KR101138290B1 - 수신 전파 신호의 세기 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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이영중
김인선
박주래
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명에 따른 수신 전파 신호의 세기 측정 장치는 안테나를 통해 안테나 수신 신호를 전송받는 채널 수신부, 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 상기 채널 수신부로 전송하는 신호 생성부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 세기 또는 상기 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 주파수 또는 상기 안테나 수신 신호의 주파수를 측정하는 주파수 측정부, 상기 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받아 상기 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출하는 보정값 산출부, 상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 저장부 및 상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 상기 저장부에서 추출하여 상기 신호 세기 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영하는 신호 세기 보정부를 포함함으로써 수신 전파 신호의 세기를 효과적으로 보정할 수 있다.

Description

수신 전파 신호의 세기 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING AMPLITUDE OF RECEIVED WIRELESS SIGNAL}
본 발명은 수신 전파 신호의 세기 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안테나를 통해 수신된 전파 신호의 세기가 신호 세기, 주파수 및 채널 수신부의 온도에 따라 실제와 다르게 나타나는 현상을 효과적으로 해소함으로써 수신 전파 신호의 세기를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
수신 전파 신호의 세기를 이용하는 장치에서는 수신 전파 신호의 세기를 정확하게 측정할 필요가 있다. 그러나 수신 전파의 수신 채널 수신기를 구성하는 각 소자는 주파수, 신호 세기, 온도에 따라 특성이 변하는 관계로 수신 채널 수신기에서 출력된 수신 전파 신호의 세기는 실제 안테나를 통해 수신된 수신 전파의 세기와 차이를 보인다.
이와 같이 주파수, 신호 세기, 온도에 따른 수신 전파 세기의 차이를 해소하기 위해 종래에는 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치를 바로 사용하지 않고 사전에 실험을 통해 보정값을 설정하고, 이렇게 설정된 보정값을 이용해 전파 신호의 세기 차이를 보정하고 있다.
도 1은 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치를 나타낸 블럭도이다.
살펴보면, 신호 세기 측정 장치(8)의 운용 이전에 챔버(9) 내에서 주파수-온도-PA(신호 세기)별 보정값을 도출하고 있다. 수신채널(5) 내에 온도 센서(6)를 장착하고, 주파수-온도-PA별 3차원 변수에 대해 각 변수 해상도별로 신호발생기(24)에서 생성된 PAinput(k)를 스위치(3)를 통해 수신채널로 입력하고 주파수 측정부(11), 온도 측정부(13), PA 측정부(12)에서 주파수-온도-PAoutput (k)를 측정하여 레지스터(26)에 저장한다. 그리고 신호발생기의 출력인 PAinput (k)를 레지스터(27)에 저장한 후 주파수(i)-온도(j)-PAoutput (k)에 해당하는 메모리(20)의 주소에 PAinput (k)를 저장하는 보정 작업을 수동으로 수행하였다. 이렇게 입력된 메모리를 신호 세기 측정 장치 내에 장착한다. 이러한 수동 작업이 완료되면 신호 세기 측정 장치를 운용할 수 있다. 구체적으로 안테나(1), 스위치(3)를 통해 RF 신호가 입력되면 수신채널을 통과하여 주파수 측정부, PA 측정부, 온도 측정부에서 각각 주파수(i), PAoutput (k), 온도(j)가 측정되고, 주파수(i)-온도(j)-PAoutput (k)에 해당하는 메모리의 주소에 저장되어 있는 PAinput (k)를 출력하여 전파 신호의 세기(PA)에 대한 수신채널 이득 보정을 수행하였다. 온도에 따른 수신채널 이득 특성은 수신채널을 구성하는 각 소자의 특성에 따라 예측이 불가할 정도의 임의적 결과를 나타낸다. 이러한 특성에 따른 전파 신호의 세기 오차를 보정하려면, 도 2에서와 같은 3차원 대용량 메모리가 요구된다.
도 2는 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치에 사용되는 메모리의 특성을 나타낸 개략도로서, 주파수-온도-PA 변수에 대한 해상도별 조합에 따라 발생되는 수많은 데이터를 저장할 필요가 있으며 이를 위해 3차원 대용량 메모리가 필요하다.
도 3은 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치의 동작을 나타낸 흐름도로서, 살펴보면 신호 세기 측정 장치 운용 이전에 신호발생기를 통해 주파수-온도-PA별로 PA를 수동으로 발생하고(S 31) PA를 측정한(S 32) 후 메모리에 장입한다(S 33). PA 측정 임무가 시작되면 PA 측정 임무가 완료될 때까지 수신된 전파 신호(S 34)에 대한 주파수-온도-PA를 측정하고(S 35) 그에 대응하는 PAinput (k) 데이터를 메모리에서 읽어(S 36) 수신된 전파 신호의 PA에 대한 수신채널 이득을 보정한다.
이러한 종래 기술은 크게 4개의 기술적 단점을 가지고 있다. 첫째, 온도 센서를 필수적으로 가지고 있어야 한다. 또한 온도 센서 위치에 따라 측정 온도가 달라지므로 수신 채널의 이득 오차 요인이 된다. 둘째, 사전에 주파수-온도-PA의 3개 변수별 수신 채널 이득을 수동으로 측정하여야 한다. 이러한 측정은 3개 변수 각 단계(step)의 모든 조합에 대해 수행되어져야 하므로 많은 시간이 소요된다. 또한 온도 단계별 시험을 위한 챔버 시설이 필요하다. 셋째, 주파수-온도-PA에 대한 수신 채널 이득을 측정한 후 이를 저장할 대용량 메모리가 필요하며, 이러한 메모리를 제어하기 위해 하드웨어가 복잡해지고 가격이 증가하는 요인이 발생한다. 넷째, 수신 채널의 구성품인 일부 소자가 교체될 경우 주파수-온도-PA에 대한 이득을 수동으로 측정하는 과정 및 측정 후 메모리에 저장하는 과정이 재수행되어야 하는 번거로움이 있다.
본 발명은 안테나를 통해 수신된 전파 신호의 세기가 주파수, 신호 세기, 채널 수신부의 온도에 따라 실제와 다르게 나타나는 현상을 효과적으로 해소함으로써 수신 전파 신호의 세기를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수신 전파 신호의 세기 보정 장치는 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 안테나와 연결된 채널 수신부로 전송하는 신호 생성부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 보정용 신호의 세기를 전송받아 상기 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출하는 보정값 산출부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수에 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 저장부 및 상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 상기 저장부에서 추출하여 상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영하는 신호 세기 보정부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 안테나와 상기 채널 수신부 및 상기 신호 생성부의 사이에 위치하여 상기 신호 생성부의 구동시 상기 채널 수신부와 상기 신호 생성부를 연결시키고, 상기 신호 생성부의 비구동시 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 채널 수신부는 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 가질 수 있다.
또한, 상기 보정값 산출부는 다음의 수학식에 의해 상기 차이값 α(i)를 산출할 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00001
이때, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기
여기서, 상기 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00002
이때, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값
한편, 본 발명의 수신 전파 신호의 세기 측정 장치는 안테나를 통해 안테나 수신 신호를 전송받는 채널 수신부, 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 상기 채널 수신부로 전송하는 신호 생성부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 세기 또는 상기 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 주파수 또는 상기 안테나 수신 신호의 주파수를 측정하는 주파수 측정부, 상기 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받아 상기 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출하는 보정값 산출부, 상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 저장부 및 상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 상기 저장부에서 추출하여 상기 신호 세기 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영하는 신호 세기 보정부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 안테나와 상기 채널 수신부 및 상기 신호 생성부의 사이에 위치하여 상기 신호 생성부의 구동시 상기 채널 수신부와 상기 신호 생성부를 연결시키고, 상기 신호 생성부의 비구동시 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 스위치부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 채널 수신부는 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 가질 수 있다.
또한, 상기 보정값 산출부는 다음의 수학식에 의해 상기 차이값 α(i)를 산출할 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00003
이때, PAoutput은 신호 세기 측정부에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기
여기서, 상기 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00004
이때, PAinput (k)는 신호 세기 측정부에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값
한편, 본 발명에 따른 수신 전파 신호의 세기 측정 방법은 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 채널 수신부로 전송하는 단계, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계, 상기 측정된 보정용 신호의 세기와 상기 기설정된 세기의 차이값을 산출하는 단계, 상기 측정된 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 단계, 상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 채널 수신부로 전송된 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계 및 상기 저장된 차이값 중에서 상기 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 추출하여 상기 측정된 안테나 수신 신호의 세기에 반영하여 안테나 수신 신호의 최종 세기를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 보정용 신호를 채널 수신부로 전송하는 단계 이전에, 상기 안테나 수신 신호를 수신하는 안테나와 상기 채널 수신부의 연결을 차단시키는 단계를 더 포함하고, 상기 산출된 차이값을 저장하는 단계와 상기 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계 사이에, 상기 보정용 신호의 생성을 중지하고 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기설정된 세기는 주파수별로 1개일 수 있다.
또한, 상기 차이값 α(i)는 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00005
이때, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 보정용 신호의 기설정된 세기
여기서, 상기 안테나 수신 신호의 최종 세기 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00006
이때, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 산출된 차이값
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 수신 전파 신호의 세기 측정 장치 및 방법은 주기적으로 채널 수신부로 입력되는 보정용 신호를 생성하고, 생성된 보정용 신호의 세기와 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기의 차를 보정값으로 이용함으로써 안테나를 통해 수신된 안테나 수신 신호의 세기를 정확하게 얻을 수 있다. 설비 위치 및 자체 특성에 따라 오차를 발생시키는 온도 센서를 이용하는 대신 직접 수신 전파 신호의 세기 측정 장치를 구동시켜 산출된 보정값을 이용함으로써 보정값 자체의 정확도가 높아지기 때문이다.
또한, 온도 센서와 온도 측정부를 요구하지 않는다. 이에 따라 주파수와 해당 주파수에서의 보정값만을 저장하면 되므로 기존의 3차원 대용량 메모리와 비교하여 적은 용량의 저장부를 구성할 수 있다. 결과적으로 이를 통해 생산비를 절감할 수 있다.
또한, 사전에 주파수-온도-신호의 세기의 3개 변수별 수신 채널 이득 오차(보정값)를 수동을 측정하는 과정과 측정된 내용을 3개 변수에 대응시켜 메모리에 수동으로 장입하는 과정을 생략할 수 있으므로 사전 조치에 소모되는 자원을 줄일 수 있다. 아울러 주파수-온도-신호의 세기와 3개 변수별 수신 채널 이득 오차가 장입된 메모리를 검색하는 수단의 부하를 줄일 수 있다.
또한, 채널 수신부를 구성하는 소자를 변경/보수하는 경우에도 새로운 보정값을 얻기 위한 별도의 사전 조치를 요구하지 않음으로써 유지/보수가 용이해진다.
도 1은 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치를 나타낸 블럭도.
도 2는 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치에 사용되는 메모리의 특성을 나타낸 개략도.
도 3은 종래의 수신 전파 신호의 세기를 측정하는 장치의 동작을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 보정 장치를 나타낸 블럭도.
도 5는 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 장치를 나타낸 블럭도.
도 6은 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 방법을 나타낸 흐름도.
이하, 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 장치 및 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 보정 장치를 나타낸 블럭도이다. 도 4에 도시된 수신 전파 신호의 세기 보정 장치는 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 장치에 이용될 수 있다.
살펴보면, 본 실시예의 수신 전파 신호의 세기 보정 장치는 신호 생성부(110), 보정값 산출부(130), 저장부(150) 및 신호 세기 보정부(170)를 포함하고 있다.
신호 생성부(110)는 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 안테나와 연결된 채널 수신부로 전송한다.
채널 수신부는 안테나에서 수신된 안테나 수신 신호를 전송받아 출력단 이후에 위치하는 다른 수단에서 이용이 가능한 중간 주파수(IF, Intermediate Frequency) 신호로 변환하여 출력한다. 중간 주파수 신호는 채널 수신부 후단의 구성에 따라 1차 중간 주파수 신호와 상기 1차 중간 주파수를 추가로 변환한 2차 중간 주파수 신호를 포함할 수 있다. 중간 주파수 신호의 세기는 채널 수신부를 구성하는 각 소자의 온도에 따른 특성에 의해 안테나 수신 신호의 세기와 다르다. 이와 같은 경우 수신 신호의 세기를 이용하는 장치, 예를 들어 진폭을 이용하여 수신 전파의 위치를 탐지하는 장치 등에서는 정상적인 결과를 도출할 수 없게 된다. 따라서, 중간 주파수 신호의 세기를 안테나 수신 주파수의 세기와 동일하게 보정하는 방안이 요구되는데 기존의 보정 방안에 따르면 비용적인 문제, 사전 처리에 소모되는 자원 문제, 온도 센서의 위치 및 자체 특성에 따른 오차 문제, 유지/보수시 사전 처리를 재수행해야 하는 문제가 발생된다.
이를 해소하기 위해 본 실시예에서는 신호 생성부, 보정값 산출부, 저장부 및 신호 세기 보정부를 포함하는데, 기존에 비하여 신호 생성부, 보정값 산출부의 요소가 부가되나 저장부와 신호 세기 보정부의 간소화에 따라 오히려 생산성이 향상될 수 있다.
신호 생성부(110)에서 생성된 보정용 신호는 일정 주기마다 채널 수신부로 전송된다. 이때의 주기는 신중하게 설정되어야 한다. 주기가 길면 보정값 산출부에서 산출된 보정값의 정확도가 낮아지고, 주기가 짧으면 안테나 수신 신호의 정상적인 입력이 어려워지기 때문이다.
채널 수신부는 기본적으로 안테나 수신 신호를 입력받게 되는데 본 실시예에 따르면 추가로 보정용 신호도 입력받게 된다. 안테나 수신 신호와 보정용 신호가 함께 입력되는 경우 채널 수신부의 출력 신호가 소망하는 신호가 아닐 수 있으므로 안테나 수신 신호와 보정용 신호를 분리하는 스위치부(미도시)를 배치할 수 있다.
스위치부는 안테나와 채널 수신부 및 신호 생성부의 사이에 위치하여 신호 생성부의 구동시 채널 수신부와 신호 생성부를 연결시키고, 신호 생성부의 비구동시 안테나와 채널 수신부를 연결시키게 된다. 이에 따르면 신호 생성부의 구동시에 채널 수신부는 안테나 수신 신호를 입력받지 못하는 상태가 된다. 신호 생성부의 구동은 설정된 주기에 의해 결정되므로 주기가 길어지면 안테나 수신 신호를 지속적으로 입력받을 수 있는 반면 주기 사이의 온도 변화로 인한 신호 세기의 오차를 신속하게 처리할 수 없다. 반대로 주기가 짧아지면 주기 사이의 온도 변화로 인한 신호 세기의 오차를 신속하게 처리할 수 있는 반면 안테나 수신 신호를 지속적으로 입력받을 수 없다. 이런 점을 고려하여 입력된 안테나 수신 신호의 종류, 채널 수신부에서 출력되는 중간 주파수를 이용하는 수단의 특성에 따라 주기는 개개의 시스템별로 설정되어야 한다. 구체적으로 주기는 안테나 수신 신호의 수신 빈도, 채널 수신부의 온도 변화 속도를 고려하여 설정될 수 있다.
보정용 신호는 주파수별로 기설정된 세기로 생성된다. 보정용 신호는 채널 수신부의 동적 범위(소자나 시스템이 정상적으로 동작하는 범위)를 만족하는 주파수(샘플링 주파수)의 수만큼 복수개가 생성될 수 있는데, 이때 각 주파수에서 기설정된 세기는 한개일 수 있다. 이와 같이 각 주파수에서 기설정된 세기를 한개로 설정할 수 있는 이유는 채널 수신부가 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 갖기 때문이다. 채널 수신부는 동일 주파수, 동일 온도에 대해서는 동일한 채널 이득을 갖는데 이를 채널 수신부의 선형성으로 칭하기로 한다. 채널 이득은 안테나 및 채널 수신부의 신호의 진폭 감쇠를 나타내는 복소 파라미터로 주파수와 온도의 함수이다. 그러나 본 실시예에 따르면 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 환경 그대로의 구성에서 보정용 신호를 이용하여 보정값을 산출함으로써 온도를 고려할 필요가 없다. 또한, 채널 수신부의 선형성에 근거하여 동일 주파수에서 다양한 세기를 고려하지 않아도 된다. 즉, 동일 주파수에서 일정 세기를 갖는 하나의 신호를 이용해 보정값을 산출하면 동일 주파수에서 세기와 상관없이 산출된 보정값을 그대로 적용할 수 있게 된다. 이때의 일정 세기가 기설정된 세기가 된다.
다만 고려할 것은 신호의 세기를 어떻게 기설정할 것인가이다. 일예로 동일 주파수에서 처리할 수 있는 신호의 최저 세기와 최고 세기의 중간을 기설정된 세기로 할 수 있다. 또는 동일 주파수에서 주로 처리되는 신호들의 세기의 평균값을 기설정된 세기로 할 수도 있다.
보정값 산출부(130)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받아 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출한다.
채널 수신부는 신호 생성부로부터 전송된 보정용 신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 출력하는데, 이때의 중간 주파수 신호의 세기는 채널 수신부 자체 특성에 따라 보정용 신호의 세기와 다르다. 보정용 신호는 신호 생성부에서 기설정된 세기로 생성된 것이므로 그 세기를 알 수 있는 상태이다. 보정값 산출부는 신호 생성부로부터 보정용 신호의 기설정된 세기를 전송받아 채널 수신부에서 출력되는 중간 주파수 신호의 세기와의 차이값을 산출한다. 이렇게 산출된 차이값은 소정 주파수에서 어느 하나의 신호 세기를 근거로 하여 산출된 것이지만 앞에서 설명한 채널 수신부의 선형성에 근거하여 해당 주파수의 모든 신호에 적용될 수 있는 보정값이 된다. 차이값은 감산하는 대상과 감산당하는 대상의 차이로 인해 2가지가 있을 수 있다. 예를 들어 소정 주파수에서 차이값 α(i)는 다음의 수학식1에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00007
이때, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기
수학식1을 살펴보면 감산하는 대상으로서 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기를 설정하였으며 감산당하는 대상으로서 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기를 설정하였다. 물론 이 반대도 가능하지만 아래에 기술되는 수학식2와 연동되어야 할 것이다.
저장부(150)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수에 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장한다. 보정값 산출부에서 산출된 차이값(보정값)을 이후 안테나를 통해 수신된 안테나 수신 신호에 적용하기 위해서는 소정 수단에 저장해 놓을 필요가 있다. 이를 위해 저장부가 이용되며 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 추출하기 위해 차이값의 산출에 이용된 보정용 신호의 주파수 또한 함께 저장한다. 이때 주파수와 차이값이 견련성 없이 저장된다면 추후 이용이 곤란할 수 있으므로 서로 대응시켜 저장하게 된다.
신호 세기 보정부(170)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 저장부에서 추출하여 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기에 반영한다. 즉, 채널 수신부에서 출력된 안테나 수신 신호(중간 주파수 신호의 형태)의 세기를 보정하여 안테나 수신 신호의 최종 세기로서 출력한다.
신호 세기 보정부로 입력되는 데이터는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기와 주파수이고 저장부에서 추출된 차이값이다. 이때, 채널 수신부의 출력단에서 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 수단은 채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 세기를 측정하는 수단과 동일할 수 있다. 마찬가지로 채널 수신부의 출력단에서 안테나 수신 신호의 주파수를 측정하는 수단은 채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 주파수를 측정하는 수단과 동일할 수 있다. 이와 같이 구성하면 구성 요소의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 동일한 요소를 거치게 됨으로써 경유한 요소의 특성에 따른 오차를 최소화시킬 수 있다.
보정에 이용되는 차이값이 수학식1에 의해 산출된 경우 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)는 다음의 수학식2에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00008
이때, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값
이상의 구성에 따르면 저장부의 구성을 간소화할 수 있고 또한 신호 세기 보정부의 구성도 단순한 감산을 수행하는 구성으로 간소화시킬 수 있으므로 종래의 대용량 메모리와 메모리를 제어하는 수단에 비하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 별도의 사전 처리 작업을 요구하지 않아 사전 처리에 소모되는 자원을 줄일 수 있다.
이하에서는 이상에서 살펴본 수신 전파 신호의 보정 장치가 적용되는 예를 살펴보도록 한다.
도 5는 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 5에 도시된 수신 전파 신호의 세기 측정 장치는 채널 수신부(220), 신호 생성부(210), 신호 세기 측정부(240), 주파수 측정부(260), 보정값 산출부(230), 저장부(250) 및 신호 세기 보정부(270)를 포함하고 있다.
채널 수신부(220)는 안테나를 통해 안테나 수신 신호를 전송받는다. 채널 수신부에서 출력되는 중간 주파수 형태의 안테나 수신 신호의 세기는 입력된 안테나 수신 신호의 세기와 다르다. 채널 수신부는 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 갖는다.
신호 생성부(210)는 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 채널 수신부로 전송한다. 이때 일정 주기는 안테나 수신 신호의 수신 빈도, 채널 수신부의 온도 변화 속도에 따라 결정될 수 있다. 주파수별로 기설정된 세기는 하나일 수 있으며 기설정값은 해당 주파수에서 처리 가능한 신호의 최저 세기와 최고 사이의 중간이거나 해당 주파수에서 주로 입력되는 신호들의 평균 세기일 수 있다.
신호 세기 측정부(240)는 채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 세기 또는 안테나 수신 신호의 세기를 측정한다. 보정값 산출부에서 보정값에 해당하는 차이값을 산출하기 위해서는 채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 세기를 측정하는 수단이 요구된다. 또한 산출된 보정값을 적용시킬 대상이 되는 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 수단도 요구된다. 보정용 신호의 세기와 안테나 수신 신호의 세기는 동일한 수단에서 측정될 수 있는데 이때의 수단이 신호 세기 측정부이다.
주파수 측정부(260)는 채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 주파수 또는 안테나 수신 신호의 주파수를 측정한다.
보정값 산출부(230)는 신호 세기 측정부에서 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받아 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출한다. 이렇게 산출된 차이값은 채널 수신부의 선형성에 근거하여 해당 주파수에서 처리 가능한 모든 신호의 세기에 적용된다. 보정값 산출부는 다음의 수학식3에 의해 차이값 α(i)를 산출할 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00009
이때, PAoutput은 신호 세기 측정부에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기
저장부(250)는 주파수 측정부에서 측정된 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 보정값 산출부에서 산출된 차이값을 저장함으로써 추후 안테나 수신 신호의 보정에 저장된 차이값이 이용될 수 있도록 한다.
신호 세기 보정부(270)는 주파수 측정부에서 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 저장부에서 추출하여 신호 세기 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영한다. 이렇게 차이값이 반영된 안테나 수신 신호의 세기는 안테나 수신 신호의 최종 세기가 되고 안테나에서 수신된 안테나 수신 신호의 세기에 상당한다. 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)(안테나 수신 신호의 최종 세기)는 차이값이 수학식3에 의해 산출되는 경우 다음의 수학식4에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00010
이때, PAinput (k)는 신호 세기 측정부에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값
한편, 보정용 신호와 안테나 수신 신호는 서로 합성되지 않는 것이 바람직하므로 안테나와 채널 수신부 및 신호 생성부의 사이에 스위치부(290)를 배치할 수 있다. 스위치부는 신호 생성부의 구동시 채널 수신부와 신호 생성부를 연결시키고, 신호 생성부의 비구동시 안테나와 채널 수신부를 연결시킴으로써 보정용 신호와 안테나 수신 신호가 합성되지 않도록 한다.
수신 전파 신호의 세기 측정 장치의 동작은 도 6에 도시된 수신 전파 신호의 세기 측정 방법으로서 설명될 수 있다.
도 6은 본 발명과 관련된 수신 전파 신호의 세기 측정 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저 일정 주기마다(S 510) 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 채널 수신부로 전송한다(S 520). 이와 같은 동작은 신호 생성부(210)에서 이루어지며, 기설정된 세기는 주파수별로 1개일 수 있다. 최초 구동시 일정 주기를 만족하지 못한 상태에서 안테나 수신 신호를 전송받게 되면 안테나 수신 신호의 세기를 보정할 수 없게 된다. 따라서 일정 주기는 최초 구동시를 기준으로 하여 책정될 수 있다. 이에 따르면 최초 구동시에 무조건 일정 주기를 만족하게 되므로 차이값(보정값)을 산출할 수 있다.
채널 수신부의 출력단에서 보정용 신호의 세기와 주파수를 측정한다(S 530). 보정용 신호의 세기는 신호 세기 측정부(240)에서 측정되며, 보정용 신호의 주파수는 주파수 측정부(260)에서 측정된다.
측정된 보정용 신호의 세기와 기설정된 세기의 차이값을 산출한다(S 540). 보정값 산출부(230)에서 이루어지는 동작으로 이를 위해 보정값 산출부는 신호 생성부로부터 보정용 신호의 기설정된 세기를 전송받고 신호 세기 측정부로부터 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받는다. 이때 보정값 산출부에서 산출되는 차이값 α(i)는 다음의 수학식5에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00011
이때, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기
PAinput은 보정용 신호의 기설정된 세기
측정된 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 산출된 차이값을 저장한다(S 550). 저장부(250)에서 이루어지는 동작으로 이렇게 주파수와 차이값을 저장함으로써 추후 안테나 수신 신호의 보정에 차이값을 이용할 수 있도록 한다.
채널 수신부로 전송된(S 560) 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 채널 수신부의 출력단에서 측정한다(S 570). 안테나 수신 신호의 세기는 보정용 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부(240)에서 측정되며, 마찬가지로 안테나 수신 신호의 주파수는 보정용 신호의 주파수를 측정하는 주파수 측정부(260)에서 측정된다. 안테나 수신 신호는 존재할 수도 있으며 존재하지 않을 수도 있다. 안테나 수신 신호가 존재하면 채널 수신부의 출력단에서 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하고 그렇지 않으면 신호 생성부에서 설정된 일정 주기를 만족하는지 여부를 판단한다. 물론 도 6에 도시하지는 않았지만 안테나 수신 신호가 존재하는 상태에서도 일정 주기에 맞춰 차이값을 산출하는 과정을 수행할 수도 있다. 이때는 사용자의 설정에 의해 안테나 수신 신호가 존재하는 상태에서도 일정 주기에 맞춰 차이값을 산출할지, 안테나 수신 신호의 지속적인 분석을 위해 일정 주기를 무시하고 차이값을 산출하지 말지를 선택하도록 할 수 있다.
저장부에 저장된 차이값 중에서 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 추출하여 측정된 안테나 수신 신호의 세기에 반영하여 안테나 수신 신호의 최종 세기를 산출한다(S 580). 신호 세기 보정부(270)에서 이루어지는 동작으로 차이값이 수학식5에 의해 산출되는 경우 안테나 수신 신호의 최종 세기 PAinput (k)는 다음의 수학식6에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112010081288811-pat00012
이때, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기
α(i)는 산출된 차이값
한편, 보정용 신호와 안테나 수신 신호의 합성을 방지하기 위해 보정용 신호를 채널 수신부로 전송하는 단계(S 520) 이전에 안테나 수신 신호를 수신하는 안테나와 상기 채널 수신부의 연결을 차단시킬 수 있다. 또한, 산출된 차이값을 저장하는 단계(S 550)와 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계(S 570) 사이에 보정용 신호의 생성을 중지하고 안테나와 채널 수신부를 연결시킬 수 있다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
수신 전파 신호의 세기를 이용하는 장치에 적용할 수 있다.
예를 들어 진폭을 이용하여 수신 전파의 방향을 탐지하는 시스템에 적용할 수 있다.
110, 210...신호 생성부 130, 230...보정값 산출부
150, 250...저장부 170, 270...신호 세기 보정부
220...채널 수신부 240...신호 세기 측정부
260...주파수 측정부

Claims (15)

  1. 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 안테나와 연결된 채널 수신부로 전송하는 신호 생성부;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 보정용 신호의 세기를 전송받아 상기 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출하는 보정값 산출부;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수에 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 저장부; 및
    상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 상기 저장부에서 추출하여 상기 채널 수신부의 출력단에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영하는 신호 세기 보정부;
    를 포함하는 수신 전파 신호의 세기 보정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나와 상기 채널 수신부 및 상기 신호 생성부의 사이에 위치하여 상기 신호 생성부의 구동시 상기 채널 수신부와 상기 신호 생성부를 연결시키고, 상기 신호 생성부의 비구동시 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 보정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 수신부는 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 갖는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 보정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정값 산출부는 다음의 수학식에 의해 상기 차이값 α(i)를 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 보정 장치.
    Figure 112010081288811-pat00013

    여기서, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기,
    PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 보정 장치.
    Figure 112010081288811-pat00014

    여기서, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기,
    α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값.
  6. 안테나를 통해 안테나 수신 신호를 전송받는 채널 수신부;
    일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 상기 채널 수신부로 전송하는 신호 생성부;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 세기 또는 상기 안테나 수신 신호의 세기를 측정하는 신호 세기 측정부;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 주파수 또는 상기 안테나 수신 신호의 주파수를 측정하는 주파수 측정부;
    상기 측정된 보정용 신호의 세기를 전송받아 상기 신호 생성부에서 전송된 기설정된 세기와의 차이값을 산출하는 보정값 산출부;
    상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 저장부; 및
    상기 주파수 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 상기 저장부에서 추출하여 상기 신호 세기 측정부에서 측정된 상기 안테나 수신 신호의 세기에 반영하는 신호 세기 보정부;
    를 포함하는 수신 전파 신호의 세기 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 안테나와 상기 채널 수신부 및 상기 신호 생성부의 사이에 위치하여 상기 신호 생성부의 구동시 상기 채널 수신부와 상기 신호 생성부를 연결시키고, 상기 신호 생성부의 비구동시 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 채널 수신부는 동일 주파수에서 동적 범위 내의 신호의 세기에 대해서 선형성을 갖는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정값 산출부는 다음의 수학식에 의해 상기 차이값 α(i)를 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 장치.
    Figure 112010081288811-pat00015

    여기서, PAoutput은 신호 세기 측정부에서 측정된 보정용 신호의 세기,
    PAinput은 신호 생성부에서 전송된 보정용 신호의 기설정된 세기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호 세기 보정부의 출력값 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 장치.
    Figure 112010081288811-pat00016

    여기서, PAinput (k)는 신호 세기 측정부에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기,
    α(i)는 보정값 산출부에서 산출된 차이값.
  11. 일정 주기마다 주파수별로 기설정된 세기의 보정용 신호를 생성하여 채널 수신부로 전송하는 단계;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 보정용 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계;
    상기 측정된 보정용 신호의 세기와 상기 기설정된 세기의 차이값을 산출하는 단계;
    상기 측정된 보정용 신호의 주파수와 대응시켜 상기 산출된 차이값을 저장하는 단계;
    상기 채널 수신부의 출력단에서 상기 채널 수신부로 전송된 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계; 및
    상기 저장된 차이값 중에서 상기 측정된 안테나 수신 신호의 주파수에 대응되는 차이값을 추출하여 상기 측정된 안테나 수신 신호의 세기에 반영하여 안테나 수신 신호의 최종 세기를 산출하는 단계;
    를 포함하는 수신 전파 신호의 세기 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보정용 신호를 채널 수신부로 전송하는 단계 이전에,
    상기 안테나 수신 신호를 수신하는 안테나와 상기 채널 수신부의 연결을 차단시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 산출된 차이값을 저장하는 단계와 상기 안테나 수신 신호의 세기와 주파수를 측정하는 단계 사이에,
    상기 보정용 신호의 생성을 중지하고 상기 안테나와 상기 채널 수신부를 연결시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기설정된 세기는 주파수별로 1개인 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차이값 α(i)는 다음의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 방법.
    Figure 112010081288811-pat00017

    여기서, PAoutput은 채널 수신부의 출력단에서 측정된 보정용 신호의 세기,
    PAinput은 보정용 신호의 기설정된 세기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 안테나 수신 신호의 최종 세기 PAinput (k)는 다음의 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 수신 전파 신호의 세기 측정 방법.
    Figure 112010081288811-pat00018

    여기서, PAinput (k)는 채널 수신부의 출력단에서 측정된 안테나 수신 신호의 세기,
    α(i)는 산출된 차이값.
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