KR101880707B1 - 지향성 안테나의 방향 제어 시스템 및 그것의 방향 제어 방법 - Google Patents

지향성 안테나의 방향 제어 시스템 및 그것의 방향 제어 방법 Download PDF

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    • 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

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Abstract

본 발명에 따른 지향성 안테나의 방향을 제어하는 방향 제어 시스템은 상기 지향성 안테나에 설치되어 상기 지향성 안테나의 각도 정보를 측정하는 기울기 센서, 상기 각도 정보를 수신하고, 상기 지향성 안테나로부터 상기 각도 정보에 대응하는 수신신호 세기를 측정하는 정보 처리부, 그리고 방향 확인 시작 명령에 따라 특정 범위 내에서 상기 지향성 안테나의 방향을 순차적으로 변경하고, 상기 지향성 안테나의 방향이 변경되는 동안에 방향별로 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기를 측정하도록 상기 정보 처리부에 요청하는 안테나 제어부를 포함한다.

Description

지향성 안테나의 방향 제어 시스템 및 그것의 방향 제어 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING DIRECTION OF DIRECTIONAL ANTENNA AND METHOD FOR CONTROLLING DIRECTION THEREOF}
본 발명은 지향성 안테나에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 지향성 안테나의 설치 시 또는 사용 시 설계된 의도대로 설치 방향을 정확히 조절하는 방향 제어 시스템에 관한 것이다.
안테나는 전자기 에너지를 방사하거나 수신하기 위한 장치로서, 외부로부터 송신하고자 하는 신호와 전력을 공급받아 공간으로 방사하거나 수신된 신호를 옥내 장치에서 처리하게 된다. 일반적으로 원하는 안테나 성능 및 가격과 사용 환경에 따라 안테나 구조를 선택하게 된다. 안테나는 특정 방향이 없이 단일 평면상에서 전방향성의 방사 패턴을 보이는 무지향성 안테나(Omnidirectional Antenna) 및 특정한 방향으로만 전파를 강하게 방사하거나 그 방향으로부터의 전파에 대하여 감도가 높아지는 특성을 가진 지향성 안테나(Directional Antenna)를 포함한다.
지향성 안테나는 통상적으로 적외선(IR: Infrared Ray) 송수신방식의 IR 안테나와 무선주파수(RF: Radio Frequency) 송수신방식의 RF안테나 등에서 안테나의 송수신 방향이 특정범위로 한정된 상태에서 대상물과의 통신이 이루어진다. 예를 들면, 지향성 안테나는 고속도로의 톨게이트에서 하이패스 단말기와의 통신을 위해 차량의 통과위치에 대응하여 일정 조사각도로 위치되도록 구비되어 있다. 이와 같은 지향성 안테나는 송수신방식을 달리하는 통신대상물에 따라 IR한테나 또는 RF안테나와 같은 지향성 안테나를 개별적인 프레임 상에 대상단말기와의 통신각도를 맞추어 각각 고정 설치될 수 있다.
한편, 무선통신용 지향성 안테나는 기지국에서 사용될 수 있다. 일반적으로 기지국의 안테나는 한 지점에서 3개 이상의 지향성 안테나가 설치되도록 설계된다. 다만, 지향성 안테나가 설계된 대로 정확하게 설치되었는지 확인하지 못하면, 이동통신망의 정확한 커버리지 및 품질 확보가 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 지향성 안테나의 방향을 정확히 설정하기 위한 방법이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-0323593호
본 발명은 위에서 설명한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지향성 안테나의 설치 시 또는 사용 시 설계된 의도대로 설치 방향을 정확히 조절하는 방향 제어 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 지향성 안테나의 방향을 제어하는 방향 제어 시스템은 상기 지향성 안테나에 설치되어 상기 지향성 안테나의 각도 정보를 측정하는 기울기 센서, 상기 각도 정보를 수신하고, 상기 지향성 안테나로부터 상기 각도 정보에 대응하는 수신신호 세기를 측정하는 정보 처리부, 그리고 방향 확인 시작 명령에 따라 특정 범위 내에서 상기 지향성 안테나의 방향을 순차적으로 변경하고, 상기 지향성 안테나의 방향이 변경되는 동안에 방향별로 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기를 측정하도록 상기 정보 처리부에 요청하는 안테나 제어부를 포함할 수 있다.
실시 예로서, 상기 정보 처리부는 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기에 기초하여 상기 지향성 안테나의 수신 감도 그래프를 생성할 수 있다.
실시 예로서, 상기 정보 처리부는 수신 감도 그래프에 기초하여 상기 지향성 안테나의 복사 패턴 그래프를 생성할 수 있다.
실시 예로서, 상기 수신 감도 그래프 또는 상기 복사 패턴 그래프를 2차원 또는 3차원의 형태로 디스플레이에 표시하는 정보 표시부를 더 포함할 수 있다.
실시 예로서, 상기 안테나 제어부는 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기에 대응하는 각도 정보와 일치하도록 상기 지향성 안테나의 방향을 조정할 수 있다.
실시 예로서, 상기 기울기 센서는 틸트 감지 센서 및 팬 감지 센서를 포함하되, 상기 틸트 감지 센서는 상기 지향성 안테나의 안테나 패널에 설치되어 상기 안테나 패널의 상하 이동 각도를 측정하여 안테나 틸트 데이터를 생성하고, 상기 팬 감지 센서는 상기 안테나 패널의 좌우 이동 각도를 측정하여 안테나 팬 데이터를 생성할 수 있다.
실시 예로서, 상기 수신신호 세기는 상기 지향성 안테나에 의해 수신되는 기준 신호에 기초하여 측정되고, 상기 지향성 안테나의 지향 기준 지점에 설치되어 상기 기준 신호를 전송하는 기준 신호 발생기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방향이 조절되는 안테나 패널을 포함하는 지향성 안테나의 방향 제어 방법은, 방향 확인 시작 명령을 수신하는 단계, 상기 방향 확인 시작 명령에 따라 상기 안테나 패널의 방향을 특정 범위 내에서 순차적으로 변경하는 단계, 상기 안테나 패널의 방향이 변경되는 동안 상기 안테나 패널에 설치된 기울기 센서를 통하여 각도 정보를 수신하는 단계, 상기 안테나 패널의 방향이 변경되는 동안 상기 각도 정보에 대응하는 수신신호 세기를 측정하는 단계, 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기를 매핑하여 상기 지향성 안테나의 수신 감도 그래프를 생성하는 단계, 그리고 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기에 대응하는 각도 정도와 일치하도록 상기 안테나 패널의 방향을 고정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예로서, 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 상기 지향성 안테나의 복사 패턴 그래프를 생성하는 단계, 그리고 상기 수신 감도 그래프 또는 상기 복사 패턴 그래프를 2차원 또는 3차원의 형태로 디스플레이에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 지향성 안테나의 설치 시 또는 사용 시 설계된 의도대로 설치 방향을 정확히 조절하는 방향 제어 시스템을 제공할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 일반적인 지향성 안테나의 특징을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지향성 안테나의 방향 제어 과정을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 방향 제어 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 지향성 안테나를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지향성 안테나의 방향 제어 방법을 보여주는 순서도이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 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 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 일반적인 지향성 안테나의 특징을 보여주는 도면이다. 도 1a는 지향성 안테나의 복사 패턴을 3차원으로 보여주는 도면이다. 도 1b는 도 1a의 지향성 안테나의 복사 패턴에 대하여 2차원 평면(xy평면)상의 단면을 보여주는 도면이다. 도 1c는 구면좌표계와 직각좌표계의 관계를 보여주는 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 지향성 안테나의 복사 패턴은 전계 벡터(E field)를 포함하며 최대방사방향을 함께 갖는 E-면 및 자계 벡터(H field)를 포함하며 최대방사방향을 함께 갖는 H-면을 포함할 수 있다. 또한, 지향성 안테나의 복사 패턴은 가장 큰 주엽(main lobe) 및 주엽보다 작은 부엽(side lobe)을 포함할 수 있다. 이러한 빔 패턴은 안테나에서 복사되는 전자기파의 전계강도를 의미한다. 반전력 빔폭(half-power beam width, HPBW)은 주엽의 최대 복사방향에 대하여 이득이 절반으로 되는 각도이다. 지향성 안테나는 널(null) 각도에서 안테나의 역할을 수행하지 못한다. 따라서, 지향성 안테나는 목표인 지점에 정확히 방향을 맞추는 것이 중요하다.
도 1c를 참조하면, 지향성 안테나의 복사 패턴은 구면좌표계로 측정될 수 있다. 구면좌표계(r, θ, φ) 상의 P점에 대하여, r은 원점에서 P점까지의 거리를 의미하고, θ는 z축의 양의 방향으로부터 원점과 P점을 잇는 직선까지 이루는 각을 의미하고, 그리고 φ는 x축의 양의 방향으로부터 원점과 P점을 xy평면에 투영시킨 Q점을 잇는 직선까지 이루는 각을 의미한다. 한편, 구면좌표계(r, θ, φ)로 측정된 P점의 위치는 직각좌표계(x=rsinθcosφ, y=rsinθsinφ, z=rcosφ)로 변환될 수 있다. 즉, 구면좌표계로 측정된 지향성 안테나의 복사 패턴은 직각좌표계로 변환되어 표시될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 지향성 안테나의 방향 제어 과정을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 지향성 안테나(10)는 미리 정해진 안테나 설치 지점에 설치될 수 있다. 지향성 안테나(10)는 지향 기준 지점을 향하도록 일단 기본 지정 방향으로 설치될 수 있다. 하지만, 지향성 안테나(10)의 방향이 지향 기준 지점으로 정확히 향하고 있는지 확인이 필요하다.
지향성 안테나(10)는 혼 안테나, 위성 통신을 위한 파라볼라 안테나, 방송 송수신을 위한 야기 안테나 및 이동통신을 위한 어레이 안테나 등을 포함할 수 있다. 이하에서 지향성 안테나(10)는 이동통신 기지국에 설치되는 어레이 안테나로 가정하여 예시적으로 설명한다. 하지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 지향성 안테나(10)의 종류는 이것에 제한되지 않는다.
기준 신호 발생기(20)는 지향 기준 지점에서 기준 신호(REF)를 송신할 수 있다. 예를 들면, 기준 신호 발생기(20)는 ISM(Industry-Science-Medical) 밴드 등 소출력의 캐리어를 안테나 설치 지점으로 고정하여 전파를 발사할 수 있다. 기지국 사이에서 방향을 조정하는 경우, 다른 기지국이 기준 신호 발생기(20)의 역할을 수행할 수 있다. 또는 기준 신호 발생기(20)는 전방향으로 기준 신호(REF)를 송신할 수 있다. 일 실시 예로서, 기준 신호 발생기(20)는 방향 제어 시스템(100)의 일부로서 포함될 수 있다.
방향 제어 시스템(100)은 지향성 안테나(10)가 지향 기준 지점으로 정확히 향하고 있는지 확인할 수 있다. 예를 들면, 방향 제어 시스템(100)은 방향 확인 시작 명령(START)에 따라 지향성 안테나(10)의 방향 제어 동작을 시작할 수 있다. 방향 확인 시작 명령(START)은 기준 신호 발생기(20)로부터 수신할 수 있다. 또는 방향 확인 시작 명령(START)은 사용자에 의해 입력될 수 있다.
방향 확인 시작 명령(START)을 수신하면, 방향 제어 시스템(100)은 현재 지향성 안테나(10)의 각도 정보 및 수신신호 세기를 획득할 수 있다. 한편, 방향 제어 시스템(100)은 미리 설정된 범위 내에서 지향성 안테나(10)의 방향(각도)을 변경할 수 있다. 방향 제어 시스템(100)은 지향성 안테나(10)의 방향을 변경하면서 각도 정보 및 수신신호 세기를 획득할 수 있다. 방향 제어 시스템(100)은 획득된 각도 정보 및 수신신호 세기를 이용하여 지향성 안테나(10)의 수신 감도 그래프를 생성 및 표시할 수 있다. 방향 제어 시스템(100)은 수신 감도 그래프를 이용하여 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 그래프를 생성 및 표시할 수 있다. 방향 제어 시스템(100)은 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신 감도를 가지는 각도 정보와 일치하도록 지향성 안테나(10)의 방향을 조정할 수 있다.
도 3은 도 2의 방향 제어 시스템을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 방향 제어 시스템(100)은 안테나 제어부(110), 기울기 센서(120), 정보 처리부(130) 및 정보 표시부(140)를 포함할 수 있다.
안테나 제어부(110)는 지향성 안테나(10)의 방향을 제어할 수 있다. 예를 들면, 안테나 제어부(110)는 지향성 안테나(10)의 안테나 구동부(12)에 구동 신호를 전송할 수 있다. 구동 신호를 수신한 안테나 구동부(12)는 안테나 패널(11)의 방향을 조절할 수 있다.
안테나 제어부(110)는 방향 확인 시작 명령(START)을 수신할 수 있다. 방향 확인 시작 명령(START)을 수신하면, 안테나 제어부(110)는 지향성 안테나(10)의 현재 각도 정보 및 수신신호 세기를 획득하도록 정보 처리부(130)에 요청할 수 있다. 또한, 안테나 제어부(110)는 미리 설정된 범위 내에서 안테나 패널(11)의 방향을 변경하도록 안테나 구동부(12)를 제어할 수 있다. 안테나 구동부(10)는 안테나 제어부(110)의 제어에 따라 안테나 패널(11)의 팬(Pan) 및 틸트(Tilt)를 변경할 수 있다. 팬은 안테나 패널(11)의 좌우 각도 변경을 의미한다. 틸트는 안테나 패널(11)의 상하 각도 변경을 의미한다.
기울기 센서(120)는 지향성 안테나(10)의 안테나 패널(11)에 설치될 수 있다. 예를 들면, 기울기 센서(120)는 안테나 패널(11)의 각도 정보를 측정할 수 있다. 각도 정보는 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 포함할 수 있다. 기울기 센서(120)는 측정된 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 정보 처리부(130)에 전송할 수 있다.
정보 처리부(130)는 안테나 제어부(110)로부터 각도 정보 및 수신신호 세기 획득 요청을 수신할 수 있다. 각도 정보 및 수신신호 세기 획득 요청을 수신하는 경우, 정보 처리부(130)는 기울기 센서(120)로부터 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 수신할 수 있다. 또한, 정보 처리부(130)는 수신된 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)에 대응하는 수신신호 세기(RSL)를 지향성 안테나(10)로부터 수신할 수 있다. 정보 처리부(130)는 수신되는 안테나 팬 데이터(APAN), 안테나 틸트 데이터(ATILT) 및 수신신호 세기(RSL)를 매핑하여 구면좌표계(r, θ, φ) 형식으로 저장할 수 있다. 정보 처리부(130)는 저장된 구면좌표계(r, θ, φ) 데이터를 직각좌표계(x, y, z) 형식으로 변환할 수 있다.
정보 처리부(130)는 직각좌표계(x, y, z) 데이터를 이용하여 지향성 안테나(10)의 수신 감도 그래프를 생성할 수 있다. 정보 처리부(130)는 생성된 수신 감도 그래프를 정보 표시부(140)에 전송할 수 있다. 정보 처리부(130)는 수신 감도 그래프를 이용하여 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 그래프를 생성할 수 있다. 정보 처리부(130)는 생성된 복사 패턴 그래프를 정보 표시부(140)에 전송할 수 있다. 정보 표시부(140)는 수신 감도 그래프 또는 복사 패턴 그래프를 3차원으로 디스플레이에 표시할 수 있다. 정보 표시부(140)는 안테나 패널(11)의 각도별 수신 감도 그래프 또는 복사 패턴 그래프를 2차원으로 디스플레이에 표시할 수 있다.
정보 처리부(130)는 생성된 수신 감도 그래프를 안테나 제어부(110)에 전송할 수 있다. 안테나 제어부(110)는 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기(RSL)에 대응하는 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)로 안테나 패널(11)의 방향을 고정할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 방향 제어 시스템(100)은 지향성 안테나(10)의 방향을 조정하면서 안테나 패널(11)의 각도 정보 및 기준 신호(REF)에 대한 수신신호 세기(RSL)를 측정하고 시각적으로 그래프화할 수 있다. 따라서, 사용자는 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 정보를 획득할 수 있다. 또한, 방향 제어 시스템(100)은 최대의 수신신호 세기(RSL)에 대응하는 안테나 패널(11)의 각도 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 지향성 안테나(10)는 방향 제어 시스템(100)을 통해 설계에서 의도된 방향으로 설치될 수 있다.
도 4는 도 3의 지향성 안테나를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 지향성 안테나(10)는 안테나 패널(11), 틸트 조정 장치(12_1), 팬 조정 장치(12_2) 및 안테나 고정 팔(13)을 포함할 수 있다. 틸트 조정 장치(12_1) 및 팬 조정 장치(12_2)는 도 3의 안테나 구동부(12)에 포함될 수 있다.
안테나 제어부(110)는 틸트 조정 장치(12_1)를 제어하여 안테나 패널(11)의 상하 각도를 조정할 수 있다. 안테나 제어부(110)는 팬 조정 장치(12_2)를 제어하여 안테나 패널(11)의 좌우 각도를 조정할 수 있다.
도 3의 기울기 센서(120)는 안테나 패널(11)에 설치될 수 있다. 예를 들면, 기울기 센서(120)는 틸트 감지 센서(121) 및 팬 감지 센서(122)를 포함할 수 있다. 틸트 감지 센서(121)는 안테나 패널(11)의 상하 각도를 감지하여 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 생성할 수 있다. 팬 감지 센서(122)는 안테나 패널(11)의 좌우 각도를 감지하여 안테나 팬 데이터(APAN)를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 지향성 안테나의 방향 제어 방법을 보여주는 순서도이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 방향 제어 시스템(100)은 사용자에게 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 정보를 제공할 수 있다. 또한, 방향 제어 시스템(100)은 지향성 안테나(10)의 안테나 패널(11)이 정확히 지향 기준 지점을 향하도록 제어할 수 있다.
S110 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 방향 확인 시작 명령(START)을 수신할 수 있다. 예를 들면, 지향성 안테나(10)는 미리 설정된 안테나 설치 지점에 설치될 수 있다. 지향성 안테나(10)의 안테나 패널(11)은 우선 지향 기준 지점을 향하도록 기본 지정 방향으로 설정될 수 있다. 기준 신호 발생기(20)는 지향 기준 지점에서 기준 신호(REF)를 발생할 수 있다. 안테나 제어부(110)는 기준 신호 발생기(20)로부터 방향 확인 시작 명령(START)을 수신할 수 있다. 또는 사용자가 방향 확인 시작 명령(START)을 입력할 수 있다.
S120 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 방향 확인 시작 명령(START)에 따라 기본 지정 방향에서 안테나의 각도 정보 및 수신신호 세기를 측정할 수 있다. 예를 들면, 지향성 안테나(10)는 기본 지정 방향에서 기준 신호(REF)를 수신할 수 있다. 방향 제어 시스템(100)은 기본 지정 방향에 대응하는 안테나 패널(11)의 각도 정보를 수집할 수 있다. 일 실시 예로서, 안테나 제어부(110)는 방향 확인 시작 명령(START)에 따라 정보 처리부(130)에 각도 정보 및 수신신호 세기의 측정을 요청할 수 있다. 기울기 센서(120)는 안테나 패널(11)에 설치되어 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 측정할 수 있다. 기본 지정 방향은 팬 0도, 틸트 0도의 값을 가질 수 있다. 정보 처리부(100)는 기본 지정 방향에 대한 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 기울기 센서(120)로부터 수신할 수 있다. 정보 처리부(100)는 기본 지정 방향에 대응하는 수신신호 세기(RSL)를 측정할 수 있다.
정보 처리부(130)는 수신되는 안테나 팬 데이터(APAN), 안테나 틸트 데이터(ATILT) 및 수신신호 세기(RSL)를 매핑하여 구면좌표계(r, θ, φ) 형식으로 저장할 수 있다. 정보 처리부(130)는 저장된 구면좌표계(r, θ, φ) 데이터를 직각좌표계(x, y, z) 형식으로 변환할 수 있다.
S130 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 기본 지정 방향을 중심으로 특정 범위 내에서 안테나의 설정 방향을 변경할 수 있다. 예를 들면, 안테나 제어부(110)는 안테나 구동부(12)의 이동 범위 내에서 안테나 패널(11)을 상하 또는 좌우로 이동시킬 수 있다. 일 실시 예로서, 안테나 패널(11)은 팬에 있어서 -45도부터 45도까지, 틸트에 있어서 -45도부터 45도까지 변경될 수 있다. 하지만, 안테나 패널(11)의 이동 범위는 이것에 한정되지 않는다.
S140 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 변경된 설정 방향들에서 안테나의 각도 정보 및 수신신호 세기를 측정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 패널(11)이 설정된 이동 범위 내에서 이동하는 동안에, 기울기 센서(120)는 안테나 패널(11)의 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 측정할 수 있다. 정보 처리부(130)는 안테나 패널(11)의 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)를 수신할 수 있다. 정보 처리부(130)는 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)에 대응하는 수신신호 세기(RSL)를 측정할 수 있다.
S150 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 측정된 각도 정보 및 수신신호 세기에 기초하여 안테나의 수신 감도 그래프를 생성 및 출력할 수 있다. 예를 들면, 정보 처리부(130)는 수신되는 안테나 팬 데이터(APAN), 안테나 틸트 데이터(ATILT) 및 수신신호 세기(RSL)를 매핑하여 구면좌표계(r, θ, φ) 형식으로 저장할 수 있다. 정보 처리부(130)는 저장된 구면좌표계(r, θ, φ) 데이터를 직각좌표계(x, y, z) 형식으로 변환할 수 있다. 정보 처리부(130)는 직각좌표계(x, y, z) 데이터를 이용하여 지향성 안테나(10)의 수신 감도 그래프를 생성할 수 있다. 정보 표시부(140)는 생성된 수심 감도 그래프를 2차원 또는 3차원으로 디스플레이에 표시할 수 있다.
S160 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 안테나의 수신 감도 그래프에 기초하여 안테나의 복사 패턴 그래프를 생성 및 출력할 수 있다. 예를 들면, 정보 처리부(130)는 수신 감도 그래프에 기초하여 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 그래프를 생성할 수 있다. 정보 표시부(140)는 생성된 복사 패턴 그래프를 2차원 또는 3차원으로 디스플레이에 표시할 수 있다.
S170 단계에서, 방향 제어 시스템(100)은 안테나의 수신 감도 그래프에 기초하여 수신신호 세기가 최대인 방향으로 안테나의 설정 방향을 고정할 수 있다. 예를 들면, 안테나 제어부(110)는 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기(RSL)에 대응하는 안테나 팬 데이터(APAN) 및 안테나 틸트 데이터(ATILT)로 안테나 패널(11)의 방향을 변경하여 고정할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 방향 제어 시스템(100)은 지향성 안테나(10)의 방향을 조정하면서 안테나 패널(11)의 각도 정보 및 기준 신호(REF)에 대한 수신신호 세기(RSL)를 측정하고 시각적으로 그래프화할 수 있다. 따라서, 사용자는 지향성 안테나(10)의 복사 패턴 정보를 획득할 수 있다. 또한, 방향 제어 시스템(100)은 최대의 수신신호 세기(RSL)에 대응하는 안테나 패널(11)의 각도 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 지향성 안테나(10)는 방향 제어 시스템(100)을 통해 설계에서 의도된 방향으로 설치될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 지향성 안테나
11: 안테나 패널
12: 안테나 구동부
13: 안테나 고정 팔
20: 기준 신호 발생기
100: 방향 제어 시스템
110: 안테나 제어부
120: 기울기 센서
121: 틸트 감지 센서
122: 팬 감지 센서
130: 정보 처리부
140: 정보 표시부

Claims (9)

  1. 지향성 안테나의 방향을 제어하는 방향 제어 시스템에 있어서,
    상기 지향성 안테나에 설치되어 상기 지향성 안테나의 각도 정보를 측정하는 기울기 센서;
    상기 측정된 각도 정보를 수신하고, 상기 지향성 안테나로부터 상기 측정된 각도 정보에 대응하는 수신신호 세기를 측정하고, 상기 측정된 각도 정보와 상기 수신신호 세기를 매핑하여 수신 감도 그래프를 생성하는 정보 처리부; 그리고
    방향 확인 시작 명령에 따라 특정 범위 내에서 상기 지향성 안테나의 방향을 연속적으로 변경하고, 상기 지향성 안테나의 방향이 변경되는 동안에 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기를 연속적으로 측정하여 상기 수신 감도 그래프를 작성하도록 상기 정보 처리부에 요청하는 안테나 제어부를 포함하되,
    상기 안테나 제어부는 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 상기 지향성 안테나의 방향을 조정하는 방향 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지향성 안테나의 지향 기준 지점에 설치되어 기준 신호 및 상기 방향 확인 시작 명령을 전송하는 기준 신호 발생기를 더 포함하고,
    상기 안테나 제어부는 상기 방향 확인 시작 명령이 수신되면 상기 지향성 안테나의 방향을 변경하기 시작하고, 상기 정보 처리부에 상기 수신 감도 그래프를 작성하도록 요청하고,
    상기 수신신호 세기는 상기 지향성 안테나에 의해 수신되는 상기 기준 신호에 기초하여 측정되는 방향 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보 처리부는 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 상기 지향성 안테나의 복사 패턴 그래프를 생성하는 방향 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수신 감도 그래프 또는 상기 복사 패턴 그래프를 2차원 또는 3차원의 형태로 디스플레이에 표시하는 정보 표시부를 더 포함하는 방향 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 안테나 제어부는 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기에 대응하는 각도 정보와 일치하도록 상기 지향성 안테나의 방향을 조정하는 방향 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기울기 센서는 틸트 감지 센서 및 팬 감지 센서를 포함하되,
    상기 틸트 감지 센서는 상기 지향성 안테나의 안테나 패널에 설치되어 상기 안테나 패널의 상하 이동 각도를 측정하여 안테나 틸트 데이터를 생성하고,
    상기 팬 감지 센서는 상기 안테나 패널의 좌우 이동 각도를 측정하여 안테나 팬 데이터를 생성하는 방향 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 방향이 조절되는 안테나 패널을 포함하는 지향성 안테나의 방향 제어 방법에 있어서,
    안테나 제어부에서, 방향 확인 시작 명령을 수신하는 단계;
    상기 안테나 제어부에서, 상기 방향 확인 시작 명령을 수신하면 상기 안테나 패널의 방향을 특정 범위 내에서 연속적으로 변경하는 단계;
    정보 처리부에서, 상기 안테나 패널의 방향이 변경되는 동안 상기 안테나 패널에 설치된 기울기 센서를 통하여 각도 정보를 수신하는 단계;
    상기 정보 처리부에서, 상기 안테나 패널의 방향이 변경되는 동안 상기 각도 정보에 대응하는 수신신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 정보 처리부에서, 상기 각도 정보 및 상기 수신신호 세기를 매핑하여 상기 지향성 안테나의 수신 감도 그래프를 생성하는 단계; 그리고
    상기 안테나 제어부에서, 상기 수신 감도 그래프에 기초하여 최대의 수신신호 세기에 대응하는 각도 정보와 일치하도록 상기 안테나 패널의 방향을 고정하는 단계를 포함하는 방향 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방향 확인 시작 명령을 수신하는 단계는,
    상기 지향성 안테나의 지향 기준 지점에 기준 신호 발생기를 설치하는 단계; 그리고
    상기 기준 신호 발생기로부터 기준 신호 및 상기 방향 확인 시작 명령을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 수신신호 세기는 상기 지향성 안테나에 의해 수신되는 상기 기준 신호에 기초하여 측정되는 방향 제어 방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102095963B1 (ko) * 2019-03-19 2020-04-01 국방과학연구소 기상 관측 수신 장치 및 그 안테나 조향 방법
KR20200077012A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 만도 차량용 레이더 및 그 제어 방법
CN113612008A (zh) * 2021-07-16 2021-11-05 弗兰德科技（深圳）有限公司 一种安装调节型定向天线
WO2022124758A1 (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나를 제어하기 위한 장치 및 방법
KR102545204B1 (ko) 2023-01-09 2023-06-20 (주)일신이디아이 내방사선 차폐와 각도 조절 기능성이 부여된 원전용 멀티밴드 지향성 안테나

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970054871A (ko) * 1995-12-27 1997-07-31 전성원 루프 안테나의 최적수신감도 유지장치
KR970054871U (ko) * 1996-03-22 1997-10-13 지포니 루비네테리 에세.에네.치.디 넴베 오스카 에드 콤파그니아 배관 시스템용 온도 조절 믹서
KR19980073248A (ko) * 1997-03-13 1998-11-05 김광호 위성수신 안테나의 자동제어 방법 및 장치
KR100323593B1 (ko) 1998-03-05 2002-04-17 조정남 지향성안테나의통화권제어장치및그방법
KR20050011119A (ko) * 2003-07-21 2005-01-29 주식회사 필셋 차량용 위성 안테나의 각도 자동 조절방법
KR20090059768A (ko) * 2007-12-07 2009-06-11 주식회사 대우일렉트로닉스 안테나 수신감도 자동 조절 장치 및 방법
KR20110016652A (ko) * 2009-08-12 2011-02-18 엘지전자 주식회사 무선 신호의 수신 감도 제어 방법, 그를 이용한 방송 송신 장치, 방송 수신 장치 및 디스플레이 장치
KR20110023250A (ko) * 2009-08-31 2011-03-08 엘지전자 주식회사 수신 감도 제어 장치 및 그의 수신 감도 제어 방법
KR20120072027A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국전자통신연구원 안테나 패턴 측정 방법
KR101345748B1 (ko) * 2012-11-30 2013-12-30 한국전자통신연구원 무선주파수 신호의 방향 추정 장치 및 방법
KR20160006523A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 국방과학연구소 지향 벡터를 이용한 위성 추적 장치 및 그 방법

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970054871A (ko) * 1995-12-27 1997-07-31 전성원 루프 안테나의 최적수신감도 유지장치
KR970054871U (ko) * 1996-03-22 1997-10-13 지포니 루비네테리 에세.에네.치.디 넴베 오스카 에드 콤파그니아 배관 시스템용 온도 조절 믹서
KR19980073248A (ko) * 1997-03-13 1998-11-05 김광호 위성수신 안테나의 자동제어 방법 및 장치
KR100323593B1 (ko) 1998-03-05 2002-04-17 조정남 지향성안테나의통화권제어장치및그방법
KR20050011119A (ko) * 2003-07-21 2005-01-29 주식회사 필셋 차량용 위성 안테나의 각도 자동 조절방법
KR20090059768A (ko) * 2007-12-07 2009-06-11 주식회사 대우일렉트로닉스 안테나 수신감도 자동 조절 장치 및 방법
KR20110016652A (ko) * 2009-08-12 2011-02-18 엘지전자 주식회사 무선 신호의 수신 감도 제어 방법, 그를 이용한 방송 송신 장치, 방송 수신 장치 및 디스플레이 장치
KR20110023250A (ko) * 2009-08-31 2011-03-08 엘지전자 주식회사 수신 감도 제어 장치 및 그의 수신 감도 제어 방법
KR20120072027A (ko) * 2010-12-23 2012-07-03 한국전자통신연구원 안테나 패턴 측정 방법
KR101345748B1 (ko) * 2012-11-30 2013-12-30 한국전자통신연구원 무선주파수 신호의 방향 추정 장치 및 방법
KR20160006523A (ko) * 2014-07-09 2016-01-19 국방과학연구소 지향 벡터를 이용한 위성 추적 장치 및 그 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200077012A (ko) * 2018-12-20 2020-06-30 주식회사 만도 차량용 레이더 및 그 제어 방법
KR102207395B1 (ko) * 2018-12-20 2021-01-27 주식회사 만도 차량용 레이더 및 그 제어 방법
KR102095963B1 (ko) * 2019-03-19 2020-04-01 국방과학연구소 기상 관측 수신 장치 및 그 안테나 조향 방법
WO2022124758A1 (ko) * 2020-12-09 2022-06-16 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 안테나를 제어하기 위한 장치 및 방법
CN113612008A (zh) * 2021-07-16 2021-11-05 弗兰德科技（深圳）有限公司 一种安装调节型定向天线
KR102545204B1 (ko) 2023-01-09 2023-06-20 (주)일신이디아이 내방사선 차폐와 각도 조절 기능성이 부여된 원전용 멀티밴드 지향성 안테나

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