KR102379486B1 - 중계공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템 - Google Patents

중계공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 있어서, 상기 인공위성과 상기 탑재체를 연결하는 연결부, 상기 연결부 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일, 상기 연결부 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일 및 상기 연결부 외부에 위치하며, 상기 제1 코일이 전송하는 상기 전력의 전송효율을 증가시키는 중계 공진기를 포함한다.

Description

중계공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템{SYSTEM FOR SIMULTANEOUS WIRELESS POWER AND DATA TRANSFER BETWEEN SATELLITE AND PAYLOAD USING REPEATER}
아래의 실시예들은 중계공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 관한 것이다.
인공위성이란 인공적으로 행성 주위를 회전하도록 만든 물체들을 말한다. 비행하는 궤도의 고도에 따라 크게 정지위성과 이동위성으로 나뉘고, 사용 목적에 따라 통신위성, 방송위성, 기상위성, 과학위성, 항해위성, 지구관측위성, 기술개발위성, 군사위성 등으로 구분된다.
슬립링(Slip Ring)은 로터리 조인트, 로터리 커넥터 등으로도 불리는 전기/기계적 부품으로, 회전하는 장비에 전원 또는 신호라인을 공급할 때 전선의 꼬임없이 전달가능한 일종의 회전형 커넥터이다. 슬립링은 전력 또는 신호를 송신하는 동안 회전을 요구하는 전자 시스템에서 사용될 수 있다.
자기공진 방식은 두 코일이 같은 주파수로 공진할 경우, 전자파가 근거리 자기장을 통해 송신 공진기에서 수신 공진기로 전력을 전달하는 방식을 말한다.
인공위성에 탑재되는 탑재체는 일반적으로 회전하고, 상기 회전하는 탑재체는 인공위성으로부터 필요한 전력을 공급받고 상기 탑재체가 획득한 정보를 인공위성으로 전송하기 위한 하네스(Harness)가 필요하다. 회전과 전력 또는 정보를 연결시키기 위한 스핀 머신 어셈블리(Spin Machine Assembly, SMA)가 핵심 부품이며, 회전 운동 시 하네스의 꼬임을 방지하기 위한 슬립 링 어셈블리(Slip Ring Assembly, SRA)를 포함하고 있다.
그러나, 회전 운동 시 하네스의 꼬임을 방지하기 위한 슬립 링 어셈블리(Slip Ring Assembly, SRA)는 하네스의 꼬임 방지를 위해 기계적인 접촉으로 전력과 정보를 전달함에 있어서 별도의 회전체와 하네스가 필요하며, 회전 운동으로 인한 노이즈 발생을 줄이지 못하는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1005260호(2010.12.24.등록)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 SRA와 SRA와 위성 본체와 탑재체의 하네스를 이용하지 않고 탑재체에 전력을 전송하고, 상기 탑재체가 획득한 정보를 수신할 수 있는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 중계 공진기를 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 인공위성과 탑재체를 연결하는 연결부를 자로로 이용할 수 있는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 있어서, 상기 인공위성과 상기 탑재체를 연결하는 연결부, 상기 연결부 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일, 상기 연결부 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일 및 상기 연결부 외부에 위치하며, 상기 제1 코일이 전송하는 상기 전력의 전송효율을 증가시키는 중계 공진기를 포함한다.
또한, 상기 중계 공진기의 위치는, 상기 제1 코일과 상기 중계 공진기의 결합 계수 및 상기 제2 코일과 상기 중계 공진기의 결합계수를 기초로 결정될 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탑재체는, 획득한 정보를 상기 인공위성으로 전송하기 위한 데이터 전송 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 인공위성은, 상기 탑재체가 전송한 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 있어서, 상기 인공위성과 상기 탑재체를 연결하는 연결부, 상기 연결부 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일, 상기 연결부 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일 및 상기 연결부 외부에 위치하며, 상기 제1 코일이 전송하는 상기 전력의 전송효율을 증가시키는 적어도 2개의 중계 공진기를 포함한다.
또한, 상기 적어도 2개의 중계 공진기의 위치는, 상기 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템의 입력 임피던스 및 출력 임피던스를 기초로 결정될 수 있다.
또한, 상기 연결부는, 미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 탑재체는, 획득한 정보를 상기 인공위성으로 전송하기 위한 데이터 전송 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 인공위성은, 상기 탑재체가 전송한 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, SRA와 SRA와 위성 본체와 탑재체의 하네스를 이용하지 않고 탑재체에 전력을 전송하고, 상기 탑재체가 획득한 정보를 수신할 수 있는 효과가 있다.
또한, 중계 공진기를 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 인공위성과 탑재체를 연결하는 연결부를 자로로 이용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일실시예에 따른 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 2 코일(coil) 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 중계 공진기가 도입된 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 다중 코일(coil) 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 5는 복수의 코일 시스템의 전압이득곡선을 나타내는 도면이다.
도 6은 4 코일(coil) 자기 공진 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 4 코일(coil) 자기 공진 무선 전력 전송 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 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 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 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 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예에서 '통신', '통신망' 및 '네트워크'는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기 세 용어들은, 파일을 사용자 단말, 다른 사용자들의 단말 및 다운로드 서버 사이에서 송수신할 수 있는 유무선의 근거리 및 광역 데이터 송수신망을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 일실시예에 따른 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템(100)은 인공위성(110), 탑재체(120) 및 연결부(130)를 포함한다.
인공위성(110)은 연결부(130)와 결합될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
인공위성(110)은 자기 공진을 이용하여 탑재체(120)가 필요로 하는 전력을 공급할 수 있다.
인공위성(110)은 자기 공진을 이용하여 탑재체(120)가 전송하는 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 상기 데이터에는 탑재체(120)가 획득한 데이터(예컨대, 관측 데이터) 및 탑재체(120)의 정상 동작 여부를 확인할 수 있는 데이터가 포함될 수 있다.
인공위성(110)은 탑재체(120)가 전송하는 데이터를 수신하기 위한 데이터 수신 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 데이터 수신 장치(미도시)는 수신하는 전압의 차이를 데이터(예컨대, 0 또는 1)로 인식할 수 있다.
인공위성(110)은 탑재체(120)를 제어하기 위한 신호를 자기 공진을 이용하여 탑재체(120)로 전송할 수 있다.
인공위성(110)은 연결부(130) 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일과 연결되어 상기 제1 코일에 전력을 공급할 수 있다.
인공위성(110)은 연결부(130) 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일과 연결되어 탑재체(120)와 연결된 제2 코일이 전송하는 데이터를 수신할 수 있다.
탑재체(120)는 연결부(130)와 결합될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
탑재체(120)는 인공위성(110)이 전송한 전력을 수신하고, 상기 수신한 전력을 이용하여 미리 설정된 동작(예컨대, 지상 관측)을 수행할 수 있다.
탑재체(120)는 인공위성(110)으로 전송하기 위한 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 상기 데이터에는 탑재체(120)가 획득한 데이터(예컨대, 지상 관측 데이터) 및 탑재체(120)의 정상 동작 여부를 확인할 수 있는 데이터가 포함될 수 있다.
탑재체(120)는 상기 생성한 데이터를 인공위성(110)으로 전송하기 위한 데이터 전송 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 데이터 전송 장치(미도시)는 적어도 하나의 스위치 및 적어도 하나의 커패시터가 포함된 회로(circuit)를 이용하여 인공위성(110)이 수신하는 전압의 차이를 발생시킬 수 있다.
탑재체(120)는 인공위성(110)이 전송한 탑재체(120)를 제어하기 위한 신호에 의해 동작이 제어될 수 있다.
탑재체(120)는 연결부(130) 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일과 연결되어 인공위성(110)이 전송한 전력을 획득할 수 있다.
탑재체(120)는 연결부(130) 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일과 연결되어 인공위성(110)과 연결된 제1 코일로 데이터를 전송할 수 있다.
연결부(130)는 인공위성(110) 및 탑재체(120)와 결합될 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
연결부(130) 외부의 일측에는 제1 코일이 위치하며, 연결부(130) 외부의 타측에는 제2 코일이 위치할 수 있다.
연결부(130) 외부의 상기 일측과 상기 타특에 위치한 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 연결부(130) 외부에 중계 공진기가 위치할 수 있다. 이때, 상기 중계 공진기의 위치는 상기 제1 코일과 상기 중계 공진기의 결합 계수 및 상기 제2 코일과 상기 중계 공진기의 결합계수를 기초로 결정될 수 있다.
연결부(130) 외부의 상기 일측과 상기 타특에 위치한 상기 제1 코일과 상기 제2 코일 사이의 연결부(130) 외부에 복수의 중계 공진기가 위치할 수 있다. 이때, 상기 복수의 중계 공진기 각각은 입력 임피던스와 출력 임피던스가 같아지는 위치에 각각 위치될 수 있다.
연결부(130)는 미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질로 구성될 수 있다. 이때, 상기 미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질은 페라이트(ferrite)일 수 있으나, 상기 미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질이 이에 한정되는 것은 아니다.
연결부(130)의 형태는 원통형일 수 있으나, 상기 탑재체의 회전을 방해하지 아니하는 어떠한 형태로 구현되는 것이 가능하다.
연결부(130)는 자로로 이용될 수 있다.
여기서 사용된 '장치'라는 용어는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 구분되는 구성 요소가 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이다.
도 2는 2 코일(coil) 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 하기 [수학식 1]을 이용하여 2 코일(coil) 시스템의 공진 주파수를 구할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00001
또한, 1차측 송신단의 self-inductance와 캐패시터의 공진 주파수와 2차측 self-inductance와 캐패시터의 공진주파수가 상기 [수학식 1]에서 구한 공진 주파수와 동일하다고 가정하면, 2 코일(coil) 시스템의 효율은 하기 [수학식 2]를 이용하여 도출할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00002
상기 [수학식 2]를 참조하면, 결합계수(k)가 2 코일(coil) 시스템의 효율에 직접적인 영향을 주는 것을 알 수 있다.
2 코일(coil) 시스템의 효율 감소의 가장 큰 원인은 낮아진 결합계수로 인한 1차측 환류전류로 인한 도통손실의 증가이다. 따라서 높은 효율을 위해서 송신단에서의 손실 저감이 요구된다.
도 3은 중계 공진기가 도입된 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3 (a)는 제1 코일, 중계 공진기 및 제2 코일을 나타내며, 도 3(b)는 제1 코일, 중계 공진기 및 제2 코일의 등가회로를 나타낸다.
도 3 (a)를 참조하면, 제1 코일(301)과 중계 공진기(303) 사이의 결합계수를 k1 이라고 하고, 중계 공진기(303)와 제2 코일(302)의 결합계수를 k2라 하면, 중계 공진기의 위치에 따른 시스템의 효율은 하기 [수학식 3]을 이용하여 도출할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00003
또한, 제1 코일 및 중계 공진기의 전류는 하기 [수학식 4]를 이용하여 유도할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00004
상기 [수학식 3] 및 상기 [수학식 4]를 참조하면, 중계 공진기(303)와 제2 코일의 결합계수인 k2를 조금 줄이며, 제1 코일(301)과 중계 공진기(303) 사이의 결합계수 k1을 증가시키는 것이 환류 전류를 줄여 도통손실을 저감시키는 것을 알 수 있다. 따라서, 중계 공진기(303)를 제1 코일(301)에 근접하여 위치시키는 것이 시스템의 효율을 증가시키는 방법 중 하나가 될 수 있다.
도 4는 다중 코일(coil) 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 4 (a)는 3 코일(coil) 시스템이며, 도 4 (b)는 4코일(coil) 시스템이다.
도 4 (a)는, 3 코일(coil) 시스템(400)에 중계 공진기(401)가 연결된 모습과 그 등가회로(410)를 나타낸다.
도 4 (b)는, 4 코일(coil) 시스템(420)에 중계 공진기(421)가 연결된 모습과 그 등가회로(430)를 나타낸다.
다중(3 코일(coil) 또는 4코일(coil)) 코일 시스템은 2 코일(coil) 시스템에 추가적인 LC 공진 임피던스가 형성됨을 알 수 있다. 따라서 임피던스 분석을 통해 전압 이득 곡선을 구하고, 이에 따라 동작 주파수를 결정해야 한다.
3 코일(coil) 시스템의 전압이득은 하기 [수학식 5]를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00005
또한, 4코일(coil) 시스템의 전압이득은 하기 [수학식 6]을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00006
동작 주파수를 결정하기 위하여 후술하는 도 5의 전압 이득 곡선을 도출하였다.
도 5는 복수의 코일 시스템의 전압이득곡선을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5 (a)는 2 코일(coil) 시스템의 전압이득 곡선이고, 도 5 (b)는 3 코일(coil) 시스템의 전압이득 곡선이다.
도 5 (a)를 참조하면, 2 코일(coil) 시스템을 fw(self-inductance 공진)에서 동작시키면, 중부하 영역에서 전압 이득이 1 아래로 떨어질 수 있고, 전압이득이 크게 바뀌어 시스템 설계가 복잡해질 수 있다.
도 5 (a) 및 도 5 (b)를 참조하면, 2 코일(coil) 시스템 또는 3 코일(coil) 시스템을 fL_2, fH_2, fL_3, fH_3(leakage inductance 공진)에서 동작시키면 부하에 따라 전압이득이 바뀌지 않으므로 설계와 동작이 간단해질 수 있다. 다만, 부하가 충분한 경우에는 전압이득이 높고, 결합계수가 높아 fw지점에서의 동작도 고려할 수 있을 것이다.
도 6은 4 코일(coil) 자기 공진 무선 전력 전송 시스템을 나타내는 도면이고, 도 7은 4 코일(coil) 자기 공명 무선 전력 전송 시스템과 그 등가회로를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 4 코일(coil) 자기 공진 방식은 권선이 보다 많이 사용되어 시스템의 부피가 크지만, 결합계수가 높다는 장점을 갖는다. 이때, 분석의 편의를 위하여 약한 결합(601)은 고려하지 않는다.
도 7 (a)를 참조하면, 4 코일(coil) 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 결합계수를 획득하기 위하여 등가회로를 통해 임피던스 분석을 수행할 수 있다.
도 7 (a)의 등가회로를 간략히 정리하면 도 7(b)와 같은 등가 모델을 구할 수 있다.
도 7(b)를 참조하면, 1차 코일에 투영되는 임피던스들 “1”로 맞춰주면 하기 [수학식 7]이 성립한다.
Figure 112019117534050-pat00007
또한, 도 7(b)의 Lp 바로 뒤에서 바라본 임피던스는 하기 [수학식 8]을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00008
따라서, 송신단 전원에서 바라본 임피던스는 하기 [수학식 9]를 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112019117534050-pat00009
상기 [수학식 9]를 참조하면, 입력 임피던스와 출력 임피던스가 같다면, 결합계수는 100%이고, 손실을 적게 만들 수 있어 효율을 높일 수 있다. 따라서, 적어도 2 개 이상의 중계 공진기를 이용하여 전력의 전송 효율을 증가시키기 위해서는 자기 공진 무선 전력 전송 시스템의 입력 임피던스와 출력 임피던스가 같아지도록 상기 적어도 2개의 중계 공진기를 배치하여야 한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 적어도 하나로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 개시된 방법들은 상술된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 동작들 또는 단계들을 포함한다. 방법 동작들 및/또는 단계들은 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 서로 상호 교환될 수도 있다. 다시 말해, 동작들 또는 단계들에 대한 특정 순서가 명시되지 않는 한, 특정 동작들 및/또는 단계들의 순서 및/또는 이용은 청구항들의 범위로부터 벗어남이 없이 수정될 수도 있다.
본 발명에서 이용되는 바와 같이, 아이템들의 리스트 중 "그 중 적어도 하나" 를 지칭하는 구절은 단일 멤버들을 포함하여, 이들 아이템들의 임의의 조합을 지칭한다. 일 예로서, "a, b, 또는 c: 중의 적어도 하나" 는 a, b, c, a-b, a-c, b-c, 및 a-b-c 뿐만 아니라 동일한 엘리먼트의 다수의 것들과의 임의의 조합 (예를 들어, a-a, a-a-a, a-a-b, a-a-c, a-b-b, a-c-c, b-b, b-b-b, b-b-c, c-c, 및 c-c-c 또는 a, b, 및 c 의 다른 임의의 순서 화한 것) 을 포함하도록 의도된다.
본 발명에서 이용되는 바와 같이, 용어 "결정하는"는 매우 다양한 동작들을 망라한다. 예를 들어, "결정하는"는 계산하는, 컴퓨팅, 프로세싱, 도출하는, 조사하는, 룩업하는 (예를 들어, 테이블, 데이터베이스, 또는 다른 데이터 구조에서 룩업하는), 확인하는 등을 포함할 수도 있다. 또한, "결정하는"은 수신하는 (예를 들면, 정보를 수신하는), 액세스하는 (메모리의 데이터에 액세스하는) 등을 포함할 수 있다. 또한, "결정하는"은 해결하는, 선택하는, 고르는, 확립하는 등을 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100... 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템

Claims (10)

  1. 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 있어서,
    상기 인공위성과 상기 탑재체를 연결하는 연결부;
    상기 연결부 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일;
    상기 연결부 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일; 및
    상기 연결부 외부에 위치하며, 상기 제1 코일이 전송하는 상기 전력의 전송효율을 증가시키는 중계 공진기
    를 포함하되,
    상기 탑재체는,
    획득한 정보를 상기 인공위성으로 전송하기 위한 데이터 전송 장치를 더 포함하고,
    상기 인공위성은,
    상기 탑재체가 전송한 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 더 포함하되,
    상기 인공위성은,
    자기 공진을 이용하여 상기 탑재체가 전송하는 데이터를 수신하는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계 공진기의 위치는,
    상기 제1 코일과 상기 중계 공진기의 결합 계수 및 상기 제2 코일과 상기 중계 공진기의 결합계수를 기초로 결정되는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질로 구성되는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템에 있어서,
    상기 인공위성과 상기 탑재체를 연결하는 연결부;
    상기 연결부 외부의 일측에 위치하며, 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 전송하는 제1 코일;
    상기 연결부 외부의 타측에 위치하며 자기 공진 방식을 이용하여 전력을 수신하는 제2 코일; 및
    상기 연결부 외부에 위치하며, 상기 제1 코일이 전송하는 상기 전력의 전송효율을 증가시키는 적어도 2개의 중계 공진기
    를 포함하되,
    상기 탑재체는,
    획득한 정보를 상기 인공위성으로 전송하기 위한 데이터 전송 장치를 더 포함하고,
    상기 인공위성은,
    상기 탑재체가 전송한 정보를 수신하기 위한 데이터 수신 장치를 더 포함하되,
    상기 인공위성은,
    자기 공진을 이용하여 상기 탑재체가 전송하는 데이터를 수신하는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 중계 공진기의 위치는,
    상기 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템의 입력 임피던스 및 출력 임피던스를 기초로 결정되는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연결부는,
    미리 설정된 투자율 이상의 투자율을 가진 물질로 구성되는 중계 공진기를 이용한 인공위성과 탑재체 사이의 무선 전력 및 데이터 동시 전송 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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