KR20190001626A - 라디오미터의 온도 의존성 보상 방법 - Google Patents

라디오미터의 온도 의존성 보상 방법 Download PDF

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Abstract

제안기술은 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선(Infrared Ray) 센서를 이용한 실시간 온도 의존성 보상 장치에 관한 발명이다.

Description

라디오미터의 온도 의존성 보상 장치{COMPENSATION DEVICE FOR THE TEMPERATURE DEPENDENCE OF RADIOMETER}
제안기술은 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선(Infrared Ray) 센서를 이용한 실시간 온도 의존성 보상 장치에 관한 발명이다.
온도를 가지고 있는 물체가 방사하는 고유의 에너지 중 RF(Radio Frequency) 대역의 에너지를 수신하여 물체 고유의 온도 및 복사율 등의 정보를 얻을 때 사용하는 라디오미터(radiometer)는 인공위성에서 해수의 온도 및 염도분포, 구름 및 비등의 분포, 빙하 등의 분포를 영상화할 때 널리 쓰이고 있다.
이처럼 라디오미터는 물체의 복사에너지를 이용하는 장치로, 자기 자신의 온도 특성에 의하여 복사에너지를 수신할 수 있는 감도가 변한다는 점에서 온도 보상 문제는 종래부터 연구되어 오고 있다.
온도를 보상하는 가장 일반적인 방법으로는, 온도 센서를 라디오미터의 각 컴퍼넌트(component)에 부착하고 각 부분의 온도를 측정하여 그 영향성을 보상하는 방법이 사용되고 있으나, 안테나 전단에 보호덮개가 위치하여 보호덮개 내부 온도가 균일하지 않은 분포특성을 보이는 경우에는 온도를 보상하기 어려운 문제를 가지고 있다.
한국 등록특허공보 제10-0446617호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 적외선(Infrared Ray) 센서를 이용하여 보호덮개 내부의 온도 분포 특성을 측정하여, 라디오미터의 출력 변동을 보상하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치에 있어서,
보호덮개 내부 온도에 따른 라디오미터의 출력 변동을 보상하기 위하여 적외선(Infrared Ray) 센서 및 온도 센서를 이용하는 것을 특징으로 한다.
적외선 센서는 길이방향이 보호 덮개 내부의 돔부와 수직하도록 위치하는 안테나의 양단 중 보호덮개 측 일단부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
온도 센서는 안테나, 수신기 및 안테나와 수신기 사이의 트랜지션(transition)부에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 보호덮개가 안테나의 전단에 위치하여 보호덮개 내부에 온도 분포 특성이 존재할 경우에도 적외선 센서를 이용하여 라디오미터의 온도에 관한 의존성을 실시간으로 보상에 이용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 안테나의 지향 각도 별 손실분포도 및 각 구성품의 온도에 따른 손실/잡음지수의 룩업테이블을 사전에 측정하고, 라디오미터의 구성품 별로 온도 센서를 장착하여 실시간으로 온도에 따른 손실/잡음지수의 영향성을 보상할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 라디오미터의 보호덮개 내부에 온도 분포 특성이 존재할 경우의 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 라디오미터의 온도 의존성 보상 방법 순서도.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적외선(Infrared Ray) 센서를 이용한 실시간 온도 의존성 보상 장치에 관한 발명이다.
도 1은 본 발명에 따른 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치 구성도를 도시하고 있다.
보호덮개 내부 온도에 따른 라디오미터의 출력 변동을 보상하기 위한 본 발명의 온도 의존성 보상 장치는 적외선(Infrared Ray) 센서 및 온도 센서를 포함하여 구성된다.
상기 적외선(Infrared Ray) 센서와 온도 센서는 돔부(4)가 형성된 보호덮개(2)의 내부에 위치하는 것으로, 상기 보호덮개(2)의 내부에는 길이방향이 상기 보호덮개(2) 내부의 돔부(4)와 수직하는 안테나(6)와 상기 안테나(6)의 양단 중 타단부에 장착되는 수신기(receiver)(10)가 구성되어 있다.
상기 적외선 센서(8)는 상기 안테나(6)의 양단 중 상기 보호덮개(2) 측 일단부에 부착되고, 상기 보호덮개(2) 내부의 온도 분포를 측정하게 된다. 상기 적외선 센서(8)가 부착되는 위치 및 개수는 설계자의 의도에 따라 달라질 수 있지만 바람직하게는 상기 안테나(6)의 상하 혹은 상하좌우에 다수 개 부착된다.
상기 온도 센서(12)는 상기 안테나(6), 상기 수신기(10), 상기 안테나(6)와 상기 수신기(10) 사이의 트랜지션(transition)부에 부착되어, 상기 온도 센서(12)가 각 위치의 온도 데이터를 실시간으로 측정하게 된다. 상기 온도 센서(12)의 개수는 정해지지 않으며 설계 의도에 따라 다수 개 부착될 수 있다.
상기 트랜지션부의 후단에는 방위각 또는 고각으로 지향 가능한 김발(gimbal)(14)이 위치하여 실제로 복사에너지를 수신하는 상기 안테나(6) 및 상기 수신기(10)를 기계적으로 구동하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 라디오미터의 보호덮개 내부에 온도 분포 특성이 존재할 경우의 모식도를 도시하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보호덮개(2) 내부 온도는 상황에 따라 중앙부(T1)와 가장자리부(T3)에서 차이가 발생할 수 있다. 또한, 상기 보호덮개(2)의 곡률(L1, L2, L3) 등에 따라 RF(Radio Frequency) 대역에서의 투과 손실에 차이가 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 좌측 도면과 같이 상기 안테나(6)가 상기 돔부(4)의 중앙부를 지향할 경우 또는 우측 도면과 같이 상기 안테나(6)가 그 외의 곳을 지향할 경우, 상기 보호덮개(2)에서 발사하는 에너지를 포함하여 총 복사에너지에 차이가 발생하게 되고, 이는 라디오미터가 측정하려고 하는 물체 혹은 배경의 복사 에너지 분포를 측정하는데 영향을 미치게 된다.
따라서 본 발명에서는 상기 보호덮개(2) 내부 온도에 따른 라디오미터의 출력 변동을 보상하기 위하여 상기 적외선 센서(8) 및 온도 센서(12)를 이용하였다.
도 3은 본 발명에 따른 라디오미터의 온도 의존성 보상 방법 순서도가 도시되어 있다.
상기 적외선 센서(8)를 이용하는 보상 방법은,
상기 적외선 센서(8)를 이용하여 상기 보호덮개(2) 내부 온도 분포를 실시간으로 측정하는 온도 측정 단계(S100);
상기 보호덮개(2) 내부의 온도 분포도를 작성하는 온도 분포도 작성 단계(S110);
상기 온도 분포도 작성 단계에서 작성된 온도 분포도를 이용하여 보호덮개의 각도 별 손실 분포도를 사전 작성된 룩업 테이블로부터 작성하는 손실 분포도 작성 단계(S120);
를 포함하여 진행된다.
상기 적외선 센서(8)를 이용하여 상기 보호덮개(2) 내부 온도가 실시간으로 측정(S100)되면 이를 바탕으로 상기 보호덮개(2) 내부 온도의 분포도(S110)를 작성하게 된다.
상기와 같이 작성된 상기 보호덮개(2) 내부 온도의 분포도를 상기 보호덮개(2) 매질의 온도에 따른 특성 변화 및 상기 보호덮개(2) 내부 안테나(6)의 지향 각도에 따른 특성 변화에 따라 기 작성된 룩업 테이블을 이용하여 손실 분포도를 작성(S120)하게 되고, 상기 온도 분포도 작성 단계(S110)에서 작성된 온도 분포도와 손실 분포도 작성 단계(S120)에서 작성된 손실 분포도를 이용하여 라디오미터의 출력을 실시간으로 보상할 수 있게 된다.
상기 온도 센서(12)를 이용하는 보상 방법은,
상기 온도 센서(12)를 이용하여 상기 온도 센서(12)가 부착된 각 위치의 온도 데이터를 실시간으로 측정하는 온도 측정 단계(S200);
상기 온도 측정 단계(S200)에서 얻은 온도 데이터 및 온도에 따른 손실 및 잡음지수에 관한 룩업 테이블을 이용하여 손실 및 잡음을 계산하는 계산 단계(S210);
를 포함하여 진행된다.
상기 온도 센서(12)를 이용하여 상기 온도 센서(12)가 부착된 각 위치의 온도 데이터를 실시간으로 측정(S200)한 후, 기 작성되어 있는 손실 및 잡음지수에 관한 온도 별 룩업테이블을 이용하여 손실 및 잡음지수를 계산(S210)하고, 계산 값을 이용하여 라디오미터의 출력을 실시간으로 보상할 수 있게 된다.
상기 적외선 센서(8)를 이용한 온도 분포도 및 손실 분포도와 상기 온도 센서(12)를 이용한 온도 데이터 및 손실 및 잡음을 계산한 계산 값을 이용하여 상기 라디오미터의 출력 변동을 보상함으로써, 상기 보호덮개(2)가 상기 안테나(6)의 전단에 위치하여 상기 보호덮개(2) 내부에 온도 분포 특성이 존재하고, 또한 부위별로 실시간 온도 변화가 있을 경우에도 상기 적외선 센서(8) 및 상기 온도 센서(12)를 이용하여 라디오미터의 온도에 관한 의존성을 실시간으로 보상에 이용할 수 있게 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
2 : 보호덮개
4 : 돔부
6 : 안테나
8 : 적외선 센서
10 : 수신기(receiver)
12 : 온도 센서
14 : 김발(gimbal)
16 : 표적
S100 : 보호덮개 내부 온도 측정 단계
S110 : 보호덮개 내부 온도 분포도 작성 단계
S120 : 손실 분포도 작성 단계
S200 : 온도센서를 이용한 온도 측정 단계
S210 : 손실 및 잡음 계산 단계

Claims (3)

  1. 라디오미터의 온도 의존성을 보상하기 위한 보상 장치에 있어서,
    보호덮개 내부 온도에 따른 라디오미터의 출력 변동을 보상하기 위하여 적외선(Infrared Ray) 센서 및 온도 센서를 이용하는 것
    을 특징으로 하는 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 센서는 길이방향이 상기 보호 덮개 내부의 돔부와 수직하도록 위치하는 안테나의 양단 중 상기 보호덮개 측 일단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 센서는 상기 안테나, 수신기 및 상기 안테나와 상기 수신기 사이의 트랜지션(transition)부에 장착되는 것을 특징으로 하는 라디오미터의 온도 의존성 보상 장치.
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