KR100399531B1 - A satellite antenna using directional sensor and the method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량과 같은 이동체에 사용할 수 있는 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방향센서를 이용하여 복수의 전파수신기 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 정확하게 선택할 수 있는 방향센서를 이용한 위성 안테나 및 그 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna that can be used for a moving object such as a vehicle, and more particularly, a satellite antenna using an orientation sensor that can accurately select a radio receiver facing a satellite from among a plurality of radio receivers using a direction sensor, and an operation thereof. It is about a method.

본 발명은 방향센서를 이용하여 복수의 전파수신기 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택함으로써 항상 감도가 좋은 방송을 수신할 수 있는 안테나 및 그 동작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an antenna and a method of operating the same, which can always receive a good broadcast by selecting a radio receiver facing a satellite among a plurality of radio receivers using a direction sensor.

Description

방향센서를 이용한 위성 안테나 및 그 동작방법{A satellite antenna using directional sensor and the method thereof}A satellite antenna using directional sensor and the method

본 발명은 차량과 같은 이동체에 사용할 수 있는 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방향센서를 이용하여 복수의 전파수신기 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 정확하게 선택할 수 있는 방향센서를 이용한 위성 안테나 및 그 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna that can be used for a moving object such as a vehicle, and more particularly, a satellite antenna using an orientation sensor that can accurately select a radio receiver facing a satellite from among a plurality of radio receivers using a direction sensor, and an operation thereof. It is about a method.

차량과 같은 이동체에 탑재된 안테나에서 위성으로부터의 신호를 수신하기 위해서는 위성방향으로 안테나를 지향해야 하며, 이를 위한 적절한 위성추적 수단이 요구된다.In order to receive a signal from a satellite in an antenna mounted on a moving object such as a vehicle, an antenna must be directed in the satellite direction, and an appropriate satellite tracking means is required for this purpose.

종래에 위성을 추적하기 위하여 위성안테나에 기계적 추적방식과 전자식 추적방식이 사용되고 있다.Conventionally, mechanical tracking and electronic tracking are used for satellite antennas to track satellites.

기계식 추적 방식은 고정빔을 사용하는 방식으로 방위각 방향의 회전각을 자이로센서로 구하고, 누적되는 추적각도 오차는 위성신호의 세기를 통하여 보상하는 방식이다. 이러한 기계적 추적방식은 위성을 포착하는 추적기능이 매우 떨어지고, 안테나의 누적오차 범위도 커서 위성의 위치를 파악하여 위성신호를 수신하기에는 많은 어려움이 있다.The mechanical tracking method uses a fixed beam to obtain the rotation angle in the azimuth direction using a gyro sensor, and the accumulated tracking angle error is compensated through the strength of the satellite signal. Such a mechanical tracking method has a very poor tracking function for capturing satellites, and the cumulative error range of the antenna is large, so that it is difficult to detect satellite positions and receive satellite signals.

전자식 추적방식은 여러 개의 배열안테나로 수신된 위성신호를 위상천이기로 합성함으로서 위성방향으로 빔을 형성하고 있으나, 이러한 전자식 추적방식은 구조가 복잡하고 제작비용이 비싸서 위성안테나에 적용하여 사용되기에는 많은 부담이 있다.The electronic tracking method forms a beam in the satellite direction by synthesizing the satellite signals received by multiple array antennas with a phase shifter. However, the electronic tracking method is complicated to construct and expensive to manufacture for satellite antennas. There is a burden.

기계식 추적방식과 전자식 추적 방식이외에도 GPS 시스템을 이용하는 방법이 한국 공개 특허 제1998-53056호에 개시되어 있다.In addition to the mechanical tracking method and the electronic tracking method, a method of using a GPS system is disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 1998-53056.

한국 공개 특허 제1998-53056호에 개시된 발명은 차량의 수신안테나에 관한 것으로 특히 GPS(Global Positioning System)시스템을 이용하여 복수의 수신안테나 중에서 방송중계기의 신호송출방향을 향하고 있는 안테나를 정확하게 선택할 수 있는 GPS를 이용한 차량의 수신안테나 선택장치에 관한 것이다.The invention disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 1998-53056 relates to a receiving antenna of a vehicle. In particular, a GPS (Global Positioning System) system can be used to accurately select an antenna facing a signal transmission direction of a broadcast repeater among a plurality of receiving antennas. A reception antenna selection apparatus for a vehicle using GPS.

그러나 GPS 시스템을 이용하는 경우 이동체에 GPS 시스템이 장착되어 있어야 하기 때문에 GPS 시스템이 장착되어 있지 않은 경우에는 GPS 시스템을 설치하는 비용이 많이 들게 되는 단점이 있다.However, when the GPS system is used, the GPS system must be mounted on the moving object, and thus, when the GPS system is not installed, the GPS system is expensive to install.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 방향센서를 이용하여 복수의 전파수신기 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택함으로써 항상 감도가 좋은 방송을 수신할 수 있는 안테나 및 그 동작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide an antenna that can always receive a good sensitivity by selecting a radio receiver facing the satellite from the plurality of radio receivers using the direction sensor and its operation method The purpose.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 방향센서를 이용한 위성 안테나를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a satellite antenna using a direction sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방향센서를 이용한 위성 안테나의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of operating a satellite antenna using a direction sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 방향센서를 이용한 위성 안테나 및 그 동작방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a satellite antenna using a direction sensor and an operation method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 방향센서를 이용한 위성 안테나를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a satellite antenna using a direction sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 위성 안테나는 위성으로부터 전파를 수신하는 복수의 전파수신기(110)로 구성된 전파수신부(100), 이동체의 방향을 판단하는 방향센서부(200), 상기 방향센서부(200)로부터 파악된 이동체의 방향을 이용하여 상기 복수의 전파수신기(110) 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 판단하여 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택하는 제어부(300), 상기 제어부(300)의 제어에 따라 상기 복수의 전파수신기(110) 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택하는 스위치부(400), 선택된 전파수신기가 수신한 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(500; Low Noise Amplifier, LNA)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a satellite antenna according to an exemplary embodiment of the present invention includes a radio wave receiver 100 including a plurality of radio receivers 110 for receiving radio waves from a satellite, and a direction sensor unit 200 for determining a direction of a moving object. The controller 300 determines a radio receiver facing the satellite from among the plurality of radio receivers 110 by using the direction of the moving object determined from the direction sensor unit 200, and selects a radio receiver facing the satellite. A switch 400 for selecting a radio receiver facing a satellite among the plurality of radio receivers 110 under the control of the controller 300, and a low noise amplifier 500 for amplifying a signal received by the selected radio receiver. , LNA).

상기 전파수신기(110)는 평판형일 수도 있고, 파라볼라형일 수도 있으나 안테나를 소형으로 하기 위해서는 평판형으로 하는 것이 보다 바람직하다.The radio receiver 110 may be a flat plate or parabolic type, but in order to reduce the size of the antenna, it is more preferable that the radio wave receiver 110 has a flat plate type.

또한 상기 전파수신기(110)는 그 수가 많을수록 위성의 방향과 정확히 일치되는 전파수신기를 선택할 수 있으나, 안테나 하나의 빔폭과 주파수를 감안하여 적절한 개수를 선택할 수 있다. 전파수신기가 많을수록 우수한 특성을 얻을 수 있지만 여기서는 L밴드의 안테나 구현을 가정하여 전파수신기가 4개인 경우를 설명하겠다.In addition, the radio receiver 110 may select a radio receiver that exactly matches the direction of the satellite as the number of radio receivers 110 increases, but an appropriate number may be selected in consideration of the beam width and frequency of one antenna. The more radio receivers, the better characteristics can be obtained. Here, we will explain the case of four radio receivers assuming the L-band antenna implementation.

비록 설명의 편의상 전파수신기가 4개인 경우만을 설명하나, 전파수신기가 2개 이상이고 방향센서를 이용하여 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택하는 안테나라면 그러한 안테나 역시 본 발명의 사상의 범위 내에 속한다는 것은 당업자에게 자명한 것일 것이다.Although only four radio receivers are described for convenience of description, if the antenna has two or more radio receivers and uses a direction sensor to select a radio receiver facing the satellite, it is also within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

상기 방향센서부(200)는 방향에 대한 정보를 전기신호로 발생하여 이동체가 어느 방향을 향하고 있는 지를 알 수 있도록 하는 것이다. 방향센서가 구분할 수 있는 방향의 수는 방향센서의 종류에 따라 다르나 본 발명에서는 8방향을 구분할 수 있는 것을 사용하였다. 즉 방향센서에서 나오는 코드는 N(북), NE(북동), E(동), ES(동남), S(남), SW(남서), W(서), WS(서북)의 8개가 된다.The direction sensor unit 200 is to generate information about the direction as an electrical signal to determine which direction the moving body is facing. The number of directions that can be distinguished by the direction sensor is different depending on the type of the direction sensor, but in the present invention, one that can distinguish 8 directions is used. In other words, the code from the direction sensor is N (North), NE (Northeast), E (East), ES (Southeast), S (South), SW (Southwest), W (West), WS (West) .

방향센서에서 나오는 코드가 많을수록 많은 전파수신기를 달 수 있으며 정밀한 스위칭을 할 수 있다.The more cords coming from the direction sensor, the more radio receivers can be attached and the more precise the switching.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나를 사용하기 위해서는 사용하기 전에 사용하고자 하는 지역에서 위성이 어느 방향에 위치하고 있는지를 입력시키는 것이 필요하다. 또한 사용하고자 하는 장소가 바뀌면 위성의 방향을 새로 입력하여야 한다.In order to use the antenna according to the embodiment of the present invention, it is necessary to input in which direction the satellite is located in the region to be used before use. In addition, if the place to be used is changed, the direction of the satellite must be newly input.

상기 제어부(300)는 상기 방향센서부(200)에 의하여 파악된 이동체의 방향과이미 입력된 위성의 방향을 비교하여 어느 전파수신기가 위성을 향하고 있는지를 판단하는 기능과 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택할 수 있도록 상기 스위치부(400)에 제어신호를 보내는 기능을 수행한다.The control unit 300 compares the direction of the moving object detected by the direction sensor unit 200 with the direction of the satellite already inputted to determine which radio receiver is facing the satellite and the radio receiver facing the satellite. Send a control signal to the switch unit 400 to be selected.

만약 위성의 방향이 두 개의 전파수신기의 중간에 위치하는 경우에는 상기 제어부(300)는 두 개의 전파수신기를 모두 선택하는 것에 해당하는 제어신호를 상기 스위치부(400)에 보낸다. 예를 들어 위성의 방향이 북동쪽인데 전파수신부가 북쪽과 동쪽을 향하고 있는 경우에는 북쪽을 향하고 있는 전파수신기와 동쪽을 향하고 있는 전파수신기를 모두 선택하는 신호를 상기 스위치부(400)에 보낸다.If the direction of the satellite is located in the middle of the two radio receivers, the control unit 300 sends a control signal corresponding to the selection of both radio receivers to the switch unit 400. For example, if the satellite is northeast and the radio receiver is facing north and east, a signal for selecting both a radio receiver facing north and a radio receiver facing east is sent to the switch unit 400.

상기 스위치부(400)는 상기 제어부(300)의 제어신호에 따라 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택하는 기능을 수행한다.The switch unit 400 performs a function of selecting a radio wave receiver facing the satellite according to the control signal of the controller 300.

도면에서는 상기 LNA(500)가 스위치부(400) 다음에 배치되어 있는 경우만 도시하였으나, 상기 LNA(500)는 스위치부(400)와 전파수신기(110)의 중간에 배치할 수도 있다.In the figure, only the case where the LNA 500 is disposed after the switch unit 400 is illustrated, but the LNA 500 may be disposed between the switch unit 400 and the radio wave receiver 110.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방향센서를 이용한 위성 안테나의 동작방법을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of operating a satellite antenna using a direction sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 안테나를 차량 등 이동체에서 사용하기 위해서는 상기 안테나를 이동체에 장착하기 전에 사용지역에서의 위성의 방향을 입력하여야 한다(단계 100). 위성의 방향은 이동체에 장착하기 전에 입력할 수도 있으며, 사용지역이 바뀌면 다시 입력한다.In order to use the antenna of the present invention in a moving object such as a vehicle, the direction of the satellite in the use area must be input before mounting the antenna on the moving object (step 100). The orientation of the satellite can also be entered before it is mounted on a moving object, and will be re-entered if the location of use changes.

상기 방향센서부(200)는 이동체가 이동하는 동안 현재 이동체가 향하고 있는방향을 판단한다(단계 200). 상기 방향센서부(200)는 방향에 따라 다른 전기적 신호를 발생시키는 것으로 8개로 방향을 나누어 신호를 발생시킨다.The direction sensor unit 200 determines the direction that the current moving body is facing while the moving body moves (step 200). The direction sensor unit 200 generates signals by dividing the direction into eight by generating different electrical signals according to directions.

상기 제어부(300)는 미리 입력된 위성의 방향과 상기 방향센서부(200)가 판단한 이동체의 방향을 이용하여 어느 전파수신기가 위성을 향하고 있는지를 판단하여 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택한다(단계 300).The control unit 300 selects a radio wave receiver facing the satellite by determining which radio wave receiver is facing the satellite using the direction of the satellite previously input and the direction of the moving object determined by the direction sensor unit 200 (step 300).

만약 위성의 방향이 두 개의 전파수신기의 중간에 위치하는 경우에는 두 개의 전파수신기가 위성을 향하고 있는 것으로 판단하여 두 개의 전파수신기를 모두 선택한다.If the direction of the satellite is located in the middle of two radio receivers, it is determined that the two radio receivers are facing the satellite and both radio receivers are selected.

상기 제어부(300)는 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택하도록 상기 스위치부(400)에 전파수신기 선택 신호를 보낸다(단계 400).The control unit 300 transmits a radio wave receiver selection signal to the switch unit 400 to select a radio wave receiver facing the satellite (step 400).

만약 상기 제어부(300)가 두 개의 전파수신기가 모두 위성을 향하고 있는 것으로 판단한 경우에는 두 개의 전파수신기를 모두 선택하도록 신호를 보낸다.If the control unit 300 determines that both radio receivers are directed to the satellite, the controller 300 sends a signal to select both radio receivers.

상기 스위치부(400)는 상기 제어부(300)가 선택한 전파수신기가 수신한 전파를 상기 LNA(500)로 보내기 위하여 상기 제어부(300)가 선택한 전파수신기를 선택한다(단계 500).The switch unit 400 selects the radio receiver selected by the controller 300 to send the radio wave received by the radio receiver selected by the controller 300 to the LNA 500 (step 500).

본 발명은 상기와 같이 방향센서에 의해 이동체의 현재 방향을 판단하여 복수의 전파수신기 중에서 위성을 향하고 있는 전파수신기를 선택할 수 있어 항상 좋은 수신 감도를 유지할 수 있다.The present invention can determine the current direction of the moving object by the direction sensor as described above, it is possible to select a radio receiver facing the satellite from the plurality of radio receivers can always maintain a good reception sensitivity.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 따라서 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.Although the invention has been described in connection with the preferred embodiments mentioned above, other various modifications and changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore contemplated that the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.

Claims (6)

소정의 방향으로 향하고 있는 위성으로부터 전파신호를 수신하며 이동체에 탑재되어 있는 위성 안테나에 있어서,In the satellite antenna mounted on the moving object for receiving radio signals from the satellite facing a predetermined direction, 상기 위성으로부터 전파신호를 수신하며 각각 일정 방향으로 향하여 있는 복수의 전파수신기,A plurality of radio receivers receiving radio signals from the satellites, each of which is directed in a predetermined direction; 상기 이동체가 향하고 있는 방향을 판단하는 방향센서부,A direction sensor unit for determining a direction in which the moving object is directed; 상기 방향센서부에서 판단된 상기 이동체의 방향과 상기 위성의 방향을 이용하여, 현재 이동체의 방향에서 상기 위성의 방향으로 향하고 있는 적어도 하나의 전파수신기를 판단하는 제어부, 그리고A control unit for determining at least one radio receiver directed from the direction of the current moving body toward the satellite using the direction of the moving object and the direction of the satellite determined by the direction sensor unit; 상기 제어부의 판단에 따라 상기 복수의 전파수신기 중 상기 위성의 방향에 해당하는 적어도 하나의 전파수신기를 선택하는 스위치부A switch unit for selecting at least one radio receiver corresponding to the direction of the satellite of the plurality of radio receivers according to the determination of the controller 를 포함하며,Including; 현재 이동체의 방향에서의 상기 위성의 방향이 인접한 방향을 가지는 두 전파수신기의 실질적으로 중간 방향에 해당하는 경우에, 상기 제어부는 상기 인접한 두 전파수신기를 선택하도록 상기 스위치부에 지시하는, 방향센서를 이용한 위성 안테나.If the direction of the satellite in the direction of the current moving object corresponds to a substantially intermediate direction of two radio receivers having adjacent directions, the controller instructs the switch unit to instruct the switch unit to select the two adjacent radio receivers. Satellite antenna used. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전파수신부는 2개 이상의 전파수신기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방향센서를 이용한 위성 안테나.The radio receiver is a satellite antenna using a direction sensor, characterized in that composed of two or more radio receivers. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전파수신기는 평판형인 것을 특징으로 하는 방향센서를 이용한 위성 안테나.The radio receiver is a satellite antenna using a direction sensor, characterized in that the flat plate type. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 안테나는 전파수신기가 수신한 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향센서를 이용한 위성 안테나.The antenna further comprises a low noise amplifier for amplifying a signal received by the radio receiver. 이동체에 탑재되어 있으며 각각 일정한 방향으로 향하고 있는 복수의 전파수신기를 가지는 위성 안테나의 동작방법에 있어서,In a method of operating a satellite antenna mounted on a moving object and each having a plurality of radio receivers directed in a predetermined direction, 상기 위성 안테나를 사용하는 지역에서의 위성의 방향이 입력되는 단계,Inputting a direction of a satellite in an area using the satellite antenna; 방향센서부가 상기 이동체가 이동하는 동안 이동체가 향하고 있는 방향을 판단하는 단계,Determining, by the direction sensor unit, the direction in which the moving object is directed while the moving object moves; 제어부가 상기 방향센서부에서 판단된 상기 이동체의 방향과 상기 위성의 방향을 이용하여 현재 이동체의 방향에서 상기 위성의 방향으로 향하고 있는 적어도 하나의 전파수신기를 판단하는 단계, 그리고Determining, by the controller, at least one radio receiver directed from the direction of the current vehicle to the direction of the satellite by using the direction of the moving object and the direction of the satellite determined by the direction sensor unit; and 상기 제어부의 판단에 따라 상기 복수의 전파수신기 중 상기 위성의 방향에 해당하는 적어도 하나의 전파수신기를 선택하는 단계Selecting at least one radio receiver corresponding to a direction of the satellite among the plurality of radio receivers according to the determination of the controller; 를 포함하며,Including; 현재 이동체의 방향에서의 상기 위성의 방향이 인접한 방향을 가지는 두 전파수신기의 실질적으로 중간 방향에 해당하는 경우에, 상기 제어부는 상기 인접한 두 전파수신기를 선택하도록 상기 스위치부에 지시하는, 방향센서를 이용한 위성 안테나의 동작방법.If the direction of the satellite in the direction of the current moving object corresponds to a substantially intermediate direction of two radio receivers having adjacent directions, the controller instructs the switch unit to instruct the switch unit to select the two adjacent radio receivers. Operation method of the satellite antenna used. 삭제delete
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KR20000038163A (en) * 1998-12-04 2000-07-05 전주범 Device for selecting antenna of vehicle using gps system

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