KR100527850B1 - Control apparatus and method of Active Phased Array Antenna Transmitter System for Multi-Beam Forming and Steering - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것임.The present invention relates to a control apparatus and method for multiple beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은, 동시 빔의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 단일 칩 형태의 소형화 및 경량화의 제어 시스템을 구성함으로써, 안테나 시스템의 동작 상태 및 알람 상태 감시 등의 시스템 모니터링 기능을 수행하도록 하는 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention, by forming a miniaturized and lightweight control system in the form of a single chip for the multi-beam formation and steering of the simultaneous beam, the multi-beam forming and performing a system monitoring function such as monitoring the operating state and the alarm state of the antenna system and A control device for steering and a method thereof and a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method are provided.
3. 발명의 해결방법의 요지 3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치에 있어서, 다중 빔 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터 정보를 직렬 통신하기 위한 직렬 통신수단; RF(Radio Frequency) 및 전원 온/오프 제어 신호를 공급하기 위한 제어신호 공급수단; 상기 안테나 송신 시스템에 공급되는 전원의 이상 발생시 알람 신호를 발생시키기 위한 알람신호 발생수단; 상기 직렬 통신수단에 공급되는 전원을 자동으로 차단하기 위한 전원 차단 수단; 및 상기 직렬 통신수단, 상기 제어신호 공급수단, 상기 알람신호 발생수단, 상기 전원 차단수단을 제어하며, 시스템 감시수단과 직렬 통신하여 시스템 제어부에서 발생되는 알람 정보를 상기 시스템 감시수단에 통보하는 주 제어수단을 포함함.The present invention provides a control apparatus for multiple beam shaping and steering in an active phased array antenna transmission system, comprising: serial communication means for serially communicating phase and attenuation data information for multiple beam steering; Control signal supply means for supplying a radio frequency (RF) and a power on / off control signal; Alarm signal generating means for generating an alarm signal when an abnormality in power supplied to the antenna transmission system occurs; Power interrupting means for automatically interrupting power supplied to said serial communication means; And main control for controlling the serial communication means, the control signal supplying means, the alarm signal generating means, and the power interrupting means, and in series communication with a system monitoring means to notify the system monitoring means of alarm information generated from a system control unit. Including means.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 다중 빔 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템 등에 이용됨.The present invention is used in a multi-beam active phased array antenna transmission system.
Description
본 발명은 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 위성용 다중 빔 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 동시 빔의 다중 빔을 형성하고 다중 빔 조향 제어 및 시스템 감시 등을 가능하게 하기 위한 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다. The present invention relates to a control device for multi-beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system, and a method and a computer-readable recording medium recording a program for realizing the method. A control apparatus for forming multiple beams of simultaneous beams of an antenna transmission system, enabling multi-beam steering control and system monitoring, and a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method. .
위성을 이용한 지상의 서비스 영역을 연계하는 방식은 기존의 단일 광역 빔에서 점차 다중 빔 형태로 변하고 있다. 다중 빔의 등장 초기에는 L, S 대역 등의 상대적으로 낮은 주파수에서 이용되었으나, 점차로 C, Ku 대역 위성 등에 확장 운용 되었다. 또한, 인터넷, VOD(Video On Demand) 등의 광대역 멀티미디어 서비스의 요구에 따라 기존 주파수 자원이 고갈되어 점차 Ka 대역으로 서비스 영역을 확장하게 되었다. 기존의 글로벌 빔을 이용하게 되면 편파만을 이용하여 용량을 증가할 수 있었으나, 스폿 빔을 이용한 다중 빔을 이용하게 되면 빔 간의 상호 다른 주파수를 사용할 수 있으므로, 위성의 가입자 용량을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 효율적인 전력 사용을 가능하게 해 준다.The method of linking the service area of the ground using satellite is gradually changing from the conventional single-area beam to multi-beam form. In the early stages of multiple beams, they were used at relatively low frequencies such as L and S bands, but gradually expanded to C and Ku band satellites. In addition, due to the demand for broadband multimedia services such as the Internet and VOD (Video On Demand), existing frequency resources are depleted and the service area is gradually expanded to the Ka band. If the existing global beam is used, the capacity can be increased by using only polarization, but if the multiple beam using the spot beam is used, different frequencies can be used between the beams, thereby increasing the subscriber capacity of the satellite. This enables efficient power usage.
현재 운용되는 위성들의 다중 빔 용 안테나 시스템은 피더 클러스터 배열 방식으로 단지 하나 또는 두개의 조정 가능한 피더를 갖는 구조이기 때문에 서비스 영역의 변화가 발생하게 되면 능동적으로 대처하기가 어렵게 된다. 그러므로 이를 보완하기 위한 방법으로 능동 위상배열 구조가 제안 되었으며, 이는 현재 미국, 일본, 유럽 등에서 차세대 위성의 개발 기술로 진행 중에 있다. Antenna systems for multiple beams of satellites currently in operation have a structure with only one or two adjustable feeders in a feeder cluster arrangement, so that it is difficult to actively cope with changes in the service area. Therefore, an active phased array structure has been proposed as a way to compensate for this, which is currently under development as the next generation satellite development technology in the United States, Japan, and Europe.
이를 수행하기 위하여 필요로 하는 핵심 기술로는 낮은 부엽 레벨을 갖는 삼차원 빔 형성 기술과 이를 구현하기 위하여 소형 및 경량화를 위한 제어 시스템의 단일 칩 형태가 절실히 요구된다.In order to accomplish this, the core technology required for this purpose requires a three-dimensional beam forming technique having a low side lobe level and a single chip form of a control system for miniaturization and light weight to implement the same.
본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 동시 빔의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 단일 칩 형태의 소형화 및 경량화의 제어 시스템을 구성함으로써, 안테나 시스템의 동작 상태 및 알람 상태 감시 등의 시스템 모니터링 기능을 수행하도록 하는 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to meet the above demands, and by configuring a single chip type miniaturization and lightweight control system for multiple beam formation and steering of simultaneous beams, monitoring the operating state and the alarm state of the antenna system. It is an object of the present invention to provide a control apparatus for multiple beam forming and steering, and a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치에 있어서, 다중 빔 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터 정보를 직렬 통신하기 위한 직렬 통신수단; RF(Radio Frequency) 및 전원 온/오프 제어 신호를 공급하기 위한 제어신호 공급수단; 상기 안테나 송신 시스템에 공급되는 전원의 이상 발생시 알람 신호를 발생시키기 위한 알람신호 발생수단; 상기 직렬 통신수단에 공급되는 전원을 자동으로 차단하기 위한 전원 차단 수단; 및 상기 직렬 통신수단, 상기 제어신호 공급수단, 상기 알람신호 발생수단, 상기 전원 차단수단을 제어하며, 시스템 감시수단과 직렬 통신하여 시스템 제어부에서 발생되는 알람 정보를 상기 시스템 감시수단에 통보하는 주 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. A control device for multiple beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system, comprising: serial communication means for serially communicating phase and attenuation data information for multiple beam steering; Control signal supply means for supplying a radio frequency (RF) and a power on / off control signal; Alarm signal generating means for generating an alarm signal when an abnormality in power supplied to the antenna transmission system occurs; Power interrupting means for automatically interrupting power supplied to said serial communication means; And main control for controlling the serial communication means, the control signal supplying means, the alarm signal generating means, and the power interrupting means, and in series communication with a system monitoring means to notify the system monitoring means of alarm information generated from a system control unit. Characterized in that it comprises a means.
그리고, 본 발명은, 위상 및 감쇄 정보 코드를 생성하여 상기 주 제어수단에 전달하고, 상기 주 제어수단과의 직렬 통신을 통해 상기 시스템 제어부로부터 알람 발생과 같은 상기 안테나 송신 시스템의 동작 상태를 전달받아 시스템 모니터링 상태를 감시하기 위한 상기 시스템 감시수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention generates a phase and attenuation information code and transmits it to the main control means, and receives an operating state of the antenna transmission system such as an alarm generation from the system controller through serial communication with the main control means. It characterized in that it further comprises the system monitoring means for monitoring the system monitoring status.
또한, 본 발명은, 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법에 있어서, 안테나 송신 시스템을 구동하기 위해 시스템 이상 여부를 확인하여 송신 능동 빔 형성부에 공급되는 위상 및 감쇄 데이터를 초기화시키는 초기화단계; 개별 빔에 대한 공간적 위치를 입력하여, 다중 빔 형성 및 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터들을 계산하고, 이들 데이터들에 대한 코드를 생성하여 시스템 제어부에 출력함과 동시에 시스템 감시부를 통해 다중 빔을 출력하는 다중 빔 출력단계; 및 RF(Radio Frequency) 개별 빔들을 선택적으로 온/오프하여 데이터 출력 코드를 생성한 후, 시스템 제어부로 출력하는 데이터 출력 코드 출력단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the control method for the multi-beam shaping and steering of the active phased array antenna transmission system, phase and attenuation data supplied to the transmission active beam forming unit by checking whether the system abnormality to drive the antenna transmission system An initialization step of initializing; Input the spatial position for each beam, calculate phase and attenuation data for multi-beam shaping and steering, generate codes for these data and output them to the system controller, and output multiple beams through the system monitor. A multiple beam output step; And generating a data output code by selectively turning on / off individual RF (Radio Frequency) beams, and outputting the data output code to the system controller.
그리고, 본 발명은, 위상 및 감쇄 정보 코드를 생성하여 주 제어부로 전달하고, 상기 주 제어부와의 직렬 통신을 통해 시스템 제어부로부터 알람 발생과 같은 상기 안테나 송신 시스템의 동작 상태를 전달받아 시스템 모니터링 상태를 감시하는 모니터링 상태 감시단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention generates a phase and attenuation information code and transmits it to the main control unit, and receives a system monitoring state by receiving an operating state of the antenna transmission system such as an alarm occurrence from a system control unit through serial communication with the main control unit. It further comprises a monitoring state monitoring step of monitoring.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템에, 안테나 송신 시스템을 구동하기 위해 시스템 이상 여부를 확인하여 송신 능동 빔 형성부에 공급되는 위상 및 감쇄 데이터를 초기화시키는 초기화기능; 개별 빔에 대한 공간적 위치를 입력하여, 다중 빔 형성 및 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터들을 계산하고, 이들 데이터들에 대한 코드를 생성하여 시스템 제어부에 출력함과 동시에 시스템 감시부를 통해 다중 빔을 출력하는 다중 빔 출력기능; 및 RF(Radio Frequency) 개별 빔들을 선택적으로 온/오프하여 데이터 출력 코드를 생성한 후, 시스템 제어부로 출력하는 데이터 출력 코드 출력기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention, the active phased array antenna transmission system having a processor, an initialization function for initializing the phase and attenuation data supplied to the transmission active beam forming unit to check whether the system abnormality for driving the antenna transmission system; Input the spatial position for each beam, calculate phase and attenuation data for multi-beam shaping and steering, generate codes for these data and output them to the system controller, and output multiple beams through the system monitor. Multiple beam output function; And generating a data output code by selectively turning on / off individual RF (Radio Frequency) individual beams and providing a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a data output code output function which is output to a system controller. .
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 구성예시도로서, 안테나 송신 시스템(10)은 시스템 제어부(21)와 시스템 감시부(22)로 구성된 시스템 제어 장치(20)에 의해 제어되며, 시스템 구동 전원은 전원부(30)로부터 시스템 제어 장치(20)를 통해 공급 받는다.1 is an exemplary configuration diagram of an active phased array antenna transmission system to which the present invention is applied. The antenna transmission system 10 is controlled by a system control device 20 including a system control unit 21 and a system monitoring unit 22. The system driving power is supplied from the power supply unit 30 through the system control device 20.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 송신 시스템(10)은 송신 RF 채널 형성부 (11)와 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 방사/급전부(13)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the antenna transmission system 10 includes a transmission RF channel forming unit 11, a transmission active beam forming unit 12, and a transmission radiating / feeding unit 13.
송신 RF 채널 형성부(11)는 네 개의 각 입력 RF 빔에 대하여 안테나 방사배열 수에 해당하는 RF 신호를 형성하고, 적절한 신호세기로 구동 증폭하는 기능과 송신 RF 채널 형성부(11) 내부에 전원 및 RF 온/오프 기능을 가진다. 송신 RF 채널 형성부(11)를 구동하기 위하여 시스템 제어부(21)는 전원부(30)로부터 전원을 공급 받아 송신 RF 채널 형성부(11)로 구동 전원을 공급하고, RF 및 전원 온/오프 제어 신호를 공급한다. The transmit RF channel forming unit 11 forms an RF signal corresponding to the number of antenna radiation arrays for each of the four input RF beams, and drives and amplifies the signal according to an appropriate signal strength and supplies power inside the transmit RF channel forming unit 11. And an RF on / off function. In order to drive the transmit RF channel forming unit 11, the system control unit 21 receives power from the power supply unit 30, supplies driving power to the transmit RF channel forming unit 11, and controls RF and power on / off control signals. To supply.
송신 능동 빔 형성부(12)는 다중 빔의 전자적 빔 조향 및 RF 채널에서 발생될 수 있는 RF 신호 세기의 편차를 줄이기 위하여, 각 입력 RF 신호에 대하여 하나의 위상 변위기와 하나의 가변 감쇄기가 직렬로 연결되어 있으며, 이것은 또한 4개의 다중 빔을 형성하기 위하여 4개의 RF 입력 빔으로부터 하나의 고출력 증폭기에 연결되어 하나의 빔 형성부 모듈을 형성한다. 송신 능동 빔 형성부(12)는 이러한 방사 배열 수 만큼의 빔 형성부 모듈로 구성되어 있으며, 송신 RF 채널 형성부(11)로부터 공급받은 송신 RF 신호의 세기 및 위상을 독립적으로 제어할 수 있는 기능을 포함한다. 또한, 입력 신호를 합성하고 이를 고출력 증폭하는 기능을 포함한다.The transmit active beamformer 12 includes one phase shifter and one variable attenuator in series for each input RF signal in order to reduce electronic beam steering of multiple beams and variations in RF signal strength that may occur in the RF channel. It is also connected to one high power amplifier from four RF input beams to form one beam forming module to form four multiple beams. The transmitting active beam forming unit 12 is composed of as many beam forming module as the radiation array, and has the function of independently controlling the strength and phase of the transmitting RF signal supplied from the transmitting RF channel forming unit 11. It includes. It also includes the ability to synthesize input signals and amplify them with high power.
시스템 제어부(21)에서는 이러한 송신 능동 빔 형성부(12)를 구동하기 위하여 전원부(30)로부터 전원을 공급받아 송신 능동 빔 형성부(12) 구동 전원을 공급하고, 위상 및 감쇄 신호를 제어한다. The system control unit 21 receives power from the power supply unit 30 to drive the transmission active beam forming unit 12, supplies power to drive the transmission active beam forming unit 12, and controls phase and attenuation signals.
송신 방사/급전부(13)는 공간적 빔 합성을 위하여 육각 배열 형태의 이차원 배열 구조를 갖으며, 송신 능동 빔 형성부(12)로부터 입력되는 RF 신호를 외부로 방사해 주는 기능을 수행한다.The transmission radiation / feeder 13 has a two-dimensional array structure in the form of a hexagon for spatial beam synthesis, and functions to radiate the RF signal input from the transmission active beam forming unit 12 to the outside.
도 2 는 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치의 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of an embodiment of a control device for multiple beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치(20)는, 다중 빔 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터 정보를 직렬 통신하기 위한 송신 능동 빔 형성 제어부(250)와, RF 및 전원 온/오프 제어 신호를 공급하기 위한 송신 RF 채널 형성 제어부(230)와, 안테나 송신 시스템에 공급되는 전원의 이상 발생시 알람 신호를 발생시키기 위한 알람 감시부(210)와, 송신 능동 빔 형성부(12)에 공급되는 전원을 자동으로 차단하기 위한 전원 차단 제어부(240)와, 송신 능동 빔 형성 제어부(250), 송신 RF 채널 형성 제어부(230), 알람 감시부(210), 전원차단 제어부(240)를 제어하며, 시스템 감시부(22)와 직렬 통신하여 시스템 제어부(21)에서 발생되는 알람 정보 등을 시스템 감시부(22)에 통보하기 위한 주 제어부(220)를 구비하는 시스템 제어부(21)와, 위상 및 감쇄 정보 코드를 생성하여 주 제어부(220)에 전달하고, 주제어부(220)와의 직렬 통신을 통해 시스템 제어부(21)로부터 알람 발생 등과 같은 안테나 송신 시스템(10)의 동작 상태를 전달받아 시스템 모니터링 상태를 점검하기 위한 시스템 감시부(22)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the control device 20 for multi-beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system according to the present invention is a transmission active for serial communication of phase and attenuation data information for multi-beam steering. A beam forming controller 250, a transmitting RF channel forming controller 230 for supplying an RF and a power on / off control signal, and an alarm monitor for generating an alarm signal when an abnormality in power supplied to the antenna transmission system occurs; 210, a power cut-off control unit 240 for automatically cutting off power supplied to the transmission active beam forming unit 12, a transmission active beam forming control unit 250, a transmission RF channel forming control unit 230, and alarm monitoring The main control unit 210 controls the power cutoff control unit 240 and communicates with the system monitoring unit 22 to notify the system monitoring unit 22 of alarm information generated in the system control unit 21 by serial communication with the system monitoring unit 22. 220) Compared with the system control unit 21, the phase and attenuation information code is generated and transmitted to the main control unit 220, and through the serial communication with the main control unit 220, an antenna transmission system such as generating an alarm from the system control unit 21 ( The system monitoring unit 22 for receiving the operating state of 10) to check the system monitoring state.
여기서, 시스템 제어부(21)는 시스템 감시부(22)로부터 각 채널의 위상 및 감쇄 신호를 공급받아 해당 송신 능동 빔 형성부(12)로 분배하고, 송신 RF 채널 형성부(11)에 전원 및 RF 신호의 온/오프 제어 신호를 공급하고, 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 RF 채널 형성부(11)로 흐르는 전원 전류를 모니터링하여 알람 여부를 시스템 감시부(22)로 통보하는 기능 등을 수행한다. 또한, 알람 발생시, 시스템 제어부(21) 내의 해당 모듈은 자동으로 전원이 차단된다. 그리고, 전원부(30)로부터 안테나 송신 시스템 구동 전원을 공급받아 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 RF 채널 형성부(11)에 전원을 제공하는 기능을 포함한다.Here, the system control unit 21 receives the phase and attenuation signals of each channel from the system monitoring unit 22 and distributes them to the corresponding transmission active beam forming unit 12, and supplies power and RF to the transmitting RF channel forming unit 11. A function of supplying an on / off control signal of the signal and monitoring the power current flowing through the transmitting active beam forming unit 12 and the transmitting RF channel forming unit 11 to notify the system monitoring unit 22 of whether or not an alarm exists. Perform. In addition, when an alarm occurs, the corresponding module in the system controller 21 is automatically powered off. In addition, the power supply unit 30 receives power from the antenna transmission system driving power, and includes a function of providing power to the transmission active beam forming unit 12 and the transmitting RF channel forming unit 11.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치의 동작 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.An operation process of a control device for multiple beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system according to the present invention having the structure as described above will be described in detail as follows.
송신 능동 빔 형성 제어부(250)는 주 제어부(220)로부터 위상 및 감쇄 데이터를 제공받아 송신 능동 빔 형성부(12)로 이들 데이터에 대한 직렬 통신을 수행한다. 이때, 위상 및 감쇄 데이터 정보 코드는 시스템 감시부(22)로부터 직렬 통신을 통하여 전달받게 된다.The transmission active beamforming control unit 250 receives phase and attenuation data from the main control unit 220 and performs serial communication on these data to the transmission active beamforming unit 12. At this time, the phase and attenuation data information codes are received from the system monitoring unit 22 through serial communication.
송신 RF 채널 형성 제어부(230)는 주 제어부(220)로부터 전달받은 전원 및 RF 온/오프 제어 신호를 송신 RF 채널 형성부(100)에 공급하는 역할을 수행한다.The transmitting RF channel forming control unit 230 supplies the power RF and the RF on / off control signal received from the main control unit 220 to the transmitting RF channel forming unit 100.
알람 감시부(210)는 송신 능동 빔 형성부(12)와 송신 RF 채널 형성부(11)에 정상 동작 전원 및 전류를 공급하기 위하여, 시스템 제어 장치(20) 내부에 흐르는 전류를 모니터링하여 이상 전원 발생시 알람 신호를 발생시키는 기능을 수행한다. 이때, 송신 RF 채널 형성부(100) 공급 전원에 알람이 발생할 경우, 알람 감시부(210)가 주 제어부(220)에 통보하면, 주 제어부(220)는 전원 온/오프 제어 신호를 발생하고, 이들 제어 신호를 송신 RF 채널 형성 제어부(230)를 통하여 송신 RF 채널 형성부(11)로 공급한다. 또한, 송신 능동 빔 형성부(12) 공급 전원에 알람이 발생할 경우, 알람 감시부(210)는 주 제어부(220)에 통보하고, 전원 차단 제어부(240)에 알람 신호를 전달한다. 주 제어부(220)는 이러한 알람 발생 상태 등을 시스템 감시부(22)에게 통보한다.The alarm monitoring unit 210 monitors the current flowing in the system control apparatus 20 to supply the normal operating power and the current to the transmitting active beam forming unit 12 and the transmitting RF channel forming unit 11, thereby providing an abnormal power supply. It generates the alarm signal when it occurs. At this time, when an alarm occurs in the power supply of the transmitting RF channel forming unit 100, when the alarm monitoring unit 210 notifies the main control unit 220, the main control unit 220 generates a power on / off control signal, These control signals are supplied to the transmit RF channel forming unit 11 through the transmit RF channel forming control unit 230. In addition, when an alarm occurs in the power supply of the transmission active beam forming unit 12, the alarm monitoring unit 210 notifies the main control unit 220 and transmits an alarm signal to the power cutoff control unit 240. The main controller 220 notifies the system monitoring unit 22 of such an alarm occurrence state.
전원 차단 제어부(240)는 송신 능동 빔 형성부(12) 공급 전원에 알람이 발생할 경우, 알람 감시부(210)가 주 제어부(220)에 통보하고, 알람 감시부(220)로부터 알람 신호를 입력받아 시스템 제어부(21)에서 송신 능동 빔 형성부(12)에 공급되는 전원을 자동으로 차단한다.When an alarm occurs in the power supply of the transmission active beam forming unit 12, the power cutoff control unit 240 notifies the main control unit 220 of the alarm monitoring unit 210 and inputs an alarm signal from the alarm monitoring unit 220. In response, the system control unit 21 automatically cuts off the power supplied to the transmission active beam forming unit 12.
주 제어부(220)는 상기에서 언급한 송신 능동 빔 형성 제어부(250) 및 송신 RF 채널 형성 제어부(230), 알람 감시부(210), 전원 차단 제어부(240)를 제어하고, 시스템 감시부(22)와 직렬 통신하여 시스템 제어부(21)에서 발생되는 알람 정보 등을 시스템 감시부(22)에 통보하는 기능을 포함한다. 그리고, 송신 RF 채널 형성부(11)에 공급되는 전원 전류에 알람이 발생하였을 경우 알람 감시부(210)로부터 알람 신호를 제공받고, 전원 온/오프 제어 신호를 발생하여 송신 RF 채널 형성 제어부(230)에 공급하는 기능을 포함한다. 또한, 시스템 감시부(22)로부터 위상 및 감쇄 정보 코드를 해독하여, 이를 송신 능동 빔 형성 제어부(250)에 전달하는 기능을 포함한다.The main control unit 220 controls the above-mentioned transmission active beam forming control unit 250, the transmitting RF channel forming control unit 230, the alarm monitoring unit 210, and the power cutoff control unit 240, and the system monitoring unit 22. ) To notify the system monitoring unit 22 of alarm information or the like generated in the system control unit 21 by serial communication. When an alarm occurs in the power current supplied to the transmitting RF channel forming unit 11, an alarm signal is received from the alarm monitoring unit 210, and a power on / off control signal is generated to transmit the RF channel forming control unit 230. It includes the function to supply). It also includes the function of decoding the phase and attenuation information code from the system monitoring unit 22 and transferring it to the transmission active beamforming control unit 250.
한편, 시스템 감시부(22)는 위상 및 감쇄 정보 코드를 생성하여 주 제어부(220)에 전달하고, 주 제어부(220)와의 직렬 통신을 통해 시스템 제어부(21)로부터 알람 발생 등과 같은 안테나 송신 시스템(10)의 동작 상태를 전달받아 시스템 모니터링 상태를 점검한다.On the other hand, the system monitoring unit 22 generates a phase and attenuation information code and transmits it to the main control unit 220, and through the serial communication with the main control unit 220, an antenna transmission system such as an alarm occurrence from the system control unit 21 ( Check the system monitoring status by receiving the operation status of 10).
도 3 은 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템(10)을 제어하기 위한 제어 방법을 나타낸 것이다.3 is a flowchart illustrating a control method for multi-beam shaping and steering in an active phased array antenna transmission system according to the present invention, the control method for controlling the Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system 10 It is shown.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 안테나 송신 시스템의 초기화가 성공적으로 이루어지면(300), 다중 빔 형성 및 조향에 대한 다중 빔 제어를 수행하며(320), 동시에 안테나 송신 시스템 (10)의 모니터링 상태를 감시한다(310).As shown in FIG. 3, first, if the initialization of the antenna transmission system is successfully performed (300), the multi-beam control for the multi-beam formation and steering is performed (320), and at the same time the monitoring state of the antenna transmission system (10). Monitor (310).
도 4 는 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 초기화 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an initialization process of a Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system in a control method for multi-beam formation and steering according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템 초기화 수행을 위한 제어 방법으로서, 다중 빔 제어를 수행하기 이전, 안테나 송신 시스템(10)을 구동하기 위한 초기화 동작을 수행한다. As shown in FIG. 4, as a control method for performing a Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system initialization, an initialization operation for driving the antenna transmission system 10 is performed before performing the multi-beam control.
우선, 안테나 송신 시스템(10)에 전원을 공급한 후(401), 안테나 송신 시스템(10)의 동작 상태를 점검하고(402), 시스템 이상이 여부를 감지하여(403) 이상이 없을 경우, 송신 능동 빔 형성부(12)에 공급되는 위상 및 감쇄 데이터들을 초기화시킨다(404, 405). 만약, 시스템 이상 여부를 감지하여(403) 이상이 발생할 경우, 시스템 점검을 통하여(406) 상기 시스템 초기화 작업을 반복 수행한다.First, after the power is supplied to the antenna transmission system 10 (401), the operation state of the antenna transmission system 10 is checked (402), and whether the system abnormality is detected (403), if there is no error, the transmission Initialize the phase and attenuation data supplied to the active beam forming unit 12 (404, 405). If an abnormality is detected by detecting a system abnormality (403), the system initialization is repeatedly performed through a system check (406).
도 5 는 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 모니터링 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도로서, 초기화 수행이 성공적으로 실행된 후, 안테나 송신 시스템(10)을 구성하는 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 RF 채널 형성부(11)의 동작 상태를 모니터링하기 위한 제어 방법을 나타낸 것이다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a monitoring process of a Ka-band multi-beam active phased array antenna transmission system in a control method for multi-beam shaping and steering according to the present invention. After initialization is successfully executed, FIG. A control method for monitoring the operating states of the transmitting active beam forming unit 12 and the transmitting RF channel forming unit 11 constituting the system 10 is shown.
도 5에 도시된 바와 같이, 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 RF 채널 형성부(11)에 공급되는 전류를 체크(알람 체크)하여(501) 이상이 발생되면, 전원 오프 신호가 발생되어(503) 송신 능동 빔 형성부(12) 및 송신 RF 채널 형성부(11)에 공급되는 전류를 차단하고(504), 알람 데이터 코드를 생성하여(505) 이를 시스템 감시부(22)에 출력한다(506). 만약, 이상이 발생하지 않으면(502), 상기의 모니터링 수행 과정을 반복 수행한다.As shown in FIG. 5, when an abnormality occurs by checking (alarm checking) the current supplied to the transmitting active beam forming unit 12 and the transmitting RF channel forming unit 11 (501), a power off signal is generated. In operation 503, the current supplied to the transmission active beam forming unit 12 and the transmission RF channel forming unit 11 is cut off (504), and an alarm data code is generated (505) and outputted to the system monitoring unit 22. (506). If the abnormality does not occur (502), the monitoring process is repeated.
도 6 은 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 다중빔 제어 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a multi-beam control process of a Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system in a multi-beam shaping and steering method according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템(10) 초기화 수행이 성공적으로 실행된 후, 개별 빔에 대한 공간적 위치를 입력하면(601), 다중 빔 형성 및 조향을 위한 위상 및 감쇄 데이터들을 계산하고 (602), 이들 데이터들에 대한 코드를 생성하여(603) 시스템 제어부(21)에 출력(605)함과 동시에 시스템 감시부(22)에서 다중 빔을 디스플레이 한다(604). As shown in FIG. 6, after the Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system 10 successfully performs initialization, inputting a spatial position for an individual beam (601), the multi-beam shaping and steering is performed. Compute the phase and attenuation data (602), generate a code for these data (603), output (605) to the system controller (21) and display multiple beams at the system monitor (22) (604). ).
또한, 송신 RF 채널 형성 제어부(230)에 RF 온/오프 명령을 전달하기 위하여(606) RF 데이터에 대한 코드를 생성하여(607) 시스템 제어부(21)에 출력한다(605).In addition, in order to transmit an RF on / off command to the transmitting RF channel forming control unit 230 (606), a code for RF data is generated (607) and output to the system control unit 21 (605).
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.). Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 능동 위상배열 구조를 갖는 안테나 시스템의 동시 빔의 다중 빔을 형성할 수 있고, 형성된 다중 빔을 원하는 서비스 영역으로 조향할 수 있을 뿐만 아니라, 안테나 시스템의 동작 상태 및 알람 상태 감시 등의 시스템 모니터링을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can form multiple beams of simultaneous beams of an antenna system having an active phased array structure, steer the formed multiple beams to a desired service area, as well as operating states and alarms of the antenna system. It is effective to perform system monitoring such as condition monitoring.
도 1 은 본 발명이 적용되는 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 구성예시도.1 is an exemplary configuration diagram of an active phased array antenna transmission system to which the present invention is applied.
도 2 는 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 장치의 일실시예 구성도.2 is a block diagram of an embodiment of a control device for multiple beam shaping and steering of an active phased array antenna transmission system according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 능동 위상 배열 안테나 송신 시스템의 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도.3 is a flow diagram of an embodiment of a control method for multiple beamforming and steering in an active phased array antenna transmission system in accordance with the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 초기화 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도.4 is a flowchart illustrating an initialization process of a Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system in a control method for multi-beam formation and steering according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 모니터링 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도.5 is a flowchart illustrating a monitoring process of a Ka band multi-beam active phased array antenna transmission system in a control method for multi-beam formation and steering according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 따른 다중 빔 형성 및 조향을 위한 제어 방법 중 Ka 대역 다중 빔 능동 위상배열 안테나 송신 시스템의 다중빔 제어 수행 과정에 대한 일실시예 흐름도.6 is a flowchart illustrating a process of performing multi-beam control in a Ka-band multi-beam active phased array antenna transmission system in a control method for multi-beam formation and steering according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 송신 RF 채널 형성부 12 : 송신 능동 빔 형성부11 transmit RF channel forming unit 12 transmit active beam forming unit
13 : 송신 방사/급전부 20 : 시스템 제어 장치13 transmission radiation / feeder 20 system control device
21 : 시스템 제어부 30 : 전원부21 system control unit 30 power unit
22 : 시스템 감시부 210 : 알람 감시부 22: system monitoring unit 210: alarm monitoring unit
220: 주 제어부 230 : 송신 RF 채널 형성 제어부220: main control unit 230: transmit RF channel forming control unit
240 : 전원 차단 제어부 250 : 송신 능동 빔 형성 제어부240: power off control unit 250: transmission active beam forming control unit
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