KR20230084875A - 초고주파 수신기 시험 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 탐색기가 표적을탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기의 시험 방법은, 상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하는 단계; 상기 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하는 단계; 상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하는 단계; 상기 초고주파 수신기에서 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하는 단계; 상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하는 단계; 상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하는 단계; 및 상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시하는 단계를 포함한다.

Description

초고주파 수신기 시험 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR TESTING A MICROWAVE RECEIVER}

본 발명은 초고주파 수신기 시험 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 송신한 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기 시험 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

레이더와 같은 탐색기는 초고주파 무선 신호의 반사 및 산란 특성을 이용하여 표적의 방위 및 거리를 결정함으로써, 표적의 위치에 관련된 정보를 획득하는 장치이다. 즉, 레이더는 전파를 표적에 보내어 그 결과 에너지의 반사파를 수신하고 전파의 직진성과 정속성을 이용하여 그 왕복 시간과 안테나의 지향 특성에 의해 표적의 위치를 측정한다.

이러한 레이더와 같은 탐색기는 상기 표적을 추적하기 위해 안테나를 통해 초고주파 신호를 발생시켜 송신하는 초고주파 송신기와 상기 초고주파 송신기에서 송출된 후, 표적에 반사되는 신호를 초고주파 수신기를 통해 수신하고, 수신된 신호를 분석하여 상기 표적에 대한 정보를 추출한다.

여기서, 초고주파 수신기는 탐색기의 수신단에 위치하며 안테나로 수신된 초고주파 신호를 증폭/필터링 및 합성(Mixing)하여 주파수 하향 변환을 수행하는 역할을 한다.

기존에는 초고주파 송신기와 초고주파 수신기 등이 모두 조립된 상위 체계인 탐색기 단위에서 수행하는 시간에 따른 출력 변동량 확인이 초고주파 수신기 단위에서는 수행되지 않았을 뿐아니라, 탐색기 환경과 유사한 진동 시험 절차도 진행되지 않아 탐색기를 구성하는 구성품 단위(초고주파 송신기, 초고주파 수신기 등) 별로 불량 스크리닝(screening)이 제대로 이루어지지 않았다.

도 1은 본 발명의 배경을 설명하기 위한 도면으로 종래에 초고주파 수신기에 전원 및 입력 신호 인가 후에 1개의 값(100)이 기록되는 것을 보여준다.

도 2는 본 발명의 배경을 설명하기 위한 도면으로, 탐색기에 전원 및 입력 신호가 인가된 후에 출력되는 출력 값들이 지속적으로 모니터링되는 것(200)을 보여주는 도면이다.

상술한 바와 같이 종래에는 초고주파 수신기에 전원 및 입력 신호 인가 시에 출력되는 1개 채널의 결과 값(100)을 순간적으로만 확인이 가능하였기에, 변화량에 대해서는 확인할 수가 없었다.

상술한 바와 같은 종래의 탐색기 단위의 시험을 수행하는 일반적인 상황에서는 문제가 되지 않지만, 초고주파 수신기가 잠재적인 불량 인자를 가지고 있는 경우, 초고주파 수신기가 그 상위 체계인 탐색기에 조립되기 전에는 불량 식별이 어려운 단점이 있다. 따라서, 이러한 단점을 개선하기 위해서는 초고주파 수신기에서도 탐색기와 유사한 환경을 모사하여 시험을 진행할 수 있는 방안이 제시되어야 한다.

본 발명이 이루고자 하는 목적은, 자력으로 무선 송전 장치와 무선 수전 장치를 최적의 위치로 정밀 이동시켜 무선 충전 효율을 높일 수 있는 무선 충전 가이드 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출 된 것으로, 본 발명의 목적은 초고주파 수신기가 탐색기에 조립되기 전의 상태에서 초고주파 수신기에 대한 시험을 수행함으로써, 초고주파 수신기에 대한 잠재적 불량품을 사전에 스크리닝을 하기 위한 초고주파 수신기 시험 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하기 위한 초고주파 수신기 시험 시스템은 상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하는 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 신호 발생기; 상기 무선 주파수 신호 발생기에서 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하는 디바이더(Divider); 상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하는 제1 국부 신호 발생기; 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하여 출력하는 초고주파 수신기; 상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하는 제2 국부 신호 발생기; 상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하여 출력하는 기저 대역 주파수 하향 변환부; 및 상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시하는 데이터 획득부(Data Acquisition Unit)를 포함한다.

그리고, 상기 초고주파 수신기 시험 시스템은, 상기 초고주파 수신기의 동작 전원을 공급하는 수신기 점검 장비를 더 포함한다.

또한, 상기 초고주파 수신기 시험 시스템은, 상기 제2 국부 신호를 저잡음 증폭하는 제1 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA); 및 상기 저잡음 증폭된 상기 제2 국부 신호를 필터링하여 출력하는 제4 필터;를 더 포함한다.

그리고, 상기 데이터 획득부는, 상기 무선 주파수 신호 발생기, 상기 제1 국부 신호 발생기, 상기 제2 국부 신호 발생기의 동기를 위한 기준 신호(Reference signal)를 발생함을 특징으로 한다.

또한, 상기 기저 대역 주파수 하향 변환부는, 상기 초고주파 수신기에서 출력된 각 채널의 신호 별로 미리 정해진 대역만을 필터링하여 출력하는 제1 필터; 상기 제1 ??터에서 필터링된 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 제2 저잡음 증폭기; 상기 제2 저잡음 증폭기에 의해 저잡음 증폭되어 출력된 신호에서 이미지 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 제2 필터; 상기 제2 필터에서 필터링된 신호와 상기 제4 필터에 의해 필터링된 제2 국부 신호를 합성하여 생성된 기저 대역 신호를 출력하는 믹서(Mixer); 상기 믹서로부터 출력된 기저 대역 신호를 증폭하여 출력하는 중간 주파수 증폭기(Intermediate Frequency Amplifier); 및 상기 중간 주파수 증폭기에 의해 증폭된 신호에서 스커트 특성을 향상시킨 기저 대역 신호만을 필터링하여 출력하는 제3 필터를 포함함을 특징으로 한다.

그리고, 상기 데이터 획득부는, 상기 제3 필터에서 출력된 상기 각 채널의 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter); 상기 변환된 디지털 신호를 1/10배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 출력하는 제1 데시메이터(Decimator); 상기 제1 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호를 직류(Direct Current) 영역으로 주파수 천이(Frequency Shift)시키는 주파수 천이부; 상기 주파수 천이부에서 주파수 천이된 신호에서 미리 정해진 대역의 신호만을 필터링하기 위한 필터(Filter); 상기 필터에 의해 필터링된 신호를 1/124배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 출력하는 제2 데시메이터(Decimator); 상기 제2 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)하여 출력하는 고속 푸리에 변환기; 상기 제2 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호의 위상을 계산하여 출력하는 아크탄젠트(Arctan) 계산기; 및 상기 고속 푸리에 변환기에 의해 고속 푸리에 변환된 주파수의 진폭(Amplitude) 정보와 상기 위상 정보를 표시하는 표시부;를 포함한다.

그리고, 상기 제1 데시메이터, 상기 주파수 천이부, 상기 필터, 상기 제2 데시메이터 및 상기 고속 푸리에 변환기는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현됨을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기의 시험 방법은, 상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하는 단계; 상기 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하는 단계; 상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하는 단계; 상기 초고주파 수신기에서 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하는 단계; 상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하는 단계; 상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하는 단계; 및 상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 초고주파 수신기는, 복합 챔버 또는 Y축 진동 챔버 내에 위치함을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따르면 다음과 같은 2가지의 효과를 도출하는 것이 가능하다.

첫째, 상위체계에서의 구성품 불량 발생에 따라 발생하는 공수 등 업무 손실을 사전 예방가능하다.

둘째 시스템에서만 확인 가능한 시간에 따른 출력 변동을 초고주파 수신기 단위의 시험에서도 확인이 가능하도록 개선함으로써 시험 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 배경을 설명하기 위한 도면으로 종래에 초고주파 수신기에 전원 및 입력 신호 인가 후에 1개의 값이 기록되는 것을 보여준다.
도 2는 본 발명의 배경을 설명하기 위한 도면으로, 탐색기에 전원 및 입력 신호가 인가된 후에 출력되는 출력 값들이 지속적으로 모니터링되는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 초고주파 수신기 시험 시스템의 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기 시험 시스템의 블록 구성도이다.
도 5는 데이터 획득부를 본 발명의 실시 예에 따라 National Instruments(NI)사의 신호 처리 로직(Signal Processing Logic)을 이용하여 구현한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 FPGA를 사용하여 구현된 데이터 획득부의 블록 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기 시험 시스템의 방법 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 초고주파 수신기 시험을 수행하여 사전 스크린된 초고주파 수신기를 탐색기에 적용하였을 때 개선된 탐색기 출력 변동을 비교한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 표시부를 통해 초고주파 수신기의 출력 정보를 표시하는 GUI(Graphic User Interface)를 도시한 도면이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 ㅋ프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 초고주파 수신기 시험 시스템의 블록 구성도이다.

도 3을 참조하면, 신호 분석기(300)에서 생성한 기준 신호(Reference signal)이 국부 신호 발생기(305)와 RF 신호 발생기(310)로 입력되면, 기존에는 초고주파 수신기(325)로는 실제 4개 채널의 RF 신호 채널 중 1개씩만 입력이 가능했다. 도 3에서 초고주파 수신기(325)는 RF 신호 발생기(310)에서 생성된 RF 신호(310a)가 입력되면 국부 신호 발생기(305)로부터 입력된 국부 신호(LO)(305a)와 합성(Mixing)되어 주파수를 하향 변환하여 출력하는데, 구체적으로 여러 단계의 필터링(Filtering) 및 증폭을 수행하여 스펙트럼 분석기(330)로 출력한다. 그리고, 도 3에서 초고주파 수신기(325)의 동작 전원은 수신부 점검장비(315)로부터 직접 공급 받는다.

도 3과 같이 초고주파 수신기 시험 시스템을 구성할 경우에는 초고주파 수신기(325)에서 출력되는 값은 참조번호 335와 같이 1개의 신호에 대해서만 스펙트럼 분석기(330)를 통해 확인할 수 있다. 도 3과 같이 초고주파 수신기(325)의 시험 시스템을 구성할 경우, 초고주파 수신기(325)로의 입력 신호에 따른 출력 값만 확인이 가능하다. 따라서, 도 3과 같이 초고주파 수신기(325)의 시험 시스템을 구성할 경우에는 시간에 따른 출력 값의 변화에 대해서는 정확한 확인이 불가능할 뿐 아니라, 실제 탐색기의 초고주파 송신기가 사용하는 4개 RF 채널에 대한 결과를 동시 확인할 수 없다는 단점이 있다.

그리고, 도 3의 경우에는 초고주파 수신기(325)의 시험 시 복합 챔버(320)에서 진동 및 온도 시험이 동시에 이루어 졌는데 이러한 경우에는 탐색기 단위에서 가해지는 진동보다 약한 값이 인가되어 성능 확인에 대한 신뢰도가 떨어지는 문제가 있다.

따라서 초고주파 수신기 단위에서의 정확한 성능 확인을 위해 요구되는 시간에 따른 출력 변화 및 탐색기 수준의 진동 조건을 반영하기 위해서는 도 3과 같은 초고주파 수신기(325) 시험 시스템에 대한 개선이 필요하다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기 시험 시스템(400)의 블록 구성도이다.

도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파 수신기 시험 시스템(400)은 도 3에 도시된 초고주파 수신기 시험 시스템과는 달리, 1개 채널의 입/출력에 대해서만 확인하던 사항을 4개 채널에 대해 동시에 확인할 수 있도록 구성하였으며, 수신단의 주파수 하향 변환과 기저 대역 신호 복구와 관련된 회로를 구성하고, 사용자가 4개 채널의 출력을 동시에 실시간으로 모니터링할 수 있도록 표시부를 포함하는 데이터 획득부를 추가적으로 구성하였다.

그리고, 초고주파 수신기가 조립되는 상위 체계인 탐색기 단위에서만 수행되던 진동 환경을 초고주파 수신기 단위의 복합 챔버(온도 및 진동)에서 가해지는 진동 환경과 비교하여 더 강한 진동 환경이 식별될 경우, 이를 개선하기 위해 도 4에서는 초고주파 수신기 단위의 시험에서 추가로 진동 시험(Y축 진동)을 진행할 수 있도록 하였다.

도 4를 참고하면, 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 신호 발생기(410)는 상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하고, 디바이더(Divider)(420)는 상기 무선 주파수 신호 발생기(410)에서 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하고, 제1 국부 신호 발생기(405)는 상기 디바이더(420)에 의해 상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호(LO1)를 발생하고, 초고주파 수신기(425)는 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호(LO1)를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하여 출력한다.

그리고, 제2 국부 신호 발생기(415)는 상기 초고주파 수신기(425)가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호(LO2)를 발생하고, 제1 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(445)는 상기 제2 국부 신호를 저잡음 증폭하여 출력하고, 제4 필터(450)는 상기 저잡음 증폭된 상기 제2 국부 신호를 필터링하여 기저 대역 주파수 하향 변환부(430)로 출력한다.

기저 대역 주파수 하향 변환부(430)는 상기 초고주파 수신기(425)에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제4 필터(450)에서 필터링된 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하여 데이터 획득부(435)로 출력한다.

데이터 획득부(Data Acquisition Unit)(435)는 상기 기저 대여 신호를 내부의 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter: ADC)를 통해 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기(425)의 점검을 위한 점검 신호로 표시한다. 이때 상기 디지털 신호로 변환된 신호의 디지털 신호 처리를 위한 블록들은 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 통해 구현할 수 있다. 그리고, 데이터 획득부(435)는 상기 무선 주파수 신호 발생기(410), 상기 제1 국부 신호 발생기(405), 상기 제2 국부 신호 발생기(415)의 동기를 위한 기준 신호(Reference signal)를 생성하여 공급한다.

수신부 점검 장비(440)는 상기 초고주파 수신기(425)의 동작 전원을 공급한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 기저 대역 주파수 하향 변환부(430)는 제1 필터(430a), 제2 저잡음 증폭기(430b), 제2 필터(430c), 믹서(Mixer)(430d), 중간 주파수 증폭기(Intermediate Frequency Amplifier)(430e), 제3 필터(430f)를 포함하여 구성할 수 있다.

제1 필터(430a)는 대역 선택 필터(Band Select Filter)로 주파수 선택 및 노이즈 제거 목적을 위해 사용되며, 필요한 대역은 통과시키고 불필요한 노이즈 성분은 걸러준다. 제1 필터(430a)는 상기 초고주파 수신기(425)에서 출력된 각 채널의 신호 별로 미리 정해진 대역만을 필터링하여 출력하고, 제2 저잡음 증폭기(430b)는 잡음 억제 증폭용으로 사용되며, 상기 제1 ??터(430a)에서 필터링된 신호를 저잡음 증폭하여 출력함으로써 상기 제1 필터(430a)에서 통과된 신호의 잡음은 최대한 억제하면서 신호를 증폭시킨다. 제2 필터(430c)는 이미지 신호 제거용 필터(Image reject filter)로 상기 제2 저잡음 증폭기(430b)에 의해 저잡음 증폭되어 출력된 신호에서 이미지 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행함으로써 믹서(Mixer)(430d)에서 신호들을 합성하면서 발생할 수 있는 이미지(Image) 신호를 사전에 필터링해준다.

믹서(Mixer)(430d)는 상기 제2 필터(430c)에서 필터링된 신호와 상기 제4 필터(450)에 의해 필터링된 제2 국부 신호를 합성하여 생성된 기저 대역 신호를 출력한다. 그리고, 중간 주파수 증폭기(Intermediate Frequency Amplifier)(IF Amp)(430e)는 상기 믹서(430d)로부터 출력된 기저 대역 신호를 증폭하여 출력하고, 제3 필터(430f)는 기저 대역 신호 통과용 필터(IF Frequency Pass Filter)로서 상기 중간 주파수 증폭기(430e)에 의해 증폭된 신호에서 스커트 특성을 향상시킨 기저 대역 신호만을 필터링하여 출력한다. 따라서, 제3 필터(430f)는 정확도를 높이기 위해 스커트 특성이 좋은 필터를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파 수신기(425)는 복합 챔버 또는 Y축 진동 챔버(460) 내에 위치할 수 있다.

그리고, 도 4에 도시된 데이터 획득부(435)는 National Instruments(NI)사의 신호 처리 로직(Signal Processing Logic)을 이용하여 구현할 수 있다.

도 5는 데이터 획득부(435)를 본 발명의 실시 예에 따라 National Instruments(NI)사의 신호 처리 로직(Signal Processing Logic)을 이용하여 구현한 예를 도시한 도면으로, 기저 대역 주파수 하향 변환부(430)로부터 출력된 신호(505)가 채널 입력 단자(500a)를 통해 입력되면, 전압 또는 전류 제한 및 앤티 앨리어싱 필터링을 수행하는 신호 컨디셔닝부(500b)를 통해 신호 컨디셔닝되어 ADC(500c)에서 디지털 신호로 변환되어 초고주파 수신기(425)의 시험을 위한 정보를 획득하도록 구현된 디지털 신호 처리를 위한 FPGA(Field Programmable Gate Array)(510)로 출력된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 FPGA를 사용하여 구현된 데이터 획득부(435)의 블록 구성도이다.

도 6을 참조하면, FPGA(510)는 제1 데시메이터(435b), 주파수 천이부(Frequency Shift)(435c), 필터(435d), 제2 데시메이터(435e), 고속 푸리에 변환기(435f)를 포함할 수 있다.

먼저, 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter)(ADC)(500c)가 제3 필터(430f)에서 출력된 상기 각 채널의 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환하여 출력하면, 제1 데시메이터(Decimator)(435b)는 상기 변환된 디지털 신호를 1/10배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 데이터의 1/10에 대해서만 추출하여 출력하고, 주파수 천이부(435c)는 상기 제1 데시메이터(435b)에 의해 데시메이트 처리된 신호를 직류(Direct Current) 영역으로 주파수 천이(Frequency Shift)시킨다.

그리고, 필터(Filter)(435d)는 상기 주파수 천이부(435c)에서 주파수 천이된 신호에서 미리 정해진 대역의 신호만을 필터링하여 출력하고, 제2 데시메이터(Decimator)(435e)는 상기 필터(435d)에 의해 필터링된 신호의 데이터 용량 축소를 위해 1/124배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 고속 푸리에 변환기(435f)와 아크탄젠트(Arctan) 계산기(435g)로 출력한다.

고속 푸리에 변환기(435f)는 상기 제2 데시메이터(435e)에 의해 데시메이트 처리된 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)하여 출력하고, 아크탄젠트(Arctan) 계산기(435g)는 상기 제2 데시메이터(435e)에 의해 데시메이트 처리된 신호의 위상을 계산하여 출력한다.

표시부(435h)는 상기 고속 푸리에 변환기(435f)에 의해 고속 푸리에 변환된 주파수의 진폭(Amplitude) 정보와 상기 아크탄젠트(Arctan) 계산기(435g)에서 출력된 위상 정보를 표시한다. 사용자는 상기 표시부(435h)에 의해 채널별 위상차에 대한 결과 값과 주파수의 진폭 정보를 실시간으로 계속 모니터링하는 것이 가능해지고, 결과적으로 시간에 따른 변화량을 확인하는 것이 가능하다. 따라서, 이와 같은 결과는 사용자가 진동 중에 발생하는 출력 변화에 대해서도 모니터링이 가능하다는 것을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따른 초고주파 수신기 시험의 경우 진동 챔버에 따라 두 단계로 진행된다. 1차로 탐색기와 유사한 세기의 진동 환경을 모사하기 위해 Y축 단축 진동 챔버에서 시험을 수행하고, 2차로 복합 챔버에서 진동 및 탐색기와 동일한 온도 환경으로 시험을 수행한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파 수신기 시험에서, 전원은 탐색기에 조립된 상태와 동일한 구성을 적용하기 위해 수신부 점검 장비(440)에서 중간주파 수신기(미도시)를 통과한 후 초고주파 수신기(425)로 인가되는 것이 바람직하다.

아래의 <표 1>은 도 3에 도시된 초고주파 수신기 시험 시스템과 도 4에 도시된 초고주파 수신기 시험 시스템 간의 차이를 비교한 표이다.

상기 <표 1>과 같이 본 발명의 실시 예에 따른 개선 효과를 요약하면 다음과 같다.

첫째로, 4개 채널에 대한 출력 확인 및 실시간 변화량 확인으로 인한 성능 신뢰성 확보가 가능하다.

둘째로, 단축 진동 추가에 따른 성능 신뢰성 확보가 가능하다.

셋째로, 데이터 획득부(435)의 신호 처리를 통한 상세 데이터 확보 및 데이터 관리 효율성 개선이 가능하다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기 시험 시스템의 방법 흐름도이다.

먼저, 초고주파 수신기 시험 시스템은 상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하고(S100), 상기 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하고(S105), 상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하고(S110), 상기 초고주파 수신기에서 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환한다(S115). 그리고, 초고주파 수신기 시험 시스템은 상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하고(S120), 상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하고(S125), 상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시한다(S130).

도 7에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시 예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 초고주파 수신기 시험을 수행하여 사전 스크린된 초고주파 수신기를 탐색기에 적용하였을 때 개선된 탐색기 출력 변동을 비교한 그래프이다.

도 8에 도시된 도면은 탐색기 시험 시의 출력 값들 중 하나를 나타낸다.

참조번호 810은 출력 신호가 시간이 흐름에 따라 2dB 이상 계속해서 변화(830)하여 탐색기의 안정적인 성능에 영향을 주는 상태임을 나타낸다. 따라서, 이러한 상태는 탐색기가 표적을 탐지하는데 영향을 줄 수 있으므로 안정화가 필요하다.

참조번호 850은 본 발명의 실시 예에 따라 개선된 초고주파 수신기 시험 시스템을 통해 스크린된 초고주파 수신기를 탐색기에 장착하였을 때 탐색기의 출력 값을 나타낸 그래프로, 변동량이 0.1dB 미만으로 안정적인 출력을 나타내는 것을 확인 할 수 있다.

도 8에 도시된 그래프에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 초고푸 수신기 시험 시스템을 통해 탐색기에 조립 전에 사전에 스크린된 초고주파 수신기를 탐색기에 적용하였을 때 출력 변동 사항이 개선되는 것을 확인할 수 있다. (개선 후 불량 율 : 0%)

따라서 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따라 초고주파 수신기 시험 시스템을 통해 스크린된 초고주파 수신기를 상위 체계인 탐색기에 조립할 경우에 안정적인 성능을 기대할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따라 표시부(435h)를 통해 초고주파 수신기의 출력 정보를 표시하는 GUI(Graphic User Interface)를 도시한 도면이다.

도 9에서 참조번호 910은 초고주파 수신기 출력을 푸리에 변환(Fourier Transform)한 결과이며, 상기 910의 초고주파 수신기 출력의 피크(Peak) 값의 변화 량은 참조번호 930과 같이 GUI화면의 우측에 시간에 따른 변화량으로 표시된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 초고주파 수신기의 수신단에 주파수 하향 변환과 기저 대역 신호 복구 관련 구성 및 데이터 획득부를 통한 디지털 신호 처리를 통해 초고주파 수신기의 시험 결과에 대한 신뢰도를 향상시켰다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 초고주파 수신기 시험 시스템 및 방법을 이용하면, 초고주파 수신기의 내부 소자 불량 및 진동/온도 등에 의한 외부 요인에 의해 발생하는 시간에 따른 성능 변화로 인한 불량 현상에 대해 상위 공정 진행 전에 사전 식별이 가능하다.

또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작 방법은 프로그램으로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

300: 신호분석기
305: 국부 신호 발생기
310: RF 신호 발생기
315: 수신부 점검장비
320: 복합챔버
325: 초고주파 수신기
330: 스펙트럼 분석기

Claims (10)

1. 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하기 위한 초고주파 수신기 시험 시스템에 있어서,
   상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하는 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 신호 발생기;
   상기 무선 주파수 신호 발생기에서 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하는 디바이더(Divider);
   상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하는 제1 국부 신호 발생기;
   상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하여 출력하는 초고주파 수신기;
   상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하는 제2 국부 신호 발생기;
   상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하여 출력하는 기저 대역 주파수 하향 변환부; 및
   상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시하는 데이터 획득부(Data Acquisition Unit)를 포함함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 초고주파 수신기의 동작 전원을 공급하는 수신기 점검 장비를 더 포함하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 초고주파 수신기 시험 시스템은,
   상기 제2 국부 신호를 저잡음 증폭하는 제1 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA); 및
   상기 저잡음 증폭된 상기 제2 국부 신호를 필터링하여 출력하는 제4 필터;를 더 포함함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 데이터 획득부는,
   상기 무선 주파수 신호 발생기, 상기 제1 국부 신호 발생기, 상기 제2 국부 신호 발생기의 동기를 위한 기준 신호(Reference signal)를 발생함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 기저 대역 주파수 하향 변환부는,
   상기 초고주파 수신기에서 출력된 각 채널의 신호 별로 미리 정해진 대역만을 필터링하여 출력하는 제1 필터;
   상기 제1 ??터에서 필터링된 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 제2 저잡음 증폭기;
   상기 제2 저잡음 증폭기에 의해 저잡음 증폭되어 출력된 신호에서 이미지 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 제2 필터;
   상기 제2 필터에서 필터링된 신호와 상기 제4 필터에 의해 필터링된 제2 국부 신호를 합성하여 생성된 기저 대역 신호를 출력하는 믹서(Mixer);
   상기 믹서로부터 출력된 기저 대역 신호를 증폭하여 출력하는 중간 주파수 증폭기(Intermediate Frequency Amplifier); 및
   상기 중간 주파수 증폭기에 의해 증폭된 신호에서 스커트 특성을 향상시킨 기저 대역 신호만을 필터링하여 출력하는 제3 필터를 포함함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 데이터 획득부는,
   상기 제3 필터에서 출력된 상기 각 채널의 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Converter);
   상기 변환된 디지털 신호를 1/10배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 출력하는 제1 데시메이터(Decimator);
   상기 제1 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호를 직류(Direct Current) 영역으로 주파수 천이(Frequency Shift)시키는 주파수 천이부;
   상기 주파수 천이부에서 주파수 천이된 신호에서 미리 정해진 대역의 신호만을 필터링하기 위한 필터(Filter);
   상기 필터에 의해 필터링된 신호를 1/124배 데시메이션(decimation)으로 데시메이트 처리하여 출력하는 제2 데시메이터(Decimator);
   상기 제2 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호를 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform: FFT)하여 출력하는 고속 푸리에 변환기;
   상기 제2 데시메이터에의해 데시메이트 처리된 신호의 위상을 계산하여 출력하는 아크탄젠트(Arctan) 계산기; 및
   상기 고속 푸리에 변환기에 의해 고속 푸리에 변환된 주파수의 진폭(Amplitude) 정보와 상기 위상 정보를 표시하는 표시부;를 포함함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 초고주파 수신기는,
   복합 챔버 또는 Y축 진동 챔버 내에 위치함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 데시메이터, 상기 주파수 천이부, 상기 필터, 상기 제2 데시메이터 및 상기 고속 푸리에 변환기는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현됨을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 시스템.
9. 탐색기(Seeker)가 표적을 탐색하기 위해 초고주파 송신기가 송신하는 초고주파 신호를 수신하는 초고주파 수신기의 시험 방법에 있어서,
   상기 초고주파 송신기의 송신 신호를 모사하여 출력하는 단계;
   상기 출력된 신호를 동일한 값을 갖는 4개의 채널로 분할하여 출력하는 단계;
   상기 4개의 채널로 각각 분할된 신호를 주파수 하향 변환하기 위한 제1 국부 신호를 발생하는 단계;
   상기 초고주파 수신기에서 상기 4개의 채널 별로 각각 분할된 신호와 상기 제1 국부 신호를 합성하여 지정된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF) 대역의 수신 신호로 하향 변환하는 단계;
   상기 초고주파 수신기가 출력한 수신 신호를 기저 대역으로 변환하기 위한 제2 국부 신호를 발생하는 단계;
   상기 초고주파 수신기에 의해 중간 주파수 대역으로 분할된 4개 채널의 신호와 상기 제2 국부 신호를 합성하여 기저 대역 신호로 하향 변환하는 단계; 및
   상기 기저 대여 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환된 신호를 분석하여, 상기 초고주파 수신기의 점검을 위한 점검 신호로 표시하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 초고주파 수신기는,
    복합 챔버 또는 Y축 진동 챔버 내에 위치함을 특징으로 하는 초고주파 수신기 시험 방법.

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