KR101527406B1 - 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나 - Google Patents

위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는, 위성으로부터 위성신호를 수신하는 위성신호 수신부; 상기 위성신호의 수신주파수 대역을 가변시키는 주파수 변환부; 대역이 가변된 상기 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기시키는 위성신호 분기 제어부; 및 상기 위성신호 중 TV신호를 고주파수 대역과 저주파수 대역으로 분기시키는 위성 신호 천이부;를 포함하여, 하나의 선박용 위성 안테나를 이용하여 위성신호를 송수신하여 통신에 이용하거나 위성 TV를 시청할 수 있다. 즉, 하나의 선박용 위성 안테나가 VSAT 위성 통신용 안테나 및 TVRO 방송 수신용 안테나의 기능을 모두 수행할 수 있다.

Description

위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나{Maritime satellite antenna functioning as both TVRO antenna and VSAT antenna}
본 발명은 선박용 위성 안테나에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 위성 안테나가 VSAT 위성 통신용 안테나와 TVRO 방송 수신용 안테나로 모두 작동할 수 있는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나에 관한 것이다.
차량, 선박 등의 이동체에 탑재되는 위성 추적 안테나(Satellite Tracking Antenna) 또는 위성용 안테나는 인공위성을 자동으로 추적하기 때문에 이동체가 이동하는 중에도 안테나를 일일이 조정할 필요가 없다.
이동체에 탑재되는 위성 추적 안테나 또는 위성용 안테나는 이동체에 탑재된 상태에서 인공위성에서 송신되는 원형 편파 및 선형 편파를 모두 수신할 수 있어야 하는데, 이를 위해서, 본 출원인은 한국공개특허 제10-2011-0093165호의 다중 대역 송수신 장치를 제안한 바 있다.
선박과 같이 넓은 지역을 이동하는 이동체에 탑재되는 위성용 안테나 즉, 해양용 위성 안테나의 경우에는 경계가 없는 바다 위를 이동하기 때문에 국가간 또는 대륙간의 선박의 이동에 따라서 다양한 주파수 대역의 위성으로부터 신호를 수신하거나 송신할 수 있어야 한다. 이를 위해 통신용 위성 안테나(VSAT 안테나)가 선박에 탑재되어야 한다.
또한, 선박은 오랜 기간 동안 항해를 하기 때문에 선박에 탑승하고 있는 사람들을 위해 위성방송을 위한 위성방송용 안테나도 선박에 탑재되는 것이 필요하다. 위성방송용 안테나는 TVRO(TV Receive Only) 안테나로 불리어진다.
통신과 위성방송 시청을 위해서 통신용 위성 안테나(즉, VSAT 안테나)와 방송용 위성 안테나(즉, TVRO 안테나)를 각각 선박에 설치해야 하는데, 이 경우 2개 이상의 안테나를 설치해야 하기 때문에 안테나 설치 비용, 유지 보수 비용 등이 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 안테나로 위성통신과 위성방송 시청이 모두 가능한 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나를 제공한다. 즉, 본 발명은 하나의 안테나로 TVRO 신호와 VSAT 통신을 동시에 사용할 수 있는 선박용 위성 안테나를 제공한다.
본 발명은 다중 대역 또는 광대역 신호에 대해서도 원하는 주파수 대역의 신호로 보상할 수 있는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나를 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는, 위성으로부터 위성신호를 수신하는 위성신호 수신부; 상기 위성신호의 수신주파수 대역을 가변시키는 주파수 변환부; 대역이 가변된 상기 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기시키는 위성신호 분기 제어부; 및 상기 위성신호 중 TV신호를 고주파수 대역과 저주파수 대역으로 분기시키는 위성 신호 천이부;를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성함으로써, 하나의 선박용 위성 안테나를 이용하여 위성신호를 송수신하여 통신에 이용하거나 위성 TV를 시청할 수 있다. 즉, 하나의 선박용 위성 안테나가 VSAT 위성 통신용 안테나 및 TVRO 방송 수신용 안테나의 기능을 모두 수행할 수 있다.
상기 주파수 변환부는 상기 위성신호의 수신 주파수 전체 대역에 대해서 주파수를 낮출 수 있다.
상기 주파수 변환부는 국부발진기를 포함하며 상기 국부발진기에서 생성된 주파수와 상기 위성신호의 수신 주파수를 혼합하여 상기 위성신호의 주파수를 낮출 수 있다.
상기 위성신호 분기 제어부는, 상기 주파수 변환부에 의해 주파수가 낮아진 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기하는 위성신호 분기부; 및 상기 위성신호 분기부에 의해 분기된 상기 통신신호의 주파수를 보상하는 통신신호 주파수 보상부;를 포함할 수 있다.
상기 통신신호 주파수 보상부는, 대역이 고정된 주파수를 생성하는 통신신호용 고정 국부발진기; 상기 고정 국부발진기의 고정주파수와 상기 통신신호의 주파수를 혼합하는 통신신호용 제1 믹싱부; 보상 주파수를 생성하는 통신신호용 보상 국부발진기; 및 상기 제1 믹싱부를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 통신신호용 제2 믹싱부;를 포함하며, 상기 보상 주파수는 상기 위성 신호의 편파 유형 또는 용도에 따라 결정될 수 있다.
상기 주파수 변환부는 위성 신호의 편파 특성에 따른 제1 주파수 변환부 및 제2 주파수 변환부를 포함하며, 상기 위성신호 분기 제어부는 상기 제1 및 제2 주파수 변환부 각각에 연결되는 제1 및 제2 위성신호 분기부 및 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부와 상기 통신신호 주파수 보상부를 연결하는 위성신호 스위치부를 포함할 수 있다.
상기 위성신호 스위치부는 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부를 통과한 통신신호 중 어느 하나를 상기 통신신호 주파수 보상부로 보낼 수 있다.
상기 위성신호 천이부는, 상기 위성신호 분기부에 의해서 분기된 TV신호를 수신하고, TV신호를 고주파수 대역 신호와 저주파수 대역 신호로 분기하는 고저대역 분기부; 고주파수 대역의 TV신호가 통과하는 필터부; 및 저주파수 대역의 TV신호가 통과하는 TV신호 주파수 보상부;를 포함할 수 있다.
상기 TV신호 주파수 보상부는, 대역이 고정된 주파수를 생성하는 TV신호용 고정 국부발진기; 상기 고정 국부발진기의 고정주파수와 상기 TV신호의 주파수를 혼합하는 TV신호용 제1 믹싱부; 보상 주파수를 생성하는 TV신호용 보상 국부발진기; 및 상기 제1 믹싱부를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 TV신호용 제2 믹싱부;를 포함할 수 있다.
상기 TV신호용 보상 국부발진기는 TV신호를 표준화된 중간대역 주파수로 복원할 수 있다.
상기 위성신호 천이부는 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부에서 각각 분기된 수직 TV신호 및 수평 TV신호를 수신하는 각각 제1 위성신호 천이부 및 제2 위성신호 천이부를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 위성신호 천이부는 멀티 스위치부와 연결되며, 상기 멀티 스위치부에는 상기 제1 및 제2 위성신호 천이부에서 각각 생성된 수직 저주파수 대역 TV신호, 수평 저주파수 대역 TV신호, 수직 고주파수 대역 TV신호 및 수평 고주파수 대역 TV신호가 전달될 수 있다.
상기 수직 저주파수 대역 TV신호 및 상기 수직 고주파수 대역 TV신호는 상기 제1 위성신호 천이부에서 생성되고, 상기 수평 저주파수 대역 TV신호 및 상기 수평 고주파수 대역 TV신호는 상기 제2 위성신호 천이부에서 생성될 수 있다.
상기 통신신호용 제1 믹싱부와 상기 통신신호용 제2 믹싱부 사이에는 통신신호용 제1 보상필터가 형성되고, 상기 통신신호용 제2 믹싱부에서 나온 통신신호는 통신신호용 제2 보상필터에 전달될 수 있다.
상기 TV신호용 제1 믹싱부와 상기 TV신호용 제2 믹싱부 사이에는 TV신호용 제1 보상필터가 형성되고, 상기 TV신호용 제2 믹싱부에서 나온 TV신호는 TV신호용 제2 보상필터에 전달될 수 있다.
상기 TV신호는 상기 위성신호 천이부로 보내지기 전에 매트릭스에 연결될 수 있다.
상기 매트릭스는 위성이 운용되는 지역의 수직 또는 수평 편파 환경에 따라서 상기 TV신호 중 수직 TV신호 또는 수평 TV신호를 사용자 선택 또는 자동 선택에 의해 상호 교차가 가능하게 하여 출력하여 상기 위성신호 천이부로 보낼 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는 하나의 안테나로도 위성통신(VSAT 통신)과 위성방송 시청(TVRO 신호 수신)을 모두 할 수 있기 때문에 위성통신을 위한 VSAT 안테나와 위성방송 수신을 위한 TVRO 안테나를 각각 설치할 필요가 없다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는 하나의 안테나만으로 위성통신과 위성방송 시청이 가능하므로 안테나의 설치, 유지 보수 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는 VSAT의 다중 대역 신호와 광대역 TVRO 신호에 대해서도 원하는 주파수 대역의 신호로 보상할 수 있기 때문에 다수의 광대역 신호에 대해서도 위성통신 또는 위성방송 수신이 가능하다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는 선박이 위치하는 해역을 커버하는 위성의 송출 주파수에 따라 가변적인 국부발진 주파수를 생성함으로써 다중 대역에서도 위성통신 또는 위성방송수신이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성 중 위성신호 분기 제어부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성 중 위성신호 천이부를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성 중 위성신호 분기 제어부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성 중 위성신호 천이부를 도시한 도면이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성을 개략적으로 도시한 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성 중 위성신호 분기 제어부를 도시한 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 구성 중 위성신호 천이부를 도시한 블록도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성을 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성 중 위성신호 분기 제어부를 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나의 신호처리 구성 중 위성신호 천이부를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는, 위성으로부터 위성신호를 수신하는 위성신호 수신부(110), 위성신호 수신부(110)에서 수신된 위성신호의 수신주파수 대역을 가변시키는 주파수 변환부(130), 주파수 변환부(130)에서 대역이 가변된 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기시키는 위성신호 분기 제어부(150) 및 위성신호 분기 제어부(150)에 의해서 분기된 위성신호 중 TV신호를 고주파수 대역과 저주파수 대역으로 분기시키는 위성 신호 천이부(170)를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성함으로써, 하나의 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)를 이용하여 위성신호를 송수신하여 통신에 이용하거나 위성 TV 방송을 시청할 수 있다. 즉, 하나의 선박용 위성 안테나가 VSAT 위성 통신용 안테나 및 TVRO 방송 수신용 안테나의 기능을 모두 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면 위성신호 수신부(110)는 위성신호(SS)를 모으거나 반사시키는 반사판(101, reflector) 및 반사판(101)에서 반사된 위성신호를 받아 들이는 피드혼(102, feedhorn)을 포함할 수 있다.
위성신호 수신부(110)의 피드혼(102)으로 수신된 위성신호는 주파수 변환부(130)로 가게 된다. 주파수 변환부(130)는 수신된 위성신호의 주파수를 방송수신이 가능한 대역의 주파수로 변환시키는 부분이다. 만약, 위성신호(SS)의 주파수 대역이 Ku밴드인 경우 위성신호의 주파수는 10.7~12.75 GHz가 되는데, 주파수 변환부(130)에서는 주파수를 100 MHz ~ 2.15 GHz의 대역으로 낮출 수 있다.
여기서, 상기 주파수 변환부(130)는 저잡음 주파수 변환기(LNB; Low Noise Block Down-Converter)일 수 있다. 저잡음 주파수 변환기는 위성신호 수신부(110)에서 수신한 고주파수 대역의 신호를 1GHz 정도의 중간 주파수(IF; Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 장치이다. 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)에 사용되는 주파수 변환부(130)의 저잡음 주파수 변환기(LNB)는 사용 주파수 대역이 고정된 경우 또는 사용 주파수 대역이 가변인 경우에도 사용할 수 있다. 이 때, 사용 주파수 대역이 가변인 경우에는 본 출원인의 WorldWide 타입의 저잡음 주파수 변환기가 사용될 수 있다.
또한, 주파수 변환부(130)에는 고주파수 대역을 가지는 수신 위성신호의 주파수를 낮추기 위해 국부발진기(LO; Local Oscillator, 미도시)를 포함될 수 있다. 국부발진기는 수신된 고주파수의 위성신호와 혼합되는 일정한 주파수를 만들어 낸다. 예를 들어, 국부발진기에서 만들어 내는 일정한 주파수가 10.6 GHz이고 수신된 위성신호의 주파수가 10.7 GHz~12.75 GHz (Ku 밴드)라면, 주파수 변환부(130)를 통과하는 위성신호는 100 MHz ~ 2.15 GHz로 주파수가 낮아지게 된다. 국부발진기에서 생성되는 일정한 주파수의 대역은 고정된 것은 아니며 수신되는 위성신호의 주파수에 따라서 적절한 값으로 선택할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)의 위성신호 수신부(110)에서 수신된 위성신호는 주파수 변환부(130)에 의해서 수신 주파수 전체 대역의 주파수가 낮아지게 된다. 즉, 주파수 변환부(130)는 상기 위성신호의 수신 주파수 전체 대역에 대해서 주파수를 낮출 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 위성으로부터 수신하는 신호의 전체 주파수 대역에 대해서 한꺼번에 주파수의 대역을 낮춤으로써 위성신호의 용도에 따라 주파수 대역을 분리하여 주파수 대역을 낮출 필요가 없다. 즉, 통신용 위성신호의 주파수와 위성방송용 위성신호의 주파수 대역을 구분하여 대역을 낮출 필요가 없다. 다만, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 위성신호의 용도를 구분하지 않고 수신 신호의 전체 대역에 대해서 한꺼번에 주파수의 대역을 낮추기 때문에 주파수 대역 변환 후에 신호의 용도에 따라서 주파수의 대역을 보상해 주어야 하는 과정이 필요하다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
이와 같이, 주파수 변환부(130)는 국부발진기(LO)를 포함하며 상기 국부발진기에서 생성된 주파수와 위성신호(SS)의 수신 주파수를 혼합하여 상기 위성신호의 주파수를 낮출 수 있다.
주파수 변환부(130)에 의해서 주파수의 대역이 낮아지거나 변환된 위성신호는 위성신호 분기 제어부(150)로 전달된다. 위성신호 분기 제어부(150)는 주파수 대역이 변환된 위성신호를 용도에 따라 구분하여 처리하는 부분이다. 즉, 위성신호 분기 제어부(150)는 위성신호를 통신용 신호와 위성방송용 신호로 구분하여, 각각의 신호를 처리 모듈로 전달하는 부분이라고 할 수 있다. 위성신호 분기 제어부(150)에서 분기된 통신용 신호는 안테나 컨트롤 유닛(180, ACU; Antenna Control Unit)으로 보내지고, 위성방송용 신호는 위성신호 천이부(170)를 거친 후 셋톱박스(190, STB; Set-Top Box)로 보내진다.
도 2를 참조하면, 위성신호 분기 제어부(150)는, 주파수 변환부(130)에 의해 주파수의 대역이 작아지거나 낮아진 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기하는 위성신호 분기부(151) 및 위성신호 분기부(151)에 의해 분기된 상기 통신신호의 주파수를 보상하는 통신신호 주파수 보상부(155)를 포함할 수 있다. 위성신호 분기부(151)에 의해서 분기된 통신신호는 통신신호 주파수 보상부(155)를 거쳐서 안테나 컨트롤 유닛(180)으로 전달되고, 위성방송용 신호는 위성신호 천이부(170)로 전달된다.
위성신호 분기부(151)를 통과한 통신신호는 통신신호 주파수 보상부(155)에 전달되기 전에 위성신호 스위치부(153)를 먼저 거친 후에 통신신호 주파수 보상부(155)로 보내질 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 주파수 변환부(130)로 사용되는 저잡음 주파수 변환기는 편파의 유형에 따라 각각 저잡음 주파수 변환기가 마련될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 동일 편파(Co-pol; Co-polarization)과 교차 편파(X-pol; Cross-polarization)를 각각 변환하는 주파수 변환부(130) 또는 저잡음 주파수 변환기가 각각 마련될 수 있다. 이처럼, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)의 주파수 변환부(130)는 위성 신호의 편파 특성에 따른 제1 주파수 변환부(111) 및 제2 주파수 변환부(112)를 포함할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 경우 제1 주파수 변환부(111)는 교차 편파를 처리하고 제2 주파수 변환부(112)는 동일 편파를 처리한다.
한편, 위성신호 분기 제어부(150)는 제1 및 제2 주파수 변환부(111,112) 각각에 연결되는 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b) 및 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)와 통신신호 주파수 보상부(155)를 연결하는 위성신호 스위치부(153)를 포함할 수 있다. 위성신호 스위치부(153)는 위성신호의 편파 유형 중 동일 편파 또는 교차 편파 중 어느 하나를 선택하여 통신신호 주파수 보상부(155)로 보내게 된다. 위성신호 스위치부(153)는 위성신호의 편파 유형에 따라 통신신호를 선택하는 스위치이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 교차 편파는 제1 위성신호 분기부(151a)에 의해서 통신신호와 방송신호로 분기되고, 동일 편파는 제2 위성신호 분기부(151b)에 의해서 통신신호와 방송신호로 분기될 수 있다. 교차 편파와 동일 편파는 각각 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)로 들어가기 전에 저잡음 주파수 변환기 전압(113,114)과 매칭될 수 있다. 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에 의해서 분기된 통신신호 중 어느 하나만 위성신호 스위치부(153)에 의해서 선택된 후 통신신호 주파수 보상부(155)로 전달될 수 있다. 위성신호 스위치부(153)는 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)를 통과한 통신신호 중 어느 하나를 상기 통신신호 주파수 보상부(155)로 보낼 수 있다.
통신신호 주파수 보상부(155)는 주파수 변환부(130)에서 수신된 위성신호의 주파수 대역을 낮추었기 때문에, 통신에 사용되어야 하는 위성신호가 원하지 않는 수준으로 주파수가 변환되었을 수도 있다. 이와 같이 원하지 않는 수준으로 통신신호의 주파수가 변환된 경우 이를 다시 통신에 적합한 수준으로 주파수 대역을 보상해 주어야 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)의 주파수 분기 제어부(150)는 통신신호 주파수 보상부(155)를 구비하고 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 통신신호 주파수 보상부(155)는, 대역이 고정된 주파수를 생성하는 통신신호용 고정 국부발진기(155a), 통신신호용 고정 국부발진기(155a)의 고정주파수와 상기 통신신호의 주파수를 혼합하는 통신신호용 제1 믹싱부(155b), 보상 주파수를 생성하는 통신신호용 보상 국부발진기(155d) 및 제1 믹싱부(155b)를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 통신신호용 제2 믹싱부(155e)를 포함할 수 있다.
통신신호 주파수 보상부(155)는 고정된 대역의 고정주파수를 생성하는 통신신호용 고정 국부발진기(155a)와 대역이 변하는 보상주파수를 생성하는 통신신호용 보상 국부발진기(155d)를 포함하고, 각각의 국부발진기(155a,155d)에서 생성되는 주파수와 통신신호(즉, 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에서 분기된 통신신호)의 주파수와 혼합되어, 통신신호의 주파수를 보상하게 된다.
통신신호용 고정 국부발진기(155a, Fix LO)에서 만들어지는 고정주파수의 대역은 안테나의 사양에 따라 결정될 수 있는 반면에, 통신신호용 보상 국부발진기(155d)에서 만들어지는 보상주파수의 대역은 위성의 용도, 위성을 운용하는 지역, 위성의 운용 주파수 대역에 따라서 가변될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 통신신호용 보상 국부발진기(155d)에서 만들어지는 보상주파수의 대역이 가변적이기 때문에 광대역의 신호를 통신에 이용하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 본 출원인 출원한 한국공개특허 제10-2011-0093165호의 다중 대역 송수신 장치의 기능을 적용하여 전세계 각 지역의 서로 다른 주파수 대역을 가지는 여러 가지의 선호를 수신할 수 있는 다중 대역 수신 기능과, 유럽지역과 같이 광대역의 TVRO 신호를 수신할 수 있는 광대역 수신 기능도 구현되어 있다.
여기서, 상기 보상 주파수는 상기 위성 신호의 편파 유형(즉, 교차 편파 또는 동일 편파) 또는 용도에 따라 결정될 수 있다.
한편, 통신신호용 제1 믹싱부(155b)와 통신신호용 제2 믹싱부(155e) 사이에는 통신신호용 제1 보상필터(155c)가 형성되고, 통신신호용 제2 믹싱부(155e)에서 나온 통신신호는 통신신호용 제2 보상필터(155f)에 전달될 수 있다.
통신신호용 제1 믹싱부(155b)에서 고정 주파수를 가지는 신호와 혼합된 통신신호는 통신신호용 제1 보상필터(155c)를 통과한 후 통신신호용 제2 믹싱부(155e)로 가게 된다. 통신신호용 제1 보상필터(155c)는 대역통과필터(BPF)로서, 일정한 대역을 가지는 주파수만 통신신호용 제1 보상필터(155c)를 통과할 수 있다. 필터를 통과한 신호는 통신신호용 제2 믹싱부(155e)에서 통신신호용 보상 국부발진기(155d)에서 생성된 보상주파수와 혼합된 후 통신신호용 제2 보상필터(155f)를 통과하게 된다. 제2 보상필터(155f) 역시 대역통과필터이다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)의 통신신호 주파수 보상부(155)는 대역통과필터와 국부발진기를 이용하여 주파수 변환부(130)에서 변환된 주파수를 통신에 적합한 주파수의 신호로 보상할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 분기된 위성신호 중 TV신호는 위성신호 천이부(170)로 보내지기 전에 매트릭스(189)에 연결될 수 있다. 분기된 위성신호가 매트릭스(189)를 거친 후 위성신호 천이부(170)에 연결되도록 하는 이유는, 안테나(100)가 탑재된 선박이 위치하는 해역의 지역 위성의 편파 환경에 대응하기 위한 것이다. 분기된 위성신호가 매트릭스(189)에 연결됨으로써 수직 또는 수평 편파 환경을 지역 위성의 특성에 적합하도록 선택할 수 있다. 즉, 일반적인 편파 환경이 아니라 특수한 편파 환경일 경우에 사용자 선택 또는 자동으로 선택되어 편파 환경을 바꿀 수 있도록 구성되어 있다.
매트릭스(189)에는 일반적으로 여러 개의 입력 신호를 제어부로 입력되는 전압 및 다이젝(DISEqC) 신호와 같은 특정 제어 신호를 이용하여 출력부에서 임의로 입력 신호를 선택할 수 있는 기능이 구현되어 있기 때문에 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)에서는 매트릭스(189)를 이용하여 위성이 운용되는 지역의 수직 또는 수평 편파 환경에 따라 TV신호 중 수직 TV신호 또는 수평 TV신호를 해당 지역의 편파 환경에 따라 적합하도록 사용자의 선택 또는 자동 선택에 의해 위성신호 천이부(170)로 보낼 수 있다.도 5에서 도면부호 156, 157은 증폭기(앰프)이고, 도면부호 158은 저항, 도면부호 159는 NBD(Narrow Band Detector)이다.
통신신호용 제2 보상필터(155f)를 통과한 통신신호는 합성기(182, synthesizer), 로터리조인트부(183, rotary joint)를 거친 후 안테나 컨트롤 유닛(180)으로 연결된다. 안테나 컨트롤 유닛(180)을 거친 신호는 모뎀(181)으로 전달되어 다시 위성을 향해 전송될 수 있다. 로터리 조인트부(183)를 거쳐 모뎀(181)으로 가는 신호는 수신신호(Rx)이고, 모뎀(181)에서 다시 로터리 조인트부(183)로 가는 신호는 송신신호(Tx)이다. 송신신호(Tx)는 모뎀(181), 로터리 조인트부(183)를 거친 후 블록업 컨버터(105, BUC)를 지나서 위성을 향해 송신될 수 있다.
제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에서 분기된 위성방송용 신호(이하에서는 "TV신호"라 함)는 위성신호 천이부(170)로 전달된다. 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에서 분기된 TV신호는 수평 TV신호와 수직 TV신호로 구분될 수 있다. 즉, 위성에서 수신된 신호의 편파 유형에 따라 수평 TV신호와 수직 TV신호로 구분될 수 있다. 수평 TV신호와 수직 TV신호는 로터리 조인트부(183)를 거쳐서 위성신호 천이부(170)로 가게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 로터리 조인트부(183)를 통과하는 신호 케이블을 4개만 구비하더라도 통신과 TV수신을 모두 할 수 있다. 즉, 2개의 통신 케이블과 2개의 방송 케이블이 로터리 조인트부(183)를 통과하게 된다. 로터리 조인트부(183)는 각각의 케이블이 통과하는 로터리 조인트(183a)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 위성신호 천이부(170)는, 위성신호 분기부(151)에 의해서 분기된 TV신호를 수신하고 TV신호를 고주파수 대역 신호와 저주파수 대역 신호로 분기하는 고저대역 분기부(171), 고주파수 대역의 TV신호가 통과하는 필터부(178), 및 저주파수 대역의 TV신호가 통과하는 TV신호 주파수 보상부(173)를 포함할 수 있다. 위성신호 천이부(170)는 TV신호의 주파수가 저대역(Low Band)인지 아니면 고대역(High Band)인지에 따라서 TV신호를 구분하여 보상하는 부분이다. TV신호의 주파수 대역에 따라 보상 형태를 달리할 수 있으며, 주파수 대역에 따라 TV신호를 구분하기 위해 고저대역 분기부(171)를 구비할 수 있다.
고대역 TV신호는 고저대역 분기부(171)를 거친 후 필터부(178)를 거치게 되는데, 필터부(178)는 대역통과필터이다. 필터부(178)를 통과한 일정한 대역의 주파수를 가지는 TV신호만 멀티스위치부(179)를 거쳐 셋톱박스(190)로 전달된다. 도 6을 참조하면, 대역통과필터(178)를 통과한 고대역의 TV신호는 증폭기(192) 및 저항(193)을 통과하여 멀티스위치부(179)로 보내진다.
한편, 저대역의 TV신호는 TV신호 주파수 보상부(173)로 전달되고 TV신호 주파수 보상부(173)에서 TV 시청에 적합한 주파수의 신호로 보상된 후 멀티스위치부(179) 및 셋톱박스(190)로 보내진다.
도 4를 참조하면, TV신호 주파수 보상부(173)는 통신신호 주파수 보상부(155)와 유사한 구성을 가진다. TV신호 주파수 보상부(173)는, 주파수의 대역이 고정된 주파수를 생성하는 TV신호용 고정 국부발진기(173a), TV신호용 고정 국부발진기(173a)의 고정주파수와 상기 TV신호의 주파수를 혼합하는 TV신호용 제1 믹싱부(173b), 보상 주파수를 생성하는 TV신호용 보상 국부발진기(173d) 및 TV신호용 제1 믹싱부(173b)를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 TV신호용 제2 믹싱부(173e)를 포함할 수 있다.
TV신호 주파수 보상부(173)는 고정된 대역의 고정주파수를 생성하는 TV신호용 고정 국부발진기(173a)와 대역이 변하는 보상주파수를 생성하는 TV신호용 보상 국부발진기(173d)를 포함하고, 각각의 국부발진기(173a,173d)에서 생성되는 주파수와 TV신호(즉, 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에서 분기된 TV신호)의 주파수와 혼합되어, TV신호의 주파수를 보상하게 된다.
TV신호용 고정 국부발진기(173a, Fixed LO)에서 만들어지는 고정주파수의 대역은 안테나의 사양에 따라 결정될 수 있는 반면에, TV신호용 보상 국부발진기(173d)에서 만들어지는 보상주파수의 대역은 위성의 용도, 위성을 운용하는 지역, 위성의 운용 주파수 대역에 따라서 가변될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 TV신호용 보상 국부발진기(173d)에서 만들어지는 보상주파수의 대역이 가변적이기 때문에 광대역의 TV신호를 통신에 이용하는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 보상 주파수는 상기 위성 신호의 편파 유형(즉, 교차 편파 또는 동일 편파) 또는 용도에 따라 결정될 수 있다.
한편, TV신호용 제1 믹싱부(173b)와 TV신호용 제2 믹싱부(173e) 사이에는 TV신호용 제1 보상필터(173c)가 형성되고, TV신호용 제2 믹싱부(173e)에서 나온 TV신호는 TV신호용 제2 보상필터(173f)에 전달될 수 있다.
TV신호용 제1 믹싱부(173b)에서 고정 주파수를 가지는 신호와 혼합된 TV신호는 TV신호용 제1 보상필터(173c)를 통과한 후 TV신호용 제2 믹싱부(173e)로 보내진다. TV신호용 제1 보상필터(173c)는 대역통과필터(BPF)로서, 일정한 대역을 가지는 주파수만 TV신호용 제1 보상필터(173c)를 통과할 수 있다. 필터를 통과한 TV신호는 TV신호용 제2 믹싱부(173e)에서 TV신호용 보상 국부발진기(173d)에서 생성된 보상주파수와 혼합된 후 TV신호용 제2 보상필터(173f)를 통과하게 된다. 제2 보상필터(173f) 역시 대역통과필터이다.
본 발명에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)의 TV신호 주파수 보상부(173)는 대역통과필터와 국부발진기를 이용하여 주파수 변환부(130)에서 변환된 주파수를 방송시청에 적합한 주파수의 신호로 보상할 수 있다.
상기 TV신호용 보상 국부발진기(173d)는 위성신호의 편파 유형, 운용 지역, 위성신호의 용도 등에 따라서 TV신호를 표준화된 중간대역 주파수(Intermediate Frequency)로 복원 또는 보상할 수 있다.
한편, 위성신호 천이부(170)는 제1 및 제2 위성신호 분기부(151a,151b)에서 각각 분기된 수직 TV신호 및 수평 TV신호를 수신하는 각각 제1 위성신호 천이부(170a) 및 제2 위성신호 천이부(170b)를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 교차 편파(X-pol) 신호는 제1 위성신호 분기부(151a)를 거치면서 수평 TV신호로 분기되고, 동일 편파(Co-pol) 신호는 제2 위성신호 분기부(151b)를 거치면서 수직 TV신호로 분기된다. 이와 같이 분기된 수직 TV신호 및 수평 TV신호는 각각 제1 위성신호 천이부(170a) 및 제2 위성신호 천이부(170b)에 의해서 주파수가 보상될 수 있다. 또한, 매트릭스(189)를 통해 수직 TV신호 및 수평 TV신호는 위성이 운용되는 지역의 편파 환경에 따라 사용자 선택 또는 자동 선택에 의해 각각의 출력 포트에서 상호 교차하여 출력될 수도 있다.
제1 위성신호 천이부(170a) 및 제2 위성신호 천이부(170b)는 동일한 구성을 가진다. 제1 위성신호 천이부(170a) 및 제2 위성신호 천이부(170b)는 멀티 스위치부(179)와 연결되며, 멀티 스위치부(179)에는 제1 위성신호 천이부(170a) 및 제2 위성신호 천이부(170b)에서 각각 생성된 수직 저주파수 대역 TV신호(VL), 수평 저주파수 대역 TV신호(HL), 수직 고주파수 대역 TV신호(VH) 및 수평 고주파수 대역 TV신호(HH)가 전달될 수 있다.
상기 수직 저주파수 대역 TV신호(VL) 및 상기 수직 고주파수 대역 TV신호(VH)는 제1 위성신호 천이부(170a)에서 생성되고, 상기 수평 저주파수 대역 TV신호(HL) 및 상기 수평 고주파수 대역 TV신호(HH)는 제2 위성신호 천이부(170b)에서 생성될 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 하나의 위성신호 수신부(110)를 통해 수신된 위성신호를 이용하여 통신과 방송시청을 모두 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는, 위성신호 수신부(110)를 통해 수신된 위성신호의 주파수 대역 전체를 한꺼번에 다운 컨버팅(즉, 주파수의 대역을 낮추는 과정)한 후 통신신호와 TV신호를 각각 분기시키고, 각각의 용도에 맞게 다운 컨버팅된 주파수를 다시 보상함으로써 하나의 안테나로 VSAT 안테나와 TVRO 안테나를 모두 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나(100)는 선박이 위치하는 해역을 커버하는 위성에서 발사되는 위성신호가 통신용이거나 위성방송용인 경우에도 위성신호의 용도에 따라 각각 작동할 수 있다. 즉, 위성에서 발사되는 위성신호가 통신용 및 위성방송용 신호인 경우 뿐만 아니라, 어느 하나의 용도만 가지는 위성신호에 대해서 본 발명의 일 실시예에 따른 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나는 정상적으로 작동할 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: 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나
110: 위성신호 수신부 130: 주파수 변환부
150: 위성신호 분기 제어부 151: 위성신호 분기부
153: 위성신호 스위치부 155: 통신신호 주파수 보상부
170: 위성신호 천이부 171: 고저대역 분기부
173: TV신호 주파수 보상부 180: 안테나 컨트롤 유닛
190: 셋톱박스

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 위성으로부터 위성신호를 수신하는 위성신호 수신부;
    상기 위성신호의 수신주파수 대역을 가변시키는 주파수 변환부;
    대역이 가변된 상기 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기시키는 위성신호 분기 제어부; 및
    상기 위성신호 중 TV신호를 고주파수 대역과 저주파수 대역으로 분기시키는 위성 신호 천이부;를 포함하며,
    상기 주파수 변환부는 상기 위성신호의 수신 주파수 전체 대역에 대해서 주파수를 낮추는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 국부발진기를 포함하며 상기 국부발진기에서 생성된 주파수와 상기 위성신호의 수신 주파수를 혼합하여 상기 위성신호의 주파수를 낮추는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 위성신호 분기 제어부는,
    상기 주파수 변환부에 의해 주파수가 낮아진 위성신호를 통신신호와 TV신호로 분기하는 위성신호 분기부; 및
    상기 위성신호 분기부에 의해 분기된 상기 통신신호의 주파수를 보상하는 통신신호 주파수 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신신호 주파수 보상부는,
    대역이 고정된 주파수를 생성하는 통신신호용 고정 국부발진기;
    상기 고정 국부발진기의 고정주파수와 상기 통신신호의 주파수를 혼합하는 통신신호용 제1 믹싱부;
    보상 주파수를 생성하는 통신신호용 보상 국부발진기; 및
    상기 제1 믹싱부를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 통신신호용 제2 믹싱부;를 포함하며,
    상기 보상 주파수는 상기 위성 신호의 편파 유형 또는 용도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는 위성 신호의 편파 특성에 따른 제1 주파수 변환부 및 제2 주파수 변환부를 포함하며,
    상기 위성신호 분기 제어부는 상기 제1 및 제2 주파수 변환부 각각에 연결되는 제1 및 제2 위성신호 분기부 및 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부와 상기 통신신호 주파수 보상부를 연결하는 위성신호 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 위성신호 스위치부는 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부를 통과한 통신신호 중 어느 하나를 상기 통신신호 주파수 보상부로 보내는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위성신호 천이부는,
    상기 위성신호 분기부에 의해서 분기된 TV신호를 수신하고, TV신호를 고주파수 대역 신호와 저주파수 대역 신호로 분기하는 고저대역 분기부;
    고주파수 대역의 TV신호가 통과하는 필터부; 및
    저주파수 대역의 TV신호가 통과하는 TV신호 주파수 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 TV신호 주파수 보상부는,
    대역이 고정된 주파수를 생성하는 TV신호용 고정 국부발진기;
    상기 고정 국부발진기의 고정주파수와 상기 TV신호의 주파수를 혼합하는 TV신호용 제1 믹싱부;
    보상 주파수를 생성하는 TV신호용 보상 국부발진기; 및
    상기 제1 믹싱부를 통과하는 주파수와 상기 보상 주파수를 혼합하는 TV신호용 제2 믹싱부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 TV신호용 보상 국부발진기는 TV신호를 표준화된 중간대역 주파수로 복원하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 위성신호 천이부는 상기 제1 및 제2 위성신호 분기부에서 각각 분기된 수직 TV신호 및 수평 TV신호를 수신하는 각각 제1 위성신호 천이부 및 제2 위성신호 천이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 위성신호 천이부는 멀티 스위치부와 연결되며,
    상기 멀티 스위치부에는 상기 제1 및 제2 위성신호 천이부에서 각각 생성된 수직 저주파수 대역 TV신호, 수평 저주파수 대역 TV신호, 수직 고주파수 대역 TV신호 및 수평 고주파수 대역 TV신호가 전달되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수직 저주파수 대역 TV신호 및 상기 수직 고주파수 대역 TV신호는 상기 제1 위성신호 천이부에서 생성되고,
    상기 수평 저주파수 대역 TV신호 및 상기 수평 고주파수 대역 TV신호는 상기 제2 위성신호 천이부에서 생성되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  14. 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신신호용 제1 믹싱부와 상기 통신신호용 제2 믹싱부 사이에는 통신신호용 제1 보상필터가 형성되고,
    상기 통신신호용 제2 믹싱부에서 나온 통신신호는 통신신호용 제2 보상필터에 전달되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 TV신호용 제1 믹싱부와 상기 TV신호용 제2 믹싱부 사이에는 TV신호용 제1 보상필터가 형성되고,
    상기 TV신호용 제2 믹싱부에서 나온 TV신호는 TV신호용 제2 보상필터에 전달되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  16. 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 TV신호는 상기 위성신호 천이부로 보내지기 전에 매트릭스에 연결되는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 매트릭스는 위성이 운용되는 지역의 수직 또는 수평 편파 환경에 따라서 상기 TV신호 중 수직 TV신호 또는 수평 TV신호를 사용자 선택 또는 자동 선택에 의해 상호 교차가 가능하게 하여 상기 위성신호 천이부로 보내는 것을 특징으로 하는 위성방송수신 및 위성통신이 가능한 선박용 위성 안테나.
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