KR100631795B1 - 이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적안테나 시스템 및 위성 추적 방법 - Google Patents

이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적안테나 시스템 및 위성 추적 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성 신호 레벨 측정을 이용한 위성 추적 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 추적 안테나의 반사판을 목표 위성 방향으로 지향하도록 하여 위성 신호를 수신하고, 상하좌우의 방향으로 틸팅함으로써 최적의 지향 방향을 추적(Tracking)하는 반사판이 방위각 방향(좌우) 또는 앙각 방향(상하)의 특정 방향에 대하여 샘플링된 위성 신호의 레벨값을 측정하여, 소정의 공식을 이용한 오차 신호를 산출하고, 상기 오차 신호에 따라 생성된 제어 명령 신호를 기반으로 상기 반사판의 중심축을 목표로 하는 위성 신호 주엽의 중심축과 일치하도록 제어하는 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템은, 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판; 상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기의 상기 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 방위각 신호레벨 측정부; 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하기 위한 방위각 위치/속도 제어부; 및 상기 방위각 제어 명령에 따라 상기 반사판을 방위각 방향으로 구동시키는 반사판 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
위성 추적, 코니칼 스캔, 위성 신호 레벨, 반사판 틸팅, 카세그레인

Description

이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법{A SATELLITE TRACKING ANTENNA SYSTEM OF CORRECTING TRACKING ERROR DUE TO MOVEMENT OF A VEHECLE AND A METHOD THEREFOR}
도 1a는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템에서 카세그레인 안테나의 일예를 도시한 구성도.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도.
도 2a는 위성 추적 안테나 지향 위치에 따른 위성 신호의 일반적인 패턴 및 위성 신호의 주엽과 안테나의 지향 방향에 편차가 발생하는 경우 발생하는 위성 신호 레벨의 편차를 도시한 도면.
도 2b는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 왼쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 보정 오차 신호를 도시한 도면.
도 2c는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 오른쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 보정 오차 신호를 도시한 도면.
도 3은 스텝 추적에 의한 반사판 제어 명령 신호의 생성 과정을 도시한 그래 프.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 스텝 추적에 따른 위성 추적 방법을 도시한 흐름도
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 추적 안테나 시스템의 구성을 도시한 구성도.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 추적 안테나 시스템에서 부반사판 틸팅에 의한 반사판 제어 명령 신호의 생성 과정을 도시한 그래프.
도 7a는 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 정지하고 있는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면.
도 7b는 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 왼쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면.
도 7c는 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 오른쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 반사판 140 : 방위각 신호 레벨 측정부
150 : 앙각 신호 레벨 측정부 160 : 방위각 위치/속도 제어부
170 : 앙각 위치/속도 제어부 180 : 반사판 구동수단
본 발명은 위성 신호 레벨 측정을 이용한 위성 추적 안테나에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 추적 안테나의 반사판을 목표 위성 방향으로 지향하도록 하여 위성 신호를 수신하고, 상하좌우의 방향으로 틸팅함으로써 최적의 지향 방향을 추적(Tracking)하는 반사판이 방위각 방향(좌우) 또는 앙각 방향(상하)의 특정 방향에 대하여 샘플링된 위성 신호의 레벨값을 측정하여, 소정의 공식을 이용한 오차 신호를 산출하고, 상기 오차 신호에 따라 생성된 제어 명령 신호를 기반으로 상기 반사판의 중심축을 목표로 하는 위성 신호 주엽의 중심축과 일치하도록 제어하는 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법에 관한 것이다.
새로운 정보화 사회에 접어들어 많은 미디어들이 정보를 경쟁적으로 제공하고 있고, 통신기술의 발달과 대량의 정보를 신속하게 처리하는 시스템의 보급이 점차 확대됨에 따라, 위성을 통한 시스템간의 정보 전송은 이미 많은 분야에서 응용되고 있다. 특히, 최근에는 선박과 같은 이동 시스템에 장착된 위성안테나와 위성간의 원활한 통신을 위해서, 이동체용 위성수신 장치의 필요성이 커지고 있다. 이동용 위성수신 장치는, 수신기의 이동, 방향전환, 여러 가지 외란의 영향 등에 대하여, 안테나가 위성을 정확하게 지향하도록 하여 양호한 수신 상태를 유지하기 위한 장치이다. 따라서, 고정된 위성 수신장치와는 달리, 위성을 추적하기 위한 보다 정교한 제어기술이 요구된다.
현재 국내에서는 이 분야에 대한 연구 자료가 부족하고 제품개발을 위한 기술 축적이 미약하여, 대부분 외국기술에 의존하고 있는 실정이다. 또한, 대부분의 외국산 제품에는 경제적이고 구현이 용이한 스텝(step )추적 방식이 많이 사용되고 있다. 그러나, 이 추적 방식은 반사판이 선정된(predetermined) 방향으로 틸팅하면서 각 틸팅 위치에서의 위성 신호 레벨을 검출하고, 위성 신호 레벨이 가장 큰 방향으로 반사판의 지향 방향을 보정하도록 동작하는 것이다. 이러한 스텝 추적 방식은 지향 방향 보정을 위한 각 틸팅 방향에서의 위성 신호 레벨 샘플링 주기가 상대적으로 크므로, 위성 추적 안테나의 급격한 위치 이동에 대응하여 신속한 지향 방향 보정이 쉽지 않다는 문제점이 있다. 이러한 샘플링 주기의 크기로 인한 문제점을 해결하기 위하여 위성 추적 안테나의 급격한 위치 이동이 있는 경우 응답 속도가 빠른 자이로 센서 등의 위치 센서를 이용하여 위성 추적 안테나의 위치 이동에 대응하는 지향 방향 보정을 수행하고, 상기 반사판의 지향 방향 미세 조정(fine tuning)은 반사판 틸팅(tilting)을 통해 수행하는 방식이 이용되고 있다.
또한 종래 기술에 따른 이동용 위성 추적 안테나는 이동 속도에 따라 발생할 수 있는 위성 추적 신호의 오차를 보정하지 않고 위성을 추적함으로써, 그 추적 방식에 왜곡된 결과를 초래할 수 있다는 문제점이 제기되어 왔다.
도 7a는 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 정지하고 있는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체에 움직임이 없는 경우에는 안테나의 위치와 위성 신호 주엽의 위치와의 오차 정보를 상기 안테나의 반사판이 왼쪽으로 추적된 상태의 위성 신호 레벨값
Figure 112004016478543-pat00001
과, 반사판이 오른쪽으로 추적된 상태의 위성 신호 레벨값
Figure 112004016478543-pat00002
을 이용하여 정확한 오차 신호를 생성할 수 있으며, 이때 방위각 오차 신호를 구하기 위한 식은
Figure 112004016478543-pat00003
이고, 앙각 오차 신호를 구하기 위한 식은
Figure 112004016478543-pat00004
이다.
도 7b는 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 왼쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면이다.
도 7b를 참조하면, 위성 추적 안테나의 지향 위치가 도 7a와 동일하면서 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 회전 또는 급격한 흔들림 등으로 인해 왼쪽으로 움직이는 경우에는, 상기 안테나의 반사판이 왼쪽으로 추적된 상태에서 샘플링된 위성 신호 레벨값
Figure 112006031675912-pat00005
을 구한 뒤에 상기 반사판이 오른쪽으로 추적된 상태에서 샘플링된 위성 신호 레벨값
Figure 112006031675912-pat00006
을 구하게 된다. 이 경우, 상기 이동체의 움직임으로 인한 위성 신호 주엽에 대한 오차가 증가하여 오차 신호를 생성함에 있어 왜곡이 생기게 된다. 즉, 반사판이 왼쪽으로 추적된 상태에서 샘플링된 위성 신호 레벨값
Figure 112006031675912-pat00007
을 취득한 뒤에 이동체의 움직임으로 인해 점선으로 표시된 위치에서 반사판이 오른쪽으로 추적된 상태에서 샘플링된 위성 신호 레벨값
Figure 112006031675912-pat00008
을 취득하기 때문에 본래의 오차 신호보다 큰 값의 왜곡된 오차 신호가 생성되게 된다. 이는 좌우의 위성 신호 레벨값 취득 순서와 오차 신호 생성 순서에 따라 반대의 현상으로 나타날 수도 있다.
도 7c는 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 오른쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 오차 신호를 도시한 도면이다.
도 7c에 도시된 상기 이동체가 오른쪽으로 회전하는 경우, 상술한 도 7b의 설명과 유사하게 본래의 오차 신호보다 적은 값의 왜곡된 오차 신호가 생성되게 된다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 것과 같이, 종래 기술에 따른 스텝 추적 방식을 이용한 위성 추적 안테나 시스템의 경우, 상기 위성 추적 안테나 시스템이 탑재된 이동체의 급격한 이동이 있는 경우, 지향 방향 보정 신호 산출에 있어 오류가 발생할 가능성이 크다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 위성 추적 안테나의 반사판이 상하좌우의 방향으로 추적(tracking)하도록 제어하고, 상기 반사판이 시간축에서 특정 방향으로 n-1번째 추적했을 때의 위성 신호 레벨값과 상기 방향으로 n번째 추적했을 때의 위성 신호 레벨값을 이용하여 방위각 또는 앙각 오차 신호를 생성하고, 상기 오차 신호에 기초하여 반사판의 지향 방향을 이동시켜 항상 상기 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어함으로써, 위성 추적 안테나 시스템이 탑재된 운송 수단의 급격한 위치 변동에도 불구하고 왜곡되지 않은 보다 정확한 방위각 또는 앙각 오차 신호를 산출할 수 있는 효율적인 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법은, 위성 추적 안테나의 부반사판이 상하좌우의 방향으로 틸팅(tilting)하도록 제어하고, 상기 부반사판이 시간축에서 특정 방향으로 n-1번째 틸팅하였을 때의 위성 신호 레벨값과 상기 방향으로 n번째 틸팅하였을 때의 위성 신호 레벨값을 이용하여 방위각 또는 앙각 오차 신호를 생성하고, 상기 오차 신호에 기초하여 반사판의 지향 방향을 이동시켜 항상 상기 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어함으로써, 위성 추적 안테나 시스템이 탑재된 운송 수단의 급격한 위치 변동에도 불구하고 왜곡되지 않은 보다 정확한 방위각 또는 앙각 오차 신호를 산출할 수 있는 효율적인 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템은, 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판; 상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 방위각 신호레벨 측정부; 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하기 위한 방위각 위치/속도 제어부; 및 상기 방위각 제어 명령에 따라 상기 반사판을 방위각 방향으로 구동시키는 반사판 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템은, 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판; 상기 위성에서 송출되어 상기 반사판에서 반사된 상기 위성 신호를 소정의 인입 도파관으로 포커싱하기 위한 부반사판; 상기 부반사판을 고속으로 회전시키기 위한 부반사판 회전부; 상기 부반사판의 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 회전 주기 중 n-1번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 방위각 신호레벨 측정부; 상기 부반사판의 상기 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치와 n번째 주기의 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 앙각 측정값을 산출하고, 상기 제1 앙각 위치와 상기 회전 주기 중 n-1번째 주기의 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 앙각 측정값을 산출하며, 상기 제1 앙각 측정값과 제2 앙각 측정값을 이용하여 앙각 오차 신호를 생성하는 앙각 신호레벨 측정부; 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하는 방위각 위치/속도 제어부; 상기 앙각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 앙각 방향에 대한 앙각 제어 명령 신호를 생성하는 앙각 위치/속도 제어부; 및 상기 방위각 및 상기 앙각 제어 명령 신호에 따라 상기 반사판을 방위각 또는 앙각 방향으로 각각 구동시키는 반사판 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적 안테나 시스템에 이용될 수 있는 위성 추적 안테나는 카세그레인 안테나(Cassegrain Antenna), 평면 안테나, 혼 리플렉터 안테나 등과 같이 반사판을 갖는 모든 종류의 안테나를 포함할 수 있다.
이 중, 위성 추적 안테나로 널리 이용되는 카세그레인 안테나는 반사판(Main Reflector)과 부반사판(Sub Reflector)을 이용하여 신호를 수신하는 형태로 위성 신호가 반사판에 1차로 반사되고, 부반사판에 2차로 반사되어 인입 도파관(Feed Horn)을 통해 위성 신호 수신기로 전송된다. 이동체에서 위성을 수신하기 위해서는 위성 추적 안테나가 항상 목표로 하는 위성을 지향해야 하며, 이를 위해 상기 부반사판에 모터를 장착하여 회전시키는 방법으로 코니칼 스캔(Conical Scan)을 구현한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법의 바람직한 일실시예에 대하여 상술한다.
도 1a는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템에서 카세그레인 안테나의 일예를 도시한 구성도이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 카세그레인 안테나 방식의 위성 추적 안 테나 시스템은 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판 및 반사판에서 반사된 상기 위성 신호를 소정의 인입 도파관으로 포커싱하는 부반사판을 포함하여 구성될 수 있다.
도 1a에 도시된 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템은 반사판이 소정의 추적 주기에 따라 상하좌우로 틸팅되면서 주변 위성 신호를 취합하고, 취합된 위성 신호를 분석하여 위성 신호 레벨이 가장 큰 방향으로 지향되도록 상기 위성 추적 안테나 시스템의 반사판을 이동시킨다. 종래 기술에 대한 설명에서 상술한 바와 같이, 도 1a에 도시된 위성 추적 안테나 시스템이 장착된 이동체(vehicle)에 급격한 움직임이 있는 경우, 종래의 위성 추적 방법으로는 지향 방향의 오차를 보정하기가 쉽지 아니하다. 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템의 상세 동작을 도 1b를 참조하여 상술한다.
도 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적 안테나 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 신호 레벨 측정을 이용한 위성 추적 안테나 시스템은, 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판(110)과, 방위각 오차 신호를 산출하기 위한 방위각 신호레벨 측정부(140)와, 앙각 오차 신호를 산출하기 위한 앙각 신호레벨 측정부(150)와, 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 반사판(110)의 방위각 방향에 대한 제어 명령 신호를 생성하기 위한 방위각 위치/속도 제어부(160)와, 상기 앙각 오차 신호를 이용하여 반사판(110)의 앙각 방향에 대한 제어 명령 신호를 생성하기 위한 앙각 위치/속도 제어부(170), 및 방위각 위치/속도 제어부(160)와 앙각 위치/속도 제어부(170)의 제어 명령에 따라 반사판(110)을 방위각 또는 앙각 방향으로 각각 구동하기 위한 반사판 구동수단(180)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 1b에는 방위각 신호레벨 측정부(140)와 앙각 신호레벨 측정부(150), 방위각 위치/속도 제어부(160)와 앙각 위치/속도 제어부(170)이 모두 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대체적으로 앙각 방향의 움직임이 많지 아니한 차량 등의 육상 이동체의 경우에는 앙각 신호레벨 측정부(150) 및 앙각 위치/속도 제어부(170)는 포함되지 아니할 수 있다.
도 1b에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동체의 이동에 따른 지향 오류를 보정하는 위성 추적 안테나 시스템에 의하면, 상하좌우의 방향으로 추적하는 반사판(110)을 통해 위성 신호가 LNB(Low Noise Block Down Converter)를 거쳐 방위각 신호레벨 측정부(140)와 앙각 신호레벨 측정부(150)로 유입되면, 방위각 신호레벨 측정부(140)는 반사판(110)이 소정의 추적 주기에 따라 방위각 위치(좌, 우)에서 샘플링된 위성 신호 레벨을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하고, 앙각 신호레벨 측정부(150)는 반사판(110)이 상기 추적 주기에 따라 앙각 위치(상, 하)에서 샘플링된 위성 신호 레벨을 이용하며 앙각 오차 신호를 생성한다.
이러한 방위각 오차 신호 또는 앙각 오차 신호 생성의 상세한 과정을 첨부된 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2a에는 위성 추적 안테나 지향 위치에 따른 위성 신호의 일반적인 패턴 및 위성 신호의 주엽과 안테나의 지향 방향에 편차가 발생하는 경우 발생하는 위성 신호 레벨의 편차가 도시되어 있다. 위성 신호 레벨의 최고점을 기준으로 좌우 또는 상하의 위성 신호 레벨은 안테나의 지향 위치에 따라 일반적으로 주엽(Main Lobe)과 부엽(Side Lobe)으로 구성되고, 위성 추적 안테나가 위성을 추적하는 것은 위성 추적 안테나가 기구적으로 항상 안테나 패턴 주엽의 최고치에 지향되도록 제어하는 것을 의미한다. 즉, 위성으로부터 수신하는 위성 신호 레벨의 주엽의 최고치와 위성 추적 안테나 패턴의 주엽의 최고치가 일치하도록 제어하는 것이다.
위성 추적 안테나가 탑재된 이동체(예를 들어 선박, 차량 등)가 이동하는 경우, 이동체의 움직임에 의해 안테나 패턴에 따른 위성 신호 주엽의 최고치에서 벗어난 위성 신호를 수신하게 된다. 이 경우, 방위각 방향(좌, 우)과 앙각 방향(상, 하)으로 추적하는 반사판을 통해 샘플링된 위성 신호 레벨값 또는 틸팅하는 부반사판에서 샘플링된 위성 신호의 레벨값을 비교하여, 상기 위성 신호의 레벨값들의 차이를 이용하여 반사판 구동수단의 방위각 모터와 앙각 모터의 회전 방향과 속도를 결정하여 제어함으로써, 안테나가 항상 위성 신호 주엽의 최고치 위치를 유지할 수 있도록 한다.
도 2b는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 왼쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 보정 오차 신호를 도시한 도면이고, 도 2c는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 오른쪽으로 회전하는 경우, 위성 신호의 주엽과 위성 추적 안테나 지향 위치간의 보정 오차 신호를 도시한 도면이다.
도 2b와 도 2c를 참조하면, 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체의 움직임에 의한 오차 신호 취득의 왜곡 현상을 극복하기 위해서, 반사판의 현재 추적 과정에서 취득된 위성 신호 레벨값뿐만 아니라 이전의 추적 과정에서 취득된 위성 신호 레벨값도 이용하여 오차 신호를 생성한다. 즉, 반사판이 추적하는 방향에 의해 결정되는 위성 신호 레벨값의 취득 순서를 보상하는 원리로서, 상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기에서 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값인
Figure 112004016478543-pat00009
,
Figure 112004016478543-pat00010
와, n-1번째 주기에서 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값인
Figure 112004016478543-pat00011
을 이용하여,
Figure 112004016478543-pat00012
의 식으로 방위각 오차를 산출하고, 상기 반사판의 n번째 주기에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값인
Figure 112004016478543-pat00013
,
Figure 112004016478543-pat00014
와, n-1번째 주기에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값인
Figure 112004016478543-pat00015
을 이용하여,
Figure 112004016478543-pat00016
의 식으로 앙각 오차를 산출할 수 있다.
도 3은 스텝 추적에 의한 반사판 제어 명령 신호의 생성 과정을 도시한 그래프이다.
위성 추적 안테나의 반사판을 소정의 추적 주기에 따라 상하좌우의 방향으로 틸팅시킴으로써 스텝 추적을 하는 경우, 상기 반사판이 틸팅될 때마다 샘플링된 상하좌우의 위성 신호 레벨값을 비교하여 오차 신호를 생성하고, 상기 오차 신호에 대응하는 제어 명령 신호를 생성하여 모터를 구동시켜 안테나의 위치를 제어한다. 즉, 반사판이 소정의 추적 주기에 따라 틸팅하여 취득한 상하좌우의 위성 신호 레벨값을 기준으로 오차 신호를 계산하는 방법을 사용한다. 도 3에서, n번째 추적 주기에 대한 제어 명령 신호
Figure 112004016478543-pat00017
은 반사판의 n-1번째 추적 주기에서 상하좌우의 방향에 해당되는 시간인
Figure 112004016478543-pat00018
,
Figure 112004016478543-pat00019
,
Figure 112004016478543-pat00020
,
Figure 112004016478543-pat00021
마다 샘플링된 위성 신호 레벨값(전압)
Figure 112004016478543-pat00022
,
Figure 112004016478543-pat00023
,
Figure 112004016478543-pat00024
,
Figure 112004016478543-pat00025
을 참조로 하여 생성된다.
즉, 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템의 방위각 신호레벨 측정부(140)는 반사판(110)의 소정의 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치에서 샘플링한 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00026
)과, 상기 추적 주기 중 n번째 주기의 제2 방위각 위치에서 샘플링한 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00027
)의 차인 제1 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00028
)을 산출하고, 반사판(110)의 상기 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치에서 샘플링한 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00029
)과, n-1번째 주기의 제2 방위각 위치에서 샘플링한 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00030
)의 차인 제2 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00031
)을 산출한다. 방위각 신호레벨 측정부(140)는 상기 제1 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00032
)과 제2 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00033
)을 이용하여 방위각 오차 신호(
Figure 112004016478543-pat00034
)를 생성한다.
또한 방위각 신호레벨 측정부(140)의 방위각 오차 신호 생성과 더불어, 앙각 신호레벨 측정부(150)는 반사판(110)의 상기 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치에서 샘플링한 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00035
)과, n번째 주기의 제2 앙각 위치에서 샘플링한 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00036
)의 차인 제1 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00037
)을 산출하고, 반사판(110)의 상기 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00038
)과, n-1번째 주기의 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00039
)의 차인 제2 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00040
)을 산출하며, 상기 제1 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00041
)과 제2 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00042
)을 이용하여 앙각 오차 신호(
Figure 112004016478543-pat00043
)를 생성한다.
생성된 방위각 오차 신호와 앙각 오차 신호는 각각 방위각 위치/속도 제어부(160)와 앙각 위치/속도 제어부(170)로 전송된다. 방위각 위치/속도 제어부(160)는 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 반사판(110)의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하고, 반사판 구동수단(180)의 방위각 구동 모터를 제어하며, 반사판(110)의 방위각 위치를 조정하여 상기 위성 추적 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어한다. 또한 앙각 위치/속도 제어부(170)는 상기 앙각 오차 신호를 이용하여 반사판(110)의 앙각 방향에 대한 앙각 제어 명령 신호를 생 성하고, 반사판 구동수단(180)의 앙각 구동 모터를 제어하며, 반사판(110)의 앙각 위치를 조정하여 상기 위성 추적 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어한다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 왼쪽으로 움직이는 경우에
Figure 112004016478543-pat00044
는 원래의 오차 신호 값보다 크게 나타나지만,
Figure 112004016478543-pat00045
값은 원래의 오차 신호 값보다 작게 취득되어, 이 두 값의 평균을 취함으로써 원래의 오차 신호 값에 근접한 오차 신호를 산출할 수 있다. 이와는 반대로 위성 추적 안테나가 탑재된 이동체가 오른쪽으로 움직이는 경우에
Figure 112004016478543-pat00046
는 원래의 오차 신호 값보다 작게 나타나지만,
Figure 112004016478543-pat00047
값은 원래의 오차 신호 값보다 크게 취득되어, 이 두 값의 평균을 취함으로써 원래의 오차 신호 값에 근접한 오차 신호를 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도면에는 본 발명에 따른 위성 추적 안테나 시스템의 방위각 신호레벨 측정부(140)와 앙각 신호레벨 측정부(150), 방위각 위치/속도 제어부(160)와 앙각 위치/속도 제어부(170)가 모두 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대체적으로 앙각 방향의 움직임이 많지 아니한 차량 등의 육상 이동체의 경우에는 앙각 신호레벨 측정부(150) 및 앙각 위치/속도 제어부(170)는 포함되지 아니할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 반사판 추적(tracking)에 따른 위성 추적 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 위성 추적 방법에 따르면, 목표로 하는 목표 위성을 탐색하고(S410), 상기 탐색한 위성이 목표로 하는 위성이 아니면 다시 목표 위성을 탐색하는 단계를 수행하고, 상기 탐색된 위성이 목표로 하는 위성이라면(S420), 위성 추적 안테나의 반사판 상하좌우의 방향으로 추적하도록 제어한다(S430).
반사판의 추적 주기 중 n-1번째 주기에서 샘플링된 제2 방위각 위치에서의 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00048
)을 샘플링하고(S441), 반사판의 상기 추적 주기 중 n번째 주기에서 샘플링된 제1 방위각 위치에서의 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00049
)과, 반사판의 n번째 주기에서 샘플링된 제2 방위각 위치에서의 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00050
)을 샘플링된이다(S442). 상기 샘플링된
Figure 112004016478543-pat00051
Figure 112004016478543-pat00052
을 이용하여 제1 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00053
)을 산출하고(S443), 상기 샘플링된
Figure 112004016478543-pat00054
와 반사판의 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기에서 샘플링된 제2 방위각 위치에서의 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00055
)를 이용하여 제2 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00056
)을 산출한다(S444). 단계 S443과 단계 S444에서 산출된 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을
Figure 112004016478543-pat00057
의 식으로 평균하여 방위각 오차 신 호를 생성한다(S445).
또한 상기 방위각 오차 신호의 생성과 더불어, 단계(S451) 내지 단계 (S455)에서는 상술한 단계(S441) 내지 단계(S445)와 동일하게 앙각 방향으로의 앙각 오차 신호를 생성한다.
상기 산출된 방위각 오차 신호 또는 앙각 오차 신호에 따라 상기 위성 추적 안테나의 반사판을 특정 위치로 이동시키기 위한 반사판 위치/속도 제어 명령을 생성하고(S460), 상기 반사판 위치/속도 제어 명령에 따라 상기 반사판을 특정 위치로 이동시켜(S470), 위성 추적 안테나가 항상 목표로 하는 위성을 지향하도록 제어한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 신호 레벨 측정을 이용한 위성 추적 안테나 시스템의 구성을 도시한 구성도이다. 도 5에 도시된 위성 추적 안테나 시스템은 상술한 스텝 추적 방식이 아닌 부반사판의 고속 회전 및 틸팅을 이용한 위성 추적 안테나 시스템의 지향 방향 보정 방식을 이용한 것이다. 도 5에 도시된 위성 추적 안테나 시스템은 종래의 카세그레인 안테나와 외관은 유사하나, 위성 추적을 위해 반사판(510)을 틸팅하는 것이 아니라, 부반사판(520)을 고속으로 회전 및 틸팅시키면서 주변의 위성 신호 레벨을 취득하여 반사판(510)의 지향 방향을 보정하도록 동작하는 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 신호 레벨 측정을 이용한 위성 추적 안테나 시스템은, 목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판(510)과, 상기 위성에서 송출되어 반사판(510)에서 반사된 상기 위성 신호를 소정의 인입 도파관으로 포커싱하기 위한 부반사판(520)과, 부반사판(520)을 고속으로 회전시키기 위한 부반사판 회전부(530)와, 방위각 오차 신호를 산출하기 위한 방위각 신호레벨 측정부(540)와, 앙각 오차 신호를 산출하기 위한 앙각 신호레벨 측정부(550)와, 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 반사판(510)의 방위각 방향에 대한 제어 명령 신호를 생성하기 위한 방위각 위치/속도 제어부(560)와, 상기 앙각 오차 신호를 이용하여 반사판(510)의 앙각 방향에 대한 제어 명령 신호를 생성하기 위한 앙각 위치/속도 제어부(570), 및 방위각 위치/속도 제어부(260)와 앙각 위치/속도 제어부(570)의 제어 명령에 따라 반사판(510)을 방위각 또는 앙각 방향으로 각각 구동하기 위한 반사판 구동수단(580)을 포함하여 구성될 수 있다.
반사판(510)에서 반사된 위성 신호가 틸팅하는 부반사판(520)에 의해 포커싱되어 인입 도파관과 LNB(Low Noise Block Down Converter)를 거쳐 방위각 신호레벨 측정부(540)와 앙각 신호레벨 측정부(550)로 유입되면, 방위각 신호레벨 측정부(540)는 부반사판(520)이 틸팅하며 방위각 위치(좌, 우)에서 샘플링된 위성 신호를 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하고, 앙각 신호레벨 측정부(550)는 부반사판(520)이 틸팅하며 앙각 위치(상, 하)에서 샘플링된 위성 신호를 이용하며 앙각 오차 신호를 생성한다.
이러한 방위각 신호레벨 측정부(540) 및 앙각 신호레벨 측정부(550)의 동작을 첨부된 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 부반사판 틸팅에 의한 반사판 제어 명령 신호의 생성 과정을 도시한 그래프이다.
위성 추적 안테나의 부반사판을 회전시켜 코니칼 스캔을 구현하는 경우, 부반사판(520)이 소정의 회전 주기에 따라 회전하면서 샘플링된 상하좌우의 위성 신호 레벨값을 비교하여 오차 신호를 생성하고, 상기 오차 신호에 대응하는 제어 명령 신호를 생성하여 모터를 구동시켜 안테나의 위치를 제어한다. 도 6에서, 부반사판(520)의 회전 주기 중 n번째 주기의 제어 명령 신호
Figure 112004016478543-pat00058
은 부판사판(520)의 상기 회전 주기 중 n-1번째 주기에서 상하좌우의 방향에 해당되는 시간인
Figure 112004016478543-pat00059
,
Figure 112004016478543-pat00060
,
Figure 112004016478543-pat00061
,
Figure 112004016478543-pat00062
마다 샘플링된 위성 신호 레벨값(전압)
Figure 112004016478543-pat00063
,
Figure 112004016478543-pat00064
,
Figure 112004016478543-pat00065
,
Figure 112004016478543-pat00066
을 참조로 하여 생성된다.
다시 도 5를 참조하면, 방위각 신호레벨 측정부(540)는 부반사판(520)의 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치에서 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00067
)과, n번째 주기의 제2 방위각 위치에서 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00068
)의 차인 제1 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00069
)을 산출하고, 부반사판(520)의 상기 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치에서 샘플링한 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00070
)과, n-1번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00071
)의 차인 제2 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00072
)을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00073
)과 제2 방위각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00074
)을 이용하여 방위각 오차 신호(
Figure 112004016478543-pat00075
)를 생성한다.
또한 방위각 신호레벨 측정부(540)의 방위각 오차 신호 생성과 더불어, 앙각 신호레벨 측정부(550)는 부반사판(520)의 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00076
)과, n번째 주기의 제2 앙각 위치에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00077
)의 차인 제1 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00078
)을 산출하고, 부반사판(520)의 상기 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00079
)과, n-1번째 주기의 제2 앙각 위치에서 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값(
Figure 112004016478543-pat00080
)의 차인 제2 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00081
)을 산출하며, 상기 제1 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00082
)과 제2 앙각 측정값(
Figure 112004016478543-pat00083
)을 이용하여 앙각 오차 신호(
Figure 112004016478543-pat00084
)를 생성한다.
상기 생성된 방위각 오차 신호와 앙각 오차 신호는 각각 방위각 위치/속도 제어부(560)와 앙각 위치/속도 제어부(570)로 전송되고, 방위각 위치/속도 제어부(560)는 상기 방위각 오차 신호를 이용하여 반사판(510)의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하고, 반사판 구동수단(580)의 방위각 구동 모터 를 제어하며, 반사판(510)의 방위각 위치를 조정하여 상기 위성 추적 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어한다. 또한 앙각 위치/속도 제어부(570)는 상기 앙각 오차 신호를 이용하여 반사판(510)의 앙각 방향에 대한 앙각 제어 명령 신호를 생성하고, 반사판 구동수단(580)의 앙각 구동 모터를 제어하며, 반사판(510)의 앙각 위치를 조정하여 상기 위성 추적 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명의 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법에 따르면, 위성 추적 안테나의 반사판이 상하좌우의 방향으로 추적(tracking)하도록 제어하고, 상기 반사판의 추적 주기 중 n-1번째 주기의 위성 신호 레벨값과 n번째 주기의 위성 신호 레벨값을 이용하여 방위각/앙각 오차 신호를 생성하고 반사판을 구동시켜 항상 상기 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어함으로써, 위성 추적 안테나 시스템이 탑재된 운송 수단의 급격한 위치 변동에도 불구하고 왜곡되지 않은 보다 정확한 방위각/앙각 오차 신호를 산출할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 위성 추적 안테나 시스템 및 위성 추적 방법에 따르면, 위성 추적 안테나의 부반사판이 상하좌우의 방향으로 틸팅(tilting)하도록 제어하고, 상기 부반사판의 회전 주기 중 n-1번째 주기의 위성 신호 레벨값과 n번째 주기의 위성 신호 레벨값을 이용하여 방위각/앙각 오차 신호를 생성하고 반사판을 구동시켜 항상 상기 안테나가 목표 위성을 지향하도록 제어함으로써, 회전하며 틸팅하는 부반사판에서 샘플링된 위성 신호로만 방위각/앙각 오차 신호를 산출하고, 왜곡되지 않은 방위각/오차 신호를 산출하여 보다 정확하고 효과적으로 목표로 하는 위성 신호를 추적할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 위성 추적 안테나 시스템에 있어서,
    목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판;
    상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 방위각 신호레벨 측정부;
    상기 방위각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하기 위한 방위각 위치/속도 제어부; 및
    상기 방위각 제어 명령에 따라 상기 반사판을 방위각 방향으로 구동시키는 반사판 구동수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기에서 샘플링된 제1 앙각 위치와 n번째 주기의 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 앙각 측정값을 산출하고, 상기 제1 앙각 위치와 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기의 상기 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 앙각 측정값을 산출하며, 상기 제1 앙각 측정값과 제2 앙각 측정값을 이용하여 앙각 오차 신호를 생성하는 앙각 신호레벨 측정부; 및
    상기 앙각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 앙각 방향에 대한 앙각 제어 명령 신호를 생성하는 앙각 위치/속도 제어부
    를 더 포함하고,
    상기 반사판 구동수단은 상기 앙각 제어 명령에 따라 상기 반사판을 앙각 방향으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방위각 신호 레벨 측정부는 상기 제1 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00085
    과 상기 제2 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00086
    을 이용하여,
    Figure 112004016478543-pat00087
    의 식에 의해 상기 방위각 오차 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 앙각 신호 레벨 측정부는 상기 제1 앙각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00088
    과 상기 제2 앙각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00089
    을 이용하여,
    Figure 112004016478543-pat00090
    의 식에 의해 상기 앙각 오차 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  5. 위성 신호 추적 안테나 시스템에 있어서,
    목표 위성 방향으로 지향하여 소정의 위성 신호를 수신하기 위한 반사판;
    상기 위성에서 송출되어 상기 반사판에서 반사된 상기 위성 신호를 소정의 인입 도파관으로 포커싱하기 위한 부반사판;
    상기 부반사판을 고속으로 회전시키기 위한 부반사판 회전부;
    상기 부반사판의 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 회전 주기 중 n-1번째 주기의 상기 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 방위각 신호레벨 측정부;
    상기 부반사판의 상기 회전 주기 중 n번째 주기의 제1 앙각 위치와 n번째 주기의 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 앙각 측정값을 산출하고, 상기 제1 앙각 위치와 상기 회전 주기 중 n-1번째 주기의 상기 제2 앙각 위치에 대하여 샘플링된 앙각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 앙각 측정값을 산출하며, 상기 제1 앙각 측정값과 제2 앙각 측정값을 이용하여 앙각 오차 신호 를 생성하는 앙각 신호레벨 측정부;
    상기 방위각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 방위각 방향에 대한 방위각 제어 명령 신호를 생성하는 방위각 위치/속도 제어부;
    상기 앙각 오차 신호를 이용하여 상기 반사판의 앙각 방향에 대한 앙각 제어 명령 신호를 생성하는 앙각 위치/속도 제어부; 및
    상기 방위각 및 상기 앙각 제어 명령 신호에 따라 상기 반사판을 방위각 또는 앙각 방향으로 각각 구동시키는 반사판 구동수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방위각 신호 레벨 측정부는 상기 제1 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00091
    과 상기 제2 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00092
    을 이용하여,
    Figure 112004016478543-pat00093
    의 식에 의해 상기 방위각 오차 신호를 생성하고,
    상기 앙각 신호 레벨 측정부는 상기 제1 앙각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00094
    과 상기 제2 앙각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00095
    을 이용하여,
    Figure 112004016478543-pat00096
    의 식에 의해 상기 앙각 오차 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 위성 신호 추적 안테나 시스템은 이동하는 이동체에 탑재되는 것을 특징으로 하는 위성 추적 안테나 시스템.
  8. 위성 신호 레벨을 측정하여 위성을 추적하는 방법에 있어서,
    목표 위성을 찾는 목표 위성 탐색 단계;
    목표 위성이 검색된 경우 반사판을 소정의 추적 주기에 따라 하나 이상의 특정 위치로 틸팅시키는 단계;
    상기 하나 이상의 특정 위치에서 수신되는 위성 신호를 둘 이상의 방위각 위치와 앙각 위치에 대하여 샘플링하는 단계;
    상기 반사판의 추적 주기 중 n번째 주기의 제1 방위각 위치와 n번째 주기의 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제1 방위각 측정값을 산출하고, 상기 제1 방위각 위치와 상기 추적 주기 중 n-1번째 주기의 상기 제2 방위각 위치에 대하여 샘플링된 방위각 위성 신호 레벨값의 차인 제2 방위각 측정값을 산출하며, 상기 제1 방위각 측정값과 제2 방위각 측정값을 이용하여 방위각 오차 신호를 생성하는 단계;
    상기 방위각 오차 신호에 따라 반사판 위치/속도 제어 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 반사판 위치/속도 제어 명령에 따라 상기 반사판의 지향 방향을 이동시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 추적 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방위각 오차 신호를 생성하는 상기 단계에서,
    상기 오차 신호는 상기 제1 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00097
    과 상기 제2 방위각 측정값인
    Figure 112004016478543-pat00098
    을 이용하여,
    Figure 112004016478543-pat00099
    의 식에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 위성 추적 방법.
  10. 제8항 또는 제9항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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