KR100345841B1 - 안테나 추적신호 발생회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노이즈에 의한 추적오동작을 방지하여, 위성방송신호에 의해서만 위성을 추적할 수 있는 안테나 추적신호 발생회로를 제공하는 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는 위성을 추적하는 안테나(1)로 수신된 위성방송신호를 주파수변환하여 중간주파신호를 출력하는 혼합기(6)와, 중간주파신호를 복조하여 베이스밴드신호를 출력하는 직교복조기(10)을 가지고, 베이스밴드신호의 레벨과 직교복조기(10)로부터 출력되는 노이즈로서 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈의 레벨과의 차이에 비례하는 신호를 안테나(1)를 추적하기 위한 신호로 하였다.
Description
본 발명은 차량에 탑재되는 위성방송수신용 안테나의 추적을 위하여 사용되는 안테나 추적신호 발생회로에 관한 것이다.
도 4는 종래의 안테나 추적신호 발생회로를 설명하는 위성방송 수신기의 구성도이다. 상기 도면에 있어서, 파라볼라안테나(31)는 이동체, 예를 들어 차량의 지붕에 탑재되어 차의 진행방향에 관계없이 항상 위성의 방향을 향하도록 제어되어 있다. 그리고 파라볼라안테나(31)에서 수신된 대략 12 GHz의 위성방송신호는 다운컨버터(32)에 의하여 대략 1 GHz의 제 1 중간주파신호로 주파수변환되어 케이블(33)에 의하여 차량 내의 수신기에 유도된다.
제 1 중간주파신호는 차량 내 수신기의 저잡음증폭기(34)로 증폭되고, 레벨조정수단(35)을 거쳐 혼합기(36)에 입력된다. 그리고 국부발진기(37)로부터 혼합기 (36)에 입력되는 국부발진신호와 혼합되어 대략 480 MHz의 제 2 중간주파신호로 변환된다. 제 2 중간주파신호는 중간주파증폭기(38)에 의하여 증폭되고, 이어서 통과대역이 대략 27 MHz의 대역통과필터(39)를 거쳐 직교복조기(40)에 입력된다.
직교복조기(40)는 내장하고 있는 반송파발진기(도시 생략)에 의하여 복조동작을 행하여 I 신호와 Q 신호의 2개의 베이스밴드신호를 출력하고, 이들 베이스밴드신호는 다음단의 QPSK 복조기(41)에 의해 디지털신호로 복조된다. 복조된 디지털신호는 도시 생략한 처리회로에서 처리된다.
한편, 대역통과필터(39)를 경유한 제 2 중간주파신호는 검파기(42)에 의해 검파되고, 검파전압은 AGC 전압으로 하여 레벨조정기(35)의 제어를 위해 사용됨과 동시에, 안테나 추적신호로서 안테나 추적 제어회로(43)에 입력된다. 안테나 추적 제어회로(43)는 입력된 검파전압에 의거하여 파라볼라안테나(31)의 방향회전의 지시신호를 파라볼라안테나(31)에 보낸다.
여기서 예를 들어 파라볼라안테나(31)가 위성방향을 향하도록 회전하고 있는 경우, 파라볼라안테나(3l)에서 수신된 위성방송신호의 레벨이 점차 증가하여 검파전압도 증가하여 간다. 그리고 파라볼라안테나(31)가 위성방향을 향하였을 때 검파전압이 피크에 달하고, 그 이후는 저하한다. 따라서 안테나 추적 제어회로(43)는 검파전압의 피크점을 검출하였을 때 지시신호의 송출을 정지한다.
이상으로 설명한 바와 같이, 종래의 안테나 추적신호는 위성방송신호의 레벨에 비례한 검파전압을 사용하고 있기 때문에, 파라볼라안테나(31)가 위성의 방향을 향하고 있지 않을 때는 대역통과필터(9)로부터는 노이즈가 출력된다. 그리고 파라볼라안테나(31)가 위성을 추적하는 과정에서 예를 들어 태양의 방향을 향한 경우, 대역통과필터(9)로부터 출력되는 노이즈는 태양잡음에 의하여 그 레벨이 높아진다. 이 노이즈도 검파기(42)로 검파되기 때문에, 노이즈에 의거하는 검파전압에 의하여안테나 추적 제어회로(43)로부터는 지시신호가 출력된다. 그리고 노이즈에 의거하는 검파전압의 피크점을 검출하였을 때 안테나 추적 제어회로(43)는 지시신호의 출력을 정지한다.
따라서 파라볼라안테나(31)는 태양의 방향을 향한 채 정지하게 되어 정상적인 수신을 할 수 없게 된다.
따라서 본 발명은 이와 같은 노이즈에 의한 추적의 오동작을 방지하여 위성방송신호에 의해서만 위성을 추적할 수 있는 안테나 추적신호 발생회로를 제공한다.
도 1은 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로를 가지는 위성방송 신호수신기의 구성도,
도 2는 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로에 있어서의 베이스밴드신호와 노이즈의 레벨비교도,
도 3은 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로에서 발생하는 안테나 추적신호의 특성도,
도 4는 종래의 안테나 추적신호 발생회로를 가지는 위성방송 신호수신기의 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 파라볼라안테나 2 : 다운컨버터
3 : 케이블 4 : 저잡음 증폭기
5 : 레벨조정수단 6 : 혼합기
7 : 국부발진기 8 : 중간주파 증폭기
9 : 대역통과필터 10 : 직교복조기
11 : RF신호 검파기 12 : QPSK 복조기
13 : 저대역통과필터 14 : 고대역통과필터
15, 18 : 베이스밴드 신호검파기 16 : 차동증폭기
17 : 노이즈증폭기 19 : 감쇠기
20 : 안테나 추적 제어회로
상기 과제를 해결하는 수단으로서, 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는 위성을 추적하는 안테나에서 수신된 위성방송신호를 주파수변환하여 중간주파신호를 출력하는 혼합기와, 상기 중간주파신호를 복조하여 베이스밴드신호를 출력하는 직교복조기를 가지고, 상기 베이스밴드신호의 레벨과 상기 직교복조기로부터 출력되는 노이즈로서 상기 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈 레벨과의 차에 비례하는 신호를 상기 안테나를 추적하기 위한 신호로 하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 직교복조기의 다음단에 저대역통과필터와 고대역통과필터를 병설하고, 상기 저대역통과필터와 상기 고대역통과필터의 후단(後段)에 차동증폭기를 설치하고, 상기 베이스밴드신호를 상기 저대역통과필터를 거쳐 상기 차동증폭기에 입력하고, 상기 노이즈를 상기 고대역통과필터를 거쳐 상기 차동증폭기에 입력하고, 상기 차동증폭기로부터 상기 베이스밴드신호의 레벨과 상기 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈의 레벨과의 차에 비례하는 신호를 출력하도록 하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 혼합기와 상기 직교복조기 사이에 대역통과필터를 설치하고, 상기 대역통과필터의 통과대역을 상기 베이스밴드신호의 대역보다도 넓게 하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 대역통과필터의 통과대역을 대략 27 MHz 이상 40 MHz 이하로 하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 고대역통과필터와 상기 차동 증폭기 사이에 상기 노이즈의 레벨을 조정하는 레벨조정수단을 설치하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 레벨조정수단을 증폭기와 상기 증폭기에 직렬 접속한 감쇠기로 구성하였다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 상기 베이스밴드신호는 I 신호와 Q 신호이고, 상기 직교복조기는 상기 I 신호를 출력하는 제 1 출력단자와 상기 Q 신호를 출력하는 제 2 단자를 가지고, 상기 저대역통과필터 및 상기 고대역통과필터를 상기 제 1 단자 또는 제 2 단자의 어느 한쪽과 상기 차동증폭기의 사이에 접속하였다.
본 발명의 안테나 추적신호 발생회로를 도 1 내지 도 3에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로를 가지는 위성방송 수신기의 구성도이다. 상기 도면에 있어서 파라볼라안테나(1)는 이동체, 예를 들어 차량의 지붕에 탑재되어 차의 진행방향과 상관없이 항상 위성방향을 향하도록 제어되고 있다. 파라볼라안테나(1)에서는 대략 12 GHz의 위성방송신호가 수신된다. 1 채널당 위성 방송신호의 대역은 대략 27 MHz 이다. 그리고 수신된 위성방송신호는 다운컨버터 (2)에 의하여 대략 1 GHz의 제 1 중간주파신호로 주파수변환된다. 그리고 케이블 (3)에 의해 차량 내에 유도되어 차량내 수신기에 입력된다.
제 1 중간주파신호는 차량 내 수신기의 저잡음증폭기(4)로 증폭되고, 가변감쇠기 등의 레벨조정수단(5)을 거쳐 혼합기(6)에 입력된다. 혼합기(6)에는 발진주파수가 가변의 국부발진기(7)로부터 국부발진신호가 입력되고, 제 1 중간주파신호는 국부발진신호와 혼합되어 중심주파수가 대략 480 MHz의 제 2 중간주파신호로 변환된다. 1 채널당 제 2 중간주파신호의 대역도 27 MHz가 된다.
제 2 중간주파신호는 중간주파증폭기(8)에 의해 증폭되고, 이어서 대역통과필터(9)를 거쳐 직교복조기(10)과 RF 검파기(11)에 입력된다. 대역통과필터(9)는 표면 탄성파필터로 구성되고, 그 통과대역은 대략 40 MHz가 되어 제 2 중간주파신호의 대역(27 MHz)보다도 넓어져 있다.
제 2 중간주파신호는 RF 검파기(11)로 검파되고, 검파전압은 AGC 전압으로서 레벨조정수단(5)에 입력되고, 혼합기(6)에 입력되는 제 1 중간주파신호의 레벨이 일정하게 되도록 제어한다.
직교복조기(10)는 내장하고 있는 반송파발진기(도시 생략)에 의해 복조동작을 행하여 I 신호와 I 신호는 90도 위상이 다른 Q 신호와 2개의 베이스밴드신호를 출력한다. I 신호는 제 1 출력단자(10a)로부터, Q 신호는 제 2 출력단자로부터 각각 출력된다. 반송파발진기가 출력하는 반송파는 제 2 중간주파신호의 주파수(480MHz)와 동일하기 때문에 베이스밴드신호의 대역은 27 MHz의 절반인 대략 13.5 MHz가 된다. 그리고 직교복조기(10)의 전단(前段)에는 통과대역폭이 40 MHz의 대역통과필터(9)가 설치되어 있기 때문에, 직교복조기(10)로부터는 13.5 MHz 이상 20 MHz 이하의 노이즈가 베이스밴드신호와 함께 출력된다. 베이스밴드신호는 다음단의 QPSK 복조기(12)에 의해 디지털신호로 복조된다. 복조된 디지털신호는 도시 생략한 처리회로로 처리된다.
직교복조기(10)의 제 1 출력단자(1a)에는 저대역통과필터(13)와 고대역통과필터(14)가 접속된다. 여기서 저대역통과필터(13)와 고대역통과필터(14)의 차단주파수는 대략 13.5 MHz 로 되어 있다. 따라서 저대역통과필터(13)에서는 베이스밴드신호(I 신호)가 통과하고, 노이즈는 통과하지 않는다.
한편, 고대역통과필터(14)에서는 노이즈가 통과하고, 베이스밴드신호(I 신호)는 통과하지 않는다. 또한 도 1에서는 저대역통과필터(13)를 통과시키는 베이스밴드신호를 I 신호로 하였으나, Q 신호이어도 된다. 이 경우는 저대역통과필터 (13)와 고대역통과필터(14)를 제 2 출력단자(10b)에 접속하면 된다. 또 저대역통과필터(13), 고대역통과필터(14)를 제 1 출력단자(10a) 또는 제 2 출력단자(1Ob) 의 어느 것에 접속하여도 된다.
저대역통과필터(13)를 통과한 베이스밴드신호(도 1의 경우에서는 I 신호)는 베이스밴드 신호검파기(15)에 의하여 검파되어 검파전압이 차동증폭기(16)의 비반전입력단(+)에 입력된다. 한편, 고대역통과필터(14)를 통과한 노이즈는 일단 노이즈증폭기(17)로 증폭된 후에 베이스밴드 신호검파기(18)로 검파된다. 그리고 검파전압은 감쇠기(19)에 의해 레벨이 조정되어 차동증폭기(16)의 반전입력단(-)에 입력된다.
그리고 차동증폭기(16)로부터는 베이스밴드신호의 레벨과 노이즈의 레벨과의 차에 비례한 신호가 출력된다. 이 출력신호는 베이스밴드신호의 C/N을 표시하고 있고, 본 발명에서는 이것을 안테나 추적신호로서 사용한다.
여기서 감쇠기(19)의 조정은 다음과 같이 행한다. 먼저 파라볼라안테나(1)에서 위성방송신호를 수신하지 않은 상태로 하여 저대역통과필터(13)와 고대역통과필터(14)로부터 노이즈만을 출력한다. 이 상태에서 차동증폭기(16)에 입력되는 2개의 노이즈의 레벨이 같아지도록 감쇠기(19)를 조정한다. 그러면 차동증폭기(16)의 출력전압은 0볼트(또는 소정 기준치)가 된다. 이 상태에서는 베이스밴드신호의 C/N은 최저인 0(dB)이다.
그리고 파라볼라안테나(1)에 실제로 위성방송신호가 입력되면, RF 신호검파기(11)로부터 AGC 신호가 출력되어 레벨조정수단(5)이 동작하여 혼합기(6)에 입력되는 제 2 중간주파신호의 레벨이 내려간다. 또 저대역통과필터(13)를 통과하여 베이스밴드신호와 고대역통과필터(14)를 통과한 노이즈가 차동증폭기(16)에 입력되나, 도 2에 나타내는 바와 같이 차동증폭기(16)에 입력되는 베이스밴드신호의 레벨에 대하여 노이즈의 레벨이 상대적으로 내려간다. 이 결과 차동증폭기(16)에서는 그 차의 레벨이 증폭되어 출력된다. 따라서 도 3에 나타내는 바와 같이, 위성방송신호의 수신레벨의 증대에 따라 베이스밴드신호의 C/N이 커진다.
차동증폭기(16)의 출력신호는 안테나 추적신호로서 안테나 추적제어회로(20)에 입력되고, 안테나 추적 제어회로(20)는 파라볼라안테나(1)의 방향회전의 지시신호를 파라볼라안테나(1)에 보낸다.
이와 같이 파라볼라안테나(1)의 추적에 사용하는 지시신호가 베이스밴드신호의 C/N에 의거하기 때문에, 파라볼라안테나(1)가 위성방향으로 회전하고 있는 과정에서 태양의 방향을 향하여도 태양잡음에 의하여 회전이 정지되는 일은 없다.
그리고 파라볼라안테나(1)가 위성방향을 향하였을 때 차동증폭기(16)의 출력전압이 피크에 달하고, 그 이후는 저하하여 안테나 추적 제어회로(20)가 피크점을 검출하였을 때 지시신호의 송출을 정지한다.
이상과 같이 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 위성을 추적하는 안테나에서 수신된 위성방송신호를 주파수변환하여 중간주파신호를 출력하는 혼합기와, 중간주파신호를 복조하여 베이스밴드신호를 출력하는 직교복조기를 가지고, 베이스밴드신호의 레벨과 직교복조기로부터 출력되는 노이즈로서 베이스밴드신호의 대역밖의 노이즈의 레벨과의 차에 비례하는 신호를 안테나를 추적하기 위한 신호로 하였기 때문에, 안테나가 위성의 방향으로 회전하고 있는 과정에서 태양의 방향으로 향하여도 태양잡음에 의해 회전이 정지되는 일은 없다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 직교복조기의 다음단에 저대역통과필터와 고대역통과필터를 병설하고, 저대역통과필터와 고대역통과필터의 후단에 차동증폭기를 설치하고, 베이스밴드신호를 저대역통과필터를 거쳐 차동증폭기에 입력하여 노이즈를 고대역통과필터를 거쳐 차동증폭기에 입력하고, 차동증폭기로부터베이스밴드신호의 레벨과 상기 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈의 레벨과의 차에 비례하는 신호를 출력하도록 하였기 때문에, 베이스밴드신호와 노이즈를 완전히 분리하여 그들 레벨차에 비례하는 신호를 C/N으로서 정확하게 얻을 수 있다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 혼합기와 직교복조기의 사이에 대역통과필터를 설치하고, 대역통과필터의 통과대역을 베이스밴드신호의 대역보다도 넓게 하였기 때문에 직교복조기로부터는 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈를 얻을 수 있다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 대역통과필터의 통과대역을 대략 27 MHz 이상 40 MHz 이하로 하였기 때문에 인접채널의 위성방송신호의 영향을 받는 일 없이 충분한 노이즈를 얻을 수 있다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 고대역통과필터와 차동증폭기 사이에 노이즈의 레벨을 조정하는 레벨조정수단을 설치하였기 때문에, 차동증폭기로부터 얻어지는 신호를 베이스밴드신호의 C/N에 대응시킬 수 있다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 레벨조정수단을 노이즈증폭기와 직렬 접속한 감쇠기로 구성하였기 때문에, 차동증폭기의 입력레벨의 설정이 용이해진다.
또 본 발명의 안테나 추적신호 발생회로는, 베이스밴드신호는 I 신호와 Q 신호이고, 직교 복조기는 I 신호를 출력하는 제 1 출력단자와 Q 신호를 출력하는 제 2단자를 가지고, 저대역통과필터 및 고대역통과필터를 제 1 단자 또는 제 2 단자의 어느 한쪽과 차동증폭기 사이에 접속하였기 때문에 회로접속의 자유도가 높아진다.
Claims (7)
- 위성을 추적하는 안테나에서 수신된 위성방송신호를 주파수변환하여 중간주파신호를 출력하는 혼합기와,상기 중간주파신호를 복조하여 베이스밴드신호를 출력하는 직교복조기를 가지고,상기 베이스밴드신호의 레벨과 상기 직교복조기로부터 출력되는 노이즈로서 상기 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈의 레벨과의 차이에 비례하는 신호를 상기 안테나를 추적하기 위한 신호로 한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 1항에 있어서,상기 직교복조기의 다음단에 저대역통과필터와 고대역통과필터를 병설하고, 상기 저대역통과필터와 상기 고대역통과필터의 후단에 차동증폭기를 설치하고, 상기 베이스밴드신호를 상기 저대역통과필터를 거쳐 상기 차동증폭기에 입력하고, 상기노이즈를 상기 고대역통과필터를 거쳐 상기 차동증폭기에 입력하고, 상기 차동증폭기로부터 상기 베이스밴드신호의 레벨과 상기 베이스밴드신호의 대역 밖의 노이즈의 레벨과의 차이에 비례하는 신호를 출력하도록 한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 혼합기와 상기 직교복조기 사이에 대역통과필터를 설치하고, 상기 대역통과필터의 통과대역을 상기 베이스밴드신호의 대역보다도 넓게 한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 3항에 있어서,상기 대역통과필터의 통과대역을 대략 27 MHz 이상 40 MHz 이하로 한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 2항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서,상기 고대역통과필터와 상기 차동증폭기의 사이에 상기 노이즈의 레벨을 조정하는 레벨조정수단을 설치한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 4항에 있어서,상기 레벨조정수단을 증폭기와 상기 증폭기에 직렬접속한 감쇠기로 구성한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
- 제 2항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스밴드신호는 I 신호와 Q 신호이고, 상기 직교복조기는 상기 I 신호를 출력하는 제 1 출력단자와 상기 Q 신호를 출력하는 제 2 단자를 가지고, 상기저대역통과필터 및 상기 고대역통과필터를 상기 제 1 단자 또는 제 2 단자의 어느한쪽과 상기 차동증폭기의 사이에 접속한 것을 특징으로 하는 안테나 추적신호 발생회로.
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| KR20010015108A (ko) | 2001-02-26 |
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