KR101269027B1 - 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나 - Google Patents

앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나 Download PDF

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노정필
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는, 앙각 회전 중심 상에 위치하는 앙각샤프트에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리; 상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 자이로 센서; 및 상기 센서 풀리에 구동력을 전달하는 센서 모터;를 포함하여, 위성 추적 안테나가 탑재되는 이동체의 움직임에 의해 앙각이 변화된 경우에 앙각 변화에 대해 빠르게 피드백하여 원하는 앙각을 유지할 수 있고 앙각 아암에 발생하는 진동이 점차 커져서 그 영향이 앙각 센싱 장치에 미치는 것을 방지할 수 있다.

Description

앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나{ELEVATION ANGLE SENSING DEVICE AND SATELLITE TRACKING ANTENNA HAVING THE SAME}
본 발명은 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사판이 설치되는 앙각 아암(Elevation Arm)의 발진을 감소할 수 있는 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나를 제공한다.
차량, 선박 등의 이동체에 탑재되는 위성 추적 안테나(Satellite Tracking Antenna)는 인공위성을 자동으로 추적해 이동체가 이동하는 중에도 안테나를 일일이 조정하지 않고, 안테나의 구동부에 안테나의 방위각(Azimuth angle)과 앙각(Elevation angle)을 조절하기 위한 장치가 설치되어 있어서 안테나의 전파수신각도를 조정하지 않더라도 자동으로 인공위성을 추적할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나(1)의 후면 및 측면이 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나(1)는 인공위성을 항상 향하고 있는 반사판(10, reflector), 반사판(1)의 앞쪽 가운데에 설치된 피드혼(미도시)을 통해 수신된 전파를 처리하는 엘엔비(30, LNB: Low Noise Block down converter), 비유씨(40, BUC: Block Up Converter) 등이 반사판(10)의 후면 쪽에 형성되어 있다.
반사판(10)의 후면 쪽에는 반사판(10)의 앙각을 조절하기 위한 각종 장치들이 구비되어 있다. 앙각 홀더(12)가 반사판(10)의 후면 좌우측에 설치되며, 좌우 각각의 앙각 홀더(12)에는 앙각 아암 플레이트(52)가 장착된다. 좌우측의 앙각 아암 플레이트(52)의 상단에는 보강바(50)가 연결된다. 앙각 아암 플레이트(52)의 하단에는 하부 보강바(51)가 연결된다.
좌우의 앙각 홀더(12)의 대략 가운데 부분에는 앙각 아암(20)이 연결된다. 반사판(10)의 후면 쪽에 설치되는 각종 전자장비 등과 앙각 아암(20)의 간섭을 방지하기 위해서, 앙각 아암(20)은 그 가운데 부분이 반사판(10)에서 멀어지도록 U자 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 앙각 아암(20)의 가운데 부분에는 상하 방향으로 메인 포스트(미도시)가 연결될 수 있다.
반사판(10)의 앙각은 앙각 아암(20)의 양단을 통과하는 앙각 회전중심(C)을 기준으로 반사판(10)이 상하 방향으로 회전하면서 조정될 수 있다. 이 때, 반사판(10)은 앙각 아암(20)에 대해서 상대적인 회전을 하면서 앙각이 조정된다. 앙각 아암(20)은 상기 메인 포스트의 상단에 연결되어 있기 때문에 상기 메인 포스트에 대해서 앙각 아암(20)이 상하 방향으로 회전하는 것은 아니다. 즉, 앙각 아암(20)의 수평 각도가 고정된 상태에서 반사판(10)이 상하 방향으로 움직이면서 앙각이 조정될 수 있다.
앙각 아암(20)의 일단에는 앙각 풀리(54)가 형성되며, 앙각 풀리(54)와 벨트(미도시)로 연결되는 앙각 모터(55)가 앙각 아암 플레이트(52)에 설치될 수 있다. 이 때, 앙각 풀리(54)와 앙각 모터(55)는 반사판(10)의 중심을 기준으로 동일한 쪽에 구비되어야 한다. 앙각 모터(55)가 설치되는 앙각 아암 플레이트(52)와 마주 보는 앙각 아암 플레이트(52)에는 비유씨(40)가 설치되는 비유씨 마운트(41)가 설치될 수 있다.
한편, 앙각 모터(55)가 설치되는 앙각 아암 플레이트(52)에는 앙각 센서 박스(60)가 제공된다. 앙각 센서 박스(60)는 앙각 기준점(미도시)이 항상 일정한 각도를 유지할 수 있도록 앙각 기준점을 상하 방향으로 회전시키기 위한 앙각센싱모터(미도시)를 포함할 수 있다.
만약, 위성 추적 안테나를 탑재한 이동체가 선박인 경우에, 파고에 의해서 선박의 위치가 변하게 되면 앙각 기준점도 변하게 된다. 앙각은 앙각 기준점에 대한 반사판(10)의 상하 각도인데, 앙각 기준점이 변했음에도 설정된 앙각을 유지하게 되면, 반사판(10)은 위성을 향하고 있지 않게 된다. 따라서, 앙각 기준점의 수평 상태를 항상 센싱하고, 앙각 기준점이 수평이 아닌 경우에는 앙각 기준점이 수평이 되도록 회전시키고 수평이 된 앙각 기준점에 대해서 반사판(10)이 올바른 앙각을 유지할 수 있게 해야 한다. 이와 같이, 앙각 기준점의 수평을 센싱하고 앙각 기준점이 수평 상태가 되도록 회전시키는 것이 앙각 센싱 박스(60)이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 위성 추적 안테나(1)의 앙각 센싱 박스(60)는 앙각의 회전 중심(C) 즉, 앙각 풀리(54)의 회전 중심과 소정 거리(D) 만큼 이격되어 있다.
이와 같이, 앙각 센싱 박스(60)가 앙각 회전 중심(C)과 일치하거나 앙각 센싱 박스(60)의 회전 중심이 앙각 회전 중심(C) 상에 있지 않기 때문에, 앙각 아암(20) 또는 앙각 풀리(54)의 회전 중심(C)과 앙각 센싱 박스(60) 사이의 거리(D)로 인해 앙각 아암(20)에 생기는 진동이 점진적으로 커지는 발진(發振)현상이 생기게 된다. 이러한 발진 형상으로 인해 위성 추적 안테나(1)가 탑재된 선박에 파도에 의해서 출렁거릴 때 앙각 아암(20)의 변화 각도 보다 큰 각도만큼 앙각 기준점을 회전시키도록 앙각 센싱 박스(60)가 작동할 수 있기 때문에, 앙각 아암(20)의 회전 중심(C)과 앙각 센싱 박스(60) 사이의 거리(D)로 인해 앙각 기준점을 정확하게 유지하지 못하는 문제가 있다.
또한, 앙각 아암(20) 또는 앙각 풀리(54)의 회전 중심(C)과 앙각 센싱 박스(60) 사이의 거리(D) 때문에 앙각 아암(20)의 변위에 대해서 앙각 센싱 박스(60)가 신속한 피드백을 하지 못하는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 앙각 아암의 발진을 감소시킬 수 있는 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나를 제공한다.
본 발명은 앙각 아암의 변위에 대응하여 앙각 기준점을 복귀시키는데 필요한 시간을 줄이고 신속하게 피드백할 수 있는 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나를 제공한다.
본 발명은 반사판의 후면 쪽에 설치되는 각종 구성품을 케이싱 내에 수용하여 반사판 후면 쪽의 공간 활용을 증대시킬 수 있는 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나를 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나는, 위성을 추적하는 반사판의 후면에 고정되는 반사판 브라켓; 상기 반사판 브라켓에 양단이 회전 가능하게 연결되는 앙각 아암; 및 상기 앙각 아암의 일단에 형성되며, 상기 앙각 아암에 대한 상기 반사판의 앙각 회전 중심과 동일한 회전 중심을 가지는 앙각 센싱 장치;를 포함한다.
상기와 같이 반사판의 앙각 회전 중심과 앙각 센싱 장치의 회전 중심이 동일하게 형성함으로써, 앙각 아암이 발진하는 것을 방지하고 앙각 센싱 장치가 초기 위치로 신속하게 복귀할 수 있다.
상기 앙각 센싱 장치는, 상기 앙각 회전 중심 상에 위치하도록 상기 앙각 아암의 일단에 고정된 앙각샤프트에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리; 상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 자이로 센서; 및 상기 센서 풀리에 구동력을 전달하는 센서 모터;를 포함할 수 있다.
상기 센서 모터는 상기 자이로 센서가 수평을 유지하도록 상기 센서 풀리를 회전시킬 수 있다.
상기 앙각 센싱 장치는 상기 센서 풀리와 결합되는 풀리 장착부 및 상기 풀리 장착부와 직각으로 절곡 형성되며 상기 자이로 센서가 장착되는 센서 장착부를 구비한 센서 브라켓을 포함할 수 있다.
상기 센서 풀리와 상기 앙각 아암의 일단 사이에는 상기 반사판 브라켓에 연결되고 상기 앙각 센싱 장치를 수용하는 케이싱이 위치하며, 상기 앙각샤프트는 상기 센서풀리, 상기 앙각 아암의 일단 및 상기 케이싱을 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 센서 풀리는 상기 케이싱과 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 센서 풀리의 내측에는 풀리 베어링이 제공되고, 상기 풀리 베어링의 내측에는 상기 케이싱에 고정되는 샤프트 하우징이 제공되며, 상기 샤프트 하우징의 내측에는 앙각 베어링이 제공될 수 있다.
상기 센서 브라켓에는 리미트 스위치가 제공되고, 상기 샤프트 하우징에는 상기 리미트 스위치를 온/오프시키는 누름바가 형성되며, 상기 누름바는 상기 케이싱과 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
상기 센서 풀리, 상기 풀리 베어링, 상기 샤프트 하우징, 상기 앙각 베어링 및 상기 케이싱의 회전 중심은 상기 앙각 샤프트의 회전 중심과 동일하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치는, 앙각 회전 중심 상에 위치하는 앙각샤프트에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리; 상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 자이로 센서; 및 상기 센서 풀리에 구동력을 전달하는 센서 모터;를 포함할 수 있다.
상기 센서 풀리에는 상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 센서 브라켓이 결합되고, 상기 센서 브라켓은 상기 센서 풀리와 결합되는 풀리 장착부 및 상기 풀리 장착부와 직각으로 절곡 형성되며 상기 자이로 센서가 장착되는 센서 장착부를 포함할 수 있다.
상기 풀리 장착부는 상기 센서 풀리의 비곡면부에 결합되도록 형성될 수 있다.
상기 센서 브라켓에는 상기 센서 모터의 작동을 온/오프하는 리미트 스위치가 장착될 수 있다.
상기 센서 모터는 상기 자이로 센서가 수평을 유지하도록 상기 센서 풀리를 회전시킬 수 있다.
또한, 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치는, 앙각 회전 중심에 대해서 자이로 센서의 수평 여부를 감지하여 상기 자이로 센서가 수평 유지하도록 작동하는 센서 풀리 및 센서 모터를 포함하며, 상기 센서 풀리의 회전 중심은 상기 앙각 회전 중심과 동일하도록 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는 앙각 아암에 최초로 발생하는 진동에 의한 증폭을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는 앙각 아암의 발진을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는 앙각 아암의 변위에 대응하여 앙각 기준점을 복귀시키는데 필요한 시간을 줄이고 신속하게 피드백할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는 앙각 아암에 발생하는 진동이 앙각 센싱 장치에 영향 주는 것을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치 및 이를 구비한 위성 추적 안테나는 반사판의 후면 쪽에 설치되는 각종 구성품을 케이싱 내에 수용하여 반사판 후면 쪽의 공간 활용성을 증대시키고 유지 보수 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 위성 추적 안테나의 후면을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 위성 추적 안테나의 측면을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 후면을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 센싱 장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 따른 앙각 센싱 장치를 확대 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 아암과 앙각 센싱 장치의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 센싱 장치와 앙각 아암의 연결 구조를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 따른 앙각 센싱 장치를 도시한 분해 사시도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 후면을 도시한 사시도, 도 4는 도 3에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 센싱 장치를 도시한 사시도, 도 5는 도 4에 따른 앙각 센싱 장치를 확대 도시한 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 아암과 앙각 센싱 장치의 위치 관계를 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나의 앙각 센싱 장치와 앙각 아암의 연결 구조를 도시한 사시도, 도 8은 도 7에 따른 앙각 센싱 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나(100)는, 인공위성을 추적하는 반사판(101)의 후면에 고정되는 반사판 브라켓(102), 반사판 브라켓(102)에 양단이 회전 가능하게 연결되는 앙각 아암(111) 및 앙각 아암(111)의 일단에 형성되며 앙각 아암(111)에 대한 반사판(101)의 앙각 회전 중심(C)과 동일한 회전 중심을 가지는 앙각 센싱 장치(160)를 포함할 수 있다.
상기와 같이 반사판(101)의 앙각 회전 중심(C)과 앙각 센싱 장치(160)의 회전 중심이 동일하게 형성함으로써, 앙각 아암(111)이 발진하는 것을 방지하고 앙각 센싱 장치(160)가 초기 위치로 신속하게 복귀할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추적 안테나(100)의 반사판(101)은 인공위성으로부터 수신된 전파를 수신하여 반사판(101)의 앞쪽에 설치된 피드혼(미도시)으로 전파를 집중시키기 위해서 파라볼릭(parabolic) 형태를 가진다.
안테나(100)가 탑재되는 이동체의 움직임 또는 운동에 관계없이 반사판(101)은 항상 목표 인공위성을 향하고 있어야 하는데, 반사판(101)의 운동 중에서 앙각 조정을 위해서 반사판(101)은 앙각 아암(111)에 대해서 상하 운동을 할 수 있어야 한다.
반사판(101)의 앙각 조정을 위해서, 반사판(101)의 후면 양측에는 반사판(101)의 중심에 대해서 반사판 브라켓(102)이 대칭적으로 형성될 수 있다. 반사판 브라켓(102)은 반사판(101)의 후면에 볼트 등의 체결수단에 의해서 고정되기 때문에 반사판(101)과 일체로 움직이게 된다.
반사판 브라켓(102)은 반사판(101)의 앙각 운동을 지지하는 앙각 아암(111)과 연결될 수 있다. 반사판 브라켓(102)이 직접 앙각 아암(111)과 연결될 수도 있지만, 반사판 브라켓(102)에 설치되는 케이싱(150)과 앙각 아암(111)이 직접 연결될 수도 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이싱(150)은 내부에 수용공간을 가지며, 반사판 브라켓(102)에 장착될 수 있다. 케이싱(150)은 사람이 개방할 수 있는 케이싱 도어(151)를 포함하며, 케이싱 도어(151)의 상단에는 경첩부재(152)가 연결될 수 있다. 케이싱(150)은 반사판(101)의 후면 양쪽에 각각 2개가 구비되며, 어느 하나의 케이싱(150) 내부에는 후술하는 앙각 센싱 장치(160)가 제공될 수 있다.
반사판 브라켓(102) 또는 케이싱(150)의 외면에는 레인센서(141, rain sensor) 또는 GPS(143)가 장착될 수 있다. 레인센서(141)와 GPS(143)를 장착하기 위해서, 케이싱(150)의 외면에는 레인센서 브라켓(142) 및 GPS 브라켓(144)이 각각 구비될 수도 있다.
케이싱(150)에는 앙각 아암(111)의 양단이 각각 회전 가능하게 연결될 수 있다. 케이싱(150)에 회전 가능하게 연결되는 앙각 아암(111)은 반사판(101)의 후면 가운데 부분에 장착되는 엘엔비(131) 및 스큐모터(132)와의 간섭을 피하기 위해서 대략 U자 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 앙각 아암(111)의 가운데에는 크로스 레벨 풀리(112)가 구비되어, 앙각 아암(111)을 좌우 방향을 회전시킬 수 있다.
앙각 아암(111)의 양단 중 어느 일단에는 앙각 아암(111)에 대해서 반사판(101), 반사판 브라켓(102) 또는 케이싱(150)을 상대 회전시켜서 반사판(101)의 앙각을 조절하기 위한 앙각 풀리(121) 및 앙각 모터(122)가 형성될 수 있다. 앙각 풀리(121)와 앙각 모터(122)는 벨트(미도시)에 의해서 서로 연결될 수 있다. 앙각 풀리(121)는 앙각 아암(111)과 일체로 회전하도록 형성될 수 있다. 앙각 풀리(121)는 케이싱(150)의 외부에 위치하고 앙각 모터(122)는 케이싱(150)의 내부에 위치하지만, 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
앙각 풀리(121)의 하부에는 앙각 풀리(121)의 과도한 회전을 방지하는 앙각 리미터(123)가 케이싱(150)에 설치될 수 있다. 앙각 리미터(123)는 앙각 모터(122)에 의해서 앙각 풀리(121)가 과도하게 회전하는 것을 방지하며, 결과적으로 반사판(101)이 과도하게 상하 회전하여 주변 장치 등과 부딪혀 파손되는 것을 방지할 수 있다. 앙각 풀리(121)는 완전한 원판 모양을 가지는 것이 아니라, 일정 부분이 잘려진 디컷(D-cut) 부분을 가지며, 이러한 디컷 부분이 앙각 리미터(123)에 걸리면서 앙각의 각도를 제한할 수 있다.
앙각 아암(111)에 대한 반사판(101)의 앙각 회전 중심(C)은 앙각 아암(111)의 양단을 지나게 된다. 앙각 풀리(121)의 회전 중심도 앙각 회전 중심(C)과 동일하다.
한편, 앙각 모터(122)가 위치하는 케이싱(150)과 마주 보는 케이싱(150) 내부에는 앙각 센싱 장치(160)가 형성될 수 있다. 여기서, 앙각 센싱 장치(160)의 회전 중심은 앙각 회전 중심(C)과 일치한다. 즉, 앙각 센싱 장치(160)의 회전 중심은 앙각 아암(111)에 대한 반사판(101)의 앙각 회전 중심(C)과 이격되는 것이 아니라 일치하거나 동일 선상에 위치하도록 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 앙각 센싱 장치(160)는 어느 하나의 케이싱(150) 내부에 구비되며, 앙각 센싱 장치(160)는 센서 모터(154)를 포함할 수 있다. 앙각 센싱 장치(160)의 일측에는 제어보드(153)가 구비될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 앙각 센싱 장치(160)는, 앙각 회전 중심(C) 상에 위치하도록 앙각 아암(111)의 일단에 고정된 앙각샤프트(161)에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리(165), 센서 풀리(165)와 일체로 회전하는 자이로 센서(171) 및 센서 풀리(165)에 구동력을 전달하는 센서 모터(154)를 포함할 수 있다.
앙각샤프트(161, elevation shaft)는 앙각 아암(111)의 양단에 각각 설치되며, 앙각 회전 중심(C)과 앙각샤프트(161)의 중심은 일치한다. 앙각샤프트(161)는 앙각 아암(111)과 일체로 움직일 수 있다. 따라서, 앙각샤프트(161)에 대해서 케이싱(150) 또는 반사판(101)이 상대적인 상하 회전을 하면서 앙각을 조정하게 된다.
앙각샤프트(161)의 일단은 앙각 아암(111)에 고정되고 타단은 케이싱(150)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해서, 케이싱(150)에 고정되는 앙각샤프트(161)의 타단에는 베어링(164)이 구비되고, 베어링(164)은 샤프트 하우징(163) 내측에 위치할 수 있다.
케이싱(150)은 앙각 아암(111)에 대해서 상대 회전이 가능하고, 앙각 센싱 장치(160)는 케이싱(150)에 대해서도 상대 회전이 가능하도록 형성될 수 있다. 케이싱(150)이 앙각 아암(111)에 대해서 상대 회전이 가능하기 때문에, 앙각 아암(111)에 대해서 반사판(101)이 상하 방향으로 움직이면서 원하는 앙각을 유지할 수 있다. 또한, 앙각 센싱 장치(160)가 케이싱(150)에 대해서 상대 회전이 가능하기 때문에, 원하는 앙각을 유지한 상태에서 이동체의 움직임에 의해 반사판(101)이 상하 방향으로 회전했을 때 앙각 센싱 장치(160)가 수평이 되도록 움직일 수 있다. 즉, 케이싱(150)이 원하지 않는 앙각을 유지한 상태에서 앙각 센싱 장치(160)가 케이싱(150)에 대해서 상대 회전을 하면서 초기 위치 또는 초기 앙각 각도로 복귀할 수 있다.
이 때, 앙각 센싱 장치(160)는 앙각 회전 중심(C) 또는 앙각 샤프트(161)의 중심을 기준으로 회전하게 된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 앙각 센싱 장치(160)의 회전 중심이 앙각 회전 중심(C)과 일치하기 때문에 앙각 아암(111)의 진동에 의해서 앙각 센싱 장치(160)의 작동에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 앙각 아암(111)에 가해지는 진동이 발진하여 앙각 센싱 장치(160)에 영향을 주는 것을 줄일 수 있다.
앙각 센싱 장치(160)는 케이싱(150) 내부에 수용되며, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 앙각 샤프트(161)의 외주면에 설치되는 센서 풀리(165), 센서 풀리(165)의 내측에는 풀리 베어링(169)이 제공되고, 풀리 베어링(169)의 내측에는 케이싱(150)에 고정되는 샤프트 하우징(177)이 제공되며, 샤프트 하우징(177)의 내측에는 앙각 베어링(168)이 제공될 수 있다.
센서 풀리(165), 풀리 베어링(169), 샤프트 하우징(177), 앙각 베어링(168) 및 케이싱(150)의 회전 중심은 상기 앙각 샤프트의 회전 중심과 동일하도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 풀리 베어링(169) 및 앙각 베어링(168)을 구비함으로써, 앙각 아암(111)에 대해서 케이싱(150)이 상대 회전할 수 있고, 케이싱(150)에 대해서 앙각 센싱 장치(160)가 상대 회전할 수 있다.
샤프트 하우징(177)의 일측에는 앙각 샤프트(161)가 통과하는 앙각 샤프트 플레이트(167)가 제공되며, 앙각 샤프트(161)와 앙각 샤프트 플레이트(167)는 볼트와 같은 체결부재(178)에 의해서 서로 결합될 수 있다.
한편, 센서 풀리(165)의 내측에는 베어링 커버(166a)가 제공되는데, 베어링 커버(166a)는 샤프트 하우징(177)과 볼트 등의 체결부재(179)로 체결될 수 있다.
앙각 센싱 장치(160)는 반사판(101)의 앙각 설정시 기준이 되는 자이로 센서(171)를 포함한다. 자이로 센서(171)는 방위각 자이로 센서(171a), 앙각 자이로 센서(171b) 및 크로스 레벨 자이로 센서(171c)를 포함할 수 있다.
앙각 센싱 장치(160)는 자이로 센서(171) 중에서 앙각 자이로 센서(171b)가 항상 수평을 유지하도록 작동한다. 즉, 앙각 자이로 센서(171b)는 반사판(101)의 앙각을 제어하는 기준이 된다. 앙각 자이로 센서(171b)가 수평을 유지한 상태에서 목표 인공위성에 대한 반사판(101)의 앙각을 설정하고, 설정된 앙각을 반사판(101)이 유지하도록 제어한다. 만약, 설정된 앙각을 유지한 상태에서 선박 등 이동체가 상하 방향으로 움직인 경우에는 앙각 자이로 센서(171b)와 반사판(101) 모두 이동체와 동일한 각도 만큼 움직인다고 할 수 있다. 이 상태에서 앙각 자이로 센서(171b)에 대한 반사판(101)의 앙각은 설정된 각도를 유지하고 있지만, 이동체의 움직임에 의해서 반사판(101)은 목표 인공위성을 향하고 있지 않은 상태가 되고 만다. 이러한 상태에서 반사판(101)이 목표 인공위성을 향하기 위해서는 앙각 자이로 센서(171b)가 다시 수평을 유지해야 한다. 예를 들면, 앙각 자이로 센서(171b)가 수평을 유지한 상태에서 반사판(101)의 목표 앙각이 +40도로 설정되고 반사판(101)이 이 각도를 유지한 상태에서 선박이 하방향으로 30도 만큼 움직인 경우, 반사판(101)은 목표 인공위성을 향하고 있지 않는다. 따라서, 앙각 자이로 센서(171b)가 -30도 만큼 기울어진 것을 감지하고, 센서 모터(154)에 의해서 앙각 자이로 센서(171b)를 상방향으로 30도 만큼 움직여서 앙각 자이로 센서(171b)의 수평을 유지해야 한다. 이와 같이, 앙각 센싱 장치(160)는 앙각 자이로 센서(171b)의 앙각 각도 변화를 감지하고 앙각 자이로 센서(171b)가 항상 수평을 유지하도록 하는 장치이다.
센서 모터(154)는 자이로 센서(171) 또는 앙각 자이로 센서(171b)가 수평을 유지하도록 센서 풀리(165)를 회전시킬 수 있다. 즉, 센서 풀리(165)의 회전에 의해서 앙각 센서(171) 또는 앙각 자이로 센서(171b)가 수평을 유지할 수 있다. 따라서, 앙각 자이로 센서(171b)는 센서 풀리(165)와 동일한 각도 만큼 회전할 수 있어야 한다. 이를 위해서, 앙각 센싱 장치(160)는 센서 풀리(165)와 결합되는 풀리 장착부(162a) 및 풀리 장착부(162a)와 직각으로 절곡 형성되며 자이로 센서(171) 내지 앙각 자이로 센서(171b)가 장착되는 센서 장착부(162b)를 구비한 센서 브라켓(162)을 포함할 수 있다.
센서 브라켓(162)의 풀리 장착부(162a)는 센서 풀리(165)의 평면부에 결합되며, 앙각 아암(111)의 가운데 부분과 대향되는 지점에 위치하는 것이 바람직하다. 후술할 리미트 스위치(172)와 누름바(174)의 작동을 위해서, 풀리 장착부(162a)는 센서 풀리(165)의 평면부 일부가 노출되는 형상을 가지는 것이 바람직하다.
센서 장착부(162b)는 풀리 장착부(162a)와 직각으로 절곡된 형태를 가진다. 예를 들면, 풀리 장착부(162a)가 상하방향으로 형성된다면, 센서 장착부(162b)는 좌우방향으로 형성된다고 할 수 있다. 센서 장착부(162b)는 앙각 회전 중심(C)과 평행하게 연장 형성될 수 있다. 센서 장착부(162b)는 자이로 센서(171)가 설치될 수 있도록 충분한 크기를 가지는 것이 바람직하다.
한편, 센서 브라켓(162)의 풀리 장착부(162a)에는 리미트 스위치(172)가 제공되고, 샤프트 하우징(177)에는 리미트 스위치(172)를 온/오프시키는 누름바(174)가 형성될 수 있다. 리미트 스위치(172)는 센서 브라켓(162)에 장착되고 센서 브라켓(162)은 센서 풀리(165)에 결합되므로, 리미트 스위치(172)는 센서 풀리(165)와 함께 회전할 수 있다. 또한, 리미트 스위치(172)를 온/오프시키는 누름바(174)는 케이싱(150)에 체결되는 샤프트 하우징(177)을 관통하도록 형성되기 때문에, 리미트 스위치(172)와 누름바(174)는 서로 상대 회전 운동을 하게 된다. 누름바(174)는 케이싱(150)과 함께 회전하도록 형성될 수 있다.
센서 풀리(165)와 앙각 아암(111)의 일단 사이에는 반사판 브라켓(102)에 연결되고 앙각 센싱 장치(160)를 수용하는 케이싱(150)이 위치하며, 앙각샤프트(161)는 센서 풀리(165), 앙각 아암(111)의 일단 및 케이싱(150)을 관통하도록 형성될 수 있다. 여기서, 센서 풀리(165)는 케이싱(150)과 이격되도록 형성될 수 있다. 센서 브라켓(162)과 대향하는 센서 풀리(165)의 평면부에는 베어링 커버(166b)가 구비되는데, 베어링 커버(166b)는 케이싱(150)과 이격된다.
앙각 샤프트 플레이트(167)는 케이싱(150)의 외부에 위치하고, 센서 브라켓(162), 베어링 커버(166a,166b), 센서 풀리(165), 앙각 베어링(168), 풀리 베어링(169) 및 샤프트 하우징(177)은 케이싱(150)의 내부에 위치한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치(160)는, 앙각 회전 중심(C) 상에 위치하는 앙각샤프트(161)에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리(165), 센서 풀리(165)와 일체로 회전하는 자이로 센서(171) 및 센서 풀리(165)에 구동력을 전달하는 센서 모터(154)를 포함할 수 있다.
센서 풀리(165)에는 센서 풀리(165)와 일체로 회전하는 센서 브라켓(162)이 결합되고, 센서 브라켓(162)은 센서 풀리(165)와 결합되는 풀리 장착부(162a) 및 풀리 장착부(162a)와 직각으로 절곡 형성되며 자이로 센서(171)가 장착되는 센서 장착부(162b)를 포함할 수 있다. 여기서, 풀리 장착부(162a)는 센서 풀리(165)의 비곡면부에 결합되도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 앙각 센싱 장치(160)는, 앙각 회전 중심(C)에 대해서 자이로 센서(171) 내지 앙각 자이로 센서(171b)의 수평 여부를 감지하여 자이로 센서(171) 내지 앙각 자이로 센서(171b)가 수평 유지하도록 작동하는 센서 풀리(165) 및 센서 모터(154)를 포함하며, 센서 풀리(165)의 회전 중심은 앙각 회전 중심(C)과 동일하도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 반사판의 앙각 회전 중심 상에 형성된 앙각 센싱 장치를 구비함으로써, 위성 추적 안테나가 탑재되는 이동체의 움직임에 의해 앙각이 변화된 경우에 앙각 변화에 대해 빠르게 피드백하여 원하는 앙각을 유지할 수 있다. 또한, 앙각 아암에 발생하는 진동이 점차 커져서 그 영향이 앙각 센싱 장치에 미치는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 위성 추적 안테나 101: 반사판
102: 반사판 브라켓 111: 앙각 아암
150: 케이싱 154: 센서 모터
160: 앙각 센싱 장치 161: 앙각 샤프트
162: 센서 브라켓 165: 센서 풀리
168: 앙각 베어링 169: 풀리 베어링
171: 자이로 센서 172: 리미트 스위치
174: 누름바 177: 샤프트 하우징
C: 앙각 회전 중심

Claims (15)

  1. 위성을 추적하는 반사판의 후면에 고정되는 반사판 브라켓;
    상기 반사판 브라켓에 양단이 회전 가능하게 연결되는 앙각 아암; 및
    상기 앙각 아암의 일단에 형성되며, 상기 앙각 아암에 대한 상기 반사판의 앙각 회전 중심 동일한 회전 중심을 가지는 앙각 센싱 장치;
    를 포함하는, 위성 추적 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 앙각 센싱 장치는,
    상기 앙각 회전 중심 상에 위치하도록 상기 앙각 아암의 일단에 고정된 앙각샤프트에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리;
    상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 자이로 센서; 및
    상기 센서 풀리에 구동력을 전달하는 센서 모터;를 포함하는, 위성 추적 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서 모터는 상기 자이로 센서가 수평을 유지하도록 상기 센서 풀리를 회전시키는, 위성 추적 안테나.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 앙각 센싱 장치는 상기 센서 풀리와 결합되는 풀리 장착부 및 상기 풀리 장착부와 직각으로 절곡 형성되며 상기 자이로 센서가 장착되는 센서 장착부를 구비한 센서 브라켓을 포함하는, 위성 추적 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서 풀리와 상기 앙각 아암의 일단 사이에는 상기 반사판 브라켓에 연결되고 상기 앙각 센싱 장치를 수용하는 케이싱이 위치하며,
    상기 앙각샤프트는 상기 센서풀리, 상기 앙각 아암의 일단 및 상기 케이싱을 관통하도록 형성되는, 위성 추적 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서 풀리는 상기 케이싱과 이격되도록 형성되는, 위성 추적 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서 풀리의 내측에는 풀리 베어링이 제공되고, 상기 풀리 베어링의 내측에는 상기 케이싱에 고정되는 샤프트 하우징이 제공되며, 상기 샤프트 하우징의 내측에는 앙각 베어링이 제공되는, 위성 추적 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서 브라켓에는 리미트 스위치가 제공되고, 상기 샤프트 하우징에는 상기 리미트 스위치를 온/오프시키는 누름바가 형성되며, 상기 누름바는 상기 케이싱과 함께 회전하도록 형성되는, 위성 추적 안테나.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 센서 풀리, 상기 풀리 베어링, 상기 샤프트 하우징, 상기 앙각 베어링 및 상기 케이싱의 회전 중심은 상기 앙각 샤프트의 회전 중심과 동일하도록 형성되는, 위성 추적 안테나.
  10. 앙각 회전 중심 상에 위치하는 앙각샤프트에 대해서 회전 가능하게 제공된 센서 풀리;
    상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 자이로 센서; 및
    상기 센서 풀리에 구동력을 전달하는 센서 모터;를 포함하는, 앙각 센싱 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 센서 풀리에는 상기 센서 풀리와 일체로 회전하는 센서 브라켓이 결합되고,
    상기 센서 브라켓은 상기 센서 풀리와 결합되는 풀리 장착부 및 상기 풀리 장착부와 직각으로 절곡 형성되며 상기 자이로 센서가 장착되는 센서 장착부를 포함하는, 앙각 센싱 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 풀리 장착부는 상기 센서 풀리의 비곡면부에 결합되도록 형성되는, 앙각 센싱 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 센서 브라켓에는 상기 센서 모터의 작동을 온/오프하는 리미트 스위치가 장착되는, 앙각 센싱 장치.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 모터는 상기 자이로 센서가 수평을 유지하도록 상기 센서 풀리를 회전시키는, 앙각 센싱 장치.
  15. 앙각 회전 중심에 대해서 자이로 센서의 수평 여부를 감지하여 상기 자이로 센서가 수평 유지하도록 작동하는 센서 풀리 및 센서 모터를 포함하며,
    상기 센서 풀리의 회전 중심은 상기 앙각 회전 중심과 동일하도록 형성되는, 앙각 센싱 장치.
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