KR20140025207A - Apparatus for detecting multi-target using radio signal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 복수표적 검지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 설명하면, 전파신호를 이용하여 구간별로 분할된 검지영역에 침입하는 복수의 표적(복수의 침입자)을 검지하여 침입자의 유무, 단위시간당 침입한 침입자의 총수, 위치, 속도 등의 침입자정보를 추출할 수 있는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a multiple target detection device. In more detail, intruder information such as the presence or absence of an intruder and the total number of intruders per unit time, location, and speed are detected by detecting a plurality of targets (plural intruders) invading the detection area divided by sections using radio signals. The present invention relates to a multi-target detection apparatus using a radio signal capable of extracting.
일반적으로 무인보안감시시스템 또는 표적검지장치는 실시간으로 보안유지를 수행하기 위해 주요산업시설이나 군부대 또는 주거지역 등 각종 보안지역에 침입하는 표적 데이터를 수집하여 이를 보안관제센터로 집중시킨 후 불법침입으로 인한 피해 및 사고를 사전에 예방하고 안전을 유지하기 위한 시스템 또는 장치이다.In general, the unmanned security surveillance system or target detection device collects target data that invades various security areas, such as major industrial facilities, military units or residential areas, in order to perform security maintenance in real time, and concentrates it to the security control center and then illegally invades it. It is a system or device for preventing accidents and accidents in advance and maintaining safety.
이와 같은 무인보안감시시스템 또는 표적검지장치는 보안영역 내의 침입자를 검지하기 위해 다양한 센서들을 사용한다. 예를 들면, 적외선(Infrared Ray)방식, 열선(Heating Cable)방식, 영상방식 등이 사용되고 있으며, 그 중 가장 널리 사용되는 것은 적외선(Infrared Ray)방식이다.Such an unmanned security surveillance system or target detection device uses a variety of sensors to detect intruders in the security area. For example, an infrared ray method, a heating cable method, an image method, and the like are used, and the most widely used one is an infrared ray method.
그러나, 상기 적외선방식은 수분에 의한 산란이 심하고, 광원 등 외부환경에 민감하며, 탐지거리가 짧고, 복수표적의 검지가 어려운 문제점이 있다. However, the infrared method has a problem in that scattering due to moisture is severe, sensitive to an external environment such as a light source, a short detection distance, and difficulty in detecting a plurality of targets.
또한 상기 열선방식은 단선이 자주 발생하며, 검지위치 및 복수표적 검지가 불가능한 단점을 가지고 있다. In addition, the hot wire system has a disadvantage in that disconnection occurs frequently and detection position and multiple target detection are impossible.
또한 상기 영상방식은 복수표적을 검지할 수는 있으나 광원에 민감하여 일몰 또는 일출시에 오동작을 일으키고, 야간 검지성능이 떨어지며, 안개나 비 등에 의해 영상이 가려지는 문제점이 있다.In addition, the imaging method can detect a plurality of targets, but it is sensitive to a light source, causing malfunctions at sunset or sunrise, night detection performance is degraded, and images are blocked by fog or rain.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 전파신호를 이용하여 구간별로 분할된 검지영역에 침입하는 복수의 표적(복수의 침입자)을 검지하여 침입자의 유무, 단위시간당 침입한 침입자의 총수, 위치, 속도 등의 침입자정보를 추출할 수 있는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention detects a plurality of targets (plural intruders) invading the detection area divided by sections using radio signals, the presence or absence of intruders, the total number, location, and speed of intruders per unit time. It is an object of the present invention to provide a multi-target detection device using a radio signal capable of extracting intruder information.
또한 본 발명은 전파신호를 이용하여 복수표적을 검출함으로써 광원이나 눈, 비, 안개 등의 환경에 영향을 전혀 받지 않는 복수표적 검지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a multi-target detection device that is not affected by the environment such as light sources, snow, rain, fog by detecting multiple targets using radio signals.
본 발명에 의하면, 신호처리부에 의해 생성된 주파수합성신호를 전달받아 상기 주파수합성신호를 전파신호로 변조하여 검지영역으로 상기 전파신호를 송신하는 송신부와, 상기 송신부에 의해 송신된 전파신호가 검지영역 내의 복수표적으로부터 반사되어 상기 반사된 전파신호를 수신하는 수신부를 포함하는 송수신부; 및 주파수합성신호를 생성하여 상기 송신부에 상기 주파수합성신호를 전달하며, 상기 수신부에 의해 수신된 전파신호를 전달받아 상기 검지영역 내의 복수표적에 관한 정보를 분석하는 신호처리부;를 포함하되, 상기 검지영역은 구간검지영역으로 분할되며, 상기 분할된 구간검지영역에 침입한 복수표적에 대한 침입자정보를 상기 송수신부 및 상기 신호처리부를 이용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치를 제공한다. According to the present invention, a transmitter for receiving a frequency synthesized signal generated by a signal processor and modulating the frequency synthesized signal into a radio signal to transmit the radio signal to a detection area, and a radio signal transmitted by the transmitter is a detection area. A transceiver comprising a receiver configured to receive the reflected radio signal reflected from a plurality of targets therein; And a signal processor configured to generate a frequency synthesized signal, transmit the frequency synthesized signal to the transmitter, and receive a radio wave signal received by the receiver to analyze information about a plurality of targets in the detection area. The area is divided into a section detection area, the multi-target detection device using a radio signal characterized in that extracting the intruder information for the plurality of targets invaded into the divided section detection area by using the transceiver and the signal processor. to provide.
한편, 상기 신호처리부에 의해 분석된 검지영역 내의 복수표적에 관한 정보를 포함한 검지영역 내의 침입자정보를 보안관제센터에 전달하기 위한 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the communication unit for transmitting the intruder information in the detection area including the information on the plurality of targets in the detection area analyzed by the signal processing unit; characterized in that it further comprises a.
한편, 상기 송수신부는 국부발진신호를 발생시키는 국부발진부를 더 포함하되, 상기 국부발진부는 특정주파수의 전파를 발진시키는 발진기; 상기 발진기로부터 발진된 발진신호를 분배시키는 분배기; 상기 분배기로부터 분배된 발진신호를 증폭시켜 국부발진신호를 생성시키는 제 1증폭기; 상기 분배기로부터 분배된 타발진신호를 증폭시키는 제 2증폭기; 및 상기 제 2증폭기로부터 증폭된 타발진신호를 정수배만큼 체배시키는 주파수체배기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The transceiver may further include a local oscillator for generating a local oscillation signal, wherein the local oscillator may include an oscillator for oscillating a radio wave of a specific frequency; A divider for distributing an oscillation signal oscillated from the oscillator; A first amplifier for amplifying the oscillation signal distributed from the distributor to generate a local oscillation signal; A second amplifier for amplifying the other oscillation signal distributed from the distributor; And a frequency multiplier that multiplies the other oscillation signal amplified by the second amplifier by an integral multiple.
한편, 상기 송신부는 상기 신호처리부에 의해 생성된 주파수합성신호를 이용하여 첩신호를 생성시키는 첩신호발생기; 상기 첩신호발생기로부터 생성된 첩신호와 상기 국부발진부의 제 1증폭기로부터 생성된 국부발진신호를 변조시키는 주파수변조기; 상기 주파수변조기에 의해 변조된 신호를 일정한 레벨로 증폭시키는 증폭기; 상기 증폭기에 의해 증폭된 변조신호를 상기 국부발진부의 주파수체배기에 의해 체배된 신호와 믹싱시키는 믹서; 및 상기 믹서에 의해 믹싱된 전파신호를 고출력으로 증폭시켜 송신안테나로 전달하는 고출력증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the transmitter comprises a chirp signal generator for generating a chirp signal using the frequency synthesis signal generated by the signal processor; A frequency modulator for modulating the chirp signal generated from the chirp signal generator and the local oscillation signal generated from the first amplifier of the local oscillator; An amplifier for amplifying the signal modulated by the frequency modulator to a constant level; A mixer for mixing the modulated signal amplified by the amplifier with a signal multiplied by the frequency multiplier of the local oscillator; And a high power amplifier for amplifying the radio signal mixed by the mixer to a high output and transmitting the amplified signal to a transmission antenna.
한편, 상기 수신부는 검지영역 내의 복수표적으로부터 반사된 전파신호를 수신안테나를 통해 수신하여 상기 전파신호의 잡음지수를 낮추고 상기 전파신호를 증폭시키는 저잡음증폭기; 상기 저잡음증폭기에 의해 증폭된 전파신호를 상기 국부발진부의 주파수체배기에 의해 체배된 신호와 믹싱시켜 중간주파신호를 출력시키는 믹서; 상기 믹서에 의해 출력된 중간주파신호와 상기 주파수변조기에 의해 변조된 신호를 복조시켜 베이스밴드신호로 출력시키는 주파수복조기; 및 상기 주파수복조기에 의해 출력된 베이스밴드신호를 증폭시키는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the receiving unit receives a radio signal reflected from a plurality of targets in the detection area through a receiving antenna to lower the noise figure of the radio signal and amplify the radio signal; A mixer for mixing the radio signal amplified by the low noise amplifier with a signal multiplied by the frequency multiplier of the local oscillator to output an intermediate frequency signal; A frequency demodulator for demodulating the intermediate frequency signal output by the mixer and the signal modulated by the frequency modulator and outputting the demodulated signal as a baseband signal; And an amplifier for amplifying the baseband signal output by the frequency demodulator.
한편, 상기 신호처리부는 검지영역 내의 구간검지영역별 표적을 검지하기 위한 주파수합성신호를 발생시키는 주파수합성신호 발생기; 상기 주파수합성신호 발생기에 의해 발생된 주파수합성신호를 상기 송신부에 전달하기 위한 송신연결부; 상기 수신부의 증폭기에 의해 증폭된 베이스밴드신호를 아날로그-디지털 변환기에 전달하기 위한 수신연결부; 상기 수신연결부에 의해 전달된 아날로그형태의 베이스밴드신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기; 상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 디지털신호의 잡음을 제거하기 위한 저역통과필터; 상기 저역통과필터를 통해 잡음이 제거된 디지털신호를 구간검지영역별 주파수로 필터링하는 복수의 대역통과필터; 상기 대역통과필터를 통해 구간검지영역별 주파수로 필터링된 디지털신호를 침입자정보의 추출을 위해 각 주파수별로 주파수 변환을 하는 복수의 고속푸리에변환기; 상기 고속푸리에변환기에 의해 주파수 변환된 신호를 연산하여 검지영역 내의 복수표적 중에서 침입자정보를 추출하는 침입자정보 추출기; 및 상기 주파수합성신호 발생기 및 상기 침입자정보 추출기를 포함한 신호처리부의 동작을 제어하기 위한 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The signal processing unit may include: a frequency synthesis signal generator configured to generate a frequency synthesis signal for detecting a target for each section detection area in the detection area; A transmission connection unit for transmitting the frequency synthesis signal generated by the frequency synthesis signal generator to the transmission unit; A reception connection unit for transferring the baseband signal amplified by the amplifier of the reception unit to an analog-to-digital converter; An analog-to-digital converter for converting an analog baseband signal transmitted by the receiving connection unit into a digital signal; A low pass filter for removing noise of the digital signal converted by the analog-digital converter; A plurality of band pass filters for filtering the digital signal from which the noise is removed through the low pass filter by frequencies of the section detection areas; A plurality of fast Fourier transformers for converting the digital signal filtered by the frequency of each section detection region through the band pass filter for each frequency for extracting intruder information; An intruder information extractor for extracting intruder information from a plurality of targets in the detection area by calculating a frequency-converted signal by the fast Fourier transformer; And a microprocessor for controlling the operation of the signal processing unit including the frequency synthesis signal generator and the intruder information extractor.
본 발명은 전파신호를 이용하여 구간별로 분할된 검지영역에 침입하는 복수의 표적(복수의 침입자)을 검지하여 침입자의 유무, 단위시간당 침입한 침입자의 총수, 위치, 속도 등의 침입자정보를 추출함으로써 더욱 정밀한 보안시스템을 운영할 수 있는 효과가 있다.The present invention detects a plurality of targets (plural intruders) invading the detection area divided by section using radio signals to extract intruder information such as the presence or absence of intruders, the total number of intruders invading per unit time, location, and speed. It is effective to operate more precise security system.
또한 본 발명은 전파신호를 이용하여 복수표적을 검출함으로써 광원이나 눈, 비, 안개 등의 환경에 영향을 전혀 받지 않고, 비매설형이므로 설치 및 유지보수가 용이한 효과가 있다. In addition, the present invention is not affected by the environment such as light sources, snow, rain, fog, etc. by detecting a plurality of targets by using a radio signal, since it is a non-embedded type, it is easy to install and maintain.
또한 본 발명은 송신부와 수신부를 일체로 형성시키고, 송신부를 통해 전파신호를 검지영역 내의 복수표적으로 전송하고, 복수표적으로부터 반사되어 나오는 전파신호를 수신부를 통해 수신하는 레이더방식을 이용함으로써, 침입자의 위치 및 속도 등의 침입자정보를 보다 더 효과적으로 추출할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention by using the radar method to form a transmitter unit and a receiver unit integrally, to transmit a radio signal to a plurality of targets in the detection area through the transmitter unit, and to receive a radio signal reflected from the plurality of targets through the receiver unit. There is an advantage that the intruder information such as location and speed can be more effectively extracted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 송수신부를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1의 신호처리부를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치가 사용되는 상태를 나타내는 개념도이다.1 is a block diagram showing a multiple target detection apparatus using a radio signal according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating in detail the transceiver of FIG. 1.
3 is a diagram illustrating in detail the signal processor of FIG. 1.
4 is a conceptual diagram illustrating a state in which a multi-target detection apparatus using a radio signal according to an embodiment of the present invention is used.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to constituent elements of each drawing, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 송수신부를 상세히 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 1의 신호처리부를 상세히 나타낸 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치가 사용되는 상태를 나타내는 개념도이다.1 is a block diagram showing a multi-target detection device using a radio signal according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram showing in detail the transceiver of Figure 1, Figure 3 is a block diagram showing the signal processing section of FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a state in which a multi-target detection apparatus using a radio signal according to an embodiment of the present invention is used.
도 1을 참조하면, 복수표적 검지장치(10)는 송수신부(100), 신호처리부(200) 및 통신부(300)를 포함한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 상기 복수표적 검지장치(10)는 검지영역을 침입하는 복수표적(침입자들, 400)을 검지하여 상기 검지된 복수표적(400)으로부터 침입자수, 위치 및 속도 등을 포함한 침입자정보를 추출한 후, 상기 침입자정보를 보안관제센터(500)로 전송함으로써 검지영역 상의 보안 및 안전을 유지할 수 있게 된다. 따라서 상기 검지영역을 구간검지영역으로 분할하며, 상기 분할된 구간검지영역에 침입한 복수표적에 대한 침입자정보를 상기 송수신부(100) 및 상기 신호처리부(200)를 이용하여 추출하고, 이를 통신부(300)로 전달하여 최종적으로 보안관제센터(500)로 전송시킨다. Referring to FIG. 1, the
본 발명에 의한 복수표적 검지장치(10)는 검지영역(600)의 중앙을 향하도록 지지대(700)에 설치하고, 송신 및 수신안테나(126, 131)가 검지영역(600)을 지향하도록 설치되는 것이 바람직하다(도 4참조).The
상기 송수신부(100)는 신호처리부(200)의 주파수합성신호를 전파신호로 주파수 변조하여 송신안테나(Transmitter, 126)를 통해 검지영역(600) 상의 침입자들(복수표적, 400)을 향해 송신하고, 상기 침입자들(복수표적, 400)로부터 반사된 수신신호를 복조하여 신호처리부(200)로 전송하는 역할을 한다. 그리고 상기 송수신부(100)는 국부발진부(110), 송신부(120) 및 수신부(130)를 포함한다. The
상기 국부발진부(110)는 국부발진신호를 발생시키는 역할을 한다. 상기 국부발진부(110)를 통해 발생된 국부발진신호는 후술할 첩신호와의 변조를 위한 신호로 사용되는데, 이는 보다 낮은 주파수로 변환하여 안정된 주파수로 증폭시키기 위함이다. The
도 2를 참조하면, 상기 국부발진부(110)는 발진기(oscillator, 111), 분배기(distributor, 112), 제 1증폭기(first amplifier, 113), 제 2증폭기(second amplifier, 114) 및 주파수체배기(frequency multiplier, 115)를 포함한다. 상기 발진기(111)는 특정주파수의 전파를 발진시킨다. 그리고 상기 분배기(112)는 상기 발진기(111)로부터 발진된 발진신호를 분배시킨다. 이때, 상기 발진기(111)로부터 발진된 발진신호를 분배기(112)를 통해 제 1증폭기(113)와 제 2증폭기(114)로 분배시킨다. Referring to FIG. 2, the
상기 제 1증폭기(113)는 상기 분배기(112)로부터 분배된 발진신호를 증폭시켜 국부발진신호를 생성시킨다. 상기 제 1증폭기(113)에 의해 증폭되어 생성된 국부발진신호는 후술할 주파수변조기(122)에서 첩신호와 변조를 일으키기 위한 신호로 사용된다. The first amplifier 113 amplifies the oscillation signal distributed from the
상기 제 2증폭기(114)는 상기 분배기(112)로부터 분배된 타발진신호를 증폭시킨다. 상기 주파수체배기(115)는 상기 제 2증폭기(114)로부터 증폭된 타발진신호를 정수배만큼 체배시킨다. 상기 주파수체배기(115)를 통해 체배된 타발진신호는 후술할 송신부(120)의 믹서(124) 및 수신부(130)의 믹서(133)에 사용된다. The
상기 송신부(120)는 신호처리부(200)에 의해 생성된 주파수합성신호를 전달받아 상기 주파수합성신호를 전파신호로 변조하여 검지영역(600)으로 상기 전파신호를 송신하는 역할을 한다. The
도 2를 참조하면, 상기 송신부(120)는 첩신호발생기(chirp signal generator, 121), 주파수변조기(frequency modulator, 122), 증폭기(amplifier, 123), 믹서(mixer, 124) 및 고출력증폭기(High Power Amplifier(HPA), 125)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
상기 첩신호발생기(121)는 상기 신호처리부(200)에 의해 생성된 주파수합성신호를 이용하여 첩신호(chirp signal)를 생성시킨다. 상기 첩신호는 주기에 따라 주파수가 증가하는 신호로서, 기저대역(baseband)신호인 첩신호(chirp signal)를 일정 주기로 생성시킬 수 있다. The
상기 주파수변조기(122)는 상기 첩신호발생기(121)로부터 생성된 첩신호(chirp signal)와 상기 국부발진부(110)의 제 1증폭기(113)로부터 생성된 국부발진신호를 변조시킨다. The
상기 증폭기(123)는 상기 주파수변조기(122)에 의해 변조된 신호를 일정한 레벨로 증폭시킨다. 상기 믹서(124)는 상기 증폭기(123)에 의해 증폭된 변조신호를 상기 국부발진부(110)의 주파수체배기(115)에 의해 체배된 신호와 믹싱시킨다. 그리고, 상기 고출력증폭기(125)는 상기 믹서(124)에 의해 믹싱된 전파신호를 고출력으로 증폭시켜 송신안테나(126)로 전달한다. 따라서 송신부(110)에서 생성된 전파신호를 송신안테나(126)를 통해 검지영역(600)으로 송신한다. The
상기 수신부(130)는 상기 송신부(120)에 의해 송신된 전파신호가 검지영역 (600)내의 복수표적(400)으로부터 반사되어 상기 반사된 전파신호를 수신하는 역할을 한다. The
도 2를 참조하면, 상기 수신부(130)는 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier(LNA), 132), 믹서(mixer, 133), 주파수복조기(frequency demodulator,134) 및 증폭기(amplifier, 135)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the
상기 저잡음증폭기(132)는 검지영역(600) 내의 복수표적(400)으로부터 반사된 전파신호를 수신안테나(131)를 통해 수신하여 상기 전파신호의 잡음지수를 낮추고 상기 전파신호를 증폭시킨다. 따라서 상기 수신안테나(131)가 검지영역(600) 내의 복수표적(400)으로부터 반사된 전파신호를 수신하여 저잡음증폭기(132)로 전달한다. The
상기 믹서(133)는 상기 저잡음증폭기(132)에 의해 증폭된 전파신호를 상기 국부발진부(110)의 주파수체배기(115)에 의해 체배된 신호와 믹싱시켜 중간주파신호(intermediate frequency signal)를 출력시킨다. The
상기 주파수복조기(134)는 상기 믹서(133)에 의해 출력된 중간주파신호와 상기 주파수변조기(122)에 의해 변조된 신호를 복조시켜 베이스밴드(baseband signal)신호로 출력시킨다. 상기 증폭기(135)는 상기 주파수복조기(134)에 의해 출력된 베이스밴드신호를 증폭시킨다. 따라서 상기 증폭기(135)를 통해 증폭된 베이스밴드신호를 신호처리부(200)의 수신연결부(230)로 전달하여 신호처리부(200)에서 검지영역(600) 내의 복수표적(400)에 관한 정보를 분석할 수 있도록 한다. The
상기 신호처리부(200)는 주파수합성신호를 생성하여 상기 송신부(120)에 상기 주파수합성신호를 전달하며, 상기 수신부(130)에 의해 수신된 전파신호를 전달받아 상기 검지영역(600) 내의 복수표적(400)에 관한 정보를 분석하는 역할을 한다. The
도 3을 참조하면, 상기 신호처리부(200)는 주파수합성신호 발생기(210), 송신연결부(220), 수신연결부(230), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter(ADC), 240), 저역통과필터(Low Pass Filter(LPF), 250), 대역통과필터(Band Pass Filter(BPF), 260), 고속푸리에변환기(Fast Fourier Transfomer(FFT), 270), 침입자정보 추출기(280) 및 마이크로프로세서(290)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
상기 주파수합성신호 발생기(210)는 검지영역(600) 내의 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N)별 표적을 검지하기 위한 주파수합성신호를 발생시킨다. 그리고 상기 송신연결부(220)는 상기 주파수합성신호 발생기(210)에 의해 발생된 주파수합성신호를 상기 송신부(120)에 전달한다. 따라서 상기 송신부(120)에 전달된 주파수합성신호는 송신부(120)의 첩신호발생기(121)로 전달되어 첩신호(chirp signal)를 생성시키는데 일조하게 된다. The frequency
상기 수신연결부(230)는 상기 수신부(130)의 증폭기(135)에 의해 증폭된 베이스밴드신호를 아날로그-디지털 변환기(240)에 전달한다. 그리고 상기 아날로그-디지털 변환기(240)는 상기 수신연결부(230)에 의해 전달된 아날로그형태의 베이스밴드신호를 디지털신호로 변환시킨다. 따라서 상기 아날로그-디지털 변환기(240)는 연속 변화량의 함수인 아날로그신호(베이스밴드신호)를 그에 대응성을 갖는 일련의 이산적인 수치열인 디지털신호로 변환시키게 된다.The receiving
상기 저역통과필터(250)는 상기 아날로그-디지털 변환기(240)에 의해 변환된 디지털신호의 잡음을 제거한다. 상기 대역통과필터(260)는 복수 개가 형성되며, 상기 저역통과필터(250)를 통해 잡음이 제거된 디지털신호를 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N)별 주파수로 필터링한다. 따라서 거리별(구간검지영역별) 주파수에 따라 각각 필터링하게 된다. The
상기 고속푸리에변환기(270)는 복수 개가 형성되며, 상기 대역통과필터(260)를 통해 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N)별 주파수로 필터링된 디지털신호를 침입자정보의 추출을 위해 각 주파수별로 주파수 변환을 한다. A plurality of
상기 침입자정보 추출기(280)는 상기 고속푸리에변환기(270)에 의해 주파수 변환된 신호를 연산하여 검지영역(600) 내의 복수표적(400) 중에서 침입자정보를 추출한다. 따라서 상기 침입자정보 추출기(280)를 통해 검지영역(600) 내의 복수표적(400) 중에서 침입자정보를 추출함으로써 침입자수, 위치 및 속도 등을 포함한 침입자정보를 알 수 있게 된다. The
상기 마이크로프로세서(290)는 상기 주파수합성신호 발생기(210) 및 상기 침입자정보 추출기(280)를 포함한 신호처리부(200)의 동작을 제어한다. 따라서 상기 마이크로프로세서(290)는 주파수합성신호 발생기(210) 및 상기 침입자정보 추출기(280)를 포함한 신호처리부(200)의 전과정을 제어함으로써, 검지영역(600) 내의 복수표적(400)으로부터 추출된 침입자정보를 통신부(300)를 통해 보안관제센터(500)로 알리게 된다. The
상기 통신부(300)는 상기 신호처리부(200)에 의해 분석된 검지영역(600) 내의 복수표적(400)에 관한 정보를 포함한 검지영역(600) 내의 침입자정보를 보안관제센터(500)에 전달하는 역할을 한다. 여기서, 검지영역(600) 내의 침입자정보라 함은 침입자수, 침입자의 위치 및 속도 등을 포함한 일체의 침입자정보를 말한다. The
도 4를 참조하여 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)에 대한 작동상태를 설명하면 다음과 같다. Referring to Figure 4 describes the operating state of the
도 4에 도시된 바와 같이, 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)는 별도의 지지대(700)에 설치되거나 기존의 구조물을 이용하여 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)는 지지대(700)에 설치하고, 복수표적 검지장치(10)의 송신 및 수신안테나가 검지영역(600)을 지향하도록 지지대(700)에 설치되어 검지영역(600) 내를 침입하는 복수의 표적에 대한 침입자수, 위치, 속도 등의 침입자정보를 추출한다. 특히, 검지영역(600) 내의 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N)별로 침입하는 복수의 표적(400)을 향해 주파수 변조된 전파신호를 송신하고, 복수의 표적(400)으로부터 반사되어 수신된 전파신호를 이용하여 침입하는 표적의 속도와 위치를 측정하고, 개체수 등을 계측하여 검지영역(보안영역, 600)을 감시 및 통제할 수 있는 효과가 있다. As shown in FIG. 4, the multiple
따라서 도 4에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 복수표적 검지장치(10)는 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N)별로 구분된 영역 상의 표적정보를 수집하고, 상기 수집된 표적정보를 바탕으로 각 구간검지영역(610-1, 610-2, 610-3, 610-4, 610-5, ..., 610-N) 상의 표적에 대한 존재유무, 위치 및 속도 등을 측정할 수 있게 된다. Therefore, as can be seen in Figure 4, the
도 4에는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)가 하나만 설치되어 있는 것으로 표시되어 있지만, 검지영역(600)별로 복수 개가 설치되어 주요산업시설이나 군부대 또는 주거지역 등 각종 보안이 요구되는 지역에 침입하는 복수표적(침입자들)의 데이터를 수집하여 실시간으로 보안유지를 할 수 있는 효과가 있다.In FIG. 4, only one multiple
따라서 본 발명에 의한 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)는 송신부(120)와 수신부(130)가 송수신부(100)에 일체로 형성되어 상기 송신부(120)를 통해 전파신호를 검지영역 내의 복수표적으로 전송하고, 복수표적으로부터 반사되어 나오는 전파신호를 상기 수신부(130)를 통해 수신하는 레이더방식이라고 볼 수 있다. Therefore, in the
특히 본 발명에 의한 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치(10)는 송신부(120)와 수신부(130)가 일체로 형성되고, 검지영역 내의 복수표적으로부터 귀환되는 신호를 이용하는 레이더방식을 이용함으로써, P-to-P(Point-to-Point)방식처럼 송신기와 수신기가 별도로 분리되어 단순히 침입자의 유무만 판별할 수 있는 것과는 달리, 검지영역 내에 침입하는 복수표적에 대한 정보 즉, 침입자수, 침입자의 위치 및 속도 등을 검지할 수 있는 장점이 있다. In particular, in the
그리고 송신부(120)는 국부발진신호와 첩신호를 이용해 주파수를 변조하고, 수신부(130)는 변조된 신호를 복조함으로써 P-to-P(Point-to-Point)방식과는 달리 침입자에 대한 정보를 보다 정확하게 추출할 수 있는 장점이 있다. The
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 복수표적 검지장치
100: 송수신부
110: 국부발진부 111: 발진기 112: 분배기 113: 제 1증폭기 114: 제 2증폭기 115: 주파수체배기
120: 송신부 121: 첩신호발생기 122: 주파수변조기 123: 증폭기 124: 믹서(혼합기) 125: 고출력증폭기 126: 송신안테나
130: 수신부 131: 수신안테나 132: 저잡음증폭기(LNA) 133: 믹서(혼합기) 134: 주파수복조기 135: 증폭기
200: 신호처리부
210: 주파수합성신호 발생기
220: 송신연결부
230: 수신연결부
240: 아날로그-디지털 변환기(ADC)
250: 저역통과필터(LPF)
260: 대역통과필터(BPF)
270: 고속푸리에변환기(FFT)
280: 침입자정보 추출기
290: 마이크로프로세서
300: 통신부
400: 침입자들(복수표적)
500: 보안관제센터
600: 검지영역
610-1 ~ 610-N: 구간검지영역
700: 지지대10: multiple target detection device
100: transceiver
Reference Numerals 120: Transmitter 121: Spy Signal Generator 122: Frequency Modulator 123: Amplifier 124: Mixer (Mixer) 125: High Power Amplifier 126: Transmission Antenna
130: receiving unit 131: receiving antenna 132: low noise amplifier (LNA) 133: mixer (mixer) 134: frequency demodulator 135: amplifier
200: Signal processor
210: frequency synthesis signal generator
220: transmission connection
230: receiving connection
240: analog-to-digital converter (ADC)
250: low pass filter (LPF)
260: bandpass filter (BPF)
270: Fast Fourier Transform (FFT)
280: Intruder Information Extractor
290: microprocessor
300:
400: Intruders (Multiple Targets)
500: Security Control Center
600: detection area
610-1 to 610-N: Segment detection area
700: support
Claims (6)
주파수합성신호를 생성하여 상기 송신부에 상기 주파수합성신호를 전달하며, 상기 수신부에 의해 수신된 전파신호를 전달받아 상기 검지영역 내의 복수표적에 관한 정보를 분석하는 신호처리부;를 포함하되,
상기 검지영역은 구간검지영역으로 분할되며, 상기 분할된 구간검지영역에 침입한 복수표적에 대한 침입자정보를 상기 송수신부 및 상기 신호처리부를 이용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
A transmitter which receives the frequency synthesized signal generated by the signal processor and modulates the frequency synthesized signal into a radio signal to transmit the radio signal to a detection area, and the radio signal transmitted by the transmitter is reflected from a plurality of targets in the detection area A transceiver including a receiver configured to receive the reflected radio signal; And
And a signal processor for generating a frequency synthesized signal to transmit the frequency synthesized signal to the transmitter, and receiving the radio wave signal received by the receiver to analyze information about a plurality of targets in the detection area.
The detection zone is divided into a zone detection zone, and the intruder information for the multiple targets invading the divided zone detection zone is extracted using the transmission and reception unit and the signal processing unit. Device.
상기 신호처리부에 의해 분석된 검지영역 내의 복수표적에 관한 정보를 포함한 검지영역 내의 침입자정보를 보안관제센터에 전달하기 위한 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
The method of claim 1,
And a communication unit for transmitting intruder information in the detection area including information on the plurality of targets in the detection area analyzed by the signal processing unit to a security control center.
상기 송수신부는 국부발진신호를 발생시키는 국부발진부를 더 포함하되,
상기 국부발진부는
특정주파수의 전파를 발진시키는 발진기;
상기 발진기로부터 발진된 발진신호를 분배시키는 분배기;
상기 분배기로부터 분배된 발진신호를 증폭시켜 국부발진신호를 생성시키는 제 1증폭기;
상기 분배기로부터 분배된 타발진신호를 증폭시키는 제 2증폭기; 및
상기 제 2증폭기로부터 증폭된 타발진신호를 정수배만큼 체배시키는 주파수체배기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The transceiver further includes a local oscillator for generating a local oscillation signal,
The local oscillation unit
An oscillator for oscillating a radio wave of a specific frequency;
A divider for distributing an oscillation signal oscillated from the oscillator;
A first amplifier for amplifying the oscillation signal distributed from the distributor to generate a local oscillation signal;
A second amplifier for amplifying the other oscillation signal distributed from the distributor; And
And a frequency multiplier for multiplying the other oscillation signal amplified by the second amplifier by an integral multiple of the second amplifier.
상기 송신부는
상기 신호처리부에 의해 생성된 주파수합성신호를 이용하여 첩신호를 생성시키는 첩신호발생기;
상기 첩신호발생기로부터 생성된 첩신호와 상기 국부발진부의 제 1증폭기로부터 생성된 국부발진신호를 변조시키는 주파수변조기;
상기 주파수변조기에 의해 변조된 신호를 일정한 레벨로 증폭시키는 증폭기;
상기 증폭기에 의해 증폭된 변조신호를 상기 국부발진부의 주파수체배기에 의해 체배된 신호와 믹싱시키는 믹서; 및
상기 믹서에 의해 믹싱된 전파신호를 고출력으로 증폭시켜 송신안테나로 전달하는 고출력증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
The method of claim 3,
The transmitting unit
A chirp signal generator for generating a chirp signal using the frequency synthesis signal generated by the signal processor;
A frequency modulator for modulating the chirp signal generated from the chirp signal generator and the local oscillation signal generated from the first amplifier of the local oscillator;
An amplifier for amplifying the signal modulated by the frequency modulator to a constant level;
A mixer for mixing the modulated signal amplified by the amplifier with a signal multiplied by the frequency multiplier of the local oscillator; And
And a high power amplifier for amplifying the radio signal mixed by the mixer to a high output and transmitting the amplified signal to a transmission antenna.
상기 수신부는
검지영역 내의 복수표적으로부터 반사된 전파신호를 수신안테나를 통해 수신하여 상기 전파신호의 잡음지수를 낮추고 상기 전파신호를 증폭시키는 저잡음증폭기;
상기 저잡음증폭기에 의해 증폭된 전파신호를 상기 국부발진부의 주파수체배기에 의해 체배된 신호와 믹싱시켜 중간주파신호를 출력시키는 믹서;
상기 믹서에 의해 출력된 중간주파신호와 상기 주파수변조기에 의해 변조된 신호를 복조시켜 베이스밴드신호로 출력시키는 주파수복조기; 및
상기 주파수복조기에 의해 출력된 베이스밴드신호를 증폭시키는 증폭기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
5. The method of claim 4,
The receiving unit
A low noise amplifier receiving a radio signal reflected from a plurality of targets in a detection area through a reception antenna to lower the noise figure of the radio signal and amplify the radio signal;
A mixer for mixing the radio signal amplified by the low noise amplifier with a signal multiplied by the frequency multiplier of the local oscillator to output an intermediate frequency signal;
A frequency demodulator for demodulating the intermediate frequency signal output by the mixer and the signal modulated by the frequency modulator and outputting the demodulated signal as a baseband signal; And
And amplifying the baseband signal output by the frequency demodulator.
상기 신호처리부는
검지영역 내의 구간검지영역별 표적을 검지하기 위한 주파수합성신호를 발생시키는 주파수합성신호 발생기;
상기 주파수합성신호 발생기에 의해 발생된 주파수합성신호를 상기 송신부에 전달하기 위한 송신연결부;
상기 수신부의 증폭기에 의해 증폭된 베이스밴드신호를 아날로그-디지털 변환기에 전달하기 위한 수신연결부;
상기 수신연결부에 의해 전달된 아날로그형태의 베이스밴드신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기;
상기 아날로그-디지털 변환기에 의해 변환된 디지털신호의 잡음을 제거하기 위한 저역통과필터;
상기 저역통과필터를 통해 잡음이 제거된 디지털신호를 구간검지영역별 주파수로 필터링하는 복수의 대역통과필터;
상기 대역통과필터를 통해 구간검지영역별 주파수로 필터링된 디지털신호를 침입자정보의 추출을 위해 각 주파수별로 주파수 변환을 하는 복수의 고속푸리에변환기;
상기 고속푸리에변환기에 의해 주파수 변환된 신호를 연산하여 검지영역 내의 복수표적 중에서 침입자정보를 추출하는 침입자정보 추출기; 및
상기 주파수합성신호 발생기 및 상기 침입자정보 추출기를 포함한 신호처리부의 동작을 제어하기 위한 마이크로프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파신호를 이용한 복수표적 검지장치.
6. The method of claim 5,
The signal processing unit
A frequency synthesis signal generator for generating a frequency synthesis signal for detecting a target for each section detection area in the detection area;
A transmission connection unit for transmitting the frequency synthesis signal generated by the frequency synthesis signal generator to the transmission unit;
A reception connection unit for transferring the baseband signal amplified by the amplifier of the reception unit to an analog-to-digital converter;
An analog-to-digital converter for converting an analog baseband signal transmitted by the receiving connection unit into a digital signal;
A low pass filter for removing noise of the digital signal converted by the analog-digital converter;
A plurality of band pass filters for filtering the digital signal from which the noise is removed through the low pass filter by frequencies of the section detection areas;
A plurality of fast Fourier transformers for converting the digital signal filtered by the frequency of each section detection region through the band pass filter for each frequency for extracting intruder information;
An intruder information extractor for extracting intruder information from a plurality of targets in the detection area by calculating a frequency-converted signal by the fast Fourier transformer; And
And a microprocessor for controlling the operation of the signal processing unit including the frequency synthesis signal generator and the intruder information extractor.
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