KR101230591B1 - Dual band satellite communication antenna system for sea - Google Patents
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Abstract
본 발명은 X밴드와 Ku밴드를 단일 안테나로 통신할 수 있도록 하는 선박함정용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 안테나 시스템은, 송신시 유전체 피드 혼의 방사전파를 주반사판으로 반사하고, 수신시 주반사판으로부터 수신한 전파를 유전체 피드 혼으로 반사하는 부반사판; 송신시 상기 부반사판으로부터 반사된 전파를 공중으로 반사하고, 수신시 공기중으로부터 수신한 전파를 상기 부반사판으로 반사하는 주반사판; 주반사판의 중앙에 설치되며 유전체를 통해 부반사판을 지지 및 고정하고, X밴드 송신신호와 Ku밴드 송신신호를 1개의 피드 혼으로 합성하여 부반사판으로 복사하고, 상기 부반사판으로부터 수신한 듀얼 밴드 수신신호를 X밴드와 Ku밴드로 구분하는 유전체 피드 혼; 안테나의 야우, 롤링, 피치 자세를 감지하기 위한 자이로센서; 안테나의 야우, 롤링, 피치 각도를 감지하기 위한 각도센서; 제어신호에 따라 안테나의 야우 자세를 제어하기 위한 야우 모터; 제어신호에 따라 안테나의 롤링 자세를 제어하기 위한 롤링 모터; 제어신호에 따라 안테나의 피치 자세를 제어하기 위한 피치 모터; 및 자이로센서와 각도센서로부터 안테나의 자세와 각도를 감지하여 안테나가 위성을 추적하도록 야우 모터와 롤링 모터와 피치 모터를 제어하는 안테나 제어수단으로 구성된다.The present invention relates to a dual-band satellite communication antenna system for ship vessels that can communicate the X-band and Ku-band with a single antenna, the antenna system of the present invention, reflects the radio wave of the dielectric feed horn to the main reflector when transmitting, A sub-reflection plate which reflects the radio wave received from the main reflection plate to the dielectric feed horn upon reception; A main reflection plate reflecting the radio wave reflected from the sub-reflection plate into the air during transmission and reflecting the radio wave received from the air into the sub-reflection plate upon reception; It is installed at the center of the main reflector and supports and fixes the sub-reflection plate through the dielectric, and combines the X-band transmission signal and the Ku-band transmission signal into one feed horn to copy the sub-reflection plate, and receives the dual band received from the sub-reflection plate. A dielectric feed horn dividing the signal into X and Ku bands; Gyro sensor for sensing the yaw, rolling, pitch attitude of the antenna; An angle sensor for detecting the yaw, rolling, and pitch angles of the antenna; A yaw motor for controlling the yaw attitude of the antenna according to the control signal; A rolling motor for controlling the rolling attitude of the antenna according to the control signal; A pitch motor for controlling the pitch attitude of the antenna according to the control signal; And antenna control means for controlling the yaw motor, the rolling motor, and the pitch motor so that the antenna tracks the satellite by sensing the attitude and angle of the antenna from the gyro sensor and the angle sensor.
Description
본 발명은 해상용 위성통신 안테나 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 X밴드와 Ku밴드(혹은 Ka밴드)를 단일 안테나로 통신할 수 있고 유전체 피드 혼을 사용하는 선박함정용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a marine satellite communication antenna system, and more particularly to a dual-band satellite communication antenna system for ship vessels that can communicate X band and Ku band (or Ka band) as a single antenna and uses a dielectric feed horn. It is about.
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.In general, satellite communication refers to launching a satellite at a certain altitude above the earth to perform a communication or broadcasting service, which is advantageous for communication between books, wallpaper, and mobile devices, and in the case of satellite broadcasting, TV difficulties in mountain walls or urban building areas. It can solve the problem, and can provide various services of high quality. The satellite communication system is divided into space parts related to satellites, ground parts such as earth stations and control stations installed on the ground, and signal parts of signals, that is, methods of transmitting or processing radio waves.
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 오프셋(Off Set)형 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 ADE형 또는 Slot형 등 다양한 형태로 조립하였다.A satellite communication earth station is a ground facility that transmits and receives communication satellites and is basically composed of a transmitter, a receiver, and an earth station antenna. Generally, the antenna for satellite communication includes a king post antenna, a yoke & tower antenna, a wheel on track antenna, a beam wave guide antenna, Vehicle-mounted main reflection plate, sub-reflection plate offset (Off Set) antenna, and the like. In addition, a large-caliber parabola is used as the main reflector, and a case-cage antenna composed of a sub-reflection mirror and a primary radiator of a rotation hyperbolic line is mainly used. The reflector of the satellite communication antenna is assembled in various forms such as dish type, ADE type, or slot type. It was.
한편, 종래의 해상용 위성 통신 안테나 시스템은 X밴드 안테나와 Ku밴드 안테나가 각각 설치되어 설치 공간을 많이 차지하고, 설치 비용도 많이 드는 문제점이 있다. 또한 코루게이트 피드혼을 사용하는 듀얼밴드 위성통신 안테나 시스템에서 주 반사판 직경이 작을 경우 X-BAND와 Ku-BAND를 통합하는 피드 계통의 개구면이 크고 길어지며 부반사판도 커지고, 이에 따라 정면 복사 차폐가 커져 전파손실이 커지고, X-BAND HPA 와 Ku-BAND HPA 등을 부착할 수 없게 되는 문제점이 있다.
On the other hand, the conventional marine satellite communication antenna system has a problem that the X-band antenna and Ku-band antenna are installed respectively occupy a lot of installation space, the installation cost is also high. In addition, in the dual-band satellite antenna system using corrugated feed horns, when the main reflector diameter is small, the opening of the feed system integrating X-BAND and Ku-BAND becomes large and long, and the sub-reflection plate becomes large, thus the front radiation shielding. There is a problem in that the radio wave loss is increased and the X-BAND HPA and Ku-BAND HPA cannot be attached.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 X밴드와 Ku밴드(혹은 Ka밴드)를 단일 안테나로 구현하여 설치 공간과 비용을 대폭 줄이고, 유전체 피드 혼을 사용하여 효율을 개선한 선박(함정)용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템을 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of the present invention is to implement a X-band and Ku band (or Ka band) as a single antenna to significantly reduce the installation space and cost, using a dielectric feed horn It is to provide a dual band satellite communication antenna system for ships (traps) with improved efficiency.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 발명의 안테나 시스템은, 송신시 유전체 피드 혼의 방사전파를 주반사판으로 반사하고, 수신시 주반사판으로부터 수신한 전파를 유전체 피드 혼으로 반사하는 부반사판; 송신시 상기 부반사판으로부터 반사된 전파를 공중으로 반사하고, 수신시 공기중으로부터 수신한 전파를 상기 부반사판으로 반사하는 주반사판; 상기 주반사판의 중앙에 설치되며 유전체를 통해 상기 부반사판을 지지 및 고정하고, X밴드 송신신호와 Ku(또는 Ka)밴드 송신신호를 1개의 피드 혼(Feed Horn) 합성하여 부반사판으로 복사하고, 상기 부반사판으로부터 수신한 듀얼 밴드 수신신호를 X밴드와 Ku(또는 Ka)밴드로 구분하는 유전체 피드 혼; 안테나의 야우, 롤링, 피치 자세를 감지하기 위한 자이로센서; 안테나의 야우, 롤링, 피치 각도를 감지하기 위한 각도센서; 제어신호에 따라 안테나의 야우 자세를 제어하기 위한 야우 모터; 제어신호에 따라 안테나의 롤링 자세를 제어하기 위한 롤링 모터; 제어신호에 따라 안테나의 피치 자세를 제어하기 위한 피치 모터; 및 상기 자이로센서와 상기 각도센서로부터 안테나의 자세와 각도를 감지하여 안테나가 위성을 추적하도록 상기 야우 모터와 상기 롤링 모터와 상기 피치 모터를 제어하는 안테나 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the antenna system of the present invention includes a sub-reflection plate reflecting the radio wave of the dielectric feed horn to the main reflector when transmitting, and reflects the radio wave received from the main reflector to the dielectric feed horn when receiving; A main reflection plate reflecting the radio wave reflected from the sub-reflection plate into the air during transmission and reflecting the radio wave received from the air into the sub-reflection plate upon reception; It is installed at the center of the main reflector plate and supports and fixes the sub-reflective plate through a dielectric, and synthesizes one feed horn (Fed Horn) by combining the X-band transmission signal and the Ku (or Ka) band transmission signal, A dielectric feed horn dividing the dual band received signal received from the sub-reflection plate into an X band and a Ku (or Ka) band; Gyro sensor for sensing the yaw, rolling, pitch attitude of the antenna; An angle sensor for detecting the yaw, rolling, and pitch angles of the antenna; A yaw motor for controlling the yaw attitude of the antenna according to the control signal; A rolling motor for controlling the rolling attitude of the antenna according to the control signal; A pitch motor for controlling the pitch attitude of the antenna according to the control signal; And antenna control means for controlling the yaw motor, the rolling motor, and the pitch motor so that the antenna tracks the satellite by detecting the attitude and angle of the antenna from the gyro sensor and the angle sensor.
상기 유전체 피드 혼은 피드 혼과, 상기 부반사판을 고정 및 지지하고 상기 피드 혼의 개구에 삽입되는 유전체와, 상기 피드 혼에 연결되는 원형 도파관과, 상기 원형 도파관에 연결되어 X밴드의 송신신호와 수신신호를 분리하는 X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)와, 상기 원형 도파관에 연장되어 Ku밴드의 송신신호와 수신신호를 분리하는 Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)와, 상기 X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)에 연결되는 위상 시프터와, 상기 위상 시프터에 연결되는 폴라라이져와, 상기 폴라라이져에 연결되는 X밴드 대역통과필터와, 상기 Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)에 연결되는 Ku밴드 필터로 구성된다.The dielectric feed horn includes a feed horn, a dielectric that fixes and supports the sub-reflective plate and is inserted into an opening of the feed horn, a circular waveguide connected to the feed horn, and a X-band transmission signal and reception connected to the circular waveguide. X-band Orthomode Transducer (OMT) for separating the signal, Ku-band Orthomode Transducer (OMT) for extending the circular waveguide and separating the transmitted and received signals of the Ku-band, and the X-band A phase shifter connected to an orthomode transducer (OMT), a polarizer connected to the phase shifter, an X-band bandpass filter connected to the polarizer, and the Ku band orthomode transducer (OMT) It consists of a Ku band filter connected to).
상기 안테나 시스템은 상기 주반사판을 지지하기 위한 주반사판 지지대와, 상기 주반사판 지지대를 받쳐주기 위한 페데스탈과, 안테나 데크측과 장비측을 연결하기 위한 로터리 조인트 슬립링과, 트래킹을 위해 X밴드신호나 Ku밴드 신호를 선택하기 위한 RF 스위치와, 상기 RF 스위치에 의해 선택된 신호를 수신하는 트래킹 수신기를 을 더 구비할 수 있다.The antenna system includes a main reflection plate support for supporting the main reflection plate, a pedestal for supporting the main reflection plate support, a rotary joint slip ring for connecting the antenna deck side and the equipment side, and an X band signal for tracking. It may further include an RF switch for selecting the Ku-band signal, and a tracking receiver for receiving the signal selected by the RF switch.
상기 안테나제어수단은 장비 룸에 위치하여 상기 트래킹 수신기와 각도신호와 자이로신호와 GPS신호를 수신받아 콘스캔 트래킹 혹은 스텝 트래킹 신호를 생성하는 안테나 컨트롤 유니트와, 안테나 데크에 위치하여 상기 야우 모터와 롤링 모터와 피치 모터를 제어하는 페데스탈 컨트롤 유니트와, 상기 안테나 컨트롤 유니트와 상기 페데스탈 컨트롤 유니트 사이에 제어신호를 송수신하기 위한 컨트롤 모뎀들로 구성된다.
The antenna control means is located in the equipment room and receives the tracking receiver, the angle signal, the gyro signal and the GPS signal to the antenna control unit for generating a cone scan or step tracking signal, and located on the antenna deck and rolling with the yaw motor A pedestal control unit for controlling a motor and a pitch motor, and a control modem for transmitting and receiving a control signal between the antenna control unit and the pedestal control unit.
본 발명에 따른 해상용 위성통신 안테나 시스템은 X밴드와 Ku밴드를 단일 안테나로 구현하여 설치 공간과 비용을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명의 안테나 시스템은 피드혼으로 유전체 혼을 사용함으로써 피드 혼의 개구를 작게 하고, 부반사판의 직경도 작게 하여 정면 복사 차폐 손실을 줄이고 회전모터를 사용하지 않고 부반사판을 고정하여 높이를 줄이고 경량화하여 효율을 크게 개선할 수 있다.
Marine satellite communication antenna system according to the present invention has the advantage that can greatly reduce the installation space and cost by implementing the X band and Ku band as a single antenna. In addition, the antenna system of the present invention uses a dielectric horn as the feed horn to reduce the opening of the feed horn, and also to reduce the diameter of the sub-reflection plate to reduce the front radiation shielding loss, and to reduce the height and weight by fixing the sub-reflection plate without using a rotating motor. The efficiency can be greatly improved.
도 1은 본 발명에 따라 유전체 혼을 사용하는 위성통신 안테나 시스템의 개념을 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 듀얼밴드 위성통신 안테나 시스템의 구성 블럭도이다.1 is a schematic diagram showing the concept of a satellite communication antenna system using a dielectric horn in accordance with the present invention;
2 is a front view of a marine dual band satellite communication antenna system according to the present invention;
3 is a side view of a marine dual band satellite communication antenna system according to the present invention;
4 is a block diagram of a dual band satellite communication antenna system according to the present invention.
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.
The technical problems achieved by the present invention and the practice of the present invention will be more clearly understood by the preferred embodiments of the present invention described below. The following examples are merely illustrated to illustrate the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따라 유전체 혼을 사용하는 위성통신 안테나 시스템의 개념을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a concept of a satellite communication antenna system using a dielectric horn in accordance with the present invention.
본 발명에 따른 듀얼밴드 위성통신 안테나 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 유전체 피드 혼(130)을 이용하여 피드 혼(FEED HORN)의 개구도 작게 하고 부반사판(121)의 직경도 작게 하여 정면 복사 차폐 손실을 줄이고 부반사판부(120)에 회전 모터를 부착하지 않고 부반사판(121)을 유전체(122)에 고정한 후 피드 혼의 폴라라이져 밑을 구부려 BPF(137TX, 137RX)를 부착함으로써 높이를 줄이고 경량화하여 효율을 높인 것이다.As shown in FIG. 1, the dual band satellite communication antenna system according to the present invention uses the
이러한 본 발명의 안테나 시스템은 후술하는 바와 같이, 자동 안테나컨트롤유니트(ACU)가 콘스켄 트래킹(TRACKING) 혹은 스텝 트래킹(STEP TRACKING)한다. 자동 안테나컨트롤유니트(ACU)는 콘스켄 트랙(TRACK) 또는 스텝 트랙(STEP TRACK)을 가능케 자동 절체 방식으로 구성되어 큰 신호를 선택하게 할 수 있고, 트래킹(TRACKING) 수신기(도 4의 202)에 입력되는 X대역 중간주파신호(X-BAND IF)와 Ku대역 중간주파신호(Ku-BAND IF)는 동일하게 변환하여 자동선택 RF 스위치(도 4의 206)에 연결되어 X 또는 Ku BAND 중 어느 한 주파수 전파가 약해지면 큰 쪽으로 자동으로 절체되게 구성한 것이다. In the antenna system according to the present invention, as described below, the automatic antenna control unit (ACU) performs cone tracking (TRACKING) or step tracking (STEP TRACKING). The automatic antenna control unit (ACU) can be configured in an automatic transfer method to enable the CONSKE track (TRACK) or the step track (STEP TRACK), so that a large signal can be selected, and a tracking receiver (202 in FIG. 4) The input X-band intermediate frequency signal (X-BAND IF) and the Ku-band intermediate frequency signal (Ku-BAND IF) are converted in the same manner and connected to an auto-selection RF switch (206 in FIG. When the frequency propagation weakens, it is configured to automatically switch to the larger side.
도 2는 본 발명에 따른 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템의 측면도이다.2 is a front view of a marine dual band satellite communication antenna system according to the present invention, Figure 3 is a side view of a marine dual band satellite communication antenna system according to the present invention.
본 발명의 위성통신 안테나 시스템은 주반사판(110)의 중심 위치에 유전체 피드 혼(130)을 부착하고, 유전체(122)에 부반사판(121)을 고정시켜 설치한 후 콘스캔 트래킹 혹은 스텝 트래킹하도록 한 것이다.The satellite communication antenna system of the present invention attaches the
본 발명에 따른 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 안테나 설비를 비바람으로부터 보호하기 위한 레이돔(101)과, 안테나 데크부를 지지하기 위한 페데스탈(102)과, 송신시 부반사판(121)으로부터 반사된 전파를 공중으로 반사하고, 수신시 공기중으로부터 수신한 전파를 부파사판(121)으로 반사하는 주반사판(110)과, 안테나 데크를 지지하기 위한 지지 구조물(105)과, 송신시 피드 혼의 방사전파를 주반사판(110)으로 반사하고, 수신시 주반사판(110)으로부터 수신한 전파를 유전체 피드 혼(130)으로 반사하는 부반사판(121)과, 유전체(122)를 통해 부반사판(121)을 지지 및 고정하고 주반사판(110)의 중앙에 위치하여 X밴드 송신신호와 Ku밴드 송신신호를 합성하여 부반사판측으로 복사하고, 부반사판(121)으로부터 수신한 듀얼 밴드 수신신호를 X밴드와 Ku밴드로 구분하는 유전체 피드 혼(130)과, 안테나의 야우, 롤링, 피치 자세를 감지하기 위한 자이로센서(162)와, 안테나의 야우, 롤링, 피치 각도를 감지하기 위한 각도센서(161)와, 제어신호에 따라 안테나의 야우 자세를 제어하기 위한 야우 감속 모터(151)와, 제어신호에 따라 안테나의 롤링 자세를 제어하기 위한 롤링 감속 모터(152)와, 제어신호에 따라 안테나의 피치 자세를 제어하기 위한 피치 감속 모터(153)로 구성된다.The marine dual band satellite communication antenna system according to the present invention, as shown in Figures 2 and 3, the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상측에 노출된 안테나 데크부와 송수신 장비가 위치한 장비 룸은 로터리 조인트 슬립링(103)을 통해 연결되며, X밴드 송신신호는 X밴드 송신기 커넥터(171)로 입력되고, X밴드 수신신호는 X밴드 수신기 커넥터(172)로 출력되며, Ku밴드 송신신호는 Ku밴드 송신기 커넥터(174)로 입력되고, Ku밴드 수신신호는 Ku밴드 수신기 커넥터(173)로 출력된다.1 to 3, the antenna deck portion exposed to the upper side and the equipment room in which the transmission and reception equipment is located are connected through the rotary
안테나 지지구조물(105)은 안테나 수평회전 지지구조물(105b)과, 안테나 하부 마운트(105a)로 이루어지고, 수평회전 지지구조물(105b)은 야우 회전감속모터(151)의 회전에 따라 피니언 기어가 회전기어를 회전시켜 안테나를 수평방향으로 회전시키도록 되어 있다. 안테나 데크의 레이돔(101)에는 유지보수를 위해 출입할 수 있도록 출입문이 있고, 안테나 데크에는 페데스탈 컨트롤 유니트(191)가 위치하여 피치, 야우, 롤링 자이로센서(162)로부터 감지한 자세신호와 피치, 야우, 롤링 각도센서(163)로부터 감지한 각도신호를 입력받아 컨트롤 모뎀(183)을 통해 장비 룸(EQPEMENT ROOM)의 안테나 컨트롤 유니트(ACU: 200)측으로 전송한다.The
롤링 감속 모터(152)는 회전 벨트(152a)를 통해 안테나를 회전시키고, 안테나 데크에는 Ku밴드 송신신호를 증폭하기 위한 고출력증폭기(HPA: 141Ku-TX)와, Ku밴드 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음증폭기(LNA: 141Ku-RX)가 위치하고 있으며, Ku밴드 고출력증폭기 및 저잡음 증폭기는 도파관 급전선(143Ku)을 통해 유전체 피드 혼(130)과 연결된다. 또한 안테나 데크에는 X밴드 송신신호를 증폭하기 위한 고출력증폭기(141X-TX)와, X밴드 수신신호를 증폭하기 위한 저잡음증폭기(141X-RX)가 위치하고 있으며, X밴드 고출력증폭기(141X-TX) 및 저잡음 증폭기(141X-RX)는 도파관 급전선(143X)을 통해 유전체 피드 혼(130)과 연결된다. The
도 4는 본 발명에 따른 해상용 위성통신 안테나 시스템의 구성 블럭도이다.4 is a block diagram of a marine satellite communication antenna system according to the present invention.
본 발명에 따른 해상용 위성통신 안테나 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이 지상에 노출된 안테나 데크부와, 각종 송수신장비가 설치된 장비 룸으로 구분되어 선박(혹은 함정)에 설치되는데, 안테나 데크와 장비 룸의 장비는 로터리 조인트(103)를 통해 연결된다.The marine satellite communication antenna system according to the present invention is divided into an antenna deck unit exposed to the ground and an equipment room in which various transmission and reception equipments are installed as shown in FIG. 4, and installed in a vessel (or a trap), the antenna deck and equipment The equipment in the room is connected via the
그리고 본 발명에 따른 위성통신 안테나 시스템은 장비측에 위치하는 안테나 컨트롤 유니트(ACU:200)와, 안테나 데크측에 위치하는 페데스탈 컨트롤 유니트(191)에 의해 안테나의 자세와 방향을 제어하여 위성을 추적하는데, 안테나컨트롤 유니트(200)와 페데스탈 컨트롤 유니트(191) 사이에서 제어신호는 컨트롤 모뎀(183,210)을 통해 전송된다.The satellite communication antenna system according to the present invention tracks the satellite by controlling the attitude and direction of the antenna by the antenna control unit (ACU: 200) located on the equipment side and the
도 4를 참조하면, Ku밴드 송신데이터는 데이터모뎀(220)에서 변조된 후 로터리 조인트(103)를 거쳐 안테나 데크측의 고출력증폭기(141Ku-TX)로 전송되고, 고출력증폭된 Ku밴드 송신신호는 송신필터(138TX), Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)(133Ku)를 거쳐 피드 혼(131)으로 전송되고, 피드 혼(131)에서 수신된 Ku밴드 수신신호는 Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)(133Ku)와 수신 대역필터(138RX)를 거쳐 저잡음 증폭기(141Ku-RX)에서 증폭된 후 로터리 조인트(103)를 거쳐 장비 룸으로 전달되어 데이터 모뎀(220)에서 복조된다. Referring to FIG. 4, the Ku band transmission data is modulated in the
또한 X밴드 송신 데이터는 데이터모뎀(230)에서 변조된 후 로터리 조인트(103)를 거쳐 안테나 데크측의 고출력증폭기(141X-TX)로 전송되고, 고출력증폭된 X밴드 송신신호는 송신필터(137TX), 폴라라이져(136), 송신필터(134TX), X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)(133X)를 거쳐 피드 혼(131)으로 전송되고, 피드 혼(131)에서 수신된 X밴드 수신신호는 X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)(133X)와 수신 대역필터(134X), 폴라라이져(136), 수신필터(137RX)를 거쳐 저잡음 증폭기(141X-RX)에서 증폭된 후 로터리 조인트(103)를 거쳐 장비 룸으로 전달되어 데이터 모뎀(230)에서 복조된다. In addition, the X-band transmission data is modulated by the
안테나 데크측의 야우 각도센서(YAW ANGLE SENSOR), 피치 각도센서(PITCH ANGLE SENSOR), 롤링 각도센서(ROLL ANGLE SENSOR), 폴 각도센서(POLL ANGLE SENSOR)에서 감지된 각도신호는 페데스탈 컨트롤 유니트(191)를 거쳐 컨트롤 모뎀(183)에서 변조된 후 선로를 타고 장비 룸의 컨트롤 모뎀(210)으로 전송되고, 장비 룸의 컨트롤 모뎀(210)은 각도신호를 복조한 후 안테나 컨트롤 유니트(200)로 전달한다. 또한 스캔센서(SCAN SENSOR)와 틸트센서(TILT SENSOR), 3축 자이로센서(3 AXIS GYRO SENSOR)에서 감지된 자세신호는 페데스탈 컨트롤 유니트(191)를 거쳐 컨트롤 모뎀(183)에서 변조된 후 선로를 타고 장비 룸의 컨트롤 모뎀(210)으로 전송되고, 장비 룸의 컨트롤 모뎀(210)은 각도신호를 복조한 후 안테나 컨트롤 유니트(200)로 전달한다.The angle signals detected by the Yaw ANGLE SENSOR, PITCH ANGLE SENSOR, ROLL ANGLE SENSOR, and POLL ANGLE SENSOR on the antenna deck side are pedestal control unit (191). After being modulated in the
또한 안테나 컨트롤 유니트(200)는 GPS신호(204)를 입력받고 트래킹 수신기(202)의 수신신호와 컨트롤 모뎀(210)의 감지신호를 입력받아 안테나가 위성을 추적하도록 야우 모터와 롤링 모터와 피치 모터를 구동하기 위한 제어신호를 장비 룸의 컨트롤 모뎀(183)으로 전달하고, 안테나 데크측의 컨트롤 모뎀(183)은 이 제어신호를 수신받아 복조한 후 페데스탈 컨트롤 유니트(191)로 전달하며, 페데스탈 컨트롤 유니트(191)는 이 제어신호에 따라 해당 구동 증폭기를 통해 해당 모터를 구동하여 안테나가 위성을 추적하도록 한다. 이때 RF 스위치(206)는 분배기(212)로부터 트래킹을 위해 X밴드신호나 Ku밴드 신호를 선택하고, 트래킹 수신기(202)는 RF 스위치(206)에 의해 선택된 신호를 수신한 후 안테나 컨트롤 유니트(200)로 전달한다.In addition, the
그리고 안테나 데크에 위치한 야우 구동증폭기(YAW DRIVE AMP:192)는 야우 제어신호에 따라 야우 감속모터(151)를 구동하고, 피치 구동증폭기(PITCH DRIVE AMP)는 피치 제어신호에 따라 피치 감속 모터(153)를 구동하며, 롤링 구동증폭기(ROLL DRIVE AMP)는 롤링제어신호에 따라 롤링 감속모터(152)를 제어하고, 폴 구동증폭기(POLL DRIVE AMP)는 폴 제어신호에 따라 폴 감속모터(154)를 제어하고, 스캔 구동증폭기(SCAN DRIVE AMP)는 스캔 제어신호에 따라 스캔 모터(155)를 구동한다. 이와 같이 본 발명의 해상용 듀얼밴드 안테나는 X밴드와 Ku밴드를 단일 안테나로 구현하여 설치 공간과 비용을 대폭 줄일 수 있다.And the yaw drive amplifier (YAW DRIVE AMP: 192) located in the antenna deck drives the
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.
The present invention has been described above with reference to one embodiment shown in the drawings, but those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
101: 레이돔 102: 페데스탈
103: 로터리 조인트 105: 안테나 지지구조물
110: 주반사판 120: 부반사판부
121: 부반사판 130: 유전체 피드 혼
131: 피드 혼 132: 원형 도파관
133X: X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer) 133Ku: Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)
135: 위상 시프터 136: 폴라라이져 183X: X밴드 컨트롤모뎀 183Ku: Ku밴드 컨트롤모뎀
151: 야우 감속 모터 152: 롤링 감속 모터
153: 피치 감속 모터 161: 각도센서
141Ku: Ku Band HPA LNA 141X: X Band HPA LNA 101: radome 102: pedestal
103: rotary joint 105: antenna support structure
110: main reflection plate 120: sub-reflection plate
121: sub-reflective plate 130: dielectric feed horn
131: feed horn 132: circular waveguide
133X: Orthomode Transducer (OMT) 133Ku: Orthomode Transducer (OMT)
135: Phase Shifter 136:
151: yaw reduction motor 152: rolling reduction motor
153: pitch reduction motor 161: angle sensor
141 Ku: Ku
Claims (4)
송신시 상기 부반사판으로부터 반사된 전파를 공중으로 반사하고, 수신시 공기중으로부터 수신한 전파를 상기 부반사판으로 반사하는 주반사판;
상기 주반사판의 중앙에 설치되며 유전체를 통해 상기 부반사판을 지지 및 고정하고, X밴드 송신신호와 Ku(또는 Ka)밴드 송신신호를 1개의 피드 혼(Feed Horn)으로 합성하여 부반사판으로 복사하고, 상기 부반사판으로부터 수신한 듀얼 밴드 수신신호를 X밴드와 Ku(또는 Ka)밴드로 구분하는 유전체 피드 혼;
안테나의 야우, 롤링, 피치 자세를 감지하기 위한 자이로센서;
안테나의 야우, 롤링, 피치 각도를 감지하기 위한 각도센서;
제어신호에 따라 안테나의 야우 자세를 제어하기 위한 야우 모터;
제어신호에 따라 안테나의 롤링 자세를 제어하기 위한 롤링 모터;
제어신호에 따라 안테나의 피치 자세를 제어하기 위한 피치 모터; 및
상기 자이로센서와 상기 각도센서로부터 안테나의 자세와 각도를 감지하여 안테나가 위성을 추적하도록 상기 야우 모터와 상기 롤링 모터와 상기 피치 모터를 제어하는 안테나 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템.A sub-reflection plate which reflects the radio wave of the dielectric feed horn to the main reflector during transmission and reflects the radio wave received from the main reflector to the dielectric feed horn upon reception;
A main reflection plate reflecting the radio wave reflected from the sub-reflection plate into the air during transmission and reflecting the radio wave received from the air into the sub-reflection plate upon reception;
It is installed in the center of the main reflector plate and supports and fixes the sub-reflection plate through a dielectric, and synthesizes the X-band transmission signal and the Ku (or Ka) band transmission signal into one feed horn to copy the sub-reflection plate. A dielectric feed horn dividing the dual band received signal received from the sub-reflection plate into an X band and a Ku (or Ka) band;
Gyro sensor for sensing the yaw, rolling, pitch attitude of the antenna;
An angle sensor for detecting the yaw, rolling, and pitch angles of the antenna;
A yaw motor for controlling the yaw attitude of the antenna according to the control signal;
A rolling motor for controlling the rolling attitude of the antenna according to the control signal;
A pitch motor for controlling the pitch attitude of the antenna according to the control signal; And
Maritime dual band satellite comprising an antenna control means for controlling the yaw motor, the rolling motor and the pitch motor to detect the attitude and angle of the antenna from the gyro sensor and the angle sensor to track the satellite. Communication antenna system.
피드 혼과, 상기 부반사판을 고정 및 지지하고 상기 피드 혼의 개구에 삽입되는 유전체와, 상기 피드 혼에 연결되는 원형 도파관과, 상기 원형 도파관에 연결되어 X밴드의 송신신호와 수신신호를 분리하는 X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)와, 상기 원형 도파관에 연장되어 Ku밴드의 송신신호와 수신신호를 분리하는 Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)와, 상기 X밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)에 연결되는 위상 시프터와, 상기 위상 시프터에 연결되는 폴라라이져와, 상기 폴라라이져에 연결되는 X밴드 대역통과필터와, 상기 Ku밴드 직교모드변환기(OMT: Orthomode Transducer)에 연결되는 Ku밴드 필터로 구성된 것을 특징으로 하는 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템.The method of claim 1 wherein the dielectric feed horn is
X, which fixes and supports the feed horn, the sub-reflective plate and is inserted into the opening of the feed horn, a circular waveguide connected to the feed horn, and an X-band connected to the circular waveguide to separate transmission and reception signals of an X band. Orthomode Transducer (OMT), Ku Band Orthomode Transducer (OMT) which extends to the circular waveguide to separate the Ku-band transmit and receive signals, and the X-band Orthomode Transducer (OMT) A phase shifter connected to an Orthomode Transducer, a polarizer connected to the phase shifter, an X-band bandpass filter connected to the polarizer, and a Ku connected to the Ku-band Orthomode Transducer (OMT) A marine dual band satellite communication antenna system, characterized in that consisting of a band filter.
상기 주반사판을 지지하기 위한 주반사판 지지대와, 상기 주반사판 지지대를 받쳐주기 위한 페데스탈과, 안테나 데크측과 장비측을 연결하기 위한 로터리 조인트 슬립링과, 트래킹을 위해 X밴드신호나 Ku밴드 신호를 선택하기 위한RF 스위치와, 상기 RF 스위치에 의해 선택된 신호를 수신하는 트래킹 수신기를 을 더 구비한 것을 특징으로 하는 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템.The method of claim 1, wherein the antenna system
A main reflector plate support for supporting the main reflector, a pedestal for supporting the main reflector support, a rotary joint slip ring for connecting the antenna deck side and the equipment side, and an X band signal or a Ku band signal for tracking And a tracking receiver for receiving a signal selected by the RF switch, and an RF switch for selecting.
장비 룸에 위치하여 상기 트래킹 수신기와 각도신호와 자이로신호와 GPS신호를 수신받아 콘스캔 트래킹 혹은 스텝 트래킹 신호를 생성하는 안테나 컨트롤 유니트와, 안테나 데크에 위치하여 상기 야우 모터와 롤링 모터와 피치 모터를 제어하는 페데스탈 컨트롤 유니트와, 상기 안테나 컨트롤 유니트와 상기 페데스탈 컨트롤 유니트 사이에 제어신호를 송수신하기 위한 컨트롤 모뎀들로 구성된 것을 특징으로 하는 해상용 듀얼 밴드 위성통신 안테나 시스템.The method of claim 3, wherein the antenna control means
An antenna control unit located in an equipment room to receive the tracking receiver, an angle signal, a gyro signal, and a GPS signal to generate a cone scan tracking or step tracking signal, and an antenna deck to connect the yaw motor, the rolling motor, and the pitch motor. A marine dual band satellite communication antenna system comprising a pedestal control unit for controlling and a control modem for transmitting and receiving a control signal between the antenna control unit and the pedestal control unit.
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