 보완하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 항공기 송신기는 추가로 기준 신호를 상기 디코이로 전송하며, 상기 주파수 변환기는 상기 기준 신호를 이용하여 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  24. 항공기로부터 격리된 적어도 하나의 디코이(decoy)를 갖는 항공기로 디코이 신호(decoy signal)를 생성하는 방법에 있어서,
    상기 항공기에서 위협원(threat source)으로부터의 위협 신호(threat signal)를 탐지하는 단계;
    탐지된 상기 위협 신호에 기초하여 디코이 릴레이 신호를 생성하는 단계, 상기 디코이 릴레이 신호는 상기 디코이에 있어서의 부정확함들을 보완하기 위해 상기 디코이로부터 수신되는 테스트 신호에 따라 보정됨;
    상기 항공기로부터 상기 디코이로 상기 디코이 릴레이 신호를 전송하는 단계;
    수신된 상기 디코이 릴레이 신호를 상기 디코이에서 디코이 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 디코이에서 상기 디코이 신호를 발신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 디코이 릴레이 신호는 상기 위협 신호의 주파수보다 상당히 낮은 주파수를 가지며, 공기를 통과하면서 서서히 감쇠되는 것을 특징으로 하는 디코이 신호를 생성하는 방법.
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