KR102426630B1 - RF signal processing device and method for low orbit satellite - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 저궤도 위성에 다중 채널 RFIC를 탑재하여 RF 송신 신호를 처리할 수 있도록 한 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for processing an RF signal of a low-orbit satellite, and more particularly, to an apparatus for processing an RF signal of a low-orbit satellite and a method thereof, in which a multi-channel RFIC is mounted on the low-orbit satellite to process an RF transmission signal.
저궤도 위성은 고도 수백~수천km의 궤도로 지구 주위를 선회하는 위성으로, 원격탐사와 기상관측 등의 기능을 수행하면서 지상의 센터와 통신이 이루어진다. 아울러 상기 저궤도 위성은 지구를 촬영하여 생성된 이미지 데이터를 지상 센터로 전송하는 기능이 더 포함될 수 있다. 이때 지상으로 전송되는 데이터들은 저궤도 위성의 RTC(Real Time Clock) 정보를 이용하여 촬영, 전송 또는 이벤트 발생 시간을 포함할 수 있다. 이를 통해 데이터를 수신 받은 센터, 지구국 단말에서는 보다 명확하게 데이터를 분석할 수 있다.A low-orbit satellite is a satellite that orbits the earth in an orbit of several hundred to several thousand kilometers in altitude. It communicates with a center on the ground while performing functions such as remote sensing and weather observation. In addition, the low-orbit satellite may further include a function of transmitting image data generated by photographing the earth to a ground center. In this case, the data transmitted to the ground may include the time of photographing, transmission, or event occurrence using RTC (Real Time Clock) information of the low-orbit satellite. Through this, data can be analyzed more clearly at the center and earth station terminals that have received the data.
이와 같은 저궤도 위성에는 전자식 빔 조향 안테나(ESA) RFIC가 탑재되어 있지 않다. 그러나, 지구국 단말 대부분의 경우에는 Satixfy Beat RFIC가 장착되어 있다. Such low-orbit satellites are not equipped with an electronic beam steering antenna (ESA) RFIC. However, most of the earth station terminals are equipped with a Satixfy Beat RFIC.
그러나, 지구국 단말에 장착된 Beat RFIC는 각 안테나 소자 단위로 10dBm의 송신 출력신호를 전달하도록 구성되는 것이 일반적이다. However, it is common that the Beat RFIC installed in the earth station terminal is configured to transmit a transmission output signal of 10 dBm in units of each antenna element.
본 발명과 같은 저궤도 위성 탑재용 ESA 시스템은 해외에서도 기술확보가 어려운 상황이고, 국내 기술 수준도 RF 단일 블록에 대한 연구 개발 단계에 있으며, 다 채널 송신 RFIC 개발이 요구되는 상황이다. The ESA system for mounting a low-orbit satellite like the present invention is difficult to secure technology abroad, and the domestic technology level is also in the research and development stage for a single RF block, and development of a multi-channel transmission RFIC is required.
지구국 단말에 탑재된 송신 RFIC의 주파수는 14-14.5GHz, 500MHz의 대역폭으로 위성 탑재용 주파수 전용 RFIC의 개발이 필요한 것이다. The frequency of the transmit RFIC mounted on the earth station terminal is 14-14.5 GHz and 500 MHz, so it is necessary to develop a frequency-only RFIC for satellite mounting.
그리고, 지구국 단말용 송신 RFIC에 대비하여 위성 탑재용 EAS RFIC 송신기의 출력 레벨은 여러 지구국 단말 및 위성 간 통신을 위해 더 크게 요구되는 상황이다. In addition, the output level of the satellite-mounted EAS RFIC transmitter is required to be greater for communication between various earth station terminals and satellites in preparation for the transmission RFIC for the earth station terminal.
또한, 지구국 단말용 송신 RFIC의 경우에는, 우주 환경에 대한 고려없이 설게되지만, 저궤도 위성 탑재용 ESA 송신 RFIC는 우주 환경 중 방사선에 대한 내성 특성이 고려되어 설계되어져야 하는 것이다. In addition, in the case of the transmission RFIC for the earth station terminal, it is designed without considering the space environment, but the ESA transmission RFIC for the low-orbit satellite should be designed in consideration of the resistance to radiation in the space environment.
따라서, 본 발명의 목적은, 저궤도 위성에 다중 채널 RFIC를 탑재하여 RF 송신 신호를 처리할 수 있도록 한 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치 및 그 방법을 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an RF signal processing apparatus for a low-orbit satellite and a method therefor, in which a multi-channel RFIC is mounted on the low-orbit satellite to process an RF transmission signal.
그리고, 본 발명의 다른 목적은, RFIC 기능인 위성/크기 조정, 송신 출력 모니터링 외에도 위상/크기 보정, 온도 보상 및 모니터링 기능이 부가된 송신 RFIC를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a transmission RFIC to which phase/magnitude correction, temperature compensation, and monitoring functions are added in addition to satellite/magnitude adjustment and transmission output monitoring which are RFIC functions.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기된 바와 같은 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 과제들이 존재할 수 있다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the problems described above, and other problems may exist.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치는, 지구국 단말로 전송하기 위한 송신 다중빔(I/Q송신신호)을 형성하는 송신 빔 형성부; 상기 송신 빔 형성부에서 형성된 송신 다중빔을 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호를 출력하는 송신 RFIC; 및 상기 송신 RFIC로부터 출력되는 다중 채널의 송신 신호를 지구국 단말로 전송하는 송신 배열 안테나를 포함할 수 있다. In accordance with one aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided an RF signal processing apparatus for a low-orbit satellite, comprising: a transmission beam forming unit for forming a transmission multi-beam (I/Q transmission signal) for transmission to an earth station terminal; Direct conversion of the transmit multi-beam formed in the transmit beam forming unit to a low-orbit satellite-mounted frequency through a high-frequency mixer (Mixer), high-power amplification through phase/magnitude/gain control, and then high-power amplified multi-channel a transmission RFIC outputting a transmission signal; and a transmission array antenna for transmitting a multi-channel transmission signal output from the transmission RFIC to an earth station terminal.
상기 송신 RFIC는, 상기 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호의 출력 레벨 및 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하여, 검출된 송신 신호의 출력 레벨 및 온도값을 외부 GUI로 제공하고, 검출된 출력 레벨 및 온도값에 따라 송신 RFIC 공급 전원의 레벨을 조절할 수 있다. The transmit RFIC detects an output level of the high-power amplified multi-channel transmit signal and a temperature inside the transmit RFIC, and provides an output level and temperature value of the detected transmit signal to an external GUI, and the detected output level and temperature Depending on the value, the level of the transmit RFIC supply power can be adjusted.
상기 송신 RFIC는, 상기 송신 빔 형성부로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환하는 기저대역부; 상기 기저대역부로부터 출력되는 신호를 제공되는 국부 발진신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 주파수 변환부; 상기 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 신호 분배부; 상기 신호 분배부를 통해 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절하는 위상 및 크기 조정부; 및 상기 위상 및 크기 조정부를 통해 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나로 제공하는 고출력 증폭부를 포함할 수 있다. The transmit RFIC may include: a baseband unit for converting a transmit signal (I/Q) formed by the transmit beamformer into a baseband signal; a frequency converter for converting the signal output from the baseband part into a satellite RF high frequency signal through direct conversion using a local oscillation signal provided; a signal distribution unit for distributing the frequency-converted RF signal into a 4-channel transmission signal; a phase and magnitude adjusting unit for adjusting the phase and magnitude of the 4-channel transmission signal distributed through the signal distribution unit; and a high-power amplifier for high-power amplifying the 4-channel transmission signal whose phase and magnitude have been adjusted through the phase and magnitude adjusting unit, and providing the high-power amplified 4-channel transmission signal to the transmission array antenna.
상기 기저대역부는, 상기 송신 빔 형성부로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정하며 증폭하여 증폭된 신호를 상기 주파수 변환부로 제공할 수 있다. The baseband unit removes unnecessary components from the transmission signal (I/Q) formed from the transmission beam former through a wideband multi-stage low-pass filter, and provides a DCOC (Direct Current Offset Cancellation) feedback structure for the signal from which the unnecessary components are removed. DC offset between input/output is compensated through input/output, and the amplified signal can be provided to the frequency converter by adjusting and amplifying the signal size through a BB (Base-Band) VGA (Variable Gain Amplifier).
상기 주파수 변환부는, 고주파 Quadrature Mixer로 구성될 수 있다. The frequency converter may be configured as a high-frequency quadrature mixer.
상기 신호 분배부는, 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배할 수 있다. The signal distribution unit may distribute the frequency-converted RF signal to a 4-channel transmission signal by applying a Wilkinson distribution structure.
상기 위상 및 크기 조정부는, 위상 천이와 Pi(π을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상 증폭기로 구성되며, 상기 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절하고, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절하며, 상기 손실 보상 증폭기는 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 손실 보상 증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링된 인덕터 값을 양 끝단에 위치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 가질 수 있다. The phase and magnitude adjustment unit is composed of a phase shift, a magnitude adjustment using π, and a loss compensation amplifier according to each design. For sizing, the size is adjusted to a total of 6 bits/31.5 dB at 0.5 dB per 1 bit, and the loss compensation amplifier performs transmission line loss compensation and characteristic impedance matching according to the phase shift and sizing design, and the loss compensation amplifier By positioning and tuning the parasitic capacitance of the transistor and the modeled inductor value at both ends, a broadband frequency response characteristic can be obtained.
상기 고출력 증폭부는, 방사 내성구조를 적용하여 우주부 환경에서 동작할 수 있도록 RF VGA(Variable Gain Amplifier), DA(Drive Amplifier), PA(Power amplifier)로 구성될 수 있다. The high-power amplifier may be composed of an RF Variable Gain Amplifier (VGA), a Drive Amplifier (DA), and a Power Amplifier (PA) to operate in a space department environment by applying a radiation immunity structure.
상기 송신 RFIC는, 상기 고출력 증폭부에서 송신 배열 안테나로 출력하는 각 채널 별 송신신호의 출력 레벨을 검출하는 출력 레벨 검출부; 상기 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하는 온도 검출부; 및 상기 검출된 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공하고, 상기 검출된 송신 RFIC 내부 온도 및 출력 레벨값을 이용하여 송신 RFIC 전원공급장치의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 전원 성능 보상값을 이용하여 전원공급장치의 공급 전원의 레벨을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. The transmit RFIC may include: an output level detector configured to detect an output level of a transmit signal for each channel output from the high power amplifier to the transmit array antenna; a temperature detection unit for detecting a temperature inside the transmitting RFIC; and converts BIT (Built-In Test) information on the detected output level value and the detected temperature value into a GUI format to provide it to an external GUI, and transmits the detected RFIC internal temperature and output level value The control unit may further include a control unit for calculating a power performance compensation value of the RFIC power supply and controlling the level of power supplied to the power supply device by using the calculated power performance compensation value.
상기 출력 레벨 검출부는, RF 신호 커플러를 통해 고출력 증폭부의 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 방식을 이용하여 검출할 수 있다. The output level detector may detect the transmit output level of the high-power amplifier through the RF signal coupler using a root mean square (RMS) method.
상기 제어부는, 상기 외부 GUI와 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 수행할 수 있다. The controller may perform Serial Peripheral Interface (SPI) communication with the external GUI.
상기 전원공급장치는, BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out)로 구성될 수 있다. The power supply may include a band-gap reference (BGR) and a low drop-out (LDO).
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법은, 지구국 단말로 전송하기 위한 송신 다중빔(I/Q송신신호)을 형성하는 단계; 송신 RFIC에서, 상기 형성된 송신 다중빔을 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호를 송신 배열 안테나로 출력하는 단계; 및 상기 송신 RFIC로부터 출력되는 다중 채널의 송신 신호를 지구국 단말로 전송하는 송신 배열 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the RF signal processing method of the low orbit satellite according to another aspect of the present invention, forming a transmission multi-beam (I / Q transmission signal) for transmission to the earth station terminal; In the transmit RFIC, the formed transmit multi-beam is directly converted to a low-orbit satellite-mounted frequency through a high-frequency mixer (Mixer), high-power amplified through phase/magnitude/gain control, and then high-power amplified multi-channel transmission outputting a signal to a transmitting array antenna; and transmitting the multi-channel transmission signal output from the transmission RFIC to the earth station terminal through a transmission array antenna.
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는, 상기 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호의 출력 레벨 및 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하여, 검출된 송신 신호의 출력 레벨 및 온도값을 외부 GUI로 제공하고, 검출된 출력 레벨 및 온도값에 따라 송신 RFIC 공급 전원의 레벨을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. The outputting to the transmission array antenna includes detecting the output level of the high-power amplified multi-channel transmission signal and the temperature inside the transmission RFIC, and providing the output level and temperature value of the detected transmission signal to an external GUI, and detecting It may include adjusting the level of the transmit RFIC supply power according to the output level and the temperature value.
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는, 상기 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 기저대역신호를 제공되는 국부 발진신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 단계; 상기 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 단계; 상기 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절하는 단계; 및 상기 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나로 제공하는 단계를 포함할 수 있다. The outputting to the transmission array antenna may include: converting the formed transmission signal (I/Q) into a baseband signal; converting the converted baseband signal into a satellite RF high frequency signal through direct conversion using the provided local oscillation signal; distributing the frequency-converted RF signal into a 4-channel transmission signal; adjusting a phase and a magnitude of the distributed 4-channel transmission signal; and high-power amplifying the 4-channel transmission signal whose phase and magnitude have been adjusted, and providing the high-power amplified 4-channel transmission signal to a transmission array antenna.
상기 기저대역 신호로 변환하는 단계는, 상기 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정하며 증폭하여 기저대역신호로 변환할 수 있다. In the converting to the baseband signal, an unnecessary component is removed from the formed transmission signal (I/Q) through a wideband multi-stage low-pass filter, and the signal from which the unnecessary component is removed is converted to a DCOC (Direct Current Offset Cancellation) feedback structure. It compensates the DC offset between input/output through BB (Base-Band) VGA (Variable Gain Amplifier) and can be converted to baseband signal by amplifying and adjusting the signal size.
상기 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 단계는, 고주파 Quadrature Mixer를 이용하여 변환할 수 있다. The converting into the satellite RF high frequency signal may be performed using a high frequency quadrature mixer.
상기 4-채널 송신신호로 분배하는 단계는, 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배할 수 있다. In the step of distributing the 4-channel transmission signal, a Wilkinson distribution structure may be applied to distribute the frequency-converted RF signal into the 4-channel transmission signal.
상기 위상 및 크기를 조절하는 단계는, 위상 천이와 Pi(π을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상 증폭기를 이용하며, 상기 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절하고, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절하며, 상기 손실 보상 증폭기는 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 손실 보상 증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링된 인덕터 값을 양 끝단에 위치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 가질 수 있다. In the step of adjusting the phase and magnitude, phase shift and Pi (size adjustment using π, loss compensation amplifiers according to each design are used, and the phase shift is 5.625° per 1 bit, a total of 6bit/354.375° phase is adjusted, , for phase adjustment, the size is adjusted to a total of 6 bits/31.5 dB at 0.5 dB per 1 bit, and the loss compensation amplifier performs transmission line loss compensation and characteristic impedance matching according to the phase shift and size adjustment design, and the By positioning and tuning the parasitic capacitance of the loss compensating amplifier transistor and the modeled inductor value at both ends, a broadband frequency response characteristic can be obtained.
상기 송신 배열 안테나로 제공하는 단계는, 방사 내성구조를 적용하여 우주부 환경에서 동작할 수 있도록 RF VGA(Variable Gain Amplifier), DA(Drive Amplifier), PA(Power amplifier)를 이용하여 고출력 증폭할 수 있다. In the step of providing the transmission array antenna, a high-power amplification can be performed using an RF Variable Gain Amplifier (VGA), a Drive Amplifier (DA), or a Power amplifier (PA) so that it can operate in a space ministry environment by applying a radiation immunity structure. have.
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는, 상기 고출력 증폭되어 송신 배열 안테나로 출력되는 각 채널별 송신신호의 출력 레벨을 검출하는 단계; 상기 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하는 단계; 상기 검출된 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공하는 단계; 및 상기 검출된 송신 RFIC 내부 온도 및 출력 레벨값을 이용하여 송신 RFIC 전원공급장치의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 전원 성능 보상값을 이용하여 전원공급장치의 공급 전원의 레벨을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. The outputting to the transmission array antenna may include: detecting an output level of a transmission signal for each channel that is amplified by the high power and output to the transmission array antenna; detecting a temperature inside the transmitting RFIC; converting BIT (Built-In Test) information on the detected output level value and the detected temperature value into a GUI format and providing it to an external GUI; and calculating a power performance compensation value of the transmitting RFIC power supply device using the detected internal temperature and output level values of the transmitting RFIC, and controlling the level of power supply of the power supply device using the calculated power performance compensation value. may further include.
상기 출력 레벨을 검출하는 단계는, RF 신호 커플러를 통해 고출력 증폭부의 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 방식을 이용하여 검출할 수 있다. The detecting of the output level may include detecting the transmission output level of the high-power amplifier through the RF signal coupler using a root mean square (RMS) method.
상기 제어하는 단계에서, 상기 외부 GUI와 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 제공할 수 있다. In the controlling step, BIT (Built-In Test) information about the output level value and the detected temperature value may be provided using the external GUI and Serial Peripheral Interface (SPI) communication.
상기 전원공급장치는, BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out)로 구성될 수 있다. The power supply may include a band-gap reference (BGR) and a low drop-out (LDO).
그리고, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 컴퓨터 프로그램은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 상기 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법을 실행하며, 컴퓨터 판독가능 기록매체에 저장될 수 있다. In addition, the computer program according to another aspect of the present invention for solving the above-described problems is combined with a computer that is hardware to execute the RF signal processing method of the low orbit satellite, and may be stored in a computer-readable recording medium.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
상기한 본 발명에 따르면, 해외 기술 이전 및 정보 공개가 어려운 송신기 RFIC 기술의 국산화 개발을 통해 최근 급속히 성장하는 저궤도 위성통신(LEO) 시장 참여 경쟁력 강화의 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of strengthening competitiveness to participate in the recently rapidly growing low-orbit satellite communication (LEO) market through localization of RFIC technology for transmitters, which are difficult to transfer overseas technology and disclose information.
또한, 본 발명에 따르면, 유사 성능의 해외 RFIC의 대안 수립을 통한 제품의 수급 및 납품 기간 등의 잠재적 위험 요소를 제거할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to eliminate potential risk factors such as supply and demand period and delivery period of products through establishment of alternatives to overseas RFICs with similar performance.
또한, 본 발명에 따르면, 4-채널의 Direct Conversion 방식의 송신기 RFIC 시스템 집적화 설계에 따른 저전력/소형화/경량화의 장점을 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to obtain the advantages of low power/miniaturization/light weight according to the integrated design of the RFIC system of the transmitter of the 4-channel direct conversion method.
또한, 본 발명에 따르면, 위상배열 안테나 제작 시 배열 개수에 따라 별도의 구성 변경 없이 송신기 RFIC를 이용하여 확장성 확보 및 기술 내재화의 장점을 가질 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to secure scalability and internalize technology by using a transmitter RFIC without a separate configuration change according to the number of arrays when manufacturing a phased array antenna.
또한, 본 발명에 따르면, 고객의 요구사항 변경 및 추가에 따른 송신기 RFIC의 customize 및 upgrade 구성이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to customize and upgrade the transmitter RFIC according to the change and addition of customer requirements.
또한, 본 발명에 따르면, 온도 보상 및 모니터링, 위상/크기 보정 기능, 송신 출력 모니터링 기능 및 방사선 내성을 갖는 고출력 송신장치 설계를 통해 우주 환경에서의 균일한 송신 RFIC 성능 유지의 효과를 가질 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to have the effect of maintaining uniform transmission RFIC performance in a space environment through temperature compensation and monitoring, a phase/magnitude correction function, a transmission output monitoring function, and a high-power transmission device design having radiation immunity.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시 예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 송신 RFIC에 대한 상세 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법에 대한 동작 플로우챠트를 나타낸 도면이다. The accompanying drawings below are provided to help understanding of the present embodiment, and provide embodiments together with detailed description. However, the technical features of the present embodiment are not limited to specific drawings, and features disclosed in each drawing may be combined with each other to constitute a new embodiment.
1 is a diagram showing a block configuration of an RF signal processing apparatus of a low-orbit satellite according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed block configuration of the transmit RFIC shown in FIG. 1 .
3 is a diagram illustrating an operation flowchart of a method for processing an RF signal of a low-orbit satellite according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the present invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components. Like reference numerals refer to like elements throughout, and "and/or" includes each and every combination of one or more of the recited elements. Although "first", "second", etc. are used to describe various elements, these elements are not limited by these terms, of course. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein will have the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, an apparatus and method for processing an RF signal of a low-orbit satellite according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치에 대한 블록 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram showing a block configuration of an RF signal processing apparatus of a low-orbit satellite according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치는, 송신 빔 형성부(100), 송신 RFIC(300) 및 송신 배열 안테나(500)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an RF signal processing apparatus for a low orbit satellite according to the present invention may include a transmission beam former 100 , a
상기 송신 빔 형성부(100)는 지구국 단말로 전송하기 위한 빔을 형성하고, 형성된 빔(I, Q신호)를 송신 RFIC(300)로 제공한다. 여기서, 상기 송신 빔 형성부(100)는 지구국으로 전송하기 위한 송신 다중 빔(I/Q송신신호)를 생성하는 송신 다중 빔 처리부(미도시)와, 상기 생성된 I/Q 송신신호를 각각 D/A 변환하는 D/A 변환부(미도시)를 포함할 수 있다. The transmission beam former 100 forms a beam for transmission to the earth station terminal, and provides the formed beams (I and Q signals) to the
상기 송신 RFIC(300)는 상기 송신 빔 형성부(100)로부터 제공되는 송신 신호(I/Q)를 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 송신신호를 송신 배열 안테나(500)로 전달한다. The transmit
상기 송신 배열 안테나(500)는 상기 송신 RFIC(300)로부터 전달된 송신 신호를 지구국 단말들로 전송하는 것이다. The
여기서, 상기 본 발명의 핵심적 기술적 특징인 송신 RFIC(300)에 대한 구체적인 구성 및 동작에 대하여 설명해 보기로 한다. Here, a detailed configuration and operation of the transmit
도 2는 도 1에 도시된 송신 RFIC(300)에 대한 구체적인 블록 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed block configuration of the transmit
도 2를 참조하면, 송신 RFIC(300)는 기저대역부(310), 주파수 변환부(320), 국부 발진부(330), 신호 분배부(340), 위상 및 크기 조정부(350), 고출력 증폭부(360), 출력 레벨 검출부(370), 온도 검출부(380), 제어부(390) 및 전원부(400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the transmit
상기 기저대역부(310)는 송신 빔 형성부(100)로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환한다. 즉, 기저대역부(310)는 송신 빔 형성부(100)로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역(500MHz) 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정 및 증폭하여 증폭된 신호를 주파수 변환부(320)로 제공한다. The
상기 주파수 변환부(320)는 상기 기저대역부(310)로부터 출력되는 신호를 국부 발진부(330)로부터 제공되는 국부 발진신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환한 후, 변환된 위성 RF 고주파 신호를 신호 분배부(340)로 제공한다. 여기서, 상기 주파수 변환부(320)는 고주파 Quadrature Mixer로 구성될 수 있다. The
상기 국부 발진부(330)는 외부로부터 높은 주파수 안정도, 빠른 주파수 고정 및 저 위상잡음 특성을 갖는 OCXO신호를 받아 주파수 체배를 통해 국부 발진신호를 생성하고, 생성된 국부 발진신호를 상기 주파수 변환부(320)로 제공한다. 여기서, 국부 발진부(300)는 신호 증폭기와 IQ 국부신호 발생기로 구성될 수 있다. The
상기 신호 분배부(340)는 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배한 후, 분배된 4-채널 RF 송신신호를 위상 및 크기 조정부(350)로 제공한다. The
상기 위상 및 크기 조정부(350)는 상기 신호 분배부(340)를 통해 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절한 후, 고출력 증폭부(360)로 제공된다. 즉, 위상 및 크기 조정부(350)는 위상 천이와 Pi(π-network을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상을 수행할 수 있다. 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절할 수 있으며, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절할 수 있다. 손실 보상은 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 위해 동작한다. 또한, 손실 보상 증폭을 위한 손실 보장 증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링 된 인덕터 값을 양 끝 단에 위치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 갖도록 한다. The phase and
상기 고출력 증폭부(360)는 상기 위상 및 크기 조정부(350)를 통해 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나(500)로 제공한다. 즉, 상기 고출력 증폭부(360)는 채널 당 20dBm 이상의 송신 출력을 송신 배열 안테나(500)로 전달되도록 동작하며 Inverse-mode 구조를 적용하여 내방사선 특성을 가지고 동작될 수 있도록 RF VGA(Variable Gain Amplifier), DA(Drive Amplifier), PA(Power amplifier)로 구성될 수 있다. The high-
상기 출력 레벨 검출부(370)는 상기 고출력 증폭부(360)로부터 송신 배열 안테나(500)로 출력되는 4 채널 출력 신호 레벨을 검출하고, 검출된 출력 레벨값을 제어부(390)로 제공한다. 즉, 출력 레벨 검출부(370)는 RF 신호 커플러를 이용하여 고출력 증폭부(360)의 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 방식으로 검출하여 제어부(390)로 제공한다. The output
온도 검출부(380)는 RFIC(300) 내부 온도를 검출하여 검출된 온도값을 제어부(390)로 제공한다The
제어부(390)는 송신 RFIC(300) 내부 각 블록들을 제어 즉, 이득 조절, 위상/크기 조절 및 보정에 따른 LUT(Look-Up Table) 제공, 국부신호 주파수 및 레벨 조절 등의 제어를 수행하고, 상기 출력 레벨 검출부(370)에서 검출된 출력 레벨값 및 온도 검출부(380)에서 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공한다. 여기서, 외부 GUI와의 통신은 SPI(Serial Peripheral Interface)를 이용하며 클럭을 사용하는 동기화된 직렬 통신 방식으로 최대의 전송 속도와 하나의 master로 다수의 slave와 동작이 가능하다.The
한편, 제어부(390)는 상기 온도 검출부(380)에서 검출된 송신 RFIC(300) 내부 온도와, 출력 레벨 검출부(370)에서 검출된 출력 레벨값을 이용하여 전원부(400)의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 온도 및 출력 레벨에 따른 전원 성능 보상값을 이용하여 전원부(400)의 공급 전원의 레벨을 조절하게 되는 것이다. On the other hand, the
전원부(400) 상기 제어부(390)에서 제공되는 전원 성능 보상값에 따라 공급되는 전원의 레벨을 조절하여 송신 RFIC(300) 내부 각 블록들로 조절된 전원을 공급하게 된다. 즉, 전원부(400)는 BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out) 로 구성될 수 있으며, BGR은 외부전원이나 온도, 제작 공정의 변화에 따라 안정되고 균일한 기준 전압을 제공하도록 동작하고, 절대온도에 비례하는 회로에 의해 만들어지는 전압과 음의 온도 계수를 가지는 회로의 전압을 더하여 기준 전압이 제공되도록 설계될 수 있다. 그리고, LDO는 낮은 전위차에도 에너지 손실 및 발열을 최소화하여 동작하도록 설계될 수 있다. The
상기한 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치의 동작과 상응하는 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법에 대하여 도 3에 도시된 플로우차트를 이용하여 단계적으로 설명하기로 한다. A method for processing an RF signal of a low-orbit satellite according to the present invention corresponding to the operation of the apparatus for processing an RF signal of a low-orbit satellite according to the present invention will be described in stages using the flowchart shown in FIG. 3 .
도 3은 본 발명에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법에 대한 동작 플로우차트를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating an operation flowchart of a method for processing an RF signal of a low-orbit satellite according to the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저 지구국 단말로 전송하기 위한 빔을 형성한 후, 형상된 전송 빔을 저궤도 위성에 장착된 RFIC로 제공한다(S301). 여기서, 상기 S301 단계는, 지구국으로 전송하기 위한 송신 다중빔(I/Q송신신호)를 생성 하고, 상기 생성된 I/Q 송신신호를 각각 D/A 변환하는 단계를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3 , first, a beam for transmission to an earth station terminal is formed, and then the shaped transmission beam is provided to an RFIC mounted on a low-orbit satellite (S301). Here, the step S301 may include generating a transmission multi-beam (I/Q transmission signal) for transmission to the earth station, and D/A-converting the generated I/Q transmission signal, respectively.
이어, 상기 RFIC는 상기 S301 단계로부터 제공되는 송신 신호(I/Q)를 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 송신신호를 송신 배열 안테나로 전달한다. Then, the RFIC directly converts the transmission signal (I/Q) provided from the step S301 into a low-orbit satellite-mounted frequency through a high-frequency mixer (Mixer), and amplifies the high output through phase/magnitude/gain control. Then, the high-power amplified transmission signal is transmitted to the transmission array antenna.
상기 송신 배열 안테나는 상기 RFIC로부터 전달된 송신 신호를 지구국 단말들로 전송하는 것이다. The transmission array antenna transmits the transmission signal transmitted from the RFIC to earth station terminals.
여기서, 상기 본 발명의 핵심적 기술적 특징인 RFIC에서의 RF 신호 처리 방법에 대하여 좀 단계적이면서 구체적으로 살펴보기로 한다. Here, the RF signal processing method in the RFIC, which is a key technical feature of the present invention, will be described in detail in a step-by-step manner.
먼저, 상기 S301 단계를 통해 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환한다(S302). 즉, 상기 S302 단계는, 상기 S301 단계를 통해 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역(500MHz) 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정하며 증폭하여 증폭된 신호를 출력한다. First, the transmission signal I/Q formed in step S301 is converted into a baseband signal (S302). That is, in step S302, unnecessary components are removed from the transmission signal (I/Q) formed in step S301 through a wideband (500 MHz) multi-stage low-pass filter, and the signal from which the unnecessary components are removed is subjected to Direct Current Offset Cancellation (DCOC). ) compensates for DC offset between input/output through a feedback structure, and adjusts and amplifies the signal size through BB (Base-Band) VGA (Variable Gain Amplifier) and outputs the amplified signal.
이어, S302 단계를 통해 출력되는 신호를 제공되는 국부 발진 신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환하여 출력한다(S303). 여기서, 상기 S303 단계에서의 고주파 신호의 변환은 고주파 Quadrature Mixer를 이용하여 변환할 수 있다. 여기서, 상기 S303 단계로 제공하는 국부 발진 신호는 외부로부터 높은 주파수 안정도, 빠른 주파수 고정 및 저 위상잡음 특성을 갖는 OCXO신호를 받아 주파수 체배를 통해 국부 발진 신호를 생성하고, 생성된 국부 발진 신호를 S303 단계의 RF 고주파 신호의 변환에 이용될 수 있으며, 국부 발진 신호는 신호 증폭기와 IQ 국부신호 발생기를 이용하여 생성할 수 있다. Then, the signal output through step S302 is converted into a satellite RF high frequency signal through direct conversion using the provided local oscillation signal and output (S303). Here, the conversion of the high-frequency signal in step S303 may be performed using a high-frequency quadrature mixer. Here, the local oscillation signal provided in step S303 receives an OCXO signal having high frequency stability, fast frequency fixation, and low phase noise characteristics from the outside, generates a local oscillation signal through frequency multiplication, and converts the generated local oscillation signal to S303 It can be used for the conversion of the RF high-frequency signal of the stage, and the local oscillation signal can be generated using a signal amplifier and an IQ local signal generator.
이어, 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 S303 단계를 통해 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배한 후, 분배된 4-채널 RF 송신신호를 출력한다(S304). Then, after applying the Wilkinson distribution structure to distribute the frequency-converted RF signal through step S303 into a 4-channel transmission signal, the distributed 4-channel RF transmission signal is output (S304).
이어, 상기 S304단계를 통해 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절한다(S305). 즉, 상기 S305 단계는, 위상 천이와 Pi(π을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상 증폭기를 이용할 수 있다. 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절할 수 있으며, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절할 수 있다. 그리고, 손실 보상 증폭기는 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 위해 동작하며, 손실 보상증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링 된 인덕터 값을 양 끝 단에 치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 갖도록 한다. Next, the phase and magnitude of the 4-channel transmission signal distributed through the step S304 are adjusted (S305). That is, in step S305, it is possible to use a phase shift, a size adjustment using π, and a loss compensation amplifier according to each design. For the phase shift, a total of 6bit/354.375° phase can be adjusted at 5.625° per 1 bit, and the phase For adjustment, the size can be adjusted to a total of 6 bits/31.5 dB at 0.5 dB per 1 bit, and the loss compensation amplifier operates for transmission line loss compensation and characteristic impedance matching according to the phase shift and sizing design, The parasitic capacitance of the loss compensating amplifier transistor and the modeled inductor value are applied at both ends to have broadband frequency response characteristics through tuning and tuning.
이어, 상기 S305 단계를 통해 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나로 제공한다(S306). 즉, 상기 S306 단계는 채널 당 20dBm 이상의 송신 출력을 송신 배열 안테나로 전달되도록 동작하며 Inverse-mode 구조를 적용하여 내방사선 특성을 가지고 동작될 수 있다. Next, the 4-channel transmission signal whose phase and magnitude have been adjusted through the step S305 is amplified to high power, and the high-power amplified 4-channel transmission signal is provided to the transmission array antenna (S306). That is, in step S306, a transmission output of 20 dBm or more per channel is transmitted to the transmission array antenna, and an inverse-mode structure is applied to operate with radiation resistance characteristics.
이어, 상기 S306단계를 통해 송신 배열 안테나로 출력되는 4 채널 출력 신호 레벨 및 RFIC(300) 내부 온도를 검출하여 검출한다(S307). 여기서, 상기 출력 레벨의 검출은 RF 신호 커플러를 이용하여 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 검출할 수 있다. Next, the 4-channel output signal level output to the transmitting array antenna and the internal temperature of the
이어, 상기 S307단계를 통해 검출된 출력 레벨값 및 RFIC 내부 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공한다(S308). 여기서, 외부 GUI와의 통신은 SPI(Serial Peripheral Interface)를 이용하며 클럭을 사용하는 동기화된 직렬 통신 방식으로 최대의 전송 속도와 하나의 master로 다수의 slave와 동작이 가능하다.Next, the BIT (Built-In Test) information on the output level value and the RFIC internal temperature value detected through the step S307 is converted into a GUI format and provided to an external GUI (S308). Here, communication with the external GUI uses SPI (Serial Peripheral Interface), and it is a synchronized serial communication method using a clock.
이어, 상기 S307 단계를 통해 검출된 RFIC 내부 온도와, 검출된 출력 레벨값을 이용하여 RFIC의 전원공급장치의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 온도 및 출력 레벨에 따른 전원 성능 보상값을 이용하여 전원공급장치의 공급 전원의 레벨을 조절하게 되는 것이다(S309). Next, a power performance compensation value of the power supply of the RFIC is calculated using the RFIC internal temperature detected in step S307 and the detected output level value, and the power performance compensation value according to the calculated temperature and output level is used Thus, the level of the power supplied by the power supply is adjusted (S309).
따라서, RFIC 내부 전원 공급장치는 상기 전원 성능 보상값에 따라 공급되는 전원의 레벨을 조절하여 RFIC 내부 각 블록들로 조절된 전원을 공급하게 된다. 즉, 전원 공급장치는 BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out) 로 구성될 수 있으며, BGR은 외부전원이나 온도, 제작 공정의 변화에 따라 안정되고 균일한 기준 전압을 제공하도록 동작하고, 절대온도에 비례하는 회로에 의해 만들어지는 전압과 음의 온도 계수를 가지는 회로의 전압을 더하여 기준 전압이 제공되도록 설계될 수 있다. 그리고, LDO는 낮은 전위차에도 에너지 손실 및 발열을 최소화하여 동작하도록 설계될 수 있다Accordingly, the RFIC internal power supply supplies the adjusted power to each block inside the RFIC by adjusting the level of the supplied power according to the power performance compensation value. That is, the power supply can be composed of BGR (Band-Gap Reference) and LDO (Low Drop-Out), and the BGR operates to provide a stable and uniform reference voltage according to changes in external power, temperature, and manufacturing process. And, it may be designed to provide a reference voltage by adding the voltage generated by the circuit proportional to the absolute temperature and the voltage of the circuit having a negative temperature coefficient. In addition, the LDO may be designed to operate by minimizing energy loss and heat generation even with a low potential difference.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.The RF signal processing method of the low orbit satellite according to an embodiment of the present invention may be implemented as a program (or application) and stored in a medium to be executed in combination with a computer, which is hardware.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, Ruby, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.The above-mentioned program, in order for the computer to read the program and execute the methods implemented as a program, C, C++, JAVA, Ruby, which the processor (CPU) of the computer can read through the device interface of the computer; It may include code coded in a computer language such as machine language. Such code may include functional code related to a function defining functions necessary for executing the methods, etc., and includes an execution procedure related control code necessary for the processor of the computer to execute the functions according to a predetermined procedure can do. In addition, the code may further include additional information necessary for the processor of the computer to execute the functions or code related to memory reference for which location (address address) in the internal or external memory of the computer should be referenced. have. In addition, when the processor of the computer needs to communicate with any other computer or server located remotely in order to execute the functions, the code uses the communication module of the computer to determine how to communicate with any other computer or server remotely. It may further include a communication-related code for whether to communicate and what information or media to transmit and receive during communication.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.The storage medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, a cache, a memory, etc., but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device. Specifically, examples of the storage medium include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical data storage device. That is, the program may be stored in various recording media on various servers accessible by the computer or in various recording media on the computer of the user. In addition, the medium may be distributed in a computer system connected by a network, and computer-readable codes may be stored in a distributed manner.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100 : 송신 빔 형성부
300 : 송신 RFIC
310 : 기저대역부
320 : 주파수 변환부
330 : 국부 발진부
340 : 신호 분배부
350 : 위상 및 크기 조정부
360 : 고출력 증폭부
370 : 출력 레벨 검출부
380 : 온도 검출부
390 : 제어부
400 : 전원부
500 : 송신 배열 안테나 100: transmit beam forming unit
300: transmit RFIC
310: baseband part
320: frequency converter
330: local oscillation part
340: signal distribution unit
350: phase and size adjustment unit
360: high power amplification unit
370: output level detection unit
380: temperature detection unit
390: control unit
400: power supply
500: transmit array antenna
Claims (24)
지구국 단말로 전송하기 위한 송신 다중빔(I/Q송신신호)을 형성하는 송신 빔 형성부;
상기 송신 빔 형성부에서 형성된 송신 다중빔을 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호를 출력하는 송신 RFIC; 및
상기 송신 RFIC로부터 출력되는 다중 채널의 송신 신호를 지구국 단말로 전송하는 송신 배열 안테나를 포함하고,
상기 송신 RFIC는,
상기 송신 빔 형성부로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환하는 기저대역부;
상기 기저대역부로부터 출력되는 신호를 제공되는 국부 발진신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 주파수 변환부;
상기 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 신호 분배부;
상기 신호 분배부를 통해 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절하는 위상 및 크기 조정부; 및
상기 위상 및 크기 조정부를 통해 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나로 제공하는 고출력 증폭부를 포함하며,
상기 송신 RFIC는,
상기 고출력 증폭부에서 송신 배열 안테나로 출력하는 각 채널 별 송신신호의 출력 레벨을 검출하는 출력 레벨 검출부;
상기 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하는 온도 검출부;
상기 검출된 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공하고, 상기 검출된 송신 RFIC 내부 온도 및 출력 레벨값을 이용하여 송신 RFIC 전원공급장치의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 전원 성능 보상값을 이용하여 전원공급장치의 공급 전원의 레벨을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
In the RF signal processing apparatus of the low orbit satellite,
a transmission beam forming unit for forming a transmission multi-beam (I/Q transmission signal) for transmission to an earth station terminal;
The transmission multi-beam formed in the transmission beam forming unit is directly converted to a low-orbit satellite-mounted frequency through a high-frequency mixer (Mixer), and amplified to high power through phase/magnitude/gain control, and then to the high-power amplified multi-channel a transmission RFIC outputting a transmission signal; and
and a transmission array antenna for transmitting a multi-channel transmission signal output from the transmission RFIC to an earth station terminal,
The transmitting RFIC,
a baseband unit converting the transmission signal (I/Q) formed by the transmission beamforming unit into a baseband signal;
a frequency converter for converting the signal output from the baseband part into a satellite RF high frequency signal through direct conversion using the provided local oscillation signal;
a signal distribution unit for distributing the frequency-converted RF signal into a 4-channel transmission signal;
a phase and magnitude adjusting unit for adjusting the phase and magnitude of the 4-channel transmission signal distributed through the signal distribution unit; and
and a high-power amplifier for high-power amplifying the 4-channel transmission signal whose phase and magnitude have been adjusted through the phase and magnitude adjustment unit, and providing the high-power amplified 4-channel transmission signal to the transmission array antenna,
The transmitting RFIC,
an output level detection unit for detecting an output level of a transmission signal for each channel output from the high-power amplifier unit to a transmission array antenna;
a temperature detection unit for detecting a temperature inside the transmitting RFIC;
BIT (Built-In Test) information on the detected output level value and the detected temperature value is converted into a GUI format and provided to an external GUI, and the transmitted RFIC using the detected internal temperature and output level of the transmitted RFIC The RF signal processing apparatus of a low orbit satellite further comprising a control unit for calculating a power performance compensation value of the power supply and controlling the level of power supplied to the power supply device by using the calculated power performance compensation value.
상기 송신 RFIC는,
상기 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호의 출력 레벨 및 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하여, 검출된 송신 신호의 출력 레벨 및 온도값을 외부 GUI로 제공하고, 검출된 출력 레벨 및 온도값에 따라 송신 RFIC 공급 전원의 레벨을 조절하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The transmitting RFIC,
By detecting the output level of the high-power amplified multi-channel transmission signal and the temperature inside the transmission RFIC, the output level and temperature value of the detected transmission signal are provided to the external GUI, and according to the detected output level and temperature value, the transmission RFIC An RF signal processing device for low-orbit satellites that adjusts the level of supply power.
상기 기저대역부는,
상기 송신 빔 형성부로부터 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정하며 증폭하여 증폭된 신호를 상기 주파수 변환부로 제공하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The baseband unit,
The transmission signal (I/Q) formed from the transmission beam forming unit removes unnecessary components through a wideband multi-stage low-pass filter, and the signal from which the unnecessary components are removed is transmitted between input/output through a DCOC (Direct Current Offset Cancellation) feedback structure. An RF signal processing device for a low-orbit satellite that compensates for DC offset and provides the amplified signal to the frequency converter by amplifying and adjusting the signal size through a BB (Base-Band) VGA (Variable Gain Amplifier).
상기 주파수 변환부는, 고주파 Quadrature Mixer로 구성되는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The frequency converter, RF signal processing device of the low-orbit satellite is composed of a high-frequency quadrature mixer.
상기 신호 분배부는, 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The signal distribution unit, RF signal processing apparatus of a low-orbit satellite to distribute the frequency-converted RF signal by applying a Wilkinson distribution structure to a 4-channel transmission signal.
상기 위상 및 크기 조정부는,
위상 천이와 Pi(π을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상 증폭기로 구성되며, 상기 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절하고, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절하며, 상기 손실 보상 증폭기는 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 손실 보상 증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링된 인덕터 값을 양 끝단에 위치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 갖는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The phase and size adjustment unit,
It consists of a phase shift and a size adjustment using π, and a loss compensation amplifier according to each design, and the phase shift is 5.625° per 1 bit, and a total of 6bit/354.375° phase is adjusted. The size is adjusted to a total of 6bit/31.5dB at 0.5dB, and the loss compensation amplifier performs transmission line loss compensation and characteristic impedance matching according to the phase shift and size adjustment design, and is modeled with the parasitic capacitance of the loss compensation amplifier transistor. An RF signal processing device for a low-orbit satellite that has broadband frequency response characteristics through positioning and tuning of inductor values at both ends.
상기 고출력 증폭부는,
방사 내성구조를 적용하여 우주부 환경에서 동작할 수 있도록 RF VGA(Variable Gain Amplifier), DA(Drive Amplifier), PA(Power amplifier)로 구성되는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The high-power amplifier,
RF signal processing device for low-orbit satellites that is composed of RF VGA (Variable Gain Amplifier), DA (Drive Amplifier), and PA (Power amplifier) so that it can operate in the space ministry environment by applying the radiation immunity structure.
상기 출력 레벨 검출부는,
RF 신호 커플러를 통해 고출력 증폭부의 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 방식을 이용하여 검출하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The output level detection unit,
An RF signal processing device for a low-orbit satellite that detects the transmission output level of the high-power amplifier through an RF signal coupler using a root mean square (RMS) method.
상기 제어부는,
상기 외부 GUI와 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 수행하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The control unit is
The RF signal processing device of the low orbit satellite to perform SPI (Serial Peripheral Interface) communication with the external GUI.
상기 전원공급장치는, BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out)로 구성되는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The power supply device, the RF signal processing device of the low orbit satellite is composed of a BGR (Band-Gap Reference) and LDO (Low Drop-Out).
지구국 단말로 전송하기 위한 송신 다중빔(I/Q송신신호)을 형성하는 단계;
송신 RFIC에서, 상기 형성된 송신 다중빔을 고주파 믹서(Mixer)를 통해 저궤도 위성 탑재용 주파수로 직접 변환(Direct Conversion)하여 위상/크기/이득 제어를 통해 고출력 증폭한 후, 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호를 송신 배열 안테나로 출력하는 단계; 및
상기 송신 RFIC로부터 출력되는 다중 채널의 송신 신호를 지구국 단말로 전송하는 송신 배열 안테나를 통해 전송하는 단계를 포함하고,
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는,
상기 형성된 송신 신호(I/Q)를 기저대역 신호로 변환하는 단계;
상기 변환된 기저대역신호를 제공되는 국부 발진신호를 이용하여 Direct Conversion을 통해 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 단계;
상기 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 단계;
상기 분배된 4채널 송신 신호의 위상 및 크기를 조절하는 단계; 및
상기 위상 및 크기가 조정된 4채널 송신신호를 고출력 증폭하고, 고출력 증폭된 4채널 송신 신호를 송신 배열 안테나로 제공하는 단계를 포함하며,
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는,
상기 고출력 증폭되어 송신 배열 안테나로 출력되는 각 채널별 송신신호의 출력 레벨을 검출하는 단계;
상기 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하는 단계;
상기 검출된 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 GUI 포맷으로 변환하여 외부의 GUI로 제공하는 단계; 및
상기 검출된 송신 RFIC 내부 온도 및 출력 레벨값을 이용하여 송신 RFIC 전원공급장치의 전원 성능 보상 값을 산출하고, 산출된 전원 성능 보상값을 이용하여 전원공급장치의 공급 전원의 레벨을 제어하는 단계를 더 포함하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
In the RF signal processing method of a low-orbit satellite,
forming a transmission multi-beam (I/Q transmission signal) for transmission to an earth station terminal;
In the transmit RFIC, the formed transmit multi-beam is directly converted to a low-orbit satellite-mounted frequency through a high-frequency mixer (Mixer), amplified to high power through phase/magnitude/gain control, and then high-power amplified multi-channel transmission outputting a signal to a transmitting array antenna; and
Transmitting the multi-channel transmission signal output from the transmission RFIC through a transmission array antenna for transmitting to an earth station terminal,
The step of outputting to the transmitting array antenna comprises:
converting the formed transmission signal (I/Q) into a baseband signal;
converting the converted baseband signal into a satellite RF high frequency signal through direct conversion using the provided local oscillation signal;
distributing the frequency-converted RF signal into a 4-channel transmission signal;
adjusting a phase and a magnitude of the distributed 4-channel transmission signal; and
high-power amplifying the phase and magnitude-adjusted 4-channel transmission signal, and providing the high-power amplified 4-channel transmission signal to a transmission array antenna,
The step of outputting to the transmitting array antenna comprises:
detecting an output level of a transmission signal for each channel that is amplified at the high power and output to a transmission array antenna;
detecting a temperature inside the transmitting RFIC;
converting BIT (Built-In Test) information on the detected output level value and the detected temperature value into a GUI format and providing it to an external GUI; and
calculating a power performance compensation value of the transmitting RFIC power supply using the detected internal temperature and output level values of the transmitting RFIC, and controlling the level of power supplied to the power supply using the calculated power performance compensation value RF signal processing method of the low orbit satellite further comprising.
상기 송신 배열 안테나로 출력하는 단계는,
상기 고출력 증폭된 다중 채널의 송신신호의 출력 레벨 및 송신 RFIC 내부의 온도를 검출하여, 검출된 송신 신호의 출력 레벨 및 온도값을 외부 GUI로 제공하고, 검출된 출력 레벨 및 온도값에 따라 송신 RFIC 공급 전원의 레벨을 조절하는 단계를 포함하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of outputting to the transmitting array antenna comprises:
By detecting the output level of the high-power amplified multi-channel transmission signal and the temperature inside the transmission RFIC, the output level and temperature value of the detected transmission signal are provided to the external GUI, and according to the detected output level and temperature value, the transmission RFIC RF signal processing method of a low orbit satellite comprising the step of adjusting the level of the supply power.
상기 기저대역 신호로 변환하는 단계는,
상기 형성된 송신 신호(I/Q)를 광대역 다단 저주파 통과 필터를 통해 불요 성분을 제거하고, 불요 성분이 제거된 신호를 DCOC(Direct Current Offset Cancellation) 피드백 구조를 통해 입/출력 간 DC offset를 보상해주며, BB(Base-Band) VGA(Variable Gain Amplifier)를 통해 신호 크기를 조정하며 증폭하여 기저대역신호로 변환하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The converting to the baseband signal comprises:
The formed transmission signal (I/Q) removes unwanted components through a wideband multi-stage low-pass filter, and compensates for DC offset between input/output through a DCOC (Direct Current Offset Cancellation) feedback structure for the signal from which the unnecessary component has been removed. RF signal processing method for low orbit satellites, which is converted into a baseband signal by amplifying and adjusting the signal size through BB (Base-Band) VGA (Variable Gain Amplifier).
상기 위성 RF 고주파 신호로 변환하는 단계는, 고주파 Quadrature Mixer를 이용하여 변환하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of converting the satellite RF high frequency signal is a low orbit RF signal processing method of converting using a high frequency quadrature mixer.
상기 4-채널 송신신호로 분배하는 단계는, 윌킨슨 분배 구조를 적용하여 주파수 변환된 RF신호를 4-채널 송신신호로 분배하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of distributing the 4-channel transmission signal comprises distributing the frequency-converted RF signal by applying the Wilkinson distribution structure to the 4-channel transmission signal.
상기 위상 및 크기를 조절하는 단계는,
위상 천이와 Pi(π을 이용한 크기 조정, 각 설계에 따른 손실 보상 증폭기를 이용하며, 상기 위상 천이는 1bit 당 5.625°로 총 6bit/354.375°위상을 조절하고, 위상 조절을 위해 크기 조정은 1bit 당 0.5dB로 총 6bit/31.5dB로 크기를 조절하며, 상기 손실 보상 증폭기는 위상 천이 및 크기 조정 설계에 따른 전송 선로 손실 보상 및 특성 임피던스 매칭을 수행하고, 상기 손실 보상 증폭기 트랜지스터의 기생 커패시턴스와 모델링된 인덕터 값을 양 끝단에 위치 및 튜닝을 통해 광대역 주파수 응답 특성을 갖는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of adjusting the phase and size,
Phase shift and Pi (size adjustment using π, loss compensation amplifier according to each design is used, and the phase shift is 5.625° per 1 bit, total 6bit/354.375° phase is adjusted, and for phase adjustment, size adjustment is per 1 bit) The size is adjusted to a total of 6bit/31.5dB at 0.5dB, and the loss compensation amplifier performs transmission line loss compensation and characteristic impedance matching according to the phase shift and size adjustment design, and is modeled with the parasitic capacitance of the loss compensation amplifier transistor. RF signal processing method of low-orbit satellites to have broadband frequency response characteristics through positioning and tuning of inductor values at both ends.
상기 송신 배열 안테나로 제공하는 단계는,
방사 내성구조를 적용하여 우주부 환경에서 동작할 수 있도록 RF VGA(Variable Gain Amplifier), DA(Drive Amplifier), PA(Power amplifier)를 이용하여 고출력 증폭하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of providing to the transmitting array antenna comprises:
RF signal processing method for low orbit satellites that amplifies high power using RF VGA (Variable Gain Amplifier), DA (Drive Amplifier), and PA (Power amplifier) so that it can operate in the space ministry environment by applying the radiation immunity structure.
상기 출력 레벨을 검출하는 단계는,
RF 신호 커플러를 통해 고출력 증폭부의 송신 출력 레벨을 RMS(Root Mean Square) 방식을 이용하여 검출하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The step of detecting the output level comprises:
An RF signal processing method of a low-orbit satellite that detects the transmission output level of the high-power amplifier through an RF signal coupler using a root mean square (RMS) method.
상기 제어하는 단계에서, 상기 외부 GUI와 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 이용하여 출력 레벨값 및 검출된 온도값에 대한 BIT(Built-In Test) 정보를 제공하는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
In the controlling step, using the external GUI and SPI (Serial Peripheral Interface) communication to provide BIT (Built-In Test) information for the output level value and the detected temperature value, the RF signal processing method of the low orbit satellite .
상기 전원공급장치는, BGR(Band-Gap Reference)과 LDO(Low Drop-Out)로 구성되는 것인 저궤도 위성의 RF 신호 처리 방법.
14. The method of claim 13,
The power supply device, the RF signal processing method of the low orbit satellite is composed of a BGR (Band-Gap Reference) and LDO (Low Drop-Out).
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KR1020220045012A KR102426630B1 (en) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | RF signal processing device and method for low orbit satellite |
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KR1020220045012A KR102426630B1 (en) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | RF signal processing device and method for low orbit satellite |
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2022
- 2022-04-12 KR KR1020220045012A patent/KR102426630B1/en active IP Right Grant
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