KR100524137B1 - 위성방송 중계기 - Google Patents

Abstract

위성으로부터 송출되는 방송신호를 수신하고 고수신밀집도 안테나로 이루어진 수신 안테나; 상기 수신 안테나에서 수신된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기; 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 다시 증폭하는 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기에서 증폭된 신호를 송신하는 송신 안테나; 및 상기 전력 증폭기에서 출력된 신호를 이용하여 상기 수신안테나로 재유입되는 상기 송신안테나에서 송신된 신호를 제거하는 보정장치를 포함하는 위성방송 중계기가 개시되어 있다. 이에 의해 위성과 중계기 사이에 별도의 링크 주파수가 없는 경우에도 위성방송 중계기를 안정적으로 사용할 수 있게 되고 이에 따라 위성방송 수신 음영지역을 개선할 수 있게 된다.

Description

위성방송 중계기{REPEATER FOR SATELLITE BROADCATING}

본 발명은 위성방송에 관한 것으로 더욱 상세하게는 위성방송을 위성으로부터 직접 가입자에게 전송하지 않고, 중계기를 통해 수신한 다음 특정지역의 다수의 가입자에게 전송할 수 있는 위성방송 중계기에 관한 것이다.

현재 국내에 위성 방송용으로 할당된 Ku 밴드 주파수 대역은 10.7GHz로부터 12.75GHz이다. 이중에서 무궁화 3호 위성에서 사용중인 주파수 대역은 11.7GHz로부터 12.75GHz이다. 이 대역의 주파수는 국내 및 국외의 여러 위성에서 공통적으로 사용하고 있다.

이와 같이 위성의 업링크 및 다운링크의 주파수 사용의 효율을 높이기 위한 방법으로서, 업링크와 다운링크를 직교되는 편파를 활용하여 전송시키는 방법이 채택되고 있다. 즉, 직교(Orthogonal)하는 전파는 상호 간섭을 주지 않는다는 원리에 착안하여, 동일한 주파수 대역에서 편파만을 바꾸어 전송함으로써 주파수의 사용을 극대화하는 방식이 널리 사용되고 있다.

위성 방송 송출국의 위성 송출 안테나로부터 송출된 업링크의 방송신호는 위성에서 다운링크의 방송신호로 변환되어 가입자의 위성 수신 안테나에 수신된다.

그러나, 아파트 밀집지역이나 도심의 빌딩지역에는 고층건물에 의해 위성으로부터 가입자의 위성 수신 안테나에 수신되어야 할 다운로드의 방송신호가 차단되는 문제점이 있다. 이와 같이 다운링크의 방송신호가 수신되지 않는 지역을 이른바 위성방송 수신 음영지역이라 한다.

이러한 수신 음영지역의 해소를 위해서는 수신 음영지역으로 위성방송 신호를 중계하는 중계기 설치가 필요하나 위성과 중계기 사이의 별도의 링크(link) 주파수 확보가 어려워 중계기 사용에 많은 제약이 있었다.

별도의 링크 주파수가 없이 중계기의 입출력 주파수가 동일한 경우 중계기의 출력 신호가 수신 안테나로 재유입될 수 있고, 재유입되는 신호는 중계기에 있어 지연된 잡음으로 작용하거나 전력 증폭기(Power Amplifier; Power AMP) 입력 신호 세기를 지속적으로 증가시켜 결국 증폭기의 고장을 유발하게 된다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 위성과 중계기 사이에 별도의 링크 주파수가 없는 경우에도 안정적으로 사용할 수 있는 위성방송 중계기를 그 목적으로 한다.

아울러, 상기 위성방송 중계기에 있어서, 신호대 잡음비의 개선, 유지보수의 편리, 및 케이블 감쇄의 효과를 추가로 얻을 수 있는 위성방송 중계기를 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서는 위성방송 중계기의 입출력단 분리도(isolation)를 바람직하게는 증폭기 이득의 15dB 이상 확보해야 된다. 이를 위해 본 발명에 따른 위성으로부터 송출되는 방송신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나에서 수신된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 다시 증폭하는 전력 증폭기 및 상기 전력 증폭기에서 증폭된 신호를 송신하는 송신 안테나를 포함하는 위성방송 중계기는 상기 수신 안테나는 고수신밀집도 안테나로서 카세그레인 안테나, 북타입 안테나 또는 반사판 패치 안테나 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 전력 증폭기에서 출력된 신호를 이용하여 상기 수신안테나로 재유입되는 상기 송신안테나에서 송신된 신호를 제거하는 보정장치를 포함한다.

삭제

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위성방송 중계기의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 위성방송 중계기의 일 실시예의 개략적인 블록도이다. 도 1에서 수신안테나(100)에서 수신된 방송신호가 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(120)로 전달되고, 저잡음 증폭기(110)에서 증폭된 신호는 전력 증폭기( Power Amplifier; Power AMP)(120)로 전달되고, 전력 증폭기(120)에서 증폭된 신호는 송신 안테나(130) 및 보정장치(140)로 전달되며, 보정장치(140)에서 출력된 신호는 다시 저잡음 증폭기(110)로 전달되는 것을 확인할 수 있다.

수신 안테나(100)는 위성으로부터 송출되는 방송신호를 수신하는데, 카세그레인(cassegrain) 안테나, 북타입 안테나 또는 반사판 패치 안테나와 같은 고수신밀집도 안테나를 사용한다.

카세그레인 안테나는 주반사기에 대구경의 파라볼라를 사용하여 그 초점에 2차 반사기를 부착하고, 파라볼라의 중앙 배면에 1차 방사기를 두어 궤전하는 안테나를 말한다.

저잡음 증폭기(110)는 발생하는 잡음을 적게 하도록 배려된 증폭기로, 잡음을 적게 하기 위해서는 부품의 선택에 주의를 하고, 트랜지스터에 대해서는 저잡음의 것을 사용한다. 저잡음 증폭기(110)는 수신 안테나(100)에서 수신된 신호를 증폭한다.

전력 증폭기(120)는 증폭기의 일종으로, 부하에 전력을 공급하는 것을 목적으로 한 것을 말하며, 보통 증폭 회로의 최종단에 두기 때문에 종단 증폭기라고 하기도 한다. 전력 증폭기는 일그러짐이 적고, 효율적으로 전력을 부하에 공급할 수 있는 것이 중요하기 때문에 트랜지스터 증폭기에서는 전력용 트랜지스터(파워트랜지스터)가 사용된다.

전력 증폭기(120)는 저잡음 증폭기(110)에서 증폭된 신호를 다시 증폭한다. 송신 안테나(130)에서 방사되는 기준 실효 등방 방사 전력(Effective Isotropically Radiated Power; EIRP)을 만족시키기 위한 전력 증폭기(120)의 이득치를 설정함에 있어 수신 안테나(100) 출력신호 레벨을 기준으로 한다. 즉, 전력 증폭기 이득(120)은 송신 안테나(130) EIRP에서 송신 안테나(130) 이득과 수신 안테나(100) 출력레벨을 뺀 값이 된다.

송신 안테나(130)는 전력 증폭기(120)에서 증폭된 신호를 위성방송 수신 음영지역으로 송신한다.

마지막으로, 보정장치(140)는 전력 증폭기(120)에서 출력된 신호를 이용하여 수신안테나(100)로 재유입되는 송신안테나(130)에서 송신된 신호를 제거하는데, 이것은 보정장치(140)는 중계기 입출력 위상 차이를 측정하고 본 수신 신호를 측정된 위상 차이와 송수신 안테나 사이의 RF 지연 정도를 더한만큼 지연시킨 후 보정장치와 저잡음 증폭기 사이의 케이블 지연 정도만큼 단축함으로써 저잡음 증폭기로 재유입되는 신호와 상쇄시키는 것이다.

본 실시예에서는 보정장치(140)와 수신 안테나(100)로 고수신밀집도 안테나를 사용하였지만, 보정장치(140) 또는 고수신밀집도 안테나의 사용 중의 한가지 구성만을 사용할 수도 있다.

또한, 신호대 잡음비를 개선하기 위해 수신 안테나(100)와 저잡음 증폭기(110)가 일체로 형성될 수도 있고, 유지보수의 편리를 위해 저잡음 증폭기(110)와 보정장치(140)가 일체로 형성될 수도 있으며, 신호대 잡음비 개선 및 유지보수 편리의 양쪽 모두를 위해 저잡음 증폭기(110), 보정장치(140) 및 수신 안테나(100)가 일체형으로 형성될 수도 있다.

또한, 전력 증폭기(120)에서 송신 안테나(130) 사이의 케이블 감쇄방지를 위해 송신 안테나(130)와 전력 증폭기(120)가 일체형으로 형성될 수도 있고, 유지보수의 편리를 위해 전력 증폭기(120)와 보정장치(140)가 일체형으로 형성될 수도 있다. 케이블 감쇄방지 및 유지보수의 편리 모두를 위해 전력 증폭기(120), 보정장치(140) 및 송신 안테나(130)가 일체형으로 형성될 수도 있다.

이러한 구성에 의해, 위성과 중계기 사이에 별도의 링크 주파수가 없는 경우에도 양호한 입출력단 분리도(isolation)를 확보할 수 있게 된다.

본 발명에 의해 위성방송 중계기에 있어서, 위성과 중계기 사이에 별도의 링크 주파수가 없는 경우에도 위성방송 중계기를 안정적으로 사용할 수 있게 되고 이에 따라 위성방송 수신 음영지역을 개선할 수 있게 된다.

아울러, 상기 위성방송 중계기에 있어서, 신호대 잡음비의 개선, 유지보수의 편리, 및 케이블 감쇄의 효과를 추가로 얻을 수 있게 된다.

비록 본 발명이 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니되고 청구범위에 의해 뒷받침되는 그 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 위성방송 중계기의 일 실시예의 개략적인 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

수신 안테나 : 100

저잡음 증폭기 : 110

전력 증폭기 : 120

송신 안테나 : 130

보정장치 : 140

Claims (8)

1. 위성으로부터 송출되는 방송신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나에서 수신된 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기, 상기 저잡음 증폭기에서 증폭된 신호를 다시 증폭하는 전력 증폭기 및 상기 전력 증폭기에서 증폭된 신호를 송신하는 송신 안테나를 포함하는 위성방송 중계기에 있어서,

   상기 수신 안테나는 고수신밀집도 안테나로서 카세그레인 안테나, 북타입 안테나 또는 반사판 패치 안테나 중 적어도 하나를 포함하며,

   상기 전력 증폭기에서 출력된 신호를 이용하여 상기 수신안테나로 재유입되는 상기 송신안테나에서 송신된 신호를 제거하는 보정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 수신 안테나와 저잡음 증폭기가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 저잡음 증폭기와 상기 보정장치가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 저잡음 증폭기, 상기 보정장치 및 상기 수신 안테나가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 송신안테나와 전력 증폭기가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 증폭기와 상기 보정장치가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력 증폭기, 상기 보정장치 및 상기 송신안테나가 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 위성방송 중계기.