KR20240045066A - Method and apparatus for detecting weak singals - Google Patents

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KR20240045066A KR1020230043373A KR20230043373A KR20240045066A KR 20240045066 A KR20240045066 A KR 20240045066A KR 1020230043373 A KR1020230043373 A KR 1020230043373A KR 20230043373 A KR20230043373 A KR 20230043373A KR 20240045066 A KR20240045066 A KR 20240045066A
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Abstract

전파 신호에서 포착하기 어려운 극한 신호나 RF 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 방법 및 장치가 개시된다. 미약 신호 탐지 장치는, RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 상호상관 스펙트럼 처리부, 및 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 부여하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하는 파형 조합부를 포함한다.A method and device for detecting extreme signals that are difficult to capture in radio signals or weak signals that appear intermittently with a level below the internal noise of an RF receiver are disclosed. The weak signal detection device includes a cross-correlation spectrum processing unit that generates a cross-correlation spectrum using the correlation between RF reception channels, and an output spectrum with a spectral afterimage function by weighting the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum. It includes a waveform combination unit that generates.

Description

미약 신호 탐지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING WEAK SINGALS}Method and device for detecting weak signals {METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING WEAK SINGALS}

본 발명은 미약 신호 모니터링 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 주파수 신호에서 포착하기 어려운 극한 신호나 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to weak signal monitoring technology, and more specifically, to a method and device that can detect extreme signals that are difficult to capture in radio frequency signals or weak signals that appear intermittently.

전파는 언제 어디에서나 존재하기 때문에 전파를 사용하는 장치들 간 다양한 간섭 문제가 발생한다. 허가 주파수 대역에서 작동하는 휴대 전화기와 같은 장치는 인접 주파수에 무선주파수(radio frequency, RF) 레벨을 누설하여 간섭을 일으키지 않도록 제작해야 한다. 그러나 다양한 전송모드를 가지고 있으며 여러 네트워크 상에 동시에 존재하는 일반적인 통신 장치들이 이러한 조건을 모두 만족시키는 것은 쉽지 않다.Because radio waves exist anytime and anywhere, various interference problems arise between devices that use radio waves. Devices such as mobile phones that operate in licensed frequency bands must be manufactured so as not to cause interference by leaking radio frequency (RF) levels on adjacent frequencies. However, it is not easy for general communication devices that have various transmission modes and exist simultaneously on multiple networks to satisfy all of these conditions.

비허가 주파수 대역에서 작동하는 통신 장치는 간섭 신호가 있는 상태에서도 정상 동작해야 하고, 다른 통신 장치와의 상호 간 간섭을 줄이기 위해서 저출력으로 짧은 시간 동안만 송신하는 것이 필요하다.Communication devices operating in unlicensed frequency bands must operate normally even in the presence of interference signals, and it is necessary to transmit at low power for only a short period of time to reduce mutual interference with other communication devices.

전술한 통신 장치들로서 무선주파수(RF)와 디지털 장치의 결합체인 디지털 RF 장치로는 이동통신용 휴대폰, 무선랜 장치, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting, DMB) 장치, RFID(radio frequency identification) 장치 등이 있다.Digital RF devices, which are a combination of radio frequency (RF) and digital devices, include mobile communication mobile phones, wireless LAN devices, digital multimedia broadcasting (DMB) devices, and RFID (radio frequency identification) devices. there is.

소프트웨어 정의 라디오(software defined radio, SDR)와 인지 무선(cognitive radio, CR) 기술의 발전은 디지털 RF 장치들 간 상호간섭을 최소화하여 부족한 자원인 전파 스펙트럼을 효율적으로 사용할 수 있도록 지원한다. 최근 SDR, CR 등의 디지털 RF 장치 관련 기술의 발전으로 인해 디지털 RF 장치들은 복잡 다양해진 전파 환경에서도 전파 스펙트럼을 효율적으로 사용할 수 있게 되었다.Advances in software defined radio (SDR) and cognitive radio (CR) technologies minimize mutual interference between digital RF devices and support efficient use of radio spectrum, a scarce resource. Recent developments in digital RF device-related technologies such as SDR and CR have enabled digital RF devices to efficiently use the radio spectrum even in complex and diverse radio wave environments.

한편, 디지털 RF 장치들의 사용 환경을 유지 관리하기 위해 RF 서비스를 모니터링하는 계측장비들은 저출력, 짧은 신호 지속시간 등의 특성을 갖는 RF 신호를 확실하게 탐지 및 분석하여 간섭원의 위치를 찾아 제거하는데 사용될 수 있다. 하지만, 전파 환경의 복잡한 변화에 따라 기존 탐지 기술로는 간헐적으로 출현하는 미약 신호에 대한 전파 신호를 탐지하기가 어렵다.Meanwhile, measurement equipment that monitors RF services to maintain the usage environment of digital RF devices is used to reliably detect and analyze RF signals with characteristics such as low power and short signal duration to locate and remove interference sources. You can. However, due to complex changes in the radio wave environment, it is difficult to detect radio signals for weak signals that appear intermittently using existing detection technologies.

예를 들어, 다양한 신규 전파 서비스의 도래와 함께 상호 간 간섭을 줄이기 위해 짧은 시간 동안 소출력으로 신호를 송신하는 소출력 무선기기들이 다수 등장하고 있다. 소출력 무선기기에는 LAN(local area network), BAN(body area network), PAN(personal area network), 기기 간 통신 등 다양한 소출력 무선국이 포함된다. 그러나 이러한 소출력 무선기기들의 신호에 대하여 기존 기술의 스펙트로그램이나 누적 스펙트럼으로는 디지털 RF 장치 내 RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 미약 신호를 탐지하는 것이 어렵다.For example, with the advent of various new radio services, many low-power wireless devices are appearing that transmit signals at low power for a short period of time to reduce mutual interference. Low-power wireless devices include various low-power wireless stations such as LAN (local area network), BAN (body area network), PAN (personal area network), and device-to-device communication. However, for signals from these low-power wireless devices, it is difficult to detect weak signals below the internal noise level of the RF receiver in a digital RF device using the spectrogram or accumulated spectrum of existing technology.

즉, 기존의 신호탐지용 스펙트럼 분석기에서는 RF 수신부의 잡음 레벨(noise floor) 근처에 있는 낮은 레벨을 갖고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지할 수 없었다. 또한 기존의 스펙트럼 분석기에서는 상대적으로 높은 레벨의 광대역 신호 내에 존재하는 상대적으로 낮은 레벨의 신호를 관측할 수 없었다.In other words, the existing spectrum analyzer for signal detection was unable to detect weak signals that appeared intermittently and had a low level near the noise floor of the RF receiver. Additionally, existing spectrum analyzers were unable to observe relatively low-level signals within relatively high-level broadband signals.

한편, 일부 종래 기술에서는 누적 스펙트럼 적용을 통해 실시간 대용량 데이터를 처리할 수 있도록 누적 도시하여 간헐적 출현 신호를 탐지할 수 있으나, 미약 신호의 탐지는 어렵다. 또한, 크로스 스펙트럼(cross spectrum)을 통해 랜덤 잡음 성분을 제거하여 스펙트럼 상에서 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있으나, 여전히 간헐적 미약 신호의 탐지는 어렵다.Meanwhile, in some conventional technologies, intermittent signals can be detected by applying accumulated spectrum to process large amounts of data in real time, but it is difficult to detect weak signals. In addition, the signal-to-noise ratio on the spectrum can be improved by removing random noise components through cross spectrum, but it is still difficult to detect intermittent weak signals.

이와 같이 RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 효과적으로 탐지할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.In this way, there is a need for a new method that can effectively detect weak signals that appear intermittently with a level below the internal noise level of the RF receiver.

본 발명은 전술한 종래 기술의 요구에 부응하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 디지털 RF 장치, 스펙트럼 분석기 등에서 입력 스펙트럼의 신호대 잡음비가 상대적으로 낮아 간헐적 미약 신호를 탐지할 수 없는 한계를 극복할 수 있는, 새로운 구조의 미약 신호 탐지 장치를 제공하는데 있다.The present invention was derived to meet the needs of the prior art described above, and the purpose of the present invention is to overcome the limitation of detecting intermittent weak signals in digital RF devices, spectrum analyzers, etc. due to the relatively low signal-to-noise ratio of the input spectrum. The goal is to provide a weak signal detection device with a new structure that can

본 발명의 다른 목적은, 안테나에 연결된 RF 수신채널들 간 상호상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하고 상호상과 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합하여 파형맵영상 메모리에 누적함으로써, RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 레벨을 갖고 간헐적으로 출력하는 미약 신호를 시각적으로 혹은 직관적으로 탐지할 수 있는 미약 신호 탐지 방법 및 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to generate a cross-correlation spectrum using the cross-correlation between RF reception channels connected to the antenna, combine the current and past waveforms of the cross-image and spectrum with weights, and accumulate them in the waveform map image memory, The aim is to provide a weak signal detection method and device that can visually or intuitively detect a weak signal that is output intermittently and has a level below the internal noise level of an RF receiver.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 미약 신호 탐지 장치는, 무선주파수(radio frequency, RF) 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 장치로서, RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 상호상관 스펙트럼 처리부; 및 상기 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 부여하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하는 파형 조합부를 포함한다.A weak signal detection device according to an aspect of the present invention for solving the above technical problem is a device that detects a weak signal that appears intermittently with a level below the internal noise of a radio frequency (RF) receiver. a cross-correlation spectrum processing unit that generates a cross-correlation spectrum using the correlation between reception channels; and a waveform combining unit that generates an output spectrum with a spectral afterimage function by assigning weights to the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum.

상기 파형 조합부는, 상기 현재 파형인 제n 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제1 가중치(w1)를 곱하고, 상기 현재 파형의 직전 과거 파형인 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제2 가중치(w2)를 곱하고, 상기 제1 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼과 상기 제2 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼을 합하여 상기 출력 스펙트럼을 생성할 수 있다.The waveform combining unit multiplies the cross-correlation spectrum at the n-th time, which is the current waveform, by a first weight (w1), and applies a second weight (w1) to the cross-correlation spectrum at the n-1-th time, which is the immediately past waveform of the current waveform. The output spectrum may be generated by multiplying w2) and adding the cross-correlation spectrum multiplied by the first weight and the cross-correlation spectrum multiplied by the second weight.

상기 파형 조합부는 상기 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼을 저장하는 파형 저장 유닛을 구비할 수 있다.The waveform combining unit may include a waveform storage unit that stores the cross-correlation spectrum at the n-1th time.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 상기 출력 스펙트럼의 파형들을 픽셀 메모리 버퍼의 픽셀들에 매핑하는 파형 픽셀 매핑부를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection device may further include a waveform pixel mapping unit that maps waveforms of the output spectrum to pixels in a pixel memory buffer.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 픽셀 메모리 버퍼의 픽셀들을 구비하고 일정 시간 동안 상기 출력 스펙트럼 파형들을 누적 저장하는 파형맵영상 메모리를 더 포함할 수 있다. 상기 파형맵영상 메모리에 누적 저장되는 출력 스펙트럼 파형들에 의해 형성되는 디지털 레벨 데이터는 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 상기 디스플레이 장치로 전송될 수 있다.The weak signal detection device may further include a waveform map image memory that includes pixels of a pixel memory buffer and stores the output spectrum waveforms cumulatively for a certain period of time. Digital level data formed by output spectrum waveforms accumulated and stored in the waveform map image memory may be transmitted to the display device at each screen update time of the display device.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 상기 파형맵영상 메모리의 각 픽셀에 저장되는 상호상관 스펙트럼 파형들의 저장 횟수 또는 히트(hit) 횟수에 따라 누적된 상기 각 픽셀의 상기 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 상기 디스플레이 장치의 화면에서 서로 다른 색상으로 표현되도록, 상기 디스플레이 장치의 동작을 제어하는 제어장치를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection device is, the display device according to the level of the digital level data of each pixel accumulated according to the number of hits or the number of storage of cross-correlation spectrum waveforms stored in each pixel of the waveform map image memory. It may further include a control device that controls the operation of the display device so that different colors are displayed on the screen.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 적어도 하나의 안테나에 연결되고 상기 상호상관 스펙트럼 처리부에 복소수 신호를 제공하는 적어도 2개의 RF 수신채널들을 더 포함할 수 있다.The weak signal detection device may further include at least two RF reception channels connected to at least one antenna and providing complex signals to the cross-correlation spectrum processing unit.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 상기 RF 수신채널들이 3개 이상일 때, 상기 3개 이상의 수신채널들과 상기 상호상관 스펙트럼 처리부 사이에 배치되는 채널 선택부를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection device may further include a channel selection unit disposed between the three or more RF reception channels and the cross-correlation spectrum processing unit when there are three or more RF reception channels.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 상기 적어도 하나의 안테나로서 적어도 2개의 안테나들을 포함할 수 있다. 상기 적어도 2개의 안테나들은 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 연결될 수 있다.The weak signal detection device may include at least two antennas as the at least one antenna. The at least two antennas may be connected to the at least two RF reception channels.

상기 미약 신호 탐지 장치는, 상기 적어도 하나의 안테나로서 단일 안테나를 포함할 수 있고, 상기 단일 안테나와 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 사이에 배치되어 상기 단일 안테나의 수신 신호를 분기하여 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 각각 분배하는 전력분배기를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection device may include a single antenna as the at least one antenna, and is disposed between the single antenna and the at least two RF reception channels to branch the received signal of the single antenna to receive the at least two RF reception channels. It may further include a power divider that distributes power to each of the RF reception channels.

상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각은 RF 다운 변환부를 포함할 수 있다. 상기 RF 다운 변환부는, 자체 국부발진기에 연결되는 스위프 발생기를 구비할 수 있다. 상기 스위프 발생기는 상기 국부발진기의 발진 주파수가 시간에 따라 자동으로 변하도록 동작할 수 있다.Each of the at least two RF reception channels may include an RF down conversion unit. The RF down conversion unit may include a sweep generator connected to its own local oscillator. The sweep generator may operate so that the oscillation frequency of the local oscillator automatically changes with time.

상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각은 디지털 신호처리부를 더 포함할 수 있다. 상기 디지털 신호처리부는, 상기 RF 다운 변환부로부터 들어오는 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호의 데이터 샘플링 속도를 줄여 복소수 데이터를 생성하고, 생성한 복소수 데이터를 상기 상호상관 스펙트럼 처리부로 전달할 수 있다.Each of the at least two RF reception channels may further include a digital signal processor. The digital signal processing unit converts the intermediate frequency analog signal coming from the RF down conversion unit into a digital signal, converts the converted digital signal into a baseband signal, and reduces the data sampling rate of the baseband signal to generate complex data. And the generated complex data can be transmitted to the cross-correlation spectrum processing unit.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 미약 신호 탐지 방법은, 무선주파수(radio frequency, RF) 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 방법으로서, RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 단계; 및 상기 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하는 단계를 포함한다.A weak signal detection method according to another aspect of the present invention for solving the above technical problem is a method of detecting a weak signal that appears intermittently with a level below the internal noise of a radio frequency (RF) receiver, Generating a cross-correlation spectrum using correlation between reception channels; and generating an output spectrum with a spectral afterimage function by combining the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum with weights.

상기 출력 스펙트럼을 생성하는 단계는, 상기 현재 파형인 제n 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제1 가중치를 곱하고, 상기 현재 파형의 직전 과거 파형인 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제2 가중치를 곱하고, 상기 제1 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼과 상기 제2 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼을 합하여 상기 출력 스펙트럼을 생성할 수 있다.The step of generating the output spectrum includes multiplying the cross-correlation spectrum at the n-th time, which is the current waveform, by a first weight, and multiplying the cross-correlation spectrum at the n-1 time, which is the immediately past waveform of the current waveform, by a second weight. The output spectrum may be generated by multiplying the cross-correlation spectrum multiplied by the first weight and the cross-correlation spectrum multiplied by the second weight.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include storing the cross-correlation spectrum at the n-1th time.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 출력 스펙트럼의 파형들을 파형맵영상 메모리의 픽셀들에 매핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include mapping waveforms of the output spectrum to pixels of a waveform map image memory.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 파형맵영상 메모리에 상기 출력 스펙트럼 파형들을 일정 시간 동안 누적 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include accumulating and storing the output spectrum waveforms in the waveform map image memory for a certain period of time.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 파형맵영상 메모리에 누적 저장된 출력 스펙트럼 파형들에 의해 형성되는 디지털 레벨 데이터를 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 상기 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include transmitting digital level data formed by output spectrum waveforms accumulated and stored in the waveform map image memory to the display device at each screen update time of the display device.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 파형맵영상 메모리의 각 픽셀에 저장되는 상호상관 스펙트럼 파형들의 저장 횟수 또는 히트(hit) 횟수에 따라 누적된 상기 각 픽셀의 상기 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 상기 디스플레이 장치의 화면에서 서로 다른 색상으로 표현되도록, 상기 디스플레이 장치의 동작을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method is based on the level of the digital level data of each pixel accumulated according to the number of hits or the number of storage times of cross-correlation spectrum waveforms stored in each pixel of the waveform map image memory. The method may further include controlling the operation of the display device so that different colors are displayed on the screen.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 적어도 하나의 안테나에 연결된 적어도 2개의 RF 수신채널들을 통해 상호상관 스펙트럼 처리부에 복소수 신호를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include providing a complex signal to a cross-correlation spectrum processor through at least two RF reception channels connected to at least one antenna.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 RF 수신채널들이 3개 이상일 때, 상기 3개 이상의 수신채널들과 상기 상호상관 스펙트럼 처리부 사이에 배치되어 상호상관 값을 토대로 2개의 채널을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method may further include, when there are three or more RF reception channels, selecting two channels placed between the three or more reception channels and the cross-correlation spectrum processing unit based on the cross-correlation value. You can.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 적어도 하나의 안테나로서 단일 안테나가 구비될 때, 상기 단일 안테나와 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 사이에 배치되는 전력분배기를 통해 상기 단일 안테나의 수신 신호를 분기하여 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 각각 분배하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method, when a single antenna is provided as the at least one antenna, branches the received signal of the single antenna through a power divider disposed between the single antenna and the at least two RF reception channels. The step of distributing to at least two RF reception channels may be further included.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각이 RF 다운 변환부를 구비하고 상기 RF 다운 변환부가 자체 국부발진기에 연결되는 스위프 발생기를 구비할 때, 상기 스위프 발생기에 의해, 상기 국부발진기의 발진 주파수가 시간에 따라 자동으로 변경되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method includes, when each of the at least two RF reception channels has an RF down-converter and the RF down-converter has a sweep generator connected to its own local oscillator, the local oscillator is generated by the sweep generator. A step of automatically changing the oscillation frequency over time may be further included.

상기 미약 신호 탐지 방법은, 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각이 디지털 신호처리부를 더 구비할 때, 상기 디지털 신호처리부에 의해, 상기 RF 다운 변환부로부터 들어오는 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호의 데이터 샘플링 속도를 줄여 복소수 데이터를 생성하고, 생성된 복소수 데이터를 상기 상호상관 스펙트럼 처리부로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.The weak signal detection method includes converting an intermediate frequency analog signal coming from the RF down conversion unit into a digital signal by the digital signal processing unit when each of the at least two RF receiving channels further includes a digital signal processing unit. The method may further include converting the converted digital signal into a baseband signal, generating complex data by reducing the data sampling rate of the baseband signal, and transmitting the generated complex data to the cross-correlation spectrum processor.

본 개시에 의하면, 기존의 스펙트럼 분석기에서 입력 스펙트럼의 신호대 잡음비가 상대적으로 낮은 미약 신호 즉, 정상 작동 시의 내부 잡음 레벨보다 작은 레벨을 갖는 미약 신호를 탐지할 수 없는 한계를 극복할 수 있는 새로운 구조 및 새로운 작동 방식의 간헐적 미약 신호 탐지 장치(이하 간략히 '미약 신호 탐지 장치')를 제공할 수 있다.According to the present disclosure, a new structure can overcome the limitation of existing spectrum analyzers that cannot detect weak signals with a relatively low signal-to-noise ratio of the input spectrum, that is, weak signals with a level smaller than the internal noise level during normal operation. And it is possible to provide an intermittent weak signal detection device with a new operating method (hereinafter simply referred to as 'weak signal detection device').

또한, 본 개시의 미약 신호 탐지 장치를 사용하면, 안테나로부터 수신된 2개 무선주파수(radio frequency, RF) 수신 채널들 간 상호상관 신호처리를 통해 RF 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨에 존재하는 미약 신호의 크로스 스펙트럼(cross spectrum)을 생성하고, 크로스 스펙트럼을 실시간 누적 도시하여 기존에 관측할 수 없던 무선 신호 내 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 효과적으로 탐지할 수 있다.In addition, when using the weak signal detection device of the present disclosure, a weak signal existing at a level below the internal noise of the RF receiver is detected through cross-correlation signal processing between two radio frequency (RF) reception channels received from the antenna. By generating a cross spectrum and plotting the cross spectrum in real time, it is possible to effectively detect weak signals that appear intermittently in wireless signals that were previously unobservable.

또한, 본 개시에 의하면, 디스플레이 장치의 한계를 뛰어넘어 실시간으로 스펙트럼을 메모리에 저장하여 측정 및 분석하도록 구성함으로써, 전파 신호의 포착하기 어려운 현상을 탐지할 수 있고, 특히 간헐적으로 출현하는 잡음레벨(noise floor) 근처에 있는 낮은 레벨의 신호를 효과적으로 탐지하거나, 높은 레벨의 광대역 신호 내에 존재하는 낮은 레벨의 신호를 관측할 수 있다.In addition, according to the present disclosure, by overcoming the limitations of the display device and configuring the spectrum to be measured and analyzed by storing it in memory in real time, it is possible to detect phenomena that are difficult to capture in radio signals, especially noise levels that appear intermittently ( You can effectively detect low-level signals near the noise floor or observe low-level signals within high-level broadband signals.

또한, 본 개시의 미약 신호 탐지 방법이나 미약 신호 탐지 장치를 신호탐지 시스템에 적용하면 감도 측면에서 시스템 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다. 즉, 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 효과적으로 탐지함으로써, 국가 전파 관리, 해상이나 항공 안전 전파 모니터링, 국방의 전자전 등의 분야에 효과적으로 활용할 수 있다.In addition, applying the weak signal detection method or weak signal detection device of the present disclosure to a signal detection system can dramatically improve system performance in terms of sensitivity. In other words, by effectively detecting weak signals that appear intermittently, it can be effectively used in fields such as national radio wave management, maritime or aviation safety radio wave monitoring, and national defense electronic warfare.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 미약 신호 탐지 장치에 채용할 수 있는 상호상관 신호처리에 따른 잡음 레벨에 대한 예시도이다.
도 3은 도 1의 미약 신호 탐지 장치의 주요 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 미약 신호 탐지 장치의 파형 조합부를 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 6은 도 5의 미약 신호 탐지 장치에 이용되는 디지털 레벨 데이터를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 도 5의 미약 신호 탐지 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.
도 13은 비교예의 스펙트럼 분석기를 예시한 블록도이다.
도 14는 비교예의 스펙트럼 분석기에서 주파수 대 레벨 도시 파형에 대한 예시도이다.
도 15는 비교예의 스펙트럼 분석기에서 출현빈도에 따라 서로 다른 색상으로 표현된 주파수 대 레벨 도시 파형을 예시한 도면이다.
도 16은 본 실시예의 미약 신호 탐지 장치에서 출현빈도에 따라 서로 다른 색상으로 표현된 주파수 대 레벨 도시 파형을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 적용할 수 있는 구성에 대한 개략적인 블록도이다.
Figure 1 is a block diagram for explaining the main configuration of a weak signal detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example diagram of noise levels according to cross-correlation signal processing that can be employed in the weak signal detection device of FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the main operations of the weak signal detection device of FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operating principle of the waveform combination unit of the weak signal detection device of FIG. 1.
Figure 5 is a schematic block diagram of a weak signal detection device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart for explaining digital level data used in the weak signal detection device of FIG. 5.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operating principle of the weak signal detection device of FIG. 5.
Figure 8 is a block diagram of a weak signal detection device according to a third embodiment of the present invention.
Figure 9 is a block diagram of a weak signal detection device according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 10 is a block diagram of a weak signal detection device according to the fifth embodiment of the present invention.
Figure 11 is a block diagram of a weak signal detection device according to a sixth embodiment of the present invention.
Figure 12 is a block diagram of a weak signal detection device according to the seventh embodiment of the present invention.
Figure 13 is a block diagram illustrating a spectrum analyzer of a comparative example.
Figure 14 is an exemplary diagram of a waveform showing frequency vs. level in a spectrum analyzer of a comparative example.
Figure 15 is a diagram illustrating frequency vs. level city waveforms expressed in different colors according to the frequency of appearance in the spectrum analyzer of the comparative example.
Figure 16 is a diagram showing the frequency vs. level waveform expressed in different colors according to the frequency of appearance in the weak signal detection device of this embodiment.
Figure 17 is a schematic block diagram of a configuration applicable to a weak signal detection device according to the eighth embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는'이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term 'and/or' includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

본 출원의 실시예들에서, 'A 및 B 중에서 적어도 하나'는 'A 또는 B 중에서 적어도 하나' 또는 'A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 적어도 하나'를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에서, 'A 및 B 중에서 하나 이상'은 'A 또는 B 중에서 하나 이상' 또는 'A 및 B 중 하나 이상의 조합들 중에서 하나 이상'을 의미할 수 있다.In the embodiments of the present application, 'at least one of A and B' may mean 'at least one of A or B' or 'at least one of combinations of one or more of A and B'. Additionally, in the embodiments of the present application, 'one or more of A and B' may mean 'one or more of A or B' or 'one or more of combinations of one or more of A and B'.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어'있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be 'connected' or 'connected' to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가진다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as 'comprise' or 'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an idealized or excessively formal sense. No.

이하의 실시예에 대한 설명에 있어서, 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer)는 장비에서 분석하고자 하는 전체 주파수 범위 내에서 입력 신호 대 주파수의 진폭을 측정한다. 스펙트럼 분석기의 주된 용도는 알려진 신호와 알려지지 않은 신호의 스펙트럼 강도를 측정하는 것이다.In the description of the embodiments below, a spectrum analyzer measures the amplitude of an input signal versus frequency within the entire frequency range to be analyzed by the equipment. The main use of a spectrum analyzer is to measure the spectral strength of known and unknown signals.

스펙트럼 분석기는 주파수 스펙트럼 성분의 분포를 표시하는 디스플레이 장치와 슈퍼헤테로다인 수신기를 조합한 측정기 형태를 가질 수 있다. 그리고 스펙트럼 분석기는 국부발전기로서 스윕(sweep) 발진기를 구비할 수 있고, 입력 신호의 주파수 스펙트럼이 스윕 발진기의 주파수 변화에 대응하여 차례대로 수신될 수 있으며, 그 출력은 디스플레이 장치의 종축에 스윕 발진기를 스윕하고 있는 스윕 반복 신호가 수평축에 가해진 형태를 가질 수 있다. 또한, 스펙트럼 분석기는 리더기 또는 태그에서 송출하는 RF 신호를 분석하거나, 안테나를 통해 들어오는 RF 신호를 분석하는 계측기의 일종으로서, VSA(vector signal analyser) 기능을 통해 주파수 영역 신호를 시간 영역 신호로 분석하는 기능을 구비할 수 있다.A spectrum analyzer may take the form of a measuring instrument that combines a display device that displays the distribution of frequency spectrum components and a superheterodyne receiver. In addition, the spectrum analyzer may be equipped with a sweep oscillator as a local generator, and the frequency spectrum of the input signal may be received in sequence in response to the change in frequency of the sweep oscillator, and the output may be transmitted by the sweep oscillator on the longitudinal axis of the display device. The sweep repetition signal being swept may have a form applied to the horizontal axis. In addition, a spectrum analyzer is a type of measuring instrument that analyzes RF signals transmitted from a reader or tag, or analyzes RF signals coming through an antenna. It analyzes frequency domain signals into time domain signals through the VSA (vector signal analyzer) function. Functions can be provided.

전자파(electromagnetic wave) 또는 스펙트럼은 RF(radio frequency) 스펙트럼을 포함하여 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등 모든 주파수를 말한다. 이 중에 RF(radio frquency) 스펙트럼은 3㎔ 이하의 주파수 범위에 전파를 지칭할 수 있다. 그리고 본 명세서에서 RF 스펙트럼은 주파수 스펙트럼으로 지칭될 수 있다.Electromagnetic waves or spectrum refers to all frequencies including infrared, visible light, ultraviolet rays, X-rays, and gamma rays, including the RF (radio frequency) spectrum. Among these, the RF (radio frequency) spectrum may refer to radio waves in the frequency range of 3 Hz or less. And in this specification, the RF spectrum may be referred to as a frequency spectrum.

무선주파수(radio frequecy, RF) 채널은 이동통신에서 이동국과 기지국 간에 설정되는 통신회선을 말한다. 이동단말들 간 또는 이동단말과 고정단말 간의 동시 통화나 데이터 송수신을 가능하게 하는 RF 채널은 할당된 주파수 대역 내에서 한정된 채널 개수를 가진다. RF 수신채널은 신호나 데이터를 수신하는 RF 채널의 특정 상태나 특정 통신회선을 지칭할 수 있다.A radio frequency (RF) channel refers to a communication line established between a mobile station and a base station in mobile communication. RF channels that enable simultaneous calls or data transmission and reception between mobile terminals or between mobile terminals and fixed terminals have a limited number of channels within the allocated frequency band. RF reception channel may refer to a specific state of an RF channel or a specific communication line that receives signals or data.

상호상관(cross correlation)은 2개의 랜덤 신호들 X1(t)와 X2(t)가 다음의 [수학식 1]과 같이 정의될 때의 R12(t)로 표현될 수 있다. 수학식 1에서 X1(t)는 선형 고정계의 랜덤 입력이고, X2(t)가 X1(t)의 응답일 때, R12(t)는 이 시스템의 전달 함수의 역라플라스 변환일 수 있다. 본 명세서에서 크로스 스펙트럼은 복소수 디지털 데이터를 상호상관 신호처리하여 얻을 수 있다.Cross correlation can be expressed as R 12 (t) when two random signals X 1 (t) and X 2 (t) are defined as follows [Equation 1]. In Equation 1, X 1 (t) is a random input of a linear stationary system, and when X 2 (t) is the response of You can. In this specification, the cross spectrum can be obtained by cross-correlation signal processing of complex digital data.

Figure pat00001
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복소수 데이터는 어떤 주기성을 가지는 신호 성분을 의미하며, RF 다운 변환부에 연결된 디지털 처리부에서 아날로그 신호로부터 변환된 디지털 신호의 샘플링 속도를 줄여 기저대역 복소수 신호로 변환된 것을 지칭할 수 있다. 복소수 데이터는 미리 설정된 주파수 대역에서 소정의 레벨을 가질 수 있다. 복소수 데이터는 복소수 신호 또는 복소수 디지털 데이터로 지칭될 수 있다.Complex data refers to a signal component with a certain periodicity, and can refer to a digital signal converted from an analog signal in a digital processing unit connected to an RF down conversion unit, converted to a baseband complex signal by reducing the sampling rate. Complex data may have a predetermined level in a preset frequency band. Complex data may be referred to as complex signal or complex digital data.

주파수 스팬(frequency span)은, 계측기나 스펙트럼 분석기로 측정하고자 하는 주파수 범위 또는 주파수 폭을 나타내며, 스윕(sweep) 주파수 대역폭으로 지칭되거나 간략히 스팬으로 지칭될 수 있다. 분석 대상 주파수 대역에서 중심 주파수는 주파수 스팬의 중심일 수 있다.Frequency span refers to the frequency range or frequency width to be measured by an instrument or spectrum analyzer, and may be referred to as a sweep frequency bandwidth or simply as a span. In the frequency band to be analyzed, the center frequency may be the center of the frequency span.

디지털 레벨 데이터(digital level data)는 아날로그 형태가 아닌 디지털 형태의 레벨을 가진 데이터로서, 본 명세서에서는 상호상관 신호처리된 현재 파형과 상호상관 신호처리된 이전 파형에 가중치를 각각 곱하고 합한 크로스 스펙트럼 파형들을 주파수 스팬에 걸쳐 주파수와 레벨에 따라 기설정된 디스플레이 장치의 화면 픽셀들에 매핑하여 파형맵영상 메모리에 누적 저장하는 데이터를 지칭할 수 있다. 이러한 디지털 레벨 데이터는 누적 스펙트럼 파형들로서 누적 횟수에 따라 미리 설정된 서로 다른 색상이나 밝기로 미디스플레이 장치의 화면에 표시될 수 있다.Digital level data is data with a level in a digital form rather than an analog form. In this specification, cross-spectrum waveforms obtained by multiplying and summing the current waveform processed with a cross-correlation signal and the previous waveform processed with a cross-correlation signal by multiplying and summing the weights. It may refer to data that is accumulated and stored in the waveform map image memory by mapping to screen pixels of a preset display device according to frequency and level over the frequency span. These digital level data are accumulated spectrum waveforms and can be displayed on the screen of a non-display device with different colors or brightness preset according to the number of accumulations.

미약 신호(weak signals)는 RF 수신부의 잡음 레벨(noise floor) 근처 또는 잡음 레벨 이하에 있는 낮은 레벨의 신호를 지칭한다. 즉, 미약 신호는 다양한 신규 전파 서비스 환경에서 소출력 무선기기 등의 통신장비들 상호 간의 간섭을 줄이기 위해 짧은 시간 동안 상대적으로 낮은 출력으로 송신되는 신호를 지칭할 수 있다. 또한, 미약 신호는 기존의 스펙트로그램이나 누적 스펙트럼으로 디지털 RF 장치 내 RF 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가진 신호를 지칭할 수 있다. RF 수신부의 내부 잡음 레벨은 수십 데시벨[㏈] 내지 수 데시벨의 크기를 가질 수 있다.Weak signals refer to low level signals that are near or below the noise floor of the RF receiver. In other words, a weak signal may refer to a signal transmitted at relatively low output for a short period of time to reduce interference between communication equipment such as low-power wireless devices in various new radio service environments. Additionally, a weak signal may refer to a signal with a level below the internal noise of the RF receiver in a digital RF device using a conventional spectrogram or accumulated spectrum. The internal noise level of the RF receiver may range from several tens of decibels [dB] to several decibels.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하의 상세한 설명은 단지 예시적인 목적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 개념을 임의의 특정된 물리적 구성에 한정하는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. The following detailed description is provided for illustrative purposes only and should not be construed as limiting the inventive concept to any particular physical configuration. In order to facilitate overall understanding when describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 블록도이다.Figure 1 is a block diagram for explaining the main configuration of a weak signal detection device according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 디지털 무선주파수(radio frequency, RF) 장치나 스펙트럼 분석기 등의 계측기기의 RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 레벨을 가진 신호인 미약 신호 특히, 간헐적으로 출력하는 간헐적 미약 신호를 탐지하기 위해 상호상관 처리부(100) 및 파형 조합부(200)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the weak signal detection device outputs a weak signal, especially a weak signal, intermittently, which is a signal with a level below the internal noise level of the RF receiver of a measuring device such as a digital radio frequency (RF) device or spectrum analyzer. A cross-correlation processing unit 100 and a waveform combination unit 200 are provided to detect intermittent weak signals.

상호상관 처리부(100)는 적어도 하나 이상의 안테나에 연결된 RF 수신채널들 간 상호상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성한다. 상호상관 스펙트럼은 크로스 스펙트럼 파형들로 지칭되거나 간략히 크로스 파형으로 지칭될 수 있다. 즉, 상호상관 처리부(100)는 RF 수신채널들로부터의 복소수 신호를 상호상관 신호처리하도록 구성될 수 있다. 복소수 신호는 복소수 데이터에 대응될 수 있다.The cross-correlation processor 100 generates a cross-correlation spectrum using the cross-correlation between RF reception channels connected to at least one antenna. The cross-correlation spectrum may be referred to as cross-spectral waveforms or simply as a cross waveform. That is, the cross-correlation processing unit 100 may be configured to cross-correlate signal process complex signals from RF reception channels. A complex signal may correspond to complex data.

여기서, RF 수신채널들은 안테나로부터의 RF 입력을 중간주파수 신호로 변환하고, 중간주파수 신호로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호의 샘플링 속도를 줄여 기저대역 복소수 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.Here, the RF receiving channels convert the RF input from the antenna into an intermediate frequency signal, convert the analog signal converted into an intermediate frequency signal into a digital signal, and reduce the sampling rate of the converted digital signal to convert it into a baseband complex signal. It can be configured.

전술한 상호상관 처리부(100)는 2개의 RF 수신채널들로부터 복소수 신호들을 받도록 구성될 수 있다. 상호상관 처리부(100)는 푸리에 변환(Fourier transform)이 적용된 2개 이상의 디지털 신호의 상호상관 값을 계산할 수 있다.The above-described cross-correlation processing unit 100 may be configured to receive complex signals from two RF reception channels. The cross-correlation processing unit 100 may calculate the cross-correlation value of two or more digital signals to which Fourier transform has been applied.

이 경우, 상호상관 처리부(100)에 연결되는 신호 탐지 제어부는 푸리에 변환된 2개 이상의 디지털 신호들 간에 상관 관계가 있는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 신호 탐지부는 상관 관계가 있는 주파수 성분을 갖는 저레벨 신호를 미약 신호로서 선택하고, 상관 관계가 없는 주파수 성분을 갖는 저레벨 신호를 잡음으로서 선택하지 않도록 구성될 수 있다. 신호 탐지 제어부는 간략히 판단부 또는 제어부 등으로도 지칭될 수 있다. 판단부 또는 제어부는 마이크로프로세서, 프로세서 등으로 구성되는 제어장치에 대응될 수 있다.In this case, the signal detection control unit connected to the cross-correlation processing unit 100 may determine whether there is a correlation between two or more Fourier transformed digital signals. That is, the signal detection unit may be configured to select a low-level signal with correlated frequency components as a weak signal and not select a low-level signal with uncorrelated frequency components as noise. The signal detection control unit may also be briefly referred to as a determination unit or control unit. The determination unit or control unit may correspond to a control device comprised of a microprocessor, processor, etc.

또한, 상호상관 처리부(100)는 다이버시티 효과를 얻기 위해 다중 안테나에 연결되는 3개 이상의 RF 수신채널들에 연결될 수 있다. 그 경우, 상호상관 처리부(100)는 3개 이상의 RF 수신채널들 중 미리 정해진 순서로 혹은 임의로 선택되는 2개의 RF 수신채널들의 복소수 신호를 상호상관 신호처리하고, 모든 RF 수신채널들 또는 이들의 조합 쌍의 복소수 데이터에 대하여 상호상관 신호처리를 수행하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 신호 탐지부는 모든 RF 수신채널들 또는 이들의 조합 쌍에 대한 상호상관 값들에 기초하여 잡음 저감에 대한 성능이나 효율이 상대적으로 가장 우수한 2개의 RF 수신채널을 선택하도록 구성될 수 있다. 상호상관 처리부(100)는 신호 탐지부에 의해 선택된 2개의 RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하도록 구성될 수 있다.Additionally, the cross-correlation processing unit 100 may be connected to three or more RF reception channels connected to multiple antennas to obtain a diversity effect. In that case, the cross-correlation processor 100 cross-correlates the complex signals of two RF reception channels selected in a predetermined order or randomly among three or more RF reception channels, and processes all RF reception channels or a combination thereof. It may be configured to perform cross-correlation signal processing on a pair of complex data. In this case, the signal detection unit may be configured to select the two RF reception channels with the best noise reduction performance or efficiency based on cross-correlation values for all RF reception channels or a combination pair thereof. The cross-correlation processing unit 100 may be configured to generate a cross-correlation spectrum using the correlation between two RF reception channels selected by the signal detection unit.

파형 조합부(200)는 상호상관 처리부(100)로부터 상호상관 스펙트럼을 입력받고, 주파수 스팬(frequency span)에 걸쳐 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 각각 가중치를 곱한 후 더하여 출력 스펙트럼을 생성하도록 구성될 수 있다. 출력 스펙트럼은 상호상관 스펙트럼 파형들로서 간략히 크로스 파형으로 지칭될 수 있다.The waveform combining unit 200 receives the cross-correlation spectrum from the cross-correlation processing unit 100, multiplies the current waveform and the past waveform of the cross-correlation spectrum over the frequency span, respectively, by a weight, and adds them to generate an output spectrum. It can be configured. The output spectrum is cross-correlated spectral waveforms and may be briefly referred to as a cross waveform.

여기서, 과거 파형이 제1 시간의 파형일 때, 현재 파형은 제1 시간보다 늦은 시간이 제2 시간의 파형일 수 있다. 과거 파형은 하나의 최초 파형이거나 제1 과거 파형과 제2 과거 파형을 각각 가중치로 조합한 것일 수 있다. 현재 파형과 과거 파형에 각각의 가중치를 곱한 후 더하는 것은 현재 파형과 과거 파형의 조합으로 표현될 수 있고, 과거 파형에 현재 파형을 누적하는 형태로 조합하기 위해 과거 파형의 레벨을 기준으로 현재 파형을 정규화하는 것을 포함할 수 있다.Here, when the past waveform is the waveform of the first time, the current waveform may be the waveform of the second time later than the first time. The past waveform may be one original waveform or a combination of the first past waveform and the second past waveform with respective weights. Multiplying the current and past waveforms by their respective weights and then adding them can be expressed as a combination of the current waveform and the past waveform. In order to combine the current waveform with the past waveform in the form of accumulation, the current waveform is added based on the level of the past waveform. May include normalization.

현재 파형과 과거 파형에 부여되는 가중치들을 서로 동일하거나 다를 수 있다. 각 가중치는 0 내지 1.0의 범위에서 선택되는 값을 가질 수 있다.The weights given to the current waveform and the past waveform may be the same or different. Each weight may have a value selected from the range of 0 to 1.0.

전술한 상호상관 처리부(100)와 파형 조합부(200)는 독립적인 모듈들로 각각 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상호상관 처리부(100)와 파형 조합부(200)는 단일 모듈 형태의 상호상관 파형 발생부(300)로 형성될 수 있다.The above-described cross-correlation processing unit 100 and waveform combining unit 200 may each be formed as independent modules, but are not limited to this and the cross-correlation processing unit 100 and waveform combining unit 200 may be formed as a single module. It may be formed as a correlation waveform generator 300.

본 실시예에 의하면, 과거 파형과 현재 파형을 가중치로 조합된 상호상관 스펙트럼 파형들은 디스플레이 장치의 화면 픽셀들과 매핑되어 파형맵영상 메모리의 해당 픽셀들에 각각 누적 저장될 수 있다. 또한, 파형맵영상 메모리에서 파형이 누적 저장되는 각 픽셀은, 각 픽셀에 대한 파형의 누적 횟수나 각 픽셀에 대한 파형의 히트(hit) 회수에 따라 누적 레벨을 갖고, 누적 레벨에 따라 미리 설정된 색상 및/또는 밝기를 나타내도록 구성되는 각 픽셀 데이터 즉, 디지털 레벨 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 디지털 레벨 데이터는 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 파형맵영상 메모리로부터 디스플레이 장치의 구동부로 전달될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 사용자는 디스플레이 장치의 화면 상에서 간헐적 미약 신호를 직관적으로 탐지할 수 있다.According to this embodiment, cross-correlation spectrum waveforms, which are a weighted combination of past waveforms and current waveforms, can be mapped to screen pixels of a display device and stored cumulatively in corresponding pixels of the waveform map image memory. In addition, each pixel in which the waveform is accumulated and stored in the waveform map image memory has an accumulation level according to the cumulative number of waveforms for each pixel or the number of hits of the waveform for each pixel, and a preset color according to the accumulation level. And/or each pixel data configured to represent brightness, that is, digital level data, may be stored. Such digital level data can be transferred from the waveform map image memory to the driving unit of the display device at every screen update time of the display device. According to this configuration, the user can intuitively detect intermittent weak signals on the screen of the display device.

본 실시예에서 미약 신호는 디지털 RF 장치나 스펙트럼 분석기 등의 신호 탐지 장치의 RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 낮은 레벨을 가진 신호를 나타낼 수 있다. 간헐적 미약 신호는, 스펙트럼 분석기 등의 신호 탐지 장치의 입장에서, 탐지 대상 주파수 대역 내 특정 주파수를 소정의 단위 시간 동안 띄엄띄엄 혹은 가끔씩 사용하다가 사용하지 않는 형태로 간헐적으로 출현하는 낮은 레벨의 신호를 지칭할 수 있다.In this embodiment, the weak signal may represent a signal with a low level below the internal noise level of the RF receiver of a signal detection device such as a digital RF device or spectrum analyzer. From the perspective of a signal detection device such as a spectrum analyzer, an intermittent weak signal refers to a low-level signal that appears intermittently in a form where a specific frequency within the frequency band to be detected is used sporadically or occasionally for a certain unit of time and then is not used. can do.

도 2는 도 1의 미약 신호 탐지 장치에 채용할 수 있는 상호상관 신호처리에 따른 잡음 레벨에 대한 예시도이다.FIG. 2 is an example diagram of noise levels according to cross-correlation signal processing that can be employed in the weak signal detection device of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 중심주파수가 2167.2㎒인 WCDMA 신호를 수신대역폭 10㎒, 샘플링 주파수 12.8㎒, 샘플링 개수 65,400개, 상호상관 개수 128개, 고속 푸리에 변환 개수 1,024개로 시뮬레이션한 결과를 확인할 수 있다. 도 2에서, 310은 주파수 스펙트럼의 평균값을 도시한 것이고, 330은 상호상관 처리한 주파수 스펙트럼을 도시한 것이다.Referring to FIG. 2, you can see the results of simulating a WCDMA signal with a center frequency of 2167.2 MHz with a reception bandwidth of 10 MHz, a sampling frequency of 12.8 MHz, a sampling number of 65,400, a cross-correlation number of 128, and a fast Fourier transform number of 1,024. In FIG. 2, 310 indicates the average value of the frequency spectrum, and 330 indicates the cross-correlation processed frequency spectrum.

시뮬레이션 결과에서 2개의 점선들로 표시된 부분을 살펴보면, 주파수 스펙트럼에 해당하는 복소수 데이터를 상호상관 신호처리한 경우, 잡음 레벨이 10㏈ 가량 감소한 것을 확인할 수 있다.Looking at the part indicated by two dotted lines in the simulation results, you can see that when complex data corresponding to the frequency spectrum was cross-correlated signal processed, the noise level was reduced by about 10 dB.

이와 같이 상호상관 값을 이용하면, 주파수 스펙트럼의 잡음 레벨이 감소하여 신호대 잡음비가 높아지므로 본래의 RF 수신부의 내부 잡음 레벨보다 낮은 레벨을 갖는 미약 신호를 탐지하는 것이 가능해진다. 만약 상호상관 개수를 더 높이는 경우, 잡음 레벨은 더 감소될 수 있다.Using the cross-correlation value in this way reduces the noise level of the frequency spectrum and increases the signal-to-noise ratio, making it possible to detect weak signals with a level lower than the internal noise level of the original RF receiver. If the cross-correlation number is further increased, the noise level can be further reduced.

도 3은 도 1의 미약 신호 탐지 장치의 주요 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart for explaining the main operations of the weak signal detection device of FIG. 1.

도 3을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 전파 신호에 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하기 위해, 2개의 RF 수신채널들 간 상호상관 신호처리를 수행하는 단계(S100) 및 상호상관 신호처리에 의해 생성된 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 조합한 크로스 파형을 생성하여 상호상관 스펙트럼에 잔상 기능을 적용하는 단계(S200)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the weak signal detection device includes performing cross-correlation signal processing between two RF reception channels (S100) and cross-correlation signal processing to detect weak signals that intermittently appear in radio signals. It includes the step of applying an afterimage function to the cross-correlation spectrum by generating a cross waveform that combines the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum generated by (S200).

구체적으로, 상호상관 신호처리를 수행하는 단계(S100)에서, 상호상관 처리부는 2개의 RF 수신채널들로부터 들어로는 복소수 디지털 데이터를 상호상관 신호처리하여 상호상관 스펙트럼을 생성할 수 있다.Specifically, in the step of performing cross-correlation signal processing (S100), the cross-correlation processing unit may generate a cross-correlation spectrum by cross-correlating signal processing complex digital data received from two RF reception channels.

크로스 파형을 생성하는 단계(S200)에서, 파형 조합부는 상호상관 처리부에서 나오는 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형에 각각 가중치를 곱한 후 더하여 출력 스펙트럼을 생성할 수 있다. 출력 스펙트럼은 크로스 파형으로 지칭될 수 있고, 크로스 파형은 상호상관 스펙트럼 파형을 포함할 수 있다.In the step of generating a cross waveform (S200), the waveform combining unit may multiply the current waveform and the past waveform of the cross-correlation spectrum from the cross-correlation processing unit by respective weights and add them to generate an output spectrum. The output spectrum may be referred to as a cross waveform, and the cross waveform may include a cross-correlation spectral waveform.

본 실시예의 구성에 의하면, 잡음 레벨을 낮춘 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합함으로써 출력 스펙트럼을 생성하고, 생성된 출력 스펙트럼을 파형과 픽셀 간의 매핑을 통해 파형맵영상 메모리에 누적 저장할 수 있고, 디스플레이 장치의 화면 픽셀들에 대응하는 파형맵영상 메모리의 셀들에 각각 누적 저장되는 디지털 레벨 데이터를 이용하여 디스플레이 장치의 화면에 간헐적 미약 신호를 가시적으로 표출할 수 있다.According to the configuration of this embodiment, an output spectrum is generated by combining the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum with a reduced noise level with weights, and the generated output spectrum is accumulated and stored in the waveform map image memory through mapping between waveforms and pixels. In addition, an intermittent weak signal can be visually displayed on the screen of the display device using digital level data accumulated and stored in each cell of the waveform map image memory corresponding to the screen pixels of the display device.

도 4는 도 1의 미약 신호 탐지 장치의 파형 조합부를 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining the operating principle of the waveform combination unit of the weak signal detection device of FIG. 1.

도 4를 참조하면, 파형 조합부(200)는, 상호상관 스펙트럼에 잔상 기능을 적용하기 위해, 제1 곱셈기, 제2 곱셈기, 덧셈기 및 파형 저장 유닛(D)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 4, the waveform combination unit 200 may include a first multiplier, a second multiplier, an adder, and a waveform storage unit (D) to apply an afterimage function to the cross-correlation spectrum.

파형 조합부(200)는 제1 곱셈기를 이용하여 상호상관 스펙트럼의 현재 파형인 제n 시간에서의 입력 스펙트럼(I[n])에 제1 가중치(w1)를 곱하도록 구성될 수 있다. 제1 가중치(w1)는 0 이상 내지 1.0 이하의 범위에서 선택된 값일 수 있다.The waveform combination unit 200 may be configured to multiply the input spectrum (I[n]) at the nth time, which is the current waveform of the cross-correlation spectrum, by the first weight (w1) using the first multiplier. The first weight w1 may be a value selected from the range of 0 or more to 1.0 or less.

또한 파형 조합부(200)의 출력 스펙트럼(O[n])은 파형 저장 유닛(D)에 저장될 수 있다. 한편, 파형 저장 유닛(D)에 기저장된 출력 스펙트럼(O[n-1])은, 입력 스펙트럼(I[n])이 파형 조합부(200)에 입력될 때, 과거 파형으로서 제2 곱셈기로 전달될 수 있다.Additionally, the output spectrum (O[n]) of the waveform combining unit 200 may be stored in the waveform storage unit (D). Meanwhile, the output spectrum (O[n-1]) previously stored in the waveform storage unit (D) is sent to the second multiplier as a past waveform when the input spectrum (I[n]) is input to the waveform combining unit 200. It can be delivered.

또한 파형 조합부(200)는 제2 곱셈기를 이용하여 파형 저장 유닛(D)으로부터 들어오는 제n-1 시간의 출력 스펙트럼(O[n-1])인 과거 파형에 제2 가중치(w2)를 곱하도록 구성될 수 있다. 제2 가중치(w2)는 0 이상 내지 1.0 이하의 범위에서 선택된 값일 수 있다.In addition, the waveform combination unit 200 uses a second multiplier to multiply the past waveform, which is the output spectrum (O[n-1]) of the n-1th time coming from the waveform storage unit D, by the second weight (w2). It can be configured to do so. The second weight (w2) may be a value selected from the range of 0 or more to 1.0 or less.

또한, 파형 조합부(200)는 덧셈기를 이용하여 제1 가중치(w1)가 곱해진 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 제2 가중치(w2)가 곱해진 상호상관 스펙트럼의 과거 파형을 합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼(O[n])을 생성할 수 있다.In addition, the waveform combination unit 200 uses an adder to add the current waveform of the cross-correlation spectrum multiplied by the first weight (w1) and the past waveform of the cross-correlation spectrum multiplied by the second weight (w2) to perform a spectral afterimage function. An output spectrum (O[n]) can be generated.

현재 파형의 출력 스펙트럼은 다시 파형 저장 유닛(D)에 저장되어 다음 파형인 제n+1 시간에서의 입력 스펙트럼에 잔상 기능을 적용할 때 이용될 수 있다. 여기서, n은 임의의 자연수일 수 있다.The output spectrum of the current waveform is again stored in the waveform storage unit (D) and can be used when applying the afterimage function to the input spectrum at the n+1 time, which is the next waveform. Here, n may be any natural number.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 개략적인 블록도이다.Figure 5 is a schematic block diagram of a weak signal detection device according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는 상호상관 파형 발생부(cross-correlation waveform generator, 300), 파형 픽셀 매핑부(waveform pixel mapping unit, 400) 및 파형맵영상 메모리(waveform map image memory, WMI memory, 500)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the weak signal detection device includes a cross-correlation waveform generator (300), a waveform pixel mapping unit (400), and a waveform map image memory (WMI). It may be configured to include memory, 500).

상호상관 파형 발생부(300), 파형 픽셀 매핑부(400) 및 파형맵영상 메모리(500)의 조합은 스펙트럼 처리부(spectrum processing part, 600)로 지칭될 수 있다. 스펙트럼 처리부(600)는 잔상 기능을 가진 상호상관 스펙트럼을 디스플레이 장치의 화면 픽셀들에 매핑하여 파형맵영상 메모리(500)에 누적 저장하는 구성을 포함할 수 있다.The combination of the cross-correlation waveform generator 300, the waveform pixel mapping unit 400, and the waveform map image memory 500 may be referred to as a spectrum processing part (600). The spectrum processing unit 600 may include a component that maps a cross-correlation spectrum with an afterimage function to screen pixels of a display device and stores it cumulatively in the waveform map image memory 500.

구체적으로 스펙트럼 처리부(600)의 구성요소들을 설명하면, 상호상관 파형 발생부(300)는 도 1을 참조하여 앞서 설명한 상호상관 처리부 및 파형 조합부를 구비할 수 있다. 상호상관 파형 발생부(300)는 크로스 파형을 생성하여 출력할 수 있다. 크로스 파형은 스펙트럼 잔상 기능을 가진 상호상관 스펙트럼으로서 상호상관 스펙트럼 파형에 대응하며, 크로스 스펙트럼 파형으로 지칭될 수 있다.Specifically describing the components of the spectrum processing unit 600, the cross-correlation waveform generator 300 may include the cross-correlation processing unit and the waveform combining unit described above with reference to FIG. 1. The cross-correlation waveform generator 300 may generate and output a cross waveform. The cross waveform corresponds to the cross-correlation spectrum waveform as a cross-correlation spectrum with a spectral persistence function and may be referred to as a cross-spectrum waveform.

파형 픽셀 매핑부(400)는 상호상관 파형 발생부(300)로부터 들어오는 크로스 파형 즉, 상호상관 스펙트럼 파형을 미리 설정된 디스플레이 장치의 화면을 형성하는 픽셀들로 매핑할 수 있다. 파형 픽셀 매핑부(400)에 의해 매핑된 크로스 파형은 파형맵영상 메모리(500)에 누적 저장될 수 있다.The waveform pixel mapping unit 400 may map a cross waveform, that is, a cross-correlation spectrum waveform, received from the cross-correlation waveform generator 300 to pixels forming a screen of a preset display device. The cross waveform mapped by the waveform pixel mapping unit 400 may be accumulated and stored in the waveform map image memory 500.

파형맵영상 메모리(500)는 파형 픽셀 매핑부(400)에 의해 매핑된 크로스 파형을 디스플레이 장치의 픽셀들에 대응하는 메모리 셀들에 누적 저장할 수 있다. 메모리 셀은 간략히 셀로 지칭될 수 있다. 즉, 스펙트럼 잔상 기능을 갖고 픽셀들에 매핑된 크로스 파형은 해당 셀들에 누적 횟수만큼 레벨이 증가하도록 저장될 수 있다. 파형맵영상 메모리(500)의 각 셀에 저장되는 디지털 데이터는 누적 횟수 또는 저장 횟수에 따라 레벨이 증가하고, 레벨에 따라 디스플레이 장치의 화면 상에서 서로 다른 색상이나 밝기를 갖도록 설정될 수 있다. 이러한 디지털 데이터는 누적 스펙트럼이나 디지털 레벨 데이터로 지칭될 수 있다. 이러한 파형맵영상 메모리(500)는 메모리 버퍼, 픽셀 메모리 버퍼 또는 영상 메모리 버퍼를 포함할 수 있고, 영상 메모리 버퍼는 래스터(raster) 영상 메모리 버퍼를 포함할 수 있다.The waveform map image memory 500 can cumulatively store the cross waveforms mapped by the waveform pixel mapping unit 400 in memory cells corresponding to pixels of the display device. A memory cell may be simply referred to as a cell. That is, the cross waveform mapped to pixels with a spectral persistence function can be stored in the corresponding cells so that the level increases by the cumulative number of times. The level of digital data stored in each cell of the waveform map image memory 500 increases according to the number of accumulations or storage times, and can be set to have different colors or brightness on the screen of the display device depending on the level. This digital data may be referred to as cumulative spectrum or digital level data. This waveform map image memory 500 may include a memory buffer, a pixel memory buffer, or an image memory buffer, and the image memory buffer may include a raster image memory buffer.

또한, 파형맵영상 메모리(500)에서 데이터 프레임에 대응하는 복수의 셀들은 디스플레이 장치의 2차원 화면의 복수의 픽셀에 대응하도록 설정될 수 있다. 전술한 복수의 픽셀들로 형성되는 가상의 2차원 화면에서 x축은 크로스 파형의 주파수에, y축은 크로스 파형의 레벨에 각각 대응할 수 있다. 그리고 메모리 버퍼의 x축은 디스플레이창의 가로축에, y축은 디스플레이창의 세로축에 대응될 수 있다.Additionally, a plurality of cells corresponding to a data frame in the waveform map image memory 500 may be set to correspond to a plurality of pixels on a two-dimensional screen of a display device. In a virtual two-dimensional screen formed by the plurality of pixels described above, the x-axis may correspond to the frequency of the cross waveform, and the y-axis may correspond to the level of the cross waveform. Additionally, the x-axis of the memory buffer may correspond to the horizontal axis of the display window, and the y-axis may correspond to the vertical axis of the display window.

또한, 파형맵영상 메모리(500)는, 메모리 버퍼로서, 디스플레이 장치의 픽셀에 대응하는 각 셀에 현재 저장된 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 서로 다른 색상들을 할당하고, 서로 다른 색상들로 할당된 누적 스펙트럼을 디스플레이 장치의 영상 신호로서 출력하도록 구성될 수 있다.In addition, the waveform map image memory 500 is a memory buffer that assigns different colors to each cell corresponding to a pixel of the display device according to the level of the digital level data currently stored, and the accumulated spectrum assigned to the different colors. may be configured to output as an image signal of the display device.

즉, 미약 신호 탐지 장치에서 파형맵영상 메모리(500)에 저장된 디지털 레벨 데이터는 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 프레임 데이터로서 또는 영상 신호로서 디스플레이 장치로 전달하도록 구성될 수 있다.That is, in the weak signal detection device, digital level data stored in the waveform map image memory 500 may be configured to be transmitted to the display device as frame data or as an image signal every screen update time of the display device.

본 실시에에서 디지털 레벨 데이터는 파형맵영상 메모리(500)의 각 셀에 대해 누적되는 횟수에 따라 디지털 레벨이 변하는 데이터를 지칭할 수 있다. 디지털 레벨 데이터에 대하여 각 픽셀은 미리 설정된 초기 레벨(예컨대 0, -100 등)을 가질 수 있다. In this embodiment, digital level data may refer to data whose digital level changes depending on the number of times it is accumulated for each cell of the waveform map image memory 500. For digital level data, each pixel may have a preset initial level (eg, 0, -100, etc.).

이와 같이 본 실시예에 의하면, 복소수 신호를 상호상관 신호처리하고 신호처리된 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 이전 파형 각각에 가중치를 곱하여 더한 후에, 디스플레이 장치의 화면 픽셀들에 매핑하여 파형맵영상 메모리에 누적 저장하고, 각 셀에 누적 저장된 디지털 레벨 데이터를 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 디스플레이 장치로 전달하여, 각 셀에 대응하는 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 디스플레이 장치의 화면의 대응 픽셀들에 각각의 색상 및/또는 밝기로 표현하도록 하고, 그에 의해 극한 신호나 간헐적 미약 신호를 가시적으로/직관적으로 탐지할 수 있다.According to this embodiment, the complex signal is processed into a cross-correlation signal, each of the current and previous waveforms of the processed cross-correlation spectrum is multiplied and added by weight, and then mapped to the screen pixels of the display device and stored in the waveform map image memory. Accumulatively stored, the digital level data accumulated in each cell is transmitted to the display device at each screen update time of the display device, and each color is displayed to the corresponding pixels on the screen of the display device according to the level of the digital level data corresponding to each cell. and/or expressed in terms of brightness, thereby making it possible to visually/intuitively detect extreme signals or intermittent weak signals.

도 6은 도 5의 미약 신호 탐지 장치에 이용되는 디지털 레벨 데이터를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart for explaining digital level data used in the weak signal detection device of FIG. 5.

도 6을 참조하면, 시간 흐름에 따라 제1 시간에서의 제1 파형맵영상 메모리(510), 제2 시간에서의 제2 파형맵영상 메모리(530) 및 제3 시간에서의 제3 파형맵영상 메모리(550)에 각각 저장된 디지털 레벨 데이터의 일례를 볼 수 있다.Referring to FIG. 6, over time, the first waveform map image memory 510 at a first time, the second waveform map image memory 530 at a second time, and the third waveform map image at a third time. An example of digital level data stored in the memory 550 can be seen.

제1 내지 제3 파형맵영상 메모리들(510, 530, 550)은 시간 흐름에 따라 저장되는 디지털 레벨 데이터가 다를 뿐 하나의 동일한 영상 메모리 버퍼일 수 있다. 제3 시간은 제2 시간보다 늦은 시간이고, 제2 시간은 제1 시간보다 늦은 시간이다.The first to third waveform map image memories 510, 530, and 550 may be the same image memory buffer except that the digital level data stored varies depending on the passage of time. The third time is later than the second time, and the second time is later than the first time.

구체적으로, 제1 파형맵영상 메모리(510)의 셀들에 저장되는 제1 시간의 제1 크로스 파형의 디지털 레벨 데이터(이하 '제1 디지털 레벨 데이터')는 적어도 일부의 제1 셀들에 저장될 수 있다. 크로스 파형은 상호상관 스펙트럼 파형에 대응된다.Specifically, the digital level data of the first cross waveform at the first time (hereinafter referred to as 'first digital level data') stored in the cells of the first waveform map image memory 510 may be stored in at least some of the first cells. there is. The cross waveform corresponds to the cross-correlation spectrum waveform.

즉, 제1 파형맵영상 메모리(510)는 제1 시간에 제1 셀들에 저장되는 상호상관 스펙트럼 파형으로 인해 제1 셀들(빗금 친 부분 참조)만이 초기 레벨보다 높은 제1 레벨을 가진 셀들을 구비할 수 있다.That is, the first waveform map image memory 510 includes only the first cells (see hatched portion) having a first level higher than the initial level due to the cross-correlation spectrum waveform stored in the first cells at the first time. can do.

다시 말해서, 제1 셀들 각각은 크로스 파형의 대응 샘플 포인트들에 대해 해당 셀을 히트(hit)한 것으로 간주하고, 누적된 히트 개수에 따른 미리 지정된 서로 다른 색상 및/또는 밝기를 갖도록 설정될 수 있다.In other words, each of the first cells is considered to have hit the corresponding cell with respect to the corresponding sample points of the cross waveform, and may be set to have different pre-specified colors and/or brightness according to the accumulated number of hits. .

제1 파형맵영상 메모리에 저장된 제1 디지털 레벨 데이터가 디스플레이 장치로 전달되면, 디스플레이 장치의 화면에는 제1 파형맵영상 메모리(510)의 형태와 동일하거나 유사한 누적 스펙트럼이 표시될 수 있다.When the first digital level data stored in the first waveform map image memory is transmitted to the display device, an accumulated spectrum identical to or similar to that of the first waveform map image memory 510 may be displayed on the screen of the display device.

또한, 제2 파형맵영상 메모리(530)의 셀들에 저장되는 제2 시간의 제2 크로스 파형의 디지털 레벨 데이터(제2 디지털 레벨 데이터)는 일부의 제2 셀들에 저장될 수 있다. 제2 셀들의 적어도 일부는 제1 셀들의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 중첩되는 제2 셀의 디지털 레벨 데이터의 레벨은 중첩된 제1 셀의 디지털 레벨 데이터의 레벨보다 미리 설정된 크기, 예컨대 1회 누적 횟수에 따른 기준 크기만큼 더 클 수 있다.Additionally, digital level data (second digital level data) of the second cross waveform at the second time stored in the cells of the second waveform map image memory 530 may be stored in some of the second cells. At least some of the second cells may overlap with at least some of the first cells. The level of the digital level data of the overlapping second cell may be larger than the level of the digital level data of the overlapping first cell by a preset size, for example, a standard size according to the number of one-time accumulation.

특히, 간헐적 미약 신호가 출현하는 경우, 예를 들어 제2 파형맵영상 메모리(530)의 제2 셀들 중 다른 일부에는 간헐적 미약 신호에 대한 디지털 레벨 데이터가 기록될 수 있다.In particular, when an intermittent weak signal appears, for example, digital level data for the intermittent weak signal may be recorded in some of the second cells of the second waveform map image memory 530.

또한, 제3 파형맵영상 메모리(530)의 셀들에 저장되는 제3 시간의 제3 크로스 파형의 디지털 레벨 데이터(제3 디지털 레벨 데이터)는 일부의 제3 셀들에 저장될 수 있다. 제3 셀들의 적어도 일부는 제2 셀들의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 중첩되는 제3 셀의 디지털 레벨 데이터의 레벨은 중첩된 제2 셀의 디지털 레벨 데이터의 레벨보다 미리 설정된 크기, 예컨대 1회 누적 횟수에 따른 기준 크기만큼 더 클 수 있다.Additionally, digital level data (third digital level data) of the third cross waveform at the third time stored in the cells of the third waveform map image memory 530 may be stored in some of the third cells. At least some of the third cells may overlap with at least some of the second cells. The level of the digital level data of the overlapping third cell may be larger than the level of the digital level data of the overlapping second cell by a preset size, for example, a standard size according to the number of one-time accumulation.

게다가, 제2 크로스 파형에 이어서 제3 크로스 파형에도 간헐적 미약 신호가 포함되는 경우, 제3 디지털 레벨 데이터는 신호의 누적 회수에 따라 증가하는 레벨로 간헐적 미약 신호(intermittent weak singals, IWS)에 대한 레벨 정보를 포함할 수 있다.In addition, if the third cross waveform also includes an intermittent weak signal following the second cross waveform, the third digital level data is a level for intermittent weak signals (IWS) with a level that increases according to the cumulative number of signals. May contain information.

제3 셀들 각각은 크로스 파형의 대응 샘플 포인트들에 대한 누적된 히트(hit) 수에 따른 레벨을 가지며, 이러한 제3 셀들 각각의 레벨은 디스플레이 장치의 화면에서 해당 레벨의 크기에 따라 미리 지정된 서로 다른 색상 및/또는 밝기를 갖고 표현되도록 설정될 수 있다.Each of the third cells has a level according to the accumulated number of hits for the corresponding sample points of the cross waveform, and the level of each of these third cells is different from each other predetermined according to the size of the corresponding level on the screen of the display device. It can be set to be expressed with color and/or brightness.

이와 같이, 제3 파형맵영상 메모리에 저장되고 간헐적 미약 신호(IWS)를 포함하는 제3 디지털 레벨 데이터는 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간에 디스플레이 장치로 전달될 수 있고, 그에 따라 디스플레이 장치의 화면에는 제3 파형맵영상 메모리(550)의 기저장된 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 간헐적 미약 신호(IWS)를 포함한 서로 다른 색상 및/또는 밝기의 누적 스펙트럼이 표시될 수 있다.In this way, the third digital level data stored in the third waveform map image memory and including the intermittent weak signal (IWS) may be transmitted to the display device at the screen update time of the display device, and accordingly, the third digital level data may be displayed on the screen of the display device. 3 Depending on the level of digital level data previously stored in the waveform map image memory 550, a cumulative spectrum of different colors and/or brightness, including an intermittent weak signal (IWS), may be displayed.

도 7은 도 5의 미약 신호 탐지 장치의 작동 원리를 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart for explaining the operating principle of the weak signal detection device of FIG. 5.

도 7을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 전파 신호나 RF 신호에 포함된 간헐적 미약 신호를 탐지하기 위해, 2개의 RF 수신채널 간 상호상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 단계, 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형(이전 파형)을 가중치로 조합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 크로스 파형을 생성하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. 크로스 파형은 크로스 스펙트럼 파형, 상호상관 스펙트럼, 또는 상호상관 스펙트럼 파형으로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 7, the weak signal detection device generates a cross-correlation spectrum using the cross-correlation between two RF reception channels to detect intermittent weak signals included in radio signals or RF signals, cross-correlation It may include a step (S200) of generating a cross waveform with a spectral afterimage function by combining the current waveform of the spectrum and the past waveform (previous waveform) with a weight. A cross waveform may be referred to as a cross-spectrum waveform, cross-correlation spectrum, or cross-correlation spectrum waveform.

또한, 미약 신호 탐지 장치는, 크로스 스펙트럼 파형들을 시간 흐름 상에서 순차적으로 디스플레이 장치의 화면 픽셀들과 매핑하고(S400), 매핑 결과에 따라 크로스 스펙트럼 파형들은 영상 메모리에 누적 저장할 수 있다(S500). 영상 메모리는 파형맵영상 메모리, 영상 메모리 버퍼, 메모리 버퍼 등으로 지칭될 수 있다.Additionally, the weak signal detection device maps cross-spectrum waveforms to screen pixels of the display device sequentially over time (S400), and stores the cross-spectrum waveforms in an image memory according to the mapping results (S500). Image memory may be referred to as waveform map image memory, image memory buffer, memory buffer, etc.

즉, 미약 신호 탐지 장치의 파형 픽셀 매핑부는 특정 시간의 크로스 파형을 디스플레이 장치의 화면을 형성하는 픽셀들과 매핑할 수 있다. 그리고, 미약 신호 탐지 장치는 매핑된 크로스 파형을 디스플레이 장치의 화면을 형성하는 픽셀들과 대응하는 메모리 버퍼의 셀들에 저장할 수 있다. 일정 시간 동안의 크로스 파형들은 메모리 버퍼의 셀들에 누적 저장될 수 있다.That is, the waveform pixel mapping unit of the weak signal detection device can map the cross waveform at a specific time with pixels forming the screen of the display device. Additionally, the weak signal detection device may store the mapped cross waveform in cells of a memory buffer corresponding to pixels forming the screen of the display device. Cross waveforms for a certain period of time may be accumulated and stored in cells of a memory buffer.

또한, 미약 신호 탐지 장치는, 메모리 버퍼에 저장된 크로스 파형들을 디스플레이 장치의 화면에 표시하기 위해, 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 크로스 파형들을 영상 신호로서 디스플레이 장치의 데이터 구동부로 전달할 수 있다. 즉, 미약 신호 탐지 장치는 저장된 크로스 스펙트럼 파형들을 프레임 갱신 속도로 디스플레이로 전달할 수 있다(S600).Additionally, the weak signal detection device may transmit the cross waveforms as image signals to the data driver of the display device at each screen update time of the display device in order to display the cross waveforms stored in the memory buffer on the screen of the display device. That is, the weak signal detection device can transmit the stored cross-spectrum waveforms to the display at a frame update rate (S600).

본 실시예에 의하면, 파형맵영상 메모리에 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 포함한 무선 신호에 대해 스펙트럼을 누적하여 매핑하고, 매핑된 스펙트럼의 주파수 대 레벨이 스펙트럼의 출력빈도에 따라 디스플레이창에서 서로 다른 색상의 영상 신호의 파형들로 도시되도록 구성될 수 있다.According to this embodiment, the spectrum is accumulated and mapped for wireless signals including weak signals that appear intermittently in the waveform map image memory, and the frequency vs. level of the mapped spectrum is displayed in different colors in the display window according to the output frequency of the spectrum. It may be configured to be shown as waveforms of the image signal.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.Figure 8 is a block diagram of a weak signal detection device according to a third embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는 스펙트럼 처리부(600)와, 스펙트럼 처리부(600)의 입력단 측에 연결되는 제1 RF 수신채널부(700) 및 제2 RF 수신채널부(800)를 포함할 수 있다. 제1 RF 수신채널부(700) 및 제2 RF 수신채널부(800)는 간략히 제1 RF 수신채널과 제2 RF 수신채널로 각각 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 8, the weak signal detection device includes a spectrum processing unit 600, a first RF receiving channel unit 700, and a second RF receiving channel unit 800 connected to the input terminal of the spectrum processing unit 600. can do. The first RF reception channel unit 700 and the second RF reception channel unit 800 may be briefly referred to as a first RF reception channel and a second RF reception channel, respectively.

스펙트럼 처리부(600)는 도 5를 참조하여 앞서 설명한 상호상관 파형 발생부(300), 파형 픽셀 매핑부(400) 및 파형맵영상 메모리(500)를 포함할 수 있다.The spectrum processing unit 600 may include the cross-correlation waveform generator 300, the waveform pixel mapping unit 400, and the waveform map image memory 500 described above with reference to FIG. 5.

제1 RF 수신채널(700)은 안테나로부터의 제1 RF 입력을 중간주파수 신호로 변환하는 제1 RF 다운변환부(710), 및 제1 RF 다운변환부(710)에 연결되는 제1 디지털 신호처리부(720)를 구비할 수 있다.The first RF reception channel 700 is a first RF down-conversion unit 710 that converts the first RF input from the antenna into an intermediate frequency signal, and a first digital signal connected to the first RF down-conversion unit 710. A processing unit 720 may be provided.

제2 RF 수신채널(800)는 안테나로부터의 제2 RF 입력을 중간주파수 신호로 변환하는 제2 RF 다운변환부(810), 및 제2 RF 다운 변환부(810)에 연결되는 제2 디지털 신호처리부(820)를 구비할 수 있다.The second RF reception channel 800 is a second RF down converter 810 that converts the second RF input from the antenna into an intermediate frequency signal, and a second digital signal connected to the second RF down converter 810. A processing unit 820 may be provided.

제1 RF 입력과 제2 RF 입력은, 단일 안테나에서 수신되는 전파 신호를 전력분배기를 통해 분기한 신호들이거나, 2개의 독립된 안테나들에서 수신되는 전파 신호들일 수 있다.The first RF input and the second RF input may be signals obtained by dividing a radio signal received from a single antenna through a power divider, or may be radio signals received from two independent antennas.

각 RF 수신채널의 RF 다운변환부(710; 810)는, 안테나로부터 수신된 RF 신호를 중간주파수 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. RF 다운변환부는 프리셀렉터, 국부발진기, 믹서 및 필터를 구비할 수 있다(도 12의 30 참조).The RF down conversion unit 710 (810) of each RF reception channel may be configured to convert the RF signal received from the antenna into an intermediate frequency signal. The RF down conversion unit may include a preselector, local oscillator, mixer, and filter (see 30 in FIG. 12).

전술한 경우, 프리셀렉터는 미약 신호 탐지 장치의 동작을 제어하는 프로세서나 제어장치의 제어에 따라 안테나로부터 수신된 RF 신호들 중 특정 주파수 범위의 신호만을 통과시켜 믹서로 전달할 수 있다. 국부발진기는 제어장치의 제어에 따라 믹서에 기준 주파수를 공급하도록 구성될 수 있다. 믹서는 국부발진기로부터 받은 기준 주파수과 프리셀렉터를 통해 받은 RF 신호를 혼합하여 중간주파수 대역으로 주파수를 하향 변환할 수 있다. 그리고, 필터는 제어장치의 제어에 따라 중간주파수 신호에 포함된 여러 채널들 중 원하는 채널만을 대역통과 필터링하여 선택하도록 구성될 수 있다.In the case described above, the preselector may pass only signals in a specific frequency range among RF signals received from the antenna and transmit them to the mixer under the control of a processor or control device that controls the operation of the weak signal detection device. The local oscillator may be configured to supply a reference frequency to the mixer under the control of a control device. The mixer can down-convert the frequency to the intermediate frequency band by mixing the reference frequency received from the local oscillator and the RF signal received through the preselector. Additionally, the filter may be configured to band-pass filter and select only a desired channel among several channels included in the intermediate frequency signal under the control of the control device.

각 RF 수신채널의 디지털 신호처리부(720, 820)는 중간주파수 신호로 변환된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호의 샘플링 속도를 줄여 기저대역 복소수 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 각 디지털 신호처리부는 아날로그 디지털 변환기, 및 디지털 다운 컨버터를 구비할 수 있다(도 12의 40 참조).The digital signal processing units 720 and 820 of each RF receiving channel may be configured to convert the analog signal converted into an intermediate frequency signal into a digital signal and reduce the sampling rate of the converted digital signal to convert it into a baseband complex signal. Each digital signal processing unit may be equipped with an analog-to-digital converter and a digital down-converter (see 40 in FIG. 12).

전술한 경우, 아날로그 디지털 변환기는 RF 다운변환부로부터 들어오는 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 그리고 디지털 다운 컨버터는 아날로그 디지털 변환기에서 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하고 데이터 샘플링 속도를 줄여 복소수 디지털 데이터를 생성하고, 생성된 복소수 디지털 데이터를 스펙트럼 처리부(600)로 출력하도록 구성될 수 있다.In the case described above, the analog-to-digital converter may be configured to convert the intermediate frequency analog signal coming from the RF down-conversion unit into a digital signal. The digital down converter converts the digital signal converted from the analog-to-digital converter into a baseband signal, reduces the data sampling rate, generates complex digital data, and outputs the generated complex digital data to the spectrum processing unit 600. .

스펙트럼 처리부(600)의 상세 구성은 도 5에 대한 상세 설명으로 갈음한다.The detailed configuration of the spectrum processing unit 600 is replaced with the detailed description of FIG. 5.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.Figure 9 is a block diagram of a weak signal detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 안테나(910), 전력분배기(900), 제1 RF 수신채널(700), 제2 RF 수신채널(800), 스펙트럼 처리부(Spectrum processing part, 600)를 포함하여 구성될 수 있다. 스펙트럼 처리부(600)는 디스플레이 장치에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 9, the weak signal detection device includes an antenna 910, a power divider 900, a first RF reception channel 700, a second RF reception channel 800, and a spectrum processing part 600. It may be configured to include. The spectrum processing unit 600 may be connected to a display device.

각 구성요소를 좀더 구체적으로 살펴보면, 안테나(910)는 대기(on-air) 상에서 무선주파수(radio frequency, RF) 신호를 수신한다. 안테나(910)는 안테나부, 안테나 시스템 등으로 지칭될 수 있다.Looking at each component in more detail, the antenna 910 receives radio frequency (RF) signals in the air (on-air). The antenna 910 may be referred to as an antenna unit, an antenna system, etc.

전력분배기(900)는 안테나(910)로부터의 RF 입력을 분기하고 분기된 RF 신호들을 2개의 RF 수신채널들(700, 800)에 각각 공급한다.The power divider 900 branches the RF input from the antenna 910 and supplies the branched RF signals to the two RF reception channels 700 and 800, respectively.

2개의 RF 수신채널들(700, 800) 각각은 안테나(910)로부터 들어오는 RF 신호를 디지털 신호처리가 가능한 중간주파수(intermediate frequency) 신호로 변환한다. 제1 RF 수신채널(700)은 제1 RF 다운변환부(RF down conversion part, 710) 및 제1 디지털 신호처리부(digital processing part, 720)를 구비할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 RF 수신채널(800)은 제2 RF 다운변환부(810) 및 제2 디지털 신호처리부(820)를 구비할 수 있다.Each of the two RF reception channels 700 and 800 converts the RF signal coming from the antenna 910 into an intermediate frequency signal capable of digital signal processing. The first RF reception channel 700 may include a first RF down conversion part (RF down conversion part) 710 and a first digital signal processing part (digital processing part) 720. Similarly, the second RF reception channel 800 may include a second RF down conversion unit 810 and a second digital signal processing unit 820.

제1 RF 다운변환부(710) 및 제2 RF 다운변환부(810) 각각은 프리셀렉터, 국부발진기, 믹서 및 필터를 구비할 수 있다(도 12의 참조부호 30 참조). 제1 또는 제2 RF 다운변환부는 국부발진기에 연결되는 스위프 발생기(sweep generator)를 더 구비할 수 있다. 스위프 발생기는 국부발진기에 특정 파형에 대한 주파수를 시간에 따라 자동으로 변하게 하도록 구성될 수 있다.Each of the first RF down-conversion unit 710 and the second RF down-conversion unit 810 may include a preselector, a local oscillator, a mixer, and a filter (see reference numeral 30 in FIG. 12). The first or second RF down conversion unit may further include a sweep generator connected to the local oscillator. The sweep generator may be configured to automatically change the frequency of a specific waveform in the local oscillator over time.

제1 디지털 처리부(720) 및 제2 디지털 처리부(820) 각각은, 각 RF 다운변환부에서 생성된 중간주파수 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기저대역 디지털 신호로 변환하고, 기저대역 디지털 신호의 데이터 샘플링 속도를 줄여 기저대역 복소수 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 기저대역 복소수 신호는 복소수 데이터로 지칭될 수 있다.The first digital processing unit 720 and the second digital processing unit 820 each convert the analog signal, which is an intermediate frequency signal generated in each RF down conversion unit, into a digital signal and convert the converted digital signal into a baseband digital signal. and may be configured to generate a baseband complex signal by reducing the data sampling rate of the baseband digital signal. Baseband complex signals may be referred to as complex data.

스펙트럼 처리부(600)는 상호상관 파형 발생부(cross-correlation waveform generator, 300), 파형 픽셀 매핑부(waveform pixel mapping unit, 400) 및 파형맵영상 메모리(waveform map image memory, 500)를 포함하여 구성될 수 있다.The spectrum processing unit 600 includes a cross-correlation waveform generator (300), a waveform pixel mapping unit (400), and a waveform map image memory (500). It can be.

상호상관 파형발생기(300)는, 상호상관 스펙트럼 처리부(cross spectrum unit, 100)와 파형 조합부(200)를 구비할 수 있다.The cross-correlation waveform generator 300 may include a cross-correlation spectrum processing unit (cross spectrum unit, 100) and a waveform combination unit (200).

상호상관 스펙트럼 처리부(100)는 2개의 RF 수신채널들 간의 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성한다. 상호상관 스펙트럼 처리부(100)는, 두 채널들 간 상관 관계를 통해 시간 영역의 I-데이터와 Q-데이터를 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 수행한 후 각 주파수 성분들을 시간적으로 누적시키도록 구성될 수 있다. 또한, 상호상관 스펙트럼 처리부(100)는, 2개 수신채널 누적 데이터의 각 주파수 빈(bin)에 대해 평균 처리하여 신호 성분은 유지하고 잡음 성분만 저감하여 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있고, 그에 의해 스펙트럼 처리부(600)의 부하를 감소시킬 수 있다.The cross-correlation spectrum processing unit 100 generates a cross-correlation spectrum using the correlation between two RF reception channels. The cross-correlation spectrum processing unit 100 performs fast Fourier transform (FFT) on the I-data and Q-data in the time domain through the correlation between the two channels and then accumulates each frequency component in time. It can be configured as follows. In addition, the cross-correlation spectrum processing unit 100 can improve the signal-to-noise ratio by maintaining the signal component and reducing only the noise component by averaging each frequency bin of the accumulated data of the two receiving channels, thereby improving the spectrum The load of the processing unit 600 can be reduced.

파형 조합부(200)는 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형(예컨대 현재 파형의 직전 파형)을 가중치로 조합하여 출력 스펙트럼을 생성할 수 있다. 다시 말해서, 파형 조합부(200)는, 순시 파형인 상호상관 스펙트럼이 들어오면, 아래의 [수학식 2]와 같이 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 각각의 가중치로 조합하여 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이것은 스펙트럼 잔상 효과를 얻기 위한 것으로써, 파형 조합부(300)를 상호상관 스펙트럼 처리부(100)의 출력단에 연결하는 형태로 구현될 수 있다.The waveform combining unit 200 may generate an output spectrum by combining the current waveform of the cross-correlation spectrum and the past waveform (for example, the waveform immediately preceding the current waveform) with weights. In other words, when the cross-correlation spectrum, which is an instantaneous waveform, comes in, the waveform combining unit 200 combines the current waveform and the past waveform of the cross-correlation spectrum with respective weights as shown in [Equation 2] below to create a waveform with an afterimage function. An output spectrum can be generated. This is to obtain a spectral afterimage effect and can be implemented by connecting the waveform combining unit 300 to the output terminal of the cross-correlation spectrum processing unit 100.

Figure pat00002
Figure pat00002

위의 [수학식 2]에서, O[n]는 제n 시간에서의 출력 스펙트럼(output spectrum at time=n), I[n]는 제n 시간에서의 입력 스펙트럼(input spectrum at time=n), O[n-1]는 제n 시간의 직전 과거 시간인 제n-1 시간에서의 출력 스펙트럼, w1 및 w2는 가중치 인자(weighting factor)를 각각 나타낸다. w1 및 w2는 0 내지 1의 범위에서 선택되는 실수 값을 가질 수 있다.In [Equation 2] above, O[n] is the output spectrum at time=n, and I[n] is the input spectrum at time=n. , O[n-1] represents the output spectrum at the n-1th time, which is the past time immediately before the nth time, and w1 and w2 represent weighting factors, respectively. w1 and w2 may have real values selected from the range of 0 to 1.

파형 픽셀 맵핑부(400)는 디스플레이창을 의미하는 파형맵영상 메모리(500)에 출력 스펙트럼 파형을 맵핑한다. 파형맵영상 메모리(500)의 픽셀 메모리 버퍼에서 x축은 출력 스펙트럼의 주파수(frequency), y축은 출력 스펙트럼의 파워 레벨(power level)에 대응하도록 매핑될 수 있다.The waveform pixel mapping unit 400 maps the output spectrum waveform to the waveform map image memory 500, which represents a display window. In the pixel memory buffer of the waveform map image memory 500, the x-axis may be mapped to correspond to the frequency of the output spectrum, and the y-axis may be mapped to correspond to the power level of the output spectrum.

파형맵영상 메모리(500)는 미약 신호 탐지 장치의 동작을 제어하는 프로세서나 제어장치의 제어에 따라 분석 대상인 특정 주파수 대역에서 출력되는 출력 스펙트럼 파형에 대해 픽셀 메모리 버퍼의 각 픽셀의 누적 횟수에 따라 색상을 다르게 할당한 누적 스펙트럼을 저장할 수 있다. 누적 스펙트럼은 프레임 데이터에 대응하는 디지털 레벨 데이터로서 디스플레이 장치(1000)로 전송되어 디스플레이 장치의 화면에 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 특정 색상으로 표시하도록 사용될 수 있다.The waveform map image memory 500 is colored according to the accumulated number of pixels in the pixel memory buffer for the output spectrum waveform output in a specific frequency band to be analyzed under the control of a processor or control device that controls the operation of the weak signal detection device. Accumulated spectra assigned differently can be stored. The accumulated spectrum is digital level data corresponding to frame data and can be transmitted to the display device 1000 and used to display a weak signal that appears intermittently on the screen of the display device in a specific color.

이와 같이, 미약 신호 탐지 장치는, 누적 스펙트럼의 디지털 레벨 데이터에서 누적 횟수가 적을수록 옅은 청색 계열의 색상으로, 누적 횟수가 많을수록 짙은 적색 계열의 색상으로 각각 표현하여 잡음레벨(noise floor) 근처에 있는 낮은 레벨의 미약 신호로서 간헐적으로 출력하는 간헐적 미약 신호를 효과적으로 탐지할 수 있다. 또한, 미약 신호 탐지 장치는 높은 레벨의 광대역 신호 내에 있는 낮은 레벨의 신호를 효과적으로 탐지할 수 있다.In this way, the weak signal detection device expresses the digital level data of the accumulated spectrum in a light blue color as the number of accumulations is small, and in a dark red color as the number of accumulations increases, respectively, so that the digital level data is near the noise floor. Intermittent weak signals that are output intermittently as low-level weak signals can be effectively detected. Additionally, the weak signal detection device can effectively detect low-level signals within high-level wideband signals.

또한, 미약 신호 탐지 장치는, 간헐적으로 발생하는 신호를 탐지하기 위해 감쇄(decay) 처리의 중첩 모드를 이용하여 프레임에 있던 레벨 정보들을 측정이 멈추기 전까지 새로운 프레임으로 계속 중첩하여 해당 주파수에서 측정 시간동안 출현한 모든 레벨을 표시하도록 구성될 수 있다.In addition, the weak signal detection device uses the overlap mode of decay processing to detect signals that occur intermittently, and continues to overlap the level information in the frame with a new frame until the measurement stops, during the measurement time at the corresponding frequency. It can be configured to display all levels that have appeared.

다시 말해서, 감쇄 처리에는 스펙트럼 도시 방식의 현재(current) 모드나 최대유지(maxhold) 모드와 유사하게 잔상(persistent) 모드 또는 중첩(overwrite) 모드가 있다. 본 실시예에서는 현재의 신호만 관측하기 위해 감쇄 처리의 잔상 모드를 이용하여 프레임에 있던 레벨 정보들을 감소시키면서 새로운 프레임에 계속 중첩하여 해당 주파수에서 현재 출현하는 RF 신호의 모든 주파수의 모든 레벨을 디스플레이창에 서로 다른 색상으로 표시하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 효과적으로 탐지할 수 있다.In other words, the attenuation process has a persistent mode or overwrite mode, similar to the current mode or maxhold mode in the spectral diagram. In this embodiment, in order to observe only the current signal, the afterimage mode of attenuation processing is used to reduce the level information in the frame, while continuously superimposing it on a new frame to display all levels of all frequencies of the RF signal currently appearing at that frequency in the display window. It can be configured to display in different colors, thereby effectively detecting weak signals that appear intermittently.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.Figure 10 is a block diagram of a weak signal detection device according to the fifth embodiment of the present invention.

도 10를 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 안테나(910), 분배기(900), 제1 RF 수신채널(701), 제2 RF 수신채널(703), 제3 RF 수신채널(705), 제4 RF 수신채널(707), 스펙트럼 처리부(600) 및 채널 선택부(950)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, the weak signal detection device includes an antenna 910, a distributor 900, a first RF reception channel 701, a second RF reception channel 703, a third RF reception channel 705, and a first RF reception channel 705. It may include 4 RF reception channels 707, a spectrum processing unit 600, and a channel selection unit 950.

전력분배기(900)는 안테나(910)로부터의 RF 입력을 분기하고 분기된 RF 신호들을 4개의 RF 수신채널들(701, 703, 705, 707)에 각각 공급할 수 있다.The power divider 900 may branch the RF input from the antenna 910 and supply the branched RF signals to the four RF reception channels 701, 703, 705, and 707, respectively.

4개의 RF 수신채널들(701, 703, 705, 707) 각각은 안테나(910)로부터 들어오는 RF 신호를 디지털 신호처리가 가능한 중간주파수(intermediate frequency) 신호로 변환하고, 중간주파수 신호를 기저대역 복소수 신호로 변환할 수 있다.Each of the four RF reception channels (701, 703, 705, and 707) converts the RF signal coming from the antenna 910 into an intermediate frequency signal capable of digital signal processing, and converts the intermediate frequency signal into a baseband complex signal. It can be converted to .

제1 RF 수신채널(701)은 제1 RF 다운변환부(RF DC #1, 711)와 제1 디지털 신호처리부(DSP #1, 721)을 구비할 수 있다. 제2 RF 수신채널(703)은 제2 RF 다운변환부(RF DC #2, 713)와 제2 디지털 신호처리부(DSP #2, 723)을 구비할 수 있다. 제3 RF 수신채널(705)은 제3 RF 다운변환부(RF DC #3, 715)와 제3 디지털 신호처리부(DSP #3, 725)을 구비할 수 있다. 그리고 제4 RF 수신채널(707)은 제4 RF 다운변환부(RF DC #4, 717)와 제4 디지털 신호처리부(DSP #4, 727)을 구비할 수 있다.The first RF reception channel 701 may include a first RF down conversion unit (RF DC #1, 711) and a first digital signal processing unit (DSP #1, 721). The second RF receiving channel 703 may include a second RF down conversion unit (RF DC #2, 713) and a second digital signal processing unit (DSP #2, 723). The third RF receiving channel 705 may include a third RF down conversion unit (RF DC #3, 715) and a third digital signal processing unit (DSP #3, 725). And the fourth RF reception channel 707 may include a fourth RF down conversion unit (RF DC #4, 717) and a fourth digital signal processing unit (DSP #4, 727).

본 실시예의 미약 신호 탐지 장치는 안테나(910)의 수신 신호가 전력분배기(910)에 의해 분배되어 제1 RF 수신채널(701) 내지 제4 RF 수신채널(707) 중 적어도 하나 이상으로 들어갈 때, 상호상관 값을 계산하는 제어장치에 의해 채널 선택부(950)의 동작을 제어하여 4개 수신채널들 중 2개의 수신채널들을 선택하도록 구성될 수 있다.The weak signal detection device of this embodiment is when the received signal of the antenna 910 is distributed by the power divider 910 and enters at least one of the first RF reception channel 701 to the fourth RF reception channel 707, The operation of the channel selection unit 950 may be controlled by a control device that calculates the cross-correlation value to select two reception channels out of four reception channels.

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.Figure 11 is a block diagram of a weak signal detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 제1 안테나(910), 제2 안테나(920), 제1 RF 수신채널(700), 제2 RF 수신채널(800), 스펙트럼 처리부(600)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11, the weak signal detection device includes a first antenna 910, a second antenna 920, a first RF reception channel 700, a second RF reception channel 800, and a spectrum processor 600. It can be configured to include.

본 실시예의 미약 신호 탐지 장치는 제1 안테나(910)의 수신 신호가 제1 RF 수신채널(700)로 들어가고, 제2 안테나(920)의 수신 신호가 제2 RF 수신채널(800)로 들어가는 구성을 제외하고, 도 9를 참조하여 앞서 설명한 실시예의 미약 신호 탐지 장치와 실질적으로 동일한 구성을 가진다.The weak signal detection device of this embodiment is configured such that the received signal from the first antenna 910 enters the first RF receiving channel 700, and the received signal from the second antenna 920 enters the second RF receiving channel 800. Except for, it has substantially the same configuration as the weak signal detection device of the embodiment described above with reference to FIG. 9.

즉, 본 실시예의 미약 신호 탐지 장치는, 전력분배기를 사용하지 않는 구성을 제외하고, 도 9를 참조하여 앞서 설명한 미약 신호 탐지 장치와 실질적으로 동일하므로 그 상세 설명은 생략하기로 한다.That is, the weak signal detection device of this embodiment is substantially the same as the weak signal detection device described above with reference to FIG. 9, except for the configuration that does not use a power divider, so detailed description thereof will be omitted.

본 실시예의 미약 신호 탐지 장치는 그 동작 제어를 위해 컴퓨팅 장치에 연결될 수 있다. 컴퓨팅 장치는 제어장치나 적어도 하나의 프로세서를 구비할 수 있다. 제어장치는 간헐적 미약 신호를 시간적으로 구별되는 색상으로 표시하기 위해 디스플레이 장치(1000)의 동작을 제어할 수 있다.The weak signal detection device of this embodiment may be connected to a computing device to control its operation. A computing device may include a controller or at least one processor. The control device may control the operation of the display device 1000 to display intermittent weak signals in temporally distinct colors.

전술한 실시예들에 의하면, 단일 안테나 또는 2개의 안테나들에 수신된 RF 입력을 2개 수신채널을 통해 복소수 디지털 데이터(complex digital data)로 변환하고, 복소수 디지털 데이터를 상호상관 신호처리하여 크로스 스펙트럼(cross spectrum)을 생성하고, 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하고, 출력 스펙트럼 파형들을 픽셀 메모리 버퍼에 누적 저장하면서 디스플레이 장치의 갱신 시간마다 데이터 프레임을 만들도록 구성함으로써, 스펙트럼 분석기를 포함한 디지털 RF 장치의 디스플레이 장치에 영상신호 프레임을 디스플레이 갱신속도로 전달할 수 있고, 그에 의해 누적된 래스터(raster) 영상 메모리 버퍼가 수집한 디지털 레벨 데이터의 파워 레벨(power level) 기반의 히스토리를 제공하도록 구성될 수 있다.According to the above-described embodiments, the RF input received by a single antenna or two antennas is converted into complex digital data through two reception channels, and the complex digital data is cross-correlated signal processed to obtain cross-spectrum Generate a cross spectrum, combine the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum with weights to generate an output spectrum with a spectral afterimage function, and store the output spectrum waveforms cumulatively in the pixel memory buffer at each update time of the display device. By configuring to create a data frame, the image signal frame can be transmitted to the display device of the digital RF device including the spectrum analyzer at the display update rate, and the power of the digital level data collected by the accumulated raster image memory buffer is thereby possible. It can be configured to provide history based on power level.

이러한 구성에 의하면, 분석 대상 신호의 주파수 스팬(frequency span)에 걸쳐 수집한 많은 상호상관 스펙트럼 파형들을 고속으로 단일 래스터 영상 버퍼에 누적하여 담고 누적된 상호상관 스펙트럼(누적 스펙트럼)의 파형들을 디스플레이 장치로 프레임 갱신 속도로 전달함으로써 기존에는 관측할 수 없었던, RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 레벨을 갖고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 효과적으로 탐지할 수 있다.According to this configuration, many cross-correlation spectrum waveforms collected over the frequency span of the signal to be analyzed are accumulated in a single raster image buffer at high speed, and the waveforms of the accumulated cross-correlation spectrum (accumulated spectrum) are displayed on a display device. By transmitting at a frame update rate, it is possible to effectively detect weak signals that appear intermittently with a level below the internal noise level of the RF receiver, which could not be observed previously.

도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 대한 블록도이다.Figure 12 is a block diagram of a weak signal detection device according to the seventh embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 미약 신호 탐지 장치는, 제1 안테나(911), 제2 안테나(913), 제3 안테나(915), 제4 안테나(917), 제1 RF 수신채널(701), 제2 RF 수신채널(703), 제3 RF 수신채널(705), 제4 RF 수신채널(707), 스펙트럼 처리부(600), 및 채널 선택부(950)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the weak signal detection device includes a first antenna 911, a second antenna 913, a third antenna 915, a fourth antenna 917, a first RF reception channel 701, and a first antenna 911. It may include 2 RF reception channels 703, a third RF reception channel 705, a fourth RF reception channel 707, a spectrum processing unit 600, and a channel selection unit 950.

제1 RF 수신채널(701)은 제1 RF 다운변환부(RF DC #1, 711)와 제1 디지털 신호처리부(DSP #1, 721)을 구비할 수 있다. 제2 RF 수신채널(703)은 제2 RF 다운변환부(RF DC #2, 713)와 제2 디지털 신호처리부(DSP #2, 723)을 구비할 수 있다. 제3 RF 수신채널(705)은 제3 RF 다운변환부(RF DC #3, 715)와 제3 디지털 신호처리부(DSP #3, 725)을 구비할 수 있다. 그리고 제4 RF 수신채널(707)은 제4 RF 다운변환부(RF DC #4, 717)와 제4 디지털 신호처리부(DSP #4, 727)을 구비할 수 있다.The first RF reception channel 701 may include a first RF down conversion unit (RF DC #1, 711) and a first digital signal processing unit (DSP #1, 721). The second RF receiving channel 703 may include a second RF down conversion unit (RF DC #2, 713) and a second digital signal processing unit (DSP #2, 723). The third RF receiving channel 705 may include a third RF down conversion unit (RF DC #3, 715) and a third digital signal processing unit (DSP #3, 725). And the fourth RF reception channel 707 may include a fourth RF down conversion unit (RF DC #4, 717) and a fourth digital signal processing unit (DSP #4, 727).

본 실시예의 미약 신호 탐지 장치는 제1 안테나(911)의 수신 신호가 제1 RF 수신채널(701)로 들어가고, 제2 안테나(913)의 수신 신호가 제2 RF 수신채널(703)로 들어가고, 제3 안테나(915)의 수신 신호가 제3 RF 수신채널(705)로 들어가고, 제4 안테나(917)의 수신 신호가 제4 RF 수신채널(707)로 들어가고, 상호상관 값을 계산하는 제어장치의 제어에 따라 4개 수신채널들 중 2개의 수신채널들을 선택하는 채널 선택부(950)의 구성을 제외하고, 도 11를 참조하여 앞서 설명한 실시예의 미약 신호 탐지 장치와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다.In the weak signal detection device of this embodiment, the received signal of the first antenna 911 enters the first RF receiving channel 701, and the received signal of the second antenna 913 enters the second RF receiving channel 703, The received signal of the third antenna 915 enters the third RF receiving channel 705, the received signal of the fourth antenna 917 enters the fourth RF receiving channel 707, and a control device that calculates the cross-correlation value It can have substantially the same configuration as the weak signal detection device of the embodiment described above with reference to FIG. 11, except for the configuration of the channel selection unit 950 that selects two of the four reception channels under the control of there is.

또한, 미약 신호 탐지 장치는 다이버시티 효과를 얻기 위해 다중 안테나 및 다중 안테나에 연결되는 4개 이상의 RF 수신채널들에 연결될 수 있다. 그 경우, 상호상관 처리부(100)는 4개 이상의 RF 수신채널들 중 미리 정해진 순서로 혹은 임의로 선택되는 2개의 RF 수신채널들의 복소수 신호를 상호상관 신호처리하고, 모든 RF 수신채널들 또는 이들의 조합 쌍의 복소수 데이터에 대하여 상호상관 신호처리를 수행한 후, 모든 RF 수신채널들 또는 이들의 조합 쌍에 대한 상호상관 값들에 기초하여 잡음 저감에 대한 성능이나 효율이 상대적으로 가장 우수한 2개의 RF 수신채널을 선택하도록 구성될 수 있다.Additionally, the weak signal detection device may be connected to multiple antennas and four or more RF reception channels connected to multiple antennas to obtain a diversity effect. In that case, the cross-correlation processing unit 100 cross-correlates the complex signal of two RF reception channels selected in a predetermined order or at random among four or more RF reception channels, and performs cross-correlation signal processing on all RF reception channels or a combination thereof. After performing cross-correlation signal processing on the complex data of the pair, the two RF reception channels with the relatively best noise reduction performance or efficiency are based on the cross-correlation values for all RF reception channels or their combination pairs. It can be configured to select .

그리고, 미약 신호 탐지 장치는, 상호상관 처리부(100)에 의해, 제어장치에 의해 선택된 2개의 RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하고, 파형 조합부(200)에 의해 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하고, 파형 픽셀 매핑부(400)에 의해 매핑되는 출력 스펙트럼을 파형맵영상 메모리(500)에 누적 저장한 후, 프레임 갱신 타이밍에 디스플레이 장치로 전송하여, 간헐적 미약 신호를 디스플레이 장치의 화면에서 사용자에 의해 직관적으로 탐지할 수 있도록 구성될 수 있다.And, the weak signal detection device generates a cross-correlation spectrum using the correlation between the two RF reception channels selected by the control device by the cross-correlation processing unit 100, and An output spectrum with a spectral afterimage function is generated by combining the current and past waveforms of the correlation spectrum with weights, and the output spectrum mapped by the waveform pixel mapping unit 400 is accumulated and stored in the waveform map image memory 500. , It can be configured to transmit to the display device at the frame update timing so that the intermittent weak signal can be intuitively detected by the user on the screen of the display device.

도 13은 비교예의 스펙트럼 분석기를 예시한 블록도이다.Figure 13 is a block diagram illustrating a spectrum analyzer of a comparative example.

도 13을 참조하면, 비교예의 스펙트럼 분석기는 안테나, RF 변환부(30), 디지털신호처리부(40), 및 스펙트럼 처리부(50)로 구성된다. 스펙트럼 처리부(50)에는 디스플레이 장치(70)가 연결된다.Referring to FIG. 13, the spectrum analyzer of the comparative example consists of an antenna, an RF conversion unit 30, a digital signal processing unit 40, and a spectrum processing unit 50. A display device 70 is connected to the spectrum processing unit 50.

RF 변환부(30)는 프리셀렉터(31), 믹서(33), 국부발진기(35), 필터(37) 및 스위프 발생기(39)로 구성된다. 디지털신호처리부(40)는 아날로그 디지털 변환기(41) 및 디지털 다운 변환기(43)로 구성된다. 그리고 스펙트럼 처리부(50)는 검출기(51), 복합파형 발생기(53) 및 파형맵영상 메모리(55)로 구성된다.The RF converter 30 consists of a preselector 31, a mixer 33, a local oscillator 35, a filter 37, and a sweep generator 39. The digital signal processing unit 40 consists of an analog-to-digital converter 41 and a digital down converter 43. And the spectrum processing unit 50 is composed of a detector 51, a complex waveform generator 53, and a waveform map image memory 55.

비교예의 스펙트럼 분석기의 작동 과정을 설명하면, 대기(air) 상에서 안테나로 수신된 RF 신호가 입력(input)되면, RF 변환부(30)는 RF 신호를 디지털 신호처리 가능한 중간주파수 신호로 변환한다. 다음, 디지털신호처리부(40)는 아날로그 디지털 변환기(41)를 사용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 다운 변환기(43)를 이용하여 디지털 신호를 데이터 샘플링 속도를 줄인 기저대역 신호로 변환한다.To explain the operating process of the spectrum analyzer in the comparative example, when an RF signal received by an antenna in the air is input, the RF converter 30 converts the RF signal into an intermediate frequency signal capable of digital signal processing. Next, the digital signal processing unit 40 converts the analog signal into a digital signal using the analog-to-digital converter 41, and converts the digital signal into a baseband signal with a reduced data sampling rate using the digital down converter 43. .

그리고, 스펙트럼 처리부(50)는 입력된 디지털 신호를 처리하여 실시간으로 디스플레이 장치의 화면에 도시한다. 스펙트럼 처리부(50)의 검출기(51)는 스펙트럼 분석기에서 설정한 주파수에서 복소수 디지털 데이터의 파워 레벨(power level)을 계산한다.Then, the spectrum processing unit 50 processes the input digital signal and displays it on the screen of the display device in real time. The detector 51 of the spectrum processing unit 50 calculates the power level of complex digital data at the frequency set by the spectrum analyzer.

비교예에 의하면, 누적 스펙트럼 적용을 통해 실시간 대용량 데이터를 처리할 수 있도록 누적 도시하여 간헐적으로 출현하는 정상 신호를 탐지할 수는 있으나, 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 것은 불가능하다. 또한, 크로스 스펙트럼(cross spectrum)을 통해 랜덤 잡음 성분을 제거하여 스펙트럼 상에서 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있으나, 비교예의 구성을 갖고서는 간헐적으로 출현하는 신호를 탐지하기 어렵다.According to the comparative example, it is possible to detect normal signals that appear intermittently by applying accumulated spectrum to process large amounts of data in real time, but it is impossible to detect weak signals that appear intermittently. In addition, it is possible to improve the signal-to-noise ratio on the spectrum by removing random noise components through cross spectrum, but it is difficult to detect signals that appear intermittently with the configuration of the comparative example.

도 14는 비교예의 스펙트럼 분석기에서 주파수 대 레벨 도시 파형 즉, 크로스 스펙트럼에 대한 예시도이다. 도 15는 비교예의 스펙트럼 분석기에서 출현빈도에 따라 서로 다른 색상으로 표현된 주파수 대 레벨 도시 파형을 예시한 도면이다. 그리고 도 16은 본 실시예의 미약 신호 탐지 장치(스펙트럼 분석기에 대응함)에서 출현빈도에 따라 서로 다른 색상으로 표현된 주파수 대 레벨 도시 파형을 나타낸 도면이다.Figure 14 is an exemplary diagram of a frequency vs. level waveform, that is, a cross spectrum, in a spectrum analyzer of a comparative example. Figure 15 is a diagram illustrating frequency vs. level city waveforms expressed in different colors according to the frequency of appearance in the spectrum analyzer of the comparative example. And FIG. 16 is a diagram showing the frequency vs. level waveform expressed in different colors according to the frequency of appearance in the weak signal detection device (corresponding to the spectrum analyzer) of this embodiment.

도 14에 도시한 바와 같이 비교예의 스펙트럼 분석기(도 13 참조)에서 얻은 상호상관 스펙트럼(cross-correlation spectrum)의 파형, 혹은 도 15에 도시된 바와 같은 일반 스펙트럼을 누적 도시한 파형으로 디스플레이창에 출력될 수 있다. 하지만, 비교예의 스펙트럼 분석기에서는 누적 스펙트럼을 통해 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하기가 불가능하다.As shown in FIG. 14, the waveform of the cross-correlation spectrum obtained from the spectrum analyzer of the comparative example (see FIG. 13) or the general spectrum as shown in FIG. 15 is output to the display window as a cumulative waveform. It can be. However, in the spectrum analyzer of the comparative example, it is impossible to detect weak signals that appear intermittently through the accumulated spectrum.

한편, 도 16에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 미약 신호 탐지 장치에서는 상호상관 스펙트럼을 스펙트럼 잔상 기능을 통해 누적하고, 이러한 누적 스펙트럼에 대한 주파수(frequency) 대 파워레벨(power level)로 도시된 파형으로 디스플레이 창에 출력하면, 도 14 및 도 15의 비교예에서는 보이지 않던 간헐적으로 출현하는 낮은 레벨의 신호 즉, RF 수신부의 내부 잡음 레벨 이하의 레벨을 갖고 간헐적으로 출력하는 미약 신호를 명확하게 탐지하여 보여줄 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 높은 레벨 신호와 간헐적 미약 신호를 포함한 낮은 레벨 신호 모두를 명확하게 분리하여 보여줄 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 16, the weak signal detection device of this embodiment accumulates the cross-correlation spectrum through a spectrum afterimage function, and a waveform shown as frequency versus power level for this accumulated spectrum When output to the display window, a low-level signal that appears intermittently that was not visible in the comparative examples of Figures 14 and 15, that is, a weak signal that is intermittently output with a level below the internal noise level of the RF receiver, is clearly detected. I can show you. That is, according to this embodiment, both high level signals and low level signals including intermittent weak signals can be clearly separated and displayed.

도 17은 본 발명의 제8 실시예에 따른 미약 신호 탐지 장치에 적용할 수 있는 구성에 대한 개략적인 블록도이다.Figure 17 is a schematic block diagram of a configuration applicable to a weak signal detection device according to the eighth embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 미약 신호 탐지 장치(5000)는, 도 1, 도 5, 도 9 내지 도 12을 참조하여 앞서 설명한 실시예들의 미약 신호 탐지 장치들 중 어느 하나의 구성에 더하여 프로세서(5100)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 프로세서(5100)는 본 명세서에서 언급된 제어장치로서 기능할 수 있다.Referring to FIG. 17, the weak signal detection device 5000 includes a processor 5100 in addition to any one of the weak signal detection devices of the embodiments described above with reference to FIGS. 1, 5, and 9 to 12. It may be configured to further include. Processor 5100 may function as a control device referred to herein.

또한, 미약 신호 탐지 장치(5000)는 메모리(5200), 송수신 장치(5300), 입력 인터페이스 장치(5400), 출력 인터페이스 장치(5500), 저장 장치(5600) 또는 이들의 조합을 선택적으로 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the weak signal detection device 5000 optionally further includes a memory 5200, a transmission/reception device 5300, an input interface device 5400, an output interface device 5500, a storage device 5600, or a combination thereof. It can be configured.

미약 신호 탐지 장치(5000)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus, 5700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행하거나, 적어도 하나의 프로세서(5100)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(5100)는 메모리(5200), 송수신 장치(5300), 입력 인터페이스 장치(5400), 출력 인터페이스 장치(5500) 및 저장 장치(5600) 중 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수 있다.Components included in the weak signal detection device 5000 may be connected by a bus 5700 to communicate with each other, or may be connected through individual interfaces or individual buses centered on at least one processor 5100. For example, the processor 5100 may be connected to at least one of the memory 5200, the transmission/reception device 5300, the input interface device 5400, the output interface device 5500, and the storage device 5600 through a dedicated interface. .

프로세서(5100)는 메모리(5200) 및 저장 장치(5600) 중 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(5100)는 적어도 하나의 명령이나 프로그램 명령에 기초하여 간헐적 미약 신호를 탐지하기 위해 구비된 상호상관 처리부, 파형 조합부, 파형 픽셀 매핑부, 파형맵영상 메모리, 채널 선택부 등의 동작을 제어하도록 기능할 수 있다. 이러한 프로세서(5100)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.The processor 5100 may execute a program command stored in at least one of the memory 5200 and the storage device 5600. The processor 5100 controls the operations of the cross-correlation processor, waveform combination unit, waveform pixel mapping unit, waveform map image memory, and channel selection unit provided to detect intermittent weak signals based on at least one command or program command. It can function to do so. The processor 5100 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor for performing methods according to embodiments of the present invention.

메모리(5200) 및 저장 장치(5600) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(5200)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Each of the memory 5200 and the storage device 5600 may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 5200 may be comprised of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).

전술한 실시예들의 미약 신호 탐지 장치는 디지털 RF 장치, 스펙트럼 분석기, 또는 미약 신호 모니터링 장치의 적어도 일부 구성부 또는 기능부로 구현될 수 있다.The weak signal detection devices of the above-described embodiments may be implemented with at least some components or functional parts of a digital RF device, a spectrum analyzer, or a weak signal monitoring device.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 정보가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the operation of the method according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store information that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Additionally, computer-readable recording media may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. Program instructions may include not only machine language code such as that created by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시 예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.Although some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, it may also refer to a corresponding method description, where a block or device corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, at least one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

실시 예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시 예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In embodiments, a field-programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

Claims (24)

무선주파수(radio frequency, RF) 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 장치로서,
RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 상호상관 스펙트럼 처리부; 및
상기 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 부여하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하는 파형 조합부;
를 포함하는 미약 신호 탐지 장치.
A device that detects weak signals that appear intermittently with a level below the internal noise of a radio frequency (RF) receiver,
A cross-correlation spectrum processing unit that generates a cross-correlation spectrum using the correlation between RF reception channels; and
a waveform combining unit that generates an output spectrum with a spectral afterimage function by assigning weights to the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum;
A weak signal detection device comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 파형 조합부는, 상기 현재 파형인 제n 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제1 가중치(w1)를 곱하고, 상기 현재 파형의 직전 과거 파형인 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제2 가중치(w2)를 곱하고, 상기 제1 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼과 상기 제2 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼을 합하여 상기 출력 스펙트럼을 생성하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 1,
The waveform combining unit multiplies the cross-correlation spectrum at the n-th time, which is the current waveform, by a first weight (w1), and applies a second weight (w1) to the cross-correlation spectrum at the n-1-th time, which is the immediately past waveform of the current waveform. A weak signal detection device that generates the output spectrum by multiplying w2) and adding the cross-correlation spectrum multiplied by the first weight and the cross-correlation spectrum multiplied by the second weight.
청구항 2에 있어서,
상기 파형 조합부는 상기 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼을 저장하는 파형 저장 유닛을 구비하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 2,
A weak signal detection device, wherein the waveform combination unit includes a waveform storage unit that stores the cross-correlation spectrum at the n-1th time.
청구항 1에 있어서,
상기 출력 스펙트럼의 파형들을 픽셀 메모리 버퍼의 픽셀들에 매핑하는 파형 픽셀 매핑부를 더 포함하는 미약 신호 탐지 장치.
In claim 1,
Weak signal detection device further comprising a waveform pixel mapping unit that maps the waveforms of the output spectrum to pixels in a pixel memory buffer.
청구항 1에 있어서,
픽셀 메모리 버퍼의 픽셀들을 구비하고 일정 시간 동안 상기 출력 스펙트럼 파형들을 누적 저장하는 파형맵영상 메모리를 더 포함하며,
상기 파형맵영상 메모리에 누적 저장되는 출력 스펙트럼 파형들에 의해 형성되는 디지털 레벨 데이터는 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 상기 디스플레이 장치로 전송되는 미약 신호 탐지 장치.
In claim 1,
It further includes a waveform map image memory that includes pixels of a pixel memory buffer and stores the output spectrum waveforms cumulatively for a certain period of time,
A weak signal detection device in which digital level data formed by output spectrum waveforms accumulated and stored in the waveform map image memory are transmitted to the display device at each screen update time of the display device.
청구항 5에 있어서,
상기 파형맵영상 메모리의 각 픽셀에 저장되는 상호상관 스펙트럼 파형들의 저장 횟수 또는 히트(hit) 횟수에 따라 누적된 상기 각 픽셀의 상기 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 상기 디스플레이 장치의 화면에서 서로 다른 색상으로 표현되도록, 상기 디스플레이 장치의 동작을 제어하는 제어장치를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 5,
Different colors are displayed on the screen of the display device according to the level of the digital level data of each pixel accumulated according to the number of storage or hit counts of cross-correlation spectrum waveforms stored in each pixel of the waveform map image memory. A weak signal detection device further comprising a control device that controls the operation of the display device to be displayed.
청구항 1에 있어서,
적어도 하나의 안테나에 연결되고 상기 상호상관 스펙트럼 처리부에 복소수 신호를 제공하는 적어도 2개의 RF 수신채널들을 더 포함하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 1,
Weak signal detection device further comprising at least two RF receiving channels connected to at least one antenna and providing complex signals to the cross-correlation spectrum processing unit.
청구항 7에 있어서,
상기 RF 수신채널들이 3개 이상일 때, 상기 3개 이상의 수신채널들과 상기 상호상관 스펙트럼 처리부 사이에 배치되는 채널 선택부를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 7,
When the RF reception channels are three or more, a weak signal detection device further comprising a channel selection unit disposed between the three or more reception channels and the cross-correlation spectrum processing unit.
청구항 7에 있어서,
상기 적어도 하나의 안테나는 적어도 2개의 안테나들을 포함하고,
상기 적어도 2개의 안테나들은 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 연결되는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 7,
The at least one antenna includes at least two antennas,
A weak signal detection device, wherein the at least two antennas are connected to the at least two RF reception channels.
청구항 7에 있어서,
상기 적어도 하나의 안테나는 단일 안테나를 포함하고,
상기 단일 안테나와 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 사이에 배치되어 상기 단일 안테나의 수신 신호를 분기하여 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 각각 분배하는 전력분배기를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 7,
wherein the at least one antenna includes a single antenna,
A weak signal detection device further comprising a power divider disposed between the single antenna and the at least two RF reception channels to branch the received signal of the single antenna and distribute it to the at least two RF reception channels.
청구항 7에 있어서,
상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각은 RF 다운 변환부를 포함하고,
상기 RF 다운 변환부는, 자체 국부발진기에 연결되는 스위프 발생기를 구비하며, 여기서 상기 스위프 발생기는 상기 국부발진기의 발진 주파수가 시간에 따라 자동으로 변하도록 동작하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 7,
Each of the at least two RF reception channels includes an RF down conversion unit,
The RF down conversion unit includes a sweep generator connected to its own local oscillator, where the sweep generator operates so that the oscillation frequency of the local oscillator automatically changes with time.
청구항 7에 있어서,
상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각은 디지털 신호처리부를 더 포함하고,
상기 디지털 신호처리부는, 상기 RF 다운 변환부로부터 들어오는 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호의 데이터 샘플링 속도를 줄여 상기 상호상관 스펙트럼 처리부로 들어가는 복소수 데이터를 생성하는, 미약 신호 탐지 장치.
In claim 7,
Each of the at least two RF reception channels further includes a digital signal processor,
The digital signal processing unit converts the intermediate frequency analog signal coming from the RF down conversion unit into a digital signal, converts the converted digital signal into a baseband signal, and reduces the data sampling rate of the baseband signal to determine the cross-correlation spectrum. A weak signal detection device that generates complex data that enters the processing unit.
무선주파수(radio frequency, RF) 수신부의 내부 잡음 이하의 레벨을 가지고 간헐적으로 출현하는 미약 신호를 탐지하는 방법으로서,
RF 수신채널들 간 상관 관계를 이용하여 상호상관 스펙트럼을 생성하는 단계; 및
상기 상호상관 스펙트럼의 현재 파형과 과거 파형을 가중치로 조합하여 스펙트럼 잔상 기능을 가진 출력 스펙트럼을 생성하는 단계;
를 포함하는 미약 신호 탐지 방법.
A method of detecting weak signals that appear intermittently with a level below the internal noise of a radio frequency (RF) receiver,
Generating a cross-correlation spectrum using correlation between RF reception channels; and
Generating an output spectrum with a spectral afterimage function by combining the current and past waveforms of the cross-correlation spectrum with weights;
A weak signal detection method comprising:
청구항 13에 있어서,
상기 출력 스펙트럼을 생성하는 단계는, 상기 현재 파형인 제n 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제1 가중치를 곱하고, 상기 현재 파형의 직전 과거 파형인 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼에 제2 가중치를 곱하고, 상기 제1 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼과 상기 제2 가중치가 곱해진 상호상관 스펙트럼을 합하여 상기 출력 스펙트럼을 생성하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 13,
The step of generating the output spectrum includes multiplying the cross-correlation spectrum at the n-th time, which is the current waveform, by a first weight, and multiplying the cross-correlation spectrum at the n-1 time, which is the immediately past waveform of the current waveform, by a second weight. and generating the output spectrum by adding the cross-correlation spectrum multiplied by the first weight and the cross-correlation spectrum multiplied by the second weight.
청구항 14에 있어서,
상기 제n-1 시간에서의 상호상관 스펙트럼을 저장하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 14,
Weak signal detection method further comprising the step of storing the cross-correlation spectrum at the n-1th time.
청구항 13에 있어서,
상기 출력 스펙트럼의 파형들을 파형맵영상 메모리의 픽셀들에 매핑하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 13,
A weak signal detection method further comprising mapping waveforms of the output spectrum to pixels of a waveform map image memory.
청구항 16에 있어서,
상기 파형맵영상 메모리에 상기 출력 스펙트럼 파형들을 일정 시간 동안 누적 저장하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 16,
Weak signal detection method further comprising the step of accumulating and storing the output spectrum waveforms in the waveform map image memory for a certain period of time.
청구항 17에 있어서,
상기 파형맵영상 메모리에 누적 저장된 출력 스펙트럼 파형들에 의해 형성되는 디지털 레벨 데이터를 디스플레이 장치의 화면 갱신 시간마다 상기 디스플레이 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 17,
A weak signal detection method further comprising transmitting digital level data formed by output spectrum waveforms accumulated and stored in the waveform map image memory to the display device at each screen update time of the display device.
청구항 18에 있어서,
상기 파형맵영상 메모리의 각 픽셀에 저장되는 상호상관 스펙트럼 파형들의 저장 횟수 또는 히트(hit) 횟수에 따라 누적된 상기 각 픽셀의 상기 디지털 레벨 데이터의 레벨에 따라 상기 디스플레이 장치의 화면에서 서로 다른 색상으로 표현되도록, 상기 디스플레이 장치의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 18,
Different colors are displayed on the screen of the display device according to the level of the digital level data of each pixel accumulated according to the number of storage or hit counts of cross-correlation spectrum waveforms stored in each pixel of the waveform map image memory. A weak signal detection method further comprising controlling the operation of the display device to be displayed.
청구항 13에 있어서,
적어도 하나의 안테나에 연결된 적어도 2개의 RF 수신채널들을 통해 상호상관 스펙트럼 처리부에 복소수 신호를 제공하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 13,
A weak signal detection method further comprising providing a complex signal to a cross-correlation spectrum processor through at least two RF receiving channels connected to at least one antenna.
청구항 20에 있어서,
상기 RF 수신채널들이 3개 이상일 때, 상기 3개 이상의 수신채널들과 상기 상호상관 스펙트럼 처리부 사이에 배치되어 상호상관 값을 토대로 2개의 채널을 선택하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 20,
When the RF reception channels are three or more, a weak signal detection method further comprising the step of being disposed between the three or more reception channels and the cross-correlation spectrum processing unit and selecting two channels based on cross-correlation values.
청구항 20에 있어서,
상기 적어도 하나의 안테나는 단일 안테나를 포함하고,
상기 단일 안테나와 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 사이에 배치되는 전력분배기를 통해 상기 단일 안테나의 수신 신호를 분기하여 상기 적어도 2개의 RF 수신채널들에 각각 분배하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 20,
wherein the at least one antenna includes a single antenna,
Weak signal detection further comprising branching the received signal of the single antenna and distributing it to the at least two RF receiving channels, respectively, through a power divider disposed between the single antenna and the at least two RF receiving channels. method.
청구항 20에 있어서,
상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각이 RF 다운 변환부를 구비하고 상기 RF 다운 변환부가 자체 국부발진기에 연결되는 스위프 발생기를 구비할 때, 상기 스위프 발생기에 의해, 상기 국부발진기의 발진 주파수가 시간에 따라 자동으로 변경되도록 하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 20,
When each of the at least two RF reception channels is provided with an RF down-conversion unit and the RF down-conversion unit is provided with a sweep generator connected to its own local oscillator, the oscillation frequency of the local oscillator is adjusted over time by the sweep generator. A weak signal detection method further comprising the step of automatically changing.
청구항 23에 있어서,
상기 적어도 2개의 RF 수신채널들 각각이 디지털 신호처리부를 더 구비할 때, 상기 디지털 신호처리부에 의해, 상기 RF 다운 변환부로부터 들어오는 중간주파수의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호의 데이터 샘플링 속도를 줄여 복소수 데이터를 생성하고, 생성된 복소수 데이터를 상기 상호상관 스펙트럼 처리부로 전달하는 단계를 더 포함하는, 미약 신호 탐지 방법.
In claim 23,
When each of the at least two RF receiving channels further includes a digital signal processing unit, the digital signal processing unit converts the intermediate frequency analog signal coming from the RF down conversion unit into a digital signal, and converts the converted digital signal into a digital signal. A weak signal detection method further comprising converting to a baseband signal, generating complex data by reducing the data sampling rate of the baseband signal, and transmitting the generated complex data to the cross-correlation spectrum processing unit.
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