KR102087915B1 - Guided Weapon Including Seeker That Use Radiometer Sensor and Radiofrequency Sensor - Google Patents

Abstract

Embodiments of the present invention provide a search device and a guided weapon. The search device includes a radiometer sensor and a radiofrequency sensor. The search device can selectively operate in a first sensor mode in which the radiofrequency sensor uses the entire bandwidth alone, in a second sensor mode in which the radiometer sensor uses the entire bandwidth alone, and in a third sensor mode in which the radiofrequency sensor and the radiometer sensor use the entire bandwidth together.

Description

라디오미터 센서 및 라디오주파수 센서를 동시에 사용 가능한 탐색 장치를 포함하는 유도 무기 {Guided Weapon Including Seeker That Use Radiometer Sensor and Radiofrequency Sensor}Guided Weapon Including Seeker That Use Radiometer Sensor and Radiofrequency Sensor}

본 발명이 속하는 기술 분야는 라디오미터 센서와 라디오주파수 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치 및 유도 무기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a search apparatus and a guided weapon using a radiometer sensor and a radiofrequency sensor simultaneously.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute a prior art.

라디오주파수(RF) 센서와 라디오미터 센서를 하나의 시스템에서 사용하는 복합모드 센서가 개발되고 있다. RF 센서와 라디오미터 센서의 전기적 특성 분리를 위해 시스템 대역폭을 분리하여 사용한다. 이러한 일반적인 시스템은 RF 센서의 어질리티(Agility) 성능 및 주파수변조 대역폭을 제한하고, 라미오미터 센서는 대역폭 제한으로 인해 온도분해능 성능에 영향을 받는다.Multimode sensors are being developed that use radio frequency (RF) sensors and radiometer sensors in a single system. Separate system bandwidth to separate electrical characteristics of RF and radiometer sensors. This general system limits the agility performance and frequency modulation bandwidth of the RF sensor, and the laminator sensor is affected by the temperature resolution performance due to the bandwidth limitation.

기존의 RF 센서와 라디오미터 센서를 탑재한 시스템은 RF 센서와 라디오미터 센서를 용도에 맞게 완전히 분리해서 사용한다. 예컨대, RF 센서 모드와 라디오미터 센서 모드를 전환한다. 기존의 RF 센서와 라디오미터 센서를 탑재한 시스템은 수신된 신호를 대역폭을 전기적으로 분해하여 사용하여, 시스템 대역폭의 일부를 RF 센서에 할당하고 나머지 대역폭을 라디오미터 센서에 할당한다.A system equipped with a conventional RF sensor and a radiometer sensor completely separates the RF sensor and the radiometer sensor according to the application. For example, switching between the RF sensor mode and the radiometer sensor mode. Systems equipped with existing RF and radiometer sensors use the received signal to electrically decompose the bandwidth, which allocates a portion of the system bandwidth to the RF sensor and the remaining bandwidth to the radiometer sensor.

한국등록특허공보 제10-1788259호 (2017.10.13.)Korea Patent Publication No. 10-1788259 (2017.10.13.)

본 발명의 실시예들은 라디오미터 센서 및 라디오주파수 센서를 동시에 사용 가능한 탐색 장치를 포함하는 유도 무기가 라디오주파수 센서가 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제1 센서 모드, 라디오미터 센서가 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제2 센서 모드, 라디오주파수 센서 및 라디오미터 센서가 대역폭 전체를 함께 사용하는 제3 센서 모드에서 선택적으로 동작하는 데 발명의 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a first sensor mode in which an inductive weapon including a search device capable of simultaneously using a radiometer sensor and a radiofrequency sensor uses only the entire bandwidth of the radiofrequency sensor, and the radiometer sensor uses the entire bandwidth alone. It is a primary object of the invention to selectively operate in a third sensor mode in which the second sensor mode, the radiofrequency sensor and the radiometer sensor to use together use the entire bandwidth.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Still other objects of the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 라디오미터 센서 및 라디오주파수 센서를 동시에 사용 가능한 탐색 장치를 포함하는 유도 무기에 있어서, 상기 탐색 장치는, 라디오주파수 신호를 송신하고 반사된 라디오주파수 신호를 수신하는 라디오주파수 센서, 라디오미터 신호를 수신하는 라디오미터 센서, 및 상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서에 연결되며, (i) 상기 라디오주파수 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제1 센서 모드, (ii) 상기 라디오미터 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제2 센서 모드, 및 (iii) 상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 함께 사용하는 제3 센서 모드 중에서 하나의 센서 모드로 변환 설정하여 상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서를 제어하는 신호 제어부를 포함하며, 상기 유도 무기는 상기 탐색 장치가 추적한 표적으로 비행하는 비행체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 무기를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, in a guided weapon including a search device capable of simultaneously using a radiometer sensor and a radio frequency sensor, the search device transmits a radio frequency signal and receives a reflected radio frequency signal. A sensor, a radiometer sensor for receiving a radiometer signal, and a first sensor mode coupled to the radiofrequency sensor and the radiometer sensor, wherein (i) the radiofrequency sensor uses the entire bandwidth of the search device alone; (ii) a second sensor mode in which the radiometer sensor uses the full bandwidth of the search device alone, and (iii) a third in which the radiofrequency sensor and the radiometer sensor use the full bandwidth of the search device together; Set the radio frequency sensor and phase by switching to one sensor mode among the sensor modes. And a signal control unit for controlling the radiometer sensor, the guided weapon provides the guided weapons comprising the air vehicle flying target by the search unit is tracking.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 라디오미터 센서 및 라디오주파수 센서를 동시에 사용 가능한 탐색 장치를 포함하는 유도 무기가 라디오주파수 센서가 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제1 센서 모드, 라디오미터 센서가 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제2 센서 모드, 라디오주파수 센서 및 라디오미터 센서가 대역폭 전체를 함께 사용하는 제3 센서 모드에서 선택적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, a first sensor mode in which an induction weapon including a search device capable of simultaneously using a radiometer sensor and a radiofrequency sensor uses only the entire bandwidth of the radiofrequency sensor is a radio. There is an effect that the meter sensor can selectively operate in the second sensor mode using the entire bandwidth alone, the radio frequency sensor and the radiometer sensor in the third sensor mode using the entire bandwidth together.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification and the tentative effects expected by the technical features of the present invention are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 무기를 예시한 도면이다.
도 2는 탐색기 탑재 유도 무기의 비행 경로를 예시한 도면이다.
도 3은 종말 유도 단계에서의 탐색기 동작을 예시한 도면이다.
도 4는 기존의 RF 센서와 라디오미터 센서를 탑재한 탐색기를 예시한 도면이다.
도 5는 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식을 예시한 블록도이다.
도 6은 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식의 주파수 영역을 예시한 도면이다.
도 7은 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식의 신호처리 출력을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치를 예시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 하드웨어 구성을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 시분할 동작을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 종말 추적 단계의 능동 RF 클러터를 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 신호 처리를 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 능수동 복합 시분할 동작을 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치가 시분할 동작시 능수동 데이터를 획득하는 것을 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 라디오미터 수신 경로의 필터 뱅크를 예시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치가 필터 뱅크를 이용하여 능수동 신호 주파수 분할하는 동작을 예시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 적응형 필터 뱅크의 대역폭을 예시한 도면이다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 필터 뱅크를 예시한 블록도이다.1 is a diagram illustrating a guided weapon according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a flight path of a searcher mounted guided weapon.
3 is a diagram illustrating a searcher operation in an end inducing step.
4 is a diagram illustrating a searcher equipped with a conventional RF sensor and a radiometer sensor.
5 is a block diagram illustrating a frequency division scheme using a duplexer.
6 is a diagram illustrating a frequency domain of the frequency division method using a duplexer.
7 is a diagram illustrating signal processing output of a frequency division method using a duplexer.
8 is a block diagram illustrating a search apparatus using both an RF sensor and a radiometer sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a hardware configuration of a search apparatus using both an RF sensor and a radiometer sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a time division operation of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an active RF clutter of an end tracking step of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
12 is a diagram illustrating signal processing of a search apparatus using a RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating an active complex time division operation of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously obtaining functional data during time division operation according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram illustrating a filter bank of a radiometer receiving path of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating an operation of dividing an active signal frequency using a filter bank by a search device using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram illustrating a bandwidth of an adaptive filter bank of a search device using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.
18 to 21 are block diagrams illustrating filter banks of a search apparatus using both an RF sensor and a radiometer sensor according to embodiments of the present invention.

이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the following description of the present invention, if it is determined that the subject matter of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted and some embodiments of the present invention will be omitted. It will be described in detail through an exemplary drawing.

적의 주요 군사시설 또는 바다 위의 항공모함 등을 표적으로 하는 유도 무기는 적 방공망 회피와 표적 무력 극대화를 위해 종말 유도 단계에서 높은 지표각(Grazing Angle)으로 궤적을 그리며 비행하는 추세이다. 종래 IR 계열의 센서를 탑재한 유도 무기는 RF 센서에 비해 상대적으로 표적 탐지거리가 짧고 악천후 상태와 고속으로 기동하는 유도 무기의 공력가열로 인한 표적 획득/추적에 어려움이 있다. 능동 RF 센서를 기반으로 하는 유도 무기는 상대적으로 긴 탐지거리를 만족하고 전천후 운용 가능하지만 종말 단계에서 높은 지표각으로 인한 SCR(Signal-to-Clutter Ratio) 열화로 인해 표적 추적에 어려움이 있다. Guided weapons that target the enemy's major military facilities or aircraft carriers on the sea tend to fly at high grazing angles during the doomsday guidance phase in order to evade enemy air defenses and maximize target force. Guided weapons equipped with conventional IR-based sensors have a relatively shorter target detection distance than RF sensors, and have difficulty in acquiring / tracking targets due to aerodynamic heating of guided weapons maneuvering in bad weather conditions and at high speed. Guided weapons based on active RF sensors meet relatively long detection ranges and are capable of all-weather operation, but have difficulty tracking targets due to signal-to-cutter ratio (SCR) degradation due to high surface angles at the end stage.

복합 센서를 탑재하는 유도 무기의 개념이 대두되고 있으며, 예컨대 능동 RF 센서와 수동 라디오미터를 이용하는 시스템이 연구되고 있다. 라디오미터는 물체의 고유의 방사 에너지를 측정하는 시스템으로 종말 단계의 능동 센서 운용으로 인한 SCR 열화를 회피할 수 있다. The concept of guided weapons with complex sensors is emerging, and systems using active RF sensors and passive radiometers, for example, are being studied. A radiometer is a system that measures the inherent radiant energy of an object and can avoid SCR degradation due to active sensor operation in the terminal stage.

상대적으로 긴 탐지거리를 보장하며 전천후 운용이 가능한 RF 센서를 이용해 초기/중기 유도를 수행하고, 라디오미터를 이용하여 종말 단계 추적을 수행한다.Early / medium term induction is performed using RF sensors capable of all-weather operation and end-to-end tracking using radiometers, ensuring a relatively long detection range.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 무기를 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a guided weapon according to an embodiment of the present invention.

유도 무기(1)는 라디오미터 센서(110) 및 라디오주파수 센서(120)를 동시에 사용 가능한 탐색 장치(10)를 포함한다. 유도 무기(1)는 탐색 장치(10)가 추적한 표적으로 비행하는 비행체(40)를 포함한다.The guided weapon 1 includes a search apparatus 10 that can use the radiometer sensor 110 and the radiofrequency sensor 120 simultaneously. The guided weapon 1 includes a vehicle 40 flying to a target tracked by the search device 10.

탐색 장치(10)는 라디오주파수 센서(110), 라디오미터 센서(120), 및 신호 제어부(130)를 포함한다.The search apparatus 10 includes a radio frequency sensor 110, a radiometer sensor 120, and a signal controller 130.

라디오주파수 센서는 라디오주파수 신호를 송신하고 반사된 라디오주파수 신호를 수신한다. The radiofrequency sensor transmits radiofrequency signals and receives reflected radiofrequency signals.

라디오미터 센서는 라디오미터 신호를 수신한다. The radiometer sensor receives the radiometer signal.

신호 제어부는 라디오주파수 센서 및 라디오미터 센서에 연결되며, (i) 라디오주파수 센서가 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제1 센서 모드, (ii) 라디오미터 센서가 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제2 센서 모드, 및 (iii) 라디오주파수 센서 및 라디오미터 센서가 탐색 장치의 대역폭 전체를 함께 사용하는 제3 센서 모드 중에서 하나의 센서 모드로 변환 설정하여 라디오주파수 센서 및 라디오미터 센서를 제어한다.The signal control is connected to a radiofrequency sensor and a radiometer sensor, (i) a first sensor mode in which the radiofrequency sensor uses the entire bandwidth of the navigation device alone, and (ii) the radiometer sensor alone in the entire bandwidth of the navigation device. The second frequency sensor mode and the radio frequency sensor and the radiometer sensor convert the radio frequency sensor and the radiometer sensor into one sensor mode. To control.

신호 제어부는 듀플렉서가 아닌 분배기를 통해 수신한 라디오주파수 신호 및 수신한 라디오미터 신호를 복수의 경로로 분배한다.The signal controller distributes the radio frequency signal and the received radiometer signal through a divider other than the duplexer in a plurality of paths.

제1 센서 모드에서 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하지 않고 라디오주파수 신호를 처리한다.In the first sensor mode, the signal controller processes a radio frequency signal without applying a filter bank that separates a plurality of frequency bands.

제2 센서 모드에서 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하여 라디오미터 신호에 대응하는 전체의 주파수 필터를 동작시켜 라디오미터 신호를 처리한다.In the second sensor mode, the signal controller applies a filter bank that separates a plurality of frequency bands to operate the entire frequency filter corresponding to the radiometer signal to process the radiometer signal.

제3 센서 모드에서 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하지 않고 라디오주파수 신호를 처리한다.In the third sensor mode, the signal controller processes a radio frequency signal without applying a filter bank that separates a plurality of frequency bands.

제3 센서 모드에서 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하여 라디오미터 신호에 대응하는 일부의 주파수 필터만 동작시켜 라디오미터 신호를 처리한다.In the third sensor mode, the signal controller applies a filter bank that separates a plurality of frequency bands to operate only a part of frequency filters corresponding to the radiometer signal to process the radiometer signal.

제3 센서 모드에서 신호 제어부는 라디오주파수 센서를 통해 추정된 거리를 이용하여 시간 축에서 수신한 라디오주파수 신호 및 수신한 라디오미터 신호를 분리하고 스케줄링한다.In the third sensor mode, the signal controller separates and schedules the radio frequency signal received from the time axis and the received radiometer signal using the distance estimated by the radio frequency sensor.

제3 센서 모드에서 신호 제어부는 시분할 방식 또는 주파수분할 방식을 선택적으로 적용하거나 시분할 방식 및 주파수분할 방식을 함께 적용한다.In the third sensor mode, the signal controller selectively applies the time division method or the frequency division method, or simultaneously applies the time division method and the frequency division method.

도 2는 탐색기 탑재 유도 무기의 비행 경로를 예시한 도면이고, 도 3은 종말 유도 단계에서의 탐색기 동작을 예시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a flight path of a searcher mounted guided weapon, and FIG. 3 is a diagram illustrating a searcher operation in the end guidance stage.

탐색기를 탑재한 유도 무기의 비행 경로(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)는 부스터 단계, 중기 유도 단계, 종말 유도 단계로 구성된다. 탐색기는 유도 무기 관점에서 종말 유도 단계에서 동작하는 개념이며 기존 유도 무기와 다른 점은 탐색기의 표적 획득/추적 동작을 위해서 유도 무기 궤적을 수정하는 형태로 운용하여 숙임각(grazing angle)을 비교적 원만하게 만들 수 있다.The flight paths 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e of the guided weapon equipped with the searcher are composed of a booster stage, a mid-term guidance stage, and an end guidance stage. The searcher is a concept that operates in the terminal guidance phase from the perspective of guided weapons, and the difference from the existing guided weapons is that the guided weapons trajectory is modified for the target acquisition / tracking operation of the searcher so that the grazing angle is relatively smooth. I can make it.

탐색기가 동작하는 시점, 즉 종말 유도 단계만 집중해서 살펴보면, 첫 번째 단계에서 상대적으로 긴 탐지거리를 확보할 수 있는 RF 센서를 이용하고 두 번째 단계에서 클러터 영향을 배제하기 위해 라미오미터 센서를 이용한다.Focusing only on the point of time at which the searcher is operating, that is, the end-induction phase, the first step is to use a radiometer sensor with a relatively long detection range and the second step to I use it.

도 4는 기존의 RF 센서와 라디오미터 센서를 탑재한 탐색기를 예시한 도면이다. 도 5는 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식을 예시한 블록도이다. 도 6는 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식의 주파수 영역을 예시한 도면이다. 도 7은 듀플렉서를 이용한 주파수 분할 방식의 신호처리 출력을 예시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a searcher equipped with a conventional RF sensor and a radiometer sensor. 5 is a block diagram illustrating a frequency division scheme using a duplexer. 6 is a diagram illustrating a frequency domain of the frequency division method using a duplexer. 7 is a diagram illustrating signal processing output of a frequency division method using a duplexer.

도 4를 참조하면, 안테나에서 수신한 신호를 듀플렉서(Duplexer)를 이용하여 신호를 분리하여 능동 RF 신호와 수동 라디오미터 신호를 주파수 관점에서 직접적으로 분리한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 주파수 영역에서 신호를 분리하여 사용하며, 전체 시스템 대역폭을 RF 센서와 라디오미터 센서가 나누어 사용한다. 이후의 신호는 병렬로 구성되며, 도 7과 같이 능동 RF 센서 신호가 N번 결과를 출력할 때 수동 라디오 미터 신호는 1번 결과를 출력할 수 있다. 일반적으로 수동 라디오미터 센서의 수집 시간이 길다.Referring to FIG. 4, a signal received from an antenna is separated using a duplexer to directly separate an active RF signal and a passive radiometer signal in terms of frequency. As shown in FIG. 6, signals are separated and used in the frequency domain, and the total system bandwidth is divided between the RF sensor and the radiometer sensor. Subsequent signals are configured in parallel, and when the active RF sensor signal outputs N results as shown in FIG. 7, the passive radio meter signal may output 1 result. In general, the acquisition time of passive radiometer sensors is long.

(운용 분할관점) 한가지 센서만을 사용하기가 애매한 환경 시 완전히 두 센서를 전환하여 사용하여 표적 획득/추적에 정확성 및 시간적 시스템 손실 발생할 수 있다.(Operational Segmentation Perspective) In environments where it is difficult to use only one sensor, it is possible to switch between two sensors completely, resulting in accuracy and temporal system loss in target acquisition / tracking.

(주파수 분할관점) RF 센서는 전자전 대응 및 고해상도 거리해상도를 달성을 위해 대역폭에 비례하여 성능이 우수해지는데 전기적 분리를 위해 대역폭을 제한받아 상기 기능의 성능에 영향을 준다. 라디오미터 센서는 시스템 대역폭 제곱근에 비례하여 온도분해능 성능이 결정되는데 대역폭 제한으로 인해 상기 기능의 성능에 영향을 준다.(Frequency Division Perspective) The RF sensor has an excellent performance in proportion to the bandwidth to achieve electronic warfare and high resolution distance resolution, but the bandwidth is limited for electrical separation to affect the performance of the function. The radiometer sensor determines the temperature resolution performance in proportion to the square root of the system bandwidth, which affects the performance of the function due to bandwidth limitations.

도 5는 종래의 RF 센서와 라디오미터 센서를 탑재한 수신기 관점에서의 구조를 나타낸다. 안테나에서부터 수신기 입력단까지 RF 공통부를 사용하고, 듀플렉서(Duplexer)로 신호를 분리한다. 라디오미터 수신 경로는 보정을 위한 캘리브레이션 소스 모듈을 포함한다. 라디오미터 센서 및 RF 센서의 기본적인 동작 방법은 당해 분야의 기술자가 쉽게 알 수 있는 기술 내용이므로 생략하기로 한다.Fig. 5 shows the structure of a receiver equipped with a conventional RF sensor and a radiometer sensor. An RF common is used from the antenna to the receiver input, and the signal is separated by a duplexer. The radiometer receive path includes a calibration source module for calibration. The basic operation method of the radiometer sensor and the RF sensor will be omitted since it is easily understood by those skilled in the art.

종래의 방법은 주파수 격리도 측면에서 우수한 장점을 가진다. 반면, 능수동 센서가 주어진 시스템 대역폭을 분할해서 쓰기 때문에 시스템 운용 및 성능적 측면에서 성능에 영향을 준다. 먼저 능동 RF 센서는 주파수 어자일(Agile)을 넓은 영역에서 수행할수록 전자전 대응력이 향상되고, 넓은 대역폭을 이용한 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 기법을 이용하여 고분해능 거리해상도 구현이 가능하다. 다음으로 라디오미터는 수식에 따라 넓은 대역폭을 가질수록 온도분해능이 향상되는데 라디오미터의 성능지수 중 하나인 최소 감지 가능 온도(Minimum Detectable Temperature, MDT) 혹은 분해능은 수학식 1과 같다. (Tsys는 시스템의 온도이며, B는 대역폭, τ는 적분시간이다.The conventional method has an advantage in terms of frequency isolation. On the other hand, the passive sensor splits a given system bandwidth, which affects performance in terms of system operation and performance. First, the active RF sensor has a high frequency agile in a wide area, and the electronic warfare response is improved, and high resolution distance resolution can be realized by using a frequency modulation (Frequency Modulation, FM) technique using a wide bandwidth. Next, as the radiometer has a wider bandwidth according to the formula, the temperature resolution is improved. The minimum detectable temperature (MDT) or resolution, which is one of the radiometer's performance indices, is represented by Equation 1. (Tsys is the temperature of the system, B is the bandwidth and τ is the integral time.

본 실시예에 따른 탐색 장치는 시분할 및 주파수 분할 기법을 모두 사용하는 구조와 운용 방식으로, 주파수 대역폭 측면에서 두 센서 모두 최대로 사용하도록 한다. 기존 방식과 가장 큰 차이는 라디오미터 경로에 필터 뱅크(Filter Bank)를 추가로 포함한다. 라디오미터 경로의 필터 뱅크를 이용하여 RF 센서가 시스템 대역폭을 전부 활용하면서 라디오미터 경로 상에 존재하는 RF 센서 신호를 억압할 수 있다. The search apparatus according to the present embodiment has a structure and an operation method using both time division and frequency division techniques, and maximizes both sensors in terms of frequency bandwidth. The biggest difference from the conventional approach involves the addition of a filter bank in the radiometer path. A filter bank in the radiometer path can be used to suppress the RF sensor signal present on the radiometer path while the RF sensor takes full advantage of the system bandwidth.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치를 예시한 블록도이며, 슈퍼헤테로다인 구조의 수신기의 예시이다. RF 공통 경로를 M/W(Micro Wave) 수신기 위쪽으로 구성하거나, M/W 수신기를 포함해서 IF 수신기 입력단까지 구성할 수 있다. 개발 조건에 따라 다를 수 있다. M/W 수신기의 출력을 분배기(Divider)로 나누어 RF 센서 신호 경로와 라디오미터 신호 경로를 구성한다. RF 신호 경로는 시스템이 제공하는 전체의 대역폭을 다 사용할 수 있도록 특별히 협대역의 필터는 없는 상태로 구성할 수 있다.FIG. 8 is a block diagram illustrating a search apparatus using both an RF sensor and a radiometer sensor according to an embodiment of the present invention, and is an example of a receiver having a superheterodyne structure. The RF common path can be configured above the M / W (Micro Wave) receiver, or can be configured up to the IF receiver input including the M / W receiver. It may vary depending on the development conditions. The output of the M / W receiver is divided into dividers to form an RF sensor signal path and a radiometer signal path. RF signal paths can be configured with no narrowband filters, in order to use the full bandwidth provided by the system.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 하드웨어 구성을 예시한 도면이다. FIG. 9 is a diagram illustrating a hardware configuration of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to an embodiment of the present invention.

탐색 장치는 라디오미터 센서와 RF 센서 센서를 처리하는 능수동 복합 센서로 구현될 수 있다.The navigation device may be implemented as a passive passive sensor that processes a radiometer sensor and an RF sensor sensor.

탐색 장치는 모노펄스 패턴을 이용한 라디오미터 신호와 RF 센서 신호를 동시에 처리하기 위한 6채널 수신부(라디오미터 3채널 & RF 센서 신호 3 채널) 및 신호처리부를 포함한다. The search apparatus includes a six-channel receiver (three radiometers & three RF sensor signals) and a signal processor for simultaneously processing a radiometer signal and an RF sensor signal using a monopulse pattern.

전원공급부는 각 모듈의 전원을 생성한다. The power supply generates power for each module.

주파수합성부는 주파수 생성 및 기준 신호를 생성한다. The frequency synthesizer generates a frequency and generates a reference signal.

신호처리부는 라디오미터 및 RF 센서 획득신호를 처리하고 처리결과를 이용하여 각 모듈을 제어한다. The signal processor processes the radiometer and RF sensor acquisition signals and controls each module using the processing results.

송신부는 주파수합성부에서 발생한 신호를 증폭하여 RF 센서 출력을 생성한다.The transmitter generates an RF sensor output by amplifying the signal generated by the frequency synthesizer.

안테나는 RF 센서 출력을 방사, RF 센서 표적 반사 신호를 수신 및 라디오미터 신호를 수신한다.The antenna emits an RF sensor output, receives an RF sensor target reflection signal and receives a radiometer signal.

밀리미터파 수신부는 안테나로부터 수신된 신호를 증폭 및 LO1 합성, 라디오미터 신호 보정을 위한 HOT(고온)/COLD(저온) 소소 측정 모듈을 포함한다.The millimeter wave receiver includes a HOT (high temperature) / COLD (low temperature) source measurement module for amplifying the signal received from the antenna, LO1 synthesis, and radiometer signal correction.

중간주파수 수신부는 밀리미터파 수신부의 출력을 분배하여 라디오미터 3채널 및 RF 센서 3채널 생성, 신호 증폭 및 LO2 합성한다.The intermediate frequency receiver distributes the output of the millimeter wave receiver to generate three channels of radiometers and three channels of RF sensors, amplify the signals, and synthesize LO2.

김발부는 안테나를 특정 각도로 지향하기 위한 기계 구조물이다.The gimbal is a mechanical structure for directing the antenna at a particular angle.

서보부는 김발부의 움직임을 제어한다.The servo section controls the movement of the gimbal section.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 시분할 동작을 예시한 도면이다. 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 종말 추적 단계의 능동 RF 클러터를 예시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a time division operation of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention. FIG. 11 is a diagram illustrating an active RF clutter in a terminal tracking step of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

RF 센서 송신 펄스는 RF 센서의 송신출력으로 주파수합성기에서 생성한 신호를 송신기에서 증폭하고 안테나를 통해 표적을 향해 방사된다. 송신 펄스는 탐지거리 및 거리분해능에 따라 결정되는데, 라디오미터 센서와 동시에 운용하는 경우 라디오미터 센서의 표적 식별거리와 비슷한 RF 센서 탐지거리를 만족하는 송신펄스를 설계할 수 있다.The RF sensor transmit pulse is the transmit power of the RF sensor and amplifies the signal generated by the frequency synthesizer at the transmitter and radiates toward the target through an antenna. The transmission pulse is determined by the detection distance and the distance resolution. When operating simultaneously with the radiometer sensor, it is possible to design a transmission pulse that satisfies the RF sensor detection distance similar to the target identification distance of the radiometer sensor.

펄스반복율(PRI)은 단일 안테나를 사용하는 시스템의 경우 송신과 수신을 시간적으로 분리할 필요가 있으며, RF 센서의 펄스 반복 주기를 나타낸다.The pulse repetition rate (PRI) is required to separate the transmission and reception in time for a system using a single antenna, and represents the pulse repetition period of the RF sensor.

RF 센서 수신 구간은 RF 센서 획득 신호로 거리값을 추정할 수 있다면 시간축에서 수신되는 신호의 위치를 예측할 수 있다. 이때 표적 신호의 기동 및 프로세스상의 불확실성을 고려하여 유효 거리 게이팅을 수행해야 한다.The RF sensor reception interval may predict the position of the signal received on the time axis if the distance value can be estimated by the RF sensor acquisition signal. Effective distance gating should be performed in consideration of the start of the target signal and uncertainties in the process.

라디오미터 수신 구간은 라미오미터는 물체의 자연 방사 에너지를 측정하는 것으로 물체의 거리와 무관하며 사실상 수신 전구간에서 라미오미터 데이터를 수신할 수 있다. 다만, 잡음 수준의 신호를 측정하는 것이므로 RF 센서 수신 구간을 제외한 구간에서 라미오미터 신호를 획득한다.The radiometer reception interval is a meter that measures the natural radiant energy of an object and is independent of the distance of the object, and in fact can receive the meter data between the receiving zones. However, since the signal of the noise level is measured, a laminator signal is obtained in the section excluding the RF sensor receiving section.

능동 프로세싱 메모리는 RF 센서 수신 구간에서 획득한 데이터를 저장하는 메모리로 하드웨어 및 소프트웨어적으로 신호를 추출할 수 있다.The active processing memory is a memory that stores data acquired in an RF sensor receiving section, and can extract signals in hardware and software.

수동 프로세싱 메모리는 라디오미터 수신 구간에서 획득한 데이터를 저장하는 메모리로 하드웨어 및 소프트웨어적으로 신호를 추출할 수 있다.The passive processing memory is a memory that stores data acquired in the radiometer reception interval, and may extract signals in hardware and software.

시분할 기법의 운용 개념을 설명하면, 먼저 표적의 거리 추적값을 이용하여 운용되는 능동 RF 펄스 반복 구간(PRI, Pulse Repetition Interval)에 수신될 위치를 예측한다. 최초 거리 추적값은 RF 센서로 운용하여 획득한다. Referring to the operation concept of the time division technique, first, a position to be received in an active RF pulse repetition interval (PRI) operated by using a distance tracking value of a target is predicted. The initial distance tracking value is obtained by operating with an RF sensor.

다음으로 능동 RF 센서 신호의 빈 영역(Free Region)을 설정하고 능동/수동 영역 시간 축에서 분할 후 각각을 독립 메모리에 저장한다.Next, a free region of the active RF sensor signal is set, and each of them is stored in independent memory after division on the active / passive region time axis.

그리고 각각 병렬 신호처리하고 필요시 결과를 결합한다.Then parallel signal processing each and combine the results if necessary.

기존의 주파수 분할 방법은 듀플렉서(Duplexer) 즉, 대역 통과 필터로서 두 신호를 간섭없게 분리한다면, 제안하는 시분할 방법에서의 두 신호 분리는 송수신 게이팅을 통해 두 신호를 격리시킨다. 송신 펄스 게이팅은 스위치 딜레이 등의 발생하는 RF 누설 신호의 영향을 배제하기 위해 설정을 하며, 측정값을 사용하여 설정할 수 있다. RF 센서 수신 신호 영역 게이팅은 안테나 방사 패턴에 의한 부엽 신호가 수신이 되는데 도 11과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 주엽 클러터와 AR 클러터의 거리 차이를 시간 축으로 추정하고 이를 얼리 게이트(Early Gate)에 적용할 수 있다.If the existing frequency division method divides two signals without interference as a duplexer, that is, a band pass filter, the two signal separation in the proposed time division method isolates the two signals through transmission and reception gating. Transmit pulse gating is set to eliminate the effects of RF leakage signals, such as switch delay, that can be set using measured values. In the RF sensor reception signal region gating, a side lobe signal by an antenna radiation pattern is received, as shown in FIG. 11. That is, the distance difference between the main lobe clutter and the AR clutter can be estimated as the time axis and applied to the early gate.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 신호 처리를 예시한 도면이다.12 is a diagram illustrating signal processing of a search apparatus using a RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

탐색 장치는 중간주파수 수신기의 출력으로부터 신호를 획득하고 추정거리를 이용하여 라디오미터 신호구간과 RF 센서 신호구간을 분리하여 각각을 신호처리 후 결과 융합 후 하드웨어를 제어한다.The searcher acquires the signal from the output of the intermediate frequency receiver and uses the estimated distance to separate the radiometer signal section and the RF sensor signal section, and then process the hardware after the signal processing and fusion.

신호획득 동작은 라디오미터와 RF 센서 수신 신호가 혼재 되어 있는 중간주파수신기의 출력을 신호처리주기(Coherent Processing Interval, CPI) 마다 수신한다.The signal acquisition operation receives the output of the intermediate frequency signal in which the radiometer and the RF sensor received signals are mixed at every Coherent Processing Interval (CPI).

신호 분리/추출 동작은 이전 신호처리주기에서 추정한 표적 거리를 이용하여 라디오미터 센서 유효구간과 RF 센서 유효구간을 분리하여 각각의 메모리에 저장한다. In the signal separation / extraction operation, the radiometer sensor valid section and the RF sensor valid section are separated and stored in each memory using the target distance estimated in the previous signal processing cycle.

메모리#2는 라디오미터센서 유효구간 데이터 저장 메모리이다. 메모리#1는 RF 센서 유효구간 데이터 저장 메모리이다.Memory # 2 is a data storage memory of the effective range of the radiometer sensor. Memory # 1 is an RF sensor valid data storage memory.

RF 센서 신호처리 동작은 추출된 메모리#1의 데이터를 이용하여 표적 획득을 위한 RF 센서 신호를 처리한다. 예컨대, 평균, CFAR(Constant False Alarm Rate), 패턴인식 등의 일반적인 신호 처리를 수행한다.The RF sensor signal processing operation processes the RF sensor signal for target acquisition using the extracted data of the memory # 1. For example, general signal processing such as average, constant false alarm rate (CFAR), pattern recognition is performed.

라디오미터 신호처리 동작은 추출된 메모리#2의 데이터를 이용하여 표적 획득을 위한 라디오미터 신호를 처리한다. 예컨대, 평균, CFAR(Constant False Alarm Rate), 패턴인식 등의 일반적인 신호 처리를 수행한다.The radiometer signal processing operation processes the radiometer signal for target acquisition by using the data of the extracted memory # 2. For example, general signal processing such as average, constant false alarm rate (CFAR), pattern recognition is performed.

결과 융합 동작은 각각의 표적 탐지/추적 정보를 이용하여 조건에 따라 결과 융합한다.The result fusion operation uses the respective target detection / tracking information to fuse the result according to conditions.

하드웨어 제어 동작은 표적 탐지/추적 결과로부터 다음 하드웨어 제어 명령을 발생시킨다.The hardware control operation generates the next hardware control command from the target detection / tracking result.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 능수동 복합 시분할 동작을 예시한 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating an active complex time division operation of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

IF 수신기에서 RF 센서 출력과 라디오미터 센서의 출력을 획득하며, 획득한 신호는 능동 구간과 수동 구간을 분리한다. 능동 신호는 별도 처리없이 획득하여 관심 거리 셀(cell)에 대해 추출/분리하며, 수동 신호는 전체 획득 신호 중에서 거리 방향으로 능동 신호의 구간을 제거한다. 분리된 각 신호는 센서에 알맞은 표적 탐지/추적을 수행한다. 다만 수동 라디오미터 신호의 경우 남아 있는 부엽 클러터 제거를 위해 n 차 지연 라인 제거기(Delay Line Canceler)를 적용할 수 있다. An RF receiver outputs an RF sensor output and a radiometer sensor output, and the obtained signal separates an active section from a passive section. The active signal is acquired without separate processing to extract / separate the distance cell of interest, and the passive signal removes the active signal section in the distance direction among all the acquired signals. Each separated signal performs target detection / tracking appropriate to the sensor. However, in the case of the passive radiometer signal, an n-th order delay line canceler may be applied to remove the remaining side lobe clutter.

일반적으로 능동 RF 센서에 비해 수동 라디오미터 센서가 수집시간(dwell time)이 길기 때문에 수동 신호처리 1 주기가 될 때 능동 신호처리는 M 주기(M은 1보다 큰 양수)가 수행될 수 있다. 수집이 끝나 신호는 두 센서 사용 추적 결과를 결합하여 최종 표적 추적을 수행하고 갱신된 거리 추적값은 다시 신호 분리를 위해 유도 무기의 고도값과 함께 신호 분리 블록에 전달된다.In general, since the passive radiometer sensor has a longer dwell time than the active RF sensor, the active signal processing may be performed in an M period (M is a positive number greater than 1) when the passive signal processing is one cycle. At the end of the acquisition, the signal combines the tracking results from the two sensors to perform the final target tracking, and the updated distance tracking value is again passed to the signal separation block along with the altitude value of the guided weapon for signal separation.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치가 시분할 동작시 능수동 데이터를 획득하는 것을 예시한 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously obtaining functional data during time division operation according to another embodiment of the present invention.

종래의 기술은 수신기 최전단에 신호를 주파수 영역에서 분해하여 각각 신호가 이득의 손해없이 높은 격리도를 가지면서 동시에 능동/수동 센서를 운용 가능한 장점이 있지만, 두 센서 신호의 대역폭이 전체 시스템 대역폭을 나누어 사용하기에 시스템 운용 및 성능 측면에서 영향을 준다. The prior art has the advantage that the signal is decomposed in the frequency domain at the front end of the receiver so that each signal has high isolation without loss of gain and can operate an active / passive sensor at the same time, but the bandwidth of the two sensor signals divides the overall system bandwidth. In use, it affects system operation and performance.

레이더 기반의 RF 센서는 주파수 어자일(Frequency Agile)을 수행하여 전자전 대응력을 향상시키고, 광대역의 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 기법을 이용하여 고분해능 거리해상도 구현 가능하게 한다. 라디오미터 센서 또한 수신기 대역폭에 제곱근 비례하여 온도분해능을 가진다. 온도분해능이 작을수록 표적과 배경을 구분하기 유리한다.Radar-based RF sensors improve frequency response by performing frequency agile and enable high-resolution distance resolution using wideband frequency modulation (FM) techniques. Radiometer sensors also have a temperature resolution proportional to the square root of the receiver bandwidth. The lower the temperature resolution, the better it is to distinguish the target from the background.

제안하는 기술은 주파수 어자일을 넓은 영역에서 수행하여 전자전 대응력을 향상시키며, 넓은 대역폭을 이용한 주파수 변조 기법을 적용하여 고분해능의 거리해상도를 구현 가능하게 한다. 라디오미터 관점에서는 대역폭을 확장해 온도분해능 성능이 향상된다. 또한 표적 주변의 상황에 따라 시분할 기법 또는 주파수 분할 기법을 선택적으로 적용가능하며, 주파수 분할 기법은 종래의 기술과는 달리 필터 뱅크를 이용하므로 N개의 필터 중 RF 센서가 쓰는 영역 적게는 1개만 제외됨으로 종래의 기술보다 훨씬 큰 대역폭을 라디오미터 관점에서 제공하게 되고, 능동 RF 센서 역시 주파수를 처음부터 분리하지 않으므로 주파수 어자일의 자유도가 높다. 듀플렉서가 아닌 분배기(Divider)로 신호를 분리하는 것과 시분할시 수집시간에서 일부 손해를 볼 수 있다. The proposed technique improves the electronic warfare ability by performing frequency agile in a wide range, and realizes the high resolution distance resolution by applying the frequency modulation technique using the wide bandwidth. From a radio meter perspective, the bandwidth is extended to improve temperature resolution. In addition, time division or frequency division can be selectively applied according to the situation around the target. Since the frequency division scheme uses a filter bank unlike the prior art, only one area of the N filters used by the RF sensor is excluded. It offers much greater bandwidth than conventional technologies in terms of radiometers, and active RF sensors also have high frequency agile freedom because they do not separate frequencies from the start. There is some loss in acquisition time when splitting the signal with a divider rather than a duplexer and time division.

첫째 duplexer가 아닌 divider를 쓰는 데 문제가 없는 이유는 수동 센서를 쓸 시점에선 이미 충분한 RF 센서 파워가 보장된다는 점과 수동 센서는 신호의 세기보다 BFF(Beam Fill Factor, 빔폭 면적 대비 표적 면적이 차지하는 정도)가 더 중요하기 때문이다. First, there is no problem in using a divider rather than a duplexer, because at the time of using a passive sensor, sufficient RF sensor power is already guaranteed, and the passive sensor has a target area to beam fill factor (BFF) rather than signal strength. ) Is more important.

두 번째, 수집시간에서의 손해는 사실상 능동 모드 비 수신 영역은 90% 이상 대게 형성된다. 능동 모드 획득 시간은 X ms 이하이고, 수동 모드 획득 시간이 Y ms 이하이다. Y는 X의 몇 배로 설정될 수 있다. PRF는 수십 kHz에서 수십 km 이내 표적 획득이 가능하다. 송신 게이팅은 송신 펄스와 게이트를 더한 수치이다. 수신 신호 게이팅은 왼쪽 영역(표적 위치-AL위치-알파) + 오른쪽 영역(표적 위치+불확실도(알파의 몇배수)+알파)로 설정될 수 있다. 능동 운용 구간 중에 약 90%를 수동 센서 획득 구간으로 사용 가능하다, 예컨대, 1개 수동 데이터 획득마다 10개 능동 NCI(non-coherent integration) 데이터를 획득할 수 있다.Secondly, the loss in acquisition time is actually more than 90% of the active mode non-receive area. The active mode acquisition time is less than X ms and the passive mode acquisition time is less than Y ms. Y may be set to several times X. PRF can be targeted within tens of kilometers at tens of kHz. Transmit gating is the sum of the transmit pulse and the gate. The received signal gating may be set to the left region (target position-AL position-alpha) + the right region (target position + uncertainty (multiple of alpha) + alpha). About 90% of the active operating intervals can be used as passive sensor acquisition intervals, for example, 10 active non-coherent integration (NCI) data can be acquired per one passive data acquisition.

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 라디오미터 수신 경로의 필터 뱅크를 예시한 도면이다. FIG. 15 is a diagram illustrating a filter bank of a radiometer receiving path of a search apparatus using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

전체 시스템 대역폭은 N개의 필터 뱅크로 구성된다. 설명한 시분할 기법의 경우는 모든 필터 뱅크의 필터를 작동시켜 능동/수동 센서 모두 시스템 대역폭을 거의 전부 사용하는 방법이고, 탐색 장치는 주파수 기반 분할을 위해 필터 뱅크의 일부 필터만 동작할 수도 있다.The total system bandwidth consists of N filter banks. In the case of the time division scheme described, the filter of all filter banks is operated to use almost all the system bandwidth of both active and passive sensors, and the search device may operate only some filters of the filter bank for frequency-based partitioning.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치가 필터 뱅크를 이용하여 능수동 신호 주파수 분할하는 동작을 예시한 도면이다.FIG. 16 is a diagram illustrating an operation of dividing an active passive signal frequency using a filter bank by a search device using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

설명한 필터 뱅크를 이용한 주파수 격리 방법에 의하면, RF 센서가 사용할 대역폭을 표적 최대 도플러 주파수를 고려하여 설정하고 RF 출력을 송신한다. 입력된 수신 신호를 분배기를 이용하여 분리하고 필터 뱅크는 RF 센서가 사용하는 대역폭에 해당하는 필터만 제외하고 동작시킨 후 결합하여 출력한다. 능동 신호는 수동 신호 제거 없이 출력을 그대로 사용한다. 이유는 라디오미터는 잡음 수준의 자연방사 에너지를 측정하는 시스템으로 능동 수신 신호가 거의 영향을 받지 않는다.According to the frequency isolation method using the filter bank described, the bandwidth to be used by the RF sensor is set in consideration of the target maximum Doppler frequency, and the RF output is transmitted. The received signal is separated by using a splitter, and the filter bank is operated by excluding only a filter corresponding to a bandwidth used by an RF sensor and then output by combining. The active signal uses the output as is without passive signal cancellation. The reason is that the radiometer is a system that measures the level of natural radiant energy at the noise level, and the active received signal is hardly affected.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 적응형 필터 뱅크의 대역폭을 예시한 도면이다.FIG. 17 is a diagram illustrating a bandwidth of an adaptive filter bank of a search device using an RF sensor and a radiometer sensor simultaneously according to another embodiment of the present invention.

전자전 대응을 위한 RF 센서의 주파수 어자일(천이) 기능을 수행하거나 RF 센서의 주파수 사용이 상대적으로 협대역이라고 한다면 적응형 필터 뱅크를 이용한 주파수 분할 방법을 사용할 수 있다.If the frequency agile (transition) function of the RF sensor for electronic warfare is performed or if the frequency use of the RF sensor is relatively narrow band, a frequency division method using an adaptive filter bank may be used.

RF 센서가 송신에 사용할 주파수 영역을 필터 뱅크 제어부로 전달하고 수신 구간에 그 영역에만 해당되는 필터만 스위치를 끈다. 필터 뱅크 개수 및 각각의 대역폭은 RF 센서가 사용하는 파형의 형태나 주파수 할당 영역으로 구성한다.The RF sensor transmits the frequency domain to be used for transmission to the filter bank control unit, and switches off only the filter corresponding to that region in the reception interval. The number of filter banks and their respective bandwidths consist of waveform shapes or frequency allocation regions used by the RF sensor.

도 18 내지 도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 사용하는 탐색 장치의 필터 뱅크를 예시한 블록도이다.18 to 21 are block diagrams illustrating filter banks of a search apparatus using both an RF sensor and a radiometer sensor according to embodiments of the present invention.

라디오미터 신호의 경로는 시스템의 목적과 스펙 및 크기 등을 고려하여 크게 4가지의 구조로 구현될 수 있다. 필터 뱅크 내부의 필터의 종류와 스위치의 위치에 따라 그 구성은 또 다른 구성으로 될 수 있으며 본 발명에서는 그 구조를 한정하지 않는다. The path of the radiometer signal can be implemented in four structures in consideration of the purpose, specification, and size of the system. Depending on the type of filter in the filter bank and the position of the switch, the configuration may be another configuration, and the present invention does not limit the structure.

도 18을 참조하면, 스위치와 N개의 필터와 스위치를 이용하여 필터 뱅크를 구성한다. 예상되는 RF 신호를 가장 크게 억압할 수 있는 필터 경로를 선택하여 라디오미터 신호와 RF 신호를 격리하는 구조이다. 이러한 구조의 장점은 RF 신호가 시스템 대역내에서 어자일을 할 경우, 주파수가 바뀜에 따라 필터를 선택하여 라디오미터 경로 상에 RF 신호를 크게 억압할 수 있다. 하지만 필터 뱅크의 필터 대역폭에 따라 라디오미터의 대역폭이 제한될 수 있다.Referring to FIG. 18, a filter bank is configured using a switch, N filters, and a switch. It selects a filter path that can suppress the expected RF signal the most, and isolates the radiometer signal from the RF signal. The advantage of this architecture is that when the RF signal is agile in the system band, the filter can be selected as the frequency changes, greatly suppressing the RF signal on the radiometer path. However, the bandwidth of the radiometer may be limited by the filter bandwidth of the filter bank.

도 19를 참조하면, 언급한 단점을 극복하는 구조로 분배기/결합기와 스위치 및 필터를 이용하여 필터 뱅크를 구성한다. 예상되는 RF 신호의 필터 경로 스위치를 OFF 하여 그 신호를 격리하는 방법이다. Referring to FIG. 19, a filter bank is constructed using a divider / combiner, a switch, and a filter in a structure that overcomes the aforementioned disadvantages. Turn off the filter path switch of the expected RF signal to isolate the signal.

도 20을 참조하면, 필터 뱅크의 구성은 멀티플렉서(Multiplexer)를 이용하여 입력되는 주파수를 N개로 구분하고 스위치를 이용하여 주파수를 선택하게 한다. 최종적으로 결합기를 이용하여 나누어진 주파수를 결합하는 구조로 구성된다. 멀티플렉서와 결합기의 위치는 바꿀 수 있다. Referring to FIG. 20, the configuration of the filter bank divides input frequencies into N using a multiplexer and selects frequencies using a switch. Finally, it consists of a structure that combines the divided frequencies using a combiner. You can change the position of the multiplexer and combiner.

도 21을 참조하면, 도 20 구조의 결합기 대신 멀티플렉서를 이용한 구조이다. 도 20 및 도 21 구조에서는 RF 센서를 사용하지 않는 단독 라디오미터 모드 운용일 때, 모든 스위치를 ON 상태로 하여 시스템 대역폭을 거의 다 사용 할 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 21, a multiplexer is used instead of the coupler of FIG. 20. 20 and 21 have advantages in that almost all of the system bandwidth can be used by turning all the switches to the ON state in a single radiometer mode operation without using an RF sensor.

수동 수신기 내부의 필터 뱅크에 관련된 설명이다.This is related to the filter bank inside the passive receiver.

시스템에서 필요한 대역에서 다수의 대역 통과 필터 및 스위치를 이용하여 대역을 선택할 수 있다. 다수의 대역 통과 필터는 시스템의 전 대역을 통과하는 필터와 RF 센서 신호를 억압할 수 있는 다양한 대역을 가진 필터로 구성된다. 기존에는 듀플렉서나 두 개의 필터를 이용하여 RF 센서 신호와 라디오미터 신호를 분리한 반면에 본 발명에서 제안하는 구조는 RF 센서의 주파수 어자일(Agile)할 때 여러 주파수에서 대응 가능하도록 구현할 수 있다.The band can be selected using a number of band pass filters and switches in the band required by the system. Many bandpass filters consist of a filter that passes through the entire band of the system and a filter with various bands that can suppress the RF sensor signal. Conventionally, while the RF sensor signal and the radiometer signal are separated by using a duplexer or two filters, the structure proposed in the present invention can be implemented to cope with various frequencies when the frequency agile of the RF sensor is agile.

필터 뱅크를 이용하여 능동 신호가 시스템 대역 내에서 어자일(agile)을 할 경우, RF 센서 신호(레이다 신호) 주파수에 따라 억압할 수 있는 기능을 가지게 된다. 수동 모드(라디오미터 센서)만 운용하는 경우에는 전 대역을 이용한 필터 경로로 온도 민감도를 더욱 높일 수 있다.When the active signal is agile in the system band by using the filter bank, it has a function of suppressing the frequency according to the RF sensor signal (radar signal) frequency. If only the passive mode (radiometer sensor) is operating, then the full-band filter path can further increase the temperature sensitivity.

수동 수신기 내부의 필터 뱅크에 관련된 설명이다. This is related to the filter bank inside the passive receiver.

멀티플렉서(Multiplexer)를 이용한 구조이다. N개의 대역을 가진 multiplexer를 이용하여 RF 센서 신호 (레이다 신호)가 통과되는 필터 경로의 스위치를 억압하는 구조이다. 예를 들어, 2번째 필터 대역에 RF 센서 신호가 들어 올 경우에, 2번째 필터에 연결된 스위치를 OFF 하므로써, 신호를 격리할 수 있다. 이러한 구조의 장점은 시스템에서 사용되는 대역을 거의 활용할 수 있어, 수동 센서의 온도 민감도를 높일 수 있다.It is a structure using a multiplexer. This structure suppresses the switch of the filter path through which the RF sensor signal (radar signal) is passed using a multiplexer having N bands. For example, when the RF sensor signal enters the second filter band, the signal can be isolated by turning off the switch connected to the second filter. The advantage of this architecture is that it can make full use of the band used in the system, increasing the temperature sensitivity of passive sensors.

RF 센서와 라디오미터 센서를 동시에 운용가능하고, 각각 센서는 주어진 시스템 대역폭을 전부 사용 가능하다. RF 센서는 주파수 어자일(agile)을 넓은 영역에서 수행하여 전자전 대응력을 향상시킨다. 넓은 대역폭을 이용한 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 기법을 이용하여 고분해능 거리해상도 구현 가능하다. 라디오미터 센서는 (시간분할 방안) 기존 주파수 분할 기법보다 상대적으로 넓은 대역폭으로 수신하여 온도분해능 향상된다. (주파수분할 방안) 기존 주파수 분할 기법에서는 하나의 필터를 이용하여 RF 센서 신호를 격리하였으나, 본 발명에서는 필터 뱅크, 스위치, 멀티플레서 등을 활용하여 RF 센서 신호의 영향없이 (RF 센서 신호가 전자전 대응으로 어자일을 하더라도) 보다 넓은 대역에서의 라디오미터 신호 (수동 신호)를 획득 및 분석할 수 있다.The RF sensor and the radiometer sensor can be operated simultaneously, and each sensor can use all the given system bandwidth. RF sensors perform frequency agile in a wide range to improve electronic warfare. High resolution distance resolution can also be achieved using frequency modulation (Frequency Modulation) with wide bandwidth. Radiometer sensors (time division schemes) receive a wider bandwidth than conventional frequency division schemes to improve temperature resolution. (Frequency Division Scheme) In the existing frequency division scheme, the RF sensor signal is isolated using a single filter, but in the present invention, the filter bank, the switch, the multiplexer, etc. are utilized without the influence of the RF sensor signal. Even with the agile, radiometer signals (passive signals) in a wider band can be acquired and analyzed.

단일 안테나를 사용하며 RF 센서와 라디오미터를 함께 사용하는 복합센서 시스템으로, 제한된 시스템 대역폭을 효과적으로 사용하여 라디오미터 및 RF 센서의 성능을 극대화할 수 있다. 펄스 형태의 RF 센서 운용을 기본으로 하고 추정된 거리를 바탕으로 이외에 구간에서 라디오미터 획득 구간으로 사용할 수 있다. A multi-sensor system that uses a single antenna and a combination of an RF sensor and a radiometer, can effectively use the limited system bandwidth to maximize the performance of the radiometer and RF sensor. It is based on the operation of the pulsed RF sensor and can be used as a radiometer acquisition section in addition to the estimated distance.

유도 무기, 탐색 장치, 능수동 복합 센서에 포함된 구성요소들이 도 1에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.Although components included in the inductive weapon, the search apparatus, and the passive passive sensor are separately illustrated in FIG. 1, the plurality of components may be combined with each other and implemented as at least one module. The components are connected to a communication path connecting a software module or a hardware module inside the device and operate organically with each other. These components communicate using one or more communication buses or signal lines.

유도 무기, 탐색 장치, 능수동 복합 센서는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.Guided weapons, navigation devices, functional passive sensors may be implemented in logic circuitry by hardware, firmware, software, or a combination thereof, or may be implemented using a general purpose or special purpose computer. The device may be implemented using a hardwired device, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. The device may also be implemented as a System on Chip (SoC) including one or more processors and controllers.

유도 무기, 탐색 장치, 능수동 복합 센서는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.Guided weapons, search devices, and passive passive sensors may be mounted in the form of software, hardware, or a combination thereof in a computing device provided with hardware elements. The computing device includes various or all communication devices such as a communication modem for performing communication with various devices or wired and wireless communication networks, a memory for storing data for executing a program, and a microprocessor for executing and operating a program. It can mean a device.

탐색 방법은 컴퓨팅 디바이스에 의하여 수행될 수 있으며, 탐색 장치가 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The discovery method may be performed by a computing device, and a description that overlaps with a detailed description of an operation performed by the discovery device will be omitted.

도 13에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 13에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.Although each process is described as being sequentially executed in FIG. 13, this is merely illustrative, and a person skilled in the art may change the order described in FIG. 13 without departing from the essential characteristics of the exemplary embodiment of the present invention. It may be possible to apply various modifications and variations, or to execute one or more processes in parallel or to add other processes.

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.The operations according to the embodiments may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer means and may be recorded in a computer readable medium. Computer-readable media refers to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. Computer-readable media can include program instructions, data files, data structures, or a combination thereof. For example, there may be a magnetic medium, an optical recording medium, a memory, or the like. The computer program may be distributed over networked computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. Functional programs, codes, and code segments for implementing the present embodiment may be easily inferred by programmers in the art to which the present embodiment belongs.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present embodiments are for explaining the technical idea of the present embodiment, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

Claims (8)

라디오미터 센서 및 라디오주파수 센서를 동시에 사용 가능한 탐색 장치를 포함하는 유도 무기에 있어서,
상기 탐색 장치는,
라디오주파수 신호를 송신하고 반사된 라디오주파수 신호를 수신하는 라디오주파수 센서;
라디오미터 신호를 수신하는 라디오미터 센서; 및
상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서에 연결되며, (i) 상기 라디오주파수 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제1 센서 모드, (ii) 상기 라디오미터 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 단독으로 사용하는 제2 센서 모드, 및 (iii) 상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서가 상기 탐색 장치의 대역폭 전체를 함께 사용하는 제3 센서 모드 중에서 하나의 센서 모드로 변환 설정하여 상기 라디오주파수 센서 및 상기 라디오미터 센서를 제어하는 신호 제어부를 포함하며,
상기 유도 무기는 상기 탐색 장치가 추적한 표적으로 비행하는 비행체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.In a guided weapon comprising a navigation device that can use a radiometer sensor and a radiofrequency sensor simultaneously,
The search device,
A radio frequency sensor for transmitting a radio frequency signal and receiving a reflected radio frequency signal;
A radiometer sensor for receiving a radiometer signal; And
(I) a first sensor mode in which the radiofrequency sensor uses the entire bandwidth of the search device alone, and (ii) the radiometer sensor has a bandwidth of the search device connected to the radio frequency sensor and the radiometer sensor. A second sensor mode that uses the whole alone, and (iii) a third sensor mode in which the radio frequency sensor and the radiometer sensor use the entire bandwidth of the search apparatus together, and converts and sets the sensor mode to one sensor mode. A signal controller for controlling the frequency sensor and the radiometer sensor,
The guided weapon includes a flying vehicle flying to a target tracked by the search device. 제1항에 있어서,
상기 제3 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 시분할 방식 또는 주파수분할 방식을 선택적으로 적용하거나 상기 시분할 방식 및 상기 주파수분할 방식을 함께 적용하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the third sensor mode,
The signal controller selectively applies a time division method or a frequency division method, or applies the time division method and the frequency division method together. 제1항에 있어서,
상기 신호 제어부는 듀플렉서가 아닌 분배기를 통해 상기 수신한 라디오주파수 신호 및 상기 수신한 라디오미터 신호를 복수의 경로로 분배하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
And the signal controller distributes the received radio frequency signal and the received radiometer signal through a plurality of paths through a divider rather than a duplexer. 제1항에 있어서,
상기 제1 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하지 않고 상기 라디오주파수 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the first sensor mode,
And the signal controller processes the radio frequency signal without applying a filter bank for separating a plurality of frequency bands. 제1항에 있어서,
상기 제2 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하여 상기 라디오미터 신호에 대응하는 전체의 주파수 필터를 동작시켜 상기 라디오미터 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the second sensor mode,
The signal controller applies a filter bank for separating a plurality of frequency bands to operate the entire frequency filter corresponding to the radiometer signal to process the radiometer signal. 제1항에 있어서,
상기 제3 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하지 않고 상기 라디오주파수 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the third sensor mode,
And the signal controller processes the radio frequency signal without applying a filter bank for separating a plurality of frequency bands. 제1항에 있어서,
상기 제3 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 복수의 주파수 대역을 분리하는 필터 뱅크를 적용하여 상기 라디오미터 신호에 대응하는 일부의 주파수 필터만 동작시켜 상기 라디오미터 신호를 처리하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the third sensor mode,
And the signal controller applies a filter bank that separates a plurality of frequency bands to operate only a part of frequency filters corresponding to the radiometer signal to process the radiometer signal. 제1항에 있어서,
상기 제3 센서 모드에서,
상기 신호 제어부는 상기 라디오주파수 센서를 통해 추정된 거리를 이용하여 시간 축에서 상기 수신한 라디오주파수 신호 및 상기 수신한 라디오미터 신호를 분리하고 스케줄링하는 것을 특징으로 하는 유도 무기.The method of claim 1,
In the third sensor mode,
And the signal controller separates and schedules the received radio frequency signal and the received radiometer signal from a time axis using the distance estimated by the radio frequency sensor.

Images