KR20230172295A - 디텍터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터는, 외부에서 발생된 외부신호를 수신하는 수신기, 미리 설정된 설정주파수를 갖도록 로컬신호를 발생시키며 상기 로컬신호와 상기 외부신호에 기초한 처리신호를 출력하는 신호처리기, 상기 처리신호의 주파수를 검출하는 주파수검출기, 상기 주파수검출기가 검출한 상기 처리신호의 주파수에 기초하여 상기 로컬신호의 실제주파수와 상기 설정주파수 사이의 주파수오차를 파악하는 오차파악기 및 상기 처리신호의 주파수 및 상기 주파수오차에 기초하여 상기 외부신호에 탐지를 목표로 하는 타깃신호가 포함되었는지 파악하는 신호검출기를 포함한다.

Description

디텍터{A detector}

본 발명은 디텍터에 관한 것이다.

종래 무선 주파수(radio frequency) 신호는, 안전 운전을 유도하기 위한 방법으로서 각종 정보를 차량으로 전달하거나, 차량의 속도를 측정하기 위해 스피드 건(speed gun)에 사용되는 등 그 쓰임이 많고 있다. 이러한 무선 주파수 신호의 쓰임에 따라, 무선 주파수 신호를 디텍팅하는 디텍터의 수요 역시 자연스레 증가하고 있다.

일반적으로, 디텍터는 외부에서 전송되는 무선 주파수 신호를 수신하고, 수신된 신호를 각종 회로를 이용하여 복조한다. 그리고, 복조된 신호에 근거하여 무선 주파수 신호가 수신되었는지 여부를 판단한다. 무선 주파수 신호가 수신된 것으로 판단한 디텍터는 자신의 장착 목적에 따라 후속 동작을 실행할 수 있다.

예를 들어, 디텍터는 사용자에게 특정 알림을 출력하도록 구성될 수도 있을 것이다. 일 예로, 디텍터는 사용자에게 무선 신호의 주파수에 대한 정보를 시각/청각적으로 알리도록 구성될 수도 있을 것이다.

구체적으로, 디텍터는 로컬신호를 발진하는 발진기를 포함하여 구성될 수 있다. 발진기에서 발생되는 신호는 외부에서 수신된 신호와 함께 처리되어, 주파수 검출기가 검출할 수 있는 주파수의 신호로 처리될 수 있다. 이렇게 처리된 신호는 주파수 검출기로 입력되고, 주파수 검출기는 입력된 신호의 주파수를 파악하여, 수신된 신호의 주파수를 파악한다.

예를 들어 설명하면, 발진기가 A1 주파수를 발진하는 경우, X 밴드 신호(약 10Ghz 대역)가 수신되면, 처리된 신호가 B1 주파수가 될 수 있다. 디텍터는 처리된 신호의 주파수가 B1일 경우, 사용자에게 X 밴드의 신호가 수신되었음을 알릴 수 있다.

또한, 발진기가 A2 주파수를 발진하는 경우, K 밴드 신호(약 24Ghz 대역)가 수신되면, 처리된 신호가 B2 주파수가 될 수 있다. 디텍터는 처리된 신호의 주파수가 B2일 경우, 사용자에게 K 밴드의 신호가 수신되었음을 알릴 수 있다.

또한, 발진기가 A3 주파수를 발진하는 경우, Ka 밴드 신호(약 33Ghz 대역)가 수신되면, 처리된 신호가 B3 주파수가 될 수 있다. 디텍터는 처리된 신호의 주파수가 B3일 경우, 사용자에게 Ka 밴드의 신호가 수신되었음을 알릴 수 있다.

이렇듯, 발진기에서 발진되는 신호의 주파수는 신호 검출 시 중요한 역할을 수행한다. 그런데, 종래의 발진기는 외부 요인에 의하여 로컬신호가 설정된 주파수를 유지하지 못하는 경우가 발생하였다. 일 예로, 전압제어발진기(VCO; Voltage-controlled oscillator)는 주변 온도에 영향을 받아, 발진되는 주파수가 설정된 주파수와 차이가 날 수 있었다.

때문에, 종래의 디텍터는 발진기가 일정 주파수로 발진하도록, 발진기에 위상 고정 루프(Phase Lock Loop; PLL) 회로를 연결하였다. 그러나, 이러한 위상 고정 루프는 구성하는데 상당한 비용이 소모되는 단점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발진기에서 발생되는 신호의 주파수에 오차가 발생되는 경우, 이를 보정할 수 있는 디텍터를 제공하는 것이다.

또는, 발진기에서 발생한 오차를 감안하여, 수신된 신호의 주파수를 파악할 수 있는 디텍터를 제공하는 것이다.

위상 고정 루프 회로의 사용을 줄 일 수 있는 디텍터를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터는, 외부에서 발생된 외부신호를 수신하는 수신기, 미리 설정된 설정주파수를 갖도록 로컬신호를 발생시키며 상기 로컬신호와 상기 외부신호에 기초한 처리신호를 출력하는 신호처리기, 상기 처리신호의 주파수를 검출하는 주파수검출기, 상기 주파수검출기가 검출한 상기 처리신호의 주파수에 기초하여 상기 로컬신호의 실제주파수와 상기 설정주파수 사이의 주파수오차를 파악하는 오차파악기 및 상기 처리신호의 주파수 및 상기 주파수오차에 기초하여 상기 외부신호에 탐지를 목표로 하는 타깃신호가 포함되었는지 파악하는 신호검출기를 포함한다.

상기 신호검출기는, 상기 주파수오차가 발생된 경우, 상기 로컬신호의 주파수가 상기 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 신호처리기를 제어하는, 제어부 및 상기 주파수오차가 조정된 상태에서, 상기 처리신호의 주파수와 미리 설정된 상기 타깃신호의 기준주파수를 비교하여, 상기 외부신호에 상기 타깃신호가 포함되었는지 파악하는, 타깃신호검출기를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터는 상기 주파수오차를 조정하기 위한 오차조정모드와, 상기 타깃신호가 상기 외부신호에 포함되는지 판단하기 위한 타깃신호검출모드로 동작 가능할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 오차조정모드에서, 상기 설정주파수가 제1 주파수로 되도록 상기 신호처리기를 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 타깃신호검출모드에서, 상기 설정주파수가 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 되도록 상기 신호처리기를 제어할 수 있다.

상기 주파수검출기는, 특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성되고, 상기 제1 주파수는, 상기 타깃신호가 상기 외부신호에 부존재하는 상황에서, 상기 처리신호가 상기 특정주파수대역에 포함되도록 설정될 수 있다.

상기 주파수검출기는, 특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성되고, 상기 제2 주파수는, 상기 타깃신호가 상기 외부신호에 포함된 상황에서, 상기 처리신호가 상기 특정주파수대역에 포함되도록 설정될 수 있다.

상기 신호처리기는, 상기 로컬신호를 발생시키며, 인가된 전압에 따라 상기 로컬신호의 상기 설정주파수가 달라지는 전압제어발진기(VCO; Voltage-controlled oscillator) 및 상기 로컬신호와 상기 외부신호를 기초로 상기 처리신호를 출력하는 믹서를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절하여 상기 설정주파수를 변경할 수 있다.

상기 로컬신호는, 제1 로컬신호 및 제2 로컬신호를 포함할 수 있다.

상기 처리신호는, 상기 제1 처리신호 및 제2 처리신호를 포함할 수 있다.

상기 전압제어발진기는, 상기 제1 로컬신호를 발생시키는 제1 전압제어발진기 및 상기 제2 로컬신호를 발생시키는 제2 전압제어발진기를 포함할 수 있다.

상기 믹서는, 상기 제1 로컬신호의 주파수와 상기 외부신호의 주파수의 차이값에 기초한 주파수를 갖는 제1 처리신호를 출력하는 제1 믹서 및 상기 제2 로컬신호의 주파수와 상기 제1 처리신호의 주파수의 차이값에 기초한 주파수를 갖는 제2 처리신호를 출력하는 제2 믹서를 포함할 수 있다.

상기 주파수검출기는, 상기 제2 처리신호의 주파수를 검출할 수 있다.

상기 제2 전압제어발진기는, 상기 제2 로컬신호의 주파수 고정을 위한 위상 고정 루프(Phase Lock Loop)를 포함하며, 상기 제1 로컬신호는 상기 설정주파수를 갖도록 설정될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1 로컬신호의 주파수가 상기 제1 로컬신호의 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 제1 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절할 수 있다.

상기 주파수검출기는, 특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 주파수오차의 조정을 위한 오차조정모드에서는, 상기 제2 처리신호의 주파수가 상기 타깃신호의 부존재 상황에서 상기 특정주파수대역 이내가 되도록 할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 타깃신호의 탐지를 위한 타깃신호검출모드에서는, 상기 제2 처리신호의 주파수가 상기 타깃신호의 존재 상황에서 상기 특정주파수대역 이내가 되도록할 수 있다.

상기 오차조정모드와 상기 타깃신호검출모드에서, 상기 제2 로컬신호의 주파수를 다르게 될 수 있다.

상기 제1 전압제어발진기는, 상기 제1 로컬신호의 주파수 고정을 위한 위상 고정 루프(Phase Lock Loop)를 포함할 수 있다. 상기 제2 로컬신호는 상기 설정주파수를 갖도록 설정될 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제2 로컬신호의 주파수가 상기 제2 로컬신호의 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 제2 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절할 수 있다.

상기 신호검출기는, 상기 주파수오차의 미조정상태에서, 상기 처리신호의 주파수, 상기 주파수오차 및 미리 설정된 상기 타깃신호의 기준주파수에 기초하여, 상기 외부신호에 상기 타깃신호가 포함되었는지 파악하는, 연산기를 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

발진기에서 발생되는 신호의 주파수에 오차가 발생하더라도, 탐지를 목적하는 신호를 탐지할 수 있다.

위상 고정 루프 회로의 사용을 줄 일 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터의 오차조정모드와 타깃신호검출모드의 이해를 돕기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디텍터의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하에서 언급하는 "외부신호"는 외부에서 안테나 등으로 수신된 신호를 의미할 수 있다. 일 예로, 외부신호는 탐지를 목적으로 하는 타깃신호와 노이즈가 혼합된 형태일 수 있다. 또는 외부신호는 타깃신호는 포함하지 않으며, 노이즈로 구성된 신호일 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다. 먼저 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터의 구조를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터(1)는 수신기(100), 신호처리기(200), 주파수검출기(300) 및 신호판단부(400)를 포함할 수 있다.

수신기(100)는 외부로부터 전송되는 외부신호를 수신하는 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신기(100)는 혼 안테나, 패치 안테나 등 다양한 구조의 안테나 중 적어도 하나를 포함하여 외부신호를 수신하도록 구성될 수 있다.

신호처리기(200)는 수신된 고주파의 외부신호를 기초로, 처리신호를 출력하는 구성일 수 있다. 보다 상세하게, 신호처리기(200)는 로컬신호를 발생시키며, 로컬신호와 외부신호를 이용하여 처리신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

이러한 신호처리기(200)는 제1 신호처리기(210) 및 제2 신호처리기(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 신호처리기(210)와 제2 신호처리기(220)는 처리신호의 주파수를 주파수검출기(300)가 인지할 수 있는 주파수로 낮추는 역할을 수행할 수 있다. 또한 수신된 신호에서 필요한 주파수 대역의 신호가 필터링 되도록, 제1 신호처리기(210) 및/또는 제2 신호처리기(220)는 밴드패스필터를 포함할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 제1 신호처리기(210)가 발생시키는 로컬신호를 제1 로컬신호라 칭하며, 제2 신호처리기(220)가 발생시키는 로컬신호를 제2 로컬신호라 칭한다.

예를 들어, 제1 신호처리기(210)는 수십 GHz 이상의 고주파 외부신호를 제1 로컬신호와 혼합하여 수 백 MHz 내지 수 GHz 이하의 주파수를 갖는 제1 처리신호로 변환시킬 수 있다. 또한, 제2 신호처리기(220)는 제1 처리신호를 수신하고, 이를 제2 로컬신호와 혼합하여, 수 내지 수백 MHz의 주파수를 갖는 제2 처리신호로 변환할 수 있다.

제1 신호처리기(210) 및 제2 신호처리기(220)에 의하여, 고주파인 외부신호가 저주파 신호로 변환되어 출력되므로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터(1)는 주파수검출기(300)의 탐지 가능 주파수 대역에 비해 넓은 주파수 대역의 신호를 구별할 수 있다.

이러한, 제1 신호처리기(210)는 제1 전압제어발진기(214)와 제1 믹서(212)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1 전압제어발진기(214)는 인가되는 전압에 따라 주파수가 제어되는 전압제어발진기(Voltage-controlled oscillator)일수 있다. 제1 전압제어발진기(214)는 인가되는 전압에 대응되는 주파수의 제1 로컬신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.

제1 믹서(212)는 수신기(100)로부터 외부신호를, 제1 전압제어발진기(214)로부터 제1 로컬신호를 각각 수신하여, 이를 기초로 제1 처리신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 믹서(212)는 외부신호와 제1 로컬신호를 혼합하여, 주파수를 하향 변환(down conversion)하할 수 있다.

이렇게, 하향 변화된 신호는 입력된 주파수들의 차이값에 해당하는 주파수를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 처리신호는 외부신호의 주파수에서 제1 로컬신호의 주파수를 뺀 값만큼의 주파수를 가질 수 있다. 이렇게 출력된 제1 처리신호는 수 백 MHz 내지 수 GHz 이하의 주파수를 가질 수 있다. 또한, 제1 믹서(212)는 제1 처리신호가 필요한 주파수 대역의 신호로 구성되도록, 밴드패스필터를 포함할 수 있다.

제2 신호처리기(220)는 제2 전압제어발진기(224)와 제2 믹서(222)를 포함하여 구성될 수 있다.

제2 전압제어발진기(224)는 인가되는 전압에 따라 주파수가 제어되는 전압제어발진기(Voltage-controlled oscillator)일수 있다. 제2 전압제어발진기(224)는 인가되는 전압에 대응되는 주파수의 제2 로컬신호를 발생시키도록 구성될 수 있다.

제2 믹서(222)는 제1 믹서(212)로부터 제1 처리신호를, 제2 전압제어발진기(224)로부터 제2 로컬신호를 각각 수신하여, 이를 기초로 제2 처리신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제2 믹서(222)는 제1 처리신호와 제2 로컬신호를 혼합하여, 주파수를 하향 변환(down conversion)하할 수 있다.

이렇게, 하향 변화된 신호는 입력된 주파수들의 차이값에 해당하는 주파수를 가질 수 있다. 일 예로, 제2 처리신호는 제1 처리신호의 주파수에서 제2 로컬신호의 주파수를 뺀 값만큼의 주파수를 가질 수 있다. 이렇게 출력된 제2 처리신호는 수 내지 수 백 MHz의 주파수를 가질 수 있다. 또한, 제2 믹서(222)는 제2 처리신호가 필요한 주파수 대역의 신호로 구성되도록, 밴드패스필터를 포함할 수 있다.

한편, 다양한 주파수 신호의 검출이 가능하도록, 제1 전압제어발진기(214)와 제2 전압제어발진기(224) 중 어느 하나는 특정 주파수 대역에서 주파수가 소인(sweep)되도록 설정될 수 있었다. 또는, 제1 전압제어발진기(214)와 제2 전압제어발진기(224) 중 어느 하나는 일정시간 동안 특정 주파수의 신호를 발진한 후, 그 주파수를 변경하도록 설정될 수 있다

또한, 제1 신호처리기(210)와 제2 신호처리기(220) 중 어느 하나는 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; PLL)를 포함하여 구성될 수 있다. 위상 고정 루프는 전압제어발진기의 발진 주파수를 고정하는데 사용되거나, 전압제어발진기의 주파수를 일정 간격으로 가변시키기 위해 사용될 수 있다. 이때, 일정한 간격은 탐지하려는 타깃신호의 주파수를 고려하여 설정될 수 있다.

또한, 제1 신호처리기(210)와 제2 신호처리기(220) 중 PLL을 포함하는 신호처리기는 주파수체배기(Frequency Multiplier)를 더 포함할 수 있다. 주파수체배기는 로컬신호의 주파수를 정수배하여 출력하는 구성일 수 있다. 주파수체배기를 포함하는 신호처리기는 기본신호와 기본신호의 고조파에 해당되는 신호를 발생시킬 수 있다.

이하에서는, 제2 신호처리기(220)가 제2 전압제어발진기(224)의 주파수를 고정 및 일정 간격으로 가변하기 위한 PLL을 포함하는 것으로 설명한다. 다만, 이는 본 발명의 개시가 보다 명확하게 되도록 설명하기 위함이며, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.

주파수검출기(300)는 제2 처리신호를 수신하고, 제2 처리신호에 포함된 신호들의 주파수를 검출하는 구성일 수 있다.

먼저, 주파수검출기(300)는 아날로그 형태의 제2 처리신호를 디지털신호로 샘플링 및 복조할 수 있다. 이를 위해, 주파수검출기(300)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(ADC; analog-digital converter)를 포함할 수 있다.

주파수검출기(300)는 변환된 디지털 신호에 기초하여, 제2 처리신호에 포함된 신호의 주파수를 검출할 수 있다. 예를 들어, 주파수검출기(300)는 디지털 신호에 포함된 시간에 대한 신호의 세기 정보를 기초로, 주파수에 대한 세기 정보를 획득하도록 설정될 수 있다.

일 예로, 주파수검출기(300)는 고속퓨리에변환 방식을 이용하거나, 또는 주파수검출을 위한 종래의 다른 방법들을 이용하여 제2 처리신호의 주파수를 검출할 수 있다.

상술한 설명에서는, 주파수검출기(300)가 제2 처리신호를 샘플링한 후, 주파수를 검출하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 주파수검출기(300)는 제2 처리신호를 샘플링하는 것까지 수행하고, 나머지는 신호판단부(400)에 의해 수행될 수도 있을 것이다. 다만, 이하의 설명에서는, 설명의 편의를 위하여, 주파수검출기(300)가 주파수를 검출한 후 이에 대한 정보(이하, 검출정보)를 신호판단부(400)로 전달하는 것을 예로 설명한다.

신호판단부(400)는 외부신호에 타깃신호가 포함되었는지 여부를 판단하며, 신호처리기(200)의 발진 주파수를 제어하는 처리유닛일 수 있다. 이러한 신호판단부(400)는 오차파악기(410) 및 신호검출기(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 오차파악기(410) 및 신호검출기(420)는 그 기능상 서로 다른 구성요소로 분류하였으나 실제로는 하나의 처리 유닛 또는 하나의 프로그램에 의해 처리될 수도 있을 것이다.

오차파악기(410)는 검출정보에 기초하여 로컬신호의 오차를 파악하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

신호검출기(420)는 제2 처리신호의 주파수와 오차파악기(410)가 파악한 주파수오차에 기초하여, 타깃신호 존부를 판단할 수 있다. 또한, 신호검출기(420)는 신호처리기(200)의 발진 주파수를 제어하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 신호검출기(420)는 제어부(422)와 타깃신호검출기(424)를 포함할 수 있다.

제어부(422)는 신호처리기(200)의 주파수를 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게, 제어부(422)는 제1 전압제어발진기(214) 및/또는 제2 전압제어발진기(224)로 인가되는 전압을 조절하여 제1 로컬신호 및/또는 제2 로컬신호의 주파수를 변경하도록 구성될 수 있다.

또한, 제어부(422)는 오차파악기(410)가 파악한 주파수오차에 기초하여, 제1 로컬신호 및/또는 제2 로컬신호의 주파수 오차를 조정하도록 설정될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

타깃신호검출기(424)는 주파수오차가 정정된 후 검출정보를 기초로 타깃신호의 존부를 파악할 수 있다. 이때, 타깃신호검출기(424)가 검출하려는 타깃신호는 지속파(continuous wave)일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 타깃신호의 주파수를 기준주파수라 칭한다.

검출정보를 수신한 타깃신호검출기(424)는 기준주파수를 갖는 신호의 세기를 고려하여, 외부에 타깃신호가 존재하는지 파악할 수 있다. 보다 상세하게, 타깃신호검출기(424)는 기준주파수의 신호가 특정세기값 이상이 되면 타깃신호가 존재한다고 파악하고, 기준주파수의 신호가 특정세기값 이하이면 타깃신호가 없다고 판단할 수 있다. 이때, 특정세기값은, 특별한 신호 발신 장치의 영향이 없는 곳에서 측정된, 일반적인 노이즈의 세기 정보를 토대로 설정된 값일 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디텍터(1)가 포함된 구성들을 기초로 다양한 타깃신호를 검출하는 방법에 대하여 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 타깃신호가 X 밴드 신호(약 10Ghz 대역), K 밴드 신호(약 24Ghz 대역), Ka 신호(약 33Ghz 대역)인 것을 예로 들어 설명한다.

일 예로, 제1 전압제어발진기(214)는 항상 특정주파수로 발진하고, 제2 전압제어발진기(224)는 기본주파수, 제1 고조파, 제2 고조파로 발진될 수 있다. 이때, 기본주파수 신호는 X 밴드 신호와 대응되고, 제1 고조파는 K 밴드 신호와 대응되며, 제2 고조파는 Ka 밴드 신호와 대응될 수 있다.

한편, 위의 각 경우에서 출력된 제2 처리신호는, 항상 일정한 주파수 대역(이하, C1 대역)을 가질 수 있다. 보다 상세하게, 제2 전압제어발진기가 원천주파수로 발진되고, X 밴드 신호가 수신되면 2 처리신호는 C1 대역의 주파수를 가질 수 있다. 또한, 제2 전압제어발진기가 제1 고조파로 발진되고, K 밴드 신호가 수신되면 제2 처리신호는 C1 대역의 주파수를 가질 수 있다. 또한, 제2 전압제어발진기가 제2 고조파로 발진되고, Ka 밴드 신호가 수신되면 제2 처리신호는 C1 대역의 주파수를 가질 수 있다.

이 경우, 타깃신호검출기(424)는 C1 주파수의 신호가 특정세기값 이상이되면 타깃신호가 존재하는 것으로 파악한다. 타깃신호가 검출되면, 신호검출기(420)는 제2 로컬신호가 기본주파수 신호이면 X 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다. 또한, 타깃신호가 검출되면, 신호검출기(420)는 제2 로컬신호가 제1 고조파이면 K 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다. 또한, 타깃신호가 검출되면, 신호검출기(420)는 제2 로컬신호가 제2 고조파이면 Ka 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다.

또 다른 예로, 제1 전압제어발진기(214)와 제2 전압제어발진기(224) 항상 일정한 주파수를 발진하고, 제2 처리신호는 외부신호에 따라 주파수가 변경될 수 있다.

이 경우, 기준주파수는 제2 처리신호의 주파수를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 주파수가 C2일 경우는 X 밴드 신호(약 10Ghz 대역), C3일 경우는 K 밴드 신호(약 24Ghz 대역), C4일 경우는 Ka 신호(약 33Ghz 대역)에 대응되는 기준주파수일 수 있다.

이 경우, 신호검출기(420)는 C2 주파수 신호가 특정세기값 이상이되면, X 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다. 또한, 신호검출기(420)는 C3 주파수 신호가 특정세기값 이상이되면, K 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다. 또한, 신호검출기(420)는 C4 주파수 신호가 특정세기값 이상이되면, Ka 밴드 신호가 존재한다는 알람을 출력할 수 있다.

중복된 설명을 피하기 위하여, 이하에선 제1 전압제어발진기(214)가 항상 특정주파수로 발진하고, 제2 전압제어발진기(224)는 다양한 타깃신호를 탐지하기 위해 주파수가 변경되는 것을 예로 들어 설명한다.

이하에서는 도 2를 참조하여, 오차조정모드와 타깃신호검출모드에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터의 오차조정모드와 타깃신호검출모드의 이해를 돕기 위한 도면이다. 보다 상세하게 도 2(a)는 오차조정모드를 설명하기 위한 도면이며, 도 2(b)는 타깃신호검출모드를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서 언급하는 "설정주파수"는 로컬신호의 발진을 의도한 주파수일 수 있다. 보다 상세하게, 설정주파수는 제1 전압제어발진기(214)에 대한 제1 설정주파수와 제2 전압제어발진기(224)에 대한 제2 설정주파수를 포함할 수 있다.

이하에서 언급하는 "실제주파수"는 로컬신호가 실제 발진하고 있는 주파수일 수 있다. 보다 상세하게, 상술한 가정에서 제2 로컬신호는 PLL에 의해 고정된 상태이므로, 이하에서 언급한 실제주파수는 제1 로컬신호에 대한 실제주파수일 수 있다.

또한, 이하에서 언급하는 "특정주파수대역"은 주파수검출기(300)가 검출할 수 있는 대역의 주파수를 의미한다. 예를 들어, 도 2에 표시된 탐지 가능 주파수 대역은, 주파수검출기(300)의 특정주파수대역을 가시적으로 표현한 것일 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 디텍터(1)는 오차조정모드와 타깃신호검출모드로 동작이 가능하다. 제2 로컬신호는, 오차조정모드와 타깃신호검출모드 각각에서 서로 다른 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 로컬신호는 타깃신호검출모드에서는 기본주파수, 제1 고조파의 주파수, 제2 고조파의 주파수 중 하나로 발진되고, 오차조정모드에서는 전혀 다른 제3 고조파의 주파수로 발진될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의상 제3 고조파의 주파수를 제1 주파수라 칭한다. 또한, 설명의 편의상 기본주파수, 제1 고조파의 주파수, 제2 고조파의 주파수를 제2 주파수라 칭한다.

먼저, 도 2(a)를 참조하면, 오차조정모드에서는 제2 처리신호의 주파수가 특정주파수대역 이내가 되도록 제2 설정주파수가 제1 주파수로 설정될 수 있다. 이때, 제1 주파수는 타깃신호가 없더라도, 제2 처리신호의 주파수가 특정주파수대역 이내가 되도록하는 주파수로 설정될 수 있다

오차조정모드가 동작되면, 제어부(422)는 제1 주파수를 갖는 제2 로컬신호가 발진되도록, 제2 전압제어발진기(224)에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 제어부(422)의 제어신호에 대응되어, 제2 전압제어발진기(224)에 인가되는 전압이 변경되고, 제2 로컬신호가 제1 주파수를 갖게 될 수 있다.

제2 로컬신호의 주파수가 변경되면, 제2 처리신호가 특정주파수대역 내로 포함되게 되고, 주파수검출기(300)는 제2 처리신호에 대한 검출정보를 오차파악기(410)로 전달할 수 있다.

오차파악기(410)는 검출정보를 기반으로 파악한 제2 처리신호의 검출주파수(f1)와 예상주파수(f2)를 비교하여 주파수오차를 파악할 수 있다. 여기서 예상주파수(f2)는 제2 로컬신호가 제대로 제1 주파수로 발생되었다면, 예측되는 제2 처리신호의 주파수이다. 예상주파수(f2)는 미리 오차파악기에 기록되어 마련될 수 있다. 또한, 검출주파수(f1)는 실제 주파수검출기(300)가 검출한 제2 처리신호의 주파수이다.

이해를 돕기 위하여 예를 들자면, 제1 설정주파수는 11.06Ghz이고 제2 전압제어발진기(224)의 기본 주파수가 2.21Ghz이며 제3 고조파는 기본 주파수의 5배가 되는 주파수를 갖는다 가정한다.

외부신호가 무시할 수 있는 수준이라면, 제1 믹서(212)를 통과한 제1 처리신호는 제1 로컬주파수와 동일 및/또는 유사한 주파수를 갖게된다. 따라서 제1 처리신호도 11.06Ghz의 주파수를 가질 수 있다. 이때, 제2 로컬신호가 11.05Ghz(2.21Ghz의 5배)로 발진되므로, 제2 믹서(222)를 통과한 제2 처리 신호는 10Mhz를 갖게될 수 있다. 따라서, 이 경우에는, 오차파악기(410)에 예상주파수(f2)로 10Mhz가 입력될 수 있다.

이때, 만일 외부 온도 요인으로 제1 전압발진기(212)가 설정주파수가 아닌 11.10Ghz로 발진된다면, 제2 처리신호는 50Mhz를 갖게되게 된다. 이 경우, 오차파악기는 검출주파수(f1; 50Mhz)와 예상주파수(10Mhz)의 차이를 연산하고, 연산된 차이를 주파수오차(40Mhz)로 하여 제어부(422)로 전달할 수 있다. 주파수오차를 전달 받은 제어부(422)는 주파수오차(40Mhz)가 조정되도록, 제1 전압제어발진기(214)로 인가되는 전압을 조절할 수 있다.

예를 들어, 오차조정모드에서는 제1 로컬신호의 주파수가 다시 설정주파수가되도록, 제어부(422)가 전압을 조절한 후, 여전히 주파수오차가 존재하는지 여부를 확인하는 단계를 거칠 수 있다. 이러한 확인은 주파수오차가 미리 설정된 오차 크기보다 작아질 때까지 반복될 수 있다.

도 2(b)를 참조하여 타깃신호검출모드에 대한 설명을 지속한다. 타깃검출모드에에서는, 제2 설정주파수가 제2 주파수로 설정될 수 있다. 제2 주파수는, 타깃신호가 수신된 상황에서만 제2 처리신호가 특정주파수대역으로 포함되고, 타깃신호가 없는 상황에서는, 제2 처리신호의 주파수가 특정주파수대역 외부의 주파수를 갖도록 설정될 수 있다.

타깃신호검출모드가 동작되면, 제어부(422)는 제2 주파수의 제2 로컬신호가 발진되도록, 제2 전압제어발진기(224)에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 제어부(422)의 제어신호에 대응되어, 제2 전압제어발진기(224)에 인가되는 전압이 변경되고, 제2 로컬신호가 제2 주파수를 갖게 될 수 있다.

제2 로컬신호의 주파수가 변경되면, 제2 처리신호가 특정주파수대역 밖의 주파수(f3)를 갖게된다. 그 후, 수신기(100)로 타깃신호가 수신되면, 제2 처리신호는 특정주파수대역 내로 포함되게 되고, 제2 처리신호의 주파수(f4)는 기준주파수와 동일 또는 유사하게 될 수 있다. 이때, 타깃신호가 아닌 외부신호에 의하여 제2 처리신호가 특정주파수대역 내부의 주파수를 갖게 되더라도, 그러한 경우의 주파수는 기준주파수와는 다른 주파수가 될 수 있다.

한편, 제1 로컬신호의 오차가 보정되어, 실제주파수와 설정주파수가 일치하거나 그와 유사할 경우, 제2 로컬신호가 기본 주파수이고, 수신기(100)로 X 밴드가 수신되면, 제2 처리신호의 주파수가 기준주파수와 동일 또는 유사하게 될 수 있다. 또한, 제2 로컬신호가 제1 고조파이고, 수신기(100)로 K 밴드가 수신되면, 제2 처리신호의 주파수가 기준주파수와 동일 또는 유사하게 될 수 있다. 또한, 제2 로컬신호가 제2 고조파이고, 수신기(100)로 Ka 밴드가 수신되면, 제2 처리신호의 주파수가 기준주파수와 동일 또는 유사하게 될 수 있다.

타깃신호탐지모드에서 제2 처리신호의 주파수가 기준주파수와 동일 또는 유사하게 되면, 신호검출기(420)는 외부로 타깃신호탐지에 대한 알람을 출력할 수 있다.

한편, 제어부(422)는 디텍터(1)가 주로 타깃신호탐지모드를 유지하되 일정 주기 마다 오차조정모드를 반복하도록 제어할 수 있다. 이때, 오차조정모드는 매우 짧은 시간 안에 수행될 수 있다.

이때, 디텍터(1)가 이동 수단에 탑재되었다고 가정하면, 이동 과정에서, 디텍터(1)가 오차조정모드일 때, 수신기(100)로 타깃신호가 수신되는 경우가 발생할 수 있다, 이 경우, 제2 처리신호는 특정주파수대역의 밖의 영역 주파수를 갖게 될 수 있다,

제어부(422)는 오차조정모드 실행 중에, 주파수검출기(300)가 인식할 수 없는 제2 처리신호가 출력되면, 그 즉시 오차조정모드를 종료하고 타깃신호탐지모드로 디텍터(1)를 전환하도록 설정될 수 있다.

이하에서는, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 디텍터를 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위하여 제1 실시예와 유사한 부분은 동일한 도면부호를 사용하고, 제1 실시예와 공통되는 부분은 그 설명을 생략한다. 먼저, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디텍터의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 디텍터(2)는 신호판단부(500)가 이전 실시예와 다른 구성을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 본 실시예에 따른 디텍터(2)는 신호검출기(520)가 제1 실시예에 따른 디텍터(2)의 신호검출기(420)와 다르게 구성될 수 있다.

구체적으로, 신호검출기(520)는 타깃신호검출기(424)가 아닌 연산기(524)를 포함하여 구성될 수 있다. 연산기(524)는 주파수오차를 이용하여 소정 연산을 수행하며, 연산된 정보에 기초하여 타깃신호 존부를 파악하는 유닛일 수 있다.

이전 실시예와 달리 본 실시예에서는 주파수오차를 보정하지 않은 상태에서, 타깃신호를 검출할 수 있다.

구체적으로, 오차조정모드에서 주파수오차가 파악되면, 오차파악기(410)는 주파수오차에 대한 정보를 연산기(524)로 전달할 수 있다.

주파수오차를 수신한 연산기(524)는 이를 기록할 수 있다. 이후, 연산기(524)는 주파수오차와 기준주파수의 차이를 연산(연산값 획득)하고, 이를 기초로 타깃신호의 존부를 파악할 수 있다.

연산기(524)는 제2 처리신호의 주파수가 기준주파수와 연산값만큼의 차이가 나는 경우, 타깃신호가 수신된 것으로 판단할 수 있다. 연산기(524)가 타깃긴호의 수신을 판단하면, 신호검출기(520)는 타깃신호가 수신됨을 사용자에게 알리는 신호를 출력할 수 있다.

예를 들어, 주파수오차가 aHz(실제주파수가 설정주파수보다 aHz만큼 높음)이고 기준주파수가 bhz이라면, 연산기(524)는 기준주파수와 주파수오차의 차이를 연산하고, 연산값(b-a)과 같은 기준주파수가 수신되면 타깃신호가 수신된 것으로 판단할 수 있다.

또 다른 예로, 주파수오차가 수신되면, 연산기(524)는 기록된 기준주파수를 주파수오차만큼 변경할 수 있다. 상술한 예를 인용하면, 이 경우, 연산기는 기준주파수를 bHz에서 b-aHz로 변경하여 설정할 수 있다.

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.

1, 2: 디텍터
100: 수신기 200: 신호처리기
210: 제1 신호처리기 212: 제1 믹서
214: 제1 전압제어발진기 220: 제2 신호처리기
222: 제2 믹서 224: 제2 전압제어발진기
300: 주파수검출기 400, 500: 신호판단부
410: 오차파악기 420, 520: 신호검출기
422: 제어부 424: 타깃신호검출기
524: 연산기
f1, f2, f3, f4: 처리신호 주파수

Claims (12)

1. 외부에서 발생된 외부신호를 수신하는 수신기;
   미리 설정된 설정주파수를 갖도록 로컬신호를 발생시키며, 상기 로컬신호와 상기 외부신호에 기초한 처리신호를 출력하는, 신호처리기;
   상기 처리신호의 주파수를 검출하는 주파수검출기;
   상기 주파수검출기가 검출한 상기 처리신호의 주파수에 기초하여, 상기 로컬신호의 실제주파수와 상기 설정주파수 사이의 주파수오차를 파악하는, 오차파악기; 및
   상기 처리신호의 주파수 및 상기 주파수오차에 기초하여, 상기 외부신호에 탐지를 목표로 하는 타깃신호가 포함되었는지 파악하는, 신호검출기;를 포함하는, 디텍터.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 신호검출기는,
   상기 주파수오차가 발생된 경우, 상기 로컬신호의 주파수가 상기 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 신호처리기를 제어하는, 제어부; 및
   상기 주파수오차가 조정된 상태에서, 상기 처리신호의 주파수와 미리 설정된 상기 타깃신호의 기준주파수를 비교하여, 상기 외부신호에 상기 타깃신호가 포함되었는지 파악하는, 타깃신호검출기;를 포함하는 디텍터.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 주파수오차를 조정하기 위한 오차조정모드와,
   상기 타깃신호가 상기 외부신호에 포함되는지 판단하기 위한 타깃신호검출모드로 동작 가능한, 디텍터.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 오차조정모드에서, 상기 설정주파수가 제1 주파수로 되도록 상기 신호처리기를 제어하고,
   상기 타깃신호검출모드에서, 상기 설정주파수가 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수로 되도록 상기 신호처리기를 제어하는, 디텍터.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 주파수검출기는,
   특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성되고,
   상기 제1 주파수는,
   상기 타깃신호가 상기 외부신호에 부존재하는 상황에서, 상기 처리신호가 상기 특정주파수대역에 포함되도록 설정되는, 디텍터.
   
6. 제4 항에 있어서,
   상기 주파수검출기는,
   특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성되고,
   상기 제2 주파수는,
   상기 타깃신호가 상기 외부신호에 포함된 상황에서, 상기 처리신호가 상기 특정주파수대역에 포함되도록 설정되는, 디텍터.
   
7. 제2 항에 있어서,
   상기 신호처리기는,
   상기 로컬신호를 발생시키며, 인가된 전압에 따라 상기 로컬신호의 상기 설정주파수가 달라지는 전압제어발진기(VCO; Voltage-controlled oscillator); 및
   상기 로컬신호와 상기 외부신호를 기초로 상기 처리신호를 출력하는 믹서;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절하여 상기 설정주파수를 변경하는, 디텍터.
   
8. 제7 항에 있어서,
   상기 로컬신호는,
   제1 로컬신호 및 제2 로컬신호를 포함하며,
   상기 처리신호는,
   상기 제1 처리신호 및 제2 처리신호를 포함하고,
   상기 전압제어발진기는,
   상기 제1 로컬신호를 발생시키는 제1 전압제어발진기; 및
   상기 제2 로컬신호를 발생시키는 제2 전압제어발진기;를 포함하며,
   상기 믹서는,
   상기 제1 로컬신호의 주파수와 상기 외부신호의 주파수의 차이값에 기초한 주파수를 갖는 제1 처리신호를 출력하는 제1 믹서; 및
   상기 제2 로컬신호의 주파수와 상기 제1 처리신호의 주파수의 차이값에 기초한 주파수를 갖는 제2 처리신호를 출력하는 제2 믹서를 포함하며,
   상기 주파수검출기는,
   상기 제2 처리신호의 주파수를 검출하는, 디텍터.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제2 전압제어발진기는,
   상기 제2 로컬신호의 주파수 고정을 위한 위상 고정 루프(Phase Lock Loop)를 포함하며,
   상기 제1 로컬신호는 상기 설정주파수를 갖도록 설정되며,
   상기 제어부는,
   상기 제1 로컬신호의 주파수가 상기 제1 로컬신호의 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 제1 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절하는, 디텍터.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 주파수검출기는, 특정주파수대역 이내의 신호를 검출할 수 있도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 주파수오차의 조정을 위한 오차조정모드에서는, 상기 제2 처리신호의 주파수가 상기 타깃신호의 부존재 상황에서 상기 특정주파수대역 이내가 되도록 하고,
    상기 타깃신호의 탐지를 위한 타깃신호검출모드에서는, 상기 제2 처리신호의 주파수가 상기 타깃신호의 존재 상황에서 상기 특정주파수대역 이내가 되도록,
    상기 오차조정모드와 상기 타깃신호검출모드에서, 상기 제2 로컬신호의 주파수를 다르게 설정하는, 디텍터.
    
11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 전압제어발진기는,
    상기 제1 로컬신호의 주파수 고정을 위한 위상 고정 루프(Phase Lock Loop)를 포함하며,
    상기 제2 로컬신호는 상기 설정주파수를 갖도록 설정되며,
    상기 제어부는,
    상기 제2 로컬신호의 주파수가 상기 제2 로컬신호의 실제주파수에서 상기 설정주파수로 되도록, 상기 제2 전압제어발진기에 인가되는 전압을 조절하는, 디텍터.
    
12. 제1 항에 있어서,
    상기 신호검출기는,
    상기 주파수오차의 미조정상태에서,
    상기 처리신호의 주파수, 상기 주파수오차 및 미리 설정된 상기 타깃신호의 기준주파수에 기초하여, 상기 외부신호에 상기 타깃신호가 포함되었는지 파악하는, 연산기;를 포함하는, 디텍터.

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