KR100392253B1 - 다중위성신호 이동 수신용 능동안테나 시스템 및 추적제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중위성신호 이동 수신용 능동안테나 장치 및 추적방식에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동체에 탑재되어 위성 신호를 수신할 수 있는 추적 안테나에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 동일한 위성의 서로 다른 편파의 위성신호나 다중의 위성신호가 존재하는 환경에서 이동 중에 원하는 위성신호를 수신하기 위하여 레이돔, 방사모듈, 능동채널모듈, 빔성형모듈, 주파수 변환기, 신호분배기, 편파 제어신호 분리기, 추적신호 검출기, 다중위성추적제어기, 로터리 조인트, 방위각 구동장치, 앙각 구동장치 및 각속도 감지기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중위성 이동 수신용 능동안테나 장치 및 그 추적방식이 제공된다.
Description
본 발명은 다중위성신호 이동 수신용 능동안테나 시스템 및 추적제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동체에 탑재되어 위성신호를 수신할 수 있는 추적 안테나 시스템 및 추적제어방법에 관한 것이다.
종래의 이동 중에 위성신호를 수신하기 위한 추적 안테나는 주로 원하는 하나의 위성신호를 수신하거나 미리 정해진 편파신호만 수신 가능하기 때문에, 종래의 위성 추적 안테나는 동일한 위성의 서로 다른 편파의 위성신호는 수신할 수 없는 문제점이 있었다.
도 1은 임의의 X 지역에서 다중위성신호가 존재하는 환경을 나타내는 상태도이다. 도 1에 개시된 바와 같이, 서로 다른 경도에 위치하는 위성 A와 위성 B는 RHCP(right hand circular polarization; 우원편파)와 LHCP(left hand circular polarization; 좌원편파) 신호를 같은 대역폭의 동일 주파수 채널에 동시에 송출한다. 또한 위성 A와 위성 B의 신호를 수신할 수 있는 각각의 채널대역폭도 동일한 대역폭(BW)이다. 이러한 경우에 있어서, 임의의 X(예: 미국) 지역에서 2개의 위성으로부터 동일 주파수 채널에 동일한 편파의 위성신호가 기존의 위성신호 이동 수신용 추적안테나에 수신될 경우, 기존의 위성신호이동 수신용 추적안테나를 사용하여 이동 중에 원하는 위성채널을 선택하여 수신할 수 없는 문제점이 있다.
도 2는 임의의 Y 지역에서 다중위성신호가 존재하는 환경을 나타내는 상태도이다. 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1과 같이 임의의 Y(예: 한국) 지역에서 2개의 위성으로부터 동일 주파수 채널에 동일한 편파의 위성신호가 기존의 위성신호 이동 수신용 추적안테나에 수신되는 경우이나, 이 때 2개의 위성은 도 1에서의 위성과는 채널주파수와 채널 대역폭이 서로 다르다. 이 경우, 만일 도 1의 X지역에서 수신할 수 있는 추적안테나를 도 2의 Y지역에서 사용할 경우 수신신호레벨, 추적주파수 및 추적채널의 대역폭 등이 변경되므로 별도의 수정이 요구되는 문제점이 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 동일한 위성의 서로 다른 편파의 위성 신호를 수신할 수 있고, 동일 편파 및 동일 주파수의 다중의 위성 신호가 존재하는 환경에서 이동 중에 원하는 위성 신호를 수신할 수 있으며, 또한 수신지역의 변경에 따른 위성의 수신신호레벨, 추적주파수 및 추적채널의 대역폭 등의 변화에 대처할 수 있는 능동 안테나 시스템 및 추적제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 임의의 X 지역에서 다중위성신호가 존재하는 환경을 나타내는 상태도,
도 2는 임의의 Y 지역에서 다중위성신호가 존재하는 환경을 나타내는 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 다중위성신호 이동 수신용 능동안테나 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 빔성형 모듈의 내부 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 추적신호 검출기의 내부 구성도,
도 6는 본 발명에 따른 다중위성 추적제어기의 내부 구성도,
도 7는 본 발명에 따른 다중위성 신호 이동 수신을 위한 추적 제어 흐름도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 레이돔, 2 : 방사모듈
3 : 능동채널모듈 4 : 빔성형모듈
5 : 주파수 변환기 6 : 신호분배기
7 : 편파선택 신호분리기 8 : 추적신호 검출기
9 : 다중위성추적제어기 10 : 로타리 조인터
11 : 방위각 구동장치 12 : 앙각 구동장치
13 : 각속도 감지기 14 : 위성 수신기
15 : 이동체 전원
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나 시스템은, 다수개의 방사모듈과, 다수개의 능동채널모듈, 로터리 조인트 및 앙각 및 방위각을 변환시키는 구동장치를 포함하는 이동체 탑재용 안테나 시스템에 있어서, 상기 각각의 능동채널모듈로부터 수신된 편파의 위성신호를 전자빔제어신호에 따라 위상을 제어하여 상하좌우 방향의 빔을 생성하는 빔성형모듈; 상기 빔성형모듈로부터 입력된 위성신호를 변환하는 주파수변환기; 상기 주파수변환기의 분배된 신호를 입력받아 추적주파수/대역폭 선택신호에 의해 추적 주파수를 선택하여, 선택된 주파수의 신호전압을 검출하는 추적신호검출기; 상기 주파수변환기의 분배된 신호를 입력받아 위성수신신호를 상기 로터리 조인트로 제공하고, 상기 로터리조인트로부터 입력된 편파선택신호를 분리하여 제공하는 편파선택신호분리기; 및 상기 로터리조인트를 통해 입력된 위성선택신호와, 상기 편파선택신호분리기를 통해 입력된 편파선택신호를 각각 입력받아 추적 주파수/대역폭 선택신호를 상기 추적신호검출기로 제공하고, 상기 추적신호검출기로부터 입력된 추적신호전압과 각속도감지기로부터 입력된 각속도 감지신호를 이용해 이동 중에 원하는 위성신호를 수신하기 위해, 상기 전자빔 제어신호와 상기 편파제어신호를 상기 빔성형모듈에 제공하고, 방위각 구동제어신호와 앙각 구동제어신호를 발생시켜 상기 구동장치를 제어하는 다중위성 추적제어기를 포함한다.또한, 본 발명에 따른 안테나 시스템에서의 추적제어방법은, 다수개의 방사모듈과, 다수개의 능동채널모듈, 로터리 조인트, 앙각 및 방위각을 변환시키는 구동장치, 빔성형 모듈, 위성 추적 제어기를 포함하는 이동체 탑재용 안테나 시스템에서의 추적제어방법에 있어서, 외부로부터 입력된 편파선택신호 및 위성선택신호를 검출하여 원하는 편파를 선택하여 상기 빔성형모듈에 제공하고 추적주파수와 대역폭을 결정하여, 추적주파수/대역폭 선택신호를 추적신호 검출기에 제공하는 제1 단계; 방위각 및 앙각 구동장치를 추적 범위에 대하여 제어하면서 상기 추적신호 검출기에 의해 검출된 추적 신호전압을 입력받는 제2 단계; 상기 검출된 추적 신호전압과 입력된 위성정보의 위치에 따른 앙각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 위성신호를 획득하고, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제3 단계; 상기 제3 단계의 추적신호 전압의 세기로부터 자동추적모드 인지, 반복추적모드인지를 판단하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 반복추적모드이면 각속도 감지신호를 이용하여 일정시간 동안 반복 추적을 수행한 후, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제5 단계; 및 상기 제4 단계에서 자동추적모드이면 상빔의 크기가 하빔의 크기 보다 큰 경우에는 안테나 빔을 위로 이동시키도록 제어하고, 하빔의 크기가 상빔의 크기보다 크면, 안테나 빔을 아래로 이동시키도록 제어하며, 좌빔의 크기가 우빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 좌로 이동시키도록 제어하고, 우빔의 크기가 좌빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 우로 이동시키도록 제어하는 제6 단계를 포함한다.또한, 본 발명은 프로세서에서, 외부로부터 입력된 편파선택신호 및 위성선택신호를 검출하여 원하는 편파를 선택하여 상기 빔성형모듈에 제공하고 추적주파수와 대역폭을 결정하여, 추적주파수/대역폭 선택신호를 추적신호 검출기에 제공하는 제1 단계; 방위각 및 앙각 구동장치를 추적 범위에 대하여 제어하면서 상기 추적신호 검출기에 의해 검출된 추적 신호전압을 입력받는 제2 단계; 상기 검출된 추적 신호전압과 입력된 위성정보의 위치에 따른 앙각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 위성신호를 획득하고, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제3 단계; 상기 제3 단계의 추적신호 전압의 세기로부터 자동추적모드 인지, 반복추적모드인지를 판단하는 제4 단계; 상기 제4 단계에서 반복추적모드이면 각속도 감지신호를 이용하여 일정시간 동안 반복 추적을 수행한 후, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제5 단계; 및 상기 제4 단계에서 자동추적모드이면 상빔의 크기가 하빔의 크기 보다 큰 경우에는 안테나 빔을 위로 이동시키도록 제어하고, 하빔의 크기가 상빔의 크기보다 크면, 안테나 빔을 아래로 이동시키도록 제어하며, 좌빔의 크기가 우빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 좌로 이동시키도록 제어하고, 우빔의 크기가 좌빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 우로 이동시키도록 제어하는 제6 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 " 다중위성 신호 이동 수신용 능동안테나 시스템 및 추적제어방법"을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 다중위성 신호 이동 수신용 능동안테나 시스템의 구성도이다.도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 능동 안테나 시스템은 시스템을 외부로부터 보호하는 레이돔(1), 이중편파의 전파를 수신할 수 있고 다중의 위성신호를 수신할 수 있는 다수개의 방사모듈(2), 수신된 위성신호를 저잡음 증폭하는 상기 방사모듈에 일대일 대응되는 다수개의 능동채널모듈(3), 위상천이기의 위상을 제어하는 빔성형모듈(4), 다중의 위성 신호 중 원하는 편파의 위성 신호를 이동중에 추적하기 위한 제어를 하는 다중위성 추적 제어기(9), 주파수 변환기(5), 신호분배기(6), 편파선택신호 분리기(7), 추적신호 검출기(8), 로터리 조인터(10), 방위각 구동장치(11), 앙각 구동장치(12), 각속도 감지기(13), 위성수신기(14), 이동체 전원(15)을 포함하여 구성되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다,먼저, 다중의 위성 신호는 상기 레이돔(1)을 통과하여 상기 방사모듈(2)에 입력된다. 상기 방사모듈(2)은 이중편파의 전파를 수신할 수 있는 평판형 배열안테나로서, 균등하게 4분할된 4개의 출력 단자가 있으며, 각각의 출력단자를 통해 이중편파 위성 신호를 상기 각각의 능동채널모듈(3)에 제공한다. 상기 각각의 능동채널모듈(3)은 수신된 위성신호를 저잡음 증폭하여 상기 빔성형모듈(4)에 제공하며, 상기 다중위성추적제어기(9)로부터 상기 빔성형모듈(4)을 경유하여 입력되는 편파 제어 신호에 따라 원하는 편파를 선택하는 기능을 한다.상기 빔성형모듈(4)은 각각의 능동채널모듈로부터 원하는 편파의 위성 신호를 수신하여 상기 빔성형모듈 내의 각 채널의 위상천이기를 통과한 신호를 결합한 다음 상기 주파수 변환기(5)에 제공한다. 또한, 상기 빔성형모듈(4)은 상기 다중위성추적제어기(9)로부터 전자빔 제어신호를 입력받아 상기 위상천이기의 위상을 제어하여 상하좌우 방향의 빔을 생성하고, 이동 중에 원하는 방향의 전자적 빔을 생성하며, 상기 다중위성추적제어기(9)로부터 편파 제어신호를 입력받아 위성수신 신호와 다중화하여 상기 능동채널모듈(3)에 제공한다.상기 주파수 변환기(5)는 위성 신호를 위성수신기 입력 신호로 변환하여 상기 신호분배기(6)에 제공한다. 상기 신호분배기(6)는 상기 주파수 변환기(5)로부터 출력되는 위성 신호를 2 방향으로 분배하여, 그 중 하나는 상기 편파선택신호 분리기(7)에 제공하고, 다른 하나의 신호는 상기 추적신호 검출기(8)에 제공한다. 상기 편파선택신호 분리기(7)는 상기 신호분배기(6)로부터 위성수신 신호를 입력받아 상기 로터리조인트(10)로 제공하고 상기 로터리조인트(10)로부터 편파선택신호를 위성수신신호와 분리하여 상기 다중위성추적제어기(9)에 제공한다.
상기 추적신호 검출기(8)는 상기 다중위성추적제어기(9)로부터 추적 주파수 선택신호와 추적신호 대역폭신호를 입력받아 추적 주파수를 선택하여 중간 주파수로 변환한 후 수신 추적신호의 전력을 광다이나믹 신호 검출기로 검출하여 아날로그 추적 신호전압을 상기 다중위성추적제어기(9)에 제공한다. 특히 상기 추적신호 검출기(8)는 온도변화 및 다수의 위성으로부터 수신되는 넓은 범위의 수신신호를 검출할 수 있도록 광대역 다이나믹 범위와 추적 성능을 높이기 위하여 빠른 응답특성을 갖는다.
상기 다중위성추적제어기(9)는 다중의 위성 신호 중에서 원하는 편파의 위성신호를 이동 중에 추적하기 위한 제어를 한다. 상기 다중위성추적제어기(9)는 상기 편파선택신호 분리기(7)로부터의 편파제어신호와 상기 로터리 조인트(10)로부터의 위성선택 신호를 검출하여 원하는 추적 주파수의 선택신호와 추적신호의 대역폭 신호를 상기 추적신호 검출기(8)에 제공한다. 또한, 상기 다중위성추적제어기(9)는 상기 추적신호 검출기(8)의 추적신호 전압과 상기 각속도 감지기(13)의 각속도 감지신호를 이용하여 이동 중에 원하는 위성신호를 수신하기 위하여 내부의 제어 알고리즘에 따라 전자빔 제어신호, 방위각 구동 제어신호, 앙각 구동 제어신호를 발생시켜 각각 상기 빔성형모듈(4), 상기 방위각 구동장치(11), 상기 앙각 구동장치(12)에 제공하여 원하는 위성 신호를 추적한다.
도 4는 본 발명에 따른 상기 도 3의 빔성형 모듈(4)의 내부 구성도이다. 도 4를 참조하면, 상기 빔성형 모듈은 4개의 편파제어 신호 다중화기(401~404), 4개의 위상천이기(405~408) 및 전력 결합기(409)를 포함하여 구성되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
입력되는 4채널의 위성수신 신호는 각각 상기 편파제어 신호 다중화기(401~404)와 위성천이기(405~408)를 통과한 후 상기 전력 결합기(409)에 의해서 합해진 후 위성수신신호로 출력된다. 입력되는 편파제어신호는 각각의 상기 편파제어 신호 다중화기에 의해서 상기 위성수신신호와 다중화되어 상기 능동채널모듈로 전달된다. 각각의 위상 천이기(405~408)는 입력되는 빔제어 신호에 따라 위상 값을 제어하여 중심 및 상하좌우 방향으로 수신 신호의 빔 방향을 전자적으로 이동시킨다. 이렇게 상기 위상천이기에 의해 천이된 위성수신신호는 전력결합기(409)를 통해 결합되어 출력된다.
도 5는 본 발명에 따른 상기 도 3의 추적신호 검출기(8)의 내부 구성도이다. 도 5를 참조하면, 상기 추적신호 검출기는 2중대역 튜너(801) 및 광다이나믹 신호검출기(802)를 포함하여 구성되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 2중 대역 튜너(801)는 추적주파수와 대역폭 선택신호를 입력받아 중간 주파수 추적신호로 변환하고, 상기 광다이나믹 신호 검출기(802)는 상기 중간 주파수 추적신호의 전력을 로그 증폭기로 증폭 후 검출하고, 입력 신호 레벨의 크기를 넓은 범위에 대하여 검출하여 추적전압으로 변환한다.
도 6은 본 발명에 따른 상기 도 3의 다중위성 추적제어기의 내부 구성도이다. 도 6을 참조하면, 상기 다중위성 추적제어기는 위성 선택신호 분리기(91), 위성 선택신호 검출회로(92), 주 처리기(93), 편파제어신호 발생회로(94), 편파선택신호 검출회로(95), 앙각 구동 처리장치(96), 방위각 구동 처리장치(97), 각속도 감지 신호 처리장치(98) 및 전자빔 처리장치(99)를 포함하여 구성되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 위성선택신호 분리기(91)는 상기 로터리조인트(10)로부터 공급전원에 다중화되어 입력되는 위성선택신호를 분리하여 상기 위성선택신호 검출회로(92)에 제공한다. 상기 위성선택신호 검출회로(92)는 상기 위성선택신호 분리기(91)로부터 위성선택신호를 입력받아 검출하여 상기 주 처리기(93)에 제공한다. 상기 편파선택신호 검출회로(95)는 상기 로터리조인트(10)로부터 편파선택신호를 입력받아 검출하여 상기 주 처리기(93)에 제공한다. 상기 주 처리기(93)는 상기 검출된 편파선택신호로부터 편파제어신호를 상기 편파선택신호 발생회로(94)에 제공한다. 또한, 주 처리기(93)는 내부 메모리에 각각의 위성에 대한 정보와 수신 위치에 따른 각각의 위성에 대한 앙각과 방위각 정보를 테이블 형태로 저장하고 있으며, 입력되는 위성선택신호와 편파선택신호를 사용하여 추적 주파수 선택신호 및 대역폭 선택신호를 제공한다. 또한, 도 7에서 설명되는 제어 흐름도에 따라 안테나의 빔을 원하는 방향으로 제어하는 역할을 수행한다.
상기 전자빔 처리장치(99)는 지향오차를 검출하기 위하여 상하좌우의 전자빔 제어신호를 발생시켜 상기 빔성형모듈(4)의 위상천이기에 제공하는 것으로, 각 빔의 크기인 추적신호 전압을 받아 디지털신호로 변환하고, 앙각 방향으로 +/- x도, 방위각 방향으로 +/- y도 만큼 전자적으로 빔을 제어하기 위한 전자빔 제어신호를 발생시켜 상기 빔성형모듈(4)에 제공한다.
상기 각속도 감지신호 처리장치(98)는 상기 각속도 감지기(13)로부터 각속도 감지신호를 입력받아 디지털신호로 변환하여 상기 주 처리기(93)에 제공한다. 상기 방위각 구동 처리장치(97)는 상기 주 처리기(93)로부터 방위각 빔제어신호를 입력받아 방위각 구동제어신호를 도3의 상기 방위각 구동장치(11)에 제공한다. 상기 앙각 구동처리장치(96)는 상기 주 처리기(93)로부터 앙각 빔제어신호를 입력받아 앙각 구동제어신호를 상기 앙각 구동장치(12)에 제공한다. 상기 주 처리기(93)는 상기 각속도 감지신호 처리장치(98)의 각속도 감지신호와 상기 전자빔 처리장치(99)의 추적신호전압을 이용하여 위성지향오차를 검출하여 전자빔 및 기계적 구동신호를 발생시켜 상기 앙각 구동 처리장치(96), 상기 방위각 구동 처리장치(97), 상기 전자빔 처리장치(99)를 경유하여 안테나의 빔 방향을 원하는 위성 방향으로 지향하도록 해준다.
도 7은 본 발명에 따른 다중위성 신호 이동 수신을 위한 추적 제어 흐름도로서. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 시스템에 전원이 공급되어 동작이 시작되면(S1) 외부로부터 원하는 상기 위성정보와 위성수신기로부터 편파선택신호를 입력받는다(S2). 그리고, 입력된 편파 및 위성 선택신호를 검출하여, 편파제어신호를 발생시켜 상기 빔성형모듈(4)에 공급하고, 추적신호 주파수와 대역폭를 결정한다(S3). 그리고, 상기 결정에 따라 추적주파수와 대역폭 선택신호를 추적신호 검출기(8)에 공급한다(S4). 다음 방위각 및 앙각 구동장치(11, 12)를 추적 범위에 대하여 제어하면서 추적신호 전압을 검출하고(S5), 검출된 상기 추적신호전압과 내부에 저장되어 있는 위성의 위치에 따른 앙각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 위성신호를 결정하여 획득한다(S6). 그리고, 상기 빔성형모듈(4)의 위상천이기의 위상을 제어하여 상하좌우 방향의 빔을 생성하면서 각 빔의 추적 신호전압을 검출한다(S7). 상기 추적신호전압의 세기로부터 자동추적모드 인지, 반복추적 모드인지를 판단하여(S8, S9), 반복추적모드이면 각속도 감지신호를 이용하여 일정시간 동안 반복 추적을 수행한 후(S10), S7로 리턴한다. 자동추적모드이면 상(上)빔의 세기와 하(下)빔의 세기의 차이를 비교하여(S11), 상빔의 세기가 크면 상기 신호세기의 차이에 따라 전자빔제어와 구동제어를 혼합하여 안테나 빔을 상향(上向)으로 이동시킨다(S12). 한편, 하빔의 세기가 크면, 상기 신호세기의 차이에 따라 전자빔제어와 구동제어를 혼합하여 안테나 빔을 하향(下向)으로 이동시킨다(S13). 그런 다음, 좌(左)빔의 세기와 우(右)빔의 세기의 차이를 비교하여(S14), 좌빔의 세기가 크면 상기 신호세기의 차이에 따라 전자빔제어와 구동제어를 혼합하여 안테나 빔을 좌향(左向)으로 이동시킨다(S15). 한편, 우빔의 세기가 크면, 상기 신호세기의 차이에 따라 전자빔제어와 구동제어를 혼합하여 안테나 빔을 우향(右向)으로 이동시킨다(S16).
위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는첨부된 청구범위에 의해서만 한정되는 것이 아니며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 기존의 위성 추적 안테나와는 달리, 첫째 동일한 위성의 서로 다른 편파의 위성 신호를 수신할 수 있고, 둘째 동일 편파 및 동일 주파수의 다중의 위성 신호가 존재하는 환경에서 이동 중에 원하는 위성 신호를 수신할 수 있으며, 셋째 수신지역의 변경에 따른 위성의 수신신호레벨, 추적주파수 및 추적채널의 대역폭 등의 변화에 대처할 수 있다.
Claims (9)
- 다수개의 방사모듈과, 다수개의 능동채널모듈, 로터리 조인트 및 앙각 및 방위각을 변환시키는 구동장치를 포함하는 이동체 탑재용 안테나 시스템에 있어서,상기 각각의 능동채널모듈로부터 수신된 편파의 위성신호를 전자빔제어신호에 따라 위상을 제어하여 상하좌우 방향의 빔을 생성하는 빔성형모듈;상기 빔성형모듈로부터 입력된 위성신호를 변환하는 주파수변환기;상기 주파수변환기의 분배된 신호를 입력받아 추적주파수/대역폭 선택신호에 의해 추적 주파수를 선택하여, 선택된 주파수의 신호전압을 검출하는 추적신호검출기;상기 주파수변환기의 분배된 신호를 입력받아 위성수신신호를 상기 로터리 조인트로 제공하고, 상기 로터리조인트로부터 입력된 편파선택신호를 분리하여 제공하는 편파선택신호분리기; 및상기 로터리조인트를 통해 입력된 위성선택신호와, 상기 편파선택신호분리기를 통해 입력된 편파선택신호를 각각 입력받아 추적 주파수/대역폭 선택신호를 상기 추적신호검출기로 제공하고, 상기 추적신호검출기로부터 입력된 추적신호전압과 각속도감지기로부터 입력된 각속도 감지신호를 이용해 이동 중에 원하는 위성신호를 수신하기 위해, 상기 전자빔 제어신호와 상기 편파제어신호를 상기 빔성형모듈에 제공하고, 방위각 구동제어신호와 앙각 구동제어신호를 발생시켜 상기 구동장치를 제어하는 다중위성 추적제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 탑재용 능동 안테나 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 빔성형모듈은,상기 다중위성 추적제어기로부터 입력된 편파제어신호를 상기 각각의 능동채널모듈로 제공하고, 상기 능동채널모듈로부터 입력되는 위성수신신호를 수신하기 위한 다수개의 편파제어신호 다중화기;상기 전자빔 제어신호에 따라 상기 다수개의 편파제어신호 다중화기를 통해 수신된 위성신호의 위상을 제어하는 다수개의 위상천이기; 및상기 각 위상천이기의 출력을 결합하는 전력결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 탑재용 능동 안테나 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 추적신호 검출기는,상기 다중위성추적제어기로부터 입력된 추적 주파수/대역폭 선택신호에 따라 입력되는 위성수신신호의 주파수를 선택하여 중간 주파수 신호로 변환하는 튜너; 및상기 튜너의 출력신호의 전력을 로그 증폭하여 검출하고, 상기 검출된 전력을 추적전압으로 변환하는 광다이나믹 신호 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 탑재용 능동 안테나 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 다중위성추적제어기는,상기 로터리조인트로부터 공급전원에 다중화되어 입력되는 위성선택신호를 분리하는 위성선택신호분리기;상기 편파선택신호분리기로부터 입력되는 편파선택신호를 검출하는 편파선택신호검출회로;상기추적신호검출기로부터 입력된 추적신호전압을 디지털 신호롤 변환하고, 앙각 방향과 방위각 방향에 대해 전자적으로 빔을 제어하기 위한 전자빔 제어신호를 발생시켜 상기 빔성형모듈로 제공하는 전자빔 처리기;상기 각속도 감지기로부터 입력된 각속도 감지신호를 디지털 신호로 변환하는 각속도 감지신호 처리기;내부 메모리에 각각의 위성에 대한 정보와 수신위치에 따른 각각의 위성에 대한 앙각과 방위각 정보를 테이블로 저장하여, 상기 위성선택신호와 상기 편파선택신호를 이용해 추적주파수/대역폭 선택신호를 발생시키고, 상기 각속도 감지신호와 상기 전자빔처리기의 추적신호전압을 이용해 위성지향오차를 검출하여 전자빔 및 기계적 구동신호를 발생시키는 주 처리기; 및상기 주처리기로부터 편파선택신호를 입력받아 편파제어신호를 상기 빔성형모듈로 제공하는 편파제어신호 발생회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 탑재용 능동 안테나 시스템.
- 제 4 항에 있어서,상기 주처리기에 의해 발생된 앙각 구동제어신호를 처리하여 앙각 구동장치에 제공하는 앙각 구동처리기; 및상기 주처리기에 의해 발생된 방위각 구동제어신호를 처리하여 방위각 구동장치에 제공하는 방위각 구동처리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동체 탑재용 능동 안테나 시스템.
- (삭제)
- 다수개의 방사모듈과, 다수개의 능동채널모듈, 로터리 조인트, 앙각 및 방위각을 변환시키는 구동장치, 빔성형 모듈, 위성 추적 제어기를 포함하는 이동체 탑재용 안테나 시스템에서의 추적제어방법에 있어서,외부로부터 입력된 편파선택신호 및 위성선택신호를 검출하여 원하는 편파를 선택하여 상기 빔성형모듈에 제공하고 추적주파수와 대역폭을 결정하여, 추적주파수/대역폭 선택신호를 추적신호 검출기에 제공하는 제1 단계;방위각 및 앙각 구동장치를 추적 범위에 대하여 제어하면서 상기 추적신호 검출기에 의해 검출된 추적 신호전압을 입력받는 제2 단계;상기 검출된 추적 신호전압과 입력된 위성정보의 위치에 따른 앙각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 위성신호를 획득하고, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제3 단계;상기 제3 단계의 추적신호 전압의 세기로부터 자동추적모드 인지, 반복추적모드인지를 판단하는 제4 단계;상기 제4 단계에서 반복추적모드이면 각속도 감지신호를 이용하여 일정시간 동안 반복 추적을 수행한 후, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제5 단계; 및상기 제4 단계에서 자동추적모드이면 상빔의 크기가 하빔의 크기 보다 큰 경우에는 안테나 빔을 위로 이동시키도록 제어하고, 하빔의 크기가 상빔의 크기보다 크면, 안테나 빔을 아래로 이동시키도록 제어하며, 좌빔의 크기가 우빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 좌로 이동시키도록 제어하고, 우빔의 크기가 좌빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 우로 이동시키도록 제어하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 안테나 시스템에서의 추적제어방법.
- (삭제)
- 프로세서에서,외부로부터 입력된 편파선택신호 및 위성선택신호를 검출하여 원하는 편파를 선택하여 상기 빔성형모듈에 제공하고 추적주파수와 대역폭을 결정하여, 추적주파수/대역폭 선택신호를 추적신호 검출기에 제공하는 제1 단계;방위각 및 앙각 구동장치를 추적 범위에 대하여 제어하면서 상기 추적신호 검출기에 의해 검출된 추적 신호전압을 입력받는 제2 단계;상기 검출된 추적 신호전압과 입력된 위성정보의 위치에 따른 앙각 및 방위각 정보를 이용하여 원하는 위성신호를 획득하고, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제3 단계;상기 제3 단계의 추적신호 전압의 세기로부터 자동추적모드 인지, 반복추적모드인지를 판단하는 제4 단계;상기 제4 단계에서 반복추적모드이면 각속도 감지신호를 이용하여 일정시간 동안 반복 추적을 수행한 후, 빔성형모듈의 위상을 제어하여 생성된 상하좌우 방향의 빔의 추적신호 전압을 검출하는 제5 단계; 및상기 제4 단계에서 자동추적모드이면 상빔의 크기가 하빔의 크기 보다 큰 경우에는 안테나 빔을 위로 이동시키도록 제어하고, 하빔의 크기가 상빔의 크기보다 크면, 안테나 빔을 아래로 이동시키도록 제어하며, 좌빔의 크기가 우빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 좌로 이동시키도록 제어하고, 우빔의 크기가 좌빔의 크기보다 크면 안테나 빔을 우로 이동시키도록 제어하는 제6 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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