KR101246364B1

KR101246364B1 - 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치

Info

Publication number: KR101246364B1
Application number: KR1020110128149A
Authority: KR
Inventors: 주영달; 고민국; 이동헌
Original assignee: (주)하이게인안테나
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-03-22

Abstract

본 발명은 기존에 설치된 수동 위상가변기에 연결하여 원격지에서 쉽게 위상을 가변할 수 있는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 원격제어장치로부터 전원과 제어신호를 입력받아 빔 틸트 안테나의 위상 가변기 위상을 조절할 수 있도록 된 원격 위상가변 구동장치에 있어서, 위상가변기의 조절노브와 기구적으로 체결되어 조절노브를 정역 회전시키는 체결수단; 상기 원격제어장치로부터 동작 전원을 입력받기 위한 전원부; 상기 원격제어장치와 통신하기 위한 통신부; 상기 조절노브와의 착탈을 감지하기 위한 착탈감지센서; 상기 조절노브의 원점을 인식하기 원점인식센서; 상기 체결수단을 회전시키기 위한 모터; 구동신호에 따라 상기 모터를 구동하기 위한 모터구동부; 상기 모터의 회전을 검출하기 위한 회전검출부; 및 상기 착탈감지센서의 감지신호에 의해 착탈을 감지하여 정상적으로 결합된 경우에는 상기 원점인식센서로부터 원점을 감지하고, 상기 통신부를 통해 원격제어장치와 통신하며, 상기 회전검출부를 통해 회전정도를 검출하면서 상기 통신부를 통해 수신된 제어신호에 따라 상기 모터구동부를 구동하여 위상을 가변시키는 제어부로 구성된다.

Description

빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치{ REMOTE PHASE SHIFTING APPARATUS FOR BEAM TILT ANTENNA }

본 발명은 빔 틸트 안테나의 위상가변기를 원격에서 제어할 수 있는 원격위상 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존에 설치된 수동 위상가변기에 연결하여 원격지에서 쉽게 위상을 가변할 수 있는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기지국용 배열 안테나는 음영지역을 해소하기 위하여 수직방향의 빔 패턴을 틸트시킬 필요가 있는데, 안테나를 물리적으로 틸트시키지 않고 통상 위상변위기를 사용하여 전기적으로 틸트시키고 있다.

위상변위기를 이용하여 전기적인 각도를 조정하는 안테나는 상/하 커버와 레이돔으로 밀폐된 내부 공간 안에 단위 안테나들이 수직으로 배열되어 있고, 각 단위 안테나들은 위상변위기와 연결되어 있고, 위상변위기는 하측 커버에 부착된 각도 조정장치의 손잡이의 회전에 따라 각 단위 안테나의 복사소자에 급전되는 신호의 위상을 가변하여 원하는 틸트 각도를 갖는 수직 빔을 형성하도록 되어 있다. 이러한 안테나에서 전기적 틸트 각도 조정장치는 볼트로 손잡이를 고정하도록 되어 있어 각도를 조정하기 위해서는 볼트를 풀고 각도를 조정한 후 다시 볼트를 돌려 고정해야 하므로 사용하기 불편한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 원격지에서 틸트 각을 제어할 수 있는 종래의 원격 위상 가변구동 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 원격지에 설치된 전원공급부(13)의 전원과 제어부(14)의 제어신호를 바이어스티(12)를 통해 급전 케이블(11)에 인가한 후 급전신호와 함께 안테나측으로 전송하고, 안테나에서는 바이어스티(15)를 이용하여 급전신호와 전원 및 제어신호를 다시 분리한 후 공급된 전원으로 동작하면서 제어신호에 따라 위상가변부(16)를 제어하도록 되어 있다.

종래의 원격 위상 가변구동 장치는 바이어스 티를 통해 급전신호와 전원 및 제어신호를 다시 분리한 후 공급된 전원으로 동작하면서 제어신호에 따라 위상가변부를 제어하도록 되어 있다.

그런데 이러한 종래의 원격 위상가변 구동장치는 정확한 원점 검출과 회전검출이 어려워 정밀한 위상 제어가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 기존에 설치된 수동 위상가변기에 연결하여 원격지에서 쉽게 위상을 가변할 수 있고, 센서를 통해 원점 위치와 회전을 정확하게 검출하여 정밀한 제어가 가능하도록 된 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는, 원격제어장치로부터 전원과 제어신호를 입력받아 빔 틸트 안테나의 위상 가변기 위상을 조절할 수 있도록 된 원격 위상가변 구동장치에 있어서, 위상가변기의 조절노브와 기구적으로 체결되어 조절노브를 정역 회전시키는 체결수단; 상기 원격제어장치로부터 동작 전원을 입력받기 위한 전원부; 상기 원격제어장치와 통신하기 위한 통신부; 상기 조절노브와의 착탈을 감지하기 위한 착탈감지센서; 상기 조절노브의 원점을 인식하기 원점인식센서; 상기 체결수단을 회전시키기 위한 모터; 구동신호에 따라 상기 모터를 구동하기 위한 모터구동부; 상기 모터의 회전을 검출하기 위한 회전검출부; 및 상기 착탈감지센서의 감지신호에 의해 착탈을 감지하여 정상적으로 결합된 경우에는 상기 원점인식센서로부터 원점을 감지하고, 상기 통신부를 통해 원격제어장치와 통신하며, 상기 회전검출부를 통해 회전정도를 검출하면서 상기 통신부를 통해 수신된 제어신호에 따라 상기 모터구동부를 구동하여 위상을 가변시키는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 모터구동부는 포토 카플러를 통해 모터 구동전원과 신호라인을 분리하여 모터 구동시 발생할 수 있는 역전압 인입으로 인한 소자의 파괴를 방지할 수 있는 것이고, 상기 착탈감지센서는 착탈감지기구와, 상기 착탈감지기구에 의해 펄스를 생성하는 포토 인터랍터로 구성되며, 상기 원점인식센서는 원점인식기구와, 상기 원점인식기구에 의해 펄스를 생성하는 포토 인터랍터로 구성된다.

또한 회전검출부는 상기 모터에 설치된 마그네틱 소자와, 서로 90°각도를 갖도록 배치된 한쌍의 홀 센서로 이루어진다.

본 발명에 따른 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치는 수동방식의 위상가변기를 교체하지 않고 그대로 사용하면서도 수동식 위상가변기의 조절노브와 연결하여 자동방식으로 원격지에서 위상을 가변할 수 있어 사용이 편리한 효과가 있다.

도 1은 종래의 원격 안테나 틸팅각 제어장치를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치의 전체 구성을 도시한 구성 블럭도,
도 3은 도 2에 도시된 착탈 감지 센서부를 도시한 세부 회로도,
도 4는 도 2에 도시된 원점 감지 센서부를 도시한 세부 회로도,
도 5는 도 2에 도시된 회전 검출부를 도시한 세부 회로도이다.

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.

도 2는 본 발명에 따른 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치의 전체 구성을 도시한 구성 블럭도이다.

본 발명에 따른 원격 위상가변 구동장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원격제어장치(20)로부터 입력된 전원으로 동작하면서 통신부(120)를 통해 전달되는 제어신호에 따라 안테나(30)에 설치되어 있는 위상가변기(32)의 조절노브(31)를 회전시켜 원격지에서 안테나의 위상을 자동으로 가변할 수 있도록 되어 있다.

도 2를 참조하면, 안테나(30)에는 조절노브(31)의 회전에 따라 위상을 가변할 수 있는 위상가변기(32)가 구비되어 있고, 조절노브(31)는 본 발명에 따른 원격 위상가변 구동장치(100)와 체결부(180)를 통해 기구적으로 결합되어 있다.

또한 원격지에는 본 발명에 따른 원격 위상가변 구동장치(100)를 통해 위상가변기의 조절노브(31)를 회전시켜 원격지에서 위상을 가변하기 위한 원격제어장치(20)가 설치되어 있다. 원격제어장치(20)는 제어신호를 발생하기 위한 제어부(21)와, 구동장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원부(22)와, 구동장치(100)와 통신하기 위한 통신부(23)로 구성된다.

본 발명에 따른 원격 위상가변 구동장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원격제어장치(20)로부터 전원을 입력받아 각부에 전원을 공급하기 위한 전원부(110)와, 원격제어장치(20)와 통신하기 위한 통신부(120), 조절노브(31)의 착탈을 감지하기 위한 착탈감지센서(172)와, 조절노브(31)의 원점을 인식하기 원점인식센서(174)와, 체결부(180)를 통해 조절노브(31)를 회전시키기 위한 모터(150)와, 구동신호에 따라 모터를 구동하기 위한 모터구동부(140)와, 모터의 회전을 검출하기 위한 회전검출부(160)와, 착탈감지센서(172)의 감지신호에 따라 조절노브(31)와의 착탈을 감지하고 원점인식센서(174)로부터 원점을 감지하며 통신부(120)를 통해 원격제어장치(120)와 통신하고 제어신호에 따라 모터구동부(140)를 구동하여 위상을 가변시키고, 회전검출부(160)를 통해 회전정도를 검출하는 제어부(130)로 구성된다.

모터구동부(140)는 모터(150)의 정역방향 구동에 필요한 파워소자의 구성으로 이루어지고, 포토 카플러를 통하여 모터 구동전원과 신호라인을 분리하여 모터 구동시 발생할 수 있는 역전압 인입으로 인한 소자의 파괴 등을 막을 수 있도록 되어 있다.

모터(150)는 체결부(180)를 통해 위상가변기(32)의 조절노브(31)를 정역방향으로 회전하여 원하는 빔 틸트 방향으로 빔을 틸트시키는 서비스를 가능하게 하고, 회전검출부(160)는 기존의 가변저항부로 적용된 원격위상가변 구동장치에서 발생할 수 있는 노이즈 문제와 정밀도 문제 등을 개선할 수 있는 홀 센서로 이루어져 모터의 회전방향을 감지할 수 있으며, 검출되는 신호를 제어부(130)에서 카운팅하여 모터(150)의 정확한 위치제어를 가능하게 한다.

센서부는 착탈감지센서(172)와 원점인식센서(174)로 나누어지는데, 착탈감지센서(172)는 빔 틸트 안테나(30)의 조절노브(31)와 결합 유무를 판단하여 결합이 되지 않거나 잘못 결합된 경우 상태를 인지하여 동작이 되지 않도록 한다. 원점인식센서(174)는 기존의 위상가변장치에서 적용하고 있는 토크검출에 의한 위치인식에서 발생할 수 있는 문제점을 보완하여 기구적, 전기적 수명 확보와 정확한 위치정밀도를 확보할 수 있다. 통신부(120)는 원격관리지에서 명령 또는 상태요청시 제어부(130)에 동작 명령과 동작 완료 후, 위치정보, 에러상태정보를 제공한다.

도 3은 도 2에 도시된 착탈 감지 센서를 도시한 도면으로서, (a)는 상세 회로도이고, (b)는 검출 파형도이다.

도 3을 참조하면, 착탈 감지센서(172)는 제어부(130)에 연결되는 포토 인터랍터(172b)와, 착탈 감지기구(172a)로 구성되어 안테나(30)와 원격 위상가변 구동장치(100)와 체결시 착탈 감지기구(172a)에 의해 포토 인터랍터(172b)의 광신호를 차단하여 이때 발생하는 라이징 에지 혹은 폴링 에지신호를 검출하여 착탈 여부를 판단한다.

도 4는 도 2에 도시된 원점 감지 센서(174)를 도시한 도면으로서, (a)는 상세 회로도이고, (b)는 검출 파형도이다.

도 4를 참조하면, 원점 인식 센서(174)는 제어부(130)에 연결되는 포토 인터랍터(174b)와, 원점 인식 기구(174a)로 구성되어 위상가변기(32)가 영점에 위치할 때 원점 인식 기구(174a)가 포토 인터랍터(174b)의 광신호를 차단하여 발생하는 라이징 에지 또는 폴링 에지 신호를 검출하여 원점을 인식한다.

도 5는 도 2에 도시된 회전 검출부를 도시한 도면으로서, (a)는 상세 회로도이고, (b)는 검출 파형도이다.

도 5를 참조하면, 회전 검출부(160)는 모터(150)에 설치된 마그네틱 소자와, 서로 90°각도를 갖도록 배치된 한쌍의 홀센서(162,164)로 이루어지고, 각 홀센서(162,164)는 풀업 저항을 통해 풀업되어 있으며, 제어부(130)로 연결되어 있다. 이와 같이 회전 검출부(160)는 모터의 후면부에 마그네틱 소자와 홀 센서(162,164)를 배치하여 모터(150)의 회전방향과 위치를 검출한다. 이때 2개의 홀 소자(162,164)는 도 5의 (b)와 같이 서로 90°의 위상차를 갖는 신호를 발생한다.

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.

100: 원격 위상가변 구동장치 110: 전원부
120: 통신부 130: 제어부
140: 모터구동부 150: 모터
160: 회전검출부 172: 착탈감지 센서
174: 원점인식 센서 180: 체결부
20: 원격제어장치 21: 제어부
22: 전원부 23: 통신부
30: 안테나 31: 조절노브
32: 위상가변기

Claims

원격제어장치로부터 전원과 제어신호를 입력받아 빔 틸트 안테나의 위상 가변기 위상을 조절할 수 있도록 된 원격 위상가변 구동장치에 있어서,
위상가변기의 조절노브와 기구적으로 체결되어 조절노브를 정역 회전시키는 체결수단;
상기 원격제어장치로부터 동작 전원을 입력받기 위한 전원부;
상기 원격제어장치와 통신하기 위한 통신부;
상기 조절노브와의 착탈을 감지하기 위한 착탈감지센서;
상기 조절노브의 원점을 인식하기 원점인식센서;
상기 체결수단을 회전시키기 위한 모터;
구동신호에 따라 상기 모터를 구동하기 위한 모터구동부;
상기 모터의 회전을 검출하기 위한 회전검출부; 및
상기 착탈감지센서의 감지신호에 의해 착탈을 감지하여 정상적으로 결합된 경우에는 상기 원점인식센서로부터 원점을 감지하고, 상기 통신부를 통해 원격제어장치와 통신하며, 상기 회전검출부를 통해 회전정도를 검출하면서 상기 통신부를 통해 수신된 제어신호에 따라 상기 모터구동부를 구동하여 위상을 가변시키는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 모터구동부는
포토 카플러를 통해 모터 구동전원과 신호라인을 분리하여 모터 구동시 발생할 수 있는 역전압 인입으로 인한 소자의 파괴를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 착탈감지센서는
착탈감지기구와, 상기 착탈감지기구에 의해 펄스를 생성하는 포토 인터랍터로 구성된 것을 특징으로 하는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치.
제1항에 있어서, 상기 원점인식센서는
원점인식기구와, 상기 원점인식기구에 의해 펄스를 생성하는 포토 인터랍터로 구성된 것을 특징으로 하는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치.
제1항에 있어서, 회전검출부는
상기 모터에 설치된 마그네틱 소자와, 서로 90°각도를 갖도록 배치된 한쌍의 홀 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 빔 틸트 안테나의 원격 위상가변 구동장치.