KR102274504B1

KR102274504B1 - 위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102274504B1
Application number: KR1020200008043A
Authority: KR
Inventors: 김덕규
Original assignee: 주식회사 스마트샛; 김덕규
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-07-08

Abstract

본 발명은 차량이나 선박 등 이동체에 탑재되어 위성 신호를 수신하기 위한 위성 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 하나의 모터로 앙각 및 방위각을 제어하는 위성 안테나 시스템에 관한 것이다. 위성 안테나 시스템은 하우징부, 상기 하우징부 상부에 구비되며, 목표 위성으로부터 위성신호를 수신하는 안테나부, 상기 안테나부에 동력을 제공하며, 모터 회전축을 포함하는 모터부, 상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 방위각을 조절하는 방위각 조절부, 상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 앙각 조절부, 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부에 선택적으로 결합 또는 분리되며, 상기 모터부의 동력을 전달하는 클러치부, 상기 클러치부의 동작을 선택적으로 구동시키는 동력전환부 및 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅한 후 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅하는 것을 특징으로 한다.

Description

위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법{SATELLITE ANTENNA SYSTEM AND CONTROL METHOD USING THE SAME}

본 발명은 차량이나 선박 등 이동체에 탑재되어 위성 신호를 수신하기 위한 위성 안테나 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 하나의 모터로 앙각 및 방위각을 제어하는 위성 안테나 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 위성추적안테나는 영상을 수신하거나 또는 통신을 위하여 설치되는 것으로, 인공위성으로부터 발신되는 신호를 수신하도록 지상에 설치되는 것이다. 즉 영상장비 또는 통신장비와 연결되어, 영상신호 또는 통신신호를 교신하도록 구비한 것이다.

이와 같은 위성추적안테나는 주로 지면에 고정되도록 지지되어 설치되는 것이 대부분이다. 즉 옥외, 특히 옥상에 설치되어 텔레비젼 또는 통신용으로 이용되는 것이 대부분이다. 이에 인공위성은 항상 지구에 대해 일정한 각도로 지구의 자전과 맞추어져서 지구를 공전하기 때문에, 한번 설정된 위성으로의 지향방향이 그대로 유지되는 상태에서 신호를 수신하게 되어 있다.

다만, 차량 또는 선박과 같이 이동하는 수단에 설치되는 경우, 위성추적안테나는 차량의 이동에 따라 위성의 위치를 지속적으로 추적하여 안테나의 지향 방향을 회전시켜야 한다. 이러한 위성 추적 안테나 시스템으로 안테나의 지향 앙각은 고정시켜 놓고 방위각만을 추적하는 1축 위성 추적 안테나 시스템과, 안테나의 앙각 및 방위각을 모두 추적하는 2축 위성 추적 안테나 시스템이 있다.

상기 1축 위성 추적 안테나 시스템은 안테나의 위성 지향 앙각이 고정되어 있기 때문에, 차량이 먼 거리를 이동하여 위성신호 수신범위가 넓어지고 이에 따라 위성의 앙각이 변화하게 되면 위성신호를 원활히 수신하지 못하는 문제점이 있다.

근래에는 2축 위성 추적 안테나 시스템이 널리 이용되는데, 이 2축 위성 추적 안테나 시스템은 위성의 앙각과 방위각을 모두 추적할 수 있어 넓은 지역에서 위성신호를 수신할 수 있도록 해준다. 하지만, 이 2축 차량용 위성 추적 안테나 시스템은 앙각과 방위각 모두를 추적해야 하기 때문에 1축 위성 추적 안테나 시스템에 비해 위성 추적 알고리즘이 복잡해져 추적 속도 및 성능이 떨어지는 문제점이 있었다. 이러한 위성 추적에 따른 속도 및 성능 저하 문제를 해결하기 위하여 자이로스코프 등의 자이로 센서를 이용하여 위성의 위치를 추적하는 방법이 사용되기도 한다.

한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-0857536호에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 클러치와 모터를 이용하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 용이하게 제어하는 위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, 하나의 모터를 이용하여 방위각 및 앙각을 동시에 제어할 수 있어, 장치 구성을 단순화하고, 제조 비용을 절감할 수 있는 위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, GPS 정보 및 위성 신호의 수신 강도를 기반으로 하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 최적으로 제어하는 위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른, 위성 안테나 시스템은 하우징부, 상기 하우징부 상부에 구비되며, 목표 위성으로부터 위성신호를 수신하는 안테나부, 상기 안테나부에 동력을 제공하며, 모터 회전축을 포함하는 모터부, 상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 방위각을 조절하는 방위각 조절부, 상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 앙각 조절부, 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부에 선택적으로 결합 또는 분리되며, 상기 모터부의 동력을 전달하는 클러치부, 상기 클러치부의 동작을 선택적으로 구동시키는 동력변환부 및 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 제어부는 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅한 후 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅하거나, 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅한 후 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 모터부는 하나의 모터를 구비하고, 상기 하나의 모터의 동력을 전달하는 상기 클러치부와의 상호 작용으로 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 클러치부는 상기 동력전환부에 의해 상기 앙각 조절부와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부와 상기 앙각 조절부가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부만 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 클러치부는 상기 방위각 조절부와 상기 앙각 조절부 사이에 배치되고, 상기 동력전환부와 기계적으로 상호 연결되어, 상기 동력전환부에 의해 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 모터 회전축은 상기 방위각 조절부, 상기 앙각 조절부 및 상기 클러치부와 결합되며, 상기 모터 회전축에 상응하여 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부에 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 앙각 조절부는 상기 모터부와 결합된 기어, 상기 기어에 의해 회전하며, 나사선을 형성하는 스크류, 상기 스크류의 나사선에 따라 수평방향으로 왕복 운동하는 이동블럭 및 상기 이동블럭과 상기 안테나부를 연결하며, 상기 이동블록의 왕복 운도에 의해 구동되는 조절축를 포함한다.

여기서, 상기 스크류는 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 이동블럭이 수평방향으로 왕복운동하며, 상기 이동블럭의 왕복운동에 의해 상기 조절축이 피벗 운동하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스크류는 일측에 상기 기어와 연결되며, 타측은 베어링와 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른, 상기 방위각 조절부는 상기 모터 회전축의 동력을 전달받는 피니언 및 상기 피니언과 직각으로 맞물리며, 회전방향을 직각으로 변환시키는 피동 기어를 포함한다.

또한, 상기 위성 안테나 시스템은 GPS 좌표 데이터를 수집하는 GPS 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성으로, 위성 안테나 시스템 및 그 제어 방법은 클러치와 모터를 이용하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 하나의 모터를 이용하여 방위각 및 앙각을 동시에 제어할 수 있어, 장치 구성을 단순화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, GPS 정보 및 위성 신호의 수신 강도를 기반으로 하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 최적으로 제어할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 클러치와 모터를 이용하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 하나의 모터를 이용하여 방위각 및 앙각을 동시에 제어할 수 있어, 장치 구성을 단순화하고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, GPS 정보 및 위성 신호의 수신 강도를 기반으로 하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 최적으로 제어할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 하우징부를 제거한 내부 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 하우징부를 제거한 측면도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템 제어방법에 대한 흐름도이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 위성 신호 주파수의 최적의 감도를 표시한 도면이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이하, 도1 내지 도5를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 위성 안테나 시스템에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도1은 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템의 사시도이고, 도2는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 하우징부를 제거한 내부 사시도이고, 도3은 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 하우징부를 제거한 측면도이고, 도4는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템 제어방법에 대한 흐름도이고, 도5는 본 발명의 실시예에 따른 위성 안테나 시스템에서 위성 신호 주파수의 최적의 감도를 표시한 도면이다.

도면을 참고하면, 위성 안테나(21) 시스템(100)은 하우징부(10), 상기 하우징부(10) 상부에 구비되며, 목표 위성으로부터 위성신호를 수신하는 안테나부(20), 모터 회전축(31)을 포함하는 모터부(30), 상기 모터부(30)의 동력을 전달하여 상기 안테나부(20)의 방위각을 조절하는 방위각 조절부(40), 상기 모터부(30)의 동력을 전달하여 상기 안테나부(20)의 앙각을 조절하는 앙각 조절부(50), 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)에 선택적으로 결합 또는 분리되며, 상기 모터부(30)의 동력을 전달하는 클러치부(60), 상기 클러치부(60)의 동작을 선택적으로 구동시키는 동력전환부(70) 및 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

또한, 상기 위성 안테나 시스템은 GPS 좌표 데이터를 수집하는 GPS 수신기를 더 포함한다.

여기서, 상기 제어부(미도시)는 상기 방위각 조절부(40)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 방위각을 셋팅한 후 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 앙각을 셋팅하거나, 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 앙각을 셋팅한 후 상기 방위각 조절부(40)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 방위각을 셋팅하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 하우징부(10)는 원형의 하부 케이스(12) 및 상기 하부 케이스(12)에 대해서 360도 회전 가능하도록 연결된 상부 케이스(11)를 포함하고, 상기 하우징부(10)는 이동수단 또는 고정체에 고정 지지될 수 있다.

상기 상부 케이스(11)의 상부에는 상기 안테나부(20)가 고정지지되며, 하부에는 상기 모터부(30), 동력전환부(70), 방위각 조절부(40) 및 앙각 조절부(50) 등 주요 구동 장치들이 고정 지지될 수 있다. 여기서, 상기 상부 케이스(11) 중앙에 홀이 형성되며, 상기 홀을 통해 상기 앙각 조절부(50)의 조절축(64)이 관통하도록 구성될 수 있다.

상기 하부 케이스(12) 내부에는 상기 방위각 조절부(40)의 피동기어(51)가 고정 지지되도록 구성되며, 상기 방위각 조절부(40)에 의해 상기 상부 케이스(11)가 상기 하부 케이스(12)에 대해서 360도 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 여기서 상기 하부 케이스(12)의 측면에는 상기 상부 케이스(11)와 결합 및 회전 구동을 가이드하는 가이드 레일(미도시)이 형성될 수 있다.

상기 안테나부(20)는 원형의 접시형태의 안테나(21) 및 상기 안테나(21)를 고정 지지하는 브라켓(22)을 포함하며, 상기 브라켓(22)은 상기 하우징부(10)의 상부 케이스(11)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 안테나(21)는 목표 위성으로 위성신호를 수신하며, 상기 브라켓(22)는 상기 앙각 조절부(50)의 조절축(64)과 연결되어, 상기 조절축(64)의 구동에 의해 상기 브라켓(22)과 연결된 안테나(21)의 앙각을 조절할 수 있다.

또한, 상기 브라켓(22)은 상기 안테나(21)의 양측면에 위치하며, 수직 방향으로 고정된 수직 지지대 및 상기 안테나(21)의 후면에 배치되며, 상기 앙각 조절부(50)의 조절축(64)과 직접적으로 연결되는 수평 지지대를 포함하며, 상기 수직 지지대는 상기 안테나(21)가 앙각 방향으로 회전 가능하도록 상기 안테나(21)와 결합될 수 있다.

상기 모터부(30)는 하나의 모터 및 상기 모터와 연결된 모터 회전축(31)을 포함하며, 상기 모터 회전축(31)은 상기 방위각 조절부(40), 상기 앙각 조절부(50) 및 상기 클러치부(60)와 결합되며, 상기 모터 회전축(31)에 상호작용하여 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)에 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 모터부(30)는 하나의 단일모터가 배치되며, 상기 하우징부(10)의 상부 케이스(11) 하면에 고정될수 있다. 여기서, 상기 모터부(30)는 스텝모터 또는 DC 모터가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 모터 회전축(31)은 방위각 조절부(40), 앙각 조절부(50), 클러치부(60)와 기계적으로 상호연결 되어 있으며, 상기 모터부(30)의 동력을 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)에 각각 전달할 수 있다.

상기 클러치부(60)는 상기 방위각 조절부(40)와 상기 앙각 조절부(50) 사이에 배치되며, 상기 동력전환부(70)의 전자기력에 의해 구동 되고, 상기 동력전환부(70)에 의해 상기 앙각 조절부(50)와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부(40)와 상기 앙각 조절부(50)가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부(50)만 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 상기 클러치부(60)는 상기 모터부(30)의 모터 회전축(31)과 결합된 제1클러치(61) 및 상기 제1클러치(61)와 결합 또는 분리되며, 상기 모터부(30)의 동력을 상기 방위각 조절부(40)에 전달하는 제2클러치(62)를 포함한다.

또한, 상기 제1클러치(61)는 상기 앙각 조절부(50)의 일측과 결합되며, 상기 앙각 조절부(50)와 같이 방향으로 회전 구동되며, 상기 제2클러치(62)는 상기 방위각 조절부(40)와 결합되어, 상기 방위각 조절부(40)에 동력을 전달할 수 있다. 여기서, 상기 제2클러치(62)와 상기 방위각 조절부(40) 사이에는 간극 스프링(63)이 구비되며, 상기 간극 스프링(63)에 의해 상기 제2클러치(62)의 간극을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제2클러치(62)는 상기 동력전환부(70)와 연결되어, 상기 동력전환부(70)에 의해 상기 제2클러치(62)가 수평방향으로 왕복운동하여, 상기 제1클러치(61)와 결합 또는 분리가 될 수 있다.

참고로, 상기 클러치부(60)의 구동에 대해서 설명하면, 상기 제어부(미도시)에 의해 상기 모터부(30)는 일정하게 동력을 제공하며, 특정 조건에 따라 상기 제어부(미도시)는 상기 클러치부(60)를 선택적으로 구동시켜, 상기 제2클러치(62)의 위치 변환으로 상기 방위각 조절부(40) 및 상기 앙각 조절부(50)를 각각 제어할 수 있다.

즉, 상기 제2클러치(62)가 상기 제1클러치(61)와 결합되는 제1위치에 위치하면, 상기 방위각 조절부(40)와 상기 모터부(30)가 연결되어, 상기 방위각 조절부(40)가 수평방향으로 360도 회전하며, 상기 제어부(미도시)의 설정된 값에 따라 상기 방위각 조절부(40)를 제어하여 방위각을 셋팅할 수 있다. 다만, 상기 앙각 조절부(50)도 같이 동시에 구동되나, 이는 상기 제어부(미도시)의 설정된 값에 따라 제어되는 것은 아니다. 이와 반대로, 상기 제2클러치(62)가 상기 제1클러치(61)와 분리되는 제2위치에 위치하면, 상기 앙각 조절부(50)만 독립적으로 구동되며, 상기 제어부(미도시)의 설정된 값에 따라 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여 앙각을 셋팅할 수 있다.

상기 동력전환부(70)는 상기 클러치부(60)와 기계적으로 상호 작용하며, 상기 동력전환부(70)에 의해 상기 클러치부(60)는 상기 앙각 조절부(50)와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부(40)와 상기 앙각 조절부(50)가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부(50)만 독립적으로 구동될 수 있다. 또한, 상기 동력전환부(70)는 솔레노이드, 전자석, 유압 피스톤, 공압 피스톤 중 어느 하나가 적용될 수 있으며, 상기 클러치부(60)를 구동시키기 위한 직접적인 동력을 제공한다.

상기 방위각 조절부(40)는 상기 모터 회전축(31)의 동력을 전달받는 피니언(41) 및 상기 피니언(41)과 직각으로 맞물리며, 회전방향을 직각으로 변환시키는 피동 기어(42)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 방위각 조절부(40)는 상기 제어부(미도시)의 제어 신호에 의해 상기 동력전환부(70)가 상기 클러치부(60)의 제1클러치(61)와 제2클러치(62)가 서로 결합시키면, 상기 모터부(30)의 동력이 상기 클러치부(60)에 의해 상기 방위각 조절부(40)로 전달되며, 상기 안테나부(20)의 방위각을 상기 제어부(미도시)의 설정값에 따라 셋팅할 수 있다. 여기서, 상기 제어부(미도시)는 상기 모터부(30)의 회전수를 제어하여 상기 방위각을 셋팅할 수 있다.

특히, 상기 방위각 조절부(40)의 상기 피니언(41)은 상기 클러치부(60)와 일측이 연결되어 있으며, 타측은 고정축과 연결되어 고정 지지될 수 있다. 또한, 상기 피니언(41)은 상기 피동 기어(42)와 직각으로 맞물려 상기 피동 기어(42)를 따라 상기 안테나부(20)를 수평방향으로 360도 회전시킬 수 있다. 상기 피동 기어(42)는 원형의 띠형태로 형성되며, 상기 하우징부(10)에 고정된다.

따라서, 상기 방위각을 셋팅할 경우, 상기 피니언(41)은 상기 모터부(30)의 동력을 전달받아 회전하며, 상기 피동 기어(42)와 맞물려 회전하면서, 상기 안테나부(20)의 방위각을 셋팅할 수 있다.

다음으로, 상기 앙각 조절부(50)는 상기 모터부(30)와 결합된 기어(51), 상기 기어(51)에 의해 회전하며, 나사선을 형성하는 스크류(52), 상기 스크류(52)의 나사선에 따라 회전하며, 왕복 운동하는 이동블럭(53) 및 상기 이동블럭(53)과 상기 안테나부(20)를 연결하며, 상기 이동블록의 왕복 운동에 의해 구동되는 조절축(64)을 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 앙각 조절부(50)는 상기 방위각이 셋팅된 후 상기 제어부(미도시)에서 상기 클러치부(60)의 제1클러치(61)와 제2클러치(62)를 분리하며, 상기 모터부(30)의 동력이 상기 앙각 조절부(50)로 전달되며, 상기 안테나부(20)의 앙각을 상기 제어부(미도시)의 설정값에 의해 제어될 수 있다. 여기서, 상기 제어부(미도시)는 상기 모터부(30)의 회전수를 제어하여 상기 앙각을 셋팅할 수 있다.

특히, 상기 앙각 조절부(50)의 기어(51)는 일측이 상기 모터부(30)와 연결되며, 타측은 상기 클러치부(60)와 연결될 수 있다. 또한 상기 기어(51)는 스크류(52)와 결합되며, 상기 모터부(30)의 회전력을 상기 스크류(52)에 전달하여 상기 스크류(52)를 회전시킬 수 있다. 여기서, 상기 스크류(52)는 상기 기어(51)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 이동블럭(53)이 수평방향으로 왕복운동하며, 상기 이동블럭(53)의 수평 왕복운동에 의해 상기 조절축(64)이 피벗 운동하여 상기 안테나부(20)의 수직방향으로 앙각을 조절하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스크류(52)는 일측에 상기 기어(51)와 연결되며, 타측은 베어링와 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 앙각을 셋팅할 경우, 상기 기어(51)는 상기 모터부(30)의 동력을 전달받아 회전하며, 상기 스크류(52)를 회전시켜, 상기 이동블럭(53)을 수평 방향으로 이동시키며, 상기 조절축(64)을 피벗 운동을 시킬 수 있다. 상기 조절축(64)은 상기 안테나부(20)의 브라켓(22)과 연결되며, 상기 조절축(64)의 피벗 운동에 의해 상기 브라켓(22)은 상기 안테나(21)를 상하 방향으로 회전시켜 앙각을 조절할 수 있다.

상기 제어부(미도시)는 상기 모터부(30) 및 상기 동력전환부(70)에 기설정된 설정값을 제공하여 상기 모터부(30)의 회전수 또는 상기 동력전환부(70)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(미도시)는 GPS 좌표 데이터를 수집하는 GPS 수신기(미도시)를 더 포함할 수 있으나, 상기 GPS 수신기(미도시)는 별도로 구성될 수도 있다. 상기 GPS 수신기(미도시)는 상기 안테나(21)의 위치에 대한 정보를 실시간으로 수집하여 상기 제어부(미도시)에 제공한다.

보다 구체적으로, 상기 제어부(미도시)는 상기 GPS 수신기를 통해 상기 위성 안테나(21)의 위치에 대한 GPS 좌표 데이터를 수집하고, 상기 좌표 데이터를 기반으로 상기 목표 위성과의 방위각 차이를 계산하여 셋팅할 방위각 값을 설정한다. 즉, 상기 GPS 좌표 데이터에 따라 방위각의 셋팅값을 설정하고, 이를 기반으로 상기 모터부(30) 및 상기 방위각 조절부(40)를 제어하여, 상기 안테나(21)부(20)의 방위각을 셋팅할 수 있다.

상기 방위각이 셋팅 후 상기 제어부(미도시)는 상기 위성 안테나(21)에 수신되는 위성 신호를 감지하고, 이를 분석하여 상기 위성 신호의 주파수의 초기 최저점(T1) 및 그 다음 최저점(T2) 사이 상기 위성 신호의 주파수의 최대점(P0)을 계산하여 앙각 값을 설정한다. 즉, 상기 위성 신호의 주파수를 분석하여 주파수 신호 강도가 가장 높은 감도를 찾아 앙각의 셋팅값을 설정하고, 이를 기반으로 상기 모터부(30) 및 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 앙각을 셋팅할 수 있다.

즉, 상기 제어부(미도시)는 상기 방위각 및 앙각을 셋팅을 위해서 셋팅값을 계산하고, 셋팅값에 따라 상기 모터부(30)의 회전수를 제어하여 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여, 상기 안테나부(20)의 방위각 또는 앙각을 조절할 수 있다.

한편, 안테나부, 모터부, 클러치부 및 제어부를 포함한 위성 안테나 시스템의 제어방법에 있어서, 위성 안테나 시스템의 제어방법은 상기 위성 안테나 시스템에 구비된 GPS 수신기를 통해 상기 안테나부의 위치에 대한 GPS 좌표 데이터 정보를 수집하는 단계(S1), 수집된 상기 GPS 좌표 데이터 정보를 기반으로 상기 제어부는 위성신호에 대한 수신이 가능한 소정의 범위를 설정하고, 상기 소정의 범위 내에 상기 안테나부가 위치하도록 상기 방위각 조절부를 셋팅하는 단계(S2) 및 상기 방위각 조절부 셋팅 후 상기 제어부는 목표 위성으로부터 위성신호를 감지하고, 상기 위성 신호의 주파수를 기반으로 상기 주파수의 제1최저점 및 제2최저점 사이의 상기 위성 신호의 주파수의 최대점에 상기 안테나부가 위치하도록 앙각 조절부를 셋팅하는 단계(S3)를 포함하고, 상기 모터부는 하나의 모터를 구비하고, 상기 하나의 모터의 동력을 전달하는 상기 클러치부와의 상호 작용으로 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 조절하는 것을 특징으로 한다.

여기서, GPS 좌표 데이터 정보를 수집하는 단계(S1) 이전에 상기 제어부에서 기설정된 초기값으로 상기 안테나부의 위치를 초기화 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, GPS 좌표 데이터 정보를 수집하는 단계(S1)는 상기 위성 안테나 시스템 내 구비된 GPS 수신기를 통해 현재 위치에 대한 GPS 좌표 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 좌표 데이터를 상기 제어부에 전송할 수 있다.

소정의 범위 내에 상기 안테나부가 위치하도록 상기 방위각 조절부를 셋팅하는 단계(S2)는 상기 제어부에 의해 상기 모터부 및 상기 클러치부를 제어하여, 상기 클러치부에 의해 상기 방위각 조절부에 상기 모터부의 동력을 제공한다. 상기 제어부는 상기 GPS 좌표 데이터 정보를 기반하여 소정의 범위를 정의하고, 상기 소정의 범위 내로 상기 상기 안테나부가 위치하도록 상기 모터부의 모터 회전수를 제어하여 상기 방위각 조절부를 셋팅할 수 있다.

위성 신호의 주파수의 최대점에 상기 안테나부가 위치하도록 앙각 조절부를 셋팅하는 단계(S3)는 상기 제어부가 상기 방위각 조절부에 의해 상기 안테나부의 방위각이 셋팅된 후 상기 클러치부를 제어하여 상기 앙각 조절부에 상기 모터부의 동력을 제공하며, 상기 모터부의 모터 회전수를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 제어한다.

상기 앙각을 제어하는 있어서, 상기 제어부는 상기 방위각이 셋팅된 후 수신되는 위성 신호 주파수를 분석하여, 상기 주파수의 제1최저점 및 제2최저점 사이에서 상기 위성 신호의 주파수 감도가 최대로 수신되는 지점에 상가 안테나부의 앙각이 셋팅 될 수 있도록 상기 앙각 조절부를 통해 상기 앙각을 제어한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 방위각 셋팅 후 상기 앙각을 셋팅하는 방법과 반대로, 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅한 후 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅하는 방법을 적용할 수 있다.

또한, 상기 위성 안테나 시스템의 주요 구성에 대해서 보다 구체적으로 살표보면, 상기 안테나부(20)는 원형의 접시형태의 안테나(21) 및 상기 안테나(21)를 고정 지지하는 브라켓(22)을 포함하며, 상기 브라켓(22)은 상기 하우징부(10)의 상부 케이스(11)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 모터부(30)는 하나의 모터 및 상기 모터와 연결된 하나의 모터 회전축(31)을 포함하며, 상기 모터 회전축(31)은 상기 방위각 조절부(40), 상기 앙각 조절부(50) 및 상기 클러치부(60)와 결합되며, 상기 모터 회전축(31)에 상응하여 상기 방위각 조절부(40) 또는 상기 앙각 조절부(50)에 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 동력전환부(70)는 상기 클러치부(60)와 기계적으로 상호 작용하며, 상기 동력전환부(70)에 의해 상기 클러치부(60)는 상기 앙각 조절부(50)와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부(40)와 상기 앙각 조절부(50)가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부(60)와 상기 앙각 조절부(50)가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부(50)만 독립적으로 구동될 수 있다. 또한, 상기 동력전환부(70)는 전자기력에 의해 구동 되는 것을 특징으로 한다.

상기 방위각이 셋팅 후 상기 제어부(미도시)는 상기 위성 안테나(21)에 수신되는 위성 신호를 감지하고, 이를 분석하여 상기 위성 신호의 주파수의 초기 최저점(T1) 및 그 다음 최저점(T2) 사이의 상기 위성 신호의 주파수의 최대점(P0)을 계산하여 앙각 값을 설정한다. 즉, 상기 위성 신호의 주파수를 분석하여 주파수 신호 강도가 가장 높은 감도를 찾아 앙각의 셋팅값을 설정하고, 이를 기반으로 상기 모터부(30) 및 상기 앙각 조절부(50)를 제어하여 상기 안테나부(20)의 앙각을 셋팅할 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

100 : 위성 안테나 시스템 10 : 하우징부
20 : 안테나부 30 : 모터부
40 : 방위각 조절부 50 : 앙각 조절부
60 : 클러치부 70 : 동력전환부

Claims

하우징부;
상기 하우징부 상부에 구비되며, 목표 위성으로부터 위성신호를 수신하는 안테나부;
상기 안테나부에 동력을 제공하며, 모터 회전축을 포함하는 모터부;
상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 방위각을 조절하는 방위각 조절부;
상기 모터부의 동력을 전달하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 앙각 조절부;
상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부에 선택적으로 결합 또는 분리되며, 상기 모터부의 동력을 전달하는 클러치부;
상기 클러치부의 동작을 선택적으로 구동시키는 동력전환부; 및
상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 클러치부는 상기 동력전환부에 의해 상기 앙각 조절부와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부와 상기 앙각 조절부가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부만 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅한 후 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅하거나, 상기 앙각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 앙각을 셋팅한 후 상기 방위각 조절부를 제어하여 상기 안테나부의 방위각을 셋팅하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
상기 모터부는 하나의 모터를 구비하고, 상기 하나의 모터의 동력을 전달하는 상기 클러치부와의 상호 작용으로 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 조절하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 클러치부는 상기 방위각 조절부와 상기 앙각 조절부 사이에 배치되고, 상기 동력전환부와 기계적으로 상호 연결되어, 상기 동력전환부에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
상기 모터 회전축은 상기 방위각 조절부, 상기 앙각 조절부 및 상기 클러치부와 결합되며, 상기 모터 회전축에 상응하여 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부에 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
상기 앙각 조절부는
상기 모터부와 결합된 기어;
상기 기어에 의해 회전하며, 나사선을 형성하는 스크류;
상기 스크류의 나사선에 따라 수평방향으로 왕복 운동하는 이동블럭; 및
상기 이동블럭과 상기 안테나부를 연결하며, 상기 이동블럭의 왕복 운동에 의해 구동되는 조절축;
를 포함하는 위성 안테나 시스템.
제7항에 있어서,
상기 스크류는 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 이동블럭이 수평방향으로 왕복운동하며, 상기 이동블럭의 왕복운동에 의해 상기 조절축이 피벗 운동하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제7항에 있어서,
상기 스크류는 일측에 상기 기어와 연결되며, 타측은 베어링와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
상기 방위각 조절부는
상기 모터 회전축의 동력을 전달받는 피니언; 및
상기 피니언과 직각으로 맞물리며, 회전방향을 직각으로 변환시키는 피동 기어;
를 포함하는 위성 안테나 시스템.
제1항에 있어서,
GPS 좌표 데이터를 수집하는 GPS 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템.
안테나부, 모터부, 클러치부 및 제어부를 포함한 위성 안테나 시스템의 제어방법에 있어서,
상기 위성 안테나 시스템에 구비된 GPS 수신기를 통해 상기 안테나부의 위치에 대한 GPS 좌표 데이터 정보를 수집하는 단계;
수집된 상기 GPS 좌표 데이터 정보를 기반으로 상기 제어부는 위성신호에 대한 수신이 가능한 소정의 범위를 설정하고, 상기 소정의 범위 내에 상기 안테나부가 위치하도록 방위각 조절부를 셋팅하는 단계; 및
상기 방위각 조절부 셋팅 후 상기 제어부는 목표 위성으로부터 위성신호를 감지하고, 상기 위성 신호의 주파수를 기반으로 상기 주파수의 제1최저점 및 제2최저점 사이의 상기 위성 신호의 주파수의 최대점에 상기 안테나부가 위치하도록 앙각 조절부를 셋팅하는 단계;를 포함하고,
상기 모터부는 하나의 모터를 구비하고, 상기 하나의 모터의 동력을 전달하는 상기 클러치부와의 상호 작용으로 상기 방위각 조절부 또는 상기 앙각 조절부를 조절하고,
상기 클러치부는 동력전환부에 의해 상기 앙각 조절부와 결합 또는 분리되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 결합될 경우, 상기 방위각 조절부와 상기 앙각 조절부가 동시에 같이 구동되며, 상기 클러치부와 상기 앙각 조절부가 분리될 경우, 상기 앙각 조절부만 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템의 제어방법.
삭제
제12항에 있어서,
상기 앙각 조절부는
상기 모터부와 결합된 기어;
상기 기어에 의해 회전하며, 나사선을 형성하는 스크류;
상기 스크류의 나사선에 따라 회전하며, 왕복 운동하는 이동블럭; 및
상기 이동블럭과 상기 안테나부를 연결하며, 상기 이동블럭의 왕복 운동에 의해 구동되는 조절축;
를 포함하는 위성 안테나 시스템의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 스크류는 상기 기어의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 이동블럭이 수평방향으로 직선운동하며, 상기 이동블럭의 수평 직선운동에 의해 상기 조절축이 피벗 운동하여 상기 안테나부의 앙각을 조절하는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템의 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 스크류는 일측에 상기 기어와 연결되며, 타측은 베어링와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 위성 안테나 시스템의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 방위각 조절부는 모터 회전축의 동력을 전달받는 피니언; 및
상기 피니언과 직각으로 맞물리며, 회전방향을 직각으로 변환시키는 피동 기어;
를 포함하는 위성 안테나 시스템의 제어방법.