KR101798105B1 - Oam 안테나의 지향 정렬 장치 - Google Patents

Oam 안테나의 지향 정렬 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101798105B1
KR101798105B1 KR1020170001382A KR20170001382A KR101798105B1 KR 101798105 B1 KR101798105 B1 KR 101798105B1 KR 1020170001382 A KR1020170001382 A KR 1020170001382A KR 20170001382 A KR20170001382 A KR 20170001382A KR 101798105 B1 KR101798105 B1 KR 101798105B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
transmission
oam antenna
oam
reception
Prior art date
Application number
KR1020170001382A
Other languages
English (en)
Inventor
이무홍
Original Assignee
(주)엑스엠더블유
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엑스엠더블유 filed Critical (주)엑스엠더블유
Priority to KR1020170001382A priority Critical patent/KR101798105B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101798105B1 publication Critical patent/KR101798105B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 송수신 OAM 안테나 사이에 상호 지향 정렬을 효율적으로 하기 위해 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광(optical) 송신기와 광 필터에 장착하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광 수신기를 설치한 것에 의해 수신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 송신기에서 광 필터를 조정하면서 방출되는 광폭이 다른 복수의 레이져 빔을 송신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 수신기에서 수신하면서 송수신 OAM 안테나의 정렬 상태를 확인할 수 있고, 광 수신기에서 수신된 수신 OAM 안테나의 정렬 정보를 송신 OAM 안테나의 한 안테나를 통해 수신 OAM 안테나의 한 안테나로 전송하면 수신 OAM 안테나에 장착된 제어기가 이 정보를 분석하여 수신 OAM 안테나와 송신 OAM 안테나의 상호 고도각과 방위각을 정렬시킬 수 있다.
또한, 이후에 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 설치된 광(optical) 송신기에 동시에 레이져 빔을 발사하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 설치된 광 수신기에서 이 두 레이져 빔을 수신하여 송수신 OAM 안테나 사이의 회전각 정렬 상태를 확인 및 정렬할 수 있다.

Description

OAM 안테나의 지향 정렬 장치{Orbital Angular Momentum Antenna Pointing Alignment Apparatus}
본 발명은 지향성 안테나를 사용하는 무선통신에서 자동으로 두 개의 OAM(Orbital Angular Momentum) 안테나의 상호 시선(line of sight)을 정렬시키는 안테나 지향 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적인 통신 시스템의 경우 전자기학의 Maxwell 이론에 따라 전자기파의 전송에서 보존되는 물리량인 에너지와 운동량을 이용하여 신호를 전송한다. 다중 입력 다중 출력(MIMO; Multi Input and Multi Output)을 비롯한 기존의 통신 시스템은 전자기학적으로 선운동량(linear momentum)을 이용한 방식으로, 통신시스템을 사용하는 사용자의 수와 요구하는 전송 용량이 증가할 수록 주파수, 시간 등의 사용할 수 있는 자원이 한정되어 있기 때문에 그 효율이 감소하고 있다. 따라서 전송 용량과 전송효율을 증가시키기 위해 통신을 수행할 수 있는 추가적인 새로운 차원 및 통신을 위한 새로운 물리량을 찾는 것이 매우 중요하다. 이러한 추세에 따라 기존의 선운동량 대신 궤도 각운동량(OAM; Orbital Angular Momentum)을 이용한 통신 방법이 큰 주목을 받고 있다.
하지만, 궤도 각운동량을 이용한 통신 방법은 송신기의 안테나와 수신기의 안테나의 정렬이 전송 용량에 매우 큰 영향을 끼치는 특성을 가지고 있다.
따라서, 송신기의 안테나와 수신기의 안테나의 정렬 상태를 감지하고 이를 보정하는 기술이 요구된다.
등록특허공보 제10-1665585호(공고일자 2016년10월24일)
본 발명은 상술한 요구를 충족하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 송수신 OAM 안테나의 상호 시선 정렬에 있어 신속성과 효율성을 제공할 수 있는 OAM 안테나 지향 정렬 장치를 제공하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 복수의 안테나가 구비된 수신 OAM 안테나 및 송신 OAM 안테나의 상호 시선 정렬을 위한 장치에 있어서, 상기 수신 OAM 안테나에 설치된 광송신기 및 광필터로 이루어진 광송신부와; 상기 광송신부에서 조사된 광이 수신되도록 상기 송신 OAM 안테나에 설치된 광수신기와; 상기 수신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 수신 각도조절부와; 상기 송신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 송신 각도조절부;를 포함하며,
상기 광송신부로부터 상기 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부가 동작되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 동작은 상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나, 상기 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료되는 것일 수 있다.
또한, 상기 수신 OAM 안테나의 측면에는 제2 광송신기 및 제2 광필터로 이루어진 제2 광송신부가 더 구비되고, 상기 광송신부는 중앙에 설치될 수 있다.
또한, 상기 송신 OAM 안테나의 측면에는 상기 제2 광송신부와 대응되는 제2 광수신기가 더 구비되고, 상기 광수신기는 중앙에 설치될 수 있다.
또한, 상기 수신 각도조절부는 수신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여될 수 있고, 상기 송신 각도조절부 또한 송신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여될 수 있다.
그리고 상기 제2 광송신부는 상기 제2 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 제2 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부의 회전각 조절 기능이 수행될 수 있다.
상기 제2 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 회전각 제어 동작은 상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나, 상기 제2 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료될 수 있다.
본 발명에 의하면, 송수신 OAM 안테나 사이에 상호 지향 정렬을 효율적으로 하기 위해 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광(optical) 송신기와 광 필터에 장착하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광 수신기를 설치한 것에 의해 수신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 송신기에서 광 필터를 조정하면서 방출되는 광폭이 다른 복수의 레이져 빔을 송신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 수신기에서 수신하면서 송수신 OAM 안테나의 정렬 상태를 확인할 수 있고, 광 수신기에서 수신된 수신 OAM 안테나의 정렬 정보를 송신 OAM 안테나의 한 안테나를 통해 수신 OAM 안테나의 한 안테나로 전송하면 수신 OAM 안테나에 장착된 제어기가 이 정보를 분석하여 수신 OAM 안테나와 송신 OAM 안테나의 상호 고도각과 방위각을 정렬시킬 수 있다.
또한, 이후에 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 설치된 광(optical) 송신기에 동시에 레이져 빔을 발사하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 설치된 광 수신기에서 이 두 레이져 빔을 수신하여 송수신 OAM 안테나 사이의 회전각 정렬 상태를 확인 및 정렬할 수 있다.
또한, 본 발명은 송수신 OAM 안테나를 설치한 후에 상호 정렬을 위해 사용될 뿐만 아니라 송수신 안테나를 운용하다가 정렬이 틀어지는 것을 방지하기 위해 주기적인 안테나 정렬에 사용 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 OAM 안테나의 지향 정렬 장치의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 수신 OAM 안테나의 지향 정렬 장치 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 송신 OAM 안테나의 지향 정렬 장치 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 OAM 안테나의 지향 정렬 장치를 통해 정렬하는 과정을 설명하기 위한 도면.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
따라서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예들을 가질 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 5G 이동통신용 백홀(Backhaul) 장비에서 사용되는 OAM(Orbital Angular Momentum) 안테나를 설치한 후 상호 지향 정렬을 효율적으로 하기 위한 안테나 지향 정렬 장치에 관한 것이다. 백홀(Backhaul) 장비에서 멀티모드 전송을 통해 전송 용량을 개선하기 사용되는 송수신 OAM 안테나는 다수의 subarray 안테나들로 구성되므로 이 subarray 안테나들 사이에 상호 정렬 상태가 매우 좋아야 한다.
따라서 RF 신호를 방사하는 송신 OAM 안테나와 수신 OAM 안테나 상호 간에 시선(line of sight)을 유지하면서 동시에 두 안테나 상호 간에 고도각, 방위각 및 POL(Polarization)각(이하, 회전각)의 정렬을 유지하는 것이 중요하다.
본 발명은 송수신 OAM 안테나 사이에 상호 지향 정렬을 효율적으로 하기 위해 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광(optical) 송신기와 광 필터에 장착하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 각각 한 개의 광 수신기를 설치한다. 수신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 송신기에서 광 필터를 조정하면서 방출되는 광폭이 다른 복수의 레이져 빔을 송신 OAM 안테나 중앙에 있는 광 수신기에서 수신하면서 송수신 OAM 안테나의 정렬 상태를 확인한다. 광 수신기에서 수신된 수신 OAM 안테나의 정렬 정보를 송신 OAM 안테나의 한 subarray 안테나를 통해 수신 OAM 안테나의 한 subarray 안테나로 전송하면 수신 OAM 안테나에 장착된 제어기가 이 정보를 분석하여 수신 OAM 안테나와 송신 OAM 안테나의 상호 고도각과 방위각을 정렬시킨다. 이 후에 수신 OAM 안테나의 중앙과 한 모서리에 설치된 광(optical) 송신기에 동시에 레이져 빔을 발사하고, 송신 OAM 안테나 중앙과 한 모서리에 설치된 광 수신기에서 이 두 레이져 빔을 수신하여 송수신 OAM 안테나 사이의 회전각 정렬 상태가 확인되고 정렬된다. 본 발명의 장치는 송수신 OAM 안테나를 설치한 후에 상호 정렬을 위해 사용될 뿐만 아니라 송수신 안테나를 운용하다가 정렬이 틀어지는 것을 방지하기 위해 주기적인 안테나 정렬에 사용이 가능하다.
이를 위해 본 발명은 상기 수신 OAM 안테나에 설치된 광송신기 및 광필터로 이루어진 광송신부와; 상기 광송신부에서 조사된 광이 수신되도록 상기 송신 OAM 안테나에 설치된 광수신기와; 상기 수신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 수신 각도조절부와; 상기 송신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 송신 각도조절부;를 포함한다.
그리고 상기 광송신부로부터 상기 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부가 동작되는 것을 특징으로 한다.
상기 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 동작은 상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나, 상기 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료될 수 있다.
또한, 상기 수신 OAM 안테나의 측면에는 제2 광송신기 및 제2 광필터로 이루어진 제2 광송신부가 더 구비되고, 상기 광송신부는 중앙에 설치될 수 있다.
이때 상기 송신 OAM 안테나의 측면에는 상기 제2 광송신부와 대응되는 제2 광수신기가 더 구비되고, 상기 광수신기는 중앙에 설치될 수 있다.
그리고 상기 수신 각도조절부는 수신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여되고, 상기 송신 각도조절부는 송신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여되며, 상기 제2 광송신부는 상기 제2 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 제2 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부의 회전각 조절 기능이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제2 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 회전각 제어 동작은 상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나, 상기 제2 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 수신 OAM 안테나(216)의 중앙에 설치된 광송신부를 중앙 광송신부로, 광송신기를 중앙 광송신기(219)로, 광필터를 광필터(218)로 각각 칭하기로 하고,
수신 OAM 안테나(216)의 측면에 설치된 제2 광송신부를 측면 광송신부로, 제2 광송신기를 측면 광송신기(221)로, 제2 광필터를 광필터(220)로 각각 칭하기로 하며,
송신 OAM 안테나(201)의 중앙에 설치된 광수신기를 중앙 광수신기(203)로, 송신 OAM 안테나(201)의 측면에 설치된 제2 광수신기를 측면 광수신기(204)로 칭하고, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 송수신 OAM 안테나(201,216)가 서로 마주보고 있다는 전제하에,
1) 수신 OAM 안테나(216)의 중앙에 달린 광 필터(218)의 광폭을 적당히 넓게 조정하고 중앙 광송신기(219)를 켜서 광 빔을 송신 OAM 안테나(201)를 향하여 발사한다. 이때 중앙 광수신기(203)가 설치된 송신 OAM 안테나(201)를 향해 발사된 광 송신기(219)의 광 빔이 송신 OAM 안테나(201)을 포함해서 할 만큼 충분히 광 빔 폭이 넓게 되도록 광 필터(218)의 광폭을 조절한다.
2) 송신 OAM 안테나(201)에 달린 중앙 광 수신기(203)에서 검출된 신호는 수신 제어기(209)를 거쳐 변조기(206)로 보내져서 무선으로 전송하기에 적당한 형태로 변조된다. 이 변조된 기저대역(Baseband) 신호는 RF 송신기(207)에서 RF 신호로 변환된 후 신호 결합기(208)을 거쳐 한 개의 송신 RF subarray 안테나(202)에서 수신 OAM 안테나(216)를 향해 발사된다. 일반적으로 RF 안테나의 RF 신호 빔 폭은 광 빔 폭보다 상당히 넓으므로 송수신 OAM 안테나가 광 빔 관점에서는 정확히 정렬이 않아도 송신 subarray 안테나에서 발사된 RF 신호는 수신 송신 subarray 안테나에서 잘 수신된다고 가정할 수 있다.
3) 수신 OAM 안테나(216)에 설치된 수신 RF subarray 안테나(217)에서 수신된 RF 신호는 신호 분배기(223)를 거쳐 RF 수신기(224)로 들어가 기저대역 신호로 변환된다. 이 기저대역 신호는 복조기(225)에서 복조되어 수신 OAM 안테나의 위치를 나타내는 정보로 변환된 후 송신 제어기(226)로 들어가게 되며, 송신 제어기(226)는 이 안테나 위치 정보를 정해진 기준값과 비교해서 송수신 OAM 안테나가 서로 어떻게 정렬되어 있는지를 판단한다. 송신 제어기(226)의 판단에 따라 송신 제어기(226)는 제어 정보를 수신 OAM 안테나(216)용 방위각 모터(230)과 고도각 모터(231)로 보내 수신 OAM 안테나의 방위각과 고도각을 조정하여 송신 OAM 안테나에 대한 수신 OAM 안테나의 정렬 상태를 개선시킨다.
4) 2)단계와 3)단계의 반복적인 과정을 통해 송신 OAM 안테나에 대한 수신 OAM 안테나의 정렬 상태가 충분히 개선되었다고 판단되면 그 다음 단계인 수신 OAM 안테나에 대한 송신 OAM 안테나의 정렬 개선 단계로 넘어간다.
5) 수신 OAM 안테나에 대한 송신 OAM 안테나의 정렬 상태를 개선하기 위해 송신 제어기(226)는 송신 OAM 안테나의 제어 정보를 변조기(229)에 넣어 변조시킨다. 이 변조된 신호는 RF 송신기(228)에서 RF 신호로 변환한 후 신호 결합기(227)를 거쳐 송신 RF subarray 안테나를 통해 송신 OAM 안테나(201)를 향해 전송된다.
6) 송신 OAM 안테나(201)에 장착된 수신 RF Subarray 안테나(205)는 RF 신호를 수신하여 신호 분배기(212)를 거쳐 RF 수신기(211)로 보낸다. 이 RF 신호는 RF 수신기(211)에서 기저대역 신호로 변환한 후 복조기(210)에서 송신 OAM 안테나의 제어 정보로 변환된 후 수신 제어기(209)로 가게 된다. 수신 제어기(209)는 이 제어 정보를 송신 OAM 안테나(201)용 방위각 모터(215)와 고도각 모터(214)로 전송해 송신 OAM 안테나를 조정하여 수신 OAM 안테나에 대한 송신 OAM 안테나의 정렬 상태를 개선시킨다.
7) 5)단계와 6)단계의 반복적인 과정을 통해 수신 OAM 안테나에 대한 송신 OAM 안테나의 정렬 상태가 충분히 개선되었다고 판단되면 그 다음 단계인 송수신 OAM 안테나의 정교한 정렬 과정으로 광 필터(218)의 광폭을 조금 좁히고 광 송신기(219)에서 광 빔을 발사한 후 2)단계에서 6)단계의 과정을 반복한다.
8) 광 필터(218)의 광폭을 좁혀 가면서 7)단계를 반복하여 송신제어기(226)로 들어오는 송수신 OAM 안테나 정렬 신호가 안테나 정렬이 충분히 잘 되었다고 약속한 기준값보다 크면 송신제어기(226)는 송수신 OAM 안테나의 방위각과 고도각 정렬을 멈추게 된다.
9) 만일 2) 단계에서 송신 OAM 안테나(201)에 달린 중앙 광 수신기(203)에서 광 신호가 전혀 검출되지 않거나 매우 미약하다고 판단되면, 1)단계로 다시 돌아가서 광 필터(218)의 광폭을 더 넓게 조정하면서 광 송신기(219)에서 발사된 광 빔이 OAM 안테나(201) 포함하도록 하여 광 수신기(203)에서 신호가 검출될 때 까지 이 과정을 몇 번 반복한다. 그리고 2)단계에서부터 7)단계를 다시 수행하면서 송수신 OAM 안테나를 정렬시킨다.
10) 송수신 OAM 안테나의 방위각 및 고도각 정렬이 끝나면 송수신 OAM 안테나의 회전각 정렬을 시작한다. 회전각 정렬은 송수신 OAM 안테나의 E-field(전기장) 방향을 서로 정렬시켜서 수신 OAM 안테나에서 받는 신호 레벨을 증가되도록 하는 것이다. 만일 송수신 OAM 안테나의 POL 각의 정렬 상태가 나쁘면 수신 OAM 안테나에서 받는 신호 레벨이 많게는 ~20dB 이상 나빠질 수 있다.
11) 송수신 OAM 안테나의 POL 각 정렬을 위해 수신 OAM 안테나(216)의 중앙에 달린 광 필터(218)와 측면에 달린 광 필터(220)의 광폭을 좁게 조절하고 중앙 광 송신기(219)와 측면 광 송신기(221)을 켜서 두개의 광 빔을 송신 OAM 안테나(201)를 향해 발사한다.
12) 이때 송수신 OAM 안테나의 방위각 및 고도각이 이미 잘 정렬되어 있으므로 송신 OAM 안테나(201)의 중앙 광 수신기(203)에서는 큰 신호가 검출된다. 하지만 송수신 OAM 안테나의 회전각은 정렬되어 있지 않으므로 송신 OAM 안테나(201)의 위쪽에 달린 측면 광 수신기(204)에서는 신호가 검출되지 않거나 작은 신호가 검출된다. 측면 광 수신기(204)에서 검출된 신호는 수신 제어기(209)를 거쳐 변조기(206)로 보내져서 무선으로 전송하기에 적당한 형태로 변조된다. 이 변조된 기저대역(Baseband) 신호는 RF 송신기(207)에서 RF 신호로 변환된 후 신호 결합기(208)을 거쳐 한 개의 송신 RF subarray 안테나(202)에서 수신 OAM 안테나(216)를 향해 발사된다.
13) 수신 OAM 안테나(216)에 설치된 수신 RF subarray 안테나(217)에서 수신된 RF 신호는 신호 분배기(223)를 거쳐 RF 수신기(224)로 들어가 기저대역 신호로 변환된다. 이 기저대역 신호는 복조기(225)에서 복조되어 수신 OAM 안테나의 위치를 나타내는 정보로 변환된 후 송신 제어기(226)로 들어가게 되며, 송신 제어기(226)는 이 안테나 회전각 정보의 크기를 정해진 기준값과 비교해서 송수신 OAM 안테나의 POL 각이 서로 어떻게 정렬되어 있는지를 판단한다. 송신 제어기(226)의 판단에 따라 송신 제어기(226)는 회전각 제어 정보를 수신 OAM 안테나(216)용 회전각 모터(232)로 보내 수신 OAM 안테나의 회전각을 조정하여 송신 OAM 안테나에 대한 수신 OAM 안테나의 회전각 정렬 상태를 개선시킨다.
14) 11)단계에서 13)단계를 반복해서 수행하면서 송신 제어기(226)로 들어오는 안테나 회전각 정보의 크기가 커지는 방향으로 수신 OAM 안테나(216)의 회전각 방향을 돌린다. 만일 안테나 회전각 정보의 크기가 정해진 기준값 보다 크면 송수신 OAM 안테나의 회전각 정렬이 충분히 정확하다고 판단하여 송신 제어기(226)는 안테나 회전각 정렬을 마치게 된다.
이와 같은 본 발명은 수십에서 수백 미터 이상 떨어진 곳에 설치되어 서로 정밀한 시선을 유지하도록 송신 OAM 안테나(201)와 수신 OAM 안테나(216)를 3차원 공간에서 상호 정렬시키기 위해 많은 시간이 걸리는 것을 광 빔의 폭을 필터를 통해 조절하여 수신 안테나의 정렬 위치를 빠른 시간 내에 찾을 수 있도록 한다.
또한, 송수신 OAM 안테나(201,216)를 설치한 후에 상호 정렬을 위해 사용될 뿐만 아니라 송수신 안테나를 운용하다가 정렬이 틀어지는 것을 방지하기 위해 주기적인 안테나 정렬에 사용이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
201: 송신 OAM 안테나
203: 중앙 광 수신기
204: 측면 광 수신기
216: 수신 OAM 안테나
218,220: 광필터
219: 중앙 광 송신기
221: 측면 광 송신기

Claims (5)

  1. 복수의 안테나가 구비된 수신 OAM 안테나 및 송신 OAM 안테나의 상호 시선 정렬을 위한 장치에 있어서,
    상기 수신 OAM 안테나에 설치된 광송신기 및 광필터로 이루어진 광송신부와;
    상기 광송신부에서 조사된 광이 수신되도록 상기 송신 OAM 안테나에 설치된 광수신기와;
    상기 수신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 수신 각도조절부와;
    상기 송신 OAM 안테나의 고도각, 방위각을 제어하는 송신 각도조절부;를 포함하며,
    상기 광송신부로부터 상기 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부가 동작되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 동작은
    상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나,
    상기 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수신 OAM 안테나의 측면에는 제2 광송신기 및 제2 광필터로 이루어진 제2 광송신부가 더 구비되고, 상기 광송신부는 중앙에 설치되며,
    상기 송신 OAM 안테나의 측면에는 상기 제2 광송신부와 대응되는 제2 광수신기가 더 구비되고, 상기 광수신기는 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수신 각도조절부는 수신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여되고,
    상기 송신 각도조절부는 송신 OAM 안테나의 회전각 조절 기능이 더 부여되며,
    상기 제2 광송신부는 상기 제2 광필터에 의해 단계별로 광폭 조절된 광이 상기 제2 광수신기에 수신되는지 여부에 따라 상기 송신 각도조절부, 상기 수신 각도조절부, 또는 송수신 각도조절부의 회전각 조절 기능이 수행되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 광필터의 광폭 조절과, 송수신 각도조절부의 회전각 제어 동작은
    상기 송신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 송신한 RF 신호가 상기 수신 OAM 안테나에 구비된 안테나 중 하나의 안테나가 수신하여 수신된 RF신호 값이 정해진 기준값 이상인 경우이거나,
    상기 제2 광수신기에서 정해진 광폭 값을 수신한 경우에 동작이 완료되는 것을 특징으로 하는 OAM 안테나의 지향 정렬 장치.
KR1020170001382A 2017-01-04 2017-01-04 Oam 안테나의 지향 정렬 장치 KR101798105B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001382A KR101798105B1 (ko) 2017-01-04 2017-01-04 Oam 안테나의 지향 정렬 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170001382A KR101798105B1 (ko) 2017-01-04 2017-01-04 Oam 안테나의 지향 정렬 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101798105B1 true KR101798105B1 (ko) 2017-11-16

Family

ID=60806797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170001382A KR101798105B1 (ko) 2017-01-04 2017-01-04 Oam 안테나의 지향 정렬 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101798105B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193423U1 (ru) * 2019-04-11 2019-10-29 Алексей Георгиевич Петропавловский Устройство для наведения спутниковой антенны по углу места (варианты)
CN111010204A (zh) * 2019-11-22 2020-04-14 Oppo广东移动通信有限公司 客户终端设备
CN111010203A (zh) * 2019-11-22 2020-04-14 Oppo广东移动通信有限公司 客户终端设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207799A (ja) 2014-04-17 2015-11-19 ソニー株式会社 無線通信装置並びに無線通信システム
JP2015231108A (ja) 2014-06-04 2015-12-21 富士通株式会社 アンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法
KR101718282B1 (ko) 2016-04-11 2017-03-20 한국과학기술원 가시선 채널 환경에서 부배열 안테나를 이용한 균일 원형 배열 안테나 시스템 및 그의 빔포밍 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015207799A (ja) 2014-04-17 2015-11-19 ソニー株式会社 無線通信装置並びに無線通信システム
JP2015231108A (ja) 2014-06-04 2015-12-21 富士通株式会社 アンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法
KR101718282B1 (ko) 2016-04-11 2017-03-20 한국과학기술원 가시선 채널 환경에서 부배열 안테나를 이용한 균일 원형 배열 안테나 시스템 및 그의 빔포밍 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193423U1 (ru) * 2019-04-11 2019-10-29 Алексей Георгиевич Петропавловский Устройство для наведения спутниковой антенны по углу места (варианты)
CN111010204A (zh) * 2019-11-22 2020-04-14 Oppo广东移动通信有限公司 客户终端设备
CN111010203A (zh) * 2019-11-22 2020-04-14 Oppo广东移动通信有限公司 客户终端设备
CN111010203B (zh) * 2019-11-22 2021-10-26 Oppo广东移动通信有限公司 客户终端设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9467219B2 (en) Systems and methods of antenna orientation in a point-to-point wireless network
US10270509B2 (en) Training beam transmission method, apparatus, and system
KR101798105B1 (ko) Oam 안테나의 지향 정렬 장치
KR101848079B1 (ko) 안테나 빔 반사장치 및 방법
CN105144472A (zh) 无线电天线定位
US20220321198A1 (en) Dynamic control of an unmanned aerial vehicle using a reconfigurable intelligent surface
US20170272140A1 (en) Autonomous antenna aligning system and method
US20190198969A1 (en) Method for elimination of antenna angular orientation error in point-to-point communication system
EP3292636B1 (en) Transmit device and method thereof
KR20170110163A (ko) 집속 안테나를 가지는 통합된 트랜시버
US10658759B2 (en) System and method for two-way ground and satellite based communication using millimeter waves
US10547355B2 (en) Rotatable antenna arrangement for LOS-MIMO
KR101859867B1 (ko) 밀리미터파 안테나 장치 및 렌즈를 이용하여 빔을 생성하는 방법
US7535419B2 (en) Method for data exchange between military aircraft and device for carrying out this method
JP6509776B2 (ja) 無線通信方法および無線通信システム
EP3095203B1 (en) Improved control of directive antennas for wireless links
US9647333B2 (en) Array antenna, configuration method, and communication system
WO2016180116A1 (zh) 一种波束使用方法及装置
US9054752B2 (en) High rate RF link technology utilizing near-maximum likelihood MIMO signal processing
CN109859534A (zh) 基于四单元定向天线的应答机
US20170005402A1 (en) Multiband communications and repeater system
US10790883B2 (en) MIMO system and method utilizing interferometric pattern
EP3618304A1 (en) Radio communication device, radio reception device, and radio communication system
CZ2013297A3 (cs) Otočná směrová anténa na vozidle
Cella et al. Mm-wave short range outdoor links with phased arrays

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant