KR20180067324A - 외부 영향을 최소화하는 투과형 레이더 장치 - Google Patents
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Abstract
외부 영향을 최소화하는 투과형 레이더 장치가 개시된다.
투과형 레이더 장치는, 탐지하고자 하는 타겟이 위치한 방향으로 레이더 신호를 출력하는 안테나; 및 상기 안테나에서 출력되는 레이더 신호의 메인 로브(main lobe) 방향으로는 개방되고, 상기 레이더 신호의 사이드 로브(side lobe) 방향과 백 로브(back lobe) 방향으로는 차폐되는 케이스를 포함하고, 상기 안테나는, 케이스의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 일정 거리는, 상기 레이더 신호의 파장에 따라 결정될 수 있다.
투과형 레이더 장치는, 탐지하고자 하는 타겟이 위치한 방향으로 레이더 신호를 출력하는 안테나; 및 상기 안테나에서 출력되는 레이더 신호의 메인 로브(main lobe) 방향으로는 개방되고, 상기 레이더 신호의 사이드 로브(side lobe) 방향과 백 로브(back lobe) 방향으로는 차폐되는 케이스를 포함하고, 상기 안테나는, 케이스의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 일정 거리는, 상기 레이더 신호의 파장에 따라 결정될 수 있다.
Description
본 발명은 투과형 레이더에서 외부에 의한 외부 영향을 최소화하는 장치에 관한 것이다.
투과형 레이더 장치는 타겟을 투과할 수 있는 지향성 레이더 신호를 타겟에게 출력하고, 타겟에 포함된 구성들 각각에서 반사된 레이더 신호를 분석하여 타겟에 포함된 구성들을 분석하는 레이더 장치이다.
그러나, 지향성 레이더 신호라고 하더라도, 레이더 신호의 일부분은 타겟이 위치한 방향과 다른 방향으로 방사될 수 있다. 그리고, 다른 방향으로 반사된 레이더 신호의 일부분이 타겟이 아닌 다른 대상에 반사되고, 투과형 레이더가 다른 대상에 반사된 레이더 신호를 타겟에 포함된 구성들 각각에서 반사된 레이더 신호와 함께 분석하는 경우, 분석 결과에 오류가 발생할 수 있다는 문제점이 있는 실정이다.
따라서, 투과형 레이더 장치의 레이더 신호에서 타겟이 위치한 방향과 다른 방향으로 방사되는 사이드 로브, 및 백 로브에 의한 오류를 방지할 수 있는 방법이 요청되고 있다.
본 발명은 케이스를 이용하여 안테나가 출력하는 레이더 신호의 사이드 로브 및 백 로브를 차단함으로써, 타겟과 상관 없는 오브젝트에 반사된 사이드 로브 및 백 로브에 의하여 타겟에 반사된 메인 로브가 간섭되는 것을 방지하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치는 탐지하고자 하는 타겟이 위치한 방향으로 레이더 신호를 출력하는 안테나; 및 상기 안테나에서 출력되는 레이더 신호의 메인 로브(main lobe) 방향으로는 개방되고, 상기 레이더 신호의 사이드 로브(side lobe) 방향과 백 로브(back lobe) 방향으로는 차폐되는 케이스를 포함하고, 상기 안테나는, 케이스의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 일정 거리는, 상기 레이더 신호의 파장에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 상기 일정 거리는, 상기 케이스의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호가 상기 케이스의 내벽을 향하여 방사되는 레이더 신호를 상쇄하도록 설정된 거리일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 상기 안테나와 상기 케이스에서 상기 사이드 로브 방향의 내벽 간의 거리는, 상기 케이스에서 상기 사이드 로브 방향의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호와 상기 레이더 신호 간의 위상 차가 반 파장(λ/2)이 되는 거리일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 상기 안테나와 상기 케이스에서 상기 백 로브 방향의 내벽 간의 거리는, 상수 k와 파장(λ)에 따라 k λ +λ/4로 결정될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 케이스는, 상기 레이더 신호를 흡수할 수 있는 흡수체, 알루미늄, 및 철 중 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 케이스를 이용하여 안테나가 출력하는 레이더 신호의 사이드 로브 및 백 로브를 차단함으로써, 타겟과 상관 없는 오브젝트에 반사된 사이드 로브 및 백 로브에 의하여 타겟에 반사된 메인 로브가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나 특징을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치와 종래의 투과형 레이더 장치를 동작 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 사이드 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 백 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나 특징을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치와 종래의 투과형 레이더 장치를 동작 일례이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 사이드 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 백 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 방법은 투과형 레이더 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치를 나타내는 도면이다.
투과형 레이더 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 안테나(110)와 케이스(120)로 구성될 수 있다.
안테나(110)는 탐지하고자 하는 타겟이 위치한 방향으로 레이더 신호를 출력할 수 있다.
케이스(120)의 내부에 안테나(110)가 결합될 수 있다. 이때, 케이스(120)는 안테나(110)에서 출력되는 레이더 신호의 메인 로브(main lobe) 방향으로는 개방되고, 레이더 신호의 사이드 로브(side lobe)방향과 백 로브(back lobe) 방향으로는 차폐되는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 안테나(110)는, 케이스(120)의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 케이스(120)의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 일정 거리는 레이더 신호의 파장에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 안테나(110)와 케이스(120)에서 사이드 로브 방향의 내벽 간의 일정 거리는, 케이스(120)에서 사이드 로브 방향의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호와 안테나(110)에서 방사되는 레이더 신호 간의 위상 차가 반 파장(λ/2)이 되는 거리일 수 있다. 또한, 안테나(110)와 케이스(120)에서 백 로브 방향의 내벽 간의 일정 거리는 상수 k와 파장(λ)에 따라 k λ +λ/4로 결정될 수 있다.
즉, 일정 거리는 케이스(120)의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호가 안테나(110)에서 케이스(120)의 내벽을 향하여 방사되는 레이더 신호를 상쇄하도록 설정된 거리일 수 있다.
그리고, 케이스는, 레이더 신호를 흡수할 수 있는 흡수체, 알루미늄, 및 철 중 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치는 케이스를 이용하여 안테나가 출력하는 레이더 신호의 사이드 로브 및 백 로브를 차단함으로써, 타겟과 상관 없는 오브젝트에 반사된 사이드 로브 및 백 로브에 의하여 타겟에 반사된 메인 로브가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나 특징을 나타내는 도면이다.
투과형 레이더 장치의 안테나(110)는 메인 로브(210) 방향으로 지향성 안테나 신호를 출력할 수 있다. 이때, 출력된 안테나 신호는 도 2에 도시된 바와 같이 메인 로브(210) 방향의 빔(신호) 세기가 가장 강할 수 있다. 다만, 출력된 안테나 신호는 메인 로브(210) 방향 이외에도 다른 방향으로 방사되는 빔(신호)들로 구성되는 사이드 로브(220), 및 메인 로브(210) 방향의 반대 방향으로 방사되는 빔(신호)들로 구성되는 백 로브(230)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치와 종래의 투과형 레이더 장치를 동작 일례이다.
이때, 투과형 레이더 장치를 이용하여 내부를 탐지하고자 하는 타겟은 도 3에 도시된 바와 같이 콘크리트 층(301), 흙 층(302), 및 파이프(303)를 포함할 수 있다.
종래의 투과형 레이더 장치는 도 3의 케이스 1(Case 1)에 도시된 바와 같이 타겟을 향하여 출력된 메인 로브(310) 이외에도 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)가 투과형 레이더 장치의 후방에 위치한 다른 장치(304) 및 사용자(305)에 반사될 수 있다.
이때, 메인 로브(310)의 일부는 타겟의 콘크리트 층(301)에서 반사될 수 있다. 또한, 콘크리트 층에서 반사되지 않은 메인 로브(310)의 일부가 흙 층(302)에서 반사될 수 있다. 그리고, 콘크리트 층(301) 및 흙 층(302)에서 반사되지 않은 메인 로브(310)의 일부가 파이프(303)에서 반사될 수 있다. 즉, 안테나 신호의 메인 로브(310)는 타겟을 투과하면서 점진적으로 일부가 반사되어 감소될 수 있다.
그리고, 종래의 투과형 레이더 장치가 수신한 레이더 신호에는 콘크리트, 흙, 파이프와 같은 물질들 각각에 반사된 메인 로브(310)와 다른 장치 및 사용자에 반사된 사이드 로브(330, 340)를 포함할 수 있다.
즉, 종래의 투과형 레이더 장치는 타겟에 포함된 콘크리트, 흙, 파이프와 같은 물질들 각각에 반사된 메인 로브(310) 이외에도 다른 장치에 반사된 사이드 로브(330) 및 사용자에 반사된 사이드 로브(340)까지 사용하여 타겟을 측정할 수 있다. 따라서, 종래의 투과형 레이더 장치는, 다른 장치(304) 및 사용자(305)에 반사된 사이드 로브(330, 340)에 의하여 타겟에 포함된 콘크리트, 흙, 파이프와 같은 물질들 각각에 반사된 메인 로브(310)의 분석에 오류가 발생할 수 있다.
또한, 타겟에서 레이더 신호와 처음에 접속하는 물질의 신호 반사율이 높아질 수록, 레이더 신호에서 사이드 로브(330, 340), 백 로브(350)가 증가할 수 있다.
사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)가 메인 로브(310)보다 커지는 경우, 다른 장치(304) 및 사용자(305)에 반사된 사이드 로브(330, 340)도 타겟에 포함된 콘크리트, 흙, 파이프와 같은 물질들 각각에 반사된 메인 로브(310)보다 커질 수 있다. 따라서, 종래의 투과형 레이더 장치가 다른 장치(304) 및 사용자(305)를 타겟으로 잘못 판단하는 오류가 발생할 수도 있다.
반면, 본원 발명에 따른 투과형 레이더 장치는 도 3의 케이스 2(Case 2)에 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)가 케이스(120)에 반사되므로, 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)가 투과형 레이더 장치의 후방에 위치한 다른 장치 및 사용자에 반사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본원 발명에 따른 투과형 레이더 장치는 케이스(120)의 내벽에 의해 반사된 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)가 안테나(110)에서 케이스(120)의 내벽을 향하여 방사되는 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)를 상쇄하도록 안테나(110)가 케이스(120)의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 배치될 수 있다. 즉, 케이스(120)의 내벽에 의해 반사된 사이드 로브(330, 340) 및 백 로브(350)는 상쇄되어 안테나(110)에 수신되지 않으므로, 안테나(110)는 타겟에 반사된 메인 로브(310)만 수신할 수 있다.
따라서, 본원 발명에 따른 투과형 레이더 장치는 타겟에 반사된 메인 로브(310)만을 이용하여 타겟을 측정하므로, 사이드 로브(330, 340) 또는 백 로브에 의한 오류를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 사이드 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
투과형 레이더 장치의 안테나(110)와 케이스(120)의 사이드 로브 방향의 내벽(400) 간에 이격된 거리는, 내벽(400)에 의해 반사된 레이더 신호와 안테나(110)에서 방사되는 레이더 신호 간의 위상 차가 반 파장(λ/2)이 되는 거리일 수 있다. 예를 들어, 투과형 레이더 장치의 안테나(110)와 케이스(120)의 사이드 로브 방향의 내벽(400) 간에 이격된 거리는, 도 4에 도시된 바와 같이 λ/4일 수 있다. 이때, λ는 안테나(110)에서 출력하는 레이더 신호의 파장일 수 있다.
이때, 안테나(110)에서 내벽(400) 방향으로 방사되는 레이더 신호(410)과 내벽(400)에 의해 반사된 레이더 신호(420) 간의 위상 차가 반 파장(λ/2)이므로, 레이더 신호(420)는 레이더 신호(410)에 의하여 430과 같이 상쇄될 수 있다.
즉, 안테나(110)에서 출력된 레이더 신호 중에서 사이드 로브는 내벽(400)에 반사된 후 후속으로 출력된 사이드 로브에 상쇄되므로, 440과 같이 안테나(110)에서 출력되고 있는 파형만 남을 수 있다. 이때, 440와 같이 남은 파형도 내벽(400)에 반사된 후 상쇄될 수 있다.
그리고, 안테나(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 상하로 사이드 로브가 발생하고 있으므로, 케이스(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 안테나(110)의 좌측 및 우측과 결합되고, 안테나(110)의 상부 및 하부와 이격되는 구조일 수 있다.
반면, 안테나(110)에서 좌우로 사이드 로브가 발생하는 경우, 케이스(120)는 안테나(110)의 상부 및 하부와 결합되고, 안테나(110)의 좌측 및 우측과 이격되는 구조일 수 있다. 또한, 안테나(110)에서 상하좌우로 사이드 로브가 발생하는 경우, 케이스(120)는 내부에 안테나(110)의 위치를 고정하기 위한 기둥과 같은 별도의 구성을 포함하고, 안테나(11)의 상부, 하부, 좌측 및 우측과 모두 이격되는 구조일 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투과형 레이더 장치의 안테나와 백 로브 방향의 내벽 간에 이격된 상태의 일례이다.
투과형 레이더 장치의 안테나(110)와 케이스(120)의 백 로브 방향의 내벽(500) 간의 거리는, 상수 k와 파장(λ)에 따라 k λ +λ/4로 결정될 수 있다.
이때, 안테나(110)에서 백 로브 방향의 끝부분(501)과 내벽(500)은 도 5에 도시된 바와 같이 이격될 수 있다. 또한, 안테나(110)의 길이가 k λ +λ/4 인 경우, 백 로브 방향의 끝부분(501)과 내벽(500)이 접촉할 수도 있다.
본 발명은 케이스를 이용하여 안테나가 출력하는 레이더 신호의 사이드 로브 및 백 로브를 차단함으로써, 타겟과 상관 없는 오브젝트에 반사된 사이드 로브 및 백 로브에 의하여 타겟에 반사된 메인 로브가 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 안테나
120: 케이스
120: 케이스
Claims (5)
- 탐지하고자 하는 타겟이 위치한 방향으로 레이더 신호를 출력하는 안테나; 및
상기 안테나에서 출력되는 레이더 신호의 메인 로브(main lobe) 방향으로는 개방되고, 상기 레이더 신호의 사이드 로브(side lobe) 방향과 백 로브(back lobe) 방향으로는 차폐되는 케이스
를 포함하고,
상기 안테나는, 케이스의 내벽과 일정 거리만큼 이격된 상태로 상기 케이스의 내부에 배치되고,
상기 일정 거리는, 상기 레이더 신호의 파장에 따라 결정되는 투과형 레이더 장치. - 제1항에 있어서,
상기 일정 거리는,
상기 케이스의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호가 상기 케이스의 내벽을 향하여 방사되는 레이더 신호를 상쇄하도록 설정된 거리인 투과형 레이더 장치. - 제1항에 있어서,
상기 안테나와 상기 케이스에서 상기 사이드 로브 방향의 내벽 간의 거리는,
상기 케이스에서 상기 사이드 로브 방향의 내벽에 의해 반사된 레이더 신호와 상기 레이더 신호 간의 위상 차가 반 파장(λ/2)이 되는 거리인 투과형 레이더 장치. - 제1항에 있어서,
상기 안테나와 상기 케이스에서 상기 백 로브 방향의 내벽 간의 거리는,
상수 k와 파장(λ)에 따라 k λ +λ/4로 결정되는 투과형 레이더 장치. - 제1항에 있어서,
상기 케이스는,
상기 레이더 신호를 흡수할 수 있는 흡수체, 알루미늄, 및 철 중 하나로 형성되는 투과형 레이더 장치.
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