KR101164853B1 - Signal processing method and system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신호 처리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 신호 처리 시스템은, 무선 신호를 수신하는 수신 안테나, 무선 신호를 광 신호로 변환하는 전광 변환부, 광 신호를 전달하는 광 섬유 및 광 섬유를 통해 전달된 광 신호를 무선 신호로 변환하는 광전 변환부를 포함한다. 본 발명에 의하면 종래 기술에 비해 부피나 무게를 감소시킬 수 있고, 보다 간소한 시스템 구성이 가능하며, 비용 면에서도 저렴한 장점이 있다.
무선 신호, 신호 처리, 안테나, 광 신호, 광 섬유, 전광변환, 광전변환
The present invention relates to a signal processing method and system. The signal processing system of the present invention includes a reception antenna for receiving a wireless signal, an all-optical converter for converting a wireless signal into an optical signal, an optical fiber for transmitting an optical signal, and an optical signal transmitted through the optical fiber to a wireless signal. It includes a photoelectric conversion unit. According to the present invention, it is possible to reduce the volume or weight compared to the prior art, a simpler system configuration is possible, and there is an advantage in terms of cost.
Wireless signal, Signal processing, Antenna, Optical signal, Optical fiber, Optical conversion, Photoelectric conversion
Description
본 발명은 신호 처리 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a signal processing method and system.
본 발명은 지식경제부의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-P1-30-06F82, 과제명: 광대역 RF안테나 측정기술 표준개발].The present invention is derived from the research conducted as part of the Ministry of Knowledge Economy's information and communication standard development support project [Task Management Number: 2008-P1-30-06F82, Task name: Development of broadband RF antenna measurement technology standard].
안테나의 특성이나 EMC(Electromagnetic Compatibility), ERP(Effective Radiated Power), EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)를 분석하기 위해 무선 신호를 측정할 때, 수신 안테나에 연결된 RF(Radio Frequency) 케이블이 전자기파에 영향을 미치기 때문에 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다. RF 케이블이 전자기파에 영향을 미치는 이유는 RF 케이블의 차폐 외각표면에 형성되는 전류로 인해 RF 케이블이 2차 방사체로서 작용하기 때문이다. 일반적으로 안테나의 특성을 측정할 때에는 안테나를 회전시키게 된다. 그러나, 안테나가 회전하면 안테나에 연결된 케이블도 함께 함께 움직이게 되며, 케이블의 움직임에 따라 측정 결과에 오 차가 발생하게 된다. 특히 수직 편파 안테나에서 수직으로 연결된 케이블의 움직이는 경우 이로 인한 측정 결과의 오차가 상당히 크고, 이러한 오차는 7dB 내지 10dB 까지 될 수 있다는 연구 결과가 있다.When measuring radio signals to analyze antenna characteristics, electromagnetic compatibility (EMC), effective radiated power (ERP), and effective isotropic radiated power (EIRP), a radio frequency (RF) cable connected to the receiving antenna affects electromagnetic waves. Because of the madness, there is a problem that accurate measurement is difficult. The reason why the RF cable affects electromagnetic waves is that the RF cable acts as a secondary radiator due to the current generated in the shielded outer surface of the RF cable. In general, the antenna is rotated when measuring the characteristics of the antenna. However, when the antenna rotates, the cable connected to the antenna moves together, and an error occurs in the measurement result as the cable moves. In particular, when the vertically polarized antenna moves vertically connected cable, the error of the measurement result is quite large, and there is a research result that this error can be 7dB to 10dB.
무선 신호 측정에서 RF 케이블의 영향을 최소화하기 위한 여러 기술이 알려져 있다. 그 중 가장 많이 사용되는 방법 중 하나는 페라이트 비드(Ferrite Bead)를 사용하는 방법이다. 페라이트 비드를 이용하면 RF 케이블에 형성되는 전류가 최소화되기 때문에 이 방법은 RF 케이블로 인한 측정 결과의 오차를 줄이는데 효율적이다. 그러나 페라이트 비드는 일반적으로 수 MHz 내지 수백 MHz의 주파수 대역에서 효과적이지만, GHz 이상의 주파수 대역에서는 잘 동작하지 않는 문제가 있다. RF 케이블의 영향을 줄이기 위한 또 다른 기술로서, RF 케이블에 1/4 파장의 슬리브형 발룬(balun)을 장착하는 방법이 있다. 그러나 발룬은 구조적으로 한정된 대역폭을 갖게 되기 때문에, 이 방법 역시 한정된 주파수 대역에서만 효과가 있다는 문제점이 있다. 또한 페라이트 비드나 발룬 등에서 사용되는 동축 선은 전체적인 시스템의 무게 및 시스템 구성의 복잡도를 증가시킨다는 단점도 있다.Several techniques are known for minimizing the effects of RF cable in wireless signal measurement. One of the most used methods is the use of ferrite beads (Ferrite Bead). Using ferrite beads minimizes the current drawn in the RF cable, and this method is effective in reducing the error in measurement results caused by the RF cable. However, ferrite beads are generally effective in the frequency band of several MHz to several hundred MHz, but do not operate well in the frequency band above GHz. Another technique for reducing the impact of RF cables is to mount a quarter-wave sleeve balun on the RF cable. However, since the balun has a structurally limited bandwidth, this method also has a problem that it is effective only in a limited frequency band. In addition, coaxial lines used in ferrite beads or baluns also increase the weight of the overall system and the complexity of the system configuration.
한편, 무향실(FAC : Fully Anechoic Chamber), 반무향실(SAC : Semi-Anechoic Chamber), 오픈 사이트(OS : Open Site)와 같은 실내에서의 무선 신호 측정에 비해, 외부 현장에서의 무선 신호 측정은 여러가지 환경적인 요소들을 고려해야 한다. 예를 들어, 측정하고자 하는 신호원 외의 여러가지 간섭 신호원들(예 : 나무, 건물 등) 때문에 무선 신호의 정확한 측정이 어려워지므로 이러한 간섭 신호원들로부터 독립적인 측정이 가능해야 한다. 이러한 문제는 신호 측정 시스템의 구 조를 더욱 복잡하게 만드는 결과로 이어진다. 또한 측정하고자 하는 신호원과 신호 측정 시스템 간의 거리도 중요한데, 이 거리에 따라서 전자기장의 분포나 안테나의 이득, 기타 안테나 및 무선 기기의 출력을 나타내는 여러 요소들이 달라질 수 있기 때문이다. 또한 외부 건물이나 지면으로부터의 반사, 회절로 인한 측정 오차를 줄이기 위해서는 신호 측정 시스템의 지면으로부터의 높이도 고려되어야 한다.On the other hand, the wireless signal measurement in the outside site is more diverse than the wireless signal measurement in the room such as the FAC (Fully Anechoic Chamber), the Semi-Anechoic Chamber (SAC), and the Open Site (OS). Consider environmental factors. For example, it is difficult to make accurate measurements of radio signals due to various interference sources (e.g. trees, buildings, etc.) other than the ones to be measured. This problem results in a more complex structure of the signal measurement system. The distance between the signal source to be measured and the signal measurement system is also important, because the distance can vary many factors that indicate the distribution of the electromagnetic field, the gain of the antenna, and the output of other antennas and wireless devices. Also, the height from the ground of the signal measurement system should be considered to reduce measurement errors due to reflections and diffraction from external buildings or ground.
따라서 본 발명은 무선 신호의 처리에 있어서 해당 신호의 주파수에 무관하게 항상 동일한 특성을 나타내도록 할 수 있으며, 특히 종래의 RF 케이블의 사용으로 인한 2차 방사 현상을 방지할 수 있는 신호 처리 방법 및 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.Therefore, the present invention can always display the same characteristics regardless of the frequency of the signal in the processing of the radio signal, in particular the signal processing method and system that can prevent secondary radiation phenomena due to the use of conventional RF cable To provide a purpose.
또한 본 발명은 종래 기술에 비해 부피나 무게를 감소시킬 수 있고, 보다 간소한 구성이 가능하며, 비용 면에서도 저렴한 신호 처리 방법 및 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In another aspect, the present invention is to provide a signal processing method and system that can reduce the volume or weight, a simpler configuration, and lower cost compared to the prior art.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned above, can be understood by the following description, and more clearly by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 신호 처리 시스템에 있어서, 무선 신호를 수신하는 수신 안테나, 무선 신호를 광 신호로 변환하는 전광 변환부, 광 신호를 전달하는 광 섬유 및 광 섬유를 통해 전달된 광 신호를 무선 신호로 변환하는 광전 변환부를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.The present invention for achieving the object of the present invention, in the signal processing system, a receiving antenna for receiving a wireless signal, an all-optical conversion unit for converting a wireless signal into an optical signal, an optical fiber for transmitting the optical signal and the optical fiber transmitted through the optical fiber It characterized in that it comprises a photoelectric conversion unit for converting the signal into a wireless signal.
또한 본 발명은 신호 처리 방법에 있어서, 무선 신호를 수신하는 단계, 무선 신호를 광 신호로 변환하는 단계, 광 섬유를 통해 광 신호를 전달하는 단계 및 광 섬유를 통해 전달된 광 신호를 무선 신호로 변환하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.The present invention also provides a signal processing method comprising the steps of: receiving a wireless signal, converting a wireless signal into an optical signal, transmitting an optical signal through the optical fiber, and converting the optical signal transmitted through the optical fiber into a wireless signal It is another feature that includes the step of converting.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 무선 신호의 처리에 있어서 해당 신호의 주파수에 무관하게 항상 동일한 특성을 나타내도록 할 수 있으며, 특히 종래의 RF 케이블의 사용으로 인한 2차 방사 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention as described above, it is possible to always display the same characteristics irrespective of the frequency of the signal in the processing of the radio signal, in particular, it is possible to prevent secondary radiation phenomena due to the use of conventional RF cable There is an advantage.
또한 본 발명에 의하면 종래 기술에 비해 부피나 무게를 감소시킬 수 있고, 보다 간소한 시스템 구성이 가능하며, 비용 면에서도 저렴한 장점이 있다.In addition, according to the present invention it is possible to reduce the volume or weight compared to the prior art, it is possible to simplify the system configuration, there is an advantage in terms of cost.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기 술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and thus, those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
도 1은 본 발명에 의한 신호 처리 방법이 적용될 수 있는 무선 신호 측정 시스템 및 현장 신호 측정 환경을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a wireless signal measuring system and a field signal measuring environment to which a signal processing method according to the present invention can be applied.
무향실(FAC : Fully Anechoic Chamber), 반무향실(SAC : Semi-Anechoic Chamber), 오픈 사이트(OS : Open Site)와 같은 실내에서의 무선 신호 측정에 비해, 도 1과 같은 외부 현장에서의 무선 신호 측정은 여러가지 환경적인 요소들을 추가로 고려해야 한다. 먼저 도 1에 나타난 바와 같이, 무선 신호(116)를 발생시키는 신호원(114)(예를 들면, 이동통신 시스템 또는 방송 시스템의 기지국 또는 중계국)과 무선 신호(116)를 측정하기 위한 신호 측정 시스템(102 내지 112) 사이에는 주택, 공장, 나무, 자동차 등이 존재할 수 있다. 이와 같은 신호원(114)과 신호 측정 시스템(102 내지 112) 사이의 간섭 신호원들은 무선 신호의 측정에 있어 측정의 정확도를 떨어뜨리는 원인이 되므로, 무선 신호 측정시에는 이러한 간섭 신호원에 대한 고려가 필요하다. Compared to wireless signal measurement in the room such as an anechoic chamber (FAC: Fully Anechoic Chamber), a semi-anechoic chamber (SAC), and an open site (OS: Open Site), wireless signal measurement in an external site as shown in FIG. Should take additional environmental factors into account. First, as shown in FIG. 1, a signal measurement system for measuring a
한편, 현장에서의 무선 신호 측정에서는 신호원(114)으로부터의 거리 또한 고려해야할 요소이다. 보통 기지국과 같은 신호원(114)은 자신의 서비스 영역에서 통신 또는 방송 서비스를 위해 RF 신호와 같은 무선 신호(116)를 복사하게 된다. 이 때, 충분히 넓은 영역에 대한 서비스 제공을 위하여 신호원(114)은 주로 철탑(118)과 같이 지상으로부터 일정 이상의 높이를 갖는 곳에 배치된다. 이러한 신호원(114)으로부터 복사되는 무선 신호(116)의 복사 에너지는 거리 함수에 따라 감소하게 된다. On the other hand, the distance from the
전자파와 같은 무선 신호(116)의 측정은 근역장(near-field), 프레넬 존(fresnel zone), 원역장(far-field) 등에서 이루어질 수 있다. 안테나의 이득 혹은 신호의 세기를 측정할 때 이 측정이 근역장에서 이루어졌는가 또는 원역장에서 이루어졌는가가 중요하다. 왜냐하면, 무선 신호를 발생시키는 송신 안테나(114)로부터 측정 지점의 거리에 따라 전자기장의 분포, 이득 등 안테나 및 무선 기긱의 출력을 나타내는 여러가지 요소들이 변하기 때문이다. Measurement of the
신호원(114)과 신호 측정 시스템(102 내지 112) 사이의 거리가 충분히 멀리 떨어져 있는 경우, 신호 측정 지점에서의 안테나 이득 혹은 신호의 세기는 일정한 값이 되며, 이 값이 일반적으로 말하는 안테나의 이득 혹은 실효 복사 출력을 계산하는 안정된 전파 세기가 된다. 안테나의 크기가 D일 경우, 일반적으로 잘 알려진 레이레이(Rayleigh)의 원거리 공식(수학식 1)을 만족하는 거리에서 이득을 측정한다고 하더라도 약 0.5dB 정도의 오차가 발생하게 된다. 따라서 측정 오차를 줄이기 위해서는 이보다 훨씬 먼 거리에서 측정을 해야 할 필요가 있다.When the distance between the
이러한 간섭 신호원 및 측정 거리에 따른 오차를 줄이기 위해서는, 신호 측정 시스템(102 내지 112)이 신호원(114)으로부터 충분한 거리를 확보할 필요가 있으며, 또한 지면으로부터 적어도 신호원(114)에 준하는 높이가 확보되어야 한다. In order to reduce the error according to the interference signal source and the measurement distance, it is necessary for the
본 발명에 의한 신호 처리 방법은 이와 같은 고려 사항을 반영한 것으로서, 도 1에 나타난 신호 측정 시스템(102 내지 112)은 본 발명에 의한 신호 처리 방법이 적용된 것이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 신호 측정 시스템(102 내지 112)은 수신 안테나(102), 마스트(104), 광 케이블(106), 마스터를 지탱하기 위한 지지대(108), 마스트의 높이를 조절하기 위한 모터(110), 이동형 차량(112)을 포함한다. 이러한 신호 측정 시스템(102 내지 112)을 이용할 경우, 모터(110)를 통한 마스트(104) 높이의 조절과 이동형 차량(112)의 탑재에 의해 원하는 거리 조절 또한 가능해지게 된다.The signal processing method according to the present invention reflects such considerations, and the
한편, 종래 기술에 의하면 신호원(114)으로부터 복사된 무선 신호(116)는 일정한 거리의 자유 공간을 통과하여 수신 안테나(102)로 입력된다. 그리고 입력된 무선 신호(116)는 종래의 RF 케이블을 거쳐 신호 분석 시스템, 예를 들면 스펙트럼 분석기로 전달되고, 신호 분석 시스템은 전달된 무선 신호(116)의 수신 레벨을 검출한다. 이처럼 RF 케이블을 사용하는 종래의 신호 측정 시스템은 한정된 대역폭에 서만 사용이 가능하다는 점, RF 케이블에 의한 2차 방사 현상을 일으킨다는 점, 전체적인 시스템의 구성 복잡도 및 무게를 증가시킨다는 점등의 단점이 있다.On the other hand, according to the prior art, the
본 발명에 의한 신호 처리 방법 및 본 발명에 의한 신호 처리 방법이 적용된 도 1의 신호 측정 시스템(102 내지 112)은 이러한 단점을 해결하기 위한 것이다. 수신 안테나(102)에 의해 수신된 무선 신호(116)는 상용 RF 케이블 대신 사용되는 전광변환 모듈에 의해 광 신호로 전환되고, 광 로터리 조인트와 광 케이블을 거쳐 광전변환 모듈에 도달한다. 그리고 전달된 광 신호는 광전변환 모듈에 의해 다시 무선 신호(116)로 변환되어 스펙트럼 분석기와 같은 신호 분석 시스템으로 전달된다. 이러한 본 발명에 의하면 GHz 대의 주파수에서도 시스템의 정상적인 동작을 보장할 수 있고, 2차 방사 현상을 방지할 수 있으며 시스템의 무게를 줄이고 구성을 보다 간소화할 수 있게 된다.The signal measuring
도 2는 도 1에 나타난 신호 측정 시스템을 보다 자세히 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the signal measuring system shown in FIG. 1 in more detail.
신호원으로부터의 무선 신호를 입력받기 위한 수신 안테나(202)는 높이 조절이 가능하며 비금속성 소재로 구성되는 마스트(204)의 일단에 배치된다. 마스트(204)에는 마디(206)가 존재하는데, 이러한 마디(206)를 통해 마스트(204)는 마치 낚싯대의 길이 조절을 하는 것과 같은 원리로 높이 조절이 가능하다. 마스트의 높이 조절은 하부에 위치한 모터(212)를 통해 가능하다. 한편 수신 안테나(202)를 통해 입력된 무선 신호는 광 섬유로 구성된 광 케이블(208)에 의해 신호 분석 모듈 로 전달된다. 수신 안테나(202), 마스트(204), 광 케이블(208), 모터(212) 등은 이동형 차량에 탑재되어 원하는 곳에서 신호 측정이 가능하며, 신호 측정 시 마스트(204)의 고정을 위한 지지대(210)가 이용될 수 있다. The receiving
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.3 is a block diagram showing the configuration of a signal processing system according to an embodiment of the present invention.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템은 수신 안테나(304), 제1 전광변환부(306), 아이솔레이터(308), 제1 광 로터리 조인트(310), 제1 광전변환부(312), 마스트(314), 광 섬유(316), 제2 광전변환부(318), 제2 회전부(320), 제2 광 로터리 조인트(322), 제3 광전변환부(324), 전기신호 출력포터(326), 신호 분석부(328), 제2 전광변환부(330), 제어부(332)를 포함한다.As shown in FIG. 3, a signal processing system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
신호원에서 복사된 무선 신호(302)는 수신 안테나(304)로 입력된다. 1GHz 이하의 주파수 대역에서는 반파장 표준 다이폴 안테나가 수신 안테나(304)로 사용될 수 있고, 1GHz 내지 4GHz의 주파수 대역에서는 혼 안테나가 수신 안테나(304)로 쓰일 수 있다. 수신 안테나(304)에 의해 수신된 무선 신호는 제1 전광변환부(306)에 의해 광 신호로 변환된다. 제1 전광변환부(306)는 입력되는 무선 신호(302)의 전력을 안정화하고 수신 안테나(304)와 제1 전광변환부(306)간의 임피던스를 매칭시키기 위한 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)를 포함할 수 있다. 또한 제1 전광변환부(306), 제2 전광변환부(330)로는 분산 피드백 레이저 다이오드(DFB LD : Distributed Feed Back Laser Diode)등이 사용된다. 그리고 수신 안테나(304)는 SMA 커넥터(Subminiature Coaxial Connector)를 통해 제1 전광변환부(306)와 연결될 수 있다.The
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나 광 신호의 편파를 조절하기 위해 수신 안테나(304)의 편파 모드를 변경하기 위하여 제1 광로터리 조인트(310)가 배치된 곳에 제1 회전부가 포함될 수 있다. 제1 회전부는 90도씩 회전을 하면서 수신 안테나(304)의 편파 모드를 조절한다. 제1 회전부에는 광 신호를 전달하기 위한 광 섬유(316)가 연결되는데, 제1 회전부의 회전에 의하여 광섬유(316)가 꼬이는 것을 방지하기 위하여 신호 처리 시스템은 제1 광 로터리 조인트(310)를 포함한다. 제1 광 로터리 조인트(310)가 포함되는 경우, 프레넬 반사와 같은 반사 현상으로 인해 광 신호가 제1 전광변환부(306)로 되돌아 갈 수 있다. 이는 신호 처리 시스템에 있어서 치명적인 잡음으로 작용하기 때문에, 이를 방지하기 위한 아이솔레이터(308)가 포함될 수 있다.Although not shown in FIG. 1, a first rotating part may be included where the first optical rotary joint 310 is disposed to change the polarization mode of the receiving
제1 전광변환부(306)에 의해 변환된 광 신호는 광 섬유(316)를 통해 이동한다. 한편, 신호 측정시 수신 안테나(304)를 360도 회전시킴으로써 안테나의 복사 패턴에 따른 신호원의 특성을 얻을 수 있으며, 최대의 전력 및 복사 패턴을 얻을 수 있는데, 이러한 수신 안테나(304)의 360도 회전을 위하여 제2 회전부(320)가 포함되어 있다. 제2 회전부(320)가 회전하게 되면 제2 회전부(320)의 상단부, 즉 수신 안테나(304), 제1 전광변환부(306), 광 섬유(316) 등이 함께 회전하게 된다. 이러한 제2 회전부(320)의 회전에 따른 광 섬유(316)의 꼬임 현상을 방지하기 위해서 제2 광 로터리 조인트(322)가 포함된다.The optical signal converted by the first all-
광 섬유(316)를 통해 이동하는 광 신호는 제3 광전변환부(324)에 전달된다. 참고로 제1 광전변환부(312), 제2 광전변환부(318), 제3 광전변환부(324)에는 광 검출기(Photo Detector) 등이 사용될 수 있다. 제3 광전변환부(324)에 전달된 광 신호는 다시 무선 신호로 변환되는데, 이 때 변환된 무선 신호는 수신 안테나(304)를 통해 입력된 무선 신호(302)와 동일한 주파수를 갖는, 즉 동일한 특성을 갖는 무선 신호이다. 제3 광전변환부(324)에 의해 변환된 무선 신호는 간단한 증폭기등을 통해 무선 신호(302)와 동일한 무선 신호로 변조되고, 이 무선 신호는 전기신호 출력포터(326)를 통해 신호 분석부(328)로 출력된다. The optical signal moving through the
이처럼 수신 안테나(304)를 통해 수신된 무선 신호(302)를 광 섬유(316)를 통해 신호 분석부(328)로 전달함으로써 종래 RF 케이블과 같은 도체에 의해 발생되는 신호 간섭을 방지할 수 있다. 또한 비금속성 소재로 구성되는 마스트(314) 또한 신호 간섭을 방지하는데 도움을 준다. 또한 신호 간섭을 줄이기 위해 전광변환부(306, 330), 광전변환부(312, 318, 324) 등은 자체 전원, 예를 들면 건전지를 내장한 구조로 이루어질 수 있다.As such, by transmitting the
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템에는 수신 안테나의 편파 모드를 변경하기 위한 제1 회전부, 수신 안테나를 360도 회전시킬 수 있는 제2 회전부(320)가 포함될 수 있다. 그리고 제1 회전부의 편파 모드 변경 또는 제2 회전부(320)의 회전을 제어하기 위한 제어부(332)가 포함될 수 있다. 기존에는 이러한 제어부(332)와 회전부 간의 제어 신호 전달 또한 금속성 도선을 통해 이루어졌고 이에 따른 신호의 간섭 현상이 발생한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 광으로 이루어지는 제어 신호를 광 섬유를 통해 각 회전부에 전달한다. 이 때, 제어부(332)의 제어 신호는 무선 신호(302)의 전달에 이용되는 광 섬유(316)와 동일한 경로를 이용하여 전달될 수도 있고, 광 섬유(316)와는 별개의 광 섬유를 통해 전달될 수도 있다. 도 3에 나타난 본 발명의 일 실시예에서는 무선 신호(302)의 전달 경로와 동일한 광 섬유(316)를 통해 제어 신호가 전달되는 것으로 가정하여 설명한다. 도 3에서 제어 신호는 무선 신호(302)와의 구분을 위하여 굵은 화살표로 표시된다.As described above, the signal processing system according to an embodiment of the present invention may include a first rotating part for changing the polarization mode of the receiving antenna and a second
제어부(332)는 제1 회전부(미도시) 또는 제2 회전부(320)의 회전을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 이 때 제어부(332)에서 출력되는 신호는 전기 신호이다. 출력된 제어 신호는 제2 전광변환부(330)에 입력되어 광 신호로 변환된다. 변환된 광 신호는 광 섬유(316)를 통해 이동하다가 제2 광전변환부(318)에 입력된다. 제2 광전변환부(318)는 입력된 광 신호를 제어부(332)에서 출력된 제어 신호와 동일한 전기 신호로 변환하여 출력한다. 출력된 제어 신호는 제2 회전부에 입력되어 수신 안테나(304)의 회전을 제어하게 된다. The
한편, 제2 전광변환부(330)에서 출력된 광 신호는 광 섬유(316)를 따라 이동하다가 제1 광전변환부(312)에 입력된다. 제1 광전변환부(312)는 입력된 광 신호를 제어부(332)에서 출력된 제어 신호와 동일한 전기 신호로 변환하여 출력한다. 출력된 제어 신호는 제1 회전부(미도시)에 입력되어 수신 안테나(304)의 편파 모드를 제어하게 된다. Meanwhile, the optical signal output from the second all-
앞서 언급한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 전체 시스템의 간소화 및 무게 감소를 위해 단일 광 섬유(316)를 이용하여 무선 신호(302)와 제어부(332)로부터의 제어 신호를 전달할 수 있다. 이 때 무선 신호(302)와 제어부(332)의 제어 신호의 파장을 달리하는 방법을 사용함으로써 두 신호를 하나의 광 섬유(316)로 전달하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 전광변환부(306)에 의해 광 신호로 변환된 무선 신호(302)의 파장은 1550nm로, 제2 전광변환부(330)에 의해 광 신호로 변환된 제어 신호의 파장은 1310nm로 서로 다르게 설정할 수 있다. 이렇게 광 신호의 파장을 서로 달리함으로써 무선 신호(302)와 제어 신호의 전달이 동시에 이루어질 수 있다.As mentioned above, in one embodiment of the present invention, a single
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 수신 안테나부, 전광변환부, 광 섬유 및 마스트의 구조를 설명하기 위한 구조도이다.4 is a structural diagram illustrating the structure of a receiving antenna unit, an all-optical converting unit, an optical fiber, and a mast of the signal processing system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4에 나타난 바와 같이, 수신 안테나(402)는 높이 조절이 가능한 마스트(406)의 일단과 연결된다. 마스트(406)는 하부에 설치될 수 있는 모터 등에 의해 높이 조절이 가능하며, 하나 이상의 마디(410)를 가짐으로써 낚싯대 또는 가정용 라디오의 안테나와 같이 높이 조절이 가능하다. As shown in Figure 4, the receiving
한편, 수신 안테나(402)에는 전광변환부(404)가 연결되어 있다. 그리고 전광변환부(404)에는 전광변환부(404)에 의해 변환되어 출력된 광 신호를 전달하기 위한 광 섬유(408)가 연결되어 있다. 도 4에는 도시되지 않았으나, 수신 안테나(402)와 광 섬유(408)의 사이에는 전광변환부(404) 외에도 광 반사를 막기 위한 아이솔레이터, 수신 안테나(402)의 편파 모드 조절 또는 360도 회전으로 인한 광 섬 유(408)의 꼬임 현상을 방지하기 위한 광 로터리 조인트가 더 포함될 수 있다.On the other hand, the all-
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 수신 안테나 및 마스트의 연결을 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram illustrating a connection between a receiving antenna and a mast of a signal processing system according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 통해 설명한 본 발명의 일 실시예에서, 수신 안테나(402)는 회전부(미도시)에 의해 360도 회전하는 것이 가능하다. 그런데 도 4와 같은 구조에서 수신 안테나(402)가 회전하게 되면, 회전에 의해 무선 신호의 수신 거리가 달라지는 문제점이 발생한다. 따라서 수신 안테나(402)의 360도 회전에 관계 없이 무선 신호의 수신 거리를 동일하게 유지할 수 있는 구조가 필요하다. In an embodiment of the present invention described with reference to FIG. 4, the receiving
이러한 문제점은 도 5와 같이 수신 안테나(502)의 입구 단면이 이루는 평면과 마스트(512)의 중심축이 서로 동일 평면 상에 존재하도록 수신 안테나(502)와 마스트(512)를 연결함으로써 해결될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 이러한 구조를 위해 수신 안테나(502)와 마스트(512)를 비금속성 소재의 지그(508)로 연결한다. 이러한 지그(508)를 사용하여 수신 안테나(502)와 마스트(512)를 연결할 경우 수신 안테나(502)의 무게 중심이 마스트(512)의 중심과 일치하지 않으므로 주의를 요한다. This problem can be solved by connecting the receiving
도 5에서, 수신 안테나(502)를 통해 수신된 무선 신호는 짧은 RF 케이블(504)을 통해 전광변환부(506)로 전달된다. 전광변환부(506)는 입력된 무선 신호를 광 신호로 변환, 출력하여 광 섬유(510)를 통해 다른 모듈로 광 신호를 전달하게 된다. 앞서 언급한 바와 같이, 전광변환부(506)는 건전지 등의 자체 전원을 내 장하고 있으므로 외부 케이블로부터 전원을 공급받을 필요가 없다.In FIG. 5, the wireless signal received through the receive
지금까지 설명한 본 발명에 의하면, 무선 신호의 처리에 있어서 해당 신호의 주파수에 무관하게 항상 동일한 특성을 나타내도록 할 수 있으며, 특히 종래의 RF 케이블의 사용으로 인한 2차 방사 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention described so far, it is possible to always exhibit the same characteristics regardless of the frequency of the signal in the processing of the radio signal, in particular, the advantage of preventing secondary radiation caused by the use of conventional RF cable There is this.
또한 본 발명에 의하면 종래 기술에 비해 부피나 무게를 감소시킬 수 있고, 보다 간소한 시스템 구성이 가능하며, 비용 면에서도 저렴한 장점이 있다.In addition, according to the present invention it is possible to reduce the volume or weight compared to the prior art, it is possible to simplify the system configuration, there is an advantage in terms of cost.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by.
도 1은 본 발명에 의한 신호 처리 시스템이 적용된 무선 신호 측정 시스템 및 신호 측정 환경을 나타내는 도면.1 is a diagram illustrating a wireless signal measuring system and a signal measuring environment to which a signal processing system according to the present invention is applied.
도 2는 도 1에 나타난 신호 측정 시스템을 보다 자세히 설명하기 위한 구성도.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating the signal measuring system shown in FIG. 1 in more detail. FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 구성을 나타내는 구성도.3 is a block diagram showing a configuration of a signal processing system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 수신 안테나부, 전광변환부, 광 섬유 및 마스트의 구조를 설명하기 위한 구조도.4 is a structural diagram illustrating the structure of a receiving antenna unit, an all-optical converting unit, an optical fiber, and a mast of a signal processing system according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신호 처리 시스템의 수신 안테나 및 마스트의 연결을 설명하기 위한 구성도.5 is a configuration diagram illustrating a connection between a receiving antenna and a mast of a signal processing system according to another embodiment of the present invention.
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- 2009-05-06 KR KR1020090039254A patent/KR101164853B1/en active IP Right Grant
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JP2003294829A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Taiyo Musen Co Ltd | Antenna scanning system for two-dimensional radar |
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