KR101149120B1 - Antenna Control unit having satellite search function and method for searching satellite using therefor - Google Patents
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Abstract
위성 통신에 대한 전문 지식이 없는 상태에서도 정확한 위성 지향이 가능하도록 한 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법이 제시된다. 제시된 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치는 목표 위성 정보를 입력받는 입력부; 입력부로 입력된 목표 위성 정보, 및 위성 안테나의 위치정보를 근거로 지향각을 연산하는 연산부; 및 연산부에서 연산된 지향각의 오차 범위 내에서 위성을 검색하고, 검색된 위성 중에서 최대 수신신호 세기를 갖는 위성의 지향각을 목표 위성 위치로 설정하여 위성 안테나를 목표 위성 위치로 이동하도록 제어하는 제어부를 포함한다.An antenna control apparatus having a satellite search function capable of accurate satellite orientation even in the absence of expertise in satellite communication and a satellite search method using the same are presented. An antenna control apparatus having a satellite search function includes an input unit for receiving target satellite information; An operation unit for calculating a steering angle based on the target satellite information input to the input unit and the position information of the satellite antenna; And a control unit for controlling the satellite antenna to move to the target satellite position by setting the steering angle of the satellite having the maximum received signal strength among the searched satellites to the target satellite position within the error range of the steering angle calculated by the calculating unit .
Description
본 발명은 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동형 위성통신 지구국 시스템에 사용하는 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna control apparatus having a satellite search function and a satellite search method using the same, and more particularly, to an antenna control apparatus having a satellite search function used in a mobile satellite communications earth station system and a satellite search method using the same .
최근, 정보통신기술의 발달로 개인용 휴대 단말기(예를 들면, PDA, 휴대폰 등), 무선랜(wireless LAN) 등에 사용되는 무선의 디지털 통신 기술이 비약적으로 발달하였고, 현재는 이러한 기술이 적용된 각종 기기가 보편화 되어 있다.BACKGROUND ART [0002] With the recent development of information and communication technology, wireless digital communication technology used for personal portable terminals (e.g., PDA, mobile phone, etc.) and wireless LAN has developed remarkably. .
무선 디지털 통신 기술을 사용하는 위성통신은 인공위성을 중계기로 사용한다. 종래의 위성통신은 국제전화나 텔레비전 중계 등의 분야에 한정되어 사용되었다. 위성통신은 고속의 대용량 통신이 가능하고, 넓은 범위에서 통신이 가능하고, 지형에 따른 통신 성능에 차이가 없으며, 재해 발생시에도 제약을 받지 않는 장점이 있다. 그에 따라, 데이터 통신, 원격 데이터의 수집, 컴퓨터 통신, 종합 유선 방송(CATV) 등 영상프로그램 분배 등의 다양한 분야에서 위성통신을 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Satellite communications using wireless digital communication technology use satellites as repeaters. Conventional satellite communication has been used only in fields such as international telephone and television relay. The satellite communication is capable of high-speed large-capacity communication, is capable of communication over a wide range, has no difference in communication performance according to the terrain, and is not restricted in the event of a disaster. Accordingly, researches for applying satellite communication in various fields such as data communication, remote data collection, computer communication, and distribution of video programs such as general cable broadcasting (CATV) have been actively conducted.
그러나, 위성통신에 사용되는 통신위성은 적도 상공 약 3만 5800킬로미터(km)상에 위치하여 위성신호를 송신하므로, 위성안테나의 위성을 향한 고도의 지향성이 요구되고 조금이라도 지향성이 낮아지는 경우에는 신호의 수신율이 현저하게 저하된다. 그러므로, 위성통신에서는 위성안테나의 신호수신 방향과 위성신호의 최대 점을 찾아 일치시키는 것(즉, 위성안테나의 지향성 확보)이 중요한 문제가 된다.However, since the communication satellite used for satellite communication is located on the 38,500 km (km) above the equator to transmit a satellite signal, if a high directivity toward the satellite of the satellite antenna is required and the directivity is slightly lowered The reception ratio of the signal is remarkably lowered. Therefore, in the satellite communication, it is an important problem to match the signal receiving direction of the satellite antenna and the maximum point of the satellite signal (that is, to secure the directivity of the satellite antenna).
일반적으로, 위성의 탐색은 사람이 직접 안테나를 움직이면서 고가의 계측기를 사용하여 실제 사용하고자 하는 위성의 방향으로 향하도록 안테나의 지향각을 조정하는 방법이 사용된다. 이러한 종래의 위성 탐색 방법은 안테나의 지향각을 조정하기 위해 전문적인 지식이 필요로 하게 되어, 일반 사용자가 위성 통신 시스템을 구축하여 사용하는데 많은 어려움이 따르는 문제점이 있다.Generally, a method of adjusting the directivity angle of the antenna so that the person directs the antenna and directs it toward the satellite to be actually used by using an expensive measuring instrument is used. Such a conventional satellite search method requires expert knowledge to adjust the orientation angle of the antenna, and thus there is a problem that a general user has difficulty in constructing and using a satellite communication system.
본 발명은 종래기술의 문제점을 감안하여 고안된 것으로, 그 목적은 위성 통신에 대한 전문 지식이 없는 상태에서도 정확한 위성 지향이 가능하도록 한 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an antenna control apparatus having a satellite search function capable of accurate satellite orientation even in the absence of expertise in satellite communication and a satellite search method using the same have.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치는, 목표 위성 정보를 입력받는 입력부; 입력부로 입력된 목표 위성 정보, 및 위성 안테나의 위치정보를 근거로 지향각을 연산하는 연산부; 및 연산부에서 연산된 지향각의 오차 범위 내에서 위성을 검색하고, 검색된 위성 중에서 최대 수신신호 세기를 갖는 위성의 지향각을 목표 위성 위치로 설정하여 위성 안테나를 목표 위성 위치로 이동하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an antenna control apparatus having a satellite search function, including: an input unit receiving target satellite information; An operation unit for calculating a steering angle based on the target satellite information input to the input unit and the position information of the satellite antenna; And a control unit for controlling the satellite antenna to move to the target satellite position by setting the steering angle of the satellite having the maximum received signal strength among the searched satellites to the target satellite position within the error range of the steering angle calculated by the calculating unit .
GPS 위성 및 방위 센서와 데이터를 송수신하는 송수신부를 더 포함하고, 연산부는 GPS 위성 및 방위 센서로부터 수신한 데이터에 근거하여 위성 안테나의 위치정보를 연산한다.And a transmission and reception unit for transmitting and receiving data to and from the GPS satellite and the azimuth sensor, and the computing unit computes the position information of the satellite antenna based on the data received from the GPS satellite and the azimuth sensor.
연산부는 방위각 및 앙각을 포함하는 지향각을 연산한다.The arithmetic unit calculates a steering angle including an azimuth angle and an elevation angle.
제어부는, 연산부에서 연산한 앙각에 위성 안테나를 고정하고, 연산부에서 연산한 방위각의 오차범위 내에서 위성 안테나를 이동시키며 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하도록 제어한다.The control unit fixes the satellite antenna to the elevation angle calculated by the arithmetic unit, moves the satellite antenna within an error range of the azimuth calculated by the arithmetic unit, and controls the intensity of the received satellite signal to be measured.
제어부는, 세기가 가장 큰 위성 신호가 수신되는 방위각에 위성 안테나를 고정하고, 연산부에서 연산한 앙각의 오차범위 내에서 위성 안테나를 이동시키며 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하도록 제어한다.The controller fixes the satellite antenna at an azimuth angle at which the satellite signal having the strongest intensity is received, moves the satellite antenna within an error range of the elevation angle calculated by the arithmetic unit, and measures the intensity of the satellite signal received.
제어부의 제어에 따라 위성 신호의 세기를 측정하는 측정부; 및 측정부에서 측정된 위성 신호의 세기를 측정된 위치의 방위각 또는 앙각과 연계하여 저장하는 저장부를 더 포함한다.A measuring unit measuring the intensity of the satellite signal under the control of the control unit; And a storage unit for storing the intensity of the satellite signal measured by the measuring unit in association with the azimuth or elevation angle of the measured position.
입력부는 목표 위성의 경도를 포함하는 목표 위성 정보를 입력받는다.The input unit receives target satellite information including the hardness of the target satellite.
제어부의 제어에 따라 위성 안테나를 구동하는 모터부를 더 포함하되, 모터부는 분배회로 및 계수회로를 포함한다.And a motor unit for driving the satellite antenna according to the control of the control unit, wherein the motor unit includes a distribution circuit and a coefficient circuit.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 이용한 위성 탐색 방법은, 입력부에 의해, 목표 위성 정보를 입력받는 입력단계; 연산부에 의해, 입력단계에서 입력된 목표 위성 정보, 및 위성 안테나의 위치정보를 근거로 지향각을 연산하는 연산단계; 제어부에 의해, 연산단계에서 연산된 지향각의 오차 범위 내에서 위성을 검색하는 검색단계; 및 제어부에 의해, 검색단계에서 검색된 위성 중에서 최대 수신신호 세기를 갖는 위성의 지향각을 목표 위성 위치로 설정하는 설정단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a satellite search method using an antenna control apparatus having a satellite search function, the method including: inputting target satellite information by an input unit; An arithmetic operation step of calculating a steering angle based on the target satellite information input in the input step and the position information of the satellite antenna by the arithmetic unit; A searching step of searching, by the control unit, satellites within an error range of the steering angle calculated in the calculating step; And a setting step of setting a direction angle of a satellite having a maximum received signal strength among satellites searched in the searching step to a target satellite position by the control unit.
송수신부에 의해, GPS 위성 및 방위 센서로부터 데이터를 수신하는 수신단계를 더 포함하고, 연산단계에서는, 연산부에 의해 수신단계 수신한 데이터에 근거하여 위성 안테나의 위치정보를 연산한다.And a receiving step of receiving data from the GPS satellite and the azimuth sensor by the transmitting and receiving unit. In the calculating step, the calculating unit calculates the position information of the satellite antenna based on the data received in the receiving step.
연산단계에서는, 연산부에 의해 방위각 및 앙각을 포함하는 지향각을 연산한다.In the calculation step, the calculation unit calculates a direction angle including an azimuth angle and an elevation angle.
검색단계에서는, 제어부에 의해, 연산단계에서 연산한 앙각에 위성 안테나를 고정하고, 연산단계에서 연산한 방위각의 오차범위 내에서 위성 안테나를 이동시키며 위성을 검색하는 제1검색단계를 포함한다.In the searching step, the control unit fixes the satellite antenna to the elevation angle calculated in the calculation step, and moves the satellite antenna within the error range of the azimuth calculated in the calculation step and searches for the satellite.
검색단계에서는, 제어부에 의해, 제1검색단계에서 세기가 가장 큰 위성 신호가 수신되는 방위각에 위성 안테나를 고정하고 연산단계에서 연산한 앙각의 오차범위 내에서 위성 안테나를 이동시키며 위성을 검색하는 제2검색단계를 더 포함한다.In the searching step, the control unit fixes the satellite antenna at the azimuth angle at which the satellite signal having the strongest intensity is received in the first searching step, moves the satellite antenna within the error range of the elevation angle calculated in the calculating step, 2 search step.
측정부에 의해, 검색단계에서 검색된 위성으로부터 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하는 측정단계를 더 포함한다.And a measuring step of measuring the intensity of the satellite signal received from the satellite retrieved in the retrieving step by the measuring unit.
저장부에 의해, 측정단계에서 측정된 위성 신호의 세기를 측정된 위치의 방위각 또는 앙각과 연계하여 저장하는 저장단계를 더 포함한다.And a storing step of storing the intensity of the satellite signal measured in the measuring step in association with the azimuth or elevation angle of the measured position by the storage unit.
입력단계에서는, 입력부에 의해 목표 위성의 경도를 포함하는 목표 위성 정보를 입력받는다.In the input step, the input unit receives the target satellite information including the hardness of the target satellite.
본 발명에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법은 자동 위성 탐색 기능을 제공함으로써, 위성 통신에 대한 전문 지식이 없어도 정확한 위성 지향이 가능한 효과가 있다.The antenna control apparatus having the satellite search function and the satellite search method using the satellite search function according to the present invention provide an automatic satellite search function, so that accurate satellite orientation can be achieved without expert knowledge on satellite communication.
부수적으로, 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법은 자동 위성 탐색 기능을 제공함으로써, 이동형 위성 안테나 시스템의 운용을 더욱 쉽게 할 수 있으며, 정밀한 위성 지향이 가능한 효과가 있다.Incidentally, the antenna control apparatus having a satellite search function and the satellite search method using the same have an effect of facilitating the operation of the mobile satellite antenna system and precise satellite orientation by providing the automatic satellite search function.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치 및 이를 이용한 위성 탐색 방법의 상세한 설명에 사용하는 용어는 아래와 같이 정의한다. First, terms used in the description of the antenna control apparatus having a satellite search function and the satellite search method using the same according to an embodiment of the present invention are defined as follows.
지향각은 목표 위성 안테나로부터 위성 신호를 수신하기 위한 안테나의 위치 정보이다. 즉, 지향각은 위성 신호를 수신하기 위해 위성 안테나가 이동해야하는 정도를 나타내는 정보이다. 이때, 지향각은 방위각 및 앙각을 포함한다.The steering angle is the position information of the antenna for receiving satellite signals from the target satellite antenna. That is, the directivity angle is information indicating the degree to which the satellite antenna must move in order to receive the satellite signal. At this time, the directivity angle includes azimuth angle and elevation angle.
목표 위성의 지향각을 산출하기 위해 위성 통신 분야에서 일반적으로 사용되 는 공식은 하기의 수학식 1 및 수학식 2와 같다.The formulas commonly used in the field of satellite communication to calculate the steering angle of the target satellite are shown in Equations 1 and 2 below.
φ : 지구국의 위도φ: earth station latitude
△λ: 시스템 경도에서 위성까지의 경도 차Δλ: difference in hardness from system hardness to satellite
자동 탐색 기능의 구현을 위해서는 상기의 공식에서 안테나의 개구면이 향하는 방위정보를 추가해야 한다. 이때, 방위정보는 방위각에만 영향을 준다. 이때, 안테나 개구면이 향하는 방위의 기준은 북쪽 0도로, 동쪽은 90도, 남쪽은 180도 그리고 서쪽은 270도이다. 이값을 AZs라고 할 때, 방위각을 다시 정의하면 하기의 수학식 3과 같다.For the implementation of the automatic search function, the orientation information of the antenna's opening face should be added in the above formula. At this time, the azimuth information affects only the azimuth angle. At this time, the reference point of the antenna opening face is 0 degrees in the north, 90 degrees in the east, 180 degrees in the south, and 270 degrees in the west. Assuming that this value is AZs, the azimuth can be defined again by Equation 3 below.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장 치를 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1의 모터부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치의 다른 구성을 설명하기 위한 블록도이다. Hereinafter, an antenna control device having a satellite search function according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram for explaining an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are views for explaining the control unit of FIG. 1, FIG. 4 is a view for explaining the motor unit of FIG. 1, and FIG. 5 is a block diagram of an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention. And is a block diagram for explaining another configuration.
도 1에 도시된 바와 같이, 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 입력부(110), 송수신부(120), 연산부(130), 제어부(140), 측정부(150), 저장부(160), 모터부(170)를 포함한다.1, an
입력부(110)는 목표 위성 정보를 입력받는다. 즉, 입력부(110)는 사용자가 목표로 하는 위성의 경도를 포함하는 목표 위성 정보를 입력받는다.The
송수신부(120)는 GPS 위성(320) 및 방위센서(351)와 데이터를 송수신한다. 즉, 송수신부(120)는 GPS 위성(320)으로부터 위성 안테나(350)의 현재 위치정보를 포함하는 GPS 정보를 수신한다. 송수신부(120)는 방위센서(351)로부터 위성 안테나(350)가 향하고 있는 방향정보를 수신한다.The
연산부(130)는 입력부(110)로 입력된 목표 위성 정보 및 위성 안테나(350)의 위치정보를 근거로 지향각을 연산한다. 이를 위해, 연산부(130)는 송수신부(120)를 통해 GPS 위성(320) 및 방위센서(351)로부터 수신한 데이터(즉, GPS 정보, 방향정보)에 근거하여 위성 안테나(350)의 위치정보를 연산한다. 이때, 연산부(130)는 방위각 및 앙각을 포함하는 지향각을 연산한다. 즉, 연산부(130)는 입력된 목표 위성 정보(즉, 위성의 경도)와 안테나의 현재 위치정보를 상술한 수학식 1 및 수학식 3에 대입하여 방위각 및 앙각을 포함하는 지향각을 연산한다.The calculating
제어부(140)는 연산부(130)에서 연산된 지향각의 오차 범위 내에서 위성을 검색하고, 검색된 위성 중에서 최대 수신신호 세기를 갖는 위성의 지향각을 목표 위성 위치로 설정하여 위성 안테나(350)를 목표 위성 위치로 이동하도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 연산부(130)에서 연산된 지향각(즉, 방위각, 앙각)에 해당하는 위치로 위성 안테나(350)를 이동시키기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 모터와 기울기 센서(354)를 이용하여 위성 안테나(350)를 연산부(130)에서 연산된 지향각으로 이동시킨다.The
제어부(140)는 연산부(130)에서 연산한 앙각에 위성 안테나(350)를 고정하고, 연산부(130)에서 연산한 방위각의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 이동시키며 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)의 앙각을 연산부(130)에서 연산한 앙각으로 고정한다. 제어부(140)는 연산부(130)에서 연산된 방위각의 오차범위(대략 ±15 정도) 내에서 천천히 이동시키며 위성의 존재 여부를 탐색한다. 여기서, 방위각의 오차범위는 방위각 센서의 정밀도에 따라 다르게 설정되는데, 보통 대략 ±15° 정도의 오차범위 내에서 목표 위성이 존재한다. 이때, 제어부(140)는 방위각 탐색 중에 측정부(150)에서 측정되는 위성신호의 세기에 근거하여 위성의 존재 여부를 판단한다. 즉, 제어부(140)는 측정부(150)에서 측정되는 위성신호의 세기가 증가하다가 감소하는 부분(즉, 구간 최대값, 도 2 참조)에 위성이 존재하는 것으로 판단한다. 이때, 제어부(140)는 위성이 존재하는 것으로 판단하면 해당 방위각과 위성신호의 세기를 저장하도록 저장부(160)를 제어한다.The
제어부(140)는 위성이 검색된 방위각에서 앙각의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 이동시키면서 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하도록 제어한다. 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)의 방위각을 위성이 검색된 방위각으로 고정한다. 제어부(140)는 연산부(130)에서 연산된 앙각의 오차범위(대략 ±2° 정도) 내에서 천천히 이동시키며 위성의 존재 여부를 탐색한다. 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)가 앙각의 오차범위 내에서 이동함에 따라 측정부(150)에서 측정되는 위성신호의 세기가 증가하다가 감소하는 부분(즉, 구간 최대값, 도 3 참조)에 위성이 존재하는 것으로 판단한다. 여기서, 앙각의 오차범위는 기울기 센서(354)의 정밀도에 따라 다르게 설정된다. 이때, 제어부(140)는 위성이 존재하는 것으로 판단하면 해당 방위각과 위성신호의 세기를 저장하도록 저장부(160)를 제어한다.The
제어부(140)는 앙각 탐색 중에 검색된 위성의 앙각과 연산부(130)에서 연산된 앙각의 차이값이 최소인 위성을 목표 위성으로 설정한다. 이는, 방위센서(351)는 일반적으로 주위 환경과 지자기의 영향 등으로 오차가 커서 계산된 방위각은 참 고용으로 사용되는 반면, 거의 대부분의 기울기 센서(354)는 오차 범위가 아주 작기 때문에 계산식과 일치하는 앙각을 가진 위성이 목표로 하는 위성이다.The
제어부(140)는 위성 안테나(350)를 설정된 목표 위성 위치로 이동시킨다. 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 목표 위성으로 설정된 위성의 방위각 및 앙각으로 이동시키기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 모터와 기울기 센서(354)를 이용하여 안테나를 목표 위성의 방위각 및 앙각에 해당하는 위치로 이동시킨다.The
측정부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 위성으로부터 수신되는 위성 신호의 세기를 측정한다. 즉, 측정부(150)는 제어부(140)의 제어에 따라 위성 안테나(350)에서 수신되는 위성 신호의 세기를 측정한다.The measuring
저장부(160)는 측정부(150)에서 측정된 위성 신호의 세기를 저장한다. 이때, 저장부(160)는 해당 위성 신호가 측정된 방위각 또는 앙각과 연계하여 저장한다.The
모터부(170)는 제어부(140)의 제어에 따라 위성 안테나(350)를 구동시키기 위해 안테나 구동장치(300)에게로 모터 구동신호를 발생한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터부(170)는 일반적인 모터 시스템(즉, 도 4의 (a))에서 사용하는 구성과는 달리 모터 엔코더에서 출력되는 펄스(모터 구동신호)를 분배하는 분배 회로 와 계수 회로(270)를 이용하여(도 4의 (b) 참조), 엔코더의 원래 목적인 백래쉬(모터가 제어치를 벗어나 회전된 상태)를 보상하고, 위성 안테나(350)의 모터의 정확한 이동에 대한 정보를 제어부(140)로 전달하여, 자동 탐색의 데이터로의 이용이 가능하도록 한다.The
본 실시예를 용이하게 설명하기 위해, 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)가 입력부(110), 송수신부(120), 연산부(130), 제어부(140), 측정부(150), 저장부(160) 구성하였으나, 이에 한정되지 않고, 동일한 기능을 수행하는 따른 구성(예를 들면, 도 5)될 수도 있다. 즉, 입력부(110)는 키패드 인터페이스(205)로 구성되어 사용자의 키패드(310) 조작을 통해 목표 위성 정보를 입력받는다. 송수신부(120)는 GPS 인터페이스(210), 방위센서 인터페이스(215)로 구성되어 방위센서(351) 및 GPS 위성(320; 이때, GPS 수신기(330)를 이용함)과 데이터를 송수신한다. 연산부(130) 및 제어부(140)는 중앙처리장치(220)로 구성되어 상술한 연산부(130) 및 제어부(140)와 동일한 기능을 수행한다. 측정부(150)는 신호세기측정 인터페이스(225)로 구성되어 신호세기측정기(340)로부터 위성 안테나(350)를 통해 수신되는 위성 신호의 세기를 수신한다. 저장부(160)는 롬(230; ROM) 및 램(235; RAM)으로 구성되어 목표 위성 설정을 위해 사용되는 각종 정보를 저장한다. 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 위성 안테나(350)를 제어하기 위해 위성 안테나(350)의 기울기 센서(354)로부터 위성 안테나(350)의 기울기를 수신하는 기울기 센서 인터페이스(240), 안테나 구동장치(300)를 제어하기 위한 모터 인터페이 스(245), 표시장치(370)에 위성 안테나(350)의 제어와 관련된 정보를 출력하기 위한 표시장치 인터페이스(250), 데이터 변환을 위한 디코더(255), 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)를 원격 조정하기 위해 원격 제어 장치(380)와 정보를 송수신하는 원격제어장치 인터페이스(260), 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원회로(265), 펄스 분배 및 계수 회로(270) 등을 추가로 포함할 수도 있다.The
또한, 본 실시예에서는 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)의 각 구성 요소들이 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100) 내에서 동작하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 각각 독립적인 장치로서 구현되어 해당 기능을 처리할 수도 있다. 또한, 설명의 편의를 위하여 각 부의 기능을 분리하였으나, 반드시 위의 분리된 상태에 한정되지는 않는다.In this embodiment, each component of the
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 이용한 위성 탐색 방법을 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 아래와 같다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 이용한 위성 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7은 도 6의 입력단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 도 6의 지향각 연산단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 도 6의 위성 검색단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10은 도 6의 목표 위성 설정단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 11은 도 6의 위성 안테나(350) 구동단계를 설명하기 위한 흐름도이다.Hereinafter, a satellite search method using an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 6 is a flowchart illustrating a satellite search method using an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a flow chart for explaining the input step of FIG. 6, FIG. 8 is a flowchart for explaining the steering angle calculating step of FIG. 6, FIG. 9 is a flowchart for explaining the satellite searching step of FIG. 6 is a flowchart for explaining the target satellite setting step of FIG. 6, and FIG. 11 is a flowchart for explaining a step of driving the
위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 관리자(또는 사용자)로부터 목표 위성 정보를 입력받는다(S100).The
목표 위성 정보 입력단계(S100)를 더욱 상세하게 설명하면, 관리자(또는 사용자)는 통신을 위한 목표 위성을 설정하고 해당 목표 위성의 정보를 입력부(110)로 입력한다(S120). 이때, 입력부(110)는 관리자(또는 사용자)로부터 목표 위성의 경도를 포함하는 목표 위성 정보를 입력받는다.More specifically, the manager (or user) sets a target satellite for communication and inputs the target satellite information to the input unit 110 (S120). At this time, the
송수신부(120)는 GPS 위성(320) 및 방위센서(351)로부터 데이터를 수신한다(S140). 이때, 송수신부(120)는 GPS 수신기(330)를 통해 GPS 위성(320)으로부터 위성 안테나(350)의 현재 위치인 위도와 경도 정보를 수신한다. 송수신부(120)는 방위센서(351)로부터 위성 안테나(350)가 향하고 있는 방향을 포함하는 방향정보를 수신한다.The
위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 입력된 목표 위성 정보 및 위성 안테나(350)의 위치정보를 근거로 지향각을 연산한다(S200).The
지향각 연산단계(S200)를 더욱 상세하게 설명하면, 연산부(130)는 목표 위성 정보 입력단계(S100)에서 입력된 목표 위성 정보 및 위성 안테나(350)의 위치정보(즉, 위도, 경도, 방향정보)를 이용하여 위성 안테나(350)의 지향각을 연산한다(S220). 이때, 연산부(130)는 방위각 및 앙각을 포함하는 지향각을 연산한다. 여기서, 연산부(130)는 S140 단계에서 수신한 데이터를 이용하여 위성 안테나(350)의 위치정보(즉, 위도, 경도, 방향정보)를 연산하고, 연산한 안테나의 위치정보를 이용하여 지향각을 연산할 수도 있다.The calculating
제어부(140)는 연산부(130)에서 연산된 지향각으로 위성 안테나(350)를 구동(이동)시킨다(S240). 즉, 제어부(140)는 연산된 방위각 및 앙각으로 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 모터와 기울기 센서(354)를 이용하여 안테나를 연산된 방위각 및 앙각에 해당하는 위치로 이동시킨다.The
위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 연산된 지향각의 오차 범위 내에서 위성을 검색한다(S300).The
위성 검색단계(S300)를 더욱 상세하게 설명하면, 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 계산된 앙각에 고정시킨다(S310). 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 계산된 앙각에 고정시키 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 모터와 기울기 센서(354)를 이용하여 안테나를 연산된 앙각에 해당하는 위치로 이동시킨다.The satellite searching step S300 will be described in more detail. The
제어부(140)는 계산된 방위각의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 천천히 이동시켜 위성을 탐색한다(S320). 이때, 제어부(140)는 대략 -15°내지 +15°정도의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 이동시키면 위성을 탐색한다. 이때, 제어 부(140)는 위성 신호가 수신되면 위성을 탐색한 것으로 처리한다.The
위성이 탐색 되면(S330; YES), 제어부(140)는 방위각 및 수신된 위성 신호의 세기를 저장하도록 제어한다(S340). 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 통해 위성 신호가 수신되면 해당 방위각과 수신된 위성 신호의 세기를 저장하도록 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 측정부(150)는 위성 안테나(350)로 수신된 위성 신호의 세기를 측정하고, 저장부(160)는 위성 신호를 수신한 방위각 및 측정부(150)에서 측정된 위성 신호의 세기를 연계하여 저장한다.If the satellite is searched (S330; YES), the
오차범위 내에서 방위각 탐색이 완료되면(S350; YES), 제어부(140)는 위성이 탐색 된 방위각으로 위성 안테나(350)를 고정한다(S360). 즉, 제어부(140)는 저장부(160)에 저장된 방위각을 검출한다. 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 검출한 방위각에 위성 안테나(350)를 고정하기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 위성 안테나(350)를 검출된 방위각에 해당하는 위치로 이동시킨다.When the azimuth search is completed within the error range (S350: YES), the
제어부(140)는 앙각의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 천천히 이동시킨다(S370). 이때, 제어부(140)는 대략 -2°내지 +2°정도의 오차범위 내에서 위성 안테나(350)를 이동시키면 수신되는 위성 신호의 세기를 측정하도록 제어한다. 그에 따라, 측정부(150)는 위성으로부터 수신되는 위성 신호의 세기를 측정한다.The
제어부(140)는 최대 수신 신호를 갖는 앙각을 탐색하고 저장한다(S380). 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)의 앙각이 변화함에 따라 측정부(150)에서 측정된 위성 신호의 세기를 비교하여 최대 세기를 갖는 앙각을 검출하고, 검출된 앙각과 측정된 위성 신호의 세기를 연계하여 저장한다.The
이때, 제어부(140)는 탐색이 완료되지 않으면(S390; NO), 상술한 S360 단계 내지 S380 단계를 반복 수행하여 각 방위각에서 최대 수신 신호를 갖는 앙각을 검출한다.At this time, if the search is not completed (S390; NO), the
위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 검색된 위성 중에서 최대 수신 호 세기를 갖는 위성의 지향각을 목표 위성 위치로 설정한다(S400).The
목표 위성 설정단계(S400)를 더욱 상세하게 설명하면, 연산부(130)는 저장부(160)에 저장된 앙각과 계산된 앙각의 차이값(즉, △앙각)을 연산한다(S420). 이때, 연산부(130)는 저장부(160)에 저장된 모든 앙각에 대해 차이값(즉, △앙각)을 연산한다.More specifically, the
제어부(140)는 계산된 차이값을 비교하여 차이값이 최소인 위성을 검출한다. 이때, 앙각의 차이값(즉, △앙각)이 최소인 위성이 1개만 존재하면(S440; YES), 제어부(140) 해당 위성을 목표 위성으로 설정한다(S460). 즉, 제어부(140)는 해당 위성의 방위각 및 앙각을 목표 위성 위치로 설정한다.The
앙각의 차이값(즉, △앙각)이 최소인 복수의 위성이 존재하면, 제어부(140)는 해당 위성의 방위각에서 수신된 위성 신호의 세기가 최대인 위성을 목표 위성으로 설정한다(S480). 즉, 제어부(140)는 앙각의 차이값이 최소인 복수의 위성에 대해 각 위성의 방위각에서 수신된 위성 신호의 세기를 비교하여 최대 수신 신호 세 기를 갖는 위성을 목표 위성 위치로 설정한다.If there are a plurality of satellites having the minimum difference value of the elevation angle (i.e., the elevation angle), the
위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100)는 위성 안테나(350)가 설정된 목표 위성 위치로 향하도록 위성 안테나(350)를 구동시킨다(S500).The
위성 안테나(350) 구동 단계(S500)를 더욱 상세하게 설명하면, 제어부(140)는 설정된 목표 위성 위치(즉, 지향각)로 위성 안테나(350)를 구동시킨다(S520). 즉, 제어부(140)는 위성 안테나(350)를 목표 위성 위치에 포함된 방위각 및 앙각에 위성 안테나(350)를 고정하기 위한 제어신호를 발생한다. 그에 따라, 모터부(170)는 위성 안테나(350)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 발생하고, 안테나 구동장치(300)는 모터부(170)로부터의 모터 구동신호에 따라 위성 안테나(350)를 목표 위성 위치에 포함된 방위각 및 앙각에 해당하는 위치로 이동시킨다. 이때, 위성의 이동에 따른 수신성능의 저하를 방지하기 위해서, 제어부(140)는 목표 위성 위치로 이동한 위성 안테나(350)를 이동시켜 최대 수신 방위각을 탐색하고(S540), 탐색한 최대 수신 방위각으로 위성 안테나(350)를 이동(S560)시킬 수도 있다.The
상술한 바와 같이, 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100) 및 이를 이용한 위성 탐색 방법은 자동 위성 탐색 기능을 제공함으로써, 위성 통신에 대한 전문 지식이 없어도 정확한 위성 지향이 가능한 효과가 있다.As described above, the
부수적으로, 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치(100) 및 이를 이용한 위성 탐색 방법은 자동 위성 탐색 기능을 제공함으로써, 이동형 위성 안테나(350) 시스템의 운용을 더욱 쉽게 할 수 있으며, 정밀한 위성 지향이 가능한 효과가 있다.Incidentally, the
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 설명하기 위한 블록도.1 is a block diagram for explaining an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention;
도 2 및 도 3은 도 1의 제어부를 설명하기 위한 도면.2 and 3 are views for explaining the control unit of Fig. 1; Fig.
도 4는 도 1의 모터부를 설명하기 위한 도면.Fig. 4 is a view for explaining the motor unit of Fig. 1; Fig.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치의 다른 구성을 설명하기 위한 블록도.FIG. 5 is a block diagram illustrating another configuration of an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 위성 탐색 기능을 갖는 안테나 제어장치를 이용한 위성 탐색 방법을 설명하기 위한 흐름도.6 is a flowchart illustrating a satellite search method using an antenna control apparatus having a satellite search function according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 입력단계를 설명하기 위한 흐름도.7 is a flowchart for explaining the input step of FIG. 6;
도 8은 도 6의 지향각 연산단계를 설명하기 위한 흐름도.FIG. 8 is a flowchart for explaining the steering angle calculating step in FIG. 6; FIG.
도 9는 도 6의 위성 검색단계를 설명하기 위한 흐름도.FIG. 9 is a flowchart for explaining the satellite search step of FIG. 6; FIG.
도 10은 도 6의 목표 위성 설정단계를 설명하기 위한 흐름도.FIG. 10 is a flowchart for explaining the target satellite setting step of FIG. 6; FIG.
도 11은 도 6의 위성 안테나 구동단계를 설명하기 위한 흐름도.FIG. 11 is a flowchart for explaining a satellite antenna driving step of FIG. 6; FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
100: 안테나 제어장치 110: 입력부100: antenna control device 110: input part
120: 송수신부 130: 연산부120: Transmitting / receiving unit 130:
140: 제어부 150: 측정부140: control unit 150:
160: 저장부 170: 모터부160: storage unit 170: motor unit
300: 안테나 구동장치300: Antenna driving device
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