KR20220163015A - Radar device for aircraft with radiation angle control function and radiation angle control method of radar device for aircraft - Google Patents

Radar device for aircraft with radiation angle control function and radiation angle control method of radar device for aircraft Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a radar device for an aircraft having a radiation angle control function, which comprises: an antenna unit detecting an object signal by radiating a radio wave radar; a transceiver unit fixedly installed to transmit and receive radio waves with the antenna unit; and a first rotary joint coupling the antenna unit from the transceiver to be capable of relative rotation with respect to a first tilt axis. An antenna mechanism unit further includes: an antenna unit extending to have a slot array-type surface radiating a radio wave radar; a waveguide unit installed at one end of the antenna unit to transmit radio waves; a second rotary joint coupling the antenna unit from the waveguide unit to be capable of relative rotation with respect to a second tilt axis; and a servo motor installed at the other end of the antenna unit to provide rotational power. A radar radiation device for an aircraft and a radiation angle control method of the radar device according to the present invention have the effect of efficiently tilting and controlling a radar radiation angle in conjunction with information such as altitude and attitude from the ground of the aircraft and information such as the location and distance of a detection target area.

Description

방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치 및 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절 방법{RADAR DEVICE FOR AIRCRAFT WITH RADIATION ANGLE CONTROL FUNCTION AND RADIATION ANGLE CONTROL METHOD OF RADAR DEVICE FOR AIRCRAFT}Aircraft radar device having radiation angle control function and radiation angle control method of aircraft radar device

본 발명은 항공기용 레이다 장치 및 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 수직빔의 방사각 틸팅 조절(Tilting)이 가능하도록 슬롯 어레이 타입(Slot array type) 레이다가 설치되는 항공기용 레이다 장치 및 항공기의 고도, 대상 탐지 지역 정보 등에 기초한 방사각 조절 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radar device for aircraft and a method for adjusting the radiation angle of the radar device for aircraft, and more particularly, a slot array type radar is installed to enable tilting of the radiation angle of a vertical beam. It relates to a radar device for aircraft and a radiation angle control method based on aircraft altitude, target detection area information, etc.

인류가 하늘을 정복하기 전까지 바다는 천연의 경계이자 다른 곳으로 떠나갈 때 거치는 중요한 통로였으며, 지금도 바다는 해외 물류의 기본적 이동 수단이 된다. 세계 각국에서는 군사적인 목적을 포함하여 다양한 이유에 따라 영해를 감시하기 위한 시스템을 구축한다.Until mankind conquered the sky, the sea was a natural boundary and an important passage to go to other places, and even now, the sea is the basic means of transportation for overseas logistics. Countries around the world build systems to monitor territorial waters for a variety of reasons, including military purposes.

최근에는 항공기에 레이다를 장착하는 형태로 광범위 해상 감지 기술이 발달하고 있다. 외국의 경우에는 영국해군은 Sea king이라는 헬리콥터를 이용하여 해상을 감지하지 위해 레이다를 장착하였고, 미국의 SH-60 SeaHawk 헬리콥터도 기수 하단에 레이다를 장착하여 해상 초계업무를 수행하고 있다. Recently, wide-range maritime detection technology has been developed in the form of mounting radar on aircraft. In the case of foreign countries, the British Navy installed radar to detect the sea using a sea king helicopter, and the US SH-60 SeaHawk helicopter also has a radar installed at the bottom of the nose to perform maritime patrol work.

일반적으로 군항공기에서는 평판안테나를 사용하여 기체 외부에 장착가능한 형태로 제작되어, 빔조사각을 마음대로 조정이 가능하다. 다만,군용으로 사용되는 평판안테나는 매우 고가이어서, 이를 일률적으로 항공기에 적용함에 경제성 문제가 있다.In general, military aircraft are manufactured in a form that can be mounted on the outside of the aircraft using a flat antenna, so that the beam irradiation angle can be adjusted at will. However, flat antennas used for military purposes are very expensive, so there is an economic problem in uniformly applying them to aircraft.

이에 따라, 최근에는 상대적으로 저가인 선박용 항행 레이다를 항공기에 적용하기 위한 기술의 제시가 요구되고 있다.Accordingly, in recent years, there has been a demand for a technology for applying a relatively inexpensive marine navigation radar to an aircraft.

오랜 시간 기술이 축적된 선박용 항행 레이다는 민수 제품으로 가격이 군용에 비해 저가임에도 불구하고 우수한 탐지 성능을 가지고 있다. 선박용 항행 레이다는 해상의 선박에서 사용 목적으로 개발되어 있어 수직빔 폭이 커도 해상의 선박을 탐지하는데는 문제가 없으며, 해상에 반사된 파도 노이즈(클러터 노이즈)는 신호처리를 통해 해상 탐지에 최적화되어 있다.Marine navigation radar, which has been accumulated for a long time, is a civilian product and has excellent detection performance despite its low price compared to military ones. The navigation radar for ships has been developed for use on ships at sea, so there is no problem in detecting ships at sea even if the vertical beam width is large, and wave noise (clutter noise) reflected on the sea is optimized for marine detection through signal processing. has been

해상에 운항되는 선박의 탐지 및 추적에 최적화된 민수용 레이다를 항공기에 탑재하여 사용하기 위해서는 해상용 레이다의 구조를 이해해야 한다. 특히, 선박과 달리 항공기가 갖는 고도, 기울기 자세 등의 정보에 기초하여 레이다 방사 방향을 조절하여야 한다는 과제가 존재한다.In order to mount and use a commercial radar optimized for detection and tracking of ships operating at sea on an aircraft, it is necessary to understand the structure of a maritime radar. In particular, unlike ships, there is a problem of adjusting the radar radiation direction based on information such as altitude and inclination attitude of aircraft.

즉, 항공기는 선박과 달리 고도가 있어 해면과 수평으로 송수신을 하면 해면 반사를 줄일 수 있으므로 높은 탐지 효율을 낼 수 있는 반면, 고도가 너무 높아지면 레이다의 방사 전파 빔이 해상으로 조향이 안되서 선박들을 탐지할 수 없게 되는 문제가 있다.In other words, unlike ships, aircraft have an altitude, so if they transmit and receive horizontally with the sea surface, reflection from the sea surface can be reduced, resulting in high detection efficiency. There is a problem that goes undetectable.

대한민국 등록특허 제10-1941521호(2019.01.17. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1941521 (registered on 2019.01.17.)

본 발명은 항공기가 갖는 고도, 기울기 자세 등의 정보를 수신하고 이를 기초로 방사각 조절이 가능한 항공기용 레이다 방사 장치 및 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a radar radiating device for an aircraft capable of receiving information such as altitude and tilt attitude of an aircraft and adjusting a radiation angle based on the received information, and a method for controlling a radiation angle of a radar device for an aircraft.

상기 과제의 해결 수단으로서, 전파 레이다를 방사하여 물체 신호를 감지하는 안테나유닛; 상기 안테나유닛와 전파를 송수신하도록 고정 설치되는 송수신기유닛; 및 상기 안테나유닛을 상기 송수신기로부터 제1 틸트축을 기준으로 상대 회전이 가능하도록 결합시키는 제1 로터리 조인트;를 포함하되, 상기 안테나기구부는, 전파 레이다를 방사하는 슬롯 어레이(slot array)형 일면을 갖도록 연장 형성된 안테나부; 상기 안테나부의 일단에 설치되어, 전파를 전달하는 도파관부; 상기 안테나부을 상기 도파관부로부터 제2 틸트축을 기준으로 상대 회전이 가능하도록 결합시키는 제2 로터리 조인트; 및 상기 안테나부의 다른 일단에 설치되어, 상기 안테나부에 회전 동력을 제공하여 방사각을 조절하는 서보모터;를 포함하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치가 제공될 수 있다.As a means for solving the above problems, an antenna unit for detecting an object signal by radiating a radio wave radar; a transceiver unit fixedly installed to transmit and receive radio waves with the antenna unit; And a first rotary joint coupling the antenna unit to enable relative rotation with respect to a first tilt axis from the transceiver; including, wherein the antenna mechanism unit has a slot array type surface for radiating radio wave radar an extended antenna unit; a waveguide part installed at one end of the antenna part to transmit radio waves; a second rotary joint coupling the antenna unit to enable relative rotation with respect to a second tilt axis from the waveguide unit; And a servomotor installed at the other end of the antenna unit to provide rotational power to the antenna unit to adjust the radiation angle; a radar device for aircraft having a radiation angle control function may be provided.

한편, 상기 제1 틸트축과 상기 제2 틸트 축은 상호 수직 관계를 이루는 것일 수 있다.Meanwhile, the first tilt axis and the second tilt axis may form a mutually perpendicular relationship.

한편, 상기 송수신기유닛은, 상기 안테나유닛으로 전파를 송신하는 송신부; 상기 안테나유닛으로부터 전파를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부에 전파가 수신되는 것을 차단할 수 있도록 설치되는 리미터부를 포함하며, 상기 리미터부는, 상기 송신부가 전파를 송신하는 제1 시기에 상기 수신부의 전파 수신 차단을 수행하고, 상기 송신부가 전파를 송신한 이후인 제2 시기에 상기 수신부의 전파 수신 차단을 해제하는 것일 수 있다.On the other hand, the transceiver unit may include a transmitter for transmitting radio waves to the antenna unit; a receiver for receiving radio waves from the antenna unit; and a limiter unit installed to block reception of radio waves by the receiver, wherein the limiter blocks reception of radio waves by the receiver at a first time when the transmitter transmits radio waves, and the transmitter transmits radio waves. It may be to cancel radio wave reception blocking of the reception unit at a second time after the first time.

한편, 상기 안테나부의 방사 각도를 조절하기 위한 틸팅(tilting) 제어 명령을 생성하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 탐지 대상 지역 정보 및 항공기의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신하여, 상기 제1 정보를 기초로 상기 안테나부에 대한 틸팅 제어 값을 연산하는 탐지각 연산부; 및 항공기의 지면 대비 자세 정보 및 상기 안테나부의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 수신하여, 상기 제2 정보를 기초로 상기 틸팅 제어값에 대한 자세 보상값을 산출하는 자세 보정부를 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, including a control unit for generating a tilting control command for adjusting the radiation angle of the antenna unit, wherein the control unit receives first information including detection target area information and altitude information of the aircraft, a detection angle calculation unit for calculating a tilting control value for the antenna unit based on 1 information; and a posture correction unit configured to receive second information including attitude information of the aircraft relative to the ground and orientation information of the antenna unit, and calculate a posture compensation value for the tilting control value based on the second information. .

한편, 상기 제어부는, 상기 안테나부가 전파 레이다의 진폭이 최대 감도 대비 ­3dB 이내의 영역 이내에 탐지 대상 지역이 위치하도록 방사 각도를 조절하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.Meanwhile, the control unit may generate a control command for adjusting a radiation angle so that the detection target area is located within an area where the amplitude of the radio wave radar of the antenna unit is within 3 dB of the maximum sensitivity.

상기 과제의 해결 수단으로서, 설정된 탐지 대상 지역 정보 및 항공기의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신하는 단계; 상기 제1 정보를 기초로 하여 안테나 틸팅을 조절하기 위한 제어값을 연산하는 단계; 항공기의 지면 대비 자세 정보 및 안테나의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 수신하는 단계; 상기 제어값으로부터 제2 정보를 기초로 하는 보상값을 산출하는 단계; 및 상기 보상값에 따라 안테나의 틸팅을 조절하는 단계를 포함하는, 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법이 제공될 수 있다.As a means for solving the above problem, receiving first information including information on a set detection target area and altitude information of an aircraft; calculating a control value for adjusting antenna tilting based on the first information; Receiving second information including attitude information relative to the ground of the aircraft and orientation information of the antenna; calculating a compensation value based on second information from the control value; And a method for adjusting a radiation angle of a radar device for an aircraft, comprising adjusting tilting of an antenna according to the compensation value, may be provided.

본 발명에 따른 항공기용 레이다 방사 장치 및 레이다 장치의 방사각 조절 방법은 항공기의 지면으로부터 고도, 자세 등의 정보 및 탐지 대상 지역의 위치, 거리 등의 정보와 연동되어 레이다 방사각을 효율적으로 틸팅 조절할 수 있는 효과가 있다.A radar radiating device for an aircraft and a method for adjusting the radiation angle of the radar device according to the present invention are interlocked with information such as altitude and attitude from the ground of the aircraft and information such as the location and distance of the detection target area to efficiently tilt and control the radar radiation angle There are possible effects.

그 결과, 소형 선박에 대한 탐지율을 증대시키는 등 최대 탐지 성능을 높일 수 있다.As a result, it is possible to increase the maximum detection performance, such as increasing the detection rate for small vessels.

또한, 적용된 항공기의 편향된 자세에도 탐지 대상 영역에 균등하게 전파를 조사하여 전방위 탐지가 이루어질 수 있음과 동시에, 해면이 아닌 상공으로도 조정이 가능하여 대공 탐지도 함께 수행될 수 있다.In addition, omnidirectional detection can be made by irradiating radio waves evenly to the detection target area even in the biased attitude of the applied aircraft, and at the same time, anti-aircraft detection can be performed as it can be adjusted in the air instead of on the sea level.

더불어, 해상용 선박에 사용되는 민수 레이다 제품이 저가의 무인 항공기 등에 신뢰성 있게 적용될 수 있어, 해상 감시 시스템의 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, civil radar products used for maritime vessels can be reliably applied to low-cost unmanned aerial vehicles, etc., and thus the economic feasibility of the maritime surveillance system can be greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치가 이루는 제1,2 틸트 축을 개념적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 제어 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 사용 상태도이다.
도 5는 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법의 순서도이다.1 is a configuration diagram of an aircraft radar device having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view conceptually showing first and second tilt axes of the radar device for aircraft having a radiation angle control function of FIG. 1 .
FIG. 3 is a block diagram conceptually showing a control system of a radar device for an aircraft having a radiation angle control function of FIG. 1 .
4 is a state diagram of a radar device for aircraft having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart of a radiation angle control method of an aircraft radar device.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치 및 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다. Hereinafter, an aircraft radar device having a radiation angle control function and a radiation angle control method of the aircraft radar device according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the description of the following embodiments, the name of each component may be called a different name in the art. However, if they have functional similarity and identity, even if a modified embodiment is employed, it can be regarded as an equivalent configuration. In addition, signs added to each component are described for convenience of description. However, the contents of the drawings in which these symbols are written do not limit each component to the scope in the drawings. Likewise, even if an embodiment in which the configuration in the drawings is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in light of the level of a general technician in the relevant technical field, if it is recognized as a component that should be included, the description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 구성도를 도시한다.1 shows a configuration diagram of an aircraft radar device having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 항공기용 레이다 장치는, 회전이 가능하게 설치되는 슬롯 어레이 타입(slot array type)의 레이다가 항공기(1)의 운용시 탐지 대상 거리 및 항공기(1)의 고도 정보 등을 변수로 하여 틸팅 각이 (반)자동으로 조정되는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명이 적용되는 항공기(1)는 소모성 회전익 무인기를 포함하는 것일 수 있다.The aircraft radar device of the present invention is a slot array type radar installed to be able to rotate, tilting the detection target distance and the altitude information of the aircraft 1 as variables during operation of the aircraft 1 It is characterized in that the angle is (semi) automatically adjusted. In particular, the aircraft 1 to which the present invention is applied may include an expendable rotary wing UAV.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치는 안테나유닛(10), 송수신기유닛(20) 및 제1 로터리 조인트(30)를 발명의 기본 구조를 이루는 구성으로 포함한다. As shown, the aircraft radar device having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention comprises an antenna unit 10, a transceiver unit 20 and a first rotary joint 30 forming the basic structure of the invention. included in the composition

보다 상세히는, 송수신기유닛(20)은 본 발명이 적용되는 항공기(1)의 일측 또는 본 발명의 레이다 장치의 본체에 고정 설치된다. 제1 로터리 조인트(30)의 일단이 송수신기유닛(20)의 외부 일측에 임의의 제1 틸트 축(T1)을 이루며 결합된다. 안테나유닛(10)은 제1 로터리 조인트(30)의 타단에 결합하여, 송수신기유닛(20)와 전파 송수신이 가능한 상태에서 상대 회전이 가능하게 설치된다.More specifically, the transceiver unit 20 is fixedly installed on one side of the aircraft 1 to which the present invention is applied or on the main body of the radar device of the present invention. One end of the first rotary joint 30 is coupled to one outer side of the transceiver unit 20 forming an arbitrary first tilt axis T1. The antenna unit 10 is coupled to the other end of the first rotary joint 30 and is installed to enable relative rotation while transmitting and receiving radio waves with the transceiver unit 20 .

이때, 본 발명의 제1 로터리 조인트(30)는 내부의 공기 중으로 전파를 발신하고 수신하는 등 전파의 입출력 기능을 갖는 RF 부품 중 어느 하나가 적용됨이 바람직하다.At this time, the first rotary joint 30 of the present invention is preferably applied to any one of RF components having an input/output function of radio waves, such as transmitting and receiving radio waves into the air inside.

안테나유닛(10)은 탐지 대상 지역에 물체 신호를 감지하기 위해 전파 레이다를 방사하는 구성이다. 전술한 바와 같이 송수신기유닛(20)과의 상대 회전을 통해, 제1 틸트 축(T1)으로부터 수직하는 가상의 면을 기준으로 전방위(360°범위)로 방향이 조절될 수 있다.The antenna unit 10 is a component that radiates a radio wave radar to detect an object signal in a detection target area. As described above, through relative rotation with the transceiver unit 20, the direction can be adjusted in all directions (range of 360°) based on a virtual plane perpendicular to the first tilt axis T1.

본 발명의 일 실시예에 의한 안테나유닛(10)은 안테나부(11), 도파관부(12), 제2 로터리 조인트(13) 및 서보모터(14)를 포함하는 안테나 어셈블리일 수 있다.The antenna unit 10 according to an embodiment of the present invention may be an antenna assembly including an antenna unit 11, a waveguide unit 12, a second rotary joint 13, and a servo motor 14.

안테나부(11)는 송수신기유닛(20)으로부터 전파를 수신하여 전파 레이다를 방사함으로써 물체를 탐지하는 장치로서, 전파 레이다를 방사하기 위한 슬롯 어레이 타입의 일면을 갖도록 연장 형성된다. 일례로 기상관측, 공중관제, 해상관제, 군사용추적 등에 사용되는 X 밴드 주파수(2.5cm 가량의 파장)를 사용하는 것일 수 있다.The antenna unit 11 is a device for detecting an object by receiving radio waves from the transceiver unit 20 and radiating a radio wave radar, and is formed to extend to have one side of a slot array type for radiating radio wave radar. For example, it may be to use the X-band frequency (wavelength of about 2.5 cm) used for weather observation, air control, maritime control, military tracking, and the like.

도파관부(12)는 펄스 주파수의 전파를 송출 및 수신하는 송수신기유닛(20)과 안테나부(11) 사이에서 전자기파의 에너지 손실을 최소화하면서 전자기파를 전달하는 역할을 한다. 즉, 일측이 제1 로터리 조인트(30)를 통해 송수신기유닛(20)과 연결되며, 다른 일측이 제2 로터리 조인트(13)를 통해 안테나부(11)의 일단과 연결된다.The waveguide unit 12 serves to transmit electromagnetic waves while minimizing the energy loss of the electromagnetic waves between the antenna unit 11 and the transceiver unit 20 that transmits and receives radio waves of pulse frequency. That is, one side is connected to the transceiver unit 20 through the first rotary joint 30, and the other side is connected to one end of the antenna unit 11 through the second rotary joint 13.

제2 로터리 조인트(13)는 안테나부(11)와 도파관부(12)를 임의의 제2 틸트 축(T2)을 기준으로 상대 회전이 가능하도록 결합시킨다. 이때, 서보모터(14)는 안테나부(11)에 동력을 제공하여 제2 틸트 축(T2)을 기준으로 회전시킴과 동시에 정해진 틸팅 각에서 고정시킨다.The second rotary joint 13 couples the antenna unit 11 and the waveguide unit 12 so that relative rotation is possible with respect to an arbitrary second tilt axis T2. At this time, the servomotor 14 provides power to the antenna unit 11 to rotate it based on the second tilt axis T2 and fix it at a predetermined tilt angle.

보다 상세히 설명하면, 제2 로터리 조인트(13)가 안테나부(11)의 일단에 임의의 제2 틸트 축(T2)을 이루도록 설치되며, 이를 기준으로 상기 안테나부(11)가 도파관부(12)와 상대 회전이 가능하도록 결합한다. 안테나부(11)의 반대측 일단에는 서보모터(14)가 회전 동력을 제공할 수 있도록 설치된다. 일례로 서보모터(14)는 재2 틸트 축을 기준으로 안테나부(11)가 ±10°범위에서 회전하도록 설치되는 것일 수 있다.More specifically, the second rotary joint 13 is installed at one end of the antenna unit 11 to form an arbitrary second tilt axis T2, and based on this, the antenna unit 11 is the waveguide unit 12 and combine to enable relative rotation. At one end of the opposite side of the antenna unit 11, a servo motor 14 is installed to provide rotational power. For example, the servomotor 14 may be installed so that the antenna unit 11 rotates in a range of ±10° based on the second tilt axis.

한편, 본 발명의 제2 로터리 조인트(13)는 전술한 제1 로터리 조인트(30)와 마찬가지로 전파의 입출력 기능을 갖는 RF 부품 중 어느 하나가 적용됨이 바람직하다.On the other hand, the second rotary joint 13 of the present invention is preferably applied to any one of RF components having a function of inputting and outputting radio waves like the first rotary joint 30 described above.

다시 말해, 본 발명의 안테나유닛(10)은 도파관부(12)가 안테나부(11)의 중간에 인입시키는 것이 아니라, 상기 안테나부(11)의 끝단으로 입출되어 형성된다. 이때, 제2 로터리 조인트(13)가 상기 안테나부(11)와 도파관부(12)를 상대적인 회전으로 기울기 차이를 갖을 수 있도록 연결한다. 안테나부(11)의 반대편 일단에는 서보모터(14)가 별도의 지지부(15)를 통해 설치될 수 있으며, 상기 안테나부(11)에 회전 동력을 제공함과 동시에 정해진 틸팅 각에서 상기 안테나부(11)를 고정시킨다.In other words, in the antenna unit 10 of the present invention, the waveguide part 12 is not inserted into the middle of the antenna part 11, but is formed by moving in and out of the end of the antenna part 11. At this time, the second rotary joint 13 connects the antenna unit 11 and the waveguide unit 12 so as to have a difference in inclination through relative rotation. A servomotor 14 may be installed at one end opposite to the antenna unit 11 through a separate support unit 15, and provides rotational power to the antenna unit 11 and simultaneously rotates the antenna unit 11 at a predetermined tilting angle. ) is fixed.

이때, 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치는, 제1 틸트 축(T1)과 제2 틸트 축(T2)은 서로 다른 각을 이루는 축인 것을 특징으로 한다. 특히, 제1 틸트 축(T1)과 제2 틸트 축(T2)은 상호 수직 관계를 이루는 축일 수 있다.At this time, in the aircraft radar device having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention, the first tilt axis T1 and the second tilt axis T2 are axes that form different angles. In particular, the first tilt axis T1 and the second tilt axis T2 may have a mutually perpendicular relationship.

이는 도 2를 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다. 도 2는 도 1의 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치가 이루는 제1,2 틸트 축(T1, T2)을 개념적으로 나타낸 사시도를 도시한다.This can be more easily understood with reference to FIG. 2 . FIG. 2 is a perspective view conceptually illustrating first and second tilt axes T1 and T2 formed by the aircraft radar apparatus having a radiation angle control function of FIG. 1 .

예컨대, 제1 틸트 축(T1)이 고정된 송수신기유닛(20)에 대해 수직 방향(Z축)의 YAW 축을 이룬다면, 제2 틸트 축(T2)은 상기 제1 틸트 축(T1)과 수직 관계에 있는 종 방향(X축)의 ROLL 축을 이루거나 또는 횡 방향(Y축)의 PITCH 축을 이루는 것일 수 있다.For example, if the first tilt axis T1 forms a YAW axis in the vertical direction (Z axis) with respect to the fixed transceiver unit 20, the second tilt axis T2 has a vertical relationship with the first tilt axis T1. It may form a roll axis in the longitudinal direction (X axis) or a PITCH axis in the transverse direction (Y axis).

상술한 바와 같이 본 발명의 안테나유닛(10)은 제1 틸트 축(T1)을 기준으로 방위 방향을 조절할 수 있음과 동시에, 그로부터 수직하는 제2 틸트 축(T2)을 기준으로 소정의 범위 내에서 방사 각도를 틸팅 조절할 수 있게 된다. 이와 같은 구조적 특징을 통해 본 발명의 레이다 장치는, 후술하는 항공기(1)의 지면으로부터의 고도, 자세, 탐지 대상 지역까지의 거리 등의 정보를 변수로 하여 산출된 제어 명령에 기초하여 안정적으로 안테나를 조향한다.As described above, the antenna unit 10 of the present invention can adjust the azimuth direction based on the first tilt axis T1, and at the same time, within a predetermined range based on the second tilt axis T2 perpendicular thereto. The radiation angle can be adjusted by tilting. Through such a structural feature, the radar device of the present invention stably antenna based on the control command calculated using information such as the altitude, attitude, distance to the detection target area, etc. from the ground of the aircraft 1, which will be described later, as variables steering the

본 발명의 안테나부(11)에 적용되는 슬롯 어레이형 안테나의 일반적인 전파 특성은 수직빔 폭은 18도 내지 20도, 수평빔 폭은 0.2도 내지 0.3도의 성능을 갖는다. 즉, 수직빔 폭에 비해 수평빔 폭이 작아서 방위 분해능이 우수하며, 고도차가 없는 해상의 선박 탐지에 최적화되어 있다. 본 발명의 경우에는 슬롯 어레이형 안테나에 대한 방사 방향의 틸팅 조절이 효과적으로 이루어질 수 있어, 높은 고도에서 해면 탐지 성능을 안전하게 유지할 수 있다.The general propagation characteristics of the slot array type antenna applied to the antenna unit 11 of the present invention have a vertical beam width of 18 degrees to 20 degrees and a horizontal beam width of 0.2 degrees to 0.3 degrees. That is, the horizontal beam width is smaller than the vertical beam width, so the azimuth resolution is excellent, and it is optimized for maritime vessel detection with no altitude difference. In the case of the present invention, it is possible to effectively adjust the tilting of the slot array type antenna in the radial direction, so that surface detection performance can be safely maintained at high altitudes.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 송수신기유닛(20)은 안테나유닛(10)으로 방사를 위한 전파를 송신하는 송신부(21), 상기 안테나유닛(10)으로부터 감지 신호로서 전파를 수신부(22) 및 선택적으로 상기 수신부(22)의 전파 수신을 차단하거나 개방하는 리미터부(23)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the transceiver unit 20 according to an embodiment of the present invention includes a transmitter 21 for transmitting radio waves for radiation to the antenna unit 10, and a detection signal from the antenna unit 10. It may include a radio receiver 22 and a limiter 23 that selectively blocks or opens radio wave reception of the receiver 22 .

일반적인 통신 안테나는 송수신 주파수를 달리 사용하여 양 방향 통신한다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 의한 송수신기유닛(20)은, 동일한 주파수를 안테나유닛(10)에 대해 입출력 전파로 시분할하여 사용하는 것일 수 있다. 이러한 시분할 방식은 리미터부(23)가 수신부(22)의 전파 수신을 선택적으로 차단하거나 개방하는 것으로 수행되는 것일 수 있다.A general communication antenna performs bidirectional communication by using different transmission and reception frequencies. Unlike this, the transceiver unit 20 according to an embodiment of the present invention may time-divide and use the same frequency as an input/output radio wave with respect to the antenna unit 10 . This time division method may be performed by the limiter unit 23 selectively blocking or opening radio wave reception of the receiver 22 .

보다 상세히 설명하면, 리미터부(23)는 송신부(21)가 안테나유닛(10)을 향해 전파를 송신하는 제1 시기(t1)에 수신부(22)의 전파 수신을 차단하도록 동작한다. 즉, 송신부(21)가 안테나유닛(10)을 향해 고출력의 전파를 송신하는 제1 시기(t1)에는 리미터부(23)가 수신부(22)에 전파가 유입되지 않도록 한다.More specifically, the limiter unit 23 operates to block reception of radio waves by the receiver 22 at the first time t1 when the transmitter 21 transmits radio waves toward the antenna unit 10 . That is, the limiter unit 23 prevents radio waves from entering the receiver 22 at the first time t1 when the transmission unit 21 transmits high-output radio waves toward the antenna unit 10 .

이때, 본 발명의 송신부(21)가 송출하는 전파는, 펄스형 주파수로서750~2000Hz 범위에서 레이다의 탐지 대상 지역의 거리에 따라 달라질 수 있다. At this time, the radio wave transmitted by the transmitter 21 of the present invention is a pulse-type frequency in the range of 750 to 2000 Hz, and may vary according to the distance of the target area for radar detection.

이후, 리미터부(23)는 전파 방사 이후 외부에서 물체에 반사된 신호 전파를 안테나유닛(10)으로부터 수신하는 제2 시기(t2)에 수신부(22)의 전파 수신 차단을 해제하도록 동작한다. 즉, 반사된 신호 전파를 안테나유닛(10)으로부터 수신하는 제2 시기(t2)에는 리미터부(23)가 수신부(22)의 차단을 해제하여 미약한 감지 신호가 입력되도록 한다.Thereafter, the limiter unit 23 operates to release the radio wave reception blocking of the receiver 22 at the second time t2 when the antenna unit 10 receives the signal wave reflected from the object from the outside after the radio wave is radiated. That is, at the second time t2 when the reflected signal propagation is received from the antenna unit 10, the limiter unit 23 cancels the blocking of the receiver 22 so that a weak detection signal is input.

이하, 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명의 항공기용 레이다 장치를 제어하는 시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, a system for controlling an aircraft radar device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도 3은 도 1의 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 제어 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도를 도시한다.FIG. 3 is a block diagram conceptually illustrating a control system of a radar device for an aircraft having a radiation angle control function of FIG. 1 .

본 발명의 일 실시예에 으한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치는, 안테나부(11)의 방사 각도를 조절하기 위한 틸팅 제어 명령을 생성하기 위한 알고리즘이 내장된 제어부(40)를 더 포함할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 제1,2 로터리 조인트(30, 13)에서의 상대 회전을 통한 안테나부(11)의 고각 조절 제어 명령을 생성하는 방식으로 안테나부(11)의 방사각을 조절할 수 있다. The radar device for aircraft having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention further includes a control unit 40 with a built-in algorithm for generating a tilting control command for adjusting the radiation angle of the antenna unit 11 can do. That is, the control unit 40 may adjust the radiation angle of the antenna unit 11 by generating a control command for adjusting the elevation of the antenna unit 11 through relative rotation of the first and second rotary joints 30 and 13. have.

제어부(40)는 본 발명의 항공기용 레이다 장치의 본체에 내장 설치되는 소프트웨어일 수 있다. 또는 이와 독립되어 항공기(1)의 일측에 설치된 하드웨어 장치나 별도의 단말장치에 내장된 소프트웨어로서, 항공기용 레이다 장치와 통신 연결되는 것일 수 있다.The control unit 40 may be software installed in the body of the aircraft radar device of the present invention. Alternatively, as a hardware device installed on one side of the aircraft 1 independently of this or software embedded in a separate terminal device, it may be communicatively connected with a radar device for an aircraft.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(40)는 틸팅 제어 값을 연산하는 탐지각 연산부(41), 자세 보상값을 도출하는 자세보정부, 항공기(1)의 비행 정보를 감지하는 센서부(43) 및 관제부(2)와 데이터를 송수신하도록 통신 연결되는 통신부(44)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the control unit 40 according to an embodiment of the present invention includes a detection angle calculation unit 41 that calculates a tilting control value, a posture correction unit that derives a posture compensation value, and flight information of the aircraft 1 It may include a sensor unit 43 that detects and a communication unit 44 that is communicatively connected to transmit and receive data with the control unit 2.

이때, 관제부(2)는 무인 항공기(1)와 데이터 정보를 송수신함과 동시에 무인 항공기(1)에 비행 또는 임무 조작을 입력하는 지상 관제센터일 수 있다. 또는 본 발명의 레이다 장치가 항공사의 조종에 의해 비행하는 항공기(1)에 적용되는 경우, 관제부(2)는 항공기(1)에 비행 또는 임무 조작을 입력하는 조종석을 포함하는 것일 수 있다.At this time, the control unit 2 may be a ground control center that transmits and receives data information with the unmanned aerial vehicle 1 and simultaneously inputs flight or mission operation to the unmanned aerial vehicle 1 . Alternatively, when the radar device of the present invention is applied to an aircraft 1 that flies under the control of an airline, the controller 2 may include a cockpit for inputting flight or mission operations to the aircraft 1.

통신부(44)는 관제부(2)와 통신 연결되어 데이터를 상호 송수신한다. 특히, 관제부(2)로부터 항공기(1)에 대한 정보 뿐만 아니라 탐지 대상 지역에 대한 위치, 거리 등의 정보 데이터를 수신한다.The communication unit 44 is communicatively connected to the control unit 2 to mutually transmit and receive data. In particular, information data such as location and distance to the detection target area as well as information on the aircraft 1 are received from the control unit 2 .

항공기(1)의 동체 내부 또는 외부에 설치되는 센서부(43)는 항공기(1)의 지면 대비 자세 정보 데이터를 획득하기 위한 운동센서를 구비할 수 있다. 일례로 자이로스코프 센서, 가속도 센서 및 기울기 센서 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 센서장치를 구비할 수 있다. 또한, 센서부(43)는 항공기(1)의 고도 정보 데이터를 획득하기 위한 운동센서를 구비할 수 있다. 일례로 기압센서, 온도센서를 포함하여, 획득한 기압 정보와 온도 정보를 기초로 항공기(1)의 고도 값을 도출하는 것일 수 있다.The sensor unit 43 installed inside or outside the fuselage of the aircraft 1 may include a motion sensor for acquiring attitude information data of the aircraft 1 relative to the ground. For example, a sensor device including at least one of a gyroscope sensor, an acceleration sensor, and a tilt sensor may be provided. In addition, the sensor unit 43 may include a motion sensor for acquiring altitude information data of the aircraft 1 . For example, an altitude value of the aircraft 1 may be derived based on the obtained air pressure information and temperature information, including an air pressure sensor and a temperature sensor.

통신부(44)가 관제부(2)로부터 수신한 데이터 정보와, 센서부(43)가 감지한 항공기(1)의 자세, 고도 등에 대한 데이터 정보는 각각 탐지각 연산부(41) 및/또는 자세 보정부(42)에 전송된다.The data information received by the communication unit 44 from the control unit 2 and the data information about the attitude, altitude, etc. of the aircraft 1 detected by the sensor unit 43 are sent to the detection angle calculation unit 41 and/or attitude information, respectively. It is transmitted to the government 42.

탐지각 연산부(41)는 탐지 대상 지역 정보 및 항공기(1)의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신한다. 즉, 관제부(2)로부터 입력된 탐지 대상 지역의 거리, 위치, 좌표 등에 대한 정보를 수신하고, 센서부(43)로부터 항공기(1)의 지면을 기준으로 한 고도 정보를 수신한다.The detection angle calculation unit 41 receives first information including detection target area information and altitude information of the aircraft 1 . That is, information about the distance, location, coordinates, etc. of the detection target area input from the control unit 2 is received, and altitude information based on the ground of the aircraft 1 is received from the sensor unit 43.

그리고 탐지각 연산부(41)는 수신한 제1 정보를 변수로 하여 안테나부(11)의 방사각을 조절하기 위한 틸팅 제어 값을 연산하기 위한 알고리즘이 내장된다. 즉, 항공기(1)의 고도가 반영된 상태에서 탐지 대상 지역과의 거리와 연동되는 틸팅 제어 값을 연산한다. Also, the detection angle calculation unit 41 has an algorithm for calculating a tilting control value for adjusting the radiation angle of the antenna unit 11 using the received first information as a variable. That is, in a state in which the altitude of the aircraft 1 is reflected, a tilting control value interlocked with the distance to the detection target area is calculated.

연산된 틸팅 제어 값은 제1,2 로터리 조인트(30, 13)에서의 상대 회전을 통한 안테나부(11)의 고각 조절을 위한 것이다. 한편, 연산된 틸팅 제어 값은 자세 보정부(42)에 전달되어, 자세 보정된 값으로 도출된다.The calculated tilting control value is for adjusting the elevation of the antenna unit 11 through relative rotation of the first and second rotary joints 30 and 13 . Meanwhile, the calculated tilting control value is transmitted to the posture correcting unit 42 and derived as a posture corrected value.

자세 보정부(42)는 항공기(1)의 지면 대비 자세 정보 및 안테나부(11)의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 더 수신한다. 즉, 센서부(43)로부터 항공기(1)의 지면 대비 기울기, 가속도 등에 대한 정보를 수신하고, 또한 안테나부(11)의 제1 틸트 축(T1)을 기준으로 한 방위 방향 정보를 수신한다.The attitude correction unit 42 further receives second information including attitude information of the aircraft 1 relative to the ground and azimuth information of the antenna unit 11 . That is, information about the inclination and acceleration of the aircraft 1 relative to the ground is received from the sensor unit 43, and azimuth direction information based on the first tilt axis T1 of the antenna unit 11 is received.

그리고 자세 보정부(42)는 수신한 제2 정보를 변수로 하여, 연산된 틸팅 제어 값에 대한 자세 보정값을 산출하는 알고리즘이 내장된다. 즉, 연산된 틸팅 제어 값에 대하여 항공기(1)의 기울기, 가속도 등과 안테나부(11)의 방위 방향과 연동된 자세 보정 값을 도출한다.In addition, the posture correction unit 42 includes an algorithm for calculating a posture correction value for the calculated tilting control value using the received second information as a variable. That is, a posture correction value associated with the tilt and acceleration of the aircraft 1 and the azimuth direction of the antenna unit 11 is derived for the calculated tilting control value.

도출된 자세 보정 값은 제어 명령으로서 제1,2 로터리 조인트(30, 13)에서의 상대 회전을 통한 안테나부(11)의 고각 조절을 위해 전달된다. 이후, 안테나유닛(10)은 전송된 제어 명령에 따라, 특히 서보모터(14)가 레이다 방사각의 틸팅 조절을 수행하게 된다.The derived posture correction value is transmitted as a control command to adjust the elevation of the antenna unit 11 through relative rotation of the first and second rotary joints 30 and 13 . Thereafter, in the antenna unit 10, the servomotor 14 performs tilt adjustment of the radar radiation angle according to the transmitted control command.

이로 인해 본 발명에 의한 항공기용 레이다 장치는 항공기(1)의 고도별, 탐지 거리별 슬롯 어레이형 안테나의 틸팅각을 가변하여 최적의 해상 탐지 조건을 구현할 수 있다. 또한, 기체의 자세에 따른 보상 제어를 통해 항공기(1)의 자세 변경에도 보상제어를 통해 안테나부(11)를 안정적으로 조향할 수 있다.For this reason, the radar apparatus for aircraft according to the present invention can realize optimal maritime detection conditions by varying the tilting angle of the slot array type antenna for each altitude of the aircraft 1 and for each detection distance. In addition, it is possible to stably steer the antenna unit 11 through compensation control even when the attitude of the aircraft 1 is changed through compensation control according to the attitude of the aircraft.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 항공기용 레이다 장치가 적용된 탐지 영역을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치의 사용 상태도를 도시한다.Hereinafter, referring to FIG. 4, a detection area to which the radar device for aircraft of the present invention is applied will be described. Figure 4 shows a state of use of the aircraft radar device having a radiation angle control function according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(40)는, 안테나부(11)가 전파 레이다의 진폭이 최대 감도 대비 ­3dB 이내의 영역(A) 이내에 탐지 대상 지역이 위치하도록 방사 각도를 조절하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.The control unit 40 according to an embodiment of the present invention gives a control command for adjusting the radiation angle so that the detection target area is located within the area (A) in which the amplitude of the radio wave radar is less than 3 dB versus the maximum sensitivity of the antenna unit 11. may be creating

슬롯 어레이형 안테나는 가능한한 원거리에서 대상 물체를 탐지하려면 탐지 대상 구역에 레이다 방사 패턴 중 주빔이 포인팅(L2)이 되도록 안테나의 고각을 조절하여야 한다. In order to detect a target object as far as possible from a slot array type antenna, the elevation of the antenna must be adjusted so that the main beam of the radar radiation pattern is pointing (L2) in the area to be detected.

고도(H)가 1km 이상인 항공기(1)의 레이다 전파는 주빔을 아래 방향으로 안테나부(11)를 소정의 각도(α)로 기울여야만 주빔이 지면에 포인팅(L2)될 수 있다. 즉, 1km 이상 고도에서는 안테나부(11)를 소정의 각도(α)로 길울이지 않으면 탐지 대상 지역에 주빔이 포인팅되지 않을 수 있다.Radar propagation of an aircraft 1 having an altitude H of 1 km or more requires the antenna unit 11 to tilt the main beam downward at a predetermined angle α so that the main beam can be pointed (L2) on the ground. That is, at an altitude of 1 km or more, the main beam may not be pointed at the detection target area unless the antenna unit 11 is tilted at a predetermined angle α.

예컨대, 제어부(40)는 방사된 전파의 주빔이 22km 전방에 포인팅(L2)이 되기 위하여, 안테나부(11)는 아래 방향으로 3°각도(α)만큼의 틸팅 조절이 이루어 지도록 하는 제어 명령을 생성할 수 있다. For example, in order for the main beam of the radiated radio wave to point L2 forward at 22 km, the control unit 40 issues a control command to tilt the antenna unit 11 downward by an angle α of 3 °. can create

전파에 의해 탐지되는 영역은 전파 범위가 지면과 접촉하는는 지점(L1)으로부터 시작된다. 다만, 주빔의 포인팅 되는 지역(L2)으로부터 소정의 영역 범위에서 높은 감도로 대상 물체에 대한 식별이 가능하다.The area detected by the radio wave starts from the point L1 where the radio wave range is in contact with the ground. However, it is possible to identify a target object with high sensitivity in a predetermined area range from the area L2 where the main beam is pointed.

이때, 제어부(40)는 주빔의 포인팅 되는 지역(L2)으로부터 진폭이 최대 감도 대비 ­3dB 이내의 영역(A) 내에 탐지 대상 지역이 위치하도록 제어 명령을 생성한다.At this time, the control unit 40 generates a control command so that the detection target region is located in the region A within 3 dB of the maximum sensitivity versus the maximum sensitivity from the region L2 where the main beam is pointed.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법를 설명한다. 도 5는 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법의 순서도이를 도시한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, a method for adjusting a radiation angle of an aircraft radar device according to the present invention will be described. 5 is a flow chart of a radiation angle control method of an aircraft radar device.

본 발명의 일 실시예에 의한 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법은 설정된 탐지 대상 지역 정보 및 항공기의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신하는 단계(S100); 상기 제1 정보를 기초로 하여 안테나 틸팅을 조절하기 위한 제어값을 연산하는 단계(S200); 항공기의 지면 대비 자세 정보 및 안테나의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 수신하는 단계(S300); 상기 제어값으로부터 제2 정보를 기초로 하는 보상값을 산출하는 단계(S400); 및 상기 보상값에 따라 안테나의 틸팅을 조절하는 단계(S500)를 포함한다.A radiation angle control method of an aircraft radar device according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving first information including set detection target area information and aircraft altitude information (S100); calculating a control value for adjusting antenna tilting based on the first information (S200); Receiving second information including attitude information of the aircraft relative to the ground and orientation information of the antenna (S300); Calculating a compensation value based on second information from the control value (S400); and adjusting the tilting of the antenna according to the compensation value (S500).

이때, 본 발명의 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법은 전술한 본 발명의 항공기용 레이다 장치의 다양한 실시예가 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.At this time, it should be understood that the radiation angle control method of the aircraft radar device of the present invention can be applied to various embodiments of the aircraft radar device of the present invention described above.

전술한 다양한 실시예에 따라 본 발명에 따른 항공기용 레이다 방사 장치 및 레이다 장치의 방사각 조절 방법은 항공기의 지면으로부터 고도, 자세 등의 정보 및 탐지 대상 지역의 위치, 거리 등의 정보와 연동되어 레이다 방사각을 효율적으로 틸팅 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the various embodiments described above, the radar radiating device for aircraft and the method for adjusting the radiation angle of the radar device according to the present invention are interlocked with information such as altitude and attitude from the ground of the aircraft and information such as location and distance of the detection target area to obtain radar It has the effect of efficiently tilting the radiation angle.

그 결과, 소형 선박에 대한 탐지율을 증대시키는 등 최대 탐지 성능을 높일 수 있다.As a result, it is possible to increase the maximum detection performance, such as increasing the detection rate for small vessels.

또한, 적용된 항공기의 편향된 자세에도 탐지 대상 영역에 균등하게 전파를 조사하여 전방위 탐지가 이루어질 수 있음과 동시에, 해면이 아닌 상공으로도 조정이 가능하여 대공 탐지도 함께 수행될 수 있다.In addition, omnidirectional detection can be made by irradiating radio waves evenly to the detection target area even in the biased attitude of the applied aircraft, and at the same time, anti-aircraft detection can be performed as it can be adjusted in the air instead of on the sea level.

더불어, 해상용 선박에 사용되는 저가의 민수 레이다 제품이 무인 항공기 등에 신뢰성 있게 적용될 수 있어, 해상 감시 시스템의 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.In addition, low-cost civil radar products used in maritime vessels can be reliably applied to unmanned aerial vehicles, etc., and thus the economic feasibility of the maritime surveillance system can be greatly improved.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

1: 항공기
2: 관제부
10: 안테나유닛
11: 안테나부
12: 도파관부
13: 제2 로터리 조인트
14: 서보모터
20: 송수신기유닛
21: 송신부
22: 수신부
23: 리미터부
30: 제1 로터리 조인트
40: 제어부
41: 탐지각 연산부
42: 자세 보정부
43: 센서부
44: 통신부1: Aircraft
2: control department
10: antenna unit
11: antenna unit
12: waveguide part
13: second rotary joint
14: servo motor
20: transceiver unit
21: transmitter
22: receiver
23: limiter part
30: first rotary joint
40: control unit
41: detection angle calculation unit
42: posture correction unit
43: sensor unit
44: Communication department

Claims (6)

전파 레이다를 방사하여 물체 신호를 감지하는 안테나유닛;
상기 안테나유닛와 전파를 송수신하도록 고정 설치되는 송수신기유닛; 및
상기 안테나유닛을 상기 송수신기로부터 제1 틸트축을 기준으로 상대 회전이 가능하도록 결합시키는 제1 로터리 조인트;를 포함하되,
상기 안테나기구부는,
전파 레이다를 방사하는 슬롯 어레이(slot array)형 일면을 갖도록 연장 형성된 안테나부;
상기 안테나부의 일단에 설치되어, 전파를 전달하는 도파관부;
상기 안테나부을 상기 도파관부로부터 제2 틸트축을 기준으로 상대 회전이 가능하도록 결합시키는 제2 로터리 조인트; 및
상기 안테나부의 다른 일단에 설치되어, 상기 안테나부에 회전 동력을 제공하여 방사각을 조절하는 서보모터;를 포함하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치.an antenna unit detecting an object signal by radiating a radio wave radar;
a transceiver unit fixedly installed to transmit and receive radio waves with the antenna unit; and
A first rotary joint coupling the antenna unit to enable relative rotation with respect to a first tilt axis from the transceiver; including,
The antenna mechanism part,
An antenna unit extending to have one side of a slot array type for radiating a radio wave radar;
a waveguide part installed at one end of the antenna part to transmit radio waves;
a second rotary joint coupling the antenna unit to enable relative rotation with respect to a second tilt axis from the waveguide unit; and
A radar device for an aircraft having a radiation angle control function, including a servomotor installed at the other end of the antenna unit and providing rotational power to the antenna unit to adjust the radiation angle. 제1항에 있어서,
상기 제1 틸트축과 상기 제2 틸트 축은 상호 수직 관계를 이루는 것을 특징으로 하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치.According to claim 1,
The first tilt axis and the second tilt axis are characterized in that forming a vertical relationship with each other, aircraft radar device having a radiation angle control function. 제1항에 있어서,
상기 송수신기유닛은,
상기 안테나유닛으로 전파를 송신하는 송신부;
상기 안테나유닛으로부터 전파를 수신하는 수신부; 및
상기 수신부에 전파가 수신되는 것을 차단할 수 있도록 설치되는 리미터부를 포함하며,
상기 리미터부는, 상기 송신부가 전파를 송신하는 제1 시기에 상기 수신부의 전파 수신 차단을 수행하고, 상기 송신부가 전파를 송신한 이후인 제2 시기에 상기 수신부의 전파 수신 차단을 해제하는 것을 특징으로 하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치. According to claim 1,
The transceiver unit,
a transmitter for transmitting radio waves to the antenna unit;
a receiver for receiving radio waves from the antenna unit; and
A limiter unit installed to block the reception of radio waves by the receiver,
The limiter unit performs radio wave reception blocking of the reception unit at a first time when the transmission unit transmits radio waves, and releases radio wave reception blocking of the reception unit at a second time after the transmission unit transmits radio waves. A radar device for aircraft having a radiation angle control function. 제2항에 있어서,
상기 안테나부의 방사 각도를 조절하기 위한 틸팅(tilting) 제어 명령을 생성하는 제어부를 포함하되,
상기 제어부는,
탐지 대상 지역 정보 및 항공기의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신하여, 상기 제1 정보를 기초로 상기 안테나부에 대한 틸팅 제어 값을 연산하는 탐지각 연산부; 및
항공기의 지면 대비 자세 정보 및 상기 안테나부의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 수신하여, 상기 제2 정보를 기초로 상기 틸팅 제어값에 대한 자세 보상값을 산출하는 자세 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치.According to claim 2,
Including a control unit for generating a tilting control command for adjusting the radiation angle of the antenna unit,
The control unit,
a detection angle calculating unit receiving first information including detection target area information and aircraft altitude information, and calculating a tilting control value for the antenna unit based on the first information; and
And a posture correction unit for receiving second information including attitude information relative to the aircraft and azimuth information of the antenna unit, and calculating a posture compensation value for the tilting control value based on the second information. , A radar device for aircraft having a radiation angle control function. 제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 안테나부가 전파 레이다의 진폭이 최대 감도 대비 ­3dB 이내의 영역 이내에 탐지 대상 지역이 위치하도록 방사 각도를 조절하는 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는, 방사각 조절 기능을 갖는 항공기용 레이다 장치.According to claim 4,
The control unit,
Characterized in that the antenna unit generates a control command for adjusting the radiation angle so that the detection target area is located within an area where the amplitude of the radio wave radar is within 3 dB of the maximum sensitivity. 설정된 탐지 대상 지역 정보 및 항공기의 고도 정보를 포함하는 제1 정보를 수신하는 단계;
상기 제1 정보를 기초로 하여 안테나 틸팅을 조절하기 위한 제어값을 연산하는 단계;
항공기의 지면 대비 자세 정보 및 안테나의 방위 정보를 포함하는 제2 정보를 수신하는 단계;
상기 제어값으로부터 제2 정보를 기초로 하는 보상값을 산출하는 단계; 및
상기 보상값에 따라 안테나의 틸팅을 조절하는 단계를 포함하는, 항공기용 레이다 장치의 방사각 조절방법.Receiving first information including set detection target area information and aircraft altitude information;
calculating a control value for adjusting antenna tilting based on the first information;
Receiving second information including attitude information relative to the ground of the aircraft and orientation information of the antenna;
calculating a compensation value based on second information from the control value; and
A radiation angle control method of an aircraft radar device comprising the step of adjusting the tilting of an antenna according to the compensation value.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0142672B1 (en) * 1988-09-16 1998-08-17 이.에이.반 아메론겐, 에프.제이.엔겔 Surveillance sensor
KR101259893B1 (en) * 2012-04-05 2013-05-02 국방과학연구소 Synthetic aperture radar
KR20180112748A (en) * 2018-10-02 2018-10-12 엘아이지넥스원 주식회사 System for controlling radar considering radio wave propagation environment and method thereof
KR101941521B1 (en) 2016-12-07 2019-01-23 한국해양과학기술원 System and method for automatic tracking of marine objects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0142672B1 (en) * 1988-09-16 1998-08-17 이.에이.반 아메론겐, 에프.제이.엔겔 Surveillance sensor
KR101259893B1 (en) * 2012-04-05 2013-05-02 국방과학연구소 Synthetic aperture radar
KR101941521B1 (en) 2016-12-07 2019-01-23 한국해양과학기술원 System and method for automatic tracking of marine objects
KR20180112748A (en) * 2018-10-02 2018-10-12 엘아이지넥스원 주식회사 System for controlling radar considering radio wave propagation environment and method thereof

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