KR102518670B1 - Digital monopulse antenna reception module, antenna apparatus for monopulse satellite tracking with the same, and method of tracking satellite - Google Patents

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Abstract

디지털 모노펄스 수신 모듈, 이를 포함하는 위성추적용 안테나 장치 및 위성 추적 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 모노펄스 위성추적용 안테나 장치는 복수의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 배열 안테나; 및 배열 안테나에 연결되고, L-대역 신호를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하며, 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 디지털 모노펄스 수신 모듈을 포함할 수 있다.A digital monopulse receiving module, a satellite tracking antenna device including the same, and a satellite tracking method may be disclosed. A monopulse satellite tracking antenna device according to an embodiment includes an array antenna for receiving satellite beacon signals through a plurality of quadrants and converting the satellite beacon signals into L-band signals; and is connected to the array antenna, converts the L-band signal into a digital signal, performs signal processing on the digital signal to generate a sum pattern and a difference pattern, and based on the sum pattern and the difference pattern, an azimuth error required for satellite tracking, and It may include a digital monopulse receiving module that determines the elevation angle error.

Description

디지털 모노펄스 수신 모듈, 이를 포함하는 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치 및 위성 추적 방법{DIGITAL MONOPULSE ANTENNA RECEPTION MODULE, ANTENNA APPARATUS FOR MONOPULSE SATELLITE TRACKING WITH THE SAME, AND METHOD OF TRACKING SATELLITE}Digital monopulse receiving module, monopulse satellite tracking antenna device and satellite tracking method including the same

본 발명은 디지털 모노펄스 수신 모듈, 이를 포함하는 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치 및 신호 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital monopulse receiving module, a monopulse satellite tracking antenna device including the same, and a signal processing method.

이동체용 위성 추적용 안테나 장치는 일반적으로 이동체에 탑재되어 지속적으로 해당 위성을 지향함으로써 안정적인 통신링크가 유지될 수 있도록 지원한다. 이러한 위성 추적용 안테나 장치를 구현하기 위해서는 대표적으로 스텝 추적과 모노펄스 추적 방법이 널리 사용된다. 고속의 고정밀 지향이 가능한 모노펄스 추적방법에 있어서, 합/차 패턴을 생성하기 위해 다중 안테나에서는 아날로그 모노펄스 비교기, 단일 안테나에서는 다중모드 커플러를 사용한다.An antenna device for satellite tracking for a mobile body is generally mounted on a mobile body and continuously aims at a corresponding satellite to support a stable communication link. Representatively, step tracking and monopulse tracking methods are widely used to implement such a satellite tracking antenna device. In a monopulse tracking method capable of high-speed, high-accuracy orientation, an analog monopulse comparator is used in multiple antennas and a multimode coupler is used in a single antenna to generate a sum/difference pattern.

모노펄스 안테나(monopulse antenna)는 합 패턴(sum pattern), 고각 방향 차 패턴(difference pattern) 및 방위각 방향 차 패턴(difference pattern)으로 구성되는 모노펄스 패턴을 형성할 수 있는 안테나이다. 합 패턴은 최대 크기의 동일한 위상을 갖는 단일 주빔(main-beam) 형태의 복사 패턴이고, 차 패턴은 각 방향으로 동일한 모양과 반대 위상을 갖는 2개의 주 빔 형태의 복사 패턴으로 2개의 주 빔 사이에는 크기가 매우 작은 널(null)이 위치한다.A monopulse antenna is an antenna capable of forming a monopulse pattern composed of a sum pattern, a difference pattern in an elevation angle, and a difference pattern in an azimuth direction. The sum pattern is a radiation pattern in the form of a single main-beam having the same phase with the maximum magnitude, and the difference pattern is a radiation pattern in the form of two main beams having the same shape and opposite phase in each direction, between the two main beams. A very small null is located at .

일반적으로, 모노펄스 안테나는 추적 레이더(tracking radar)용 안테나로 널리 사용되며, 표적을 추적하기 위해서 합 패턴과 차 패턴의 모노펄스 패턴으로 레이더의 반향(echo) 신호를 송수신한다. 즉, 추적 레이더의 모노펄스 안테나는 합 패턴의 단일 주 빔으로 신호를 송신하고, 표적에 반사되어 돌아오는 신호를 차 패턴으로 수신한다.In general, a monopulse antenna is widely used as an antenna for a tracking radar, and transmits and receives an echo signal of a radar in a monopulse pattern of a sum pattern and a difference pattern in order to track a target. That is, the monopulse antenna of the tracking radar transmits a signal with a single main beam of a sum pattern and receives a signal reflected from a target and returned in a difference pattern.

종래의 모노펄스 안테나의 경우, 합 패턴 및 차 패턴을 생성하기 위하여 반사판 안테나와 도파관 형태의 고차모드 커플러를 이용하는 다중모드 모노펄스 방식 또는 다중 안테나와 모노펄스 비교기를 이용하는 다중안테나 모노펄스 방식을 사용한다.In the case of a conventional monopulse antenna, a multimode monopulse method using a reflector antenna and a higher-order mode coupler in the form of a waveguide or a multi-antenna monopulse method using multiple antennas and a monopulse comparator is used to generate a sum pattern and a difference pattern. .

이와 같이, 종래의 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치는 합/차 패턴을 생성하기 위하여 반사판 안테나와 도파관 형태의 고차모드 커플러를 이용하거나 다중 안테나와 아날로그 모노펄스 비교기를 사용하므로 공간에 대한 제약과 제한적인 주파수 사용으로 소형화에 제한이 있고 범용적인 배열 안테나의 모노펄스 수신기 구조가 불가하며, 아날로그 모노펄스 비교기의 전송선로간 좁은 주파수 대역 위상 정합 특성으로 넓은 주파수대역을 커버하는 광대역 구현에 한계가 있다. As described above, the conventional monopulse satellite tracking antenna device uses a reflector antenna and a waveguide-type high-order mode coupler or uses multiple antennas and an analog monopulse comparator to generate a sum/difference pattern, so space limitations and limitations There is a limit to miniaturization due to the use of frequency, and a monopulse receiver structure of a general-purpose array antenna is not possible, and there is a limit to wideband implementation that covers a wide frequency band due to the narrow frequency band phase matching characteristics between transmission lines of the analog monopulse comparator.

본 발명은 위성 추적을 위한 아날로그 모노펄스 비교기를 사용하지 않고 합/차 패턴을 생성하여 위성 추적을 수행하는 디지털 모노펄스 수신 모듈, 이를 포함하는 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치 및 위성 추적 방법을 제공할 수 있다.The present invention provides a digital monopulse receiving module that performs satellite tracking by generating a sum/subtract pattern without using an analog monopulse comparator for satellite tracking, a monopulse satellite tracking antenna device including the same, and a satellite tracking method. can

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모노펄스 위성추적용 안테나 장치가 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 모노펄스 위성추적용 안테나 장치는 복수의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 배열 안테나; 및 상기 배열 안테나에 연결되고, 상기 L-대역 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하며, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 디지털 모노펄스 수신 모듈을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a monopulse satellite tracking antenna device may be disclosed. A monopulse satellite tracking antenna device according to an embodiment includes an array antenna for receiving satellite beacon signals through a plurality of quadrants and converting the satellite beacon signals into L-band signals; and is connected to the array antenna, converts the L-band signal into a digital signal, performs signal processing on the digital signal to generate a sum pattern and a difference pattern, and tracks satellites based on the sum pattern and the difference pattern. It may include a digital monopulse receiving module for determining the azimuth error and elevation error required for

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 복수의 분면에 대응하여 상기 L-대역 신호를 수신하기 위한 복수의 채널을 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module may include a plurality of channels for receiving the L-band signal corresponding to the plurality of quadrants.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 상기 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부; 상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및 상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함할 수 있다.In an embodiment, the digital monopulse receiving module performs digital conversion processing on the L-band signal to generate the digital signal, and performs signal processing on the digital signal to generate a first signal to generate a baseband signal. processing unit; a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and a second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern. .

일 실시예에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는 상기 L-대역 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 신호에 디지털 다운 컨버팅 처리를 수행하는 DDC(Digital Down Converter); 및 상기 디지털 다운 컨버팅 처리된 디지털 신호에 데시메이션 필터링 처리를 수행하는 데시메이션 필터(Decimation Filter)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first signal processing unit an analog-to-digital converter for converting the L-band signal into the digital signal; a digital down converter (DDC) for performing a digital down conversion process on the digital signal; and a decimation filter for performing decimation filtering on the digital down-converted digital signal.

일 실시예에 있어서, 상기 도플러 보상 처리부는 상기 기저대역 신호에 기초하여 도플러 추정을 수행하는 도플러 추정부; 및 상기 도플러 추정에 기초하여 상기 기저대역 신호에 상기 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상부를 포함할 수 있다.In an embodiment, the Doppler compensation processing unit includes a Doppler estimation unit performing Doppler estimation based on the baseband signal; and a Doppler compensation unit that performs the Doppler compensation process on the baseband signal based on the Doppler estimation.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는 상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 디지털 필터링 처리를 수행하는 디지털 필터; 상기 디지털 필터링 처리된 기저대역 신호에 기초하여 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 오차 결정부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second signal processing unit a digital filter for performing a digital filtering process on the Doppler-compensated baseband signal; a pattern generator configured to generate the sum pattern and the difference pattern based on the digitally filtered baseband signal; and an error determination unit configured to determine the azimuth angle error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하고, 상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 추적 명령 생성부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module predicts the azimuth and elevation angles based on the array antenna based on the azimuth error and elevation error, and the satellite for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angle. It may further include a tracking command generation unit that generates a tracking command.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하고, 상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차의 결정을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module further includes a control unit that determines whether the satellite beacon signal is normal, and if it is determined that the satellite beacon signal is normal, controls the determination of the azimuth error and the elevation angle error. can include

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 일체된 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module may be integrally formed with a low-noise down-conversion board.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 분리된 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module may be formed in a form separate from the low noise down conversion board.

본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 위성추적용 안테나 장치의 디지털 모노펄스 수신 모듈이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 디지털 모노펄스 수신 모듈은 배열 안테나에 의해 L-대역 신호로 변환된 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부; 상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및 상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함할 수 있다.A digital monopulse receiving module of an antenna device for monopulse satellite tracking according to an embodiment of the present invention may be disclosed. The digital monopulse receiving module according to an embodiment receives a satellite beacon signal converted into an L-band signal by an array antenna, performs digital conversion processing on the L-band signal to generate a digital signal, and generates a digital signal. a first signal processor generating a baseband signal by performing signal processing; a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and a second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern. .

일 실시예에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는 상기 L-대역 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 상기 디지털 신호에 디지털 다운 컨버팅 처리를 수행하는 DDC; 및 상기 디지털 다운 컨버팅 처리된 디지털 신호에 데시메이션 필터링 처리를 수행하는 데시메이션 필터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first signal processing unit an analog-to-digital converter for converting the L-band signal into the digital signal; a DDC that performs digital down-conversion processing on the digital signal; and a decimation filter for performing decimation filtering on the digital down-converted digital signal.

일 실시예에 있어서, 상기 도플러 보상 처리부는 상기 기저대역 신호에 기초하여 도플러 추정을 수행하는 도플러 추정부; 및 상기 도플러 추정에 기초하여 상기 기저대역 신호에 상기 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상부를 포함할 수 있다.In an embodiment, the Doppler compensation processing unit includes a Doppler estimation unit performing Doppler estimation based on the baseband signal; and a Doppler compensation unit that performs the Doppler compensation process on the baseband signal based on the Doppler estimation.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는 상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 디지털 필터링 처리를 수행하는 디지털 필터; 상기 디지털 필터링 처리된 기저대역 신호에 기초하여 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 오차 결정부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second signal processing unit a digital filter for performing a digital filtering process on the Doppler-compensated baseband signal; a pattern generator configured to generate the sum pattern and the difference pattern based on the digitally filtered baseband signal; and an error determination unit configured to determine the azimuth angle error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하고, 상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 추적 명령 생성부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module predicts the azimuth and elevation angles based on the array antenna based on the azimuth error and elevation error, and the satellite for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angle. It may further include a tracking command generation unit that generates a tracking command.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하고, 상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차의 결정을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module further includes a control unit that determines whether the satellite beacon signal is normal, and if it is determined that the satellite beacon signal is normal, controls the determination of the azimuth error and the elevation angle error. can include

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 일체된 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module may be integrally formed with a low-noise down-conversion board.

일 실시예에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 분리된 형태로 형성될 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module may be formed in a form separate from the low noise down conversion board.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모노펄스 위성추적용 안테나 장치에서의 위성 추적 방법이 개시될 수 있다. 일 실시예에 따른 위성 추적 방법은 상기 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치의 배열 안테나에서, 위성 비콘 신호를 수신하는 단계; 상기 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치의 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 디지털 신호에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 단계; 및 상기 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차에 기초하여 위성 추적 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a satellite tracking method in a monopulse satellite tracking antenna device may be disclosed. A satellite tracking method according to an embodiment includes receiving a satellite beacon signal from an array antenna of the monopulse satellite tracking antenna device; checking the satellite beacon signal and converting the satellite beacon signal into a digital signal in a monopulse receiving module of the monopulse satellite tracking antenna device; In the monopulse receiving module, determining an azimuth error and an elevation error based on the digital signal; and generating, in the monopulse receiving module, a satellite tracking command based on the azimuth error and the elevation angle error.

일 실시예에 있어서, 상기 위성 비콘 신호를 수신하는 단계는 상기 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, receiving the satellite beacon signal may further include converting the satellite beacon signal into an L-band signal.

일 실시예에 있어서, 상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계는 상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하는 단계; 상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 위성 비콘 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하는 단계; 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 단계; 상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 단계; 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하는 단계; 및 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of checking the satellite beacon signal and converting the satellite beacon signal into a digital signal includes checking the satellite beacon signal and determining whether the satellite beacon signal is normal; generating a digital signal by performing a digital conversion process on the satellite beacon signal when it is determined that the satellite beacon signal is normal; generating a baseband signal by performing signal processing on the digital signal; performing Doppler compensation processing on the baseband signal; generating a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler compensated baseband signal; and determining the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern.

일 실시예에 있어서, 상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계는 상기 위성 비콘 신호가 비정상인 것으로 판단되면, GPS 추적을 수행하여 상기 위성 비콘 신호의 탐색을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of checking the satellite beacon signal and converting the satellite beacon signal into a digital signal is to search for the satellite beacon signal by performing GPS tracking when it is determined that the satellite beacon signal is abnormal. Further steps may be included.

일 실시예에 있어서, 상기 위성 추적 방법은 상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하는 단계; 및 상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the satellite tracking method may include predicting an azimuth and an elevation angle based on the array antenna based on the azimuth error and elevation error; and generating a satellite tracking command for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 위성 추적을 위한 아날로그 모노펄스 비교기를 사용하지 않아 구조를 단순화할 수 있고, 위성통신용 배열 안테나에서 수신되는 신호를 아날로그 모노펄스 비교기를 사용하지 않고 디지털로 직접 변환할 수 있어 디지털 신호처리 및 알고리즘 보상 적용이 용이하다.According to various embodiments of the present invention, the structure can be simplified by not using an analog monopulse comparator for satellite tracking, and a signal received from an array antenna for satellite communication can be directly converted to digital without using an analog monopulse comparator. It is easy to apply digital signal processing and algorithm compensation.

또한, 위성통신용 배열 안테나의 운용 주파수에 종속되지 않고 L-대역 인터페이스를 구현하여 범용적으로 사용할 수 있는 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치를 구현할 수 있다.In addition, it is possible to implement a monopulse satellite tracking antenna device that can be used universally by implementing an L-band interface without being dependent on the operating frequency of an array antenna for satellite communication.

더욱이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 디지털 모노펄스 수신 모듈은 전송선로의 물리적 길이에 따른 주파수별 전기적 길이 차에 의해 발생되는 위상차에 대한 보상이 용이하여 광대역 구현이 가능하다. Furthermore, according to various embodiments of the present invention, the digital monopulse receiving module easily compensates for a phase difference generated by an electrical length difference for each frequency according to a physical length of a transmission line, so that a broadband implementation is possible.

도 1은 종래의 모노펄스(monopulse) 위성 추적용 안테나 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 안테나의 분면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 수신 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 모노펄스 수신 모듈과 저잡음 하향 변환반의 계통도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 추적을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional monopulse satellite tracking antenna device.
2 is a schematic block diagram of an antenna device for tracking monopulse satellites according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a quadrant of an array antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram schematically showing the configuration of a monopulse receiving module according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a digital monopulse receiving module and a low-noise down-conversion board according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of performing satellite tracking according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.Embodiments of the present invention are illustrated for the purpose of explaining the technical idea of the present invention. The scope of rights according to the present invention is not limited to the specific description of the embodiments or these embodiments presented below.

본 발명에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 발명에 사용되는 모든 용어들은 본 발명을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 발명에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.All technical terms and scientific terms used in the present invention have meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. All terms used in the present invention are selected for the purpose of more clearly describing the present invention and are not selected to limit the scope of rights according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.Expressions such as "comprising", "including", "having", etc. used in the present invention are open-ended terms that imply the possibility of including other embodiments, unless otherwise stated in the phrase or sentence in which the expression is included. (open-ended terms).

본 발명에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.Singular expressions described in the present invention may include plural meanings unless otherwise stated, and this applies to singular expressions described in the claims as well.

본 발명에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.Expressions such as "first" and "second" used in the present invention are used to distinguish a plurality of components from each other, and do not limit the order or importance of the components.

본 발명에서 사용되는 용어 "부"는, 소프트웨어, 또는 FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미한다. 그러나, "부"는 하드웨어 및 소프트웨어에 한정되는 것은 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서, "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스, 함수, 속성, 프로시저, 서브루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 어레이 및 변수를 포함한다. 구성요소와 "부" 내에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소 및 "부"로 결합되거나 추가적인 구성요소와 "부"로 분리될 수 있다.The term "unit" used in the present invention means software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC). However, "unit" is not limited to hardware and software. A “unit” may be configured to reside in an addressable storage medium and may be configured to reproduce on one or more processors. Thus, as an example, "unit" refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, It includes segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and “units” may be combined into fewer components and “units” or separated into additional components and “units”.

본 발명에서 사용되는 "~에 기초하여"라는 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 기술되는, 결정 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 하나 이상의 인자를 기술하는데 사용되며, 이 표현은 결정, 판단의 행위 또는 동작에 영향을 주는 추가적인 인자를 배제하지 않는다.As used herein, the expression "based on" is used to describe one or more factors that affect the action or operation of a decision judgment, described in a phrase or sentence in which the expression is included, and this expression refers to a decision However, it does not preclude additional factors that affect the act or operation of the judgment.

본 발명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, when an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, that element is directly connectable or connectable to the other element, or a new or different configuration. It should be understood that it can be connected or connected via an element.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, identical or corresponding elements are given the same reference numerals. In addition, in the description of the following embodiments, overlapping descriptions of the same or corresponding components may be omitted. However, omission of a description of a component does not intend that such a component is not included in an embodiment.

도 1은 종래의 모노펄스(monopulse) 위성 추적용 안테나 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(100)는 배열 안테나(110), 아날로그 모노펄스 비교기(120) 및 모노펄스 수신기(130)를 포함한다.1 is a schematic block diagram of a conventional monopulse satellite tracking antenna device. Referring to FIG. 1 , a monopulse satellite tracking antenna device 100 includes an array antenna 110, an analog monopulse comparator 120, and a monopulse receiver 130.

배열 안테나(110)는 위성(도시하지 않음)을 추적하기 위한 위성 비콘 신호를 수신할 수 있다. 배열 안테나(110)는 좌상, 좌하, 우상 및 우하의 4개의 분면으로 구성되는 평판형 안테나를 포함한다.The array antenna 110 may receive satellite beacon signals for tracking satellites (not shown). The array antenna 110 includes a planar antenna composed of four quadrants: upper left, lower left, upper right, and lower right.

아날로그 모노펄스 비교기(120)는 배열 안테나(110)에 연결되어 배열 안테나(110)로부터 제공되는 위성 비콘 신호를 수신한다. 아날로그 모노펄스 비교기(120)는 방위각 및 앙각에 대한 위성 비콘 신호의 크기 차를 비교하여 합 신호, 고각 차 신호 및 방위각 차 신호를 생성하고, 생성된 합 신호, 고각 차 신호 및 방위각 차 신호에 기초하여 합 패턴(sum pattern) 및 차 패턴(difference pattern)을 생성한다.The analog monopulse comparator 120 is connected to the array antenna 110 and receives a satellite beacon signal provided from the array antenna 110 . The analog monopulse comparator 120 compares magnitude differences of the satellite beacon signals for the azimuth and elevation angles to generate a sum signal, an elevation difference signal, and an azimuth difference signal, and based on the generated sum signal, elevation difference signal, and azimuth difference signal. to generate a sum pattern and a difference pattern.

모노펄스 수신기(130)는 아날로그 모노펄스 비교기(120)에 연결되고, 아날로그 모노펄스 비교기(120)로부터 합 패턴 및 차 패턴을 수신한다. 모노펄스 수신기(130)는 수신된 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각의 오차각 및 앙각의 오차각을 추출한다.The monopulse receiver 130 is connected to the analog monopulse comparator 120 and receives a sum pattern and a difference pattern from the analog monopulse comparator 120 . The monopulse receiver 130 extracts an azimuth error angle and an elevation error angle necessary for satellite tracking based on the received sum pattern and difference pattern.

이와 같이, 종래의 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(100)는 합 패턴 및 차 패턴을 생성하기 위해 다중 안테나(즉, 배열 안테나(110)) 및 아날로그 모노펄스 비교기(120)를 이용해야 한다. 이로 인해, 종래의 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(100)는 위성 비콘 신호를 수신하는 주파수 대역에서 합 패턴 및 차 패턴을 생성하는 아날로그 모노펄스 비교기(120)를 필요로 하므로 공간적인 제약이 있을 뿐만 아니라, 제한적인 주파수 사용으로 소형화에 제한이 있고 범용적인 배열 안테나의 모노펄스 수신기 구조가 불가하며, 아날로그 모노펄스 비교기(120)의 전송선로간 좁은 주파수 대역 위상 정합 특성으로 넓은 주파수대역을 커버하는 광대역 구현에 한계가 있다.As such, the conventional monopulse satellite tracking antenna device 100 needs to use multiple antennas (ie, the array antenna 110) and the analog monopulse comparator 120 to generate a sum pattern and a difference pattern. For this reason, since the conventional monopulse satellite tracking antenna device 100 requires an analog monopulse comparator 120 that generates a sum pattern and a difference pattern in a frequency band receiving a satellite beacon signal, there are spatial limitations as well. In addition, there is a limitation in miniaturization due to the limited frequency use, and a monopulse receiver structure of a general-purpose array antenna is not possible, and a wideband implementation that covers a wide frequency band with the narrow frequency band phase matching characteristics between transmission lines of the analog monopulse comparator 120 there is a limit to

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 배열 안테나(210) 및 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)을 포함할 수 있다.2 is a schematic block diagram of an antenna device for tracking monopulse satellites according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the monopulse satellite tracking antenna device 200 may include an array antenna 210 and a digital monopulse receiving module 220 .

배열 안테나(210)는 위성(도시하지 않음)을 추적하기 위한 위성 비콘 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배열 안테나(210)는 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 분면(예를 들어, A면, B면, C면 및 D면)으로 구성되는 평판형 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 배열 안테나(210)는 4개의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 수신된 위성 비콘 신호를 L-대역의 위성 비콘 신호(이하, "L-대역 신호"라 함)로 변환할 수 있다.The array antenna 210 may receive satellite beacon signals for tracking satellites (not shown). In one embodiment, the array antenna 210 may include a planar antenna composed of four quadrants (eg, A-plane, B-plane, C-plane, and D-plane) as shown in FIG. 3 . . In one embodiment, the array antenna 210 receives satellite beacon signals through four quadrants, and converts the received satellite beacon signals into L-band satellite beacon signals (hereinafter referred to as "L-band signals"). can be converted

디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 배열 안테나(210)에 연결될 수 있다. 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 배열 안테나(210)로부터 L-대역 신호를 수신하고, 수신된 L-대역 신호를 디지털 위성 비콘 신호(이하, "디지털 신호"라 함)로 변환할 수 있다. 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 디지털 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 생성된 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정할 수 있다.The digital monopulse receiving module 220 may be connected to the array antenna 210 . The digital monopulse receiving module 220 may receive the L-band signal from the array antenna 210 and convert the received L-band signal into a digital satellite beacon signal (hereinafter referred to as a "digital signal"). The digital monopulse receiving module 220 may generate a sum pattern and a difference pattern based on the digital signal, and determine an azimuth error and an elevation error necessary for satellite tracking based on the generated sum and difference patterns.

일 실시예에 있어서, 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 배열 안테나(210)로부터 L-대역 신호를 수신하기 위한 복수의 채널을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 L-대역 신호를 수신하기 위한 4개의 채널을 포함할 수 있다.In one embodiment, the digital monopulse receiving module 220 may include a plurality of channels for receiving the L-band signal from the array antenna 210. For example, the digital monopulse receiving module 220 may include 4 channels for receiving L-band signals.

일 실시예에 있어서, 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 생성된 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각의 오차각 및 앙각의 오차각을 결정하고, 결정된 오차각에 기초하여 모노펄스 위성 추적을 수행할 수 있다. In one embodiment, the digital monopulse receiving module 220 determines the error angle of the azimuth angle and the error angle of the elevation angle necessary for satellite tracking based on the generated sum pattern and difference pattern, and based on the determined error angle, the monopulse You can do satellite tracking.

전술한 실시예에 따르면, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 별도의 아날로그 모노펄스 비교기를 필요로 하지 않아 운용주파수에 제한이 없을 뿐만 아니라, 4개의 채널(A, B, C 및 D채널)의 선로간 위상 보상이 용이하여 광대역 특성을 갖는 소형 경량화 제품으로 구현될 수 있다.According to the above-described embodiment, the monopulse satellite tracking antenna device 200 does not require a separate analog monopulse comparator, so there is no limitation in operating frequency, and four channels (A, B, C, and D channels). ) can be implemented as a small and lightweight product with broadband characteristics because phase compensation between lines is easy.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 모노펄스 수신 모듈의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 4를 참조하면, 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 제1 신호 처리부(410), 도플러 보상 처리부(420), 제2 신호 처리부(430), 추적 제어 명령 생성부(440) 및 제어부(450)를 포함할 수 있다.4 is a block diagram schematically showing the configuration of a digital monopulse receiving module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the digital monopulse receiving module 220 includes a first signal processing unit 410, a Doppler compensation processing unit 420, a second signal processing unit 430, a tracking control command generation unit 440, and a control unit 450. ) may be included.

제1 신호 처리부(410)는 배열 안테나(210)로부터 L-대역 신호를 수신하고, 수신된 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성할 수 있다. 또한, 제1 신호 처리부(410)는 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역의 디지털 신호(이하, "기저대역 신호"라 함)를 생성할 수 있다.The first signal processor 410 may receive the L-band signal from the array antenna 210 and perform a digital conversion process on the received L-band signal to generate a digital signal. Also, the first signal processing unit 410 may generate a baseband digital signal (hereinafter referred to as a “baseband signal”) by performing signal processing on the digital signal.

일 실시예에 있어서, 제1 신호 처리부(410)는 L-대역 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환기(ADC), 디지털 신호에 디지털 다운 컨버팅 처리를 수행하기 위한 DDC(Digital Down Converter) 및 디지털 다운 컨버팅 처리된 디지털 신호에 데시메이션 필터링 처리를 수행하기 위한 데시메이션 필터(Decimation Filter)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the first signal processing unit 410 includes an analog-to-digital converter (ADC) for converting an L-band signal into a digital signal, a digital down converter (DDC) for performing a digital down-converting process on a digital signal, and A decimation filter may be included to perform decimation filtering on the digital down-converted digital signal.

도플러 보상 처리부(420)는 제1 신호 처리부(410)에 연결될 수 있다. 도플러 보상 처리부(420)는 제1 신호 처리부(410)에 의해 생성된 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도플러 보상 처리부(420)는 도 4에 도시된 바와 같이 기저대역 신호에 기초하여 도플러 추정을 수행하기 위한 도플러 추정부(Doppler estimation unit)(421) 및 도플러 추정에 기초하여 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하기 위한 도플러 보상부(Doppler compensation unit)(422)를 포함할 수 있다.The Doppler compensation processing unit 420 may be connected to the first signal processing unit 410 . The Doppler compensation processing unit 420 may perform Doppler compensation processing on the baseband signal generated by the first signal processing unit 410 . In one embodiment, the Doppler compensation processing unit 420 includes a Doppler estimation unit 421 for performing Doppler estimation based on a baseband signal as shown in FIG. 4 and a baseband based on the Doppler estimation. It may include a Doppler compensation unit 422 for performing Doppler compensation processing on the band signal.

제2 신호 처리부(430)는 도플러 보상 처리부(420)에 연결될 수 있다. 제2 신호 처리부(430)는 도플러 보상 처리부(420)에 의해 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성할 수 있다. 또한, 제2 신호 처리부(430)는 생성된 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정할 수 있다.The second signal processing unit 430 may be connected to the Doppler compensation processing unit 420 . The second signal processing unit 430 may generate a sum pattern and a difference pattern based on the baseband signal subjected to Doppler compensation processing by the Doppler compensation processing unit 420 . Also, the second signal processor 430 may determine an azimuth error and an elevation angle error based on the generated sum pattern and difference pattern.

일 실시예에 있어서, 제2 신호 처리부(430)는 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 디지털 필터링 처리를 수행하기 위한 디지털 필터(도시하지 않음), 디지털 필터링 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하기 위한 패턴 생성부(도시하지 않음) 및 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하기 위한 오차 결정부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the second signal processing unit 430 includes a digital filter (not shown) for performing digital filtering on the Doppler-compensated baseband signal, a sum pattern based on the digitally filtered baseband signal, and It may include a pattern generation unit (not shown) for generating a difference pattern and an error determination unit (not shown) for determining an azimuth error and an elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern.

추적 제어 명령 생성부(440)는 제2 신호 처리부(430)에 연결될 수 있다. 추적 제어 명령 생성부(440)는 제2 신호 처리부(430)에 의해 결정된 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 위성 추적을 위한 명령(이하, "위성 추적 명령"이라 함)을 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 추적 제어 명령 생성부(440)는 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 배열 안테나(210)를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하고, 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적 명령을 생성할 수 있다. 예를 들면, 위성 추적 명령은 예측된 방위각 및 앙각을 포함할 수 있다.The tracking control command generation unit 440 may be connected to the second signal processing unit 430 . The tracking control command generation unit 440 may generate a satellite tracking command (hereinafter referred to as a "satellite tracking command") based on the azimuth error and elevation error determined by the second signal processing unit 430 . In one embodiment, the tracking control command generation unit 440 predicts the azimuth and elevation angles based on the array antenna 210 based on the azimuth error and elevation error, and commands the satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angles. can create For example, satellite tracking commands may include predicted azimuth and elevation angles.

제어부(450)는 제1 신호 처리부(410), 도플러 보상 처리부(420), 제2 신호 처리부(430) 및 추적 제어 명령 생성부(440)에 연결될 수 있다. 제어부(450)는 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)의 각 구성요소(예를 들어, 배열 안테나(210) 및 모노펄스 수신 모듈(220))의 동작을 제어할 수 있다.The control unit 450 may be connected to the first signal processing unit 410 , the Doppler compensation processing unit 420 , the second signal processing unit 430 and the tracking control command generating unit 440 . The control unit 450 may control the operation of each component (eg, the array antenna 210 and the monopulse receiving module 220) of the monopulse satellite tracking antenna device 200.

일 실시예에 있어서, 제어부(450)는 배열 안테나(210)로부터 제공되는 위성 비콘 신호(모노펄스 데이터)가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(450)는 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 위성 비콘 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴이 생성되고, 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 위성 추적 명령이 생성되도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the controller 450 may determine whether a satellite beacon signal (monopulse data) provided from the array antenna 210 is normal. When it is determined that the satellite beacon signal is normal, the controller 450 may control a sum pattern and a difference pattern to be generated based on the satellite beacon signal, and a satellite tracking command to be generated based on the sum pattern and the difference pattern.

일 실시예에 있어서, 제어부(450)는 배열 안테나(210)로부터 제공되는 위성 비콘 신호(모노펄스 데이터)가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 제어부(450)는 위성 비콘 신호가 비정상인 것으로 판단되면, GPS의 추적 후 위성 비콘 신호의 탐색이 수행되도록 제어할 수 있다.In one embodiment, the controller 450 may determine whether a satellite beacon signal (monopulse data) provided from the array antenna 210 is normal. When it is determined that the satellite beacon signal is abnormal, the controller 450 may control the search for the satellite beacon signal to be performed after GPS tracking.

이와 같이, 모노펄스 수신 모듈(220)은 디지털 영역에서 신호 처리(연산 등)를 수행할 수 있으므로, 하드웨어적인 오차를 모두 정밀하게 보상할 수 있고, 운용 주파수 대역에 비하여 좁은 신호 대역폭을 갖는 위성 비콘 신호의 특성 상, 모노펄스 수신 모듈(220)의 A 채널, B 채널, C 채널 및 D 채널 각각의 입력에 대한 위상 및 전송지연 보상이 용이하여 전체 운용 주파수 대역에서 균일한 모노펄스 신호를 생성할 수 있으며, 고정밀 모노펄스 추적 알고리즘을 구현할 수 있다.In this way, since the monopulse receiving module 220 can perform signal processing (calculation, etc.) in the digital domain, all hardware errors can be precisely compensated for, and a satellite beacon having a narrow signal bandwidth compared to the operating frequency band. Due to the characteristics of the signal, it is easy to compensate for the phase and transmission delay of each input of the A channel, B channel, C channel, and D channel of the monopulse receiving module 220 to generate a uniform monopulse signal in the entire operating frequency band. and implement a high-precision monopulse tracking algorithm.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 모노펄스 수신 모듈과 저잡음 하향 변환반의 계통도이다. 도 5에서는 붉은색으로 표시된 부분이 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)을 나타낸다.5 is a schematic diagram of a digital monopulse receiving module and a low-noise down-conversion board according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, a portion marked in red represents the digital monopulse receiving module 220.

도 5의 실시예에서는 소형 및 경량화 구조를 위해 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)을 저잡음 하향 변환반과 일체형으로 구현하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 디지털 모노펄스 수신 모듈(220)은 저잡음 하향 변환반과 별도로 구성될 수 있으며, 표준 L-대역으로 인터페이스되는 범용적인 위성통신용 배열 안테나를 위한 디지털 모노펄스 수신 모듈의 구조를 구성할 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, it has been described that the digital monopulse receiving module 220 is integrally implemented with a low-noise down-conversion board for a compact and lightweight structure, but is not necessarily limited thereto. For example, the digital monopulse receiving module 220 may be configured separately from the low-noise down-conversion board, and may constitute a structure of a digital monopulse receiving module for a general-purpose array antenna for satellite communication interfaced with a standard L-band. .

본 발명에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동되도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.Although process steps, method steps, algorithms, etc. are described in sequential order in the flowcharts shown herein, such processes, methods and algorithms may be configured to operate in any suitable order. In other words, the steps of the processes, methods and algorithms described in the various embodiments of the invention need not be performed in the order described herein. Also, although some steps are described as being performed asynchronously, in other embodiments some of these steps may be performed concurrently. Further, illustration of a process by depiction in the drawings does not mean that the illustrated process is exclusive of other changes and modifications thereto, and that any of the illustrated process or steps thereof may be one of various embodiments of the present invention. It is not meant to be essential to one or more, and it does not imply that the illustrated process is preferred.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 위성 추적을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 단계 S602에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 위성 추적을 위해 GPS 추적을 수행할 수 있다.6 is a flowchart illustrating a method of performing satellite tracking according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6 , in step S602, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may perform GPS tracking for satellite tracking.

단계 S604에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 위성 비콘 신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)의 배열 안테나(210)는 4개의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 수신된 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환할 수 있다.In step S604, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may receive a satellite beacon signal. In one embodiment, the array antenna 210 of the monopulse satellite tracking antenna device 200 may receive satellite beacon signals through four quadrants and convert the received satellite beacon signals into L-band signals. .

단계 S606에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 위성 비콘 신호를 확인하여 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)의 모노펄스 수신 모듈(220)은 배열 안테나(210)로부터 수신된 위성 비콘 신호(즉, L-대역 신호)를 확인하여 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단할 수 있다.In step S606, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may determine whether the satellite beacon signal is normal by checking the satellite beacon signal. In one embodiment, the monopulse receiving module 220 of the monopulse satellite tracking antenna device 200 checks the satellite beacon signal (ie, L-band signal) received from the array antenna 210 to obtain the satellite beacon signal. can be judged whether it is normal or not.

단계 S606에서 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, S608에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 위성 비콘 신호에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정할 수 있다.If it is determined that the satellite beacon signal is normal in step S606, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may determine an azimuth error and an elevation angle error based on the satellite beacon signal in step S608.

일 실시예에 있어서, 모노펄스 수신 모듈(220)의 제1 신호 처리부(410)는 위성 비콘 신호(즉, L-대역 신호)에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하고, 생성된 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first signal processing unit 410 of the monopulse receiving module 220 performs digital conversion processing on a satellite beacon signal (ie, L-band signal) to generate a digital signal, and generates a digital signal. Signal processing may be performed on to generate a baseband signal.

일 실시예에 있어서, 모노펄스 수신 모듈(220)의 도플러 보상 처리부(420)는 제1 신호 처리부(410)에 의해 생성된 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행할 수 있다.In one embodiment, the Doppler compensation processing unit 420 of the monopulse receiving module 220 may perform Doppler compensation processing on the baseband signal generated by the first signal processing unit 410 .

일 실시예에 있어서, 모노펄스 수신 모듈(220)의 제2 신호 처리부(430)는 도플러 보상 처리부(420)에 의해 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 생성된 합 패턴 및 차 패턴에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정할 수 있다.In one embodiment, the second signal processing unit 430 of the monopulse receiving module 220 generates a sum pattern and a difference pattern based on the baseband signal subjected to Doppler compensation processing by the Doppler compensation processing unit 420, and generates An azimuth error and an elevation angle error may be determined based on the sum pattern and the difference pattern.

단계 S610에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 결정된 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여 위성 추적 명령을 생성할 수 있다. 따라서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 위성 추적 명령에 따라 위성 추적을 수행할 수 있다.In step S610, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may generate a satellite tracking command based on the determined azimuth error and elevation error. Accordingly, the monopulse satellite tracking antenna device 200 may perform satellite tracking according to a satellite tracking command.

일 실시예에 있어서, 모노펄스 수신 모듈(220)의 추적 제어 명령 생성부(440)는 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 배열 안테나(210)를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측할 수 있다. 추적 제어 명령 생성부(440)는 예측된 방위각 및 앙각을 포함하는 위성 추적 명령을 생성할 수 있다.In one embodiment, the tracking control command generation unit 440 of the monopulse receiving module 220 may predict the azimuth and elevation angles based on the array antenna 210 based on the azimuth errors and elevation errors. The tracking control command generating unit 440 may generate a satellite tracking command including the predicted azimuth and elevation.

한편, 단계 S606에서 위성 비콘 신호가 정상이 아닌 것으로 판단, 즉 비정상인 것으로 판단되면, 단계 S612에서, 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치(200)는 GPS 추적을 수행하여 위성 비콘 신호의 탐색을 수행할 수 있다.On the other hand, if it is determined in step S606 that the satellite beacon signal is not normal, that is, it is determined to be abnormal, in step S612, the monopulse satellite tracking antenna device 200 performs GPS tracking to search for the satellite beacon signal. can

위 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 위 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 위 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.Although the above method has been described through specific embodiments, it is also possible to implement the above method as computer readable code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage devices. In addition, the computer-readable recording medium is distributed in computer systems connected through a network, so that computer-readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the above embodiments can be easily inferred by programmers in the technical field to which the present invention belongs.

이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 발명의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.Although the technical idea of the present invention has been described by the examples shown in some embodiments and the accompanying drawings, it does not deviate from the technical spirit and scope of the present invention that can be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. It will be appreciated that various substitutions, modifications and alterations may be made within the range. Moreover, such substitutions, modifications and alterations are intended to fall within the scope of the appended claims.

200: 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치, 210: 배열 안테나, 220: 디지털 모노펄스 수신 모듈, 410: 제1 신호 처리부, 420: 도플러 보상 처리부, 421: 도플러 추정부, 422: 도플러 보상부, 430: 제2 신호 처리부, 440: 추적 제어 명령 생성부, 450: 제어부200: antenna device for monopulse satellite tracking, 210: array antenna, 220: digital monopulse receiving module, 410: first signal processing unit, 420: Doppler compensation processing unit, 421: Doppler estimation unit, 422: Doppler compensation unit, 430: Second signal processing unit, 440: tracking control command generation unit, 450: control unit

Claims (23)

모노펄스 위성추적용 안테나 장치로서,
복수의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 배열 안테나; 및
상기 배열 안테나에 연결되고, 상기 L-대역 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하며, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 디지털 모노펄스 수신 모듈을 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은
상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 상기 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 일체된 형태로 형성되는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.As a monopulse satellite tracking antenna device,
an array antenna for receiving satellite beacon signals through a plurality of quadrants and converting the satellite beacon signals into L-band signals; and
is connected to the array antenna, converts the L-band signal into a digital signal, performs signal processing on the digital signal to generate a sum pattern and a difference pattern, and performs satellite tracking based on the sum pattern and the difference pattern. A digital monopulse receiving module for determining required azimuth errors and elevation errors;
The digital monopulse receiving module
a first signal processing unit that performs digital conversion processing on the L-band signal to generate the digital signal, and performs signal processing on the digital signal to generate a baseband signal;
a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and
A second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern;
The digital monopulse receiving module is a monopulse satellite tracking antenna device formed integrally with a low-noise down-conversion board. 제1항에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 상기 복수의 분면에 대응하여 상기 L-대역 신호를 수신하기 위한 복수의 채널을 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The antenna device of claim 1, wherein the digital monopulse receiving module includes a plurality of channels for receiving the L-band signal corresponding to the plurality of quadrants. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는
상기 L-대역 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
상기 디지털 신호에 디지털 다운 컨버팅 처리를 수행하는 DDC(Digital Down Converter); 및
상기 디지털 다운 컨버팅 처리된 디지털 신호에 데시메이션 필터링 처리를 수행하는 데시메이션 필터(Decimation Filter)
를 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The method of claim 1, wherein the first signal processing unit
an analog-to-digital converter converting the L-band signal into the digital signal;
a digital down converter (DDC) for performing a digital down conversion process on the digital signal; and
A decimation filter for performing decimation filtering on the digital down-converted digital signal
Monopulse satellite tracking antenna device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 도플러 보상 처리부는
상기 기저대역 신호에 기초하여 도플러 추정을 수행하는 도플러 추정부; 및
상기 도플러 추정에 기초하여 상기 기저대역 신호에 상기 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상부
를 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The method of claim 1, wherein the Doppler compensation processing unit
a Doppler estimator performing Doppler estimation based on the baseband signal; and
A Doppler compensation unit for performing the Doppler compensation processing on the baseband signal based on the Doppler estimation.
Monopulse satellite tracking antenna device comprising a. 제1항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 디지털 필터링 처리를 수행하는 디지털 필터;
상기 디지털 필터링 처리된 기저대역 신호에 기초하여 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및
상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 오차 결정부
를 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The method of claim 1, wherein the second signal processing unit
a digital filter for performing digital filtering on the baseband signal subjected to Doppler compensation;
a pattern generator configured to generate the sum pattern and the difference pattern based on the digitally filtered baseband signal; and
An error determination unit configured to determine the azimuth angle error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern
Monopulse satellite tracking antenna device comprising a. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은
상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하고, 상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 추적 명령 생성부
를 더 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The method of any one of claims 1, 2, 4 to 6, wherein the digital monopulse receiving module
A tracking command generation unit that predicts an azimuth and an elevation angle based on the array antenna based on the azimuth error and elevation error, and generates a satellite tracking command for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angle.
Monopulse satellite tracking antenna device further comprising a. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은
상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하고, 상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차의 결정을 제어하는 제어부
를 더 포함하는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.The method of any one of claims 1, 2, 4 to 6, wherein the digital monopulse receiving module
A controller for determining whether the satellite beacon signal is normal, and controlling determination of the azimuth error and the elevation angle error when it is determined that the satellite beacon signal is normal
Monopulse satellite tracking antenna device further comprising a. 삭제delete 모노펄스 위성추적용 안테나 장치로서,
복수의 분면을 통해 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 배열 안테나; 및
상기 배열 안테나에 연결되고, 상기 L-대역 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하며, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 위성 추적에 필요한 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 디지털 모노펄스 수신 모듈을 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은
상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 상기 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 분리된 형태로 형성되는 모노펄스 위성추적용 안테나 장치.As a monopulse satellite tracking antenna device,
an array antenna for receiving satellite beacon signals through a plurality of quadrants and converting the satellite beacon signals into L-band signals; and
is connected to the array antenna, converts the L-band signal into a digital signal, performs signal processing on the digital signal to generate a sum pattern and a difference pattern, and performs satellite tracking based on the sum pattern and the difference pattern. A digital monopulse receiving module for determining required azimuth errors and elevation errors;
The digital monopulse receiving module
a first signal processing unit that performs digital conversion processing on the L-band signal to generate the digital signal, and performs signal processing on the digital signal to generate a baseband signal;
a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and
A second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern;
The digital monopulse receiving module is a monopulse satellite tracking antenna device formed in a form separated from the low-noise down-conversion board. 모노펄스 위성추적용 안테나 장치의 디지털 모노펄스 수신 모듈로서,
배열 안테나에 의해 L-대역 신호로 변환된 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 분리된 형태로 형성되는 디지털 모노펄스 수신 모듈.A digital monopulse receiving module of a monopulse satellite tracking antenna device,
Receiving a satellite beacon signal converted into an L-band signal by an array antenna, performing digital conversion processing on the L-band signal to generate a digital signal, and performing signal processing on the digital signal to generate a baseband signal a first signal processing unit to;
a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and
A second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine an azimuth error and an elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern;
The digital monopulse receiving module is formed in a form separated from the low-noise down-conversion board. 제11항에 있어서, 상기 제1 신호 처리부는
상기 L-대역 신호를 상기 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
상기 디지털 신호에 디지털 다운 컨버팅 처리를 수행하는 DDC; 및
상기 디지털 다운 컨버팅 처리된 디지털 신호에 데시메이션 필터링 처리를 수행하는 데시메이션 필터
를 포함하는 디지털 모노펄스 수신 모듈.The method of claim 11, wherein the first signal processing unit
an analog-to-digital converter converting the L-band signal into the digital signal;
a DDC that performs digital down-conversion processing on the digital signal; and
A decimation filter for performing decimation filtering on the digital down-converted digital signal
Digital monopulse receiving module comprising a. 제11항에 있어서, 상기 도플러 보상 처리부는
상기 기저대역 신호에 기초하여 도플러 추정을 수행하는 도플러 추정부; 및
상기 도플러 추정에 기초하여 상기 기저대역 신호에 상기 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상부
를 포함하는 디지털 모노펄스 수신 모듈.12. The method of claim 11, wherein the Doppler compensation processing unit
a Doppler estimator performing Doppler estimation based on the baseband signal; and
A Doppler compensation unit for performing the Doppler compensation processing on the baseband signal based on the Doppler estimation.
Digital monopulse receiving module comprising a. 제11항에 있어서, 상기 제2 신호 처리부는
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 디지털 필터링 처리를 수행하는 디지털 필터;
상기 디지털 필터링 처리된 기저대역 신호에 기초하여 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴을 생성하는 패턴 생성부; 및
상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 오차 결정부
를 포함하는 디지털 모노펄스 수신 모듈.The method of claim 11, wherein the second signal processing unit
a digital filter for performing digital filtering on the baseband signal subjected to Doppler compensation;
a pattern generator configured to generate the sum pattern and the difference pattern based on the digitally filtered baseband signal; and
An error determination unit configured to determine the azimuth angle error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern
Digital monopulse receiving module comprising a. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하고, 상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 추적 명령 생성부
를 더 포함하는 디지털 모노펄스 수신 모듈.According to any one of claims 11 to 14,
A tracking command generation unit that predicts an azimuth and an elevation angle based on the array antenna based on the azimuth error and elevation error, and generates a satellite tracking command for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angle.
Digital monopulse receiving module further comprising a. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하고, 상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차의 결정을 제어하는 제어부
를 더 포함하는 디지털 모노펄스 수신 모듈.According to any one of claims 11 to 14,
A controller for determining whether the satellite beacon signal is normal, and controlling determination of the azimuth error and the elevation angle error when it is determined that the satellite beacon signal is normal
Digital monopulse receiving module further comprising a. 삭제delete 모노펄스 위성추적용 안테나 장치의 디지털 모노펄스 수신 모듈로서,
배열 안테나에 의해 L-대역 신호로 변환된 위성 비콘 신호를 수신하고, 상기 L-대역 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하고, 상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 제1 신호 처리부;
상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 도플러 보상 처리부; 및
상기 도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하고, 상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 제2 신호 처리부를 포함하고,
상기 디지털 모노펄스 수신 모듈은 저잡음 하향 변환반과 일체된 형태로 형성되는 디지털 모노펄스 수신 모듈.A digital monopulse receiving module of a monopulse satellite tracking antenna device,
Receiving a satellite beacon signal converted into an L-band signal by an array antenna, performing digital conversion processing on the L-band signal to generate a digital signal, and performing signal processing on the digital signal to generate a baseband signal a first signal processing unit to;
a Doppler compensation processing unit which performs Doppler compensation processing on the baseband signal; and
A second signal processor configured to generate a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler-compensated baseband signal, and to determine an azimuth error and an elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern;
The digital monopulse receiving module is formed integrally with the low-noise down-conversion board. 모노펄스 위성추적용 안테나 장치에서의 위성 추적 방법으로서,
상기 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치의 배열 안테나에서, 위성 비콘 신호를 수신하는 단계;
상기 모노펄스 위성 추적용 안테나 장치의 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
상기 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 디지털 신호에 기초하여 방위각 오차 및 앙각 오차를 결정하는 단계; 및
상기 모노펄스 수신 모듈에서, 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차에 기초하여 위성 추적 명령을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계는
상기 위성 비콘 신호를 확인하여 상기 위성 비콘 신호가 정상인지 여부를 판단하는 단계;
상기 위성 비콘 신호가 정상인 것으로 판단되면, 상기 위성 비콘 신호에 디지털 변환 처리를 수행하여 디지털 신호를 생성하는 단계;
상기 디지털 신호에 신호 처리를 수행하여 기저대역 신호를 생성하는 단계;
상기 기저대역 신호에 도플러 보상 처리를 수행하는 단계;
도플러 보상 처리된 기저대역 신호에 기초하여 합 패턴 및 차 패턴을 생성하는 단계; 및
상기 합 패턴 및 상기 차 패턴에 기초하여 상기 방위각 오차 및 상기 앙각 오차를 결정하는 단계;
상기 위성 비콘 신호가 비정상인 것으로 판단되면, GPS 추적을 수행하여 상기 위성 비콘 신호의 탐색을 수행하는 단계
를 포함하는 위성 추적 방법.A satellite tracking method in a monopulse satellite tracking antenna device,
receiving a satellite beacon signal at an array antenna of the monopulse satellite tracking antenna device;
checking the satellite beacon signal and converting the satellite beacon signal into a digital signal in a monopulse receiving module of the monopulse satellite tracking antenna device;
In the monopulse receiving module, determining an azimuth error and an elevation error based on the digital signal; and
In the monopulse receiving module, generating a satellite tracking command based on the azimuth error and the elevation error,
Confirming the satellite beacon signal and converting the satellite beacon signal into a digital signal
checking the satellite beacon signal and determining whether the satellite beacon signal is normal;
generating a digital signal by performing a digital conversion process on the satellite beacon signal when it is determined that the satellite beacon signal is normal;
generating a baseband signal by performing signal processing on the digital signal;
performing Doppler compensation processing on the baseband signal;
generating a sum pattern and a difference pattern based on the Doppler compensated baseband signal; and
determining the azimuth error and the elevation angle error based on the sum pattern and the difference pattern;
Searching for the satellite beacon signal by performing GPS tracking when it is determined that the satellite beacon signal is abnormal
A satellite tracking method comprising a. 제19항에 있어서, 상기 위성 비콘 신호를 수신하는 단계는
상기 위성 비콘 신호를 L-대역 신호로 변환하는 단계
를 더 포함하는 위성 추적 방법.20. The method of claim 19, wherein receiving the satellite beacon signal comprises:
converting the satellite beacon signal into an L-band signal;
Satellite tracking method further comprising a. 삭제delete 삭제delete 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 방위각 오차 및 앙각 오차에 기초하여, 상기 배열 안테나를 기준으로 방위각 및 앙각을 예측하는 단계; 및
상기 예측된 방위각 및 앙각에 기초하여 위성 추적을 위한 위성 추적 명령을 생성하는 단계
를 더 포함하는 위성 추적 방법.The method of claim 19 or 20,
predicting azimuth and elevation angles based on the array antenna based on the azimuth and elevation errors; and
Generating a satellite tracking command for satellite tracking based on the predicted azimuth and elevation angle
Satellite tracking method further comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100673404B1 (en) * 2004-06-17 2007-01-24 아태위성산업 주식회사 Apparatus and method for demodulating the received data on the central station in the satellite spread multiple access system
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