KR102284920B1 - 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 기 설치된 위성방송 수신용 안테나에 쉽게 설치 가능함으로써, 위성방송 및 기상방송 서비스를 제공하는 복수의 위성으로부터 동시에 위성신호를 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나 및 동일한 안테나 시스템을 이용하여 각기 다른 주파수 대역의 정지궤도위성 신호를 별도의 장치 없이 동시에 수신할 수 있는 안테나모듈 및 복수의 위성신호를 동시에 처리함에 따른 주파수 간섭을 최소화 할 수 있는 구성을 이루는 안테나시스템에 관한 것이다.

Description

다중 위성신호 수신용 안테나 시스템{an Antenna System for receiving multiple satellite signals}
본 발명은 복수의 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나에 관한 것이다.
지상과 무선통신을 수행하는 위성의 경우, 일반적으로 지구의 자전과 같은 속도 및 방향으로 각기 정해진 궤도를 이루며, 지구를 중심으로 선회하는 정지위성을 이용하여 관측, 통신, 방송, 군사, 기상 및 측위 등의 용도로 사용되고 있으며, 각각의 특정 용도로 따라 각기 정해진 주파수대역을 활용하도록 주파수대역 및 지리적인 구역별로 분배되어 있으며, 일반적으로 위성으로부터 중계되는 전파에 의한 무선통신 응용에서는 300Mhz 내지 30GHz의 초고주파(마이크로파)대역을 활용하고 있다.
일반적으로 해상에서 조업을 하는 대부분의 어선에서는 조업 외의 시간에 바다 위에서 TV방송을 시청할 수 있도록 위성방송 수신용 안테나가 설치되어 있다. 그러나, 기상 상황에 따라 많은 영향을 받는 어선 등의 경우 기상 상황에 따른 신속한 대처를 위하여 주변 기상 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 기상정보 수신용 위성안테나의 설치가 필요한 실정이며, 종래의 위성방송 수신용 안테나는 한번에 1개의 위성만을 수신 가능 하도록 구성되어, 기상정보를 수신하기 위해서는 기상정보 수신용 위성안테나를 추가 설치하여야 한다는 문제점이 제기되어 왔다.
이에, 한국 등록특허공보 제10-1477199호{'멀티 밴드 스위칭 구조를 갖는 위성 통신용 안테나', 2014.12.29. 공고}에서는 서로 다른 주파수밴드를 이루는 위성으로부터의 전파를 수신할 수 있도록, 복수의 피드혼 및 부반사판이 스위칭되는 구조를 개시하고 있으나, 앞서 설명한 바와 같이, 안테나 설치에 공간상의 제약이 많은 소형 어선의 경우에는 여래 개의 안테나를 설치하기 어렵다는 한계가 발생하고, 하나의 안테나를 이용하여 다중의 위성신호를 수신할 수 있는 기능을 수반한 안테나의 경우, 기존의 방송신호안테나를 제거한 후, 고가의 안테나를 재 설치하여야 한다는 점에서 비용적인 한계가 야기되고 있다.
또한, 국내의 경우, 위성방송을 서비스하고 있는 스카이라이프 위성방송은 동경 116도 정지궤도에 위치하고 있는 무궁화6호(올레1호) 위성을 사용하고 있으며, 스카이라이프 위성방송은 10.7 ~ 12.75GHz 대역의 Ku-Band의 주파수를 사용하여 서비스하고 있으며, 한반도 주변의 실시간 기상 상황을 제공하는 위성방송은 동경 128.2도 정지궤도에 위치한 천리안 위성에서 1 ~ 2GHz 대역의 L-Band 주파수를 사용하여 제공하고 있어, 상술한 바와 같이 경도차가 발생하는 무궁화6호 위성과 천리안 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 없다는 문제점이 발생하였다.
한국 등록특허공보 제10-1477199호{'멀티 밴드 스위칭 구조를 갖는 위성 통신용 안테나', 2014.12.29. 공고}
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 기 설치된 위성방송 수신용 안테나에 쉽게 설치 가능함으로써, 위성방송 및 기상방송 서비스를 제공하는 복수의 위성으로부터 동시에 위성신호를 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나를 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한, 본 발명은 복수의 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나에 관한 것으로, 본 발명의 다중 위성신호 수신용 안테나는 위성신호를 추적하여 지향하도록 회전 가능하게 형성되는 주반사판, 상기 주반사판의 전방에 배치되는 부반사판, 상기 주반사판과 부반사판 사이에 개재되는 제1수신부 및 상기 부반사판의 전방에 구비되며, 상기 부반사판의 중심으로부터 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부를 포함하여, 상기 제1수신부는 상기 주반사판의 전면으로부터 반사되어 상기 부반사판의 후면을 경유하는 제1위성으로부터 송신된 제1위성신호를 수신하며, 상기 제2수신부는 제2위성으로부터 송신되어 상기 주반사판의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부반사판은 상기 주반사판으로부터 반사된 제1위성신호가 집중되는 초점에 중심을 이루도록 배치되되, 상기 제2수신부는 상기 부반사판의 중심축에 직교하는 수평방향으로 소정거리 이격되도록 배치되어, 상기 제1위성과 서로 다른 경도를 이루는 궤도에 위치하는 제2위성으로부터 송신된 제2위성신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 부반사판은 상기 주반사판과 동일한 중심축을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2수신부는 상기 주반사판을 향하는 방향으로 전파를 방사하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2수신부는 제1위성신호를 송신하는 제1위성으로부터, 제2위성신호를 송신하는 제2위성으로 향하는 경도선방향과 대향되는 반대방향으로 편향되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다중 위성신호 수신용 안테나는 상기 제1수신부로부터 수신된 제1위성신호를 인가받아 상기 제1위성신호를 송출하는 제1위성을 식별하는 주파수매칭부 및 상기 주반사판이 상기 주파수매칭부로부터 인가받은 제1위성을 지향하도록 상기 주반사판의 앙각 및 방위각을 제어하는 구동제어부를 더 포함하여, 상기 주반사판이 상기 제1위성을 지향함과 동시에, 상기 제2수신부를 통하여 상기 제1위성과 다른 경도선에 위치한 제2위성으로부터 송출되는 제2위성신호를 수신함으로써, 상기 주반사판이 상기 제2위성을 지향하도록 제어하지 않아 더욱 간편한 앙각 및 방위각 제어를 수행할 수 있다.
또한, 상기 제2수신부는 상기 부반사판의 전방으로 소정거리 이격되도록 배치하여, 상기 부반사판에 의한 주파수 간섭을 완화하고, 제2수신부에서의 이득을 증대할 수 있다.
이때, 본 발명의 다중 위성신호 수신용 안테나는 상기 제2수신부의 적어도 일부를 지지하되, 상기 부반사판의 전방면에 고정되어, 상기 제2수신부를 편향시키는 지지브래킷를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2수신부는 마이크로스트립 형의 안테나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
더하여, 본 발명의 일실시예에 따른, 다중 위성신호 수신용 안테나 및 상기 안테나와 독립된 하우징을 이루도록 형성되며, 상기 안테나로부터 출력된 위성신호를 수신하도록 전기적으로 연결되는 인도어유닛을 포함하는 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템은, 상기 안테나가 상기 제1수신부로부터 인가받은 제1위성신호를 증폭 및 변환하는 제1컨버터, 제2수신부로부터 인가받은 제2위성신호를 증폭 및 변환하는 제2컨버터, 및 상기 제1컨버터와 제2컨버터로부터 출력된 각각의 위성신호를 결합하여 상기 인도어유닛과 연결되는 단일라인으로 출력하는 신호결합기,를 더 포함하고, 상기 인도어유닛은 상기 단일라인에 연결되어 상기 신호결합기로부터 출력된 위성신호를 인가받아 독립된 제1위성신호수신기 및 제2위성신호수신기로 각각 분배되도록 출력하는 신호분배기를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 제1컨버터 및 제2컨버터로부터 하향 변환된 위성신호의 증폭 및 변조를 수행하는 상기 인도어유닛의 제1위성신호수신기 및 제2위성신호수신기에서의 주파수 간섭을 방지하는 것을 것을 특징으로 한다.
더하여, 본 발명의 다른 일실시예에 따른, 다중 위성신호 수신용 안테나 및 상기 안테나와 독립된 하우징을 이루도록 형성되며, 상기 안테나로부터 출력된 위성신호를 수신하도록 전기적으로 연결되는 인도어유닛을 포함하는 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템은, 상기 안테나는 상기 제1수신부로부터 인가받은 제1위성신호를 증폭 및 변환하는 제1컨버터 및 제2수신부로부터 인가받은 제2위성신호를 증폭 및 변환하는 제2컨버터를 더 포함하고, 상기 인도어유닛은 제1라인을 통하여, 상기 제1컨버터로부터 출력된 제1위성신호를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제1위성신호수신기 및 상기 제1라인과 독립된 제2라인을 통하여, 상기 제2컨버터로부터 출력된 제2위성신호를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제2위성신호수신기를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상술한 신호결합기와 상기 안테나의 내부에 구비되어 상기 주반사판의 구동 제어 및 주파수 매칭을 수행하는 기판부에서의 주파수 간섭을 배제할 수 있도록 각기 독립된 라인을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 주반사판의 전방에 부반사판이 배치되되, 상기 주반사판으로부터 반사된 제1위성의 제1위성신호가 집중되는 초점에 중심을 이루도록 배치되는 상기 제1위성신호를 수신하는 안테나에 결합되는 안테나모듈에 있어서, 상기 부반사판의 전방에 구비되며, 상기 부반사판의 중심축에 직교하는 수평방향으로 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부; 및 상기 부반사판의 상면에 고정되되, 상기 부반사판의 중심축을 기준으로 일측으로 편향된 위치에 배치되어 상기 제2수신부의 적어도 일부를 지지하는 지지브래킷;을 포함하여, 상기 제2수신부는 상기 제1위성과 서로 다른 경도를 이루는 궤도에 위치하는 제2위성으로부터 송신되어 상기 주반사판의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호를 수신하도록 기 설치된 위성방송 수신용 안테나에 추가 설치 가능하도록 이루어질 수 있다.
상기한 구성에 따른 본 발명은, 동일한 안테나 시스템을 이용하여 각기 다른 주파수 대역의 정지궤도위성 신호를 별도의 장치 없이 동시에 수신할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기존의 위성방송용 안테나에 용이하게 결합되는 기상위성용 안테나모듈을 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 위성신호를 동시에 처리함에 따른 주파수 간섭을 최소화 할 수 있는 구성을 이루는 안테나시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이격된 제2수신부에서의 방사패턴그래프.
도 3은 본 발명의 제2수신부와 부반사판을 결합하는 지지브래킷을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2수신부를 도시한 정면도 및 배면도.
도 5는 제1실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템을 도시한 구성도.
도 6은 제2실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템을 도시한 구성도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명을 하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
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.
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 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이격된 제2수신부에서의 방사패턴그래프이며, 도 3은 본 발명의 제2수신부와 부반사판을 결합하는 지지브래킷을 도시한 도면으로서, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 다중 위성신호 수신용 안테나(100)는 주반사판(110), 부반사판(120), 제1수신부(130), 제2수신부(140), 지지브래킷(150)을 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나(100)는 위성신호를 추적하여 지향하도록 회전 가능하게 형성되는 주반사판(110), 상기 주반사판(110)의 전방에 배치되는 부반사판(120), 상기 주반사판(110)과 부반사판(120) 사이에 개재되는 제1수신부(130) 및 상기 부반사판(120)의 전방에 구비되며, 상기 부반사판(120)의 중심으로부터 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부(140)를 포함하여, 복수의 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나(100)를 이루는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1수신부(130)는 상기 주반사판(110)의 전면으로부터 반사되어 상기 부반사판(120)의 후면을 경유하는 제1위성(10)으로부터 송신된 제1위성신호(S1)를 수신하며, 상기 제2수신부(140)는 제2위성(20)으로부터 송신되어 상기 주반사판(110)의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호(S2)를 수신할 수 있다. 더욱 자세하게는 상기 주반사판(110)은 상기 제1위성(10)을 지향하도록 앙각 및 변위각이 조절되며, 여기에서, 앙각이란 위성으로부터의 전파를 받는 수신점에서의 지면과 위성과의 사이각을 의미하며, 위성과 안테나 간의 거리가 가까워수록 상기 주반사판(110)이 상방으로 회전하며 상기 주반사판(110)의 전면과 지면에서 수직한 방향으로의 각도가 점차 감소하도록 작동된다. 또한 방위각이란 지면에 수직한 축을 기준으로 수평방향의 각도를 의미하며, 상기 주반사판(110)이 지향하고자 추적하는 위성을 바라보도록 수평방향으로 회전된다. 이때 본 발명의 안테나(100)는 상기 주반사판(110)의 앙각 및 방위각을 조절하기 위한 별도의 구동수단을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 구동수단은 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 다양한 방법을 이용하여 실시할 수 있을 것이고, 상기 구동수단의 설명을 생략하더라고 본 발명을 이해하는데 무리가 되지 않으므로, 이하에서는 위성으로부터 송신되는 전파를 수신하기 위한 구성을 중심으로 설명하기로 한다.
상기 주반사판(110)은 위성으로부터의 전파를 수집하기 위한 구성으로, 전후방향으로의 전방면이 특정 곡률을 갖는 반원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 주반사판(110)의 곡률은 상기 주반사판(110)의 전방면으로 입사된 전파가 집중되는 초점을 이루도록 균일하게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 부반사판(120)은 상기 주반사판(110)으로부터 반사된 제1위성신호(S1)가 집중되는 초점에 중심을 이루도록 배치되어, 상기 부반사판(120)의 후방에 동심축을 이루도록 구비되는 제1수신부(140)로 상기 제1위성신호(S1)가 전달될수 있도록 전파를 반사하는 후면을 형성하는 것이 바람직하다. 이때 상기 부반사판(120)의 후면은 상기 부반사판(120)이 상기 주반사판(110)에 구비되는 위치 또는 상기 주반사판(110)의 곡률에 기인하여 결절될 수 있으며, 바람직하게는 상기 주반사판(110)의 중심에 배치되는 부반사판(120)의 경우 하면의 중심이 하방으로 돌출된 'v'단면 형상을 이루되, 상기 주반사판(110)으로부터 반사되어 인가되는 전파가 상기 부반사판(120)의 하면을 경유하여 후방의 상기 제1수신부(130)의 내측으로 집사(輯射)되는 곡률을 이루는 것이 바람직하다. 여기에서 상기 제1수신부(130)는 상기 부반사판(120)의 후면으로부터 반사된 전파를 모으고, 주변으로부터 기인하는 노이즈와 원하지 않는 신호를 제거하기 위한 도파관의 역할을 수행하는 피드혼(Feed Horn)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1수신부(130)의 형상 및 종류는 수신하고자 하는 위성의 주파수밴드 대역에 따라 본 발명의 요지에 벗어남없이 다양하게 변형실시 가능할 것이다.
상기 제2수신부(140)는 상기 부반사판(120)의 전방에 구비되어, 상기 제1수신부(130)로부터 수신되는 제1위성신호를 송출하는 제1위성과 서로 다른 경도를 이루는 궤도에 위치하는 제2위성으로부터 송신된 제2위성신호를 수신하기 위한 구성으로, 상기 제1위성과 제2위상의 경도차에 따라, 상기 부반사판(120)의 중심축에 직교하는 수평방향으로 소정거리(t) 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다. 더욱 자세하게는 상기 제2수신부(140)는 제1위성신호(S1)를 송신하는 제1위성(10)으로부터, 제2위성신호(S2)를 송신하는 제2위성(20)으로 향하는 경도선방향과 대향되는 반대방향으로 편향되도록 소정거리(t) 이격되어, 상기 주반사판(110)을 향하는 방향으로 전파를 방사하도록 구비되는 제2수신부(140)로부터 방사되는 전파가 상기 주반사판(110)의 전방면 곡률에 의해 상기 제1위성(10)으로부터 소정 경도차 떨어진 제2위성(20)으로부터 방사되는 제2위성신호(S2)와 간섭하도록 반사됨으로써, 상기 제2위성신호(S2)를 수신할 수 있다. 즉, 상기 제2수신부(140)가 편향되는 방향으로의 주반사판(110)의 곡률에 의해 상기 제2위성신호(S2)가 틸트(tilt)되게 된다.
예를 들어 설명하자면, 상기 제1위성(10)은 본초자오선으로부터 동경 116도를 이루는 무궁화6호위성이며, 상기 제1위성신호는 Ku-Band 주파수 대역을 이루고, 상기 제2위성(20)은 본초자오선으로부터 동경 128.2도를 이루는 천리안위성이며, 상기 제2위성신호는 L-Band 주파수 대역을 이룰 경우, 상기 주반사판(110), 제1수신부(130) 및 부반사판(120)에 의해 상기 제1위성신호(S1)를 수신하고, 상기 주반사판(110) 및 제2수신부(140)를 통하여 상기 제2위성신호(S2)를 수신하게 된다. 여기에서 상기 제2수신부(140)는 전파가 방사되는 방향이 상기 주반사판(110)을 향하도록 구비되는 마이크로스트립 타입의 안테나로 이루어져, 상기 제2위성(20)으로부터 송출되는 L-Band 주파수 대역의 제2위성신호(S2)를 수신하게 된다. 이때, 상기 제2수신부(140)가 수평방향으로 이격거리(t)만큼 이격되고, 이때 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제2수신부(140)가 형성하는 방사파형이 180도 기준 12~13도 정도 틸트(Tilt)되는 것을 확인하였다. 이때 상기 제2수신부(140)의 수평방향 이격거리(t)는 30mm을 이룬다. 즉, 상기 제1위성(10) 및 제2위성(20) 간의 경도차에 따른 상기 제2수신부(140)의 이격거리(t)는 경도 1도 대비 1 ~ 3 mm 만큼 이격되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 경도 1도 대비 2 ~ 2.5 mm 만큼 이격될 수 있다.
이때, 상기 제2수신부(140)가 상기 부반사판(120)과 동일한 중심축을 이룰 경우, 상기 제1수신부(140)에 의한 방사파형에 간섭되어, 상기 제2위성신호(S2)를 수신할 수 있는 적절한 이득(Gain)을 형성할 수 없다.
또한, 상기 부반사판(120)은 상기 주반사판(110)으로부터 반사된 전파를 재 반사하기 위해 금속으로 형성됨에 따라, 상기 제2수신부(140)는 상기 부반사판(120)으로부터 소정높이(h)만큼 전방으로 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이때 상기 소정높이(h)가 너무 낮게 형성될 경우, 상기 부반사판(120)에 의해 반사된 전파가 상기 제2수신부(140)로부터 방사되는 전파에 간섭되어 적절한 이득을 형성할 수 없는 한계가 발생한다.
도 4는 본 발명의 제2수신부를 도시한 정면도 및 배면도로서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나(100)는 상기 제2수신부(140)의 적어도 일부를 지지하되, 상기 부반사판(120)의 전방면에 고정되어, 상기 제2수신부(140)를 편향(Tilt)시키는 지지브래킷(150)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 지지브래킷(150)은 소정높이(h)를 이루며, 상기 부반사판(120)의 전방면에 상기 주반사판(110)의 회전을 병행하도록 고정되는 고정부(151)와 상기 고정부(151)의 전방에 구비되어, 수평방향으로 이격거리(t)만큼 편향되어 배치되며, 상기 제2수신부(140)를 지지하는 편향지지부(152)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때 상기 고정부(151) 및 편향지지부(152)는 상기 부반사판(120) 및 상기 제2수신부(140)의 양단을 고정하는 고정나사(153)를 이용하여 체결될 수 있으나, 이때 상기 고정나사(153)는 공기와 근접한 유전율을 갖는 유전체로 제작되어 상기 제2수신부(140)의 방사 주파수에 간섭을 최대한 배제하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제2수신부(140) 및 지지브래킷(150)은 결합된 하나의 안테나모듈로 이루어져, 주반사판(110) 및 부반사판(120)을 통해 제1위성(10)으로부터 제1위성신호(S1)를 수신하는 안테나에 결합되는 안테나모듈을 형성할 수 있다. 즉 상기 안테나모듈은 상기 부반사판(120)의 전방에 구비되며, 상기 부반사판(120)의 중심으로부터 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부(140) 및 상기 수신부(140)의 적어도 일부를 지지하되, 상기 부반사판(120)의 상면에 고정되어, 상기 수신부(140)를 편향시키는 지지브래킷(150)을 포함하여, 상기 제2수신부(140)는 제2위성(20)으로부터 송신되어 상기 주반사판(110)의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호(S2)를 수신할 수 있다. 여기에서 상기 지지브래킷(150)은 소정높이(h)를 갖도록 형성되어 상기 제2수신부(140)를 상기 부반사판(120)으로부터 소정높이 만큼 이격시키고, 상기 제2수신부(140)를 수평방향으로 소정 이격길이(t)만큼 편향시켜, 제1위성(10)을 향하도록 지향된 안테나에 결합되어, 서로 다른 경도를 갖는 궤도에 위치한 제2위성(20)으로부터 전파되는 제2위성신호(S2)를 편향(Tilt)시켜 동시에 수신받을 수 있도록 결합할 수 있는 하나의 안테나모듈로서 제공될 수 있다. 이때 상기 안테나모듈은 본 발명의 요지에 벗어남 없이, 상술한 상기 제2수신부(140)의 특징을 반영하여 다양하게 변형 실시 될 수 있을 것이다.
또한, 상기 제2수신부(140)는 소정 너비 및 두께를 갖도록 이루어진 유전체(141)와 상기 유전체(141)의 일면에 형성된 그라운드부(142), 상기 그라운드부(142)와 대향되는 상기 유전체(141)의 타면에 형성되어, 외부로부터의 고주파 출력을 인가받는 유전부(143)와, 상기 유전체(141)의 타면에 상기 유전부(143)로부터 소정거리 이격되어 상기 고주파 출력이 흐르는 유전부(143)와 공진됨으로써 소정의 주파수를 갖는 전파를 방사하는 도파부(144) 및 상기 도파부(144)와 대향되는 유전체(141)의 일단에 구비되어 상기 그라운드부(142) 및 유전부(143)에 외부 전원의 인가 및 상기 방사된 전파의 간섭에 따른 출력신호를 외부로 출력하는 출력커넥터(145)를 포함하는 마이크로스트립 타입의 안테나로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때 상기 마이크로스트립 타입의 제2수신부(140)는 수신하고자 하는 주파수 대역만을 수신하고, 이외의 주파수 대역의 신호는 노이즈로 간주하여 제거하는 기능을 갖도록 이루어지되, 더욱 바람직하게는 제1수신부(130)는 Ku, k 및 Ka밴드 중 선택되는 어느 하나의 주파수대역을 수신하고, 제2수신부(140)는 L밴드 주파수대역을 수신하도록 형성될 수 있다.
주반사판이 제1위성을 지향하도록 제어, 제2위성 지향 x
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다중 위성신호 수신용 안테나(100)는 상기 제1수신부(130)로부터 수신된 제1위성신호(S1)를 인가받아 상기 제1위성신호(S1)를 송출하는 제1위성(10)을 식별하는 주파수매칭부(171) 및 상기 주반사판(110)이 상기 주파수매칭부(171)로부터 인가받은 제1위성(10)을 지향하도록 상기 주반사판(110)의 앙각 및 방위각을 제어하는 구동제어부(172)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때 본 발명의 안테나(100)는 상기 제2수신부(140)로부터 수신된 제2위성신호(S2)의 세기를 측정하여 목표하고자 하는 위성의 주파수를 수신하고 있는 지를 판별하는 재2주파수매칭부(미도시)를 더 포함할 수 있으나, 상기 제2수신부(140)가 국내의 기상정보 수신용 위성(천리안위성)에 적용될 경우, 기성정보를 통신하는 단일 주파수 대역을 가지므로 상기 제2주파수매칭부를 배제하도록 구성될 수 있으나, 상기 기상정보를 통신하는 주파수 대역이 다중으로 형성되는 유럽의 경우, 상기 제2주파수매칭부를 더 포함하여, 상기 제2수신부(140)에 수신되는 제2위성신호(S2)를 선별하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제2수신부(140)는 수평방향으로의 이격거리(t)를 가변할 수 있는 별도의 틸팅수단을 더 구비하여, 제1위성(10) 및 제2위성(20)간의 경도차에 따라 상기 이격거리(t)를 가변하도록 제어하도록 구성될 수 있으며, 이때 상기 구동제어부(172)는 상기 제1위성(10)의 앙각 및 방위각에 따라, 입력된 제2위성(20)의 선택정보를 바탕으로 상기 제2수신부(140)의 이격거리(t)를 가변시키도록 제어함으로써, 상기 제2수신부(140)로부터 인가된 제2위성신호(S2)에 따른 기판부(170)에서의 주파수간섭을 배제하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
도 5는 제1실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템을 도시한 구성도로서, 도 5를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템(1000)은 안테나(100) 및 상기 안테나(100)와 독립된 하우징을 이루도록 형성되며, 상기 안테나(100)로부터 출력된 위성신호를 수신하도록 전기적으로 연결되는 인도어유닛(200)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 안테나(100)는 제1수신부(130), 상기 제1수신부(130)로부터 인가받은 제1위성신호(S1)를 증폭 및 변환하는 제1컨버터(161), 제2수신부(140), 제2수신부(140)로부터 인가받은 제2위성신호(S2)를 증폭 및 변환하는 제2컨버터(162), 상기 제1컨버터(161)와 제2컨버터(162)로부터 출력된 각각의 위성신호(S1, S2)를 결합하여 상기 인도어유닛(200)과 연결되는 단일라인(L)으로 출력하는 신호결합기(180) 및 상기 주파수매칭부(171) 및 구동제어부(172)를 포함하는 기판부(170)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 상기 제1컨버터(161) 및 제2컨버터(162)는 상기 제1수신부(130) 및 제2수신부(140)로부터 인가된 각각의 위성신호를 상기 기판부(170) 및 인도어유닛(200)에서 인식가능한 중간수파수(IF)로 하향 변환하게 된다. 이때 하향 변환된 중간주파수(S1', S2')는 상기 신호결합기(180)를 통해 단일라인(L)을 통하여 상기 인도어유닛(200)으로 전달된다.
이때, 상기 인도어유닛(200)은 하향변환된 상기 중간주파수(S1',S2')를 인가받아, 출력장치(1)로 출력하기 위한 신호로 변조 및 증폭 하기 위한 구성으로, 상기 단일라인(L)에 연결되어 상기 신호결합기(180)로부터 출력된 위성신호(S1'+S2')를 인가받아 독립된 제1위성신호수신기(220) 및 제2위성신호수신기(230)로 각각 분배되도록 출력하는 신호분배기(210)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 제2실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템을 도시한 구성도로서, 도 6을 참조하면 본 발명의 제2실시예에 따른 다중 위성신호 수신용 안테나시스템(1000)은 상기 안테나(100)가 상기 제1수신부(130)로부터 인가받은 제1위성신호(S1)를 증폭 및 변환하는 제1컨버터(161) 및 제2수신부(140)로부터 인가받은 제2위성신호(S2)를 증폭 및 변환하는 제2컨버터(162)를 더 포함하고, 상기 인도어유닛(200)은, 제1라인(L2)을 통하여 상기 제1컨버터(161)로부터 출력된 제1위성신호(S1')를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제1위성신호수신기(220) 및 상기 제1라인과 독립된 제2라인(L2)을 통하여, 상기 제2컨버터(162)로부터 출력된 제2위성신호(S2')를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제2위성신호수신기(230)를 갖도록 독립된 형태로 구성됨으로써, 하향 변환 상기 제1중간신호(S1') 및 제2중간신호(S2')의 전압결합에 따른 상기 기판부(170)에서의 간섭을 방지함으로써, 상기 인도어유닛(200)으로 전달되는 위성신호의 출력값을 더욱 선명하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 이때 각각 독립되도록 인출되는 상기 제1라인(L1) 및 제2라인(L2)은 멀티채널로터리조인트(190)을 이용하여, 상기 안테나(100)의 방위각 회전에 따른 동축케이블의 파손을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템
100 : 다중 위성신호 수신용 안테나
110 : 주반사판 120 : 부반사판
130 : 제1수신부 140 : 제2수신부
141 : 유전체 142 : 그라운드부
143 : 유전부 144 : 도파부
145 : 출력커넥터
150 : 지지브래킷 151 : 고정부
152 : 편향지지부 153 : 고정나사
161 : 제1컨버터 162 : 제2컨버터
170 : 기판부
171 : 주파수매칭부 172 : 구동제어부
180 : 신호결합기 190 : 멀티채널로터리조인트
200 : 인도어유닛(IDU)
210 : 신호분배기 220 : 제1위성신호수신기
230 : 제2위성신호수신기
t : 수평이격거리 h : 수직이격거리
S1 : 제1위성신호 S2 : 제2위성신호
S1': 제1중간신호 S2': 제2중간신호
L : 단일라인
L1 : 제1라인 L2 : 제2라인
10 : 제1위성 20 : 제2위성

Claims (11)

  1. 복수의 위성으로부터의 전파를 동시에 수신할 수 있는 다중 위성신호 수신용 안테나에 있어서,
    위성신호를 추적하여 지향하도록 회전 가능하게 형성되는 주반사판;
    상기 주반사판의 전방에 배치되는 부반사판;
    상기 주반사판과 부반사판 사이에 개재되는 제1수신부; 및
    상기 부반사판의 전방에 구비되며, 상기 부반사판의 중심으로부터 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부;
    를 포함하여,
    상기 제1수신부는 상기 주반사판의 전면으로부터 반사되어 상기 부반사판의 후면을 경유하는 제1위성으로부터 송신된 제1위성신호를 수신하며,
    상기 제2수신부는 제2위성으로부터 송신되어 상기 주반사판의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부반사판은 상기 주반사판으로부터 반사된 제1위성신호가 집중되는 초점에 중심을 이루도록 배치되되,
    상기 제2수신부는,
    상기 부반사판의 중심축에 직교하는 수평방향으로 소정거리 이격되도록 배치되어, 상기 제1위성과 서로 다른 경도를 이루는 궤도에 위치하는 제2위성으로부터 송신된 제2위성신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부반사판은,
    상기 주반사판과 동일한 중심축을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2수신부는 상기 주반사판을 향하는 방향으로 전파를 방사하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2수신부는,
    제1위성신호를 송신하는 제1위성으로부터, 제2위성신호를 송신하는 제2위성으로 향하는 경도선방향과 대향되는 반대방향으로 편향되는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  6. 제2항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1수신부로부터 수신된 제1위성신호를 인가받아 상기 제1위성신호를 송출하는 제1위성을 식별하는 주파수매칭부; 및
    상기 주반사판이 상기 주파수매칭부로부터 인가받은 제1위성을 지향하도록 상기 주반사판의 앙각 및 방위각을 제어하는 구동제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2수신부는,
    상기 부반사판의 전방으로 소정거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2수신부의 적어도 일부를 지지하되, 상기 부반사판의 전방면에 고정되어, 상기 제2수신부를 편향시키는 지지브래킷;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나.
  9. 제1항의 다중 위성신호 수신용 안테나; 및
    상기 안테나와 독립된 하우징을 이루도록 형성되며, 상기 안테나로부터 출력된 위성신호를 수신하도록 전기적으로 연결되는 인도어유닛;
    을 포함하되,
    상기 안테나는,
    상기 제1수신부로부터 인가받은 제1위성신호를 증폭 및 변환하는 제1컨버터,
    제2수신부로부터 인가받은 제2위성신호를 증폭 및 변환하는 제2컨버터, 및
    상기 제1컨버터와 제2컨버터로부터 출력된 각각의 위성신호를 결합하여 상기 인도어유닛과 연결되는 단일라인으로 출력하는 신호결합기,
    를 더 포함하고,
    상기 인도어유닛은,
    상기 단일라인에 연결되어 상기 신호결합기로부터 출력된 위성신호를 인가받아 독립된 제1위성신호수신기 및 제2위성신호수신기로 각각 분배되도록 출력하는 신호분배기,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템.
  10. 제1항의 다중 위성신호 수신용 안테나; 및
    상기 안테나와 독립된 하우징을 이루도록 형성되며, 상기 안테나로부터 출력된 위성신호를 수신하도록 전기적으로 연결되는 인도어유닛;
    을 포함하되,
    상기 안테나는,
    상기 제1수신부로부터 인가받은 제1위성신호를 증폭 및 변환하는 제1컨버터, 및
    제2수신부로부터 인가받은 제2위성신호를 증폭 및 변환하는 제2컨버터,
    를 더 포함하고,
    상기 인도어유닛은,
    제1라인을 통하여, 상기 제1컨버터로부터 출력된 제1위성신호를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제1위성신호수신기, 및
    상기 제1라인과 독립된 제2라인을 통하여, 상기 제2컨버터로부터 출력된 제2위성신호를 인가받도록 전기적으로 연결되는 제2위성신호수신기,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나 시스템.
  11. 주반사판의 전방에 부반사판이 배치되되, 상기 주반사판으로부터 반사된 제1위성의 제1위성신호가 집중되는 초점에 중심을 이루도록 배치되는 상기 제1위성신호를 수신하는 안테나에 결합되는 안테나모듈에 있어서,
    상기 부반사판의 전방에 구비되며, 상기 부반사판의 중심축에 직교하는 수평방향으로 소정거리 이격되도록 배치되는 제2수신부; 및
    상기 부반사판의 상면에 고정되되, 상기 부반사판의 중심축을 기준으로 일측으로 편향된 위치에 배치되어 상기 제2수신부의 적어도 일부를 지지하는 지지브래킷;
    을 포함하여,
    상기 제2수신부는 상기 제1위성과 서로 다른 경도를 이루는 궤도에 위치하는 제2위성으로부터 송신되어 상기 주반사판의 전면이 이루는 곡률에 의해 반사된 제2위성신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 다중 위성신호 수신용 안테나모듈.
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