KR101709142B1 - 운동 플랫폼 및 피기백 어셈블리를 갖는 3-축 받침부 - Google Patents

운동 플랫폼 및 피기백 어셈블리를 갖는 3-축 받침부 Download PDF

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Abstract

움직이는 구조물에 설치되는데 적합한 회전 안정화 추적 안테나 시스템은, 제 1 방위 축선, 제 2 크로스 레벨 축선 및 제 3 고도 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 제 1 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 3-축 구동 어셈블리, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 제 2 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 상기 제 3 고도 축선 주위로 선회시키기 위한 고도 구동기; 상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 운동 플랫폼 어셈블리, 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위해 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 배치되는 3개의 직교 설치 각속도 센서, 및 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되며 진(true) 중력 제로 기준을 결정하는 3-축 중력 가속도계; 및 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 진 중력 제로 기준에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 운동 플랫폼 어셈블리 대신에 또는 그에 추가하여, 안테나 시스템은 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고정되는 주 및 보조 안테나, 및 상기 주 및 보조 안테나들 중의 선택된 안테나의 작동을 선택하고, 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 주 및 보조 안테나들 중의 선택된 안테나를 통신 위성 추적을 위한 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 운동 플랫폼 어셈블리를 갖는 3-축 받침부를 사용하는 방법 또한 설명된다.

Description

운동 플랫폼 및 피기백 어셈블리를 갖는 3-축 받침부{THREE-AXIS PEDESTAL HAVING MOTION PLATFORM AND PIGGY BACK ASSEMBLIES}
본 출원은 2010년 6월 27일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 61/358,938 호 및 2011년 3월 14일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 61/452,639 에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 이들의 전체 내용은 본원에 모두 참조의 목적으로 관련되어 있다.
일반적으로 본 발명은 추적 안테나용 받침부에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 선박에 또한 다른 가동용으로 사용되는 위성 추적 안테나 받침부 및 이들의 사용 방법에 관한 것이다.
본 발명은 바다에 있는 선박의 롤(roll), 피치(pitch), 요오(yaw) 및 회전 운동에도 불구하고 통신 위성과 같은 송신 스테이션을 추적하는데 안테나가 사용되는 선박에 설치되어 사용되는데 특히 적합하다.
선상 위성 통신 터미널에 사용되는 안테나는 전형적으로 높은 지향성을 갖는다. 이러한 안테나들은 효과적으로 작동하기 위해서는 위성을 향하는 방향으로 연속적으로 또한 정확하게 지향되어야 한다.
선박의 지리적 위치가 변할 때 또는 위성이 궤도에서 그의 위치를 변경할 때, 그리고 선박이 롤, 피치, 요오 및 회전 운동을 할 때, 선박에 설치된 안테나는 잘못 지향되는 경향이 있다. 이러한 교란 외에도, 안테나는 선상의 기계로 인한 진동 및 파도 치기로 인한 충격과 같은 다른 환경적 스트레스를 받게 될 것이다. 안테나가 정확하게 지향되고 또한 그러한 방향으로 유지되도록 이들 모든 영향을 보상해야 한다.
거의 이십년간 Sea Tel, Inc.는 Matthews 에게 허여된 미국 특허 제 5,419,521에 기재되어 있는 종류의 안테나 시스템을 제조해 오고 있다. 이러한 안테나 시슨템은 서보 안정화된 안테나 제품의 방향을 잡기 위한 정확하고 안정적인 수평 기준을 제공하기 위해 을 지향시키기 위해 3-축 받침부를 가지며 또한 "Level Platform" 또는 "Level Cage"라고 하는 구조에 설치되는 유체 경사 또는 유체 레벨 센서를 사용한다. 예컨대, 상기 '521 특허에는 도 3 및 7A 에 각각 도시되어 있는 레벨 플랫폼(45) 및 유체 경사 센서(54)가 나타나 있다.
상기 유체 경사 센서는 지구의 중력 벡터에 대한 경사각을 매우 안정적으로 측정하지만, ±30°∼ ±40°의 제한된 각도 범위에서만 측정할 수 있다. 그러나, 안테나 시스템의 지향각(pointing angle)은 0°∼ 90°로 변할 수 있으므로, 이러한 유체 경사 센서는 안테나에 직접 설치될 수 없다. 대신에, 유체 경사 센서는 국부적인 수평선에 대해 실질적으로 수평하고 지구의 중력 벡터에 수직인 자세로 항상 유지되도록 안테나 지향각의 반대로 회전되는 구조물에 설치되어야 한다. 예컨대, 도 1 에서 보는 보와 같이, 유체 경사 센서는 구동 벨트(23) 또는 다른 적절한 수단을 통해 레벨 플랫폼 구동 모터(22)에 의해 안테나 지향각의 반대로 회전되는 레벨 플랫폼 구조물(20) 내부에 설치될 수 있다.
고도 축선을 위한 유체 경사 센서 외에도, 레벨 플랫폼 구조물은 보통 크로스 레벨 축선을 위한 제 2 유체 경사 센서 및 3개의 관성 회전 속도 센서를 포함한다. 레벨 플랫폼 설계는 매우 잘 작동하지만, 레벨 플랫폼 구조물은 안테나 시스템의 복잡성과 비용을 증가시키게 된다. 즉, 도 1 에서 보는 바와 같이, 레벨 플랫폼 구조물(20) 자체, 그 구조물을 회전가능하게 지지하는 베어링, 구동 모터(22), 구동 벨트(23) 및 상기 구조물을 회전 구동시키고 지지하는 관련된 풀리와 하드웨어는 전체 안테나 시스템의 복잡성과 비용을 크게 증가시킨다. 또한, 구동 모터를 레벨 플랫폼 구조물에 연결하는 전기적 하니스(harnesses; 25)는 본질적으로 레이더 장비 근처에서 외부 환경에 위치되며, 하니스는 차폐된 케이블로 꼬여져야 하며 그래서 비용이 더 크게 증가된다.
0 ∼ 90°의 최소 범위 및 ±30 ∼ ±45도의 예상 접선방향 가속도 범위를 갖는 저렴하고 안정적인 중력 기준 센서가 요망된다.
그러므로, 종래 받침부의 전술한 그리고 다른 단점을 극복할 수 있는 단순화된 레벨 기준 어셈블리를 제공하는 개선된 수단을 갖는 추적 안테나용의 개선된 받침부 및 제어 어셈블리를 제공하는 것이 유용할 것이다.
본 발명의 일 양태는 움직이는 구조물에 설치되는데 적합한 회전 안정화 추적 안테나 시스템에 관한 것이다. 본 안테나 시스템은, 제 1 방위 축선, 제 2 크로스 레벨 축선 및 제 3 고도 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 제 1 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 3-축 구동 어셈블리, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 제 2 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 상기 제 3 고도 축선 주위로 선회시키기 위한 고도 구동기; 상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 운동 플랫폼 어셈블리, 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위해 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 배치되는 3개의 직교 설치 각속도 센서, 및 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되며 진(true) 중력 제로 기준을 결정하는 3-축 중력 가속도계; 및 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 진 중력 제로 기준에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다.
제 1 항의 안테나 시스템에 있어서, 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교할 수 있다. 상기 3-축 중력 가속도계는 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 1 2-축 중력 가속도계 및 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함할 수 있으며, 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치된다. 상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계일 수 있다.
상기 안테나 시스템은, 제 1 방위 축선, 제 2 크로스 레벨 축선 및 제 3 고도 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 제 1 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 3-축 구동 어셈블리, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 제 2 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 상기 제 3 고도 축선 주위로 회전시키기 위한 고도 구동기; 상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 이 인클로저 내부에 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리, 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위해 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리 어셈블리에 배치되는 3개의 직교 설치 각속도 센서, 및 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되며 진(true) 중력 제로 기준을 결정하는 3-축 중력 가속도계를 포함하는 운동 플랫폼 어셈블리; 및 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 진 중력 제로 기준에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교할 수 있다. 상기 3-축 중력 가속도계는 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 1 2-축 중력 가속도계 및 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함할 수 있으며, 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치된다. 상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계일 수 있다.
상기 안테나 시스템은, 3개의 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부로서, 상기 움직이는구조물에 설치되도록 치수가 정해지고 구성되어 있는 기부 어셈블리, 제 1 방위 축선 주위에 상기 기부 어셈블리 상에 회전 설치되는 수직 지지 어셈블리, 제 2 크로스 레벨 축선 주위에 상기 수직 지지 어셈블리 상에 회전 설치되는 크로스 레벨 프레임 어셈블리, 및 상기 추적 안테나를 지지하며 제 3 고도 축선 주위에 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리 상에 회전 설치되는 고도 프레임 어셈블리를 포함하는 상기 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 이 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리; 상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 이 인클로저 내부에 배치되며 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위한 3개의 직교 설치 각속도 센서, 상기 인클로저 내부에 설치되는 제 1 2-축 중력 가속도계, 및 상기 인클로저 내부에서 상기 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 제 2 중력 가속도계(상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 진 중력 제로 기준을 결정하도록 되어 있음); 및 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 진 중력 제로 기준에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교할 수 있다. 상기 고도 프레임 어셈블리는 적어도 90°의 회전 범위를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 고도 프레임 어셈블리의 각도에 상관 없이 1°내로 정확할 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 마이크로 전기 기계적 시스템(MEMS)일 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 비꼬임 와이어 하니스로 제어 유닛에 작동 연결되어 있을 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 -40℃ ∼ +125℃의 작동 온도 범위에서 1°의 최대 오차를 가질 수 있다. 상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계일 수 있다.
본 안테나 시스템은, 3개의 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부로서, 상기 움직이는 구조물에 설치되도록 치수가 정해지고 구성되어 있는 기부 어셈블리, 제 1 방위 축선 주위에 상기 기부 어셈블리 상에 회전 설치되는 수직 지지 어셈블리, 제 2 크로스 레벨 축선 주위에 상기 수직 지지 어셈블리 상에 회전 설치되는 크로스 레벨 프레임 어셈블리, 및 상기 추적 안테나를 지지하며 제 3 고도 축선 주위에 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리 상에 회전 설치되는 고도 프레임 어셈블리를 포함하는 상기 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 이 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리; 상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 이 인클로저 내부에 배치되며 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위한 3개의 직교 설치 각속도 센서, 상기 인클로저 내부에 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 1 2-축 중력 가속도계, 및 상기 제 1 중력 가속도계에 직교하여 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계(상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 진 중력 제로 기준을 결정하도록 되어 있음); 및 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 진 중력 제로 기준에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교할 수 있다. 상기 고도 프레임 어셈블리는 적어도 90°의 회전 범위를 가질 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 고도 프레임 어셈블리의 각도에 상관 없이 1°내로 정확할 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 마이크로 전기 기계적 시스템(MEMS)일 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 비꼬임 와이어 하니스로 제어 유닛에 작동 연결될 수 있다. 상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 -40℃ ∼ +125℃의 작동 온도 범위에서 1°의 최대 오차를 가질 수 있다. 상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 움직이는 구조물에 설치되는데 적합한 회전 안정화 추적 안테나 시스템에 관한 것이다. 본 안테나 시스템은, 제 1 방위 축선, 제 2 크로스 레벨 축선 및 제 3 고도 축선을 포함하는 3-축 받침부; 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 제 1 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 3-축 구동 어셈블리, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 제 2 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 상기 제 3 고도 축선 주위로 회전시키기 위한 고도 구동기; 상기 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고정되는 주 안테나; 상기 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고정되는 보조 안테나; 및 상기 주 및 보조 안테나들 중의 선택된 안테나의 작동을 선택하고, 상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 주 및 보조 안테나들 중의 선택된 안테나를 통신 위성 추적을 위한 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기들을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
상기 보조 안테나는 주 안테나에 대해 약 70 ∼ 85°의 경사를 가질 수 있다. 상기 보조 안테나는 주 안테나에 대해 약 105 ∼ 120°의 경사를 가질 수 있다.
상기 주 안테나는 오프셋 안테나이다. 상기 크로스 레벨 프레임이 수평면에 대해 0°로 위치될 때 상기 주 안테나는 그 수평면 아래로 약 5 ∼ 20°이다.
상기 주 안테나와 보조 안테나 중의 하나는 원격으로 조정가능한 분극기(polarizer)를 포함할 수 있다. 상기 원격으로 조정가능한 분극기는 상기 이송 어셈블리에 배치되는 전기 모터로 회전되는 관형체를 포함할 수 있다. 상기 주 안테나와 보조 안테나 둘다는 하나의 동축 케이블을 통해 상기 제어 유닛에 작동 연결될 수 있다.
본 발명의 방법과 장치는 다른 특징과 이점들을 갖는데, 이는 본 명세서에 포함되어 있는 첨부 도면 및 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이고 또한 그에 보다 자세히 제시되어 있으며, 도면과 상세한 설명은 본 발명의 어떤 원리를 함께 설명하는 역할을 한다.
도 1 은 Matthews 에게 허여된 미국 특허 제 5,419,521에 기재되어 있는 유형의 3-축 받침부의 공지된 레벨 플랫폼의 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 운동 플랫폼 어셈블리를 갖는 3-축 받침부를 갖는 일 예시적인 추적 안테나의 사시도이다.
도 3 은 레이돔과 레이돔 기부 없이 나타낸 도 2 의 추적 안테나의 우측 등각도이다.
도 4 는 레이돔과 레이돔 기부 없이 나타낸 도 2 의 추적 안테나의 좌측 등각도이다.
도 5 는 도 2 의 추적 안테나의 운동 플랫폼 서브어셈블리의 확대 사시도이다.
도 6 은 도 2 의 추적 안테나의 받침부 제어 유닛(PCU)내에 설치되어 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리의 등각도이다.
도 7 은 도 2 의 추적 안테나의 PCU 내에 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리의 확대 사시도이다.
도 8 은 도 2 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 등각도이다.
도 9 는 도 2 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 사시도이다.
도 10 은 도 9 의 추적 안테나의 PCU 내에 설치되어 있는 운동 플랫폼의 확대 사시도이다.
도 11 은 피기백 구성을 가지며 도 2 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
도 12 는 도 11 의 추적 안테나의 입면도로, 안테나가 제 1 운동 한도에 있는 것으로 나타나 있다.
도 13 은 도 11 의 추적 안테나의 입면도로, 안테나가 제 2 운동 한도에 있는 것으로 나타나 있다.
도 14 는 피기백 구성을 가지며 도 11 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
도 15 는 피기백 구성을 가지며 도 11 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 등각도이다.
도 16 는 도 15 의 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
도 17 은 도 15 의 예시적인 추적 안테나의 일 예시적인 OMT 어셈블리의 확대 등각도이다.
도 18 은 도 17 의 OMD의 예시적인 OMT 어셈블리의 다른 확대 등각도이다.
도 19 는 도 15 의 예시적인 추적 안테나의 일 예시적인 보조 안테나 어셈블리의 확대 등각도이다.
도 20 은 피기백 구성을 가지며 도 11 에 나타나 있는 것과 유사한 다른 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
도 21 은 제 2 운동 한도에 있는 도 20 의 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
도 22 는 제 2 운동 한도에 있는 도 20 의 예시적인 추적 안테나의 입면도이다.
이제 본 발명의 다양한 실시 형태를 자세히 참조할 것인데, 본 발명의 실시예는 첨부 도면에 도시되어 있고 아래에서 설명된다. 본 발명을 예시적인 실시 형태를 가지고 설명할 것이지만, 본 설명은 본 발명을 그러한 예시적인 실시 형태에 한정하는 것은 아니다. 반대로, 본 발명은 예시적인 실시 형태 뿐만 아니라 다양한 대안예, 수정예, 등가예 및 다른 실시 형태도 포함하며, 이들은 첨부된 청구 범위에 규정되어 있는 바와 같은 본 발명의 범위와 요지내에 포함될 수 있다.
가장 단순한 형태로 본 발명은 3개의 축선, 즉 방위 축선, 크로스 레벨 축선 및 고도 축선 주위로 추적 안테나를 정렬시키도록 되어 있는 다양한 회전 및 선회 구조 부재를 위치시키기 위한 구조 부재, 베어링 및 구동 수단을 포함한다. 안테나 안정화는 외부 안정화 제어 신호에 응답하여 각각의 축선에 대한 구동 수단을 작동시킴으로써 이루어진다. 일부 양태에서, 본 발명의 받침부는 Matthews 에게 허여된 미국 특허 제 5,419,521와 Patel의 미국 특허 출원 공개 공보 제 2010/0149059 호(이들 특허와 공개 공보의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있음)에 개시되어 있는 것, 캘리포니아 콩코드에 소재하는 Sea Tel, Inc.에 의해 판매되는 Sea Tel® 4009, Sea Tel® 5009 및 Sea Tel® 6009 그리고 다른 위성 통신 안테나와 유사하다.
일반적으로, 선박이 움직이지 않을 때는, 예컨대, 선박이 항구에 정박해 있을 때는, 열 및 고도 좌표계에서의 안테나 지향은 비교적 간단하다. 하지만, 항해 중일 때 선박은 롤 및/피치 운동을 하여 안테나가 원치 않는 방향으로 지향된다. 그래서, 안테나의 열 및 고도 지향각의 보정이 필요하게 된다. 각각의 새로운 지향 명령은 선박의 헤딩, 롤, 피치, 요오, 열 및 고도의 각도를 포함하는 3차원 벡터 문제에 대한 해를 필요로 한다.
본 발명에 따른 받침부는 경사 센서, 가속도계, 각속도 센서, 지구 자기장 센서 및 받침부 안정화 제어 신호를 발생시키는데 유용한 다른 기구를 위한 지지 수단을 제공한다.
이제 도면을 참조하면, 여러 도면에서 유사한 구성 요소들에는 유사한 참조 번호가 부여되어 있다. 본 발명에 따른 예시적인 위성 통신 안테나 시스템(30)을 나타내는 도 2 를 참조하면, 일반적으로 이 시스템은 보호 레이돔(35)(쉽게 볼 수 있도록 절개되어 있고 투명하다) 내부의 안테나(33)를 지지하는 3-축 받침부(32) 및 레이돔 기부(37)를 포함한다. 본 안테나 시스템은 위성 통신 터미널을 갖는 선박의 마스트(mast) 또는 다른 적절한 부분에 설치된다. 상기 터미널은 고도와 방위 좌표에서 안테나가 위성을 향해 지향되도록 명령하는 통신 장비 및 통상적인 장비를 포함한다. 이들 안테나 지향 명령에 추가하여 상기 받침부에서는, 그 받침부와 일체화된 서보형 안정화 제어 시스템이 작동한다.
도 3 을 참조하면, 서보 제어 시스템은 센서, 전자 신호 처리기 및 모터 제어기를 이용하여, 위성 또는 다른 통신 장치의 정확한 추적에 적절한 고도 및 방위 각을 갖도록 안테나를 방위 축선(39), 크로스 레벨 축선(40) 및 고도 축선(42) 주위로 자동적으로 정렬시키게 된다.
상기 받침부는 일반적으로 기부 어셈블리(44), 및 방위 축선(39) 주위로 기부 어셈블리에 회전 지지되는 수직 지지 어셈블리(46)를 포함한다. 바람직하게는, 수직 지지 어셈블리는 기부 어셈블리에 대해 360°회전할 수 있다. 크로스 레벨 프레임 어셈블리(또는 레벨 프레임 어셈블리)(47)는 안테나가 크로스 레벨 축선(40) 주위로 회전할 수 있도록 상기 수직 지지 어셈블리에 의해 지지된다. 바람직하게는, 크로스 레벨 프레임 어셈블리는 수직 지지 어셈블리에 대해 적어도 ±20 ∼ 30°로 회전할 수 있다. 그리고, 고도 프레임 어셈블리(49)는 안테나(33)가 통상적인 방식으로 고도 축선(42) 주위로 회전할 수 있도록 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 의해 지지된다. 바람직하게는, 고도 프레임 어셈블리는 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 적어도 90°, 바람직하게는 적어도 120°(예컨대, 90°포인팅 + 2 x 롤(roll) 범위)로 회전할 수 있다.
3-축 구동 어셈블리가 제공되는데, 이 어셈블리는 상기 기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 회전시키기 위한 방위 구동기(51), 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기(53), 및 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 고도 구동기(54)를 포함한다. 이들 구동기 각각은 통상적인 방식으로 그들 각각의 구성 부품에 회전 또는 선회 운동을 부여하는 전기 모터 또는 다른 적절한 구동 수단일 수 있음을 알 것이다. 상기 세 축선의 순서는 본 발명의 범위에 영향을 주지 않으면서 변경될 수 있음을 또한 이해해야 한다. 예컨대, 방위, 고도 및 크로스 레벨의 순서로 될 수 있으며, 최종 결과는 동일한 지향각이 될 것이다.
운동 플랫폼
종래 시스템과는 대조적으로, 추적 안테나 시스템(30)은 운동 플랫폼 어셈블리(56)를 포함하는데, 이 어셈블리는 상기 고도 프레임 어셈블리(49)에 고정되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저(58)를 포함한다.
도 5 를 참조하면, 상기 운동 플랫폼 어셈블리는 직교되게 설치되는 3개의 각속도 센서(60, 60', 60")를 포함하는데, 이들 센서는 상기 인클로저 안에 배치되며 고도 프레임 어셈블리의 직교 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하게 된다. 도시된 실시 형태에서, 센서들은 일본 효고에 소재하는 실리콘 센싱 시스템 리미티드에 의해 제공되는 CRS03 각도 센서이며, 하지만 다른 적절한 센서도 이용될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 상기 각속도 센서는 운동 플랫폼 서브어셈블리(61)에서 서로 가까이 배치된다. 도 5 에서 보는 바와 같이, 운동 플랫폼 서브어셈블리는 어셈블리 브라켓(63)에 의해 서로에 직교 고정되는 직교 배치 회로판의 형태일 수 있다. 이러한 구성으로, 도 6 에서 보는 바와 같이, 센서 회로를 상기 인클로저 내부에 예비 결합함과 동시에 설치할 수 있으므로 제작과 결합이 용이하게 된다. 그러나, 상기 센서는 운동 플랫폼 서브어셈블리 또는 인클로저 내부의 다른 곳에도 간접적으로 설치될 수 있다.
계속 도 5 를 참조하면, 3-축 중력 가속도계가 또한 인클로저(58) 내부에서 운동 플랫폼 서브어셈블리(61)에 설치된다. 이 3-축 중력 가속도계는 제 1 및 2 중력 가속도계(65, 65')의 형태로 되어 있으며, 역시 인클로저(58) 내부에서 운동 플랫폼 서브어셈블리(61)에 설치된다. 도시된 실시 형태에서, 중력 가속도계는 매사츄세츠 노르우드에 소재하는 아날로그 디바이스에 의해 제공되는 ADIS16209 가속도계이다. 그러나, 다른 마이크로-전기-기계적 시스템(MEMS) 가속도계 및/또는 다른 적절한 가속도계도 사용될 수 있으며, 바람직하게는 아래에서 더 상세히 논의되는 다양한 바람직한 작동 파라미터를 만족하는 가속도계가 사용될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 하나의 이축 중력 가속도계(65)가 베이스 회로판에 설치되어 있고, 제 2 이축 중력 가속계(65')가 후방벽 회로판에 설치되는데, 하지만 제 2 중력 가속도계는 대신에 도시된 측벽 회로판에 설치될 수도 있다. 중력 가속도계를 회로판에 직접 설치하면 결합이 용이하게 되고 또한 필요한 전기 연결부의 수를 줄일 수 있는데, 하지만 중력 가속도계는 운동 플랫폼 서브어셈블리에 간접적으로 설치될 수 있음을 알 것이다. 더욱이, 중력 가속도계를 제어 유닛 인클로저 내부에서 운동 플랫폼 어셈블리에 설치하면, 그 중력 가속도계는 가혹한 외부 환경에 노출됨이 없이 인클로저 내부에서 제어 회로에 작동가능하게 연결되므로, 꼬인 차폐된 배선 하니스에 대한 필요성이 없게 된다. 이를 위해, 중력 가속도계는 운동 플랫폼 어셈블리 또는 제어 유닛 인클로저의 내부 다른 곳에도 위치될 수 있다. 예컨대, 도 10 에서 보는 바와 같이, 한 중력 가속도계(65b)가 운동 플랫폼 서브어셈블리(61b)에 위치될 수 있고 다른 중력 가속도계(65b')는 인클로저(58b)의 벽에 설치될 수 있다.
도시된 실시 형태에서, 양 중력 가속도계(65, 65')는 이축 가속도계이며, 제 1 가속도계는 X 및 Y 축을 따라 배치되며 제 2 가속도계는 X 및 Z 축을 따라 배치된다. 이러한 구성으로 일부 중복이 생길 수 있지만, 재고로 유지할 필요가 있는 부품의 수가 감소되어 제작 효율이 얻어질 수 있다. 그럼에도, 일축이 다른 이축 장치의 양 축에 직교한다면 한 가속도계는 일축 장치로 대체될 수 있다(예컨대, 이축 가속도계가 X 및 Y 축을 따라 배치되고 일축 가속도계는 Z 축을 따라 배치된다). 더욱이, 각 축이 다른 일축 장치와 서로 직교되게 설치되면 가속도계는 3개의 단축 장치로 대체될 수도 있다(예컨대, 이축 가속도계는 X 및 Y 축을 따라 배치되고 일축 가속도계는 Z 축을 따라 배치된다).
이축 중력 가속도계는 완전히 회전될 수 있고 허용가능한 정확도를 제공할 수 있으므로 본 발명에 사용되기에 특히 잘 적합하다. 예컨대, 본 발명에서 이축 ADIS16209 가속도계는 고도 프레임 어셈블리의 각도에 상관 없이 1°내로 정확하며, 바람직하게는 0.1°미만으로 정확하다.
더욱이, ADIS16209 가속도계는 작동 온도 범위내에서 1°미만의 최대 오차를 가지며, 현재는 -40℃ ∼ +125℃의 작동 온도 범위에서 대략 0.2°내의 최대 오차를 가지므로 특히 잘 적합하다. 가속도계는 마이크로프로세서, 보정 능력, 온도 감지 능력, 온도 보정 능력 및 다른 처리 능력을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 가속도계는 적도에서 부터 북해 이상 까지 어디에도 다양한 기후와 온도 범위에서 작동되는 대양 항해 선박에서 사용되는데 특히 잘 적합하다.
본 발명의 추적 안테나 시스템은 각속도 센서(60, 60', 60") 및 중력 가속도계(65, 65')에서 출력되는 신호에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하기 위한 받침부 제어 유닛(PCU)(67)을 더 포함한다.
회전 속도 센서가 레벨 플랫폼 구조체(예컨대, 도 1 에 있는 레벨 플랫폼 구조체(20))에 설치되는 종래 장치와는 대조적으로, 회전 속도 센서는 항상 3개의 안정화된 축선(즉, 길이방향 축선, 횡방향 축선, 수직방향 축선)과 실질적으로 정렬되어 유지된다. 이러한 종래의 설계로 매우 간단한 제어 루프가 가능하게 되는데, 크로스 레벨 센서는 크로스 레벨 축선만 구동하며, 고도 센서는 고도 축선을 구동하고, 방위 센서는 방위 축선을 구동한다.
본 발명의 운동 플랫폼 구성에서, 안테나가 0°∼ 90°로 회전할 때 각속도 센서(60, 60', 60")는 안테나(33) 및 고도 프레임 어셈블리(49)와 함께 회전하게 되며, 그래서 상기 센서들은 고도, 크로스 레벨 및 방위 축선에 대한 그들의 관계가 변하게 된다. 따라서, 각속도 센서는 고도 프레임 어셈블리에 대해 고정된 직교하는 X, Y 및 Z 축 주위의 운동을 감지하게 된다.
이를 보정하기 위해, 중력 가속도계(65, 65')는 진(true) 중력 제로 기준(즉, 지구의 중력 벡터)를 감지하게 된다. 특히, 중력 가속도계는 X, Y 및 Z 축을 따른 중력 가속도를 감지하며, 해석 기하학을 이용하여 제어 유닛(67)은 상기 진 중력 제로 기준을 결정하게 된다. 제로 기준으로, 제어 유닛은 그 제로 기준에 대한 X, Y 및 Z 축에 대한 실제 위치를 결정할 수 있으며, 다른 통상적인 좌표 회전 수학(예컨대, 회전 변환 매트릭스)을 사용하여, X, Y 및 Z 축의 원하는 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 방위, 크로스 레벨 및 고도 구동기(51, 53, 54)를 각각 제어한다.
중력 가속도계(들)가 서로 직교하는 X, Y 및 Z 축을 따라 배치되는 것이 바람직하지만, 가속도계는 서로에 대한 다른 공지된 방향으로도 배치될 수 있다. 예컨대, 적어도 3개의 축이 서로 평행하지 않고 그들의 방향이 서로에 대해 알려져 있는 경우 하나 이상의 축이 다른 축에 직교하지 않으면, 제어 유닛은 예컨대 경사각(들) 위해 회전 변환 매트릭스를 수정하여 교번하는 축방향을 위해 수정될 수 있다.
정확한 지향을 제공하는 개선된 해양 위성 추적 안테나 받침부를 제공하는 본 발명의 다양한 양테에 따른 추적 안테나 시스템은 신뢰적으로 작동하고 유지 보수가 쉬우며 제작이 복잡하지 않고 경제적이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에서, 추적 안테나 시스템(30a, 30b)는 전술한 추적 안테나 시스템(30)과 유사하지만, 도 8 및 9 에서 보는 바와 같은 다른 받침부(32a, 32b)를 각각 포함한다. 특히, 운동 플랫폼 어셈블리(56a, 56b)는 고도 프레임 어셈블리(49a, 49b)에 고정되며, 따라서 안테나(33a, 33b)와 함께 각각 움직이게 된다. 이들 시스템의 유사한 구성 요소를 나타내는데 유사한 참조 번호를 사용했다. 작동 및 사용시, 추적 안테나 시스템(30a, 30b)은 전술한 추적 안테나 시스템(30)과 실질적으로 동일한 방식으로 사용된다.
피기백 ( Piggy Back )
본 발명의 다양한 실시 형태에서, 상기 안테나 어셈블리에는 특정 공간내에서 추가적인 기능을 제공하기 위한 복수의 안테나가 단일의 3-축 받침부에 제공될 수 있다 본 발명에서, "피기백"은 이 용어의 다른 모든 통상적인 명칭 및 함축적 의미와 함께 그러한 이중 안테나/단일 받침부 구성을 말하는 것이다.
도 11 을 참조하면, 안테나 어셈블리(30c)는 3-축 받침부(32c)를 갖는데, 이 받침부는 많은 점에 있어서 Sea Tel®6009 3-Axis 선박용 안정화 안테나 시스템과 유사하지만, 동일한 받침부에 설치되는 보조 안테나(33c')를 갖는다. 도시된 실시 형태에서, 주 안테나는 C-대역 위성에 적합한 주 반사기(71)를 가지며, 보조 안테나는 Ku 대역 위성에 적합한 반사기(71')를 갖는다. 다양한 구성이 이용될 수 있음을 알 것이다. 상기 주 안테나는 C 대역, X 대역, Ku 대약, K 대역 및 Ka 대역을 포함하는(이에 한정되지 않음) 하나 이상의 대역에 적합하며, 상기 보조 안테나는 하나 이상의 다른 대역에 적합하다. 다양한 실시 형태에서, 더 큰 주 안테나가 바람직하게는 C-대역 전송에 적합하며, 더 작은 보조 안테나는 바람직하게는 Ku-대역 또는 Ka-대역 전송에 적합하다.
도 11, 12 및 13 에서 보는 바와 같이, 보조 안테나(33c')는 주 안테나(33c)와 함께 움직일 수 있게 설치된다. 특히, 보조 안테나의 반사기(71')는 주 안테나의 반사기(71)에 대해 고정된다. 도시된 실시 형태에서, 보조 안테나는 주 반사기와 함께 크로스 레벨 프레임 어셈블리(47c)에 설치되지만 대략 90°오프셋되어 있다.
도 11 에서, 주 반사기는 수평면에 대해 45°로 나타나 있고, 보조 반사기는 135°로 나타나 있다. 도 12 에서, 주 반사기는 - 15°의 하측 한도에 있는 것으로 나타나 있고, 보조 반사기는 75°에 있는 것으로 나타나 있다. 또한 도 13 에서, 주 반사기는 115°의 고도 상측 한도에 있는 것으로 나타나 있고, 주 반사기는 205°에 있는 것으로 나타나 있다. 도시된 실시 형태에서, 위성과의 바람직한 통신이 수평면 위 약 5°로부터 천정까지라고 가정한다면, 주 안테나의 작동 고도 범위는 ±20°롤과 ±10°피치 까지의 선박 움직임을 포함하는 대략 -15°∼ 115°(천정을 넘어 25°)이다. 이러면, 약 -30 ∼ +100°의 보조 안테나의 작동 고도 범위가 가능하게 된다. 그러나, 움직임의 실제 범위는 변할 수 잇음을 알 것이다.
전술한 피기백 안테나 어셈블리는 VSAT 통신에 특히 잘 적합하다. 상기 피기백 안테나 어셈블리는 Tx/Rx, TVRO(TV-receive-only), INTELSAT(Internatioal Telecommunications Satellite Organization) 및 DSCS(Defense Satellite Communications System) 과 같은 다른 적용 대상에 특히 잘 적합하다. 예컨대, 도 14 에 나타나 있는 안테나 어셈블리는 TVRO용으로 특히 잘 적합하고, 도 15 에 나타나 있는 안테나 어셈블리는 INTELSAT 및 DSCS 순응용으로 특히 잘 적합하다.
이제 도 16 을 참조하면, 주 및 보조 안테나는 서로에 정확히 수직일 필요는 없으며 대신에 서로에 대해 다양한 각도로 지향될 수 있음을 알 것이다. 도시된 실시 형태에서, 주 안테나(33e) 및 고도 프레임 어셈블리(49e)는 수평면과 대략 수평하다. 그러나 주 안테나는 오프셋 안테나이며, 이 경우 "보기" 각도(θL)는 대략 -17°인데, 즉 수평면(H) 아래로 대략 17°이다. 이 실시 형태에서, 주 및 보조 안테나는 서로에 대해 대략 87 ∼ 88°로 위치된다. 그러나, 주 안테나에 대한 보조 안테나의 경사각은 예컨대 90°이상 또는 80°이하로 변할 수 있다. 바람직하게는, 상기 경사각은 대략 70 ∼ 120°의 범위이며, 더 바람직하게는 대략 85 ∼ 105°의 범위이다.
도 11 에서 나타나 있는 것과 같은 다양한 실시 형태에서, 더 작은 보조 안테나는 레이돔내에 있을 수 있는 충분한 여유를 주기 위해 주 안테나에 대해 90°이상으로 경사진다. 실제 경사량은 안테나 어셈블리의 전체적인 구성에 따라 변할 수 있는데, 주 목적은 그렇지 않으면 사용되지 않을 공간을 주 안테나 뒤에 있는 보조 안테나를 위해 사용하기 위한 것이다.
바람직하게는, 상기 피기백 안테나 어셈블리는 원격으로 절환가능하다. 이를 위해, 그 어셈블리에는 대역 및/또는 분극(polarization)을 원격으로 즉시 절환하도록 되어 있는 하드웨어 및 소프트웨어가 제공된다.
예컨대, 상기 안테나 어셈블리는 하나의 반사기에서 이중 대역 사이에서 절환할 수 있는 그렇지 않았다면 공지된 능력 뿐만 아니라 또한 또는 대신에 상이한 반사기에서 상이한 대역을 절환할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 예컨대, 도 11 에 도시된 실시 형태에서, 안테나 어셈블리는 큰 주 반사기(71)에서 C 대역 및 X 대역 사이에서 절환할 수 있고 또한 작은 보조 반사기에서는 주 반사기의 대역(들)과 Ku-대역 사이에서 절환하도록 될 수 있다.
안테나 어셈블리는 이송을 수동으로 변경할 필요가 없이 동일 반사기에서 원형 및 선형의 분극을 위한 전자적인 절환을 제공할 수 있다. 예컨대, 도 17 및 18 에는 원격으로 조정가능한 분극 이송부(73)가 나타나 있는데, 여기서 모터(74)가 직교모드 트랜스듀서(OMT; 78)에 수신되는 신호를 변화시키기 위해 분극기(76)를 구동시킨다. 도시된 실시 형태에서, 상기 분극기는 일반적으로 소정 길이의 관으로 되어 있는데, 이 관의 내부에는 사분파 플레이트 또는 사분파장 플레이트가 있다. 사분파장 플레이트는 선형 분극 신호가 OMT 에 수신되기 전에 그 신호를 원형 분극 신호로 변화시키게 된다. 분극기 관을 반시계 방향(ccw)으로 45°또는 시계방향(cw)으로 45°로 회전시키면, 신호 파의 수평 방향 또는 수직 방향 성분이 우측 또는 좌측으로 변화되었는지를 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터(74)를 원격으로 작동시켜, 분극기 관(76) 및 그 안의 사분 플레이트를 회전시킬 수 있다. 이러한 원격 작동으로, 안테나 어셈블리까지 올라가 레이돔으로 그 어셈블리에 접근하며 이송부와 분극기 관을 분해하고 분극기회전시키고 재조립하는 하는 등의 현재의 필요성이 없게 된다. 본 발명의 원격 제어로, 분극기를 수동으로 조정하는 통상 두 시간의 작업이 몇 분 이하로 완료할 수 있는 과정으로 된다.
바람직하게는, 본 안테나 어셈블리의 하드웨어 및 소프트웨어는 복수의 안테나로부터 이어지는 케이블을 감소시키도록 되어 있다. 일반적으로, 각각의 안테나를 위해 동축 케이블이 필요하다. 그러나, 본 발명에 의하면, 송수신, 이더넷 제어 채널 및 10 MHz TX 기준 클록 모두를 단일의 동축 케이블 상으로 주파수 변환시킴으로써 동축 케이블의 수를 단일의 동축 케이블(80)로 감소시킬 수 있다.
제어 유닛으로부터 주 및 보조 안테나에 주어지는 두 세트의 제어 신호를 제어하기 위한 릴레이 보드 스위치가 제어 유닛에 제공될 수 있다. 예컨대, 주 및 보조 안테나 중의 원하는 것과 제어 유닛 사이의 통신을 선택적으로 하기 위해 통상적인 25개의 핀 커넥터와 10개의 핀 커넥터 사이의 설계된 절환을 위한 일 열의 릴레이가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 안테나가 피기백 구성으로 사용되는 경우, 검색, 추적, 타겟팅 및 안정화를 달성하기 위해 제어 유닛(67)이 다양한 프로그램 및 알고리즘과 결합된다. 피기백 안테나 받침부의 주 목적은 그 받침부에 있는 두개의 개별 반사기를 통해 통신하기 위한 것이다. 전형적으로, 이들 반사기는 조정되고 또한 상이한 무선 주파수 세그먼트를 위한 상이한 송수신 장비를 구비한다.
예컨대, 하나의 C 대역 무선 주파수 반사기 및 하나의 Ku 대역 무선 주파수 반사기가 있다. Ku 대역은 훨씬 더 작은 반사기를 필요로 하므로, C 대역 반사기의 뒤에 있는 레이돔 인클로내의 빈 공간을 Ku 반사기를 설치하는데 사용할 수 있다. 그러나, 각각의 반사기를 그의 원하는 목표물 쪽으로 정확하게 지향시키기 위한 제어 시스템을 조정해야 한다.
전통적인 지향 제어 시스템과 본 발명의 이중 안테나 시스템 사이의 일 차이점은, 통신에 현재 어느 안테나가 사용되고 있는지 알 수 있고 또한 받침부를 일 방향 또는 다른 방향으로 구동시키면 작동중인 반사기의 지향각에 어떤 영향이 미치는 지를 알 수 있다.
전술한 경우, C 및 Ku 반사기는 상이한 지향각을 갖는다. 예컨대 또한 전술한 바와 같이, 3-축 받침부는 일반적으로 방위 축선(39), 고도 축선(42) 및 크로스 레밸 축선(40) 주위로 움직이게 된다. 받침부가 복수의 반사기들을 구비하고 있는 경우, 고려할 다양한 영향이 있다. 방위가 시계 방향으로 증가하면(즉, 방위 축선 주위로 회전하면) 양 반사기에서 시계 방향 증가가 일어난다. 그러나, 반사기는 일반적으로 상반되는 수평선을 향해 지향되므로, 주 반사기(예컨대, 71, 71d, 71e)의 고도가 증가하면(즉, 고도 축선 주위로 회전하면), 보조 반사기(예컨대, 71', 71d', 71e')의 지향 고도가 감소되며, 그 반대도 가능하다. 또한, 주 반사기의 크로스 레벨이 시계 방향으로 증가하면(즉, 크로스 레벨 축선 주위로 회전하면), 보조 반사기는 반시계 방향으로 움직이게 된다. 따라서, 방위 운동이 180°오프셋되면 고도 운동이 반전되며, 크로스 레벨 운동은 역전된다.
본 발명에 따르면, 제어 유닛의 소프트웨어는 특히 기계적 정렬을 위한 트림, 분극 각도 오프셋, 스케일 및 유형, 추적 그리고 시스템 유형과 같은 다양한 다른 인자들을 보상하도록 되어 있다.
다양한 실시 형태에서, 상기 제어 시스템은 받침부간의 기계적 편차의 보상을 돕기 위해 방위 트림(trim) 및 고도 트림을 행하도록 되어 있다. 다양한 제조 과정 때문에 또한 제조 공차에도 불구하고, 받침부간에 어떤 치수 변동이 있을 것임을 알 것이다. 추가로, 상이한 대역들을 위해 구성된 다양한 반사기들은 가변적인 구조 및 치수를 갖게 될 것이다. 따라서, 상기 제어 시스템에는 이러한 변동을 보상하기 위한 조정가능한 트림 세팅이 제공될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 제어 시스템은 폴랭(Polang; Polarity Angle) 오프셋, 스케일 및 유형을 수용한다. 폴랭 오프셋은 상기 방위 및 고도 트림과 유사하며 각 안테나를 위한 이송 분극각을 공칭 오프셋에 정렬시키는 작용을 한다. 폴랭 스케일은 이송부를 움직이게 하는데 사용되는 모터 구동의 양을 변화시키게 된다. 폴랭 유형 또한 사용되는 모터 및 피드백에 관한 정보를 저장하는데 사용되므로 안테나 별로 변하게 될 것이다.
다양한 실시 형태에서, 제어 시스템은 디쉬 스캔 및 스텝 사이즈를 포함하는 가변적인 추적 과정을 수용한다. 이들 파라미터는 안테나가 위성을 추적하고 있을 때, 즉 신호를 송수신하는데 사용될 수 있는 가장 강한 지향각을 찾고 있을 때 대응 운동량을 증가 또는 감소시키는데 사용된다. 이들 값은 보통 현재 추적되고 있는 주파수 스펙트럼 및 반사기의 크기에 따라 변하게 된다. 상이한 주파수 스펙트럼을 받는데 더 작은 보조 안테나가 사용되는 경우, 이 파라미터는 변해야 될 것이다.
다양한 실시 형태에서, 제어 시스템은 시스템 유형을 수용한다. 이 파라미터는 상이한 안테나가 신호를 보내고/보내거나 받기 위해 사용될 때 변할 수 있는 여러 상이한 설정을 저장하는데 사용된다. 일 예를 들면, 모뎀 로크 및 차단 신호 극성이 있다. 두개의 개별적인 모뎀이 두개의 개별적인 안테나를 위해 사용되는 경우, 모뎀의 극성은 안테나 별로 다를 수 있다. 모뎀을 위한 차단을 알리는데 동일한 로직이 사용될 수 있다. 다른 예는 외부 모뎀 로크가 있다. 이는 외부 소스가 정확한 신호를 받고 있음을 나타내는데 사용된다. 각 안테나를 위해 개별적인 모뎀이 사용될 수 있으므로, 그 모뎀 또한 안테나 별로 다를 수 있다. 다른 일예는 LNB(low noise block-downconverter) 전압이다. 두 안테나는 두개의 다른 LNB 를 이용하기 쉬우므로, 이들 LNB 를 사용하는 두개의 상이한 방법이 있을 것이다.
따라서, 제어 시스템(67)에는 주 및 보조 안테나 간의 변동의 원인이 되는 하나 이상의 저장된 파라미터 세트가 제공될 것이다. 이들 저장된 파라미터 세트는 룩업 테이블 또는 저장되는 다른 적절한 정보의 형태일 수 있다.
다양한 도면의 다양한 수정된 특정적 점은 많은 점에 있어서 이전 도면의 것과 유사하며, 뒤에 "a", "b", "c", "d" 및 "e" 가 붙어 있는 동일한 참조 번호는 대응하는 부분을 나타낸다.
본 발명의 예시적인 특정 실시 형태에 대한 전술한 설명은 실례와 설명의 목적으로 제시된 것이다. 이들은 포괄적인 것이 아니고 또한 본 발명을 개시된 특정 형태에 한정하는 것도 아니며, 전술한 교시에 비추어 많은 수정예와 변경예가 분명 가능한 것이다. 본 발명의 어떤 원리 및 그의 실제적인 적용을 설명하여 당업자가 본 발명의 다양한 예시적인 실시 형태 및 그의 다양한 대안예와 수정예를 만들어 이용할 수 있도록 하기 위해 선택되고 설명된 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위 및 그의 등가물로 정해진다. 용어 "포함하는" 및 "갖는"은 개방적인 용어이여서 언급된 것에 추가하여 다른 구성 요소도 포함하는 것이다.

Claims (33)

  1. 움직이는 구조물에 설치되도록 구성된 회전 안정화 추적 안테나 시스템으로서,
    방위 축선, 크로스 레벨 축선, 및 고도 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부;
    기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리 및 안테나를 상기 고도 축선 주위로 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리;
    상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 운동 플랫폼 어셈블리, 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위해 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 배치되는 3개의 직교 설치 각속도 센서, 및 상기 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되며 지구 중력 벡터를 결정하는 3-축 중력 가속도계; 및
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 지구 중력 벡터에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위 구동기, 상기 크로스 레벨 구동기, 및 상기 고도 구동기를 제어하기 위한 제어 유닛
    을 포함하는 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 3-축 중력 가속도계는 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 1 의 2-축 중력 가속도계 및 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함하며, 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  5. 움직이는 구조물에 설치되도록 구성된 회전 안정화 추적 안테나 시스템으로서,
    방위 축선, 크로스 레벨 축선, 및 고도 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부;
    기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 상기 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리 및 안테나를 상기 고도 축선 주위로 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리;
    상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 상기 인클로저 내부에 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리, 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위해 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리에 배치되는 3개의 직교 설치 각속도 센서, 및 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되며 지구 중력 벡터를 결정하는 3-축 중력 가속도계를 포함하는 운동 플랫폼 어셈블리; 및
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 상기 지구 중력 벡터에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위 구동기, 상기 크로스 레벨 구동기, 및 상기 고도 구동기를 제어하기 위한 제어 유닛
    을 포함하는 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 3-축 중력 가속도계는 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 1 의 2-축 중력 가속도계 및 운동 플랫폼 어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함하며, 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  9. 움직이는 구조물에 설치되도록 구성된 회전 안정화 추적 안테나 시스템으로서,
    3개의 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부로서, 상기 움직이는 구조물에 설치되도록 치수가 정해지고 구성되어 있는 기부 어셈블리, 방위 축선 주위에 상기 기부 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 수직 지지 어셈블리, 크로스 레벨 축선 주위에 상기 수직 지지 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 크로스 레벨 프레임 어셈블리, 및 상기 추적 안테나를 지지하며 고도 축선 주위에 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 고도 프레임 어셈블리를 포함하는 3-축 받침부;
    기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리 및 안테나를 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리;
    상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 상기 인클로저 내부에 배치되며 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위한 3개의 직교 설치 각속도 센서, 상기 인클로저 내부에 설치되는 제 1 의 2-축 중력 가속도계, 및 상기 인클로저 내부에서 상기 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함하는 운동 플랫폼 어셈블리; 및
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 지구 중력 벡터에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위 구동기, 상기 크로스 레벨 구동기, 및 상기 고도 구동기를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 상기 지구 중력 벡터를 결정하도록 되어 있는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 고도 프레임 어셈블리는 적어도 90°의 회전 범위를 갖는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 고도 프레임 어셈블리의 각도에 상관 없이 1°내로 정확한, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 마이크로 전기 기계적 시스템(MEMS)인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 비꼬임 와이어 하니스로 제어 유닛에 작동 연결되어 있는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 -40℃ ∼ +125℃의 작동 온도 범위에서 1°의 최대 오차를 갖는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  17. 움직이는 구조물에 설치되도록 구성된 회전 안정화 추적 안테나 시스템으로서,
    3개의 축선 주위로 안테나를 지지하기 위한 3-축 받침부로서, 상기 움직이는 구조물에 설치되도록 치수가 정해지고 구성되어 있는 기부 어셈블리, 방위 축선 주위에 상기 기부 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 수직 지지 어셈블리, 크로스 레벨 축선 주위에 상기 수직 지지 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 크로스 레벨 프레임 어셈블리, 및 상기 안테나를 지지하며 고도 축선 주위에 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리 상에 회전가능하게 설치되는 고도 프레임 어셈블리를 포함하는 3-축 받침부;
    기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 크로스 레벨 프레임 어셈블리를 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 크로스 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리 및 안테나를 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리;
    상기 고도 프레임 어셈블리에 부착되어 그와 함께 움직일 수 있는 인클로저, 상기 인클로저 내부에 배치되며 상기 고도 프레임 어셈블리의 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 운동을 감지하기 위한 3개의 직교 설치 각속도 센서, 상기 인클로저 내부에 있는 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 1 의 2-축 중력 가속도계, 및 상기 제 1 중력 가속도계에 직교하여 상기 운동 플랫폼 서브어셈블리에 설치되는 제 2 중력 가속도계를 포함하는 운동 플랫폼 어셈블리; 및
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동 및 지구 중력 벡터에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 고도 프레임 어셈블리를 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위 구동기, 상기 크로스 레벨 구동기, 및 상기 고도 구동기를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 상기 지구 중력 벡터를 결정하도록 되어 있는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 X, Y 및 Z 축은 서로 직교하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 고도 프레임 어셈블리는 적어도 90°의 회전 범위를 갖는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계는 고도 프레임 어셈블리의 각도에 상관 없이 1°내로 정확한, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 마이크로 전기 기계적 시스템(MEMS)인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 비꼬임 와이어 하니스로 제어 유닛에 작동 연결되어 있는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 2 중력 가속도계 중의 적어도 하나는 -40℃ ∼ +125℃의 작동 온도 범위에서 1°의 최대 오차를 갖는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 중력 가속도계는 제 1 중력 가속도계에 직교하여 설치되는 2-축 중력 가속도계인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  25. 움직이는 구조물에 설치되도록 구성된 회전 안정화 추적 안테나 시스템으로서,
    방위 축선, 크로스 레벨 축선, 및 고도 축선을 포함하는 3-축 받침부;
    기부 어셈블리에 대해 수직 지지 어셈블리를 상기 방위 축선 주위로 회전시키기 위한 방위 구동기, 상기 수직 지지 어셈블리에 대해 레벨 프레임 어셈블리를 상기 크로스 레벨 축선 주위로 회전시키기 위한 크로스 레벨 구동기, 및 상기 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고도 프레임 어셈블리를 상기 고도 축선 주위로 회전시키기 위한 고도 구동기를 포함하는 3-축 구동 어셈블리;
    상기 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고정되는 주 안테나;
    상기 레벨 프레임 어셈블리에 대해 고정되는 보조 안테나; 및
    상기 주 안테나와 상기 보조 안테나 중에서 선택된 하나의 안테나의 작동을 선택하고, 미리 정해진 X, Y 및 Z 축 주위로의 감지된 운동에 근거하여 고도 프레임 어셈블리의 실제 위치를 결정하고 또한 상기 주 안테나와 상기 보조 안테나 중에서 선택된 상기 하나의 안테나를 통신 위성 추적을 위한 원하는 위치에 위치시키기 위해 상기 방위 구동기, 상기 크로스 레벨 구동기, 및 상기 고도 구동기를 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고,
    상기 보조 안테나는 상기 주 안테나에 대해 70 ∼ 85°또는 105 ∼ 120°의 경사를 가지는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 주 안테나는 오프셋 안테나인, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 레벨 프레임 어셈블리가 수평면에 대해 0°로 위치될 때 상기 주 안테나는 수평면 아래로 5 ∼ 20°의 주사각(look angle)을 가지는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 주 안테나와 상기 보조 안테나 중 하나는 원격으로 조정가능한 분극기(polarizer)를 포함하는 이송 어셈블리를 포함하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 원격으로 조정가능한 분극기는 상기 이송 어셈블리에 배치되는 전기 모터로 회전되는 관형체를 포함하는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
  33. 제 25 항에 있어서,
    상기 주 안테나와 보조 안테나 둘다는 하나의 동축 케이블을 통해 상기 제어 유닛에 작동 연결되어 있는, 회전 안정화 추적 안테나 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108508924A (zh) * 2018-04-03 2018-09-07 北京爱科迪通信技术股份有限公司 一种用于运动控制限位装置的运动控制限位方法

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9310479B2 (en) * 2012-01-20 2016-04-12 Enterprise Electronics Corporation Transportable X-band radar having antenna mounted electronics
US9322912B2 (en) 2012-01-20 2016-04-26 Enterprise Electronics Corporation Transportable radar utilizing harmonic drives for anti-backlash antenna movement
US8723747B2 (en) * 2012-03-20 2014-05-13 Kvh Industries, Inc. Polarization phase device and a feed assembly using the same in the antenna system
KR101404193B1 (ko) * 2012-09-17 2014-06-05 (주)인텔리안테크놀로지스 위성 통신용 안테나
US9466889B2 (en) * 2013-01-04 2016-10-11 Sea Tel, Inc. Tracking antenna system adaptable for use in discrete radio frequency spectrums
CN103296426B (zh) * 2013-05-17 2015-07-15 北京航空航天大学 一种高精度可拆卸的天线四维运动装置
KR101499045B1 (ko) * 2014-01-13 2015-03-05 주식회사 이엠따블유 투과형 안테나
EP3100320B1 (en) 2014-01-28 2019-09-18 Sea Tel, Inc. (DBA Cobham Satcom) Tracking antenna system having multiband selectable feed
US9711850B2 (en) * 2014-12-08 2017-07-18 Orbit Communication Systems Ltd Dual antenna tracking in LEO and MEO satcom
US9859621B2 (en) 2015-01-29 2018-01-02 Speedcast International Ltd Multi-band satellite antenna assembly and associated methods
US9893417B2 (en) 2015-01-29 2018-02-13 Speedcast International Limited Satellite communications terminal for a ship and associated methods
US10193234B2 (en) 2015-01-29 2019-01-29 Speedcast International Limited Method for upgrading a satellite antenna assembly and an associated upgradable satellite antenna assembly
US10014589B2 (en) 2015-01-29 2018-07-03 Speedcast International Limited Method for upgrading a satellite antenna assembly having a subreflector and an associated satellite antenna assembly
US9685712B2 (en) 2015-01-29 2017-06-20 Harris Corporation Multi-band satellite antenna assembly with dual feeds in a coaxial relationship and associated methods
US9966650B2 (en) 2015-06-04 2018-05-08 Viasat, Inc. Antenna with sensors for accurate pointing
CN105161825B (zh) * 2015-09-01 2017-12-26 南京中网卫星通信股份有限公司 三轴稳定四轴跟踪的船载动中通天线
CN105337016B (zh) * 2015-10-12 2019-01-18 航宇救生装备有限公司 一种车载四轴式指向天线云台
FR3047370A1 (fr) * 2016-01-29 2017-08-04 E-Blink Systeme de maintien et d'orientation d'un dispositif emetteur et/ou recepteur et procede d'installation
US10418685B1 (en) * 2016-03-31 2019-09-17 L3 Technologies, Inc. Flexed perimeter roller antenna positioner
CN106229680B (zh) * 2016-08-31 2023-05-12 四川灵通电讯有限公司 对运动中的卫星天线进行实时对星的装置的应用方法
CN106353608B (zh) * 2016-08-31 2023-03-17 广州赛宝计量检测中心服务有限公司 一种用于测量mimo天线方向图的定位装置
CN106546159B (zh) * 2016-10-20 2019-12-27 中国石油化工股份有限公司 一种游梁式抽油机悬点位移的测量方法
CN106450743A (zh) * 2016-10-31 2017-02-22 中国铁塔股份有限公司长春市分公司 天线罩
CN106785328B (zh) * 2017-02-08 2023-09-05 西安天圆光电科技有限公司 一种碳纤维复合材料三轴转台
CN106876985B (zh) * 2017-03-06 2023-08-01 中国电子科技集团公司第三十八研究所 机载双频段天线的稳定平台系统
CN106961020B (zh) * 2017-04-11 2019-12-31 北京国电高科科技有限公司 一种用于卫星通信的地面对星设备、控制方法及控制系统
US11549785B2 (en) * 2017-06-22 2023-01-10 Saab Ab Arrangement and method for autoalignment of a stabilized subsystem
US10553929B2 (en) 2017-06-27 2020-02-04 Sea Tel, Inc. Tracking antenna system having modular three-axes pedestal
CN107910643B (zh) * 2017-11-07 2022-03-04 北京爱科迪通信技术股份有限公司 一种卫星天线方位角调整装置
CN108123225B (zh) * 2017-12-25 2020-07-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种新型双方位同轴可加俯仰的机载天线座
CN108172997B (zh) * 2018-02-13 2023-08-15 河南科技大学 基于无耦合三分支两转动并联机构的天线姿态调整装置
CN111869003B (zh) 2018-03-07 2024-07-02 西泰尔股份有限公司(Dba科巴姆卫星通讯) 配置成促进与第一卫星和第二卫星同时多波束操作的天线系统
CN109004334B (zh) * 2018-07-23 2023-11-10 武汉华讯国蓉科技有限公司 S频段车载动中通天线
TWI677136B (zh) * 2018-12-13 2019-11-11 中衛科技股份有限公司 天線安裝管束平台調整機構
CN109980330A (zh) * 2019-03-18 2019-07-05 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种x-y轴天线座及天线系统
US11641057B2 (en) 2019-06-24 2023-05-02 Sea Tel, Inc. Coaxial feed for multiband antenna
CN110661078B (zh) * 2019-08-25 2021-06-01 武汉华中天经通视科技有限公司 一种车地高速激光通信装置
KR102195422B1 (ko) * 2019-09-02 2020-12-28 (주)인텔리안테크놀로지스 안테나 제어 방법 및 장치
KR102195419B1 (ko) * 2019-09-18 2020-12-28 (주)인텔리안테크놀로지스 통신 시스템
CN112582797B (zh) * 2019-09-29 2022-06-14 比亚迪股份有限公司 轨旁天线驱动装置以及轨旁天线系统
CN110843689A (zh) * 2019-11-18 2020-02-28 西安工业大学 车载高分辨率两自由度微波通讯系统
CN110949686B (zh) * 2019-12-19 2024-06-25 海丰通航科技有限公司 便携式自稳定坡度指示器、仰角调节方法及其应用
CN112054280B (zh) * 2020-09-18 2021-10-22 广东兆邦智能科技股份有限公司 一种5g终端天线安装基座
CN113571905B (zh) * 2021-08-16 2023-03-24 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种分体座架式过顶跟踪天线
CN115185304A (zh) * 2022-07-08 2022-10-14 天津飞图科技有限公司 一种新型卫星跟踪旋转台

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080291101A1 (en) 2007-03-30 2008-11-27 Itt Manufacturing Enterprises, Inc Method and apparatus for steering and stabilizing radio frequency beams utilizing photonic crystal structures
US20090009416A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Viasat, Inc. Full-motion multi-antenna multi-functional pedestal

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514608A (en) * 1967-09-08 1970-05-26 Us Army Laser errored azimuth-elevation servo lockon tracking system
GB1230846A (ko) * 1968-09-26 1971-05-05
US5419521A (en) * 1993-04-15 1995-05-30 Matthews; Robert J. Three-axis pedestal
KR100429964B1 (ko) * 1999-01-28 2004-05-03 샤프 가부시키가이샤 안테나 시스템
US6466175B1 (en) * 2001-03-20 2002-10-15 Netune Communications, Inc. Adjustable horn mount assembly
CN2508470Y (zh) * 2001-08-06 2002-08-28 赵京 移动卫星信号接收装置
US6911949B2 (en) * 2002-10-21 2005-06-28 Orbit Communication Ltd. Antenna stabilization system for two antennas
US7432868B2 (en) * 2004-04-26 2008-10-07 Spencer Webb Portable antenna positioner apparatus and method
CN101091121A (zh) * 2004-10-28 2007-12-19 西斯贝斯股份有限公司 具有双操作模式的天线定位系统
KR20070060630A (ko) * 2005-12-09 2007-06-13 한국전자통신연구원 위성추적 안테나 시스템
EP1986016A1 (en) * 2007-04-25 2008-10-29 Saab Ab Device and method for controlling a satellite tracking antenna
US7777480B2 (en) * 2007-09-08 2010-08-17 Andrew Llc Antenna Orientation Sensor
WO2010005530A1 (en) * 2008-06-30 2010-01-14 Sirius Xm Radio Inc. Interface between a switched diversity antenna system and a digital radio reciever
EP2366210B1 (en) 2008-12-15 2017-09-27 Sea Tel, Inc. Pedestal for tracking antenna
CN101520325B (zh) * 2008-12-18 2012-06-13 中国移动通信集团江苏有限公司 一种基站天线角度自动监测仪及自动监测方法
US20100271274A1 (en) * 2009-04-27 2010-10-28 Honeywell International Inc. Self-stabilizing antenna base
CN201466207U (zh) * 2009-06-30 2010-05-12 上海咏星商务信息咨询有限公司 船载卫星天线伺服系统姿态测量装置
US9182229B2 (en) * 2010-12-23 2015-11-10 Trimble Navigation Limited Enhanced position measurement systems and methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080291101A1 (en) 2007-03-30 2008-11-27 Itt Manufacturing Enterprises, Inc Method and apparatus for steering and stabilizing radio frequency beams utilizing photonic crystal structures
US20090009416A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Viasat, Inc. Full-motion multi-antenna multi-functional pedestal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108508924A (zh) * 2018-04-03 2018-09-07 北京爱科迪通信技术股份有限公司 一种用于运动控制限位装置的运动控制限位方法
CN108508924B (zh) * 2018-04-03 2021-06-04 北京爱科迪通信技术股份有限公司 一种用于运动控制限位装置的运动控制限位方法

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EP2586096A2 (en) 2013-05-01
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