KR20170024323A - 다변측정 감시시스템용 질문송신장치 - Google Patents

Abstract

개시된 기술은 다변측정 감시시스템용 질문송신장치에 관한 것으로, 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체 및 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 생성하는 질문신호 발생부; 상기 모드 A 질문신호, 상기 모드 C 질문신호 및 상기 모드 S 질문신호를 무선 송신을 위한 주파수 대역으로 변환하는 주파수 변환부; 상기 변환된 질문신호를 고전력 레벨로 증폭하는 고출력 증폭부; 소정의 알고리즘을 이용하여 질문신호의 패턴을 결정하고 상기 질문신호를 제어하는 제어부; 및 질문송신장치의 시각을 동기화하는 정밀시각 동기부;를 포함한다. 따라서, 지상에 설치된 복수의 수신장치에서 복수의 응답을 검출할 때 통제된 응답을 유도하여 이동체에 대한 측위 정밀도를 개선하는 효과를 제공한다.

Description

다변측정 감시시스템용 질문송신장치 {INTERROGATOR OF THE MULTILATERATION}

개시된 기술은 다변측정 감시시스템용 질문송신장치에 관한 것이다.

다변측정 감시시스템은 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 A 질문신호를 송신하고, 이동체로부터 상기 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 A 질문신호에 대한 응답신호를 유도하여 지상에 설치된 복수개의 수신장치에서 수신하고, 중앙처리장치에서 상기 이동체에 대해 3차원 공간에서의 정밀위치를 측위하는 시스템을 말한다.

한편, 상기 다변측정 감시시스템은 상기 질문신호들을 송신하는 질문송신장치를 포함한다. 상기 질문송신장치는 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 감시영역 내로 침입하는 이동체로부터 모드 A, 모드 C 및 모드 S 응답신호를 유도하기 위해 상기 이동체를 향해 모드 A, 모드 C 및 모드 S 질문신호를 송신한다.

그러나, 질문송신장치에서 송신되는 질문신호가 적절한 절차를 따르지 않게 되면 3차원 공간의 감시영역 내에 이미 존재하는 이동체와 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체 사이에 충돌이 발생할 수 있고, 지상에 설치되는 복수의 수신장치에서는 동기 가블과 비동기 프루츠(False Replies From Unsynchronized Interrogator Transmission) 현상으로 인해 복수의 신호가 중첩되어 수신신호 간 변별력이 떨어지게 된다. 더 나아가서는 복수의 신호 수신으로 인해 연산처리량이 증가되어 결과적으로 항적처리 속도가 느려지는 문제점이 발생한다.

다변측정 감시시스템에 대한 종래기술로는 한국 공개특허 제10-2011-0095637호 (발명의 명칭 : 항공기 충돌방지 통신시스템)가 있다.

개시된 기술은 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 송신하는 질문송신장치를 제공하는데 있다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체 및 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 생성하는 질문신호 발생부, 상기 모드 A 질문신호, 상기 모드 C 질문신호 및 상기 모드 S 질문신호를 무선 송신을 위한 주파수 대역으로 변환하는 주파수 변환부, 상기 변환된 질문신호를 고전력 레벨로 증폭하는 고출력 증폭부, 소정의 알고리즘을 이용하여 질문신호의 패턴을 결정하고 상기 질문신호를 제어하는 제어부 및 질문송신장치의 시각을 동기화하는 정밀시각 동기부를 포함하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치를 제공하는데 있다.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

개시된 기술의 일 실시예에 따르면 다변측정 감시시스템용 질문송신장치는 각 모드별 질문신호를 송신하고 지상에 설치된 복수의 수신장치에서 복수의 응답을 검출할 때 통제된 응답을 유도하여 이동체에 대한 측위 정밀도를 개선하는 효과를 제공한다.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 질문송신장치에 대한 블록도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에서 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체를 나타낸 도면이다.
도 4는 개시된 기술에서 질문송신장치가 3차원 공간의 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 송신하는 위스퍼 샤웃 질문 송신전력을 나타낸 도면이다.
도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 질문송신장치의 질문신호 발생부에 대한 블록도이다.
도 6은 개시된 기술의 일 실시예에서 질문신호 발생부의 위스퍼 샤웃 발생부에 대한 도면이다.
도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 위스퍼 샤웃 발생부에서 합성되어 얻어지는 위스퍼 샤웃 질문신호를 나타낸 도면이다.
도 8은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 위스퍼 샤웃 감시주기를 나타낸 도면이다.
도 9는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 감시영역에서의 질문 시퀀스 흐름을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.

제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.

그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 질문송신장치에 대한 블록도이다. 도 1 을 참조하면 질문송신장치는, 질문신호 발생부, 주파수 변환부, 고출력 증폭부, 제어부 및 정밀시각 동기부를 포함한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 개시된 기술의 일 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

개시된 기술의 일 실시예에 따른 질문송신장치는 다변측정 감시시스템에서 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체로부터 모드 A 응답신호, 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호를 유도하여 지상에 설치된 복수의 수신장치(501-504)에서 수신되는 이동체의 응답신호의 도착시간을 계산하여 이동체에 대해 정밀 측위를 수행하기 위해, 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체에 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 송신하여 감시영역별로 효과적으로 질문신호를 송신한다.

상기 질문송신장치(100)는 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 이용하여 다변측정 감시시스템에서 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체를 향해 상기 질문신호를 송신하여 순차적으로 응답을 유도함으로써, 지상에 설치된 복수의 수신장치(501-504)에서 모드 A, 모드 C 및 모드 S 트랜스폰더를 탑재한 이동체로부터의 응답신호를 수신하여, 수신된 신호의 동기 가블과 비동기 프루츠로 인한 수신신호 중첩현상을 최소화하고 이동체간의 충돌을 회피할 수 있도록 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체를 감지할 수 있으며, 항공물류의 흐름을 원활하게 하는데 도움을 줄 수 있다.

상기 질문송신장치(100)는 다변측정 감시시스템의 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체에 대해 위스퍼-샤웃 질문송신방식으로 모드 A 질문과 모드 C 질문을 순차적으로 수행하는 질문제어방식과, 모드 S 질문을 개별적으로 수행하는 질문제어방식으로, 감시대상인 이동체에 대하여 응답신호를 유도하여, 복수의 수신장치에서 응답신호의 수신시각을 측정하여 이동체의 위치를 정밀 측위하여 항공 안전성을 향상시킬 수 있다.

상기 질문송신장치(100)는 다변측정 감시시스템에서 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체에 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 송신하고, 질문송신장치의 질문송신시각을 정밀측정하여 중앙처리장치에 전달함으로써 이동체에 대한 측위 정밀도를 개선하여 다변측정 감시시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 질문신호 발생부(110)는 상기 중앙처리장치(600)의 질문신호 스케줄링부(미도시)로부터 질문 스케줄 정보를 전달받아, 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 발생한다.

상기 주파수 변환부(120)는 상기 질문신호 발생부(110)의 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 무선송신에 적합한 신호 대역으로 주파수 변환한다. 한편, 여기에서 상기 모드 A, 모드 C 및 모드 S 는 항공용 트랜스폰더 모드에 포함되는 것으로, 상기 모드 S는 모드 A/C와 서로 호환된다.

상기 고출력 증폭부(130)는 상기 주파수 변환부(120)에서 무선신호 대역으로 주파수 변환된 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 고전력 레벨로 증폭한다.

상기 제어부(140)는 질문신호 패턴을 소정의 알고리즘에 의해 발생하여, 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체(200, 300) 에 대해서 이동체(200, 300)의 응답을 유도하는 질문을 수행하고, 질문송신신호의 송신시각을 스케줄 하여 질문신호 송신시각을 결정하고, 감시영역내의 이동체(200, 300)와 감시영역내로 침입하는 이동체(200, 300)를 향해 위스퍼-샤웃 질문제어방식으로 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 송신하며, 질문신호 송신시각을 상기 중앙처리장치(600)에 전달한다.

상기 정밀시각 동기부(150)는 상기 복수의 수신장치(501-504) 중 상기 질문송신장치(100)와 인접하여 배치된 복수의 수신장치 중 임의의 하나로부터의 시각동기 신호와 질문송신장치에 내장된 GNSS 수신장치로부터의 1PPS 신호 중 어느 하나를 전달받아, 상기 정밀시각 동기부를 구성하는 정밀기준신호 발생부와 위상동기 되어 정밀시각 동기신호를 발생하여, 상기 질문신호 발생부(110)와 상기 주파수 변환부(120)에 전달하여 상기 질문송신장치(100)의 정밀시각 동기를 수행한다.

상기 점검부(160)는 상기 질문신호 발생부(110), 상기 주파수 변환부(120), 상기 고출력 증폭부(130), 상기 제어부(140) 및 상기 시각 동기부(150)의 동작상태, 도어 잠금상태, 전원상태, 송신출력전력 상태 등을 점검하여 LED 나 LCD 및 기타 국부원격제어장치 등을 통해 표현한다.

도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면 상기 다변측정 감시시스템은 질문송신장치(ITX; interrogating transmitter)(100), 기준감시트랜스폰더(RMT; reference and monitoring transponder)(400), 최소 4대 이상의 복수의 수신장치(RU: receiver unit)(501-504), 중앙처리장치(CPS; central processing system)(600), 통제감시장치(CMS; control and monitoring system)(700)를 포함한다.

상기 질문송신장치(100)는 단독으로 구성되거나 복수의 수신장치(501-504)와 인접하여 구성할 수 있으며, 두 경우 모두 복수의 수신장치(501-504) 중 임의의 하나의 수신장치로부터 시각동기신호를 전달받아 시스템 동기가 되도록 구성된다.

상기 질문송신장치(100)는, 모드 A, 모드 C 및 모드 S 트랜스폰더를 탑재한 복수의 이동체(200, 300)를 향해 항공교통관제 시스템에서 사용되는 2차 감시레이더(SSR: secondary surveillance radar)가 질문하는 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호와 모드 S 질문신호를 송신한다. 즉, 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 복수의 이동체(200, 300)에 대해, 상기 질문송신장치(100)는 신뢰성 있는 소정의 질문 알고리즘으로, 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호를 송신하여 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호를 유도한다.

상기 질문송신장치(100)는, 지상에 설치된 복수의 수신장치(501-503)에서 수신된 복수의 이동체(200, 300)로 부터의 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호의 중첩현상인 동기 가블과 비동기 프루츠(FRUIT: false replies from unsynchronized interrogator transmission) 현상을 최소화하기 하기 위해, 위스퍼-샤웃 질문송신방식으로 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호를 송신한다.

이에 따라 지상의 복수의 수신장치(501-504)에서 순차적으로 검출하도록 응답신호를 유도하고, 상기 복수의 수신장치(501-504)에서 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호를 검출 및 디코딩하여 중앙처리장치(600)에서 복수의 이동체(200, 300)에 대한 측위 정밀도를 향상시켜, 항공 안전성을 향상시키는 역할을 수행한다.

상기 기준감시트랜스폰더(400)는 임의의 공지된 위치에 배치되어, 다변측정 감시시스템의 시각동기를 위한 기준신호를 송신하고 무결성 검사를 위해 질문신호 수신하여 이를 다시 감시신호로 변환하여 무선으로 송신함으로써 다변측정 감시시스템의 측위 신뢰성을 향상시키는 역할을 수행한다.

상기 복수의 수신장치(501-504)는 임의의 공지된 위치에 이격하여 배치되며, 상기 기준감시트랜스폰더(400)로부터 기준감시신호를 수신하여, 상기 복수의 수신장치(501-504)간의 시각동기를 수행하고, 상기 복수의 수신장치(501-504) 중 임의의 하나의 수신장치는 상기 질문송신장치(100)와 인접하여 배치되어, 상기 복수의 수신장치(501-504)에서 기준감시트랜스폰더(400)의 시각동기 신호에 동기된 시각동기 신호를 출력하여 상기 질문송신장치(100)에 전달하여 질문송신장치(100)의 정밀시각동기신호로 이용된다.

상기 기준감시트랜스폰더(400)가 오동작하거나 전원문제로 인해 동작하지 않거나, 동작불능상태이거나, 성능이 이상이 있을 경우 상기 수신장치 내에 내장된 위성항법장치인 GNSS 수신장치를 이용하여 GNSS 위성(800)신호를 수신하여 시각동기신호로 이용한다.

상기 중앙처리장치(600)는 다변측정 감시시스템의 질문송신신호를 제어하기 위한 질문 스케줄 정보를 발생하여, 상기 질문송신장치(100)에 전달한다. 상기 질문송신장치(100)는 상기 중앙처리장치(600)의 질문 스케줄 정보를 전달받아 위스퍼-샤웃 송신기능을 이용하여 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 송신과 모드 S 질문신호를 송신한다.

상기 통제감시장치(700)는 상기 중앙처리장치(600)에서 복수의 이동체(200, 300)에 대해 항적연산 처리된 데이터를 전달받아, 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체(200, 300)의 항적을 현시하고, 다변측정 감시시스템을 구성하는 상기 질문송신장치(100)와 상기 복수의 수신장치(501-504)와 상기 기준감시트랜스폰더(400)와 상기 중앙처리장치(600) 등을 통제하고 감시하는 역할을 수행한다.

도 3은 개시된 기술의 일 실시예에서 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체와 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면 질문송신장치(100)는 위스퍼-샤웃 질문제어를 통해 효율적으로 감시영역 관리를 수행한다.

여기에서 위스퍼-샤웃 질문 기능은 각각의 감시주기 동안, 질문송신장치(100)의 질문송신전력을 소정의 전력 레벨로 나누고 질문순서를 제어하여 각각의 감시영역내의 이동체(200, 300)에 질문을 수행하는 것을 의미한다.

일 실시예로, 상기 질문송신장치(100)는 가장 가까운 이동체(200, 300)를 향해 우선적으로 질문신호를 송신하고, 점진적으로 질문송신전력을 증가시키면서 질문범위를 증가시키거나, 원거리의 이동체(200, 300)를 향해 우선적으로 질문신호를 송신하고 점진적으로 질문송신전력을 감소시키면서 질문범위를 감소시킬 수 있다.

위스퍼-샤웃 질문신호 송신은 각각의 감시영역에 침입하는 이동체(200, 300)를 검출할 수 있는 질문송신장치(100)의 질문 감시영역(WS 커버리지 whisper-shout coverage)을 결정한다.

한편, 상기 질문송신장치(100)의 질문 감시영역(WS 커버리지)은 억제펄스 S1과 질문펄스 P1, P3 및 P4의 펄스신호로 구성하여 송신함으로써 각 감시영역에 침입하는 이동체(200, 300)에 대해 결정한다.

억제펄스 S1과 질문펄스 P1, P3 및 P4 의 전력레벨 차인 WS 커버리지를 제어하여 각각의 감시영역에 침입하는 이동체(200, 300) 수를 제어한다.

저밀도의 트래픽 환경에서 억제펄스 S1 레벨은 질문펄스 P1, P3 및 P4 보다 수 10 dB 이하로 낮게 송신하고, 고밀도의 트래픽 환경에서 복수의 이동체(200, 300)에 대해 보다 세밀하게 질문하기 위해 억제펄스 S1 레벨을 질문펄스 P1, P3 및 P4 보다 수 dB 낮게 송신되도록 스케줄 한다.

도 4는 개시된 기술에서 질문송신장치(100)가 3차원 공간의 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 송신하는 위스퍼 샤웃 질문 송신전력을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면 질문송신장치(100)에서 가장 가까운 감시영역을 커버하는 질문신호 IR1은 억제펄스 S1을 송신하지 않으며, 질문신호 IR1을 제외한 N-1개의 질문신호 IR2, IR3, …, IRN은 억제펄스 S1과 질문펄스 P1, P3 및 P4 의 전력레벨차인 WS 커버리지를 제어하여 위스퍼-샤웃 기능이 수행된다.

질문송신장치(100)에서 송신되는 N 번째 질문송신신호 IRN은, WS 커버리지의 원 면적이 가장 넓으므로, 복수의 이동체(200, 300)가 존재할 확률이 높아, 중앙처리장치(600)로부터의 질문 스케줄 정보에 따라, 억제펄스 S1과 질문펄스 P1, P3 및 P4 의 전력레벨 비(WS 커버리지)를 작게 설정하여, 다변측정 감시시스템에서 모드 A 응답신호, 모드 C 응답신호의 동기가블과 비동기 프루츠 중첩을 피하도록 함으로써, 복수의 이동체(200, 300)의 검출 확율을 향상시킬 수 있다.

도 5는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 질문송신장치의 질문신호 발생부에 대한 블록도이다. 도 5를 참조하면 상기 질문신호 발생부(110)는 모드 A/C 질문신호 발생부(111), 모드 S 질문신호 발생부(112), 위스퍼-샤웃 발생부(113), 디지털 가변감쇠부(114)와 질문신호 합성부(115)를 포함한다.

상기 질문신호 발생부(110)는 상기 중앙처리장치(600)의 질문신호 스케쥴링부(미도시)로부터 질문 스케줄 정보를 전달받아, 상기 모드 A/C 질문신호 발생부(111)에서 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호를 발생하고, 모드 S 질문신호 발생부(112)에서 모드 S 질문신호를 발생한다.

그리고 상기 위스퍼-샤웃 발생부(113)는 상기 모드 A/C 질문신호 발생부에서 발생된 모드 A/C 질문신호를 전달받아 위스퍼-샤웃 질문신호 패턴을 구성한다.

한편, 상기 디지털 가변감쇠부(114)는 상기 모드 S 질문신호 발생부(112)에서 발생된 모드 S 질문신호를 각각 주기적으로 소정의 감쇠범위로 가변시킨다.

상기 질문신호 합성부(115)는 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 소정의 시간차를 갖도록 합성하여 주파수변환부(120)에 전달한다.

도 6은 개시된 기술의 일 실시예에서 질문신호 발생부의 위스퍼 샤웃 발생부에 대한 도면이다. 도 6을 참조하면 상기 위스퍼-샤웃 발생부(113)는 모드 A/C 질문신호를 억제펄스 S1을 포함하여 질문펄스 P1, P3 및 P4을 각각 발생하여 펄스신호 합성부(1132)에서 위스퍼-샤웃 질문신호를 형성한다.

도 7은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 위스퍼 샤웃 발생부에서 합성되어 얻어지는 위스퍼 샤웃 질문신호를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면 위스퍼-샤웃 질문신호는, 가장 낮은 레벨의 질문신호를 제외하고, 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 이동체(200, 300) 트래픽 밀도에 따라, 질문펄스 P1, P3 및 P4 보다 전력레벨이 수 dB에서 수 10 dB 이하로 낮은 억제펄스 S1를 질문펄스 P1, P3 및 P4 보다 2 us 위치에서 먼저 송신하여 수행된다.

억제펄스 S1은 복수의 이동체(200, 300)가 질문펄스 P1, P3 및 P4 를 검출할 경우에만 응답할 수 있도록, 질문펄스 P1, P3 및 P4 보다 낮은 전력레벨로 송신한다.

도 8은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 위스퍼 샤웃 감시주기를 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면 위스퍼-샤웃 감시주기는, 하나의 질문 시퀀스가 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 복수의 이동체(200, 300)에 적용된다.

일 실시예로, 상기 질문송신장치(100)에서 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호가 복수의 이동체(200, 300)에 송신되고, 상기 복수의 이동체(200, 300)로부터 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호의 추적 처리가 마지막으로 수행되는 시간 동안이 상기 감시주기일 수 있다.

상기 질문송신장치(100)가 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 복수의 이동체(200, 300)에 대해 질문신호 IRN을 순차적으로 송신하면, 복수의 이동체(200, 300)는 일정시간이 경과한 후 응답신호 RPN을 순차적으로 송신한다.

질문신호 IRN과 응답신호 RPN은 상기 복수의 수신장치(RU)와 상기 중앙처리장치(600)의 응답신호 처리시간을 고려하여 일정주기로 관리되도록 스케줄 한다. 위스퍼-샤웃 감시주기의 질문 시퀀스가 완료되고, 응답신호의 연산처리 데이터가 중앙처리장치(600)에 저장된 된 후, 상기 복수의 이동체에 대한 표적 갱신처리가 시작된다.

도 9는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템의 감시영역에서의 질문 시퀀스 흐름을 나타낸 순서도이다. 도 9를 참조하면 위스퍼-샤웃 감시주기에 따라 질문신호가 송신되고 상기 복수의 이동체에 대한 항적연산처리가 완료되기까지 상기 질문송신장치(100)와 상기 복수의 수신장치(501-504) 및 상기 중앙처리장치(600)의 연동에 따른 위스퍼-샤웃 질문 시퀀스의 흐름을 확인할 수 있다.

앞서 도 2를 통해 설명한 바와 같이 다변측정 감시시스템에서의 질문송신장치(100)로부터 하나의 질문 시퀀스가 상기 복수의 이동체(200, 300)를 향해 송신되면, 상기 질문송신장치(100)는 (S110) 절차에 따라 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호의 송신전력을 초기화한다.

그리고, (S120) 절차에 따라 상기 질문송신장치(100)는 최대 또는 최소의 전력으로 질문신호 송신전력을 설정하여 3차원 공간의 감시영역내의 이동체와 감시영역내로 침입하는 복수의 이동체(200, 300)를 향해 모드 A 질문신호와 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 송신한다.

한편, (S130) 절차에 따라 상기 복수의 이동체(200, 300)로부터 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호를 상기 복수의 수신장치(501-504)에서 수신하여, 상기 중앙처리장치(600)에서 상기 복수의 이동체(200, 300)의 항적을 추정한다.

그리고, (S140) 절차에 따라 상기 중앙처리장치(600)에서 상기 복수의 이동체(200, 300)의 항적범위를 결정하고, (S150) 절차에 따라 상기 중앙처리장치(600)에서 상기 복수의 이동체(200, 300)의 항적범위가 소정의 제한범위 이내인지를 판정한다.

만약, 상기 (S150) 절차에서 상기 복수의 이동체의 항적범위가 소정의 제한범위와 동일하지 않을 경우 상기 (S120)~(S150)의 절차를 반복수행하며, 상기 (S150) 절차에서 상기 복수의 이동체의 항적범위가 소정의 제한범위 이내인 경우 (S160) 절차에 따라 상기 질문송신장치(100)의 질문신호 송신전력을 소정의 레벨로 감소시키거나 증가시킬 수 있다.

한편, (S170) 절차에 따라 상기 (S160) 절차에 따른 질문신호 송신전력을 송신하며, (S180) 절차에 따라 상기 복수의 이동체(200, 300)로부터 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호가 검출되었을 경우, 상기 (S140) ~ (S180) 절차를 반복수행한다.

만약, 상기 (S180) 절차에 따라 상기 복수의 이동체(200, 300)로부터 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호가 검출되지 않았다면, (S190) 절차에 따라 상기 질문송신장치(100)의 질문신호 송신전력을 소정의 레벨로 증가 또는 감소하여 (S170) 절차를 반복하면서 상기 복수의 이동체(200, 300)로부터의 모드 A 응답신호와 모드 C 응답신호 및 모드 S 응답신호를 검출한다.

따라서, 상술한 단계를 수행함에 따라 통제된 응답을 유도하여 이동체에 대한 측위 정밀도를 개선하는 효과를 제공할 수 있다.

개시된 기술의 일 실시예에 따른 다변측정 감시시스템용 질문송신장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 질문송신장치 200 : 항공기
300 : 지상이동차량 400 ; 기준감시트랜스폰더
501~504 : 복수의 수신장치 600 : 중앙처리장치
700 : 통제감시장치 800 : GNSS 위성

Claims (5)

1. 3차원 공간의 감시영역 내의 이동체 및 상기 감시영역 내로 침입하는 이동체에 대해 모드 A 질문신호, 모드 C 질문신호 및 모드 S 질문신호를 생성하는 질문신호 발생부;
   상기 모드 A 질문신호, 상기 모드 C 질문신호 및 상기 모드 S 질문신호를 무선 송신을 위한 주파수 대역으로 변환하는 주파수 변환부;
   상기 변환된 질문신호를 고전력 레벨로 증폭하는 고출력 증폭부;
   소정의 알고리즘을 이용하여 질문신호의 패턴을 결정하고 상기 질문신호를 제어하는 제어부; 및
   질문송신장치의 시각을 동기화하는 정밀시각 동기부;를 포함하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다변측정 감시시스템용 질문송신장치는,
   상기 질문신호 발생부, 상기 주파수 변환부, 상기 고출력 증폭부, 상기 제어부 및 상기 정밀시각 동기부의 동작상태, 도어 잠금상태, 전원상태 및 송신출력 상태 중 적어도 하나를 점검하는 점검부를 포함하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 질문신호 발생부는,
   중앙처리장치로부터 질문 스케줄 정보를 전달받아 위스퍼 샤웃 질문 시퀀스를 수행하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 질문신호 발생부는,
   모드 A/C 질문신호를 생성하는 모드 A/C 질문신호 발생부;
   모드 S 질문신호를 생성하는 모드 S 질문신호 발생부;
   질문 스케줄 정보에 따른 위스퍼 샤웃 질문 시퀀스를 수행하는 위스퍼 샤웃 발생부;
   소정의 감쇠값으로 질문신호를 가변하는 디지털 가변 감쇠부; 및
   상기 질문신호를 합성하는 질문신호 합성부;를 포함하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 질문신호 발생부는,
   상기 모드 A/C 질문신호를 억제펄스와 소정의 질문펄스열로 구성하고 소정의 감쇠값으로 가변하는 다변측정 감시시스템용 질문송신장치.

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