KR20130135739A - 위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법이 개시된다. 위성항법 기반신호 제거 장치는 미리 설정된 거리만큼 서로 이격되고 이격거리의 중심을 기준으로 회전이 가능하도록 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나와, 제1 및 제2 안테나를 통해 수신한 신호를 결합하여 결합 신호를 출력하는 RF신호 처리부와, 결합 신호를 처리하여 측정 데이터 및 항법 데이터를 생성하는 위성항법신호 수신부와, 측정 데이터 및 항법 데이터 중 적어도 하나의 데이터에 기초하여 기만신호를 검출하고 기만신호가 검출되는 경우 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 기만신호 검출부 및 제공된 안테나 제어 명령 신호에 상응하여 제1 및 제2 안테나를 회전시키는 안테나 제어부를 포함한다. 따라서, 기만신호 송신원의 방향을 정확하게 탐지할 수 있고, 기만신호를 용이하게 제거할 수 있다.

Description

위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법{APPARATUS OF ELIMINATING SPOOFING SINGNAL FOR SATELLITE NAVIGATION SIGNAL AND METHOD THEREOF}
본 발명은 기만신호 처리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성항법 신호에 대한 기만신호를 송신하는 송신원에 대한 방향을 탐지하고, 기만신호를 제거할 수 있는 위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 등과 같은 위성 항법 시스템(GNSS: Global Navigatin Satellite System)은 위성으로부터 위성의 위치, 시간 및 기타 오차 보정 요소에 대한 정보를 수신하여 정확한 시각 정보 및 위치를 측정하기 위한 시스템이다.
최근들어, 위성 항법 시스템은 군사 및 민간 영역의 다양한 산업 분야에서 활용되고 있고, 군사적 측면에서 위성 항법 시스템의 활용은 민간 분야에서의 활용보다 더 중요한 위치를 차지하고 있다. 위성 항법 시스템은 정확한 시각 및 위치정보를 획득하기 위해 최소 4개 이상의 위성으로부터 송신되는 신호를 수신할 수 있어야 한다.
한편, 위성 항법 시스템의 활용이 증가함에 따라 위성 항법 시스템을 교란하기 위한 악의적 공격 역시 증가하고 있다. 예를 들어, 특정 국가 내의 군사 훈련을 방해하거나 국제적 행사기간 동안 사회혼란을 야기할 목적으로 위성항법 기만신호(또는 혼신원)를 발생하여 송출함으로써 위성 항법 시스템을 교란하는 사례가 늘고 있다.
상기한 바와 같은 위성항법 기만신호의 송신원을 판별하기 위해서는 위성항법 기만신호의 송신원의 방향을 정확하게 탐지하는 것이 필요하다. 또한, 위성항법 기만신호가 존재하는 경우에도 위성항법 시스템을 정상적으로 동작시키기 위해서는 정상적인 위성항법 신호에 혼합된 기만신호를 효율적으로 제거하는 것이 필요하다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 위성항법 기만신호의 방향을 정확하게 탐지할 수 있고, 위성항법 기만신호를 효율적으로 제거할 수 있는 위성항법 기만신호 제거 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 위성항법 기만신호의 방향을 정확하게 탐지할 수 있고, 위성항법 기만신호를 효율적으로 제거할 수 있는 위성항법 기만신호 제거 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 위성항법 기만신호 제거 장치는, 미리 설정된 거리만큼 서로 이격되고 이격거리의 중심을 기준으로 회전이 가능하도록 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나와, 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 수신한 신호를 결합하여 결합 신호를 출력하는 RF신호 처리부와, 상기 결합 신호를 처리하여 측정 데이터 및 항법 데이터를 생성하는 위성항법신호 수신부와, 상기 측정 데이터 및 항법 데이터 중 적어도 하나의 데이터에 기초하여 기만신호를 검출하고, 기만신호가 검출되는 경우 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 기만신호 검출부 및 제공된 상기 안테나 제어 명령 신호에 상응하여 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키는 안테나 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 기만신호 검출부는 상기 위성항법 신호 수신부로부터 제1 시점에 수신한 상기 측정 데이터 또는 항법 데이터와, 상기 제1 시점 이전의 제2 시점에 상기 위성항법 신호 수신부로부터 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터를 비교하고, 비교한 결과에 기초하여 기만신호를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 기만신호 검출부는 상기 제1 시점에 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터를 상기 제2 시점에 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터와 비교하고, 비교 결과에 따라 기만신호의 존재 여부를 확인한 후, 기만신호가 존재하는 경우 기만신호 존재 지시 신호를 제공하는 기만신호 검출모듈과, 제공된 상기 기만신호 존재 지시 신호에 상응하여 안테나 회전을 제어하기 위한 상기 안테나 제어 명령 신호를 생성하는 안테나 제어명령 생성모듈 및 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 수신한 측정 데이터 및 항법 데이터가 저장되는 저장부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기만신호 검출모듈은 상기 제1 시점 및 제2 시점에 각각 수신한 측정 데이터의 변화량이 미리 설정된 기준값을 초과하거나, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 수신한 항법 데이터의 변화량이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 상기 기만신호 존재 지시 신호를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 안테나 제어 명령 신호는 상기 제1 및 제2 안테나의 회전 방향, 회전 각도 및 회전 시간 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기만신호 검출부는 기만신호가 검출되는 경우, 상기 제1 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제공하고, 기만신호가 검출되지 않는 시점에 상기 제1 및 제2 안테나의 위치인 제1 위치 정보를 저장하고, 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 정지시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공할 수 있다. 또한, 상기 기만신호 검출부는 상기 제1 위치에 있는 상기 제1 및 제2 안테나를 상기 제1 방향으로 회전시키기 위한 제어 신호를 기만신호가 다시 검출될 때까지 제공하고, 기만신호가 다시 검출되는 경우 기만신호가 다시 검출되기 직전의 상기 제1 및 제2 안테나의 위치인 제2 위치 정보를 저장하고, 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 정지시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공할 수 있다. 또한, 상기 기만신호 검출부는 상기 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 연결하는 가상의 직선의 연장선이 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 향하도록 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 안테나 제어부는 제공된 상기 안테나 제어 명령 신호에 따라 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 제어하기 위한 안테나 회전 제어 신호를 제공하는 회전 제어 모듈 및 상기 제1 및 제2 안테나와 기계적으로 결합되고 제공된 상기 안테나 회전 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키는 안테나 구동 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 RF신호 처리부는 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 수신한 신호를 결합하는 주파수 결합기 및 상기 주파수 결합기로부터 출력된 신호를 미리 정해진 신호 레벨로 증폭하여 상기 결합신호를 출력하는 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 위성항법 기만신호 제거 방법은, 기만신호의 존재 여부를 판단하는 단계 및 기만신호가 존재하는 경우 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시켜 상기 기만신호를 상쇄시키는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 기만신호 제거 방법은 상기 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시키는 단계 이후에, 상기 기만신호가 검출되지 않은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치 범위를 추정하는 단계와, 상기 추정된 위치 범위에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계 및 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기만신호가 검출되지 않은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치 범위를 추정하는 단계는, 상기 기만신호가 검출되지 않는 시점의 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치인 제1 위치를 저장하는 단계와, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 상기 제1 방향으로 기만신호가 다시 검출될 때까지 회전시키는 단계와, 기만신호가 다시 검출되면 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 정지하고, 기만신호가 다시 검출되기 직전의 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치인 제2 위치를 저장하는 단계 및 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 중간 위치에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 추정된 위치 범위에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계는, 상기 제1 안테나의 제1 위치와 상기 제1 안테나의 제2 위치 사이의 중간위치와, 상기 제2 안테나의 제1 위치와 상기 제2 안테나의 제2 위치 사이의 중간위치를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향을 상기 기만신호 송신원의 방향으로 결정할 수 있다.
여기서, 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 회전시키는 단계는, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향이 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향을 향하도록 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 상기 기만신호 제거 방법은 상기 기만신호가 존재하는 경우 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시켜 상기 기만신호를 상쇄시키는 단계 이전에, 상기 제1 안테나를 통해 수신한 기만신호와 상기 제2 안테나를 통해 수신한 기만신호를 합성하는 경우 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 각각 수신한 기만신호가 상쇄될 수 있도록 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 이격시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 위성항법 기만신호 제거 장치 및 그 방법에 따르면, 두 개의 안테나를 직선상에 미리 설정된 거리 만큼 이격시켜 설치하고, 기만신호가 존재하는 경우, 두 개의 안테나 사이의 중심을 기준으로 상기 두 개의 안테나를 미리 설정된 기만신호 검색 회전각 단위로 회전시켜 기만신호 송신원의 방향으로 위치시킴으로써 두 개의 안테나 각각을 통해 수신한 기만신호들간의 위상차에 따라 기만신호가 상쇄되도록 한다.
또한, 기만신호가 제거된 시점의 두 개의 안테나의 위치와, 기만신호가 다시 존재하기 시작하는 시점 직전의 두 개의 안테나의 위치를 결정하고, 결정된 두 개의 위치 사이의 중간 위치를 기만신호 송신원의 방향으로 결정한다.
따라서, 위성항법 기만신호 송신원의 위치를 정확하게 탐지할 수 있고, 위성항법 기만신호를 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 두 개의 안테나의 물리적인 거리 및 위치를 이용하여 기만신호의 방향을 탐지하고 제거할 수 있기 때문에, 기만신호 제거 장치의 구현이 간단하고 제작 비용을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 및 제거 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 정밀도를 향상시키기 위한 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시한 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성 중 기만신호 검출부에 대한 보다 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시한 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성 중 안테나 제어부에 대한 보다 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시한 안테나 구동 모듈의 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 및 제거 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 및 제거 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호 방향 탐지 및 제거 과정에서는 두 개의 안테나(101, 103)가 이용된다. 또한, 두 개의 안테나(101, 103)는 미리 설정된 거리(예를 들면, 반파장, λ/2) 만큼 이격되어 설치되고, 두 개의 안테나(101, 103)의 직선거리의 중심(또는 중심축)(105)을 기준으로 회전 가능하도록 구성된다.
위성항법 기만신호의 방향 탐지는 먼저 위성항법 기만신호의 발생 여부를 판단하고 기만신호가 발생한 것으로 판단되면, 기만신호를 제거하기 위하여 두 개의 안테나(101, 103)를 중심축(105)을 기준으로 미리 설정된 방향으로 회전시킨다.
예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 두 개의 안테나(101, 103)가 X-X'지점에 위치하는 경우 기만신호가 수신되고 이에 따라 GPS 수신기에서 잘못된 항법해를 생성하는 것으로 가정하면, 기만신호를 송신하는 송신원(150)의 방향을 탐지하기 위해 두 개의 안테나(101, 103)를 미리 설정된 방향으로 회전시켜 제1 안테나(101) 및 제2 안테나(103)를 가상으로 연결하는 선을 연장한 연장선(107)의 방향이 기만신호의 송신원(150) 쪽으로 향하도록 한다. 여기서, 두 개의 안테나(101, 103)는 기만신호의 방향 탐지를 위해 미리 설정된 회전각 단위로 회전시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 두 개의 안테나(101, 103)를 회전시킴으로써 두 개의 안테나(101, 103)의 위치가 Y-Y'가 되었을 때 제1 안테나(101) 및 제2 안테나(103)를 연결하는 가상의 직선의 연장선(107) 상에 기만신호의 송신원(150)이 위치하게 된다.
이 때, 제1 안테나(101)를 통해 수신한 신호의 파형은 도 1의 (a)와 같다. 또한, 제1 안테나(101)와 제2 안테나(103)의 이격 거리가 반파장(λ/2)이므로 제2 안테나(103)를 통해 수신한 신호의 파형은 도 1의 (a)에 도시한 파형과 반파장(λ/2)의 위상차를 가지게 된다. 즉, 제2 안테나(103)를 통해 수신한 신호는 도 1의 (b)와 같다.
한편, 제1 안테나(101) 및 제2 안테나(103)를 통해 수신한 신호((a) 및 (b))를 주파수 결합기(140)를 통해 결합시키면, 도 1의 (c)에 도시한 바와 같이 두 개의 파형이 상쇄되어 기만신호가 제거된 파형이 출력된다.
상술한 바와 같은 방법으로 기만신호의 파형을 제거함으로써 GPS 수신기는 정상적인 위성 항법 신호만을 처리하여 정상적인 항법해를 생성할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 정밀도를 향상시키기 위한 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2에 도시한 제1 안테나(201) 및 제2 안테나(203)의 위치들 중 A-A'지점이 기만신호가 초기 제거된 안테나의 위치(즉, 도 1의 Y-Y'위치에 해당함)인 것으로 가정한다.
먼저, 기만신호 송신원의 정확한 방향을 탐지하기 위해 기만신호가 초기 제거된 안테나의 위치인 A-A'에서 두 개의 안테나(201, 203)를 기만신호가 제거되지 않을 때까지 미리 정해진 방향(i)으로 회전시킨다. 여기서, 두 개의 안테나(201, 203)의 회전은 기만신호 송신원의 방향을 탐지하기 위해 미리 설정된 회전각 단위로 회전하도록 구성될 수 있다.
즉, 기만신호가 초기 제거된 위치 A-A'에서 두 개의 안테나(201, 203)를 중심축(205)을 기준으로 시계방향(i)으로 회전시켜 가면서 기만신호의 영향 유무를 판단하여 두 개의 안테나(201, 203)의 위치가 B-B'지점에 이를때까지 기만신호의 영향이 없고, 두 개의 안테나(201, 203)의 위치가 B-B'지점을 벗어나면 기만신호가 다시 영향을 주는 경우, B-B'지점에서 두 개의 안테나(201, 203)의 회전을 멈추고 두 개의 안테나(201, 203)의 회전 경로 상에서 두 개의 안테나의 위치가 A-A'인 지점과 B-B'인 지점의 중간 위치인 C-C'인 지점으로 두 개의 안테나(201, 203)를 시계 반대 방향(ii)으로 회전시킨다.
그리고, 기만신호를 송신한 송신원의 위치를 두 개의 안테나의 위치 C-C'를 가상으로 연결한 직선의 연장선(207) 방향으로 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호 제거 장치는 도 2를 통해 설명한 원리를 통해 기만신호 송신원의 방향을 간단하고 정확하게 판별할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310), 제2 안테나(320), RF신호 처리부(330), GPS 수신부(340), 기만신호 검출부(350), 안테나 제어부(360)를 포함할 수 있다.
제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 복수의 항법 위성(301)으로부터 송신되는 위성 항법 신호를 각각 수신하고 수신한 신호를 RF신호 처리부(330)에 제공한다. 여기서, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 복수의 위성으로부터 정상적인 위성 항법 신호만을 수신할 수도 있고, 위성 항법 신호와 더불어 기만신호 송신원(303)으로부터 송신되는 기만신호를 동시에 수신할 수도 있다.
또한, 기만신호가 발생하는 경우 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 원리를 이용하여 기만신호 송신원(303)의 방향을 탐지하고 기만신호를 제거하기 위해 사용된다. 즉, 본 발명에서는 기만신호 송신원(303)의 방향을 탐지하고 기만신호를 제거하기 위해, RF 주파수의 특성을 이용하여 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 통해 수신된 신호의 위상차를 통해 기만신호가 상쇄되도록 함으로써 기만신호를 제거할 수 있도록 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 이용한다.
이를 위해 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 미리 설정된 이격 거리를 가지도록 배치될 수 있다. 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)간의 이격거리는 수신되는 신호의 중심 주파수(또는 파장)에 따라 설정될 수 있고, 예를 들어 수신되는 신호의 파장의 절반(λ/2)으로 이격거리가 설정될 수 있다.
제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 수신되는 신호의 반파장에 해당하는 거리로 이격시키고, 제1 안테나(310)와 제2 안테나(320)를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향으로 기만신호 송신원(303)이 위치하도록 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 위치(즉, 회전)를 조절하는 경우, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 통해 수신한 기만신호는 서로 상쇄되어 GPS 수신부(340)의 처리에 영향을 줄 수 없게 된다.
예컨대, 위성 항법 신호로 GPS의 L1 신호를 수신하는 경우, L1의 중심 주파수가 1575.42MHz이므로 파장(λ)은 약 19cm가 되고 L1 신호의 반파장(λ/2)은 약 9.514cm가 된다. 이에 따라, 제1 안테나(310)와 제2 안테나(320) 사이의 이격거리가 9.514cm가 되도록 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 서로 이격시켜 설치할 수 있다.
또한, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 안테나 제어부(360)로부터 제공된 안테나 제어신호에 상응하여 동시에 동일 방향으로 회전이 가능하도록 설치될 수 있다. 즉, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 두 안테나를 가상으로 연결하는 직선의 중심을 중심축으로 하여 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전 가능하도록 설치될 수 있다.
RF신호 처리부(330)는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)로부터 각각 수신한 신호를 결합하고, 결합된 신호를 저잡음 증폭한 후 GPS 수신부(340)에 제공한다.
상기한 바와 같은 기능을 처리하기 위하여 RF신호 처리부(330)는 주파수 결합기(331) 및 저잡음 증폭기(333)로 구성될 수 있다. 주파수 결합기(331)는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)로부터 각각 수신한 신호를 결합하고, 결합된 신호를 저잡음 증폭기(333)에 제공한다. 여기서, 기만신호 송신원(303)의 방향이 탐지된 후, 반파장만큼 이격된 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 통해 수신한 신호는 주파수 결합기의 결합을 통해 기만신호만 제거되고, 위성항법 신호는 합성되어 저잡음 증폭기(333)로 제공된다.
저잡음 증폭기(333)는 주파수 결합기(331)로부터 제공된 신호를 증폭한 후 GPS 수신부(340)에 제공한다. 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 통해 수신한 위성 항법 신호는 잡음레벨 보다 낮은 신호 레벨을 가지므로 저잡음 증폭기(333)는 이와 같이 낮은 레벨의 신호를 GPS 수신부(340)에서 처리 가능한 정도의 신호 레벨로 증폭시킨 후 GPS 수신부(340)에 제공한다. 여기서, 저잡음 증폭기(333)로부터 GPS 수신부(340)에 제공되는 신호는 위성 항법 신호만으로 구성될 수도 있고, 위성 항법 신호에 기만신호 송신원(303)으로부터 송신되는 기만신호가 포함된 신호가 제공될 수도 있다.
GPS 수신부(340)는 저잡음 증폭기(333)로부터 제공된 신호를 수신하고, 수신한 신호에 기초하여 위성 항법 정보를 획득하고, 위성 항법 신호를 추적하여 항법해를 생성한다.
GPS 수신부(340)는 위성 항법 신호를 추적하는 과정에서 위성별 의사거리, 캐리어 대 잡음비(C/No: Carrier to Noise ratio), 코드 위상, 반송파 위상 등의 측정 데이터 및 항법 데이터를 생성하고, 생성한 측정 데이터 및 항법 데이터를 기만신호 검출부(350)에 제공한다.
기만신호 검출부(350)는 GPS 수신부(340)로부터 제공된 측정 데이터 및 항법 데이터에 기초하여 기만신호의 존재 여부를 판단한다. 기만신호 검출부(350)는 수신된 신호에 기만신호가 존재하는 것으로 판단되면, 안테나 제어부(360)에 안테나의 제어를 지시하는 안테나 제어 명령을 제공한다. 여기서, 안테나 제어 명령에는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전 각도, 회전 방향 또는 회전 시간 정보가 포함될 수 있다.
구체적으로, 기만신호 검출부(350)는 GPS 수신부(340)로부터 미리 설정된 시간 간격으로 제공받은 측정 데이터 및 항법 데이터에 기초하여 기만신호의 존재 여부를 판단하고, 기만신호가 존재하는 경우 이를 지시하는 안테나 제어 명령을 제공한다.
기만신호 검출부(350)는 기만신호가 존재하지 않을 때까지 안테나 제어 명령을 제공할 수 있고, 이에 상응하여 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 기만신호 검색 회전각 단위로 특정 방향으로 회전된다.
이후, 기만신호 검출부(350)는 기만신호가 존재하지 않는 것으로 판단되면, 안테나 제어 명령을 제공하지 않거나 안테나의 정지를 지시하는 안테나 제어 명령을 제공하게 되고, 이에 따라 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 정지된다. 여기서, 기만신호 검출부(350)는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나의 위치(제1 위치)를 저장한다.
이후, 기만신호 검출부(350)는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 상기 특정 방향으로 회전시키기기 위한 안테나 제어 명령을 제공하면서 기만신호의 존재 여부를 판단하고, 기만신호가 다시 존재하는 시점에 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전을 정지하기 위한 안테나 제어 명령을 제공하고, 기만신호가 다시 존재하기 직전의 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 위치(제2 위치)를 저장한다.
여기서, 기만신호 검출부(350)는 제1 위치와 제2 위치의 중간 위치의 연장선 방향을 기만신호 송신원의 방향으로 결정하고, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 다시 상기 특정 방향과 반대 방향으로 회전시키기 위한 안테나 제어 신호를 제공함으로써 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 위치가 상기 제1 위치와 제2 위치의 중간에 위치하도록 한다.
안테나 제어부(360)는 기만신호 검출부(350)로부터 안테나 제어 명령이 제공되면, 기만신호의 방향(또는 기만신호 송신원(303)의 방향)을 탐지하기 위해 미리 설정된 기만신호 검색시간 동안 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 미리 설정된 기만신호 검색 회전각으로 회전시키기 위한 제어를 수행한다. 여기서, 기만신호 검색시간은 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 통해 수신한 신호를 처리하여 기만신호 검출부(350)에서 기만신호가 제거되었는가를 판단하는 시간을 의미한다. 또한, 기만신호 검색 회전각은 기만신호가 제거되지 않고 GPS 수신부(340)로 기만신호가 제공될 경우 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전하기 위한 최소 회전각을 의미한다.
기만신호 검출부(350)로부터 안테나 제어 명령이 제공되는 경우, 안테나 제어부(360)는 기만신호 송신원(303)의 방향을 정확하게 탐지할 때까지 상기한 기만신호 검색 회전각 단위로 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 시계방향(또는 시계 반대 방향)으로 회전시킬 수 있다.
도 4는 도 3에 도시한 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성 중 기만신호 검출부(350)에 대한 보다 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기만신호 검출부(350)는 데이터 수신모듈(351), 기만신호 검출모듈(353), 저장부(355) 및 안테나 제어명령 생성모듈(357)을 포함할 수 있다.
데이터 수신모듈(351)은 GPS 수신부(340)로부터 위성 항법 신호에 대한 측정 데이터 및 항법 데이터를 수신하고, 수신한 측정 데이터 및 항법 데이터를 저장부(355)에 저장하고 기만신호 검출모듈(353)에 제공한다. 여기서, 데이터 수신모듈(351)은 GPS 수신부(340)로부터 미리 설정된 시간 간격 마다 측정 데이터 및 항법 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
데이터 수신모듈(351)로 제공되는 측정 데이터는 GPS 수신부(340)가 수신한 위성 항법 신호에 기초하여 생성한 위성별 의사거리, 수신신호세기(또는 캐리어 대 잡음비)를 포함할 수 있고, 항법 데이터는 궤도 데이터와 GPS 수신부가 장착된 수신 장치 또는 기만신호 제거 장치의 위치 및 속도 데이터를 포함할 수 있다. 데이터 수신모듈(351)은 미리 설정된 시간 간격마다 측정 데이터 및 항법 데이터를 수신하고, 수신한 측정 데이터 및 항법 데이터를 상기 일정 시간 간격으로 기만신호 검출모듈(353)에 제공할 수 있다.
기만신호 검출모듈(353)은 데이터 수신모듈(351)로부터 제공된 측정 데이터 및 항법 데이터와 이전에 데이터 수신모듈(351)로부터 제공되어 저장부(355)에 저장된 측정 데이터 및 항법 데이터를 비교하여 기만신호의 존재 여부를 판단하고, 기만신호가 존재하는 것으로 판단되는 경우 기만신호가 존재함을 지시하는 신호를 안테나 제어명령 생성모듈(357)에 제공한다.
기만신호 검출모듈(353)의 동작을 보다 구체적으로 설명하면, 기만신호 검출모듈(353)은 현재 시점에서 제공된 측정 데이터 및 항법 데이터를 이전에 저장부(355)에 저장된 측정 데이터 및 항법 데이터와 비교하여 측정 데이터의 변화량이나 기만신호 제거 장치(또는 GPS 수신부(340)가 설치된 장치)의 위치 변화량 등을 확인하고, 확인 결과에 기초하여 기만신호의 존재 여부를 판단한다.
위성항법 시스템에서 측정된 측정 데이터 및/또는 장치의 위치는 시간에 따라 급격한 변화를 갖지 않는다. 따라서, 측정 데이터 및/또는 장치의 위치 변화량이 급격하게 변화하는 경우 기만신호가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 기만신호 검출모듈(353)은 측정 데이터의 변화량 및/또는 항법 데이터의 변화량을 미리 설정된 기준값과 비교하여 측정 데이터 변화량 및/또는 항법 데이터 변화량이 상기 기준값 이상인 경우 기만신호가 존재하는 것으로 판단한다.
안테나 제어명령 생성모듈(357)은 기만신호 검출모듈(353)로부터 기만신호가 존재함을 지시하는 신호를 수신하면, 이에 상응하여 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전을 제어하기 위한 안테나 제어 명령 신호를 생성하고, 생성한 안테나 제어 명령 신호를 안테나 제어부(360)에 제공한다. 여기서, 안테나 제어명령 생성모듈(357)은 안테나 제어 명령으로 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전방향, 회전 각도, 회전 시간을 결정한 후, 결정된 정보를 포함하는 안테나 제어 명령 신호를 안테나 제어명령 생성모듈(357)에 제공할 수 있다.
저장부(355)는 비휘발성 메모리로 구성될 수 있고, 데이터 수신모듈(351)로부터 제공된 측정 데이터 및 항법 데이터를 저장한다.
도 5는 도 3에 도시한 위성항법 기만신호 제거 장치의 구성 중 안테나 제어부(360)에 대한 보다 상세한 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 6은 도 5에 도시한 안테나 구동모듈(365)의 구성예를 나타내는 개념도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 안테나 제어부(360)는 안테나 제어명령 수신모듈(361), 안테나회전 제어모듈(363) 및 안테나 구동모듈(365)을 포함할 수 있다.
안테나 제어명령 수신모듈(361)은 기만신호 검출부(350)로부터 제공된 안테나 제어 명령 신호를 수신하고, 수신한 안테나 제어 명령 신호를 안테나회전 제어모듈(363)에 제공한다. 여기서, 안테나 회전 제어 명령은 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전 방향, 회전 각도 및/또는 회전 시간 정보를 포함할 수 있다. 안테나 회전 방향 정보는 시계 방향 또는 시계 반대 방향을 지시할 수 있고, 안테나의 회전 각도 정보는 미리 설정된 기만신호 검색 회전각에 따라 결정될 수 있다.
안테나회전 제어모듈(363)은 안테나 제어명령 수신모듈(361)로부터 수신한 안테나 제어 명령 신호에 따라 안테나 회전을 제어하기 위한 안테나 회전 제어 신호를 제공한다. 여기서, 안테나 회전 제어 신호는 예를 들어, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 회전 각도 정보 및 회전 방향에 상응하는 전기 신호 및 안테나의 회전 시간을 제어하기 위한 전기 신호 등으로 구성될 수 있다.
안테나 구동모듈(365)은 안테나회전 제어모듈(363)로부터 제공된 안테나 회전 제어 신호에 따라 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시킨다.
안테나 구동모듈(365)은 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)가 미리 설정된 이격 거리만큼 이격되어 설치될 수 있도록 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 지지하는 안테나 지지수단(365-1)과 안테나 지지수단(365-1)과 기계적으로 연결되고 안테나회전 제어모듈(363)로부터 제공된 회전 제어 신호에 상응하여 상기 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)가 설치된 안테나 지지수단(365-1)을 회전시키는 구동수단(365-2)을 포함할 수 있다. 여기서, 구동수단(365-2)은 예를 들어 모터로 구성될 수 있다.
구동수단(365-2)이 모터로 구성되는 경우, 구동수단(365-2)은 안테나회전 제어모듈(363)로부터 제공되는 전기 신호의 위상, 크기 및 상기 전기 신호의 공급 시간(duration)에 상응하여 시계 방향 또는 시계 방향으로 소정 각도만큼 회전함으로써, 모터의 회전축과 결합된 지지수단을 동일한 방향으로 동일한 각도 만큼 회전시킴으로써 결과적으로 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 기만신호의 방향 탐지 및 제거 방법을 나타내는 흐름도로서, 도 3에 도시한 기만신호 제거 장치에 의해 수행될 수 있고, 전술한 바와 같이 제1 안테나(310)와 제2 안테나(320)가 미리 설정된 이격거리를 가지도록 설치된 것으로 가정한다.
도 7을 참조하면, 먼저, 기만신호 제거 장치는 수신한 신호로부터 기만신호를 검출한다(S701). 여기서, 기만신호 제거 장치는 GPS 수신부(340)가 현재 수신한 신호에 기초하여 생성한 측정 데이터 및 항법 데이터와 이전에 수신한 신호에 기초하여 생성한 측정 데이터 및 항법 데이터를 비교하고, 비교 결과를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기만신호를 검출할 수 있다. 즉, 기만신호 제거 장치는 측정 데이터의 변화율 및/또는 항법 데이터의 변화율이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 기만신호가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
이후, 기만신호 제거 장치는 단계 S701의 실행을 통해 확인한 결과에 기초하여 기만 신호가 존재 여부를 판단하고(S703), 기만신호가 존재하는 경우에는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시킨다(S705). 여기서, 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 미리 설정된 기만신호 검색 회전각만큼 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 기만신호 검색 회전각이 5도로 설정된 경우 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 현재 위치로부터 시계방향(또는 시계 반대 방향)으로 5도 만큼 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시킬 수 있다.
이후, 기만신호 제거 장치는 단계 S701 및 단계 S703을 다시 실행하여 기만신호의 검출 및 존재 여부를 판단한다. 여기서, 기만신호가 존재하는 경우 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 미리 설정된 기만신호 검색 회전각(예를 들면, 5도)만큼 더 회전시킨다.
기만신호 제거 장치는 기만신호가 더 이상 검출되지 않을 때까지 단계 S701 내지 단계 S705를 반복하여 실행한다.
즉, 기만신호 제거 장치는 기만신호가 검출되는 경우 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 미리 정해진 방향(예를 들면 시계 방향 또는 시계 반대 방향)으로 미리 설정된 기만신호 검색 회전각 단위로 단계적으로 회전시키고, 이와 같은 동작에 따라 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)가 회전하다가 특정 지점에 위치하는 순간 도 1에 도시한 바와 같은 원리에 따라 기만신호가 상쇄되어 기만신호 제거 장치는 더 이상 기만신호를 검출할 수 없게 된다.
한편, 단계 S703에서 기만신호가 존재하지 않는 것으로 판단되면, 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 현재 위치 정보(예를 들면, 방위각 정보)를 저장부(355)에 저장한다(S707). 그리고, 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 단계 S705에서 회전시킨 방향과 동일한 방향으로 회전시킨다(S709). 여기서, 기만신호 제거 장치는 미리 설정된 기만신호 검색 회전각 만큼 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시킬 수 있다.
이후, 기만신호 제거 장치는 상술한 바와 같이 제1 및 제2 안테나(320)를 회전한 상태에서 기만신호의 존재 여부를 확인하고(S711), 확인 결과에 따라 기만신호의 존재 여부를 판단한다(S713).
기만신호 제거 장치는 단계 S713의 실행을 통해 기만신호의 존재 여부를 판단한 결과 기만신호가 존재하지 않는 경우에는 단계 S709로 되돌아가서 이후의 과정을 다시 실행한다. 즉, 기만신호 제거 장치는 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 미리 설정된 기만신호 검색 회전각 만큼 회전시킨 후, 기만신호 존재 여부를 다시 확인하고, 확인 결과에 따라 기만신호 존재하는가를 판단한다. 여기서, 기만신호 제거 장치는 기만신호가 검출되는 시점까지 단계 S709 내지 단계 S713를 반복하여 실행한다.
한편, 기만신호 제거 장치는 단계 S713의 실행을 통해 기만신호가 다시 존재하는 것으로 판단되면, 기만신호가 발생하기 직전의 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320) 위치를 저장부(355)에 저장한다(S715).
이후, 기만신호 제거 장치는 단계 S707에서 저장한 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 위치와 단계 S715에서 저장한 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)의 위치에 기초하여 기만신호 송신원(303)의 위치를 최종적으로 결정한다(S717). 여기서, 기만신호 제거 장치는 도 2를 통해 전술한 바와 같은 방법을 통해 기만신호 송신원(303)의 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 기만신호 제거 장치는 단계 S707에서 저장한 제1 안테나(310)의 위치와 단계 S715에서 저장한 제1 안테나(310)의 위치의 중간 위치를 산출하고, 단계 S707에서 저장한 제2 안테나(320)의 위치와 단계 S715에서 저장한 제2 안테나(320)의 위치의 중간 위치를 산출한 후, 산출된 두 개의 중간 위치를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향을 기만신호 송신원(303)의 방향으로 결정할 수 있다.
이후, 기만신호 제거 장치는 최종적으로 결정된 기만신호 송신원(303)의 방향으로 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 회전시켜 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)를 가상으로 연결하는 직선의 연장선이 기만신호 송신원(303)의 방향과 일치하도록 한다(S719).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101 : 제1 안테나 103 : 제2 안테나
105 : 중심축 107 : 연장선
140 : 주파수 결합기 150 : 기만신호 송신원
201 : 제1 안테나 203 : 제2 안테나
205 : 중심축 301 : 항법 위상
303 : 기만신호 송신원 310 : 제1 안테나
320 : 제2 안테나 330 : RF신호 처리부
331 : 주파수 결합기 333 : 저잡음 증폭기
340 : GPS 수신부 350 : 기만신호 검출부
351 : 데이터 수신모듈 353 : 기만신호 검출모듈
355 : 저장부 357 : 안테나 제어명령 생성모듈
360 : 안테나 제어부 361 : 안테나 제어명령 수신모듈
363 : 안테나회전 제어모듈 365 : 안테나 구동모듈
365-1 : 안테나 지지수단 365-2 : 구동수단

Claims (16)

  1. 미리 설정된 거리만큼 서로 이격되고 이격거리의 중심을 기준으로 회전이 가능하도록 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나;
    상기 제1 및 제2 안테나를 통해 수신한 신호를 결합하여 결합 신호를 출력하는 RF신호 처리부;
    상기 결합 신호를 처리하여 측정 데이터 및 항법 데이터를 생성하는 위성항법신호 수신부;
    상기 측정 데이터 및 항법 데이터 중 적어도 하나의 데이터에 기초하여 기만신호를 검출하고, 기만신호가 검출되는 경우 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 기만신호 검출부; 및
    제공된 상기 안테나 제어 명령 신호에 상응하여 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키는 안테나 제어부를 포함하는 기만신호 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기만신호 검출부는,
    상기 위성항법 신호 수신부로부터 제1 시점에 수신한 상기 측정 데이터 또는 항법 데이터와, 상기 제1 시점 이전의 제2 시점에 상기 위성항법 신호 수신부로부터 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터를 비교하고, 비교한 결과에 기초하여 기만신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기만신호 검출부는
    상기 제1 시점에 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터를 상기 제2 시점에 수신한 측정 데이터 또는 항법 데이터와 비교하고, 비교 결과에 따라 기만신호의 존재 여부를 확인한 후, 기만신호가 존재하는 경우 기만신호 존재 지시 신호를 제공하는 기만신호 검출모듈;
    제공된 상기 기만신호 존재 지시 신호에 상응하여 안테나 회전을 제어하기 위한 상기 안테나 제어 명령 신호를 생성하는 안테나 제어명령 생성모듈; 및
    상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 수신한 측정 데이터 및 항법 데이터가 저장되는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기만신호 검출모듈은,
    상기 제1 시점 및 제2 시점에 각각 수신한 측정 데이터의 변화량이 미리 설정된 기준값을 초과하거나, 상기 제1 시점 및 상기 제2 시점에 각각 수신한 항법 데이터의 변화량이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 상기 기만신호 존재 지시 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 안테나 제어 명령 신호는 상기 제1 및 제2 안테나의 회전 방향, 회전 각도 및 회전 시간 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기만신호 검출부는
    기만신호가 검출되는 경우, 상기 제1 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제공하고, 기만신호가 검출되지 않는 시점에 상기 제1 및 제2 안테나의 위치인 제1 위치 정보를 저장하고, 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 정지시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기만신호 검출부는,
    상기 제1 위치에 있는 상기 제1 및 제2 안테나를 상기 제1 방향으로 회전시키기 위한 제어 신호를 기만신호가 다시 검출될 때까지 제공하고, 기만신호가 다시 검출되는 경우 기만신호가 다시 검출되기 직전의 상기 제1 및 제2 안테나의 위치인 제2 위치 정보를 저장하고, 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 정지시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기만신호 검출부는
    상기 제1 위치 정보 및 제2 위치 정보에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하고, 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 연결하는 가상의 직선의 연장선이 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 향하도록 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키기 위한 안테나 제어 명령 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 제어부는,
    제공된 상기 안테나 제어 명령 신호에 따라 상기 제1 및 제2 안테나의 회전을 제어하기 위한 안테나 회전 제어 신호를 제공하는 회전 제어 모듈; 및
    상기 제1 및 제2 안테나와 기계적으로 결합되고, 제공된 상기 안테나 회전 제어 신호에 따라 상기 제1 및 제2 안테나를 회전시키는 안테나 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 RF신호 처리부는
    상기 제1 및 제2 안테나를 통해 수신한 신호를 결합하는 주파수 결합기; 및
    상기 주파수 결합기로부터 출력된 신호를 미리 정해진 신호 레벨로 증폭하여 상기 결합신호를 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 장치.
  11. 위성 항법 신호에 포함되는 기만신호를 제거하는 기만신호 제거 장치에서 수행되는 기만신호 제거 방법에 있어서,
    기만신호의 존재 여부를 판단하는 단계; 및
    기만신호가 존재하는 경우 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시켜 상기 기만신호를 상쇄시키는 단계를 포함하는 기만신호 제거 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기만신호 제거 방법은,
    기만신호가 존재하는 경우 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시켜 상기 기만신호를 상쇄시키는 단계 이후에,
    상기 기만신호가 검출되지 않은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치 범위를 추정하는 단계;
    상기 추정된 위치 범위에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기만신호가 검출되지 않은 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치 범위를 추정하는 단계는,
    상기 기만신호가 검출되지 않는 시점의 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치인 제1 위치를 저장하는 단계;
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 상기 제1 방향으로 기만신호가 다시 검출될 때까지 회전시키는 단계;
    기만신호가 다시 검출되면 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 정지하고, 기만신호가 다시 검출되기 직전의 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 위치인 제2 위치를 저장하는 단계; 및
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 중간 위치에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 추정된 위치 범위에 기초하여 기만신호 송신원의 방향을 결정하는 단계는,
    상기 제1 안테나의 제1 위치와 상기 제1 안테나의 제2 위치 사이의 중간위치와, 상기 제2 안테나의 제1 위치와 상기 제2 안테나의 제2 위치 사이의 중간위치를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향을 상기 기만신호 송신원의 방향으로 결정하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 결정된 기만신호 송신원의 방향으로 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 회전시키는 단계는,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 가상으로 연결하는 직선의 연장선 방향이 상기 결정된 기만신호 송신원의 방향을 향하도록 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나를 상기 제1 방향과 반대 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 기만신호 제거 방법은,
    상기 기만신호가 존재하는 경우 기만신호가 검출되지 않을 때까지 제1 안테나 및 제2 안테나를 제1 방향으로 회전시켜 상기 기만신호를 상쇄시키는 단계 이전에,
    상기 제1 안테나를 통해 수신한 기만신호와 상기 제2 안테나를 통해 수신한 기만신호를 합성하는 경우 상기 제1 및 제2 안테나를 통해 각각 수신한 기만신호가 상쇄될 수 있도록 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 이격시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기만신호 제거 방법.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101366819B1 (ko) * 2013-12-31 2014-03-12 국방과학연구소 데이터링크를 사용하는 체계에서 gps 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
KR101478642B1 (ko) * 2014-06-12 2015-01-02 국방과학연구소 신호원 위치탐지 시스템 및 방법
KR101513100B1 (ko) * 2014-01-29 2015-04-17 국방과학연구소 단일안테나 위성항법 수신기와 관성센서를 이용하는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법
KR101580053B1 (ko) * 2014-08-14 2015-12-28 중앙대학교 산학협력단 가속도계를 이용한 gps 기만신호 검출장치 및 방법
KR20160094728A (ko) * 2015-02-02 2016-08-10 한국전자통신연구원 위성 항법해를 생성하는 장치 및 방법
KR20220091771A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 국방과학연구소 위성항법 기만신호의 방향 탐지 방법 및 방향 탐지 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000512018A (ja) * 1995-02-03 2000-09-12 ハネウエル・インコーポレーテッド 衛星位置決定システムのためのスプーフィング検出システム
US7250903B1 (en) * 2006-04-17 2007-07-31 Rockwell Collins GPS spoofer and repeater mitigation system using digital spatial nulling
JP2008510138A (ja) * 2004-08-10 2008-04-03 ノースロップ グルーマン コーポレーション スプーフィングによる信号の矛盾の検出器
KR20080081752A (ko) * 2007-03-06 2008-09-10 삼성탈레스 주식회사 ＧＮＳＳ Ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ 시스템에서의 배열안테나 장치 및 그 제어방법
JP2010270904A (ja) * 2009-04-22 2010-12-02 Ntn Corp ニードル軸受及びニードル軸受装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000512018A (ja) * 1995-02-03 2000-09-12 ハネウエル・インコーポレーテッド 衛星位置決定システムのためのスプーフィング検出システム
JP2008510138A (ja) * 2004-08-10 2008-04-03 ノースロップ グルーマン コーポレーション スプーフィングによる信号の矛盾の検出器
US7250903B1 (en) * 2006-04-17 2007-07-31 Rockwell Collins GPS spoofer and repeater mitigation system using digital spatial nulling
KR20080081752A (ko) * 2007-03-06 2008-09-10 삼성탈레스 주식회사 ＧＮＳＳ Ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ 시스템에서의 배열안테나 장치 및 그 제어방법
JP2010270904A (ja) * 2009-04-22 2010-12-02 Ntn Corp ニードル軸受及びニードル軸受装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kellogg, Robert L 외 2명. Direction finding antennas and systems. Antenna engineering handbook. McGraw-Hill Press. 2007.* *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101366819B1 (ko) * 2013-12-31 2014-03-12 국방과학연구소 데이터링크를 사용하는 체계에서 gps 전파교란 극복 방법 및 장치, 그리고 이의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
KR101513100B1 (ko) * 2014-01-29 2015-04-17 국방과학연구소 단일안테나 위성항법 수신기와 관성센서를 이용하는 항법위성신호 기만탐지 장치 및 방법
KR101478642B1 (ko) * 2014-06-12 2015-01-02 국방과학연구소 신호원 위치탐지 시스템 및 방법
KR101580053B1 (ko) * 2014-08-14 2015-12-28 중앙대학교 산학협력단 가속도계를 이용한 gps 기만신호 검출장치 및 방법
KR20160094728A (ko) * 2015-02-02 2016-08-10 한국전자통신연구원 위성 항법해를 생성하는 장치 및 방법
KR20220091771A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 국방과학연구소 위성항법 기만신호의 방향 탐지 방법 및 방향 탐지 장치

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