KR20200089110A - Radar apparatus for drone - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a radar device for a drone. The radar device for a drone of the present invention comprises: a radar body mounted on one side of the drone; a phased array antenna module provided inside the radar body, transmitting a beam, and receiving reflection of the transmitted beam; a wireless charging module wirelessly supplying power from a battery mounted on the drone to the phased array antenna module; a signal processing module processing signals transmitted and received by the phased array antenna module; and an optical communication module transmitting the signal processed by the signal processing module to a control unit of the drone. According to the present invention, when an obstacle is located around the drone during flight, the drone can not only detect the obstacle, but also reduce the size.

Description

드론용 레이더장치{RADAR APPARATUS FOR DRONE}Radar device for drones{RADAR APPARATUS FOR DRONE}

본 발명은 드론용 레이더장치에 관한 것이다.The present invention relates to a radar device for drones.

드론(drone)이란 조종사없이 무선 전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기를 뜻한다. 근래에는 드론이 농약 살포, 교통 모니터링, 뉴스 보도, 소방 활동을 위한 화재 모니터링, 건설 현장들의 측량, 패키지 배달, 육상 감시 등 여러 분야에 널리 사용되고 있다.A drone refers to an unmanned aerial vehicle in the form of an airplane or helicopter that can fly and steer by induction of radio waves without a pilot. Recently, drones are widely used in various fields such as spraying pesticides, traffic monitoring, news reporting, fire monitoring for fire fighting activities, surveying construction sites, package delivery, and land surveillance.

하지만, 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 다른 비행체, 조류, 전선 등의 장애물에 충돌하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 드론 업체들은 드론이 비행 중 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위하여 카메라나 라이더(Lidar)를 드론에 탑재하고 있으나, 조류나 전선 등의 장애물을 감지하는데에는 한계가 있다.However, it is common for drones to collide with obstacles such as other vehicles, birds, and electric wires during flight. Drone makers are equipped with cameras or lidars to prevent drones from colliding with obstacles during flight, but there are limitations in detecting obstacles such as birds and wires.

본 발명의 목적은 드론이 비행 중 드론의 주변에 장애물이 위치할 경우 그 장애물을 감지할 뿐만 아니라 소형화가 가능한 드론용 레이더장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a radar device for a drone capable of miniaturizing as well as detecting an obstacle when an obstacle is positioned around the drone while the drone is flying.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 드론의 일측에 장착되는 레이더바디; 상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 위상배열안테나모듈; 상기 드론에 장착된 배터리의 전력을 무선으로 상기 위상배열안테나모듈로 공급하는 무선충전모듈; 상기 위상배열안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 신호처리모듈; 상기 신호처리모듈에서 처리되는 신호를 상기 드론의 제어유닛으로 전송하는 광통신모듈;을 포함하는 드론용 레이더장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a radar body mounted on one side of the drone; A phased array antenna module provided inside the radar body and transmitting a beam and receiving the transmitted beam being reflected; A wireless charging module that wirelessly supplies the power of the battery installed in the drone to the phased array antenna module; A signal processing module that processes signals transmitted and received by the phased array antenna module; A drone radar device is provided that includes an optical communication module that transmits a signal processed by the signal processing module to the control unit of the drone.

상기 위상배열안테나모듈은 상기 레이더바디 내부에 구비되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전모터와, 상기 회전체에 배열되는 송신안테나소자어레이 및 수신안테나소자어레이와, 상기 송신안테나소자어레이에 연결되는 송신기와, 상기 수신안테나소자어레이에 연결되는 수신기를 포함하는 것이 바람직하다.The phased array antenna module includes a rotating body provided inside the radar body, a rotating motor rotating the rotating body, a transmitting antenna element array and a receiving antenna element array arranged on the rotating body, and the transmitting antenna element array. It is preferable to include a transmitter connected and a receiver connected to the receiving antenna element array.

상기 무선충전모듈은 상기 드론의 배터리에 연결되어 무선으로 상기 배터리의 전력을 송신하는 무선전력송신부와, 상기 무선전력송신부에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the wireless charging module includes a wireless power transmitter that is connected to the battery of the drone and wirelessly transmits the power of the battery, and a wireless power receiver that receives wireless power transmitted by the wireless power transmitter.

상기 무선전력송신부는 드론의 배터리에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로와, 상기 주파수발생회로에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나를 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the wireless power transmitter includes a frequency generating circuit connected to a drone's battery to generate a resonance frequency, and a transmission resonance coupling antenna for transmitting the resonance frequency generated in the frequency generating circuit.

상기 무선전력수신부는 상기 회전모터측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부와, 상기 제1 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 모터에 공급하는 제1 정류회로와, 상기 송신안테나소자어레이측에 구비되어 상기 전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부와, 상기 제2 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이에 공급하는 제2 정류회로를 포함하는 것이 바람직하다.The wireless power receiving unit is provided on the rotating motor side, a first power receiving unit receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and a first rectifying circuit for rectifying the power received from the first power receiving unit and supplying it to a motor And, a second power receiving unit provided on the transmission antenna element array side to receive the wireless power transmitted from the power transmission unit, and a second rectification to rectify the power received by the second power receiving unit and supply it to the transmission antenna element array It is preferred to include circuits.

상기 무선전력수신부는 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 전력수신부와, 상기 전력수신부에서 수신되는 무선전력을 정류하여 상기 회전모터 및 송신안테나소자어레이측에 공급하는 통합정류회로를 포함할 수도 있다.The wireless power receiving unit includes a power receiving unit for receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and an integrated rectifying circuit for rectifying wireless power received by the power receiving unit and supplying it to the rotating motor and the transmitting antenna element array side. It might be.

상기 신호처리모듈에서 신호를 송신하고 수신하는 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that a method of transmitting and receiving a signal in the signal processing module includes a beamforming method.

상기 광통신모듈은 적외선통신인 것이 바람직하다.The optical communication module is preferably infrared communication.

본 발명은 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 드론의 주변에 장애물(들)이 위치할 경우 위상배열안테나모듈에서 빔을 송신하고 수신하여 장애물을 감지하여 드론의 제어유닛에 신호를 보내고 그 신호에 의해 제어유닛이 장애물을 회피하면서 드론의 비행 경로를 비행할 수 있게 되므로 드론이 비행 중 다른 비행체는 물론 조류나 전선 등의 장애물과 충돌하는 것을 방지하게 된다.The present invention transmits and receives a beam from a phased array antenna module when an obstacle(s) is located in the vicinity of a drone during a flight in which a drone is set in a flight path, detects an obstacle, sends a signal to the drone control unit, and uses the signal Since the control unit can avoid the obstacles and fly through the drone's flight path, it prevents the drone from colliding with obstacles such as birds and wires as well as other vehicles during the flight.

또한, 본 발명은 위상배열안테나모듈에서 소요되는 전력을 무선충전모듈에 의해 드론 본체의 배터리에서 무선으로 공급하게 되고 위상배열안테나모듈에서 신호를 광통신모듈을 통해 드론 본체의 제어유닛과 통신하게 되므로 소형화가 가능하게 된다.In addition, the present invention is miniaturized because the power required by the phased array antenna module is wirelessly supplied from the battery of the drone body by the wireless charging module, and the phased array antenna module communicates the signal with the control unit of the drone body through the optical communication module. Becomes possible.

도 1은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 도시한 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 구성하는 위상배열안테나모듈의 일예를 도시한 부분 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예를 구성하는 무선충전모듈의 일예를 도시한 블록도.1 is a front view showing an example of a drone equipped with an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention,
Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention,
Figure 3 is a partial front view showing an example of a phased array antenna module constituting an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention,
Figure 4 is a block diagram showing an example of a wireless charging module constituting an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a drone radar device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예를 도시한 정면도이다.1 is a front view showing an example of a drone equipped with an embodiment of a radar device for a drone according to the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 일실시예가 구비된 드론의 일예는, 먼저, 드론 본체(100), 구동유닛(200), 제어유닛(300), 통신유닛(400), 드론용 레이더장치(500)를 포함한다.As shown in Figure 1, an example of a drone equipped with an embodiment of a drone radar device according to the present invention, first, the drone body 100, the driving unit 200, the control unit 300, the communication unit ( 400), a radar device 500 for a drone.

드론 본체(100)의 일예로, 드론 본체(100)는 소정 형상으로 형성되는 몸체부(110)와, 그 몸체부(110)의 상부에 방사상으로 수평으로 연결되는 다수 개의 날개장착프레임(120)들과, 그 날개장착프레임(120)들의 각 단부 하면에 연결되는 서포팅바(130)들을 포함한다. 드론 본체(100)에 각종 임무장비가 장착된다.As an example of the drone body 100, the drone body 100 includes a body portion 110 formed in a predetermined shape, and a plurality of wing-mounting frames 120 radially and horizontally connected to the upper portion of the body portion 110. Field, and the supporting bar 130 is connected to the lower surface of each end of the wing mounting frame (120). Various mission equipments are mounted on the drone body 100.

구동유닛(200)은 드론 본체(100)의 날개장착프레임(120)들에 각각 장착되는 플로페러구동모터(210)들과, 그 프로펠러구동모터(210)에 연결되어 프로펠러구동모터(210)의 회전력에 의해 회전하는 프로펠러(220)들과, 드론 본체(100)의 몸체부(110)에 장착되어 프로펠러구동모터(210)들을 포함하는 부품들에 전원을 공급하는 배터리(130)를 포함한다.The driving unit 200 is connected to the propeller driving motor 210 and the propeller driving motor 210, which are respectively mounted on the wing mounting frames 120 of the drone body 100, and the propeller driving motor 210. It includes propellers (220) rotating by rotational force, and a battery (130) mounted on the body portion (110) of the drone body (100) to supply power to components including the propeller drive motors (210).

제어유닛(300)은 비행제어기와, 센서융합기와, 자이로센서, 가속도센서를 포함한다.The control unit 300 includes a flight controller, a sensor fusion machine, a gyro sensor, and an acceleration sensor.

통신유닛(400)은 비행정보 송신기와, 무선전파수신기를 포함한다.The communication unit 400 includes a flight information transmitter and a radio wave radio receiver.

드론용 레이더장치(500)는 드론 본체(100)에 장착되어 빔을 송신하고 수신하여 비행 중 전방에 장애물이 위치하는 것을 감지하게 된다. 드론용 레이더장치(500)의 일실시예로, 드론용 레이더장치(500)는 레이더바디(510), 위상배열안테나모듈(520), 무선충전모듈(530), 신호처리모듈(540), 광통신모듈(550)을 포함한다.The drone radar device 500 is mounted on the drone body 100 to transmit and receive beams to detect the presence of an obstacle in front of the flight. As an embodiment of the drone radar device 500, the drone radar device 500 includes a radar body 510, a phased array antenna module 520, a wireless charging module 530, a signal processing module 540, and optical communication. Module 550.

레이더바디(510)는 드론 본체(100)의 몸체부(110) 일측에 장착되는 것이 바람직하다. 레이더바디(510)의 일예로, 레이더바디(510)는 반구 형상의 곡면판으로 형성되는 반구형 장착부(511)와, 그 반구형 장착부(511)의 개구된 하단을 복개하도록 반구형 장착부(511)에 결합되는 커버판부(512)와, 커버판부(512)에 연결되며 드론 본체(100)의 몸체부(110)에 결합되는 연결바(513)를 포함한다.The radar body 510 is preferably mounted on one side of the body portion 110 of the drone body 100. As an example of the radar body 510, the radar body 510 is coupled to a hemispherical mounting portion 511 formed of a hemispherical curved plate and a hemispherical mounting portion 511 to cover the open bottom of the hemispherical mounting portion 511. It includes a cover plate portion 512 and a connecting bar 513 connected to the cover plate portion 512 and coupled to the body portion 110 of the drone body 100.

위상배열안테나모듈(520)은 레이더바디(510)의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신한다. 위상배열안테나모듈(520)의 일예로, 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 위상배열안테나모듈(520)은 레이더바디(510) 내부에 구비되는 회전체(521)와, 그 회전체(521)를 회전시키는 회전모터(522)와, 회전체(521)에 배열되는 송신안테나소자어레이(523) 및 수신안테나소자어레이(524)와, 송신안테나소자어레이(523)에 연결되는 송신기(525)와, 수신안테나소자어레이(524)에 연결되는 수신기(526)를 포함한다. 송신안테나소자어레이(523)는 다수 개의 송신안테나소자(1)들이 회전체(521)에 배열된 것이고, 수신안테나소자어레이(524)는 다수 개의 수신안테나소자(2)들이 회전체(521)에 배열된 것이다. 송신안테나소자어레이(523)에 대한 복수의 송신기 채널들이 지정되고, 수신안테나소자어레이(524)에 대한 복수의 수신기 채널들이 지정된다. 송신기(525)의 일예로, 송신기(525)는 하나 이상의 디지털 대 아날로그 변환기들, 신호정형회로들, 필터들, 위상조정기들, 신호조정엘리먼트들, 증폭기들, 감쇠기들, 타이밍 회로부, 로직디바이스들로부터 디지털 제어 신호들을 수신하고 아날로그 송신 신호들을 아날로그 인터페이스를 통해서 제공하여 송신안테나소자어레이(523)의 하나 이상의 송신안테나소자(1)들을 여기시키고 하나 이상의 송신 빔들 또는 채널들을 발생시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 수신기(526)는 하나 이상의 아날로그 대 디지털 변환기들, 필터들, 위상 조정기들, 신호조정엘리먼트들, 증폭기들, 감쇠기들, 타이밍회로부, 로직 디바이스들, 수신안테나소자어레이(524)의 하나 이상의 안테나소자들에 대응하는 아날로그 인터페이스를 통해서 아날로그 신호들을 수신하고 아날로그 신호들을 디지털 신호들로 변환하고 디지털 신호들을 프로세싱하도록 구성하는 것이 바람직하다.The phased array antenna module 520 is provided inside the radar body 510, and transmits a beam and receives that transmitted beam is reflected. As an example of the phased array antenna module 520, as shown in FIGS. 2 and 3, the phased array antenna module 520 includes a rotating body 521 provided inside the radar body 510 and a rotating body 521 ) A rotating motor 522 to rotate, a transmitting antenna element array 523 and a receiving antenna element array 524 arranged on the rotating body 521, and a transmitter 525 connected to the transmitting antenna element array 523 And a receiver 526 connected to the receiving antenna element array 524. In the transmitting antenna element array 523, a plurality of transmitting antenna elements 1 are arranged on the rotating body 521, and the receiving antenna element array 524 has a plurality of receiving antenna elements 2 on the rotating body 521. It is arranged. A plurality of transmitter channels for the transmitting antenna element array 523 are designated, and a plurality of receiver channels for the receiving antenna element array 524 are designated. As an example of transmitter 525, transmitter 525 includes one or more digital to analog converters, signal shaping circuits, filters, phase adjusters, signal conditioning elements, amplifiers, attenuators, timing circuitry, logic devices Preferably configured to receive digital control signals from and provide analog transmit signals through an analog interface to excite one or more transmit antenna elements 1 of the transmit antenna element array 523 and generate one or more transmit beams or channels. Do. Receiver 526 includes one or more analog to digital converters, filters, phase adjusters, signal conditioning elements, amplifiers, attenuators, timing circuitry, logic devices, one or more antenna elements of receive antenna element array 524 It is desirable to be configured to receive analog signals through an analog interface corresponding to them, convert analog signals to digital signals and process the digital signals.

무선충전모듈(530)은 드론에 장착된 배터리(230)의 전력을 무선으로 위상배열안테나모듈(520)로 공급한다. 무선충전모듈(530)의 일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 무선충전모듈(530)은 드론의 배터리(230)에 연결되어 무선으로 배터리(230)의 전력을 송신하는 무선전력송신부(10)와, 그 무선전력송신부(10)에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부(20)를 포함한다. 무선전력송신부(10)의 일예로, 무선전력송신부(10)는 드론의 배터리(230)에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로(11)와, 그 주파수발생회로(11)에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나(12)를 포함한다. 무선전력수신부(20)의 제1 예로, 무선전력수신부(20)는 회전모터(522)측에 구비되어 무선전력송신부(10)에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부(21)와, 그 제1 전력수신부(21)에서 수신된 전력을 정류하여 회전모터(522)에 공급하는 제1 정류회로(22)와, 송신안테나소자어레이(523)측에 구비되어 무선전력송신부(20)에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부(23)와, 그 제2 전력수신부(23)에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이(523)에 공급하는 제2 정류회로(24)를 포함한다. 제1,2 전력수신부(21)(23)는 각각 커패시터를 포함한다. 무선전력수신부(20)의 제1 예는 무선전력송신부(10)의 송신공진결합안테나(12)에서 전력을 공진주파수로 송신하고 제1 전력수신부(21)에서 그 송신된 전력을 수신하고 제1 정류회로(22)를 통해 회전모터(522)에 공급되고, 또한 무선전력송신부(10)의 송신공진결합안테나(12)에서 전력을 공진주파수로 송신하고 제2 전력수신부(23)에서 그 송신된 전력을 수신하고 제2 정류회로(24)를 통해 송신안테나소자어레이(523)측에 공급된다. 무선전력수신부(20)의 제2 예로, 무선전력수신부는 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 전력수신부와, 그 전력수신부에서 수신되는 무선전력을 정류하여 회전모터 및 송신안테나소자어레이측에 공급하는 통합정류회로를 포함한다.The wireless charging module 530 wirelessly supplies the power of the battery 230 mounted in the drone to the phased array antenna module 520. As an example of the wireless charging module 530, as shown in FIG. 4, the wireless charging module 530 is connected to the battery 230 of the drone and transmits wireless power of the battery 230 wirelessly (10) ) And a wireless power receiver 20 that receives wireless power transmitted by the wireless power transmitter 10. As an example of the wireless power transmission unit 10, the wireless power transmission unit 10 is connected to the battery 230 of the drone to generate a resonance frequency, a frequency generating circuit 11, and the resonance generated by the frequency generating circuit 11 And a transmission resonant coupling antenna 12 that transmits frequencies. As a first example of the wireless power receiving unit 20, the wireless power receiving unit 20 is provided on the rotating motor 522 side, the first power receiving unit 21 for receiving the wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit 10, A first rectifying circuit 22 for rectifying the power received from the first power receiving unit 21 and supplying it to the rotating motor 522 and a transmitting antenna element array 523 are provided at the wireless power transmitting unit 20 It includes a second power receiving unit 23 for receiving the transmitted wireless power, and a second rectifying circuit 24 for rectifying the power received from the second power receiving unit 23 and supplying it to the transmitting antenna element array 523 do. The first and second power receiving units 21 and 23 each include a capacitor. The first example of the wireless power receiving unit 20 transmits power at a resonant frequency from the transmission resonance coupling antenna 12 of the wireless power transmitting unit 10, receives the transmitted power from the first power receiving unit 21, and receives the first power. It is supplied to the rotating motor 522 through the rectifying circuit 22, and also transmits power at the resonant frequency of the transmission resonance coupling antenna 12 of the wireless power transmission unit 10 and transmits the power at the second power receiving unit 23. It receives power and is supplied to the transmitting antenna element array 523 through the second rectifying circuit 24. As a second example of the wireless power receiving unit 20, the wireless power receiving unit rectifies the wireless power received from the wireless power transmitting unit and the wireless power receiving unit and the wireless power received from the power receiving unit to the rotating motor and the transmitting antenna element array side. Includes integrated rectifier circuit supplied.

신호처리모듈(540)은 위상배열안테나모듈(520)에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리한다. 신호처리모듈(540)에서 송신하고 수신하는 신호처리 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것이 바람직하다. 빔포밍 방식을 포함하게 되므로 다중 경로를 통해 전송되는 신호의 간섭을 최소화하게 된다.The signal processing module 540 processes signals transmitted and received by the phased array antenna module 520. It is preferable that the signal processing method transmitted and received by the signal processing module 540 includes a beamforming method. Since a beamforming method is included, interference of a signal transmitted through multiple paths is minimized.

광통신모듈(550)은 신호처리모듈(540)에서 처리되는 신호를 드론의 제어유닛(300)으로 전송한다. 광통신모듈(550)의 일예로, 광통신모듈(550)은 적외선통신인 것이 바람직하다. 광통신모듈(550)에 의해 신호처리모듈(540)에서 처리되는 신호를 전송하게 되므로 많은 양의 신호를 빠르고 정확하게 전송하게 된다.The optical communication module 550 transmits the signal processed by the signal processing module 540 to the drone control unit 300. As an example of the optical communication module 550, the optical communication module 550 is preferably infrared communication. Since the signal processed by the signal processing module 540 is transmitted by the optical communication module 550, a large amount of signals are transmitted quickly and accurately.

이하, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치의 작용과 효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the radar device for drones according to the present invention will be described.

먼저, 본 발명에 따른 드론용 레이더장치는 드론 본체(100)에 장착된다. 드론용 레이더장치(500)가 장착된 상태에서 드론은 미리 설정된 비행 경로를 따라 비행하면서 임무를 수행하게 된다. 드론이 미리 설정된 비행 경로를 비행하는 과정에서 위상배열안테나모듈(520)에서 빔을 송신하고 수신하면서 주변에 전선이나 항공기 등의 장애물이 있는지를 감지하는 신호를 신호처리모듈(540)과 광통신모듈(550)을 통해 드론 본체(100)의 제어유닛(300)으로 보내게 된다. 드론 본체(100)에 장착된 배터리(230)의 전력이 무선충전모듈(530)에 의해 위상배열안테나모듈(520)에 공급된다. 비행하는 드론의 주변에 장애물이 감지되면 드론 본체(100)의 제어유닛(300)이 그 장애물이 감지된 위치를 우회하여 비행하도록 제어한다.First, the radar device for a drone according to the present invention is mounted on the drone body 100. In a state where the drone radar device 500 is mounted, the drone performs a mission while flying along a preset flight path. The signal processing module 540 and the optical communication module detect the presence of an obstacle such as an electric wire or an aircraft while transmitting and receiving a beam from the phased array antenna module 520 while the drone is flying a preset flight path. It is sent to the control unit 300 of the drone body 100 through 550). The power of the battery 230 mounted in the drone body 100 is supplied to the phased array antenna module 520 by the wireless charging module 530. When an obstacle is detected around the flying drone, the control unit 300 of the drone body 100 controls to fly by bypassing the position where the obstacle is detected.

이와 같이, 본 발명은 드론이 설정된 비행 경로를 비행 중 드론의 주변에 장애물(들)이 위치할 경우 위상배열안테나모듈에서 빔을 송신하고 수신하여 장애물을 감지하여 드론의 제어유닛(300)에 신호를 보내고 그 신호에 의해 제어유닛(300)이 장애물을 회피하면서 드론의 비행 경로를 비행할 수 있게 되므로 드론이 비행 중 장애물과 충돌하는 것을 방지하게 된다.As described above, the present invention detects an obstacle by transmitting and receiving a beam from a phased array antenna module when an obstacle(s) is located in the vicinity of the drone during a flight in which a drone has a set flight path and signals the drone control unit 300 By sending and sending the signal, the control unit 300 can fly through the flight path of the drone while avoiding the obstacle, thereby preventing the drone from colliding with the obstacle during flight.

또한, 본 발명은 위상배열안테나모듈(520)에서 소요되는 전력을 무선충전모듈(530)에 의해 드론 본체(100)의 배터리(230)에서 무선으로 공급하게 되고 위상배열안테나모듈(520)에서 신호를 광통신모듈(550)을 통해 드론 본체(100)의 제어유닛(300)과 통신하게 되므로 소형화가 가능하게 된다.In addition, according to the present invention, the power required by the phased array antenna module 520 is wirelessly supplied from the battery 230 of the drone main body 100 by the wireless charging module 530, and is signaled by the phased array antenna module 520. By communicating with the control unit 300 of the drone main body 100 through the optical communication module 550, miniaturization is possible.

510; 레이더바디 520; 위상배열안테나모듈
530; 무선충전모듈 540; 신호처리모듈
550; 광통신모듈510; Radar body 520; Phased array antenna module
530; Wireless charging module 540; Signal processing module
550; Optical communication module

Claims (8)

드론의 일측에 장착되는 레이더바디;
상기 레이더바디의 내부에 구비되며, 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 위상배열안테나모듈;
상기 드론에 장착된 배터리의 전력을 무선으로 상기 위상배열안테나모듈로 공급하는 무선충전모듈;
상기 위상배열안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 신호처리모듈;
상기 신호처리모듈에서 처리되는 신호를 상기 드론의 제어유닛으로 전송하는 광통신모듈;을 포함하는 드론용 레이더장치.A radar body mounted on one side of the drone;
A phased array antenna module provided inside the radar body and transmitting a beam and receiving the transmitted beam reflected;
A wireless charging module that wirelessly supplies the power of the battery installed in the drone to the phased array antenna module;
A signal processing module that processes signals transmitted and received by the phased array antenna module;
And an optical communication module that transmits the signal processed by the signal processing module to the control unit of the drone. 제 1 항에 있어서, 상기 위상배열안테나모듈은 상기 레이더바디 내부에 구비되는 회전체와, 상기 회전체를 회전시키는 회전모터와, 상기 회전체에 배열되는 송신안테나소자어레이 및 수신안테나소자어레이와, 상기 송신안테나소자어레이에 연결되는 송신기와, 상기 수신안테나소자어레이에 연결되는 수신기를 포함하는 드론용 레이더장치.The method of claim 1, wherein the phased array antenna module includes a rotating body provided inside the radar body, a rotating motor rotating the rotating body, a transmitting antenna element array and a receiving antenna element array arranged on the rotating body, A drone radar device comprising a transmitter connected to the transmitting antenna element array and a receiver connected to the receiving antenna element array. 제 2 항에 있어서, 상기 무선충전모듈은 상기 드론의 배터리에 연결되어 무선으로 상기 배터리의 전력을 송신하는 무선전력송신부와, 상기 무선전력송신부에서 송신하는 무선전력을 수신하는 무선전력수신부를 포함하는 드론용 레이더장치.3. The wireless charging module of claim 2, wherein the wireless charging module includes a wireless power transmitter connected to a battery of the drone to wirelessly transmit power of the battery, and a wireless power receiver to receive wireless power transmitted by the wireless power transmitter. Radar device for drones. 제 3 항에 있어서, 상기 무선전력송신부는 드론의 배터리에 연결되어 공진주파수를 발생시키는 주파수발생회로와, 상기 주파수발생회로에서 발생되는 공진주파수를 송신하는 송신공진결합안테나를 포함하는 드론용 레이더장치.The radar apparatus for a drone according to claim 3, wherein the wireless power transmitter comprises a frequency generating circuit connected to a drone's battery to generate a resonance frequency and a transmission resonance coupling antenna for transmitting the resonance frequency generated in the frequency generating circuit. . 제 3 항에 있어서, 상기 무선전력수신부는 상기 회전모터측에 구비되어 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제1 전력수신부와, 상기 제1 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 모터에 공급하는 제1 정류회로와, 상기 송신안테나소자어레이측에 구비되어 상기 전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 제2 전력수신부와, 상기 제2 전력수신부에서 수신된 전력을 정류하여 송신안테나소자어레이에 공급하는 제2 정류회로를 포함하는 드론용 레이더장치.The method of claim 3, wherein the wireless power receiving unit is provided on the rotating motor side, the first power receiving unit receiving the wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and the power received from the first power receiving unit rectifying the power to the motor A first rectifying circuit to be supplied, a second power receiving unit provided on the transmitting antenna element array side to receive wireless power transmitted from the power transmitting unit, and a transmitting antenna element array by rectifying power received from the second power receiving unit A radar device for a drone comprising a second rectifying circuit supplied to the device. 제 3 항에 있어서, 상기 무선전력수신부는 상기 무선전력송신부에서 송신되는 무선전력을 수신하는 전력수신부와, 상기 전력수신부에서 수신되는 무선전력을 정류하여 상기 회전모터 및 송신안테나소자어레이측에 공급하는 통합정류회로를 포함하는 드론용 레이더장치.According to claim 3, The wireless power receiving unit is a power receiving unit for receiving the wireless power transmitted from the wireless power transmitting unit, and rectifying the wireless power received by the power receiving unit to supply to the rotating motor and the transmitting antenna element array side A radar device for drones including an integrated rectifier circuit. 제 1 항에 있어서, 상기 신호처리모듈에서 신호를 송신하고 수신하는 방식은 빔포밍 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론용 레이더장치.The radar apparatus for a drone according to claim 1, wherein a method of transmitting and receiving a signal in the signal processing module includes a beamforming method. 제 1 항에 있어서, 상기 광통신모듈은 적외선통신인 것을 특징으로 하는 드론용 레이더장치.The radar device for a drone according to claim 1, wherein the optical communication module is infrared communication.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230065496A (en) 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 식스디그리즈 A drone radar device capable of changing a sensing area according to a drone posture and method thereof
KR20240045017A (en) 2022-09-29 2024-04-05 주식회사 페타브루 Sensing platform device of unmanned aerial vehicles
KR20240059400A (en) 2022-10-27 2024-05-07 주식회사 페타브루 Unmanned aerial vehicles and operation method of the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013538602A (en) * 2010-08-12 2013-10-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Apparatus, system and method for measuring vital signs
KR20160135238A (en) * 2014-03-17 2016-11-25 퀄컴 인코포레이티드 Systems, methods, and apparatus for radar-based detection of objects in a predetermined space
KR20180068469A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 현대자동차주식회사 Unmanned aerial vehicle and system comprising the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013538602A (en) * 2010-08-12 2013-10-17 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ Apparatus, system and method for measuring vital signs
KR20160135238A (en) * 2014-03-17 2016-11-25 퀄컴 인코포레이티드 Systems, methods, and apparatus for radar-based detection of objects in a predetermined space
KR20180068469A (en) * 2016-12-14 2018-06-22 현대자동차주식회사 Unmanned aerial vehicle and system comprising the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230065496A (en) 2021-11-05 2023-05-12 주식회사 식스디그리즈 A drone radar device capable of changing a sensing area according to a drone posture and method thereof
KR20240045017A (en) 2022-09-29 2024-04-05 주식회사 페타브루 Sensing platform device of unmanned aerial vehicles
KR20240059400A (en) 2022-10-27 2024-05-07 주식회사 페타브루 Unmanned aerial vehicles and operation method of the same

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