KR101270458B1 - 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치 - Google Patents

위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위공위성의 통신시스템으로부터 출력되는 변조신호에, 상기 변조신호의 전달경로 특성상의 공간손실, 다중경로손실, 강우손실, 편파간섭에 따른 손실 및 유입되는 잡음 등을 인위적으로 포함시키는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치를 개시(introduce)한다. 상기 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치는, 신호수신부, 감쇄부, 잡음생성부 및 혼합부를 포함한다. 상기 신호수신부는 특성을 검증하고자 하는 인공위성의 통신시스템으로부터 출력된 변조신호를 수신한다. 상기 감쇄부는 상기 신호수신부에서 수신한 변조신호를 감쇄하여 감쇄변조신호를 생성한다. 상기 잡음생성부는 모의잡음을 생성한다. 상기 혼합부는 상기 감쇄변조신호 및 상기 모의잡음을 혼합하여 모의수신신호를 생성한다.

Description

위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치{Transmission path simulation device for verifying the quality of satellite RF signal}
본 발명은 인공위성에 설치된 통신시스템의 특성 검사를 지상에서 수행하는 검사장치에 관한 것으로, 특히 인공위성의 통신시스템으로부터 출력되는 변조신호에 인공위성과 지상의 수신안테나 사이의 실제 경로에 따른 감쇄 및 잡음을 임의로 추가할 수 있는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치에 관한 것이다.
일반적으로 인공위성은 자신의 임무에 따라 획득한 데이터를 내장된 통신시스템에서 변조한 후 지상의 수신시스템으로 출력한다. 인공위성에서 지상의 안테나로 전송되는 신호는, 신호의 전달경로 특성상의 공간손실, 다중경로손실, 강우손실, 편파간섭에 따른 손실 및 유입되는 잡음 등으로부터 자유롭지 않다.
지상의 안테나와의 통신활동을 지원하는 위공위성의 통신시스템은, 따라서 안정적이고 높은 신뢰도의 통신 성능을 확보할 수 있도록 지상의 안테나와 송수신되는 신호의 전달경로의 특성을 감안하여 설계 및 제작된다.
인공위성을 개발하기 위해서는 시스템공학, 전자공학, 기계공학 및 컴퓨터공학과 같은 다양한 분야의 기술이 사용되는데, 제작에 소비되는 비용이 상당하기 때문에, 인공위성을 우주로 쏘아 올리기 전에 제작이 완료된 인공위성의 성능을 지상에서 충분히 검증하여야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 인공위성의 통신시스템으로부터 출력되는 변조신호에, 상기 변조신호의 전달경로 특성상의 공간손실, 다중경로손실, 강우손실, 편파간섭에 따른 손실 및 유입되는 잡음 등을 인위적으로 포함시키는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치는, 신호수신부, 감쇄부, 잡음생성부 및 혼합부를 포함한다. 상기 신호수신부는 특성을 검증하고자 하는 인공위성의 통신시스템으로부터 출력된 변조신호를 수신한다. 상기 감쇄부는 상기 신호수신부에서 수신한 변조신호를 감쇄하여 감쇄변조신호를 생성한다. 상기 잡음생성부는 모의잡음을 생성한다. 상기 혼합부는 상기 감쇄변조신호 및 상기 모의잡음을 혼합하여 모의수신신호를 생성한다.
본 발명은 위공위성의 통신시스템에서 전송되는 고주파 변조신호에 조정 가능한 감쇄기와 잡음발생기로 전송경로의 특성을 모사한 신호를 혼합할 수 있으므로, 고주파 변조신호에 잡음을 포함시켜 자료수신시 사용되는 복조부(400)의 잡음에 대한 복구 성능을 검증할 수 있으며, 혼합되는 감쇄와 잡음을 조정하여 채널코딩과 변복조 특성을 검증할 수 있다는 장점이 있다.
또한 제1신호분배기에서 다양한 측정기로 분배되는 고주파신호의 계측을 통하여 수신되는 신호를 측정할 수 있으며 제2신호분배기에서 분배되는 고주파신호의 측정을 통하여 전달경로의 특성 모사후 복조부로 입력되는 신호와 이전 수신된 신호를 상호 비교할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치의 일 실시 예이다.
도 2는 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치를 이용하여 고주파 변조신호의 품질을 검증하는 검사 시스템의 일 실시 예이다.
도 3은 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치에 고주파 역류차단기가 더 포함된 구성을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치의 일 실시 예이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 모사장치(100)는, 신호수신부(110), 제1신호분배기(120), 감쇄부(130), 잡음생성부(140), 혼합부(150) 및 제2신호분배기(160)를 포함한다.
신호수신부(110)는 특성을 검증하고자 하는 인공위성의 통신시스템으로부터 출력된 변조신호를 수신한다. 여기서 인공위성의 통신시스템은 도 2에 도시된 위공위성(200)과 동일한 장치를 의미한다.
제1신호분배기(120)는 신호수신부(110)에서 수신한 변조신호를 감쇄부(130)에 전달한다. 도 1에서는 제1신호분배기(120)가 신호수신부(110)에서 수신한 변조신호를 감쇄부(130)에만 전달하는 것으로 도시되어 있지만, 후술하는 도 2를 참조하면, 신호수신부(110)에서 수신한 변조신호를 외부의 측정장치(311, 312, 313)에도 전달하도록 설계할 수 있다.
감쇄부(130)는 제1신호분배기(120)로부터 수신한 변조신호를 감쇄하여 감쇄변조신호를 생성한다. 여기서 감쇄는 우주에 있는 위성위성과 지상의 수신시스템 사이에서 송수신되는 신호에 신호전달경로의 특성상 감쇄되는 것을 모사한 것이다. 감쇄부(130)에서의 감쇄의 크기는, 도 2에 도시된 인공위성의 통신시스템(200)과 지상의 수신 안테나(미도시) 사이의 경로의 특성에 따라, 고주파 변조신호에 대한 공간손실, 강우손실, 다중경로손실 및 편파손실 중 적어도 하나의 손실에 대응되어 결정된다.
여기서 감쇄부(130)는, 고주파 변조신호의 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 대역통과필터(131), 대역통과필터(131)를 거친 변조신호를 감쇄하는 제1감쇄기(132) 및 제1감쇄기(132)를 거친 변조신호를 재 감쇄하는 제2감쇄기(133)를 포함한다. 제1감쇄기(132)와 제2감쇄기(133)는 감쇄율을 서로 다르게 할 수 있는데, 예를 들면, 제1감쇄기(132)는 고주파 변조신호를 1dB단위로 감쇄시키고, 제2감쇄기(133)는 고주파 변조신호를 0.1dB단위로 감쇄시키도록 설정할 수 있다.
잡음생성부(140)는 모의잡음을 생성한다. 여기서 모의잡음은 우주에 있는 위공위성과 지상의 수신시스템 사이에서 송수신되는 신호에 신호전달경로의 특성상 유입되는 잡음을 모사한 것을 의미한다. 여기서 모의잡음은, 도 2에 도시된 인공위성의 통신시스템(200)과 지상의 수신 안테나(미도시) 사이의 경로의 특성에 따라, 고주파 변조신호에 유입되는 잡음에 대응되어 결정된다.
잡음생성부(140)는 다양한 주파수를 가지는 모의잡음을 생성하는 잡음생성기(141), 잡음생성기(141)로부터 생성된 모의잡음을 증폭하는 증폭기(142), 증폭된 모의잡음 중 설정된 대역의 주파수의 잡음만을 선택적으로 통과시키는 대역통과필터(143) 및 대역통과필터(143)를 거친 모의잡음을 감쇄시키는 제3감쇄기(144)를 포함한다. 제3감쇄기(144)는, 예를 들면, 모의잡음신호를 1dB단위로 감쇄하도록 설계할 수 있다.
혼합부(150)는 감쇄부(130)로부터 출력되는 감쇄변조신호 및 잡음생성부(140)로부터 출력되는 모의잡음을 혼합하여 모의수신신호를 생성한다.
제2신호분배기(160)는 혼합부(150)로부터 출력되는 모의수신신호를 외부로 전달하는데, 후술하게 될 도 2를 참조하면, 제2측정부(321~323) 및 복조부(400)에 전달한다.
3개의 감쇄기(132, 132, 144)의 감쇄율은 자동으로 또는 수동으로 조절 가능하도록 설계할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치를 이용하여 고주파 변조신호의 품질을 검증하는 검사 시스템의 일 실시 예이다.
도 2를 참조하면, 도 1에 도시된 모사장치(100)를 이용하여 모사장치(100)로부터 출력되는 신호의 특성을 2차례에 걸쳐 측정할 수 있다.
1차적으로는 제1측정부(311~313)를 이용하여 제1신호분배기(120)로부터 출력되는 감쇄되지 않고 잡음도 포함되지 않은 고주파 변조신호의 특성을 측정한다. 제1측정부(311~313)는 고주파 변조신호의 주파수를 측정하는 제1주파수측정부(311), 고주파 변조신호의 파형 및 그룹딜레이 중 적어도 하나를 측정하는 제1주파수특성측정부(312) 및 고주파 변조신호의 수신전력을 특정하는 제1전력측정부(313)를 포함한다.
2차적으로 제2측정부(321~323)를 이용하여 혼합부(150)로부터 출력되는 모의수신신호의 특성을 측정한다. 제2측정부(321~323)는 모의수신신호의 주파수를 측정하는 제2주파수측정부(321), 모의수신신호의 파형 및 그룹딜레이 중 적어도 하나를 측정하는 제2주파수특성측정부(322) 및 모의수신신호의 전력을 특정하는 제2전력측정부(323)를 포함한다.
2차례에 걸친 검사결과를 비교함으로써, 모사 전후의 신호의 특성을 비교할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치에 고주파 역류차단기가 더 포함된 구성을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모사장치(100)는 신호의 전달 경로에 복수 개의 고주파 역류차단기를 설치하여, 고주파의 내부 간섭을 차단하도록 한다.
제1고주파 역류차단기(501)는 제1신호분배기(120)와 감쇄부(130) 사이에, 제2고주파 역류차단기(502)는 제1신호분배기(120)와 제1측정부(311~313) 사이에, 제3고주파 역류차단기(503)는 감쇄부(130)와 혼합부(150) 사이에, 제4고주파 역류차단기(504)는 잡음생성부(140)와 혼합부(150) 사이에, 제5고주파 역류차단기(505)는 제2신호분배기(160)와 복조부(400) 사이에, 그리고 제6고주파 역류차단기(506)는 제2신호분배기(160)와 제2측정부(321~323) 사이에 각각 설치된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 신호수신부 120: 제1신호분배기
130: 감쇄부 140: 잡음생성부
150: 혼합부 160: 제2신호분배기
200: 인공위성 311, 321: 주파수측정부
312, 322: 주파수특성측정부 313, 323: 전력측정부
400: 복조부

Claims (14)

  1. 특성을 검증하고자 하는 인공위성의 통신시스템으로부터 출력된 변조신호를 수신하는 신호수신부;
    상기 신호수신부에서 수신한 변조신호를 감쇄하여 감쇄변조신호를 생성하는 감쇄부;
    모의잡음을 생성하는 잡음생성부;
    상기 감쇄변조신호 및 상기 모의잡음을 혼합하여 모의수신신호를 생성하는 혼합부; 및
    상기 신호수신부에서 수신한 상기 변조신호를 외부의 제1측정부와 상기 감쇄부에 전달하는 제1신호분배기;를 포함하며,
    상기 제1측정부는,
    상기 변조신호의 주파수를 측정하는 제1주파수측정부;
    상기 변조신호의 파형 및 그룹딜레이 중 적어도 하나를 측정하는 제1주파수특성측정부; 및
    상기 변조신호의 전력을 특정하는 제1전력측정부; 중
    적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감쇄부에서의 감쇄의 크기는, 상기 인공위성의 통신시스템과 지상의 수신 안테나 사이의 경로의 특성에 따라, 상기 변조신호에 대한 공간손실, 강우손실, 다중경로손실 및 편파손실 중 적어도 하나의 손실에 대응되어 결정되며,
    상기 모의잡음은, 상기 인공위성의 통신시스템과 지상의 수신 안테나 사이의 경로의 특성에 따라, 상기 변조신호에 유입되는 잡음에 대응되어 결정되는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감쇄부는,
    상기 변조신호의 주파수 대역만을 선택적으로 통과시키는 대역통과필터; 및
    상기 대역통과필터를 거친 변조신호를 감쇄하는 제1감쇄기;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감쇄부는,
    상기 제1감쇄기를 거친 변조신호를 재 감쇄하는 제2감쇄기;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1감쇄기는 상기 변조신호를 1dB단위로 감쇄시키고,
    상기 제2감쇄기는 상기 변조신호를 0.1dB단위로 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 잡음생성부는,
    다양한 주파수를 가지는 상기 모의잡음을 생성하는 잡음생성기; 및
    다양한 주파수를 가지는 상기 모의잡음 중 설정된 대역의 주파수의 잡음만을 선택적으로 통과시키는 대역통과필터;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 잡음생성부는,
    상기 잡음생성기로부터 생성된 모의잡음을 증폭하여 상기 대역통과필터로 전달하는 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 잡음생성부는,
    상기 대역통과필터를 거친 모의잡음을 감쇄시키는 제3감쇄기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제3감쇄기는,
    상기 모의잡음을 1dB단위로 감쇄하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 혼합부로부터 출력되는 상기 모의수신신호를 외부의 제2측정부 및 외부의 복조부에 전달하는 제2신호분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2측정부는,
    상기 모의수신신호의 주파수를 측정하는 제2주파수측정부;
    상기 모의수신신호의 파형 및 그룹딜레이 중 적어도 하나를 측정하는 제2주파수특성측정부; 및
    상기 모의수신신호의 전력을 특정하는 제2전력측정부; 중
    적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
  14. 제1항 및 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1신호분배기와 상기 감쇄부 사이에 설치된 제1고주파 역류차단기;
    상기 제1신호분배기와 상기 제1측정부 사이에 설치된 제2고주파 역류차단기;
    상기 감쇄부와 상기 혼합부 사이에 설치된 제3고주파 역류차단기;
    상기 잡음생성부와 상기 혼합부 사이에 설치된 제4고주파 역류차단기;
    상기 제2신호분배기와 상기 복조부 사이에 설치된 제5고주파 역류차단기; 및
    상기 제2신호분배기와 상기 제2측정부 사이에 설치된 제6고주파 역류차단기; 중
    적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성통신 고주파신호의 품질 검증을 위한 전달경로 모사장치.
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