KR100205277B1 - 이동형 위성방송 수신용 안테나장치 - Google Patents

Abstract

이동체에 탑재된 이동형 위성방송 수신용 안테나장치의 추미제어장치(20)는 안테나(AT)에 의해 수신된 전파의 레벨을 검출하고, 검출된 수신 신호 레벨에 기초하여 직전의 회전에 따라 단위각도당 수신 신호 레벨의 증가량이 커짐으로써 큰 회전속도로 소정의 각에 걸쳐 안테나를 반복적으로 회전시켜, 안테나의 회전각을 제어한다(100). 수신 신호 레벨이 한계값을 초과한 기간에서는 안테나의 회전각이 현재의 값으로 유지되고, 수신 신호 레벨이 감시된다(200). 수신 신호 레벨이 한계값 미만으로 감소하면, 이동체의 각속도와 그 적분값이 검출되고(7, 8), 이들 둘중의 하나가 크고, 이동체의 선회동작동안에 각오차가 증가한다고 간주되면, 안테나의 회전각을 제어한다(100). 이들 둘다의 값이 크지 않으면, 각오차의 증가가 장애물에 의한 것으로 판정하여 제어장치는 수신 신호 레벨이 적당한 값으로 회복될 때까지 기다린다(300). 추가적으로, 검출된 수신 신호 레벨이 한계값 미만인 추미이탈인 경우에, 추미이탈 직전의 선회각의 변화량을 검출하고, 현재의 추미방위각이 그 변화량에 기초하여 수정되고, 시간의 경우에 따라 증가하는 범위내에서 이 수정된 값을 중심으로 추미방위각이 변화하여 위성탐색을 한다(600).

Description

[발명의 명칭]

이동형 위성방송 수신용 안테나장치

[기술분야]

본 발명은 이동형 위성방송 수신용 안테나장치에 관한 것으로, 특히 자동추미방식의 개량에 의해 소형화와 경비 절감을 도모하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치에 관한 것이다.

[배경기술]

최근 위성방송수신기가 널리 사용됨에 따라 위성방송을 수신하기 위하여 차량이나 선박 등의 이동체에 탑재하는 이동형 안테나장치가 개발되고 있다. 미래에는, 방송위성과 같은 정지위성 뿐만 아니라 이동위성으로부터 전파를 수신하기도 하고 방송의 수신만이 아니라 위성과의 사이에 통신(송수신)을 포함하는 서비스도 예상된다. 이런 종류의 이동형 안테나장치, 특히 차량에 탑재되는 위성방송 수신용 안테나 장치에 있어서, 수신대상이 이동위성인 것은 물론이고 정지위성인 경우에도 차량의 방향이 그 주행에 따라 시시각각 변화하므로 안테나 본체가 항상 위성의 방향을 향하도록 하기 위한 자동추미기구가 필요하게 되었다.

자동추미기구는 그 안테나 본체의 방향의 수평성분(이하, 추미방위각이라 한다)을 제어하는 바위각 제어장치와 안테나 본체의 앙각을 제어하는 앙각 제어장치의 조합에 의해 실현되고 있다. 이와 같은 자동추미기구는 컨버터와 튜너 등의 전기회로성분을 포함하는 위성방송수신시스템 전체의 제조 비용의 상당한 부분을 차지할 뿐만 아니라 안테나장치의 설치높이와 설치면적을 증가시킨다. 그러므로 이 기구를 얼마나 간략화하는지가 중요한 기술과제이다.

안테나 본체의 추미방위각은 안테나가 탑재된 차량이 주행함에 따라 360도에 걸쳐 제어할 필요가 있으므로, 그 추미방위각의 제어는 기계적인 회전기구에 의해 실현하는 것이 현실적으로 고려되고 있다. 상기와 대조적으로, 특히, 안테나가 방송위성과 같은 정지위성을 대상으로 하는 경우에, 안테나 본체의 앙각은 차량이 주행중인 지역의 위도와 ±5°정도의 범위인 도로 경사의 변화에 대응하여 제한된 범위의 변화에 의해 충분히 제어될 수 있다. 그러므로, 앙각의 제어 범위는 비교적 작은 값으로 제한되어 있다.

따라서, 이동형 위성방송 수신용 안테나장치는 안테나의 앙각의 지향성을 미리 넓게 설정함과 아울러 추미방위각만을 제어하는 일축 추미방식과 앙각에 있어서는 이산적이고 조잡한 제어를 행하는 방식을 채용하므로써 수신시스템 전체의 소형화와 비용절감을 수행하였다. 앙각제어가 어떻게 수행되어도 추미방위각 제어장치는 앙각 제어장치와 실질적으로 독립성을 유지한다. 다음은 비교적 중요한 추미방위각의 제어에 대하여 설명한다.

이동형 위성방송수신용 안테나장치의 추미제어장치 또는 위상차 검출시스템은 본 출원인이 먼저 출원한 특원평 3-350103호에 개시되어 있다. 이 위상차 검출시스템에 있어서, 위성방송 수신용 안테나의 몇개로 분할된 부분이 소정의 방향으로 서로 분리하여 배치되므로써, 수신된 전파의 방향과 안테나부분의 배열방향 사이의 오차, 즉, 전체 안테나의 추미오차가 안테나의 각각의 분할된 부분에 의해 수신된 전파 사이의 위상차로부터 검출될 수 있다. 이 추미제어장치는 많은 이점이 있지만, 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

또 다른 추미제어장치는 수신 신호 레벨이 최대가 될 때가지 안테나를 회전한다. 이러한 형태의 추미제어장치로서는 특원평 4-176992호에 명시된 오토 스레쉬홀드시스템 또는 특원평 4-60479호에 명시된 바이브레이션시스템과 같은 것이 알려져 있다. 그러나, 오토 스레쉬홀드시스템 또는 바이브레이션시스템의 추미기구는 추미능력이 낮으므로 차량의 급격한 좌우회전에 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

원리적으로, 위성방송 수신용 안테나가 탑재된 차량의 방향을 방향센서를 이용하여 검출하고, 차량의 검출된 방향에 기초하여 안테나가 위성을 향하는 추미방위각을 산정하여 그 산정된 결과에 따라 안테나의 방향을 제어하는 방향센서시스템을 고려할 수도 있다. 그러나, 이러한 방향선서시스템에 있어서, 산정되는 추미방위각은 차량이 존재하는 지점의 경도와 위도에 의존한다. 그러므로, 경도와 위도를 검출하기 위하여 GPS 수신장치와 같은 위치결정시스템이 필요하고 사람의 손에 의해 대략 경도와 위도를 설정하고 변경해야 한다는 문제점이 있다.

그러한 이동형 안테나의 추미제어가 곤란한 이유중의 하나는, 상기한 바와 같이, 차량이 좌우회전할때, 비교적 짧은 시간에 약 90°에 달하는 큰 각의 변화가 발생하므로 급격한 방향변화에 대응하기 위하여 높은 추미능력이 요구된다는 점이다.

이동형 안테나의 추미제어가 곤란한 이유중의 다른 하나는, 차량의 이동에 따라 위성으로부터 차량의 전파되는 전파가 길을 따라 전주, 빌딩, 다리, 수목, 산 등에 의해 짧은 시간 동안 차단된다는 점이다. 이러한 상태에서, 짧은 시간동안 지속되는 저하에 의해 수신신호 레벨이 급격히 저하하여 추미기능을 상실한다. 장애물에 의해 수신 신호 레벨에 급격한 저하가 발생하면, 추미기능을 유지할 수 없으며, 수신 신호 레벨이 즉시 본래의 값으로 회복된다. 그러므로, 장애물에 의해 수신 신호에 급격한 저하가 발생하면, 안테나의 방향을 변화시키지 않고 본래의 값으로 회복될 때까지 기다리는 것이 합리적이다.

그러나 수신 신호의 급격한 저하가 장애물에 의한 것인지 차량의 급선회에 의한 추미오차의 급증에 의한 것인지의 구별이 명확하지 않다. 차량의 급선회에 의한 급격한 저하를 장애물에 의한 것으로 오인한 경우에는, 그대로의 상태에서 본래의 값으로 회복될 때까지 기다린다. 그러면, 필요한 추미동작은 기다리는 시간만큼 지연되어 시작된다. 반대로, 장애물에 의한 급격한 저하를 차량의 급선회에 의한 것으로 오인한 경우에는, 불필요한 추미 제어가 시작되고 안테나의 방향이 불필요한 추미동작에 의해 본래의 방향으로부터 멀어지게 될 수도 있다. 장애물에 의해 수신 신호 레벨이 저하된 시간은 장애물의 크기와 차량의 속도에 의존한다. 이것은 또한 수신효율을 저하시키고 적절한 추미제어를 하기 어렵다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 방위각의 급격한 변화에 대응하는 높은 추미능력을 갖는 추미제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수신 신호 레벨의 급격한 저하가 장애물에 의한 것인지 이동체의 급선회에 의한 것인지를 즉시 구별하고 그 상황에 대응하여 제어를 시작함으로써 급선회시의 추미능력을 개선하고 급격한 저하시의 제어안정성을 향상시킬 수 있는 추미제어장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 이동체에 탑재된 이동형 위성방송 수신용 안테나 장치의 추이제어장치는 안테나에 의해 수신된 전파 레벨, 이동체의 각속도, 각속도의 적분치를 검출하고, 검출된 수신 신호 레벨, 각속도와 그 적분치를 기초로 하여 안테나의 회전각을 제어하는 추미제어실행수단을 구비한다.

이 추미제어실행수단은 직전의 회전에 의해 단위 각도당 수신신호 레벨의 증가가 크면, 큰 회전속도로 소정의 각에 걸쳐 안테나를 반복 회전시키는 미분제어실행수단을 구비하고 있다.

이 추미제어실행수단은 검출된 신호 레벨과 소정의 한계값(Lt)을 비교하고, 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)을 초과하면, 안테나의 회전각을 현재의 값으로 유지시키면서 수신 신호 레벨의 최신의 값의 검출과 한계값(Lt)과의 비교를 반복하는 유지제어실행수단을 추가로 구비할 수도 있다. 검출된 새로운 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)보다 낮게 저하할때 각속도 또는 그 적분치가 소정의 한계값보다 크면, 유지제어 실행수단은 즉시 미분제어실행수단을 실행시킨다. 검출된 각속도와 그 적분치중의 하나가 한계값보다 작으면, 유지제어실행수단은 수신 신호 레벨이 적절한 값으로 회복될 때가지 소정의 시간에 걸쳐 기다리도록 대기제어실행수단을 실행시킨다.

이동체에 탑재된 이동형 위성방송 수신용 안테나장치의 추미제어장치는 상기한 각종의 제어실행수단의 일부에 의해 각각 고유의 효과가 발생하도록 구성되어 있다.

이 추미제어장치는 검출된 각속도의 수평성분을 적분하는 것에 의해 이동체의 선회각을 검출하는 선회각 검출수단과, 수신 신호 레벨이 소정의 한계값 미만으로 저하하는 추미이탈이 발생할때 추미이탈의 직전에 검출된 값으로부터 선회각 검출수단에 의해 선회각의 변화량을 검출하고, 선회각의 변화량에 기초하여 현재의 추미방위각을 수정하고, 이 수정된 값을 중심으로 시간의 경과에 따라 진폭을 증가시키면서 추미방위각을 변화하여 위성의 탐색을 행하는 위성탐색수단을 구비하고 있다.

안테나의 수신 신호 레벨과 각오차의 관계는, 가우스 분포 곡선을 따른다. 즉, 각오차가 증가하면, 단위각도당 수신 신호 레벨의 변화(미분)량이 커진다. 그러므로, 미분제어실행수단은 미분량이 증가하면 각오차가 증가하는 것으로 판정하여 높은 회전속도로 소정의 각을 갖는 단계에 의해 안테나의 회전시킨다. 안테나가 회전함에 따라 미분량과 회전속도가 각오차의 저하와 함께 단계적으로 저하하므로 회전각이 목표물로부터 크게 벗어나거나 오버슈트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

결과적으로, 차량의 급선회에 의하여 수신 신호 레벨의 급격한 저하를 즉시 쉽게 처리할 수 있도록 추미능력이 향상된다. 미분량은 각오차가 매우 큰 지역에서 크게 저하한다. 그러나 이 지역에 있어서, 수신 신호 레벨이 저하하여 미분제어가 제거될 수 있으므로 그러한 지역은 고려할 필요가 없다.

또한, 미분제어에 더하여 실행되는 유지제어에 의하면, 수신 신호 레벨의 새로운 검출값이 한계값 미만일때 검출된 각속도 또는 그 적분치가 소정의 한계값보다 크면, 수신 신호 레벨의 저하는 차량의 이동에 의한 추미정확성의 감소에 의한 것으로 간주될 수 있다. 이 경우, 수신 신호 레벨이 적절한 값으로 회복될 때까지 기다리지 않고 미분제어를 즉시 실행할 수 있다. 반대로, 각속도와 그 적분치 둘다 그 한계값 미만이면, 수신 신호 레벨의 저하는 장애물에 의한 것으로 간주한다. 이 경우, 수신 신호 레벨이 적절한 값으로 회복될때까지 소정의 시간동안 기다리는 대기제어가 실행된다. 그러므로, 수신 신호 레벨 뿐만 아니라 차량의 이동을 가리키는 각속도 또는 그 적분치를 이용하여 수신 신호 레벨의 감소가 장애물에 의한 것인지 이동체의 선회에 의한 추미오차의 증가에 의한 것인지를 즉시 결정하여 적절한 제어수단을 선택할 수 있으므로 추미능력이 크게 향상된다.

더우기, 선회각 검출수단과 위성탐색수단을 구비한 본 발명의 추미제어장치에 있어서, 안테나 본체의 추미방위각과 이동체의 방향은 함께 상대적인 값으로 이용될 수 있다. 즉, 안테나의 추미방위각은 항상 현재의 값을 기준값(제로)으로 하여 시계방향 또는 반시계방향으로 측정한 각에 의해 표현될 수 있다. 또한, 이동체의 방향은 상태적인 값으로서 검출된 각속도의 적분값에 의해 표현된다. 추미이탈이 발생하면, 선회각 검출수단이 검출한 선회각의 그 추미이탈 직전의 변화량을 검출한다.

즉, 이동체가 시계방향으로 θ°각 만큼 선회한 것에 의해 추미이탈이 발생하면, 추미 이탈 직전에 발생한 각속도의 적분값의 변화량, 즉, θ°가 검출된다. 안테나 본체의 현재 추미방위각은 검출된 적분값의 변화량에 따라 반시계방향으로 수정되어 추미방위각의 범위의 중심값을 산정할 수 있다. 그러므로, 안테나는 시간이 경과됨에 따라 진폭을 증가시키면서 중심값을 중심으로 회전함으로써 위성탐색이 행해진다. 진폭이 작은 초기에 위성탐색이 성공하면, 전력소비량도 저감된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 제어대상의 위성방송 수신용 안테나와 함께 본 발명의 추미제어장치의 일실시예를 나타내는 블럭도.

제2도는 안테나의 각오차와 수신 신호 레벨 및 수신 신호 레벨의 적분값과의 관계, 및 수신 신호 레벨과 각종의 한계값과의 관계를 설명하는 도면.

제3도는 본 실시예의 추미제어장치에 의해 실행되는 미분제어의 일예를 나타내는 플로우챠트.

제4도는 본 실시예의 추미제어장치에 의해 실행되는 유지제어의 일예를 나타내는 플로유챠트.

제5도는 본 실시예의 추미제어장치에 의해 실행되는 대기제어의 일예를 나타내는 플로우챠트.

제6도는 본 실시예의 추미제어장치에 의해 실행되는 스위핑처리의 일예를 나타내는 플로우챠트.

제7도는 이동체의 선회각과 안테나의 추미방위각 사이의 관계를 설명하는 도면.

제8도는 이동체가 선회할때의 각속도, 각속도의 적분값, 추미방위각의 중심값, 스위프 각과 스위프 속도의 시간에 대한 파형도.

제9도는 본 발명의 다른 실시예의 이동형 위성방송 수신용 안테나장치에 의해 실행되는 탐색과정을 나타내는 플로우챠트.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

제1도는 제어대상의 위성방송 수신용 안테나(AT)와 함께 본 발명의 일실시예인 이동형 위성방송 수신용 안테나의 추미제어장치의 블럭도이다. 제1도를 참조하면, 마이크로프로세서(1), 다운컨버터(2), 회전 결합기(3), 튜너(4), 수신 신호 레벨 검출기(5), A/D 변환기와 D/A 변환기를 구비한 입력/출력 인터페이스회로(6), 각속도계(7), 각속도계(7)에 의해 검출된 각속도를 적분하는 적분기(8), 모터 구동기(9), 펄스 모터(10)와 회전지지기구(11)가 표시되어 있다.

방송위성으로부터 송신되어 위성방송수신용 안테나(AT)에 수신된 12㎓대의 텔레비젼 신호는 다운 컨버터(2)에 의해 1㎓대의 중간 주파수의 텔레비젼 신호로 변환된다. 변환된 중간주파수 신호는 회전 결합기(3)를 통해 튜너(4)로 인가되는 비디오신호와 음성신호로 복조되고 텔레비젼 수상기에 공급된다. 수신 신호 레벨 검출기(5)는 튜너(4)내의 자동이득제어 증폭기로부터 출력된 잡음 레벨에 기초하여 안테나(AT)에 의해 수신된 신호의 레벨(또는 수신 신호 레벨)을 검출한다. 즉, 수신 신호 레벨이 감소하면, 자동이득제어 증폭기의 이득은 증가하고, 따라서 잡음 레벨이 증가한다. 수신 신호 레벨이 잡음 레벨의 증가 또는 감소에 기초하여 검출되고 입력/출력 인터페이스회로(6)에 의해 디지탈신호로 변환된 후 마이크로프로세서(1)로 공급된다.

본 실시예의 안테나(AT)와 추미제어장치가 탑재된 차량의 적당한 위치에 각속도계(7)를 장착한다. 이 각속도계는 차량이 진로를 변경(선회)할때 발생하는 차량의 각속도를 검출한다. 각속도계(7)는 적당한 형식의 것을 사용할 수 있지만, 예를 들어 Murata Seisakusho Inc.에 의해 제조된 "GYROSTAR"를 사용할 수도 있다. 검출된 각속도는 차량의 선회방향을 나타내는 극성을 함유하며 입력/출력 인터페이스회로(6)에 공급되어 유지된다. 검출된 각속도는 또한 각속도를 적분하는 적분기(8)에 공급된다. 적분된 각속도는 입력/출력 인터페이스회로(6)에 공급되어 유지된다. 유지된 값은 각속도계(7)의 출력이 소정의 샘플링주기로 변화할 때마다 갱신되고 마이크로프로세서(1)의 요구에 대응하여 입력/출력 인터페이스회로(6)로부터 마이크로프로세서(1)에 전송된다. 수신 신호 레벨 검출기(5)에 의해 검출된 수신 신호 레벨은 또한 같은 방법으로 처리된다. 적분기(8) 대신에 마이크로프로세서가 각속도를 적분할 수도 있다.

이하에는, 마이크로프로세서(1)가 입력/출력 인터페이스회로(6)로부터 각속도나 수신 신호 레벨을 수신하는 것을 마이크로프로세서(1)가 각속도나 수신 신호 레벨을 검출하는 것으로 표현한다. 마이크로프로세서(1)는 검출된 수신 신호 레벨과 각속도와 그 적분값에 기초하여 추미제어를 위한 회전방향과 회전각을 결정한다. 마이크로프로세서(1)로부터 입력/출력 인터페이스회로(6)와 모터 구동기(9)를 통하여 펄스 모터(10)에 회전각에 대응하는 갯수의 펄스를 공급한다. 회전방향과 회전속도는 다음에 상세히 설명한다. 펄스 모터(10)의 회전축은 안테나(AT)를 회전지지하는 회전지지기구(11)를 통해 안테나(AT)에 결합되어 있어 안테나(AT)의 방향각을 제어한다.

시시각각 변화하는 수신 신호 레벨에 대응하여 각종의 제어를 실행하기 위하여 수신 신호 레벨에 관한 몇가지 한계값이 정의되어 있다. 이들 한계값은 제2도에 나타낸 바와 같이 피크치(Lp)에 대한 비율(상대치)로 정의되어 있다. 피크치(Lp)는 마이크로프로세서에 의해 검출된 가장 최신의 수신 신호 레벨의 최대값이다. 피크치보다 소정 배율만큼 큰 한계값(Lo)(예를 들어, 피크치의 110%)을 초과하는 가장 최신의 수신 신호 레벨이 검출될 때마다 그 피크치는 더 큰 수신 신호 레벨에 의해 갱신되어 대체된다. 피크치의 갱신에 10%의 히스테리시스를 적용하는 이유는 수신 신호 레벨이 단시간에 변화할때 빈번히 피크치를 갱신하는 불필요한 처리를 제거하기 위한 것이다.

한계값(Lt)은 피크치(Lp)보다 약간 낮다(예를 들어, 93%). 수신 신호 레벨이 이 한계값(Lt)을 초과하는 한, 안테나는 추미동작을 하지 않는다. 한계값(Lb)은 피크값에 비해 상당히 낮은 값이다(예를 들어, 20%). 수신 신호 레벨이 이 한계값(Lb) 미만으로 저하하면, 큰 각오차가 발생한 것으로 간주한다. 이 경우, 마이크로프로세서(1)는 안테나의 방위각을 360°로 변화시키므로써 위성의 방향을 탐색하기 위한 스위핑처리의 실행을 시작한다. 한계값(Lm)은 피크치(Lp)와 한계값(Lb)의 중간값이다(예를 들어, 50%). 한계값(Lm)의 의미는 다음에 설명한다.

마이크로프로세서가 실행하는 미분제어에 대하여 제3도의 플로우챠트를 참조하여 설명한다. 이 미분제어는 주로 다음과 같은 경우에 시작된다.

(1) 스위핑처리의 실행 결과, 한계값(Lb) 보다 큰 수신 신호 레벨이 검출될 경우.

(2) 수신 신호 레벨이 피크치의 약 93%의 한계값(Lt) 보다 낮게 감소하고 한계값보다 상당히 큰 각속도나 그 적분값이 검출되어 차량이 선회할때 상당히 큰 각오차가 발생하였다고 판정한 경우.

마이크로프로세서(1)는, 미분저어의 실행이 시작되면, 먼저 안테나가 회전하는 방향이 확정되었는가의 여부를 판정한다(11 단계). 미분제어 직전에 추미제어로서 스위핑처리가 실행되면, 스위핑처리에서 수신 신호 레벨을 한계값(Lb) 이상으로 증가시킨 회전방향이 이미 확정되어 있다. 각속도나 그 적분값이 상당한 값을 초과할때 미분제어가 시작되면, 안테나는 그 값의 부호에 의해 표시된 차량의 선회방향과 반대방향으로 회전할 수 있고 안테나가 회전할 방향이 확정된다. 그러나, 각속의 적분도니 값의 부호는 각속도와 비교하여 불명확하므로, 이 경우에만 안테나가 회전할 방향을 확정한다(12 단계). 즉, 마이크로프로세서는 각속의 적분값의 부호로부터 예상되는 방향으로 소정의 각만큼 안테나를 회전시킨다. 안테나가 회전함으로써 수신 신호 레벨이 증가하면, 그 방향을 안테나가 회전할 정확한 방향으로 판정한다. 수신 신호 레벨이 감소하면, 그 반대방향을 안테나가 회전할 정확한 방향으로 판정한다.

회전방향이 완전히 확정되면, 마이크로프로세서(1)가 안테나의 회전속도(V)로서 초기값(V₀)을 설정하고(13 단계), 그 회전속도(V₀)로 확정된 방향으로 소정의 각() 만큼 안테나를 회전시킨다(14 단계). 그 후, 마이크로프로세서는 최신의 수신 신호 레벨(L)과 그 수신 신호 레벨(L)의 회전 전의 수신 신호 레벨과의 차 또는 증가량()을 검출한다(15 단계). 다음으로, 마이크로프로세서는 검출된 최신의 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(16 단계). 초과하면, 다음의 17단계로 이행한다. 초과하지 않으면, 스위핑처리로 이행한다. 17단계에서, 마이크로프로세서(1)는 안테나의 회전속도(V)를에 비례하는 값으로 변경한다.

마이크로프로세서(1)는 수신 신호 레벨(L)을 새롭게 검출하고, 그 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)을 초과하는지의 여부를 판정한다(18 단계). 초과하지 않으면, 안테나가 위성을 향하고 있지 않은 것으로 판정하여 확정된 속도(V)로 소정의 각() 만큼 안테나를 더 회전시키는 14단계로 되돌아 간다. 이 실시예에서, 소정의 각()은 펄스 모터에 공급되는 펄스의 수에 의해 설정되고 펄스 모터에 공급되는 펄스의 시간간격을 변경시킴으로써 회전속도가 변경된다. 그러므로, 마이크로프로세서는, 최신의 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)을 초과할 때가지, 회전속도를 직전의 회전에 의해 검출된 수신 신호 레벨의 증가량에 비례하는 값으로 변경하고, 그 회전속도로 소정의 각() 만큼 안테나를 회전시킨다(14단계~18단계).

18 단계에서 최신의 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)을 초과한 것으로 검출되면, 마이크로프로세서(1)는 설정되는 회전속도(V)가 소정의 한계값(Vth)보다 작은 지의 여부를 판정하는 19 단계를 실행한다. 그 판정 결과가 부정적이면, 안테나가 아직 정확하게 위성을 향하고 있지 않은 것으로 판정하여 14 단계로 되돌아간다. 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)을 초과하고 회전속도(V)가 한계값(Vth)미만으로 감소할 때까지 14 단계에서 19 단계까지의 제어를 반복한다. 최신의 수신 신호 레벨이 피크치(Lp)에 충분히 접근하면, 19 단계에서의 판정 결과는 긍정적으로 된다. 이 경우, 마이크로프로세서는 미분제어의 실행을 정지하고 유지제어의 실행을 시작한다.

제4도의 플로우챠트를 참조하여 마이크로프로세서(1)가 실행하는 유지제어에 대하여 설명한다. 먼저, 마이크로프로세서는 유지제어를 시작를 시작하기 직전에 검출된 수신 신호 레벨을 새로운 피크치(Lp)로 설정하고 그 피크치에 대한 상대적인 한계값(Lt, Lb, Lm, Lo)을 산정하여 설정한다(21 단계). 다음으로, 마이크로프로세서는 최신의 수신 신호 레벨(L)을 검출하여(22 단계), 한계값(Lt)과 비교한다(23 단계). 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)보다 크면, 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨(L)과 한계값(Lo)을 비교하는 24 단계를 실행한다. 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lo)보다 작으면, 마이크로프로세서는 22 단계로 되돌아가서 22 단계에서 24 단계까지 다시 실행한다.

즉, 현재의 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)보다 큰 값을 유지하는 안정된 수신상태가 계속되는 한, 22 단계에서 24 단계가 반복 실행된다. 이 반복처리는 직전의 처리를 완료한 후 즉시 다음의 처리가 실행되는 비동기상태로 실행하거나 적당한 위치에서 소정의 대기시간을 설정하여 일정 주기로 처리를 반복하는 동기상태로 실행할 수 있다. 유지제어가 실행되는 동안에, 안테나의 회전각은 그 실행 직전에 설정된 값으로 유지된다.

24 단계에서 최신의 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lo)을 초과한다고 판정되면, 21 단계로 되돌아, 마이크로프로세서(1)는 그 수신 신호 레벨을 새로운 피크치(Lp)로 하고, 이 새로운 피크치에 대한 상대치인 한계값(Lt, Lb, Lm, Lo)을 다시 산정한다. 23 단계에서 새로운 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)보다 작은 것으로 판정되면, 마이크로프로세서는 각속도를 검출하여 그 각속도가 한계값을 초과하는지의 여부를 판정한다(25 단계). 검출된 각속도가 한계값을 초과하지 않는 것으로 판정되면, 마이크로프로세서는 그 적분값을 검출하고 그 적분값이 한계값을 초과하는 지의 여부를 판정한다(26 단계). 각속도의 적분값은 차량이 적당히 큰 커브로 고속도로를 주행중이기 대문에 추미오차에 의한 각속도의 편차가 작아도 장시간에 걸친 적분값은 상당히 큰 값으로 되기 때문에 적용된 값이다. 그런 경우, 각속도 자체는 한계값을 초과할 만큼 크지 않다면, 그 적분값은 상당한 값을 초과한다.

수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)보다 작으면 마이크로프로세서(1)는 각속도 또는 그 적분값이 그에 상당하는 한계값을 초과하는 지의 여부를 판정하는 25 단계와 26 단계를 실행한다. 이때, 각속도 또는 그 적분값의 둘중의 하나가 그에 대응하는 한계값을 초과하면, 차량의 선회에 따라 추미오차가 증가한 것으로 간주한다. 그러므로, 제3도에서 이미 설명한 미분제어의 실행을 시작한다. 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)보다 작고, 25 단계와 26단계에서 각속도 또는 그 적분값의 둘중의 하나가 그에 대응하는 한계값을 초과하지 않으면, 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨의 저하가 갑작스런 장애물에 의한 것으로 간주하여 대기제어의 실행을 시작한다.

제5도의 플로우챠트를 참조하여 마이크로프로서서(1)에 의해 실행되는 대기제어에 대하여 설명한다. 대기제어는 기본적으로 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)보다 큰 값으로 회복되거나 각속도가 한계값보다 큰 값으로 증가하는가를 감시하고, 그 감시 결과에 대응하는 제어상태로 안테나를 이행시킴으로써 수행된다. 즉, 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)보다 큰 값으로 회복되면, 수신 신호 레벨의 저하가 일시적인(갑작스런) 장애물에 의한 것으로 간주하여 유지제어를 즉시 시작한다. 대기시간동안에 각속도가 한계값보다 큰 값으로 증가하면, 수신 신호 레벨의 저하가 장애물에 의한 것 뿐만 아니라 차량이 선회할때 발생하는 각오차에 의한 것으로 간주하여 미분제어로 이행한다. 이와 같은 경우에 있어서는, 예를 들어, 장애물에 의해 순간적인 수신 신호 레벨의 저하가 발생된 직후에 차량의 선회에 의한 각오차가 발생하는 등의 복합적인 변호가 발생한 것으로 간주된다.

이 대기제어는 기본적으로 상기의 상태 변화의 감시를 단주기로 반복하는 제1부분(제1대기제어)과 상태 변화의 감시를 장주기로 반복하는 제2부분(제2대기제어)으로 분할된다. 예를 들어, 대기제어를 실행하기 위한 전주기가 약 2초로 설정된다. 제1부분의 주기는 약 0.3초로, 제2부분의 주기는 1.7초로 설정한다. 상태 변화의 유무에 대한 감시의 반복주기는 제1부분에서는 10밀리초로 설정하고 제2부분에서는 100밀리초로 설정한다.

대기제어의 실행이 시작되면, 먼저, 마이크로프로세서(1)는 경과시간을 제어하기 위하여 카운터에 의해 일정속도로 점진적으로 변화하는 시간(T)과 상태 플래그(F)를 제로로 초기설정한다(31 단계). 다음으로, 마이크로프로세서(1)는 가속도가 소정의 한계값을 초과하는지의 여부를 판정한다(32단계). 가속도가 한계값을 초과하지 않은 것으로 검출되면, 새로운 수신 신호 레벨(L)을 검출하고(33 단계), 그 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)보다 큰 지를 판정한다(34 단계).

수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)보다 크지 않으면, 마이크로프로세서(1)는 대기제어 실행이 시작된 때부터의 경과시간(T)이 그 대기제어의 제1부분(제1대기제어)을 정하는 소정의 시간(Tm)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(35 단계). 초과하지 않으면, 32단계로 이행하여 마이크로프로세서는 32단계에서 35단계까지 반복한다. 이들 단계의 반복은, 제5도에 나타낸 바와 같이, 직전의 처리를 완료한 후에 지연없이 연속적으로 다음의 처리를 수행하는 비동기상태로 실행하거나 적당한 위치에서 소정 시간의 대기상태를 설정하여 일정주기(예를 들어, 10 밀리초)로 처리를 수행하는 동기상태로 실행할 수 있다.

상기 반복처리중에 가속도가 소정의 한계값을 초과하면(32 단계), 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨의 저하가 장애물에 의한 것뿐만 아니라 차량의 선회에 의한 것으로 간주하여 즉시 미분제어의 실행을 시작한다. 반면에, 상기 반복처리중에 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)을 초과한 것으로 검출되면(34 단계), 수신 신호 레벨의 저하가 갑작스런 장애물에 의한 것으로 간주하여 마이크로프로세서(1)에 의해 유지제어가 즉시 시작된다.

반복처리 동안에 경과시간(T)이 소정의 시간(Tm)을 초과하면(35 단계), 마이크로프로세서(1)는 36단계로부터 시작되는 제2대기제어의 실행을 시작한다. 제2대기제어가 실행된 후에, 마이크로프로세서(1)는 가속도가 한계값을 초과하는 지의 여부를 판정한다(36단계). 가속도가 한계값을 초과하지 않으면, 새로운 수신 신호 레벨(L)을 검출하고(37 단계), 새로운 수신 ㅅ니호 레벨이 한계값(Lt)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(38 단계). 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)을 초과하지 않으면, 마이크로프로세서(1)는 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lm)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(39 단계). 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lm)을 초과하지 않으면, 마이크로프로세서는 상태 플래그(F)를 "0"으로 설정하고(40 단계), 이 대기제어의 실행으로부터의 경과시간(T)이 이 대기제어의 실행주기를 정의하는 소정값(Tw)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(41 단계).

대기제어의 실행의 시작으로부터의 경과시간(T)이 값(Tw)을 초과하지 않으면, 마이크로프로세서(1)는 44단계를 실행하여, 대기시간이 반복주기(To)에 비례하도록 설정된다. 44단계가 완료된 후에, 36 단계로 되돌아가 36 단계에서 44 단계를 반복한다. 제1대기제어와 마찬가지로, 반복처리동안에 가속도가 한계값을 초과한다고 판정되면(36 단계), 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨의 저하가 장애물에 의한 것뿐만 아니라 차량의 선회에 의한 것으로 간주하여 즉시 미분제어의 실행을 시작한다. 반복처리동안에 수신 신호 레벨이 한계값(Lt)을 초과하면(38 단계), 마이크로프로세서는 수신 신호 레벨의 저하가 장애물에 의한 것으로 간주하여 즉시 유지제어의 실행을 시작한다.

41 단게에서, 대기제어의 실행의 시작으로부터의 경과시간(T)이 값(Tw)을 초과하면, 마이크로프로세서(1)는 수신 신호 레벨의 급격한 저하가 장애물에 의하지 않은 것으로 간주하여, 대기제어를 완료하고 360°에 걸쳐 위성을 탐색하기 위하여 스위핑 처리의 실행을 시작한다.

새로운 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)을 초과하지 않지만 한계값(Lm)을 초과하면(39단계), 마이크로프로세서(1)는 상태 플래그(F)가 1인지를 판정한다(42 단계). 상태 플래그(F)가 제로이면, 마이크로프로세서(1)는 상태 플래그를 1로 바꾸어(43 단계), 44 단계의 대기상태를 경유하여 36 단계로 되돌아간다. 그런 후에, 42 단계에서 상태 플래그(F)가 1로 검출되면, 마이크로프로세서(1)는 대기제어를 끝내고 미분제어를 시작한다. 상태 플래그(F)를 적용하는 이유는 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lt)을 초과하지 않아도 한계값(Lm)을 연속하여 2번 초과하면, 추미오차가 크지 않은 것을 의미하기 때문에 스위핑처리를 실행하지 않고 미분제어를 즉시 실행함으로써 추미능력을 강화하기 위한 것이다.

제6도의 플로우챠트를 참조하여 마이크로프로세서(1)가 실행하는 스위핑처리에 대하여 설명한다. 이 스위핑처리는 수신 신호 레벨(L)이 피크치에 비하여 상당히 작은 값인 한계값(Lm)보다도 초과하지 않을 경우(예를 들어, 50%), 또는 소정의 주기동안 큰 추미오차가 연속적으로 발생할 경우, 또는 위성이 추미이탈한 경우, 또는 전력공급 직후에 초기 추미동작이 시작할때 위성의 방향을 탐색하는 데 사용된다.

스위핑처리의 실행이 시작하면, 마이크로프로세서(1)는 현재의 회전각을 중심으로 하여 최대 ±5도의 범위에 걸쳐 안테나를 좌우로 회전시키고, 안테나의 회전중에 수신 신호 레벨을 검출하여, 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)을 초과하는 지의 여부를 판정한다(51 단계). 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)보다 작으면, 마이크로프로세서(1)는 다음의 52 단계를 실행하여 현재의 회전각을 중심으로 하여 최대 ±20도의 범위에 걸쳐 안테나를 좌우로 회전시키는 동안 수신 신호 레벨을 검출하여, 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)을 초과하는 지의 여부를 판정한다. 그런 후에, 마이크로프로세서는 안테나의 회전범위를 ±90도, 360도로 변경하여 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과할 때까지 각각의 회전범위에 대하여 스위핑처리를 수행한다. 51단계~54단계에서, 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과한다고 판정되면, 마이크로프로세서(1)는 안테나의 회전방향의 정보를 저장하고(55단계), 미분제어의 실행을 시작한다.

51단계에서 54단계의 각각은 설명의 편의를 위하여 단일 단계로 표현한다. 그러나, 각각의 단계는 각각의 회전방향으로 배열되는 3종류의 단계의 단위의 어레이를 가진다. 단위의 수는 최대회전각/단위회전각의 비와 같고, 3종류의 단위는 단위각만큼 안테나를 회전시키는 단계, 새로운 수신 신호 레벨을 검출하는 단계, 수신 신호 레벨(L)과 한계값(Lt)을 비교하는 단계이다.

이 실시예에 의하면, 검출된 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과하면, 수신 신호 레벨(L)가 증가하도록 추미방위각이 변화된다. 검출된 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)보다 큰 한계값(Lt)을 초과하고, 직전의 추미방위각의 변화비가 소정의 한계값보다 작으면, 안테나 본체가 정확히 위성을 향하여 있거나 양호한 추미상태로 판정되어, 추미방위각은 유지제어에 의해 일정하게 유지된다. 그러므로, 유지제어의 추가에 의해 불필요한 추미동작을 생략할 수 있다.

그러나, 위성으로부터 전파된 전파의 추미시스템에 의하면, 이동체의 급격한 선회에 의한 추미오차의 급격한 증가에 의해 수신 신호 레벨이 거의 잡음 레벨에 접근하도록 급격히 감소하면, 전파의 추미동작이 유지될 수 없는 문제점이 있다. 이하는 이러한 상황을 "추미이탈"이라고 한다. 이 실시예에 있어서, 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb) 미만으로 감소하면, 이 추미이탈이 발생된 것으로 판정된다. 이 실시예에 있어서, 추미이탈이 발생하면, 그 시점의 추미방위각을 중심으로 하여 진동 진ㄱ폭을 점증시키면서 안테나 본체를 진동적으로 선회시켜 위성을 탐색하는 스위핑 모드가 추가되어 있다.

추미이탈은 이동체의 급선회 뿐만 아니라 직진중인 이동체가 산, 수목, 빌딩과 같은 장애물의 그늘로 들어갈 때에도 발생한다. 이 추미이탈이 장애물에 의한 것이면, 스위핑모드의 시작에 의해 안테나의 추미방위각이 본래의 값으로부터 멀어지는 문제가 있다. 그러므로, 이 실시예에서는, 각속도 센서를 설치하고, 각속도 센서로부터 검출된 값과 그 적분값을 이용하여 추미이탈이 이동체의 급선회에 의한 것인지 혹은 장애물에 의한 것인지를 판정한다.

이 실시예의 추미시스템에 의하면, 추미이탈이 차량의 급선회에 의한 것이면, 스위핑모드는 즉시 시작한다. 그러나, 이 스위핑모드에 있어서, 안테나를 진동적으로 선회하는 추미방위각은 이동체의 급선회에 의해 본래의 값으로부터 크게 멀어질 수도 있다. 그러므로, 크게 이탈된 상태에서 안테나가 다시 위성을 향하는 시간을 감소시키려면, 그 만큼의 큰 진폭과 고속으로 안테나를 선회시켜야 한다. 결과적으로, 큰 부하를 견딜 수 있는 선회기구를 설치해야 할 필요가 있지만, 대형이고 무거우며 고가라는 문제가 있다.

미분제어에 의하면, 안테나가 소정의 각에 걸쳐 반복적으로 선회한다. 안테나가 직전의 회전에 비례하는 단위각도당 수신 신호 레벨의 증가량이 커질수록 이러한 소정의 각에 걸쳐 고속으로 회전한다. 추가적으로, 상기한 바와 같이, 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)보다 큰 한계값(Lt)을 초과하고 안테나의 직전의 회전속도(V)가 소정의 한계값(Vth)보다 작으면, 안테나가 실질적으로 정확히 위성을 향해 있거나 양호한 추미상태에 있는 것으로 간주하여 추미방위각이 유지제어에 의해 확정된다. 이 유지제어 있어서, 한계값(Lt)은 변화된 최대 수신 신호 레벨과 검출된 큰 수신 신호 레벨의 비로서 정의된다.

제2실시예에 있어서, 제1실시예의 스위핑모드는 위성방향을 추적하는 탐색모드로 대체된다. 제2실시예에 있어서, 마이크로프로세서(1)는 전파추미제어와 병행하여 시분할적으로 실행하는 차량 선회각 검출 루틴과 상기 루틴과 병행하여 실행되는 전파 추미 루틴을 구비하고 있다. 차량 선회각 검출 루틴에 있어서, 각속도의 샘플링값을 입력/출력 인터페이스회로(6)의 버퍼 메모리로부터 연속적으로 판독하여 각속도의 적분값이나 차량의 회전각을 산출하기 위하여 적분한다. 이 값은 내장된 메모리에 기입된다. 이 차량 선회각 검출 루틴에 있어서, 유지제어가 차량 선회각 검출 루틴과 병행하여 실행되는 전파 추미 루틴에서 실행되면, 차량의 검출된 선회각은 제로로 리셋된다.

차량 선회각 루틴에 있어서, 유지제어를 전파 추미 루틴에서 실행하지 않는 조건하에서 소정의 한계값보다 큰 선회각이 검출되면 탐색 루틴이 시작된다.

제7도는 이동체의 선회각과 안테나의 추미방위각 사이의 관계를 나타낸다. 차량이 θ만큼 선회하면, 안테나의 추미방위각도 θ만큼 벗어난다.

제8도는 차량이 θ만큼 선회할때 발생하여 각속도계(7)에 의해 검출된 각속도(A)와, 그 적분값(선회각)(B)과, 추미이탈하에서 시작되는 탐색루틴에 의해 설정된 안테나 본체(AT)의 추미방위각(θ)의 범위의 중심값(C)과, 추미각의 중심값을 중심으로 하는 추미방위 각 범위의 스위핑각 진폭(D)과, 스위핑각(E)의 시간변화의 파형도이다. 차량이 선회를 시작할 때까지 양호한 추미상태가 유지되면, 마이크로프로세서(1)는 유지제어를 실행한다. 유지제어에 있어서, 각속도계(7)에 의해 검출된 각속도의 적분값이 소정의 주기에서 제로로 리셋되어, 각속도계(7)의 오차에 의해 발생하는 누적오차의 발생을 방지한다.

차량이 선회를 시작하면, 안테나는 일전쇄선으로 표시된 방향에서 양호한 추미상태로부터 이탈된다. 이때, 유지제어 대신에 미분제어에 의한 전파 추미가 시작된다. 전파 추미가 시작된 후에, 각속도의 적분값(또는 선회각)이 제로로 리셋되는 것을 정지하고, 증가시키기 시작한다. 차량이 갑자기 선회하면, 안테나는 위성으로부터의 전파를 추미할 수 없다. 이때, 수신 신호 레벨이 한계값(Lb) 미만으로 감소하면, 추미이탈이 발생하고 전파 추미 루틴 대신에 탐색루틴의 실행이 시작된다. 추미이탈이 제8도의 점선으로 표시된 시간에 발생하면, 탐색루틴이 시작할땐 검출된 선회각은 θ₀가 된다.

탐색루틴이 시작되면, 현재의 추미방위각(0도)으로부터 검출된 선회각(θ₀)이 감산되고, 그 감산치(-θ₀)는 추미방위각의 스위핑범위의 중심값으로서 사용된다. 추가적으로, 감산 전후에, 단계적으로 증가하는 스위핑각 진폭(i)과 스위핑속도(Vi)와 스위핑시간(Ti)이 설정된다. 설정된 스위핑속도로 설정된 범위에서 설정된 시간동안 안테나의 추미방위각을 설정된 중심값을 중심으로 단계적으로 변화시키는 동안, 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과하는 지의 여부를 반복적으로 판정한다. 스위핑동작 동안에도, 탐색 루틴의 시작후에 발생하는 각속도의 적분값에 기초하여 추미방위각의 범위의 중심값이 반복적으로 갱신된다. 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과한다고 판정되면, 탐색 루틴 대신에 전파 추미 루틴이 재개된다. 탐색 루틴의 시작으로부터 소정의 시간(Tmax)이 경과하여도 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)보다 여전히 작으면, 안테나(AT)를 360°에 걸쳐서 회전시키는 최종단계의 탐색을 시작한다.

제9도는 마이크로프로세서(1)가 실행하는 탐색 루틴의 일예를 나타내는 플로우챠트이다. 탐색 루틴의 실행이 시작되면, 마이크로프로세서(1)는 내장된 타이머를 리셋하고(61 단계), 추미이탈이 발생한 추미방위각으로부터 이동체의 검출된 선회각(θ₀)을 감산하여 그 감산치(-θ₀)가 스위핑 범위의 중심값으로서 사용된다(62 단계). 그런 후에, 마이크로프로세서(1)는 탐색동작의 시작으로부터의 경과시간(T)이 최종단계의 탐색이 수행되어야 하는 시간(Tmax)에 도달되었는 가의여부를 판정한다(63 단계). 경과시간이 아직 도달하지 않았다고 판정되면, 탐색동작의 시작으로부터의 경과시간(T)과 함께 단계적으로 증가하는 스위핑각 진폭(i)과 스위핑속도(Vi)와 스위핑시간(Ti)을 설정한다(64 단계).

그런 후에, 마이크로프로세서(1)는 -θ₀±i의 각범위를 속도(Vi)에서 스위핑하면서 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과하는 지를 판정한다(65 단계, 66 단계). 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)보다 작으면, 마이크로프로세서(1)는 설정중인 스위핑 범위의 중심값(-θ₀)으로부터 중심값의 설정후에 발생한 이동체의 선회각의 변화분을 감산하고, 감산값을 새로운 중심값으로 설정한다(67 단계). 그런 후에, 마이크로프로세서(1)는 스위핑 시간이 시간(Ti)을 초과하였는 지를 판정한다(68 단계). 초과하지 않았으면, 그 루틴은 65 단계로 되돌아가서 마이크로프로세서(1)는 65단게에서 68단계까지를 반복한다. 스위핑 시간이 설정된 시간(Ti)을 초과하면, 마이크로프로세서(1)는 63 단계와 64 단계를 실행하여 스위핑각 진폭(θi)과 스위핑 속도(Vi)와 스위핑 시간(Ti)을 1단계 증가시켜 65 단계에서 68단계까지를 반복한다.

66 단계에서 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과한 것으로 판정되면, 마이크로프로세서(1)는 현재의 추미방위각을 저장허고 (70 단계), 미분제어의 전파 추미 모드를 시작한다. 63 단계에서 탐색제어의 시작으로부터의 경과시간(T)이 소정의 시간(Tmax)을 초과한 것으로 판정되면, 마이크로프로세서(1)는 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과할 때까지 360°의 각범위에 걸쳐 추미방위각을 변화시킨다(69 단계). 수신 신호 레벨(L)이 한계값(Lb)을 초과한다고 판정되면, 마이크로프로세서(1)는 수신 신호 레벨이 한계값(Lb)을 초과하는 추미방위각을 저장하고(70 단계), 미분제어의 전파 추미모드를 다시 실행한다. 69 단계는 또한 위성방송 수신용 안테나장치가 턴온되도록 전원공급된 직후에도 실행된다.

본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 다양한 방법에 의해 변경될 수 있다.

미분제어에 있어서, 회전속도는 소정의 각도에 걸쳐 직전의 회전에 의해 발생한 수신 신호 레벨의 증가에 비례한다. 그러나, 회전속도가 증가량의 제곱에 비례하거나 회전속도에 대하여 다른 적당한 함수관계를 설정할 수 있다. 또한, 상기 소정의 각에 걸쳐 수신 신호 레벨의 증가량을 상기 소정의 각과는 다른 적당한 단위각, 예를 들어, 1°또는 10°당 증가량으로 대체할 수도 있다.

상기한 바와 같이, 각속도와 함께 각속도의 적분값을 검출하지만, 이동체의 종류나 각속도의 검출정밀도에 따라 적분값의 검출을 생략할 수도 있다.

전파 추미 수단에 의해 추미상태가 양호한 추미상태로부터 이탈되었다고 판정된 경우에만 저장된 각속도의 적분을 소정 시간만큼 먼저 시작함에 의해 이동체의 추미이탈 직전의 선회각을 검출할 수 있다.

추가적으로, 양호한 추미상태가 수신 신호 레벨의 크기에 의해서만 검출될 수도 있다.

추미이탈 전후의 이동체의 선회각은 각속도가 소정의 한계값을 초과하는 점으로부터 적분을 시작하여 검출할 수도 있다.

수신상태와 무관한 각속도를 주기적으로 적분한 후에 최신의 몇개의 값을 저장한 조건하에서 추미이탈이 발생하면, 그 직전에 저장되어 있는 적분값의 변화량을 검출하여 추미이탈이 발생한 이동체의 선회각을 검출할 수도 있다.

위성 탐색 동작이 시작된 후에, 적분의 필요한 시간을 줄이기 위하여 추미방위각 범위의 중심값의 수정을 생략할 수도 있다.

스위핑각 진폭과 스위핑 속도가 단계적으로 증가하지 않고 완만하게 증가할 수도 있다.

펄스 모터를 사용하는 대신에 직류 모터와 인코더를 조합시켜 사용할 수도 있다.

상기는 방위각만을 추미하는 일축 추미시스템에 대하여만 설명하였다. 그러나, 필요에 따라서, 앙각의 추미동작에도 본 발명의 추미제어장치를 적용할 수 있다.

본 발명의 추미제어장치는 위성방송 수신용 안테나에 한정되는 것은 아니며, 통신위성 등의 다른 적당한 정지위성이나 이동위성으로의 전파의 수신이나 송신을 위하여 본 발명의 추미제어장치를 적용할 수 있다.

더우기, 본 발명의 추미제어장치는 차량에 탑재된 위성방송 수신용 안테나장치에 한정되는 것은 아니며, 선박, 기차 또는 다른 이동체에 적용될 수 있다.

[산업상의 이용가능성]

상기 상세히 설명히 바와 같이, 본 발명의 추미제어장치는 직전의 회전에 따라 단위각도당 수신 신호 레벨의 증가량이 커지므로써 큰 회전속도로 소정 각도만큼 위성방송 수신용 안테나를 회전시키는 미분제어실행수단을 구비하고 있다. 그러므로, 높은 추미성을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 추미제어장치는 수신 신호 레벨이 급격히 저하하는 각속도와 그 적분값을 검출하고, 수신 신호 레벨의 급격한 저하가 장애물에 의한 것인지 차량의 급선회에 의한 것인지에 따라 적당한 제어를 즉시 시작한다. 그러므로, 높은 추미성이 실현된다.

더우기, 추미이탈이 발생하면, 본 발명의 추미제어장치는 추미이탈이 발생한 이동체의 선회각을 이용하여 현재의 추미방위각을 수정하고, 그 수정값을 중심으로 시간의 경과와 함께 증대하는 진폭으로 상기 추미방위각을 스위핑하여 위성을 탐색한다. 그러므로, 선회각에 의해 수정을 하지 않는 종래의 기술에 비하여 스위핑의 중심값이 위성의 방향을 향하게 할 가능성이 크다. 그러므로, 종래 기술에 비해 저속하에서 간단한 선회기구로 위성의 방향을 탐색하는데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.

또한, 스위핑각 진폭과 스위핑 속도가 점진적으로 증가하므로, 위성을 탐색하는데 소요되는 시간의 단축과 함께 소비전력을 감소시킬 수 있다.

더우기, 이동체가 직진로를 주행하는 동안에 장애물에 의해 추미이탈이 발생하면, 이동체의 선회각이 제로이기 때문에 현재의 추미방위각을 중심으로 탐색을 위한 스위핑이 시작된다. 그러므로, 장애물에 의한 영향이 사라짐과 동시에 위성의 방향을 탐색할 가능성이 높다.

더우기, 장애물과 이동체의 선회가 동시에 발생함에 의해 발생된 추미이탈일지라도 그 원인을 구분하지 않고 적당한 제어를 할 수 있다.

Claims (23)

1. 이동체에 탑재되어 위성으로부터 송신된 전파를 수신하는 이동체에 탑재된 위성방송 수신용 안테나를 제어하는 추미제어장치에 있어서, 추미정밀도를 향상시키는 제어수단(100)과, 소정 기간에 걸쳐 수신 신호 레벨이 회복되는 것을 기다리는 대기제어수단(300)과, 상기 안테나가 수신한 상기 전파의 수신 신호 레벨과 상기 이동체의 각속도를 검출하고, 상기 검출된 수신 신호 레벨과 가속도에 기초하여 상기 안테나의 회전속도를 제어하는 추미제어수단으로서, 상기 수신 신호 레벨과 제1한계값(Lt)을 비교하여, 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값을 초과하면, 상기 안테나의 상기 회전각을 현재의 값으로 유지하면서 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값의 검출과 상기 제1한계값(Lt)과의 비교를 반복하고, 다시 검출된 상기 수신 신호 레벨이 상기 제1한계값(Lt)보다 작게 감소할 때 상기 검출된 각속도가 제2한계값을 초과하면 추미정밀도를 향상시키는 상기 제어수단(100)을 실행시키거나, 또는 상기 검출된 각속도가 상기 제2한계값 미만이면 상기 대기제어수단(300)을 실행시키는 유지제어실행수단(200)을 포함하는 추미제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유지제어실행수단(200)은 상기 제1한계값(Lt)을 상기 수신 신호 레벨의 피크치에 대한 상대값으로서 설정하고, 검출된 최신의 수신 신호 레벨이 그 피크치의 소정 배율보다도 큰 한계값을 초과할 때마다 검출된 최신의 수신 신호 레벨에 의해 상기 수신 신호 레벨의 피크치를 갱신함과 아울러 그 최신의 피크치에 의해 상기 제1한계값(Lt)을 갱신하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
3. 제1항에 있어서, 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)이 직전의 회전에 따라 단위각도당 상기 수신 신호 레벨의 증가량이 커질수록 높은 회전속도로 상기 소정의 각에 걸쳐 상기 안테나를 반복적으로 회전시키는 미분제어를 하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 추미제어수단은 최대 360°의 범위에 걸쳐 상기 안테나를 회전시킴으로써 상기 위성을 탐색하는 스위핑수단(500)을 추가로 구비하고, 상기 대기제어수단(300)은 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값을 검출하고 상기 최신의 값과 상기 한계값(Lt)을 비교하는 동작을 고빈도로 반복하는 제1부분과, 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값을 검출하고 상기 최신의 값과 상기 한계값(Lt)을 비교하는 동작을 저빈도로 반복하는 제2부분을 구비하여, 상기 소정의 대기기간내에 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값(Lt)을 초과하는 값으로 회복되면 상기 유지제어수단(200)을 실행시키고, 상기 수신 신호 레벨이 상기 값으로 회복되지 않으면 상기 스위핑수단(500)을 실행시키는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 대기제어수단(300)은 상기 대기기간내에 소정의 빈도로 검출된 각속도가 소정의 한계값을 초과하면 그 실행을 정지하고 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)을 실행시키는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
6. 이동체에 탑재되어 위성으로부터 송신된 전파를 수신하는 이동체에 탑재된 위성방송 수신용 안테나를 제어하는 추미제어장치에 있어서, 추미정밀도를 향상시키기 위한 제어수단(100)과, 소정기간에 걸쳐 상기 수신 신호 레벨이 회복되는 것을 기다리는 대기제어수단(300)과, 상기 안테나가 수신한 전파의 상기 수신 신호 레벨과 상기 이동체의 각속도와 상기 각속도의 적분값을 검출하고, 상기 검출된 수신 신호 레벨과 각속도와 상기 각속도의 적분값을 기초로 하여 상기 안테나의 회전각을 제어하는 추미제어장치로서, 상기 수신 신호 레벨과 소정의 한계값(Lt)을 비교하고, 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값을 초과하면 상기 안테나의 회전각을 현재의 값으로 유지하면서 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값의 검출과 상기 한계값(Lt)과의 비교를 반복하고, 다시 검출된 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값(Lt) 미만으로 감소할때 검출된 상기 각속도와 상기 각 속도의 적분값의 둘중의 하나가 상기 각속도와 그 적분값에 제공된 한계값의 대응하는 하나보다 크면 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)을 실행시키거나, 또는 상기 검출된 각속도와 상기 적분값 둘다 상기 한계값 미만이면 상기 대기제어수단(300)을 실행하는 유지제어수단(100)을 포함하는 추미제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 유지제어수단(200)은 상기 한계값(Lt)을 상기 수신 신호 레벨의 피크치에 대한 상대값으로서 설정하고, 검출된 최신의 수신 신호 레벨이 그 피크치의 소정 배율보다도 큰 한계값을 초과할 때마다 최신의 수신 신호레벨에 의해 상기 수신 신호 레벨의 피크치를 갱신함과 아울러 그 최신의 피크치에 의해 상기 한계값(Lt)을 갱신하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
8. 제6항에 있어서, 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)이 직전의 회전에 따라 단위각도당 상기 수신 신호 레벨의 증가량이 커질수록 높은 회전속도로 상기 소정의 각에 걸쳐 상기 안테나를 반복적으로 회전시키는 미분제어를 하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
9. 제8항에 있어서, 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)은 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값(Lt)을 초과하고 상기 회전속도과 소정의 값 미만으로 감소하면 그 실행을 멈추고 상기 유지제어수단(200)의 실행을 시작하는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 추미제어수단은 최대 360°의 범위에 걸쳐 상기 안테나를 회전시킴으로써 상기 위성을 탐색하는 스위핑수단(500)을 추가로 구비하고, 상기 대기제어수단(300)은 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값을 검출하고 상기 검출된 값과 상기 한계값(Lt)을 비교하는 동작을 고빈도로 반복하는 제1부분과, 상기 수신 신호 레벨의 최신의 값을 검출하고 상기 검출된 값과 상기 한계값(Lt)을 비교하는 동작을 저빈도로 반복하는 제2부분을 구비하여, 상기 소정의 대기기간내에 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값(Lt)을 초과하는 값으로 회복되면 상기 유지제어수단(200)을 실행시키고, 상기 수신 신호 레벨이 상기 값으로 회복되지 않으면 상기 스위핑수단(500)을 실행시키는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 대기제어수단(300)은 상기 대기기간내에 소정의 빈도로 검출된 상기 각속도가 소정의 한게값을 초과하면 그 실행을 정지하고 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)을 실행시키는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 대기제어수단(300)은 상기 대기기간내에 검출된 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값(Lt)과 그보다 더 작은 한계값(Lm) 사이에 연속적으로 소정의 갯수가 나타나면 그 실행을 정지하고 추미정밀도를 향상시키기 위한 상기 제어수단(100)을 실행시키는 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
13. 제6항에 있어서, ㅅ아기 위성은 정지궤도상의 방송위성이고 상기 이동체는 차량인 것을 특징으로 하는 추미제어장치.
14. 위성으로부터 송신된 전파를 수신하는 안테나(AT)와 상기 안테나방향중의 적어도 수평성분(이하, 추미방위각이라 한다)을 변화시키는 것에 의해 상기 안테나를 상기 위성을 향하게 하는 자동추미부분(200)을 구비하는 이동체에 탑재된 이동형 위성방송 수신용 안테나 장치에 있어서, 상기 자동추미부분(20)은, 상기 안테나(AT)가 수신한 상기 전파의 신호 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출수단(5)과, 상기 이동체의 선회에 의해 발생하는 각속도의 수평성분을 검출하는 각속도 검출수단(17)과, 상기 검출된 수신 신호 레벨이 소정의 한계값을 초과하면 상기 검출된 수신 신호 레벨이 증가하도록 상기 추미방위각을 변화시키는 전파추미수단(1)과, 상기 각속도 검출수단이 검출한 상기 각속도의 수평성분을 적분함으로써 상기 이동체의 선회각을 검출하는 선회각 검출수단(1)과, 상기 수신 레벨 검출수단이 검출한 상기 수신 신호 레벨이 상기 한계값 미만으로 감소하면 상기 선회각 검출수단이 상기 수신 신호 레벨의 감소 직전에 검출한 상기 선회각의 변화량을 검출하고, 상기 선회각의 변화량에 기초하여 현재의 추미방위각을 수정하고, 그 수정된 값을 중심으로 시간의 경과와 함께 증가하는 진폭으로 상기 추미방위각을 변화시켜 상기 위성을 탐색하기 위한 위성탐색수단(1)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 선회각 검출수산(1)은 상기 전파추미수단에 의한 추미상태가 추미오차가 작은 양호한 추미상태로부터 이탈되었다고 판정되는 시점으로부터 상기 검출된 각속도의 수평성분을 적분하기 시작하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 선회각 검출수산(1)은 상기 검출된 각속도의 수평성분의 적분에 의해 상기 이동체의 선회각을 검출하고, 상기 전파 추미 수단에 의한 추미상태가 추미오차가 작은 양호한 추미상태로 판정되면 상기 검출된 값을 소정의 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 전파 추미 수단(1)은 상기 검출된 수신 신호 레벨이 상기 한계값보다 큰 제2한계값을 초과하고 상기 추미방위각 변화 직전의 속도가 소정의 한계값 미만이면 상기 추미방위각의 변경을 정지하는 유지제어수단(200)을 구비하고, 상기 선회각 검출수단(1)은 상기 전파 추미 수단(1)이 유지제어상태내에 있으면 양호한 추미상태로 판정하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 제2한계값은 검출된 큰 수신 신호 레벨에 의해 갱신되는 최대 수신 신호 레벨에 대한 비율로서 정의되는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
19. 제14항에 있어서, 상기 선화각 검출수단(1)은 상기 각속도 검출수단(7)이 검출한 상기 각속도가 소정의 한계값을 초과하면 상기 적분을 시작하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
20. 제14항에 있어서, 상기 위성탐색수단(1)은 상기 위성의 탐색이 시작된 후에 선회하는 상기 이동체의 선회각에 기초하여 변화하는 상기 추미방위각의 중심값을 수정하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방성 수신용 안테나장치.
21. 제19항에 있어서, 상기 위성탐색수단(1)은 상기 위성의 탐색이 시작된 후에 선회하는 상기 이동체의 선회각에 기초하여 변화하는 상기 추미방위각의 중심값을 수정하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
22. 제14항에 있어서, 상기 위성탐색수단(1)은 시간의 경과에 다라 증가하는 속도로 상기 추미방위각을 변화하는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.
23. 제14항에 있어서, 상기 전파 추미 수단(1)은 직전의 변화에 따라 단위각도당 상기 수신 신호 레벨의 증가량이 커질수록 고속으로 소정의 범위에 걸쳐 상기 추미방위각을 변화시키는 것을 특징으로 하는 이동형 위성방송 수신용 안테나장치.