KR101132729B1

KR101132729B1 - 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치

Info

Publication number: KR101132729B1
Application number: KR1020100082444A
Authority: KR
Inventors: 이돈신
Original assignee: (주)하이게인안테나
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-04-06
Also published as: KR20120019194A

Abstract

본 발명은 위성통신용 2중 대역(X대역와 Ku대역 또는 X대역와 Ka대역)을 일체로 된 2 대역용 피드혼으로 송수신하여 효율을 개선한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치에 관한 것이다. 본 발명의 안테나는 X대역와 Ku/Ka대역 전파를 위성과 송수신하기 위한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나에 있어서, 주반사경과 부반사경으로 이루어진 안테나 몸체부; 상기 안테나 몸체부를 회전시켜 위성을 추적하기 위한 모터구동부; 상기 안테나 몸체부의 각도를 감지하기 위한 센서부; X대역 전파와 Ku/ka대역 전파를 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼; 상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 X대역신호를 처리하기 위한 X대역처리부; 상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 Ku/Ka대역신호를 처리하기 위한 Ku/Ka대역처리부; 상기 X대역처리부와 상기 Ku/Ka대역처리부 중 어느 한 신호를 선택하기 위한 선택스위치; 상기 선택스위치에 의해 선택된 대역처리부의 비콘신호를 수신하기 위한 비콘 수신기; 상기 비콘 수신기에 의해 수신된 비콘신호와 상기 센서부에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하는 안테나콘트롤유닛; 및 상기 안테나콘트롤유닛의 제어신호에 따라 상기 모터 구동부를 구동하기 위한 파워구동유닛을 포함한다.

Description

2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치{2 BAND TRACKING ANTENNA FOR SATELLITE COMMUNICATION}

본 발명은 위성통신용 추적 안테나 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성통신용 2중 대역(X대역와 Ku대역 또는 X대역와 Ka대역)을 동시에 송수신하는 자동 추적 안테나에서 일체로 된 2중 대역 피드혼으로 송수신하여 효율을 개선한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치에 관한 것이다.

일반적으로, 위성통신이란 인공위성을 지구 상공의 일정한 고도에 발사시켜 통신이나 방송업무를 수행하는 것을 말하며, 도서, 벽지, 이동체간의 통신에 유리하고 위성방송의 경우 산간벽지나 도심 빌딩 지역의 TV 난신청을 해소할 수 있으며, 고품질의 다양한 서비스를 제공할 수 있다. 위성통신 시스템은 인공위성과 관련된 우주부분, 지상에 설치된 지구국 및 제어국과 같은 지상부분, 그리고 신호, 즉 전파의 전송 방법이나 처리 방법 등에 대한 신호부분으로 나누어진다.

위성통신 지구국은 통신위성과의 송수신을 행하는 지상설비로 기본적으로 송신기, 수신기 및 지구국 안테나로 구성되어 있다. 통상, 위성통신용 안테나로는 킹 포스트(King Post)형 안테나와, 요크&타워(Yoke & Tower)형 안테나, 휠 온 트랙(Wheel On Track)형 안테나, 빔 웨이브 가이드(Beam Wave Guide)형 안테나, 차량 이동체 탑재형 주반사판 부반사판 Off Set형 안테나 등이 있다. 또한 주 반사기로 대구경의 파라볼라를 사용하고 회전쌍곡선의 부반사경 및 1차 방사기로 구성된 카세그레인 안테나가 주로 사용되기도 하는데, 위성통신용 안테나의 반사판은 소형은 접시형이나 대형은 다수개의 세그먼트로 분할하여 조립하였다.

한편, 종래의 위성 통신용 2중 대역 추적 안테나는 X대역 피드혼을 부반사경 뒤에 넣어서 사용하고, Ka 또는 Ku 대역 피드혼은 허브에 있으므로 주반사경을 파라보릭 곡면으로 제조할 수 밖에 없어 효율을 50% 이상 올리지 못하고, 더욱이 부반사경을 주파수 선택형으로 사용하므로 이에 따른 손실을 빼면 효율이 40% 이하로 줄어 들어 비효율적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 2중 대역의 피드혼을 일체형으로 개발하여 전부 안테나 베이스의 허브에 설치함과 동시에 주반사경과 부반사경을 파라보릭형이 아닌 곡면 수정형으로 개발함으로써 설계효율을 90% 가까이 높이고 각종 손실을 빼고서도 75% 이상의 고 효율을 가능하게 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안테나는 X대역와 Ku/Ka대역 전파를 위성과 송수신하기 위한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나에 있어서, 주반사경과 부반사경으로 이루어진 안테나 몸체부; 상기 안테나 몸체부를 회전시켜 위성을 추적하기 위한 모터구동부; 상기 안테나 몸체부의 각도를 감지하기 위한 센서부; X대역 전파와 Ku/ka대역 전파를 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼; 상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 X대역신호를 처리하기 위한 X대역처리부; 상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 Ku/Ka대역신호를 처리하기 위한 Ku/Ka대역처리부; 상기 X대역처리부와 상기 Ku/Ka대역처리부 중 어느 한 신호를 선택하기 위한 선택스위치; 상기 선택스위치에 의해 선택된 대역처리부의 비콘신호를 수신하기 위한 비콘 수신기; 상기 비콘 수신기에 의해 수신된 비콘신호와 상기 센서부에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하는 안테나콘트롤유닛; 및 상기 안테나콘트롤유닛의 제어신호에 따라 상기 모터 구동부를 구동하기 위한 파워구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치는 2중 대역의 피드혼을 전부 안테나 베이스의 허브에 취부 설치함과 동시에 주반사경과 부반사경을 파라보릭형이 아닌 곡면 수정형으로 개발함으로써 설계효율을 90% 가까이 높이고, 각종 손실을 빼고서도 75% 이상의 고 효율을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명이 적용된 반사경이 작은 카세그레인 안테나의 측면도,
도 2는 본 발명이 적용된 반사경이 큰 카세그레인 안테나의 측면도,
도 3은 본 발명이 적용된 그레고리안 안테나의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 2중 대역 안테나의 자동 추적 시스템도,
도 5는 본 발명에 따른 2중 대역 피드혼의 제1 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 2중 대역 피드혼의 제2 실시예이다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

먼저, 본 발명에 따른 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치는 다양한 종류의 안테나에 적용될 수 있는데, 예컨대 수평 ± 60° 회전 가능한 킹포스트형 안테나, 수평 ± 360°회전 가능한 요크형 안테나, 수평 ± 360°회전 가능한 차량 탑재형 2중 반사판 오프셋형 안테나 등에 적용될 수 있다.

또한 본 발명은 카세그레인 안테나 혹은 그레고리안 안테나, 2중 반사판 오프셋형 안테나 등에 적용될 수 있는데, 도 1은 본 발명이 반사경이 작은 카세그레인 안테나에 적용된 예의 측면도이고, 도 2는 본 발명이 반사경이 큰 카세그레인 안테나에 적용된 예의 측면도이며, 도 3은 본 발명이 주로 이동차량에 탑재하는 이중 반사판형 그레고리안 안테나(고정용으로도 가능함)에 적용된 예의 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치(100)는 주반사경(102)과 부반사경(104)을 포함하는 다양한 종류의 위성통신 안테나 장치에서 2중 대역 피드혼(140)이 주반사경(102)의 중앙 베이스나 허브(108) 혹은 전면 한 곳에 설치되어 있어 주반사경(102)과 부반사경(104)을 파라보릭형이 아닌 곡면 수정형으로 개발함으로써 설계효율을 90% 가까이 높혀 각종 손실을 빼고도 대략 75% 이상의 고 효율을 얻을 수 있도록 된 것이다. 즉, 종래의 2중 대역 안테나의 경우에는 각 대역의 피드혼이 분리되어 서로 다른 곳에 설치되었으나 본 발명의 2중 대역 안테나는 하나의 2중 대역 피드혼(140)을 사용한 것이다.

본 발명에 따른 카세그레인형 2중 대역 위성통신용 안테나(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 주반사경(102) 위에 지지대(106)를 통해 지지되고 있는 부반사경(104)과 주반사경(102)이 마주 보고 있고, 주반사경(102)의 중앙 베이스의 허브(108)에는 피드혼 함체(109)가 위치하고 있고, 피드혼 함체(109)에는 X대역신호와 Ku대역신호 혹은 X대역신호와 Ka대역신호를 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼(140)이 위치하고 있다. 그리고 페데스탈 지지대(30)에 의해 지지되는 안테나 축은 수평회전 감속기모터(10; M1)에 의해 ±60°수평방향으로 회전되고, 수직회전 감속기모터(20; M2)와 힌지(44)를 통해 안테나 허브(108)와 연결된 로드(22)에 의해 힌지(42)를 중심으로 상하로 회전할 수 있도록 되어 있다.

도 2의 카세그레인형 2중 대역 위성통신용 안테나(100)는 반사경이 대형일 경우로서, 2중 대역 피드혼(140)이 주반사경(102)의 중앙에서 돌출된 피드혼 함체(109) 내에 부착된 것으로 나머지 구성은 도 1과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 이동체 탑재형 2중 대역 위성통신 안테나(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 오프셋 주반사경(102)에 지지대(106)를 통해 부반사경(104)을 부착한 후 전면에 2중 대역 피드혼(140)을 부착한 것으로, 감속기 모터로 위성 자동 추적하여 수평회전각도가 ±360°회전(수직은 0도에서 90도 자동추적 회전가능)할 수 있는 전방향 회전형으로서 선박이나 차량과 같은 이동체에 주로 사용된다. 그리고 주반사경(102)과 지지축(107)은 힌지(105)를 통해 결합되어 이동시에 주반사경(102)을 접었다가 설치시 다시 주반사경(102)을 펴 사용할 수 있도록 하고 자동 추적 감속모터가 설치된 것이며, 선박용으로 사용시에 접을 필요가 없을 경우에는 방설커버(미도시)로 보호할 수도 있다.

이와 같이 본 발명이 적용된 다양한 종류의 안테나는 2중 대역 피드혼(140)이 주반사경(102)의 중앙 일측에만 설치된 구조로서, 위성에서 도래하는 X대역신호나 Ku대역 혹은 Ka 대역 수신신호는 주반사경(102)에서 전반사되어 부반사경(104)에 도달하고, 다시 부반사경(104)에서 재차 전반사되어 2중 대역 피드혼(140)으로 도달한다. 이때 주반사경(102)은 소형이면 하나의 접시형으로 구현되고, 대형이면 여러개의 판넬로 구성된다.

2중 대역 피드혼(140)은 수신시에는 X대역 신호와 Ku대역신호 혹은 X대역신호와 Ka대역신호를 입력받아 분리한 후 각각 처리하여 X대역 수신기와 Ku대역 혹은 Ka대역 수신기로 전달하고, 송신시에는 X대역신호와 Ku대역 혹은 Ka대역신호를 합성하여 반사경측으로 전송한다. 본 발명의 실시예에서 2중 대역이라 함은 "X대역과 Ku대역" 혹은 "X대역과 Ka대역"을 의미하는데, 설명의 편의를 위해 "Ku 대역 혹은 Ka대역"을 "Ku/Ka 대역"으로 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 2중 대역 안테나의 자동 추적 시스템을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 자동 추적 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, 주반사경(102)과 부반사경(104)으로 이루어진 안테나 몸체부(101)와, 안테나 몸체부(101)를 회전시켜 위성을 추적하기 위한 모터구동부(M1,M2,M3)와, 안테나 몸체부(101)의 각도를 감지하기 위한 센서부(S1,S2,S3)와, X대역과 Ku/Ka 대역을 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼(140)과, X대역의 신호를 처리하기 위한 X대역 처리부(150)와, Ku/Ka 대역신호를 처리하기 위한 Ku/ka 대역 처리부(160), X대역처리부(150)와 Ku/Ka대역처리부(160) 중 하나를 선택하기 위한 선택스위치(SW)와, 선택스위치(SW)에 의해 선택된 대역의 비콘신호를 수신하기 위한 비콘수신기(170)와, 비콘수신기(170)에 의해 수신된 비콘신호와 센서부(S1,S2,S3)에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하는 안테나콘트롤유닛(ACU;180)과, 안테나콘트롤유닛(ACU; 180)의 제어신호에 따라 모터 구동부(M1,M2,M3)를 구동하기 위한 파워구동유닛(PDU;190)으로 구성된다.

도 4를 참조하면, 안테나 몸체부(101)는 모터 구동부(M1,M2,M3)에 의해 방위각과 고도각 및 폴라가 조정되어 위성을 추적하면서 2중 대역(X대역과 Ku대역 혹은 X대역과 Ka대역) 전파를 위성과 송수신하기 위한 주반사경(102)과 부반사경(104)으로 이루어지고, 2중 대역 피드혼(140)은 주반사경(102)의 베이스측 허브(108)에 위치하고 있다.

모터 구동부(M1,M2,M3)는 파워구동유닛(190)의 제어에 따라 안테나의 방위각을 조정하기 위한 방위각(수평) 모터(M1)와, 파워구동유닛(190)의 제어에 따라 안테나의 고도각을 조정하기 위한 고도각(수직) 모터(M2)와, 파워구동유닛(190)의 제어에 따라 안테나의 극성을 조정하기 위한 피드혼 회전용 폴라 모터(M3)로 구성되고, 센서부(S1,S2,S3)는 안테나의 방위각을 감지하여 안테나콘트롤유닛(180)으로 전송하기 위한 방위각(수평) 각도센서(S1)와, 안테나의 고도각을 감지하여 안테나콘트롤유닛(180)으로 전송하기 위한 고도각 각도센서(S2)와, 안테나의 폴라 각도를 감지하여 안테나콘트롤유닛(180)으로 전송하기 위한 폴라 각도센서(S3)로 구성된다.

X대역 처리부(150)는 X대역의 송수신 신호를 분리하기 위한 다이플랙서(151)와, 다이플랙서(151)의 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(LNA;152)와, 저잡음 증폭된 수신신호를 중간주파(IF)신호로 다운시키는 다운 컨버터(D/C;153)와, 중간주파신호를 증폭하기 위한 중간주파증폭기(IF)와, 중간주파신호를 2개의 신호로 분배하는 분배기(154)와, 분배기(154)에서 분배된 중간주파신호에서 데이터를 수신하는 X대역 수신기(155)와, X대역의 데이터를 변조하여 고주파 신호를 송신하는 X대역 송신기(156)와, X대역 송신기(156)의 신호를 증폭하여 다이플랙서(151)로 출력하기 위한 고출력증폭기(HPA;157)로 구성된다.

Ku/Ka대역 처리부(160)는 2중 대역 피드혼(140)의 송수신 신호를 분리하기 위한 다이플랙서(161)와, 다이플랙서(161)의 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(LNA;162)와, 저잡음 증폭된 수신신호를 중간주파신호로 다운시키는 다운 컨버터(D/C;163)와, 중간주파신호를 증폭하기 위한 중간주파증폭기(IF)와, 중간주파신호를 2개의 신호로 분배하는 분배기(164)와, 분배기(164)에서 분배된 중간주파신호에서 데이터를 수신하는 Ku/Ka대역 수신기(165)와, Ku/Ka대역의 데이터를 변조하여 고주파 신호를 송신하는 Ku/Ka대역 송신기(166)와, 송신기(166)의 신호를 증폭하여 다이플랙서(161)로 출력하기 위한 고출력증폭기(HPA;167)로 구성된다.

선택스위치(SW)는 X대역신호처리부(150)와 Ku/Ka대역신호처리부(160) 중 어느 한 수신신호를 선택하고, 비콘수신기(170)는 선택스위치(SW)에 의해 선택된 대역의 비콘신호를 수신하며, 안테나콘트롤유닛(180;ACU)은 비콘 수신기(170)에 의해 수신된 비콘신호와 센서부(S1~S3)에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하고, 파워구동유닛(190;PDU)은 안테나콘트롤유닛(ACU;180)의 제어신호에 따라 모터 구동부(M1,M2,M3)를 구동하여 안테나(100)가 위성을 추적하게 한다.

도 5는 본 발명에 따른 2중 대역 피드혼의 제1 실시예로서, (A)는 측면도이고 (B)는 후면도이다.

본 발명에 따른 2중 대역 피드혼(140)은 도 5에 도시된 바와 같이, 내측에 구현된 Ku/Ka대역용 피드혼과, 외측에 구현된 X대역용 피드혼으로 이중으로 구현된다. Ku/Ka대역용 피드혼은 유전체혼(141)이 삽입된 TE11모드 원형 도파관(142)과, 폴라라이저(143), OMT로 이루어지고, X대역용 피드혼은 코르게이트 피드혼(144)과, 4 분배 X대역 도파관(145)과, 4분배 X대역 도파관의 수평 출력을 합하기 위한 제1 3dB 카플러(146-1)와, 4분배 X대역 도파관의 수직 출력을 합하기 위한 제2 3dB 카플러(146-2)와, 제1 3dB 카플러(146-1)의 수평편파출력을 스위칭하는 제1 방향성 스위치(146-3)와, 제2 3dB 카플러(146-2)의 수직편파출력을 스위칭하는 제2 방향성 스위치(146-4)와, 제1방향성 스위치(146-3)의 수평편파와 제2 방향성스위치(146-4)의 수직편파를 합성하여 좌회전판파와 우회전편파를 출력하는 하이브리드(148)로 이루어진다. 하이브리드(148)는 3dB 카플러로 구현될 수도 있다.

도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 2중 대역 피드혼(140)은 X 대역용 코르게이트 혼(144)과, 그 중심에 내장된 Ku/Ka 대역용 유전체 혼(141)으로 구성된 것이다. X 대역용 피드혼은 코르게이트형으로 구성하고, 중간 지점에서 4방향(수직으로 상하, 수평으로 좌우 직교하는 방향)으로 슬롯을 통과하여 4개의 X 대역용 도파관(145)으로 전송되는데, 수평 0도와 180도 방향 슬롯은 제1 3dB 커플러(146-1)에서 결합되어 X 대역 수평편파를 인출하고, 수직 0도와 180도 방향 슬롯은 제2 3dB 카플러(146-2)에서 결합되어 수직편파를 인출한다.

또한, 운용 방식에 따라서 3dB 카플러(146-1과 146-2)에 각각 방향성 스위치(146-3과 146-4)를 부착하고, 방향성 스위치의 선택 스위치로 절체하여 하이브리드(148)로 각각 입력하여 원편파(우회전편파(RHCP)와 좌회전편파(LHCP))로 운영할 수도 있다. 또한 방향성 스위치(146-3,146-4)의 선택 스위치를 수평(H), 수직(V)으로 선택하면, 수평편파와 수직편파로 사용 가능하게 하여 직선편파(수직편파, 수평편파) 및 원편파(좌회편파, 우회전편파)로도 사용가능하다. 직선편파로만 사용할 경우에는 방향성 스위치(146-3, 146-4)와, 하이브리드(148)를 제거하고 사용할 수도 있다.

Ku/Ka대역 피드혼은 유전체 혼(141)을 사용하여 직경이 작게 하여 스페이스를 줄이고, 원형 도파관(142) TE11모드로 전송하여 X대역용 피드혼의 뒷면으로 인출한 후 폴라라이저(143; 셉텀형, 유전체형, 금속판형, 하이브리드형 등)를 통과하여 편파를 수평과 수직으로 분리 인출한다. 또한 각각의 출력에 다이플랙서를 추가로 부착하여 송신 HPA, 수신 LNA를 연결하여 송수신할 수 있게 한다.

도 6은 본 발명에 따른 2중 대역 피드혼의 제2 실시예로서, 도 5의 3dB 카플러(146-1,146-2) 대신 4개 X대역 출력합성기(146)에서 4방향 슬롯을 합성한 후 폴라라이저(147; 셉터형 금속판, 유전체판, 하이브리드형 등)에서 원편파(RHCP, LHCP)를 직선편파로 변환하여 인출하는 원편파 전용으로 사용하고, 출력에 다이플랙서용으로 2개의 밴드패스필터(BPF)를 부착하여 송수신장치의 LNA, HPA를 부착하여 사용할 수 있다. 도 6에서 (A)는 측면도이고, (B)는 X밴드 피드혼(144)의 끝부분에서 4방향 분리하는 단면도와 출력 합성기(146)의 단면도이다. Ku/Ka대역용 피드혼도 OMT 출력단에 다이플랙서용 밴드패스필터(BPF)를 부착하여 사용할 수도 있다.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 2중 대역 위성통신용 추적 안테나의 동작을 설명하면 다음과 같다.

1. X대역신호의 송수신 경로

X대역의 송신기(156)는 송신 데이터를 X대역의 신호로 변조한 후 고출력증폭기(157)에서 고출력으로 증폭하여 다이플랙서(151)로 송신한다. 다이플랙서(151)는 X대역 송신신호를 2중 대역 피드혼(140)으로 전달하고, 2중 대역 피드혼(140)의 송신신호는 부반사경(104)과 주반사경(102)을 거쳐 위성측으로 방사된다.

위성으로부터 주반사경(102)과 부반사경(104)을 거쳐 허브(108)로 도래한 2중 대역의 위성신호는 2중 대역 피드혼(140)으로 인입된다. 2중 대역 피드혼(140)으로 인입된 X대역수신신호는 2중 대역 피드혼(140)의 외측에 있는 코르게이트 피드혼(144)으로 수신되어 4개의 슬롯과 4개의 X대역 도파관(145)을 거쳐 3dB 카플러(146-1,146-2)에서 결합되어 수직편파신호와 수평편파신호로 인출된다. 이때 원편파를 사용할 경우에는 방향성 스위치(146-3,146-4)와 하이브리드 혹은 폴라라이져(148)를 거쳐 인출된다.

X대역신호처리부(150)로 인입된 X대역수신신호는 다이플랙서(151)를 통과한 후 LNA(152)에서 증폭되고, 다운컨버터(153)에서 IF로 변환된 후 분배기(154)에서 2분배되어 하나의 IF신호는 통신 데이터 수신기(155)로 입력되고, 다른 1개는 선택 스위치(SW)로 연결되어 비콘 수신기(170)로 전달된다.

그리고 비콘 수신기(170)는 선택된 대역의 수신신호에 포함된 비콘신호(70/140Hz)를 수신하고, 비콘 수신기(170)의 출력은 안테나콘트롤유닛(ACU;180)에 입력된다. 안테나콘트롤유닛(180)은 비콘신호와 각도센서들(S1,S2,S3)로부터 감지된 각도신호로 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하고, 파워구동유닛(190)은 안테나콘트롤유닛(180)의 제어신호에 따라 수평구동모터(M1), 수직구동모터(M2), 폴라구동모터(M3)를 각각 회전시켜 안테나의 방향을 자동으로 제어한다. 또한 안테나의 방향각은 회전축에 부착된 방위각도센서(S1), 고도각도센서(S2), 폴라각도센서(S3)를 통해 다시 감지되어 ACU(180)로 전달되고, 이에 따라 ACU(180)에서 방향각을 감시할 수 있다.

2. Ku/Ka대역의 송수신 경로

Ku/Ka대역의 송신기(166)는 송신 데이터를 Ku/Ka대역의 신호로 변조한 후 고출력증폭기(167)에서 고출력으로 증폭하여 다이플랙서(161)로 송신한다. 다이플랙서(161)는 Ku/Ka대역 송신신호를 2중 대역 피드혼(140)으로 전달하고, 2중 대역 피드혼(140)의 송신신호는 부반사경(104)과 주반사경(102)을 거쳐 위성측으로 방사된다.

위성으로부터 주반사경(102)과 부반사경(104)을 거쳐 허브(108)로 도래한 2중 대역의 위성신호는 2중 대역 피드혼(140)으로 인입된다. 2중 대역 피드혼(140)으로 인입된 Ku/Ka대역수신신호는 2중 대역 피드혼(140)의 내측에 있는 유전체혼(141)이 삽입된 원형 도파관(142)으로 인입되어 폴라라이져(143)와 OMT를 거쳐 Ku/Ka대역신호처리부(160)로 전달된다.

2중 대역 피드혼(140)으로부터 인입된 Ku/Ka대역수신신호는 다이플랙서(161)를 통과한 후 LNA(162)에서 증폭되고, 다운컨버터(163)에서 IF로 변환된 후 분배기(164)에서 2분배되어 하나의 IF신호는 Ku/Ka대역 데이터 수신기(165)로 입력되고, 다른 1개는 선택 스위치(SW)로 연결되어 비콘 수신기(170)로 전달된다.

이상의 설명은 X 대역, Ku/Ka 대역에 각각 1개의 송신기와 1개의 수신기가 연결된 경우에 관하여 설명하였으나 통신 용량에 따라 각가 다수의 송신기와 수신기를 병렬로 연결하여 보다 많은 양의 통신이 가능하게 다양하게 구현할 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

101: 안테나 몸체부 102: 주반사경
104: 부반사경 106: 지지대
108: 허브 109: 피드혼 함체
140: 2중 대역 피드혼 150: X대역 처리부
160: Ku/Ka대역 처리부 SW: 선택스위치
170: 비콘수신기 180: ACU
190: PDU

Claims

삭제
X대역와 Ku/Ka대역 전파를 위성과 송수신하기 위한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나에 있어서,
주반사경과 부반사경으로 이루어진 안테나 몸체부;
상기 안테나 몸체부를 회전시켜 위성을 추적하기 위한 모터구동부;
상기 안테나 몸체부의 각도를 감지하기 위한 센서부;
X대역 전파와 Ku/ka대역 전파를 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼;
상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 X대역신호를 처리하기 위한 X대역처리부;
상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 Ku/Ka대역신호를 처리하기 위한 Ku/Ka대역처리부;
상기 X대역처리부와 상기 Ku/Ka대역처리부 중 어느 한 신호를 선택하기 위한 선택스위치;
상기 선택스위치에 의해 선택된 대역처리부의 비콘신호를 수신하기 위한 비콘 수신기;
상기 비콘 수신기에 의해 수신된 비콘신호와 상기 센서부에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하는 안테나콘트롤유닛; 및
상기 안테나콘트롤유닛의 제어신호에 따라 상기 모터 구동부를 구동하기 위한 파워구동유닛을 포함하고,
상기 X대역처리부는
상기 2중 대역 피드혼의 송수신 신호를 분리하기 위한 다이플랙서와,
상기 다이플랙서의 출력 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기와,
상기 저잡음 증폭된 수신신호를 중간주파(IF)신호로 다운시키는 다운 컨버터와,
상기 중간주파(IF)신호를 2개의 신호로 분배하는 분배기와,
상기 분배기에서 분배된 중간주파신호에서 데이터를 수신하는 X대역 수신기와,
데이터를 변조하여 X대역 신호로 송신하는 X대역 송신기와,
상기 X대역 송신기의 X대역 신호를 증폭하여 상기 다이플랙서로 출력하기 위한 고출력증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.
X대역와 Ku/Ka대역 전파를 위성과 송수신하기 위한 2중 대역 위성통신용 추적 안테나에 있어서,
주반사경과 부반사경으로 이루어진 안테나 몸체부;
상기 안테나 몸체부를 회전시켜 위성을 추적하기 위한 모터구동부;
상기 안테나 몸체부의 각도를 감지하기 위한 센서부;
X대역 전파와 Ku/ka대역 전파를 송수신하기 위한 2중 대역 피드혼;
상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 X대역신호를 처리하기 위한 X대역처리부;
상기 2중 대역 피드혼으로 입출력되는 Ku/Ka대역신호를 처리하기 위한 Ku/Ka대역처리부;
상기 X대역처리부와 상기 Ku/Ka대역처리부 중 어느 한 신호를 선택하기 위한 선택스위치;
상기 선택스위치에 의해 선택된 대역처리부의 비콘신호를 수신하기 위한 비콘 수신기;
상기 비콘 수신기에 의해 수신된 비콘신호와 상기 센서부에 의해 감지된 각도신호로부터 안테나의 방위각과 고도각 및 폴라를 조정하여 위성을 추적하기 위한 제어신호를 생성하는 안테나콘트롤유닛; 및
상기 안테나콘트롤유닛의 제어신호에 따라 상기 모터 구동부를 구동하기 위한 파워구동유닛을 포함하고,
상기 ku/Ka대역처리부는
상기 2중 대역 피드혼의 송수신 신호를 분리하기 위한 다이플랙서와,
상기 다이플랙서 출력의 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음 증폭기와,
상기 저잡음 증폭된 수신신호를 중간주파신호로 다운시키는 다운 컨버터와,
상기 중간주파신호를 2개의 신호로 분배하는 분배기와,
상기 분배기에서 분배된 중간주파신호에서 데이터를 수신하는 Ku/Ka대역 수신기와,
데이터를 변조하여 Ku/Ka대역 신호를 송신하는 Ku/Ka대역 송신기와,
상기 ku/Ka대역 송신기의 신호를 증폭하여 상기 다이플랙서로 출력하기 위한 고출력증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 2중 대역 피드혼은,
유전체혼이 삽입된 TE11모드의 원형 도파관으로 이루어진 내측의 Ku/Ka대역 피드혼과,
코르게이트 피드혼과, 4분배 X대역 도파관으로 이루어진 외측의 X대역 피드혼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.
제4항에 있어서, 상기 X대역 피드혼은
상기 4분배 X대역 도파관의 수평 출력을 합하기 위한 제1 3dB 카플러와,
상기 4분배 X대역 도파관의 수직 출력을 합하기 위한 제2 3dB 카플러와,
상기 제1 3dB 카플러의 수평편파출력을 스위칭하는 제1 방향성 스위치와,
상기 제2 3dB 카플러의 수직편파출력을 스위칭하는 제2 방향성 스위치와,
상기 제1 방향성 스위치의 수평편파와 상기 제2 방향성스위치의 수직편파를 힙성하여 좌회전판파와 우회전편파를 출력하는 하이브리드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.
제4항에 있어서, 상기 X대역 피드혼은
상기 4분배 X대역 도파관과 4 방향 슬롯으로 연결되어 4 출력을 입력받아 합성하는 X대역 출력 합성기와,
상기 X대역 출력 합성기의 원편파를 직선편파로 변환하는 폴라라이저와,
상기 폴라라이저의 송신과 수신을 분리하기 위한 다이플랙서용 밴드패스필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 모터 구동부는
상기 파워 콘트롤 유닛의 제어에 따라 안테나의 방위각을 조정하기 위한 방위각 모터와, 상기 파워 콘트롤 유닛의 제어에 따라 안테나의 고도각을 조정하기 위한 고도각 모터와, 상기 파워 콘트롤 유닛의 제어에 따라 안테나 피드혼의 폴라를 회전하기 위한 폴라 모터로 구성되고,
상기 센서부는
안테나의 방위각을 감지하여 상기 안테나콘트롤유닛으로 전송하기 위한 방위각 각도센서와, 안테나의 고도각을 감지하여 상기 안테나콘트롤유닛으로 전송하기 위한 고도각 각도센서와, 안테나 피드혼의 폴라 각도를 감지하여 상기 안테나콘트롤유닛으로 전송하기 위한 폴라 각도센서로 구성된 것을 특징으로 하는 2중 대역 위성통신용 추적 안테나장치.