KR102457254B1 - 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법 - Google Patents

이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102457254B1
KR102457254B1 KR1020200187025A KR20200187025A KR102457254B1 KR 102457254 B1 KR102457254 B1 KR 102457254B1 KR 1020200187025 A KR1020200187025 A KR 1020200187025A KR 20200187025 A KR20200187025 A KR 20200187025A KR 102457254 B1 KR102457254 B1 KR 102457254B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
snr
satellite
moving object
signal
Prior art date
Application number
KR1020200187025A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220095476A (ko
Inventor
이경순
임계재
이상규
Original Assignee
우리항행기술(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우리항행기술(주) filed Critical 우리항행기술(주)
Priority to KR1020200187025A priority Critical patent/KR102457254B1/ko
Publication of KR20220095476A publication Critical patent/KR20220095476A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102457254B1 publication Critical patent/KR102457254B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • H01Q1/1257—Means for positioning using the received signal strength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/247—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set with frequency mixer, e.g. for direct satellite reception or Doppler radar
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 위성신호를 수신하는 안테나(110); 이동체에 부착되고 기초면을 규정하고 상기 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향을 바꾸는 자세제어장치(200); 상기 이동체의 위치 및 상기 이동체 또는 안테나(110)의 방향을 검출하는 위치방향검출기; 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산하는 방향연산부; 위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정하는 SNR측정부(300); 상기 이동체의 회전을 감지하는 제1센서(400); 및 상기 자세제어장치(200)를 제어하는 제어부(700)를 포함하는 이동형 위성추적시스템을 제공한다. 상기 제어부(700)는, 상기 연산된 위성포인팅방향 및 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시키고, 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킨다.
이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.

Description

이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법{MOBILE SATELLITE TRACKING SYSTEM AND MOBILE SATELLITE TRACKING METHOD}
본 발명은 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 위성을 신속하고 정확하며 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신하는 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법에 관한 것이다.
차량이나 선박 등과 같은 이동체에서 위성신호를 수신하기 위해서는 이동체의 이동, 회전, 기울기 변화에 따라 안테나를 회전시키면서 위성을 추적해야 한다.
종래에는 위성을 추적할 때에 위성신호의 강도를 측정하고 위성신호가 최대강도가 되는 방향을 향하도록 안테나를 제어하였다.
이와 관련된 종래기술은 다음과 같다.
한국등록특허 제10-0857536호는 위성추적안테나시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위성신호를 수신하는 안테나, 상기 안테나의 횡요, 종요 및 편요의 변화량을 감지하는 자이로센서부, 상기 위성신호의 강도와 상기 횡요, 종요 및 편요의 변화량에 따라 상기 안테나의 방위각 및 앙각의 변화량을 보상하도록 하는 제어 신호를 생성하는 제어부, 및 상기 제어 신호에 따라 상기 안테나의 방위각 및 앙각을 소정 각도만큼 회전시키는 안테나 구동부를 포함하며, 이를 통해 이동체의 수평 및 상하 이동 정도를 자이로센서로부터 입력받아 제어하기 때문에, 저가의 자이로센서로 하여 제작비용이 절감되며, 작동 반응이 빠르고 정확하며, 상황에 따른 최적의 수신감도의 방향을 쉽게 찾을 수 있다.
그러나, 위성신호의 강도를 이용하면 이동체 주변의 교량, 건물 및 터널 등과 같은 장애물에서 반사된 반사파에 의해 위성방향을 잘못 연산하게 되어 위성 추적 실패가 빈번하게 발생하였다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 다음과 같은 연구사업의 수행으로 발명된 것이다.
[과제고유번호] D202084
[부처명] 경기도
[연구관리전문기관] (재)경기도경제과학진흥원
[연구사업명] 기업주도 창업
[연구과제명] 하이브리드 신호추적 알고리즘 방식의 소형급 3축 위성안테나 개발
[주관연구기관] 우리항행기술(주)
[연구기간] 2020. 3. 1. ~ 2021. 2.28.
본 발명의 목적은 위성을 신속하고 정확하며 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신하는 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동체가 기울어지거나 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신하는 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하면서도 위성을 안정적으로 추적하는 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법을 제공함에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 위성신호를 수신하는 안테나(110); 이동체에 부착되고 기초면을 규정하고 상기 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향을 바꾸는 자세제어장치(200); 상기 이동체의 위치 및 상기 이동체 또는 안테나(110)의 방향을 검출하는 위치방향검출기; 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산하는 방향연산부; 위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정하는 SNR측정부(300); 상기 이동체의 회전을 감지하는 제1센서(400); 및 상기 자세제어장치(200)를 제어하는 제어부(700)를 포함하는 이동형 위성추적시스템을 제공한다.
상기 제어부(700)는, 상기 연산된 위성포인팅방향 및 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시키고, 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 이동형 위성추적시스템은, 상기 이동체의 기울기를 감지하는 제2센서(500)를 더 포함한다.
상기 제어부(700)는, 상기 감지된 기울기를 기초로 상기 안테나(110)의 앙각이 상기 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 상기 안테나(110)의 편파각이 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 연산되는 편파각에 대응하도록 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정한다.
상기 설정 이후에, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 기울기를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정한다.
일 실시예에서, 상기 설정 이후에, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정한다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾고, 수평면 또는 상기 기초면 상에서의 상기 안테나 방향(AD)이 상기 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 임계SNR방향(TD1, TD2)을 찾고, 상기 임계SNR방향(TD1, TD2)에 의해 상기 최대SNR방향(MD)을 찾기 위해 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키는 각도범위(AR')가 정해진다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 임계SNR방향(TD1, TD2)으로서 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾고, 상기 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾는다.
일 실시예에서, 상기 소정의 각도범위(AR')는 상기 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)으로부터 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)의 중간방향까지의 각도범위이다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)을 찾거나 제2임계SNR방향(TD2)을 찾으면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값을 저장하고, 상기 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 상기 소정의 각도범위(AR')에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 저장된 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값에 해당하는 방향을 상기 최대SNR방향(MD)으로 설정한다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때보다 상기 소정의 각도범위(AR')에서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾을 때에 상기 안테나(110)의 회전속도를 감소시킨다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 때보다 상기 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때에 상기 안테나(110)의 회전속도를 감소다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 처음에는 수평면 상에서의 상기 안테나 방향(AD)과 수평면 상에서의 상기 위성포인팅방향(SD)의 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 상기 안테나(110)를 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 제어부(700)는, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 크면 상기 회전량에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킨다.
또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 방향연산단계(S810); 제1방향설정단계(S820); 및 제2방향설정단계(S830);을 포함하는 이동형 위성추적방법(300)을 제공한다.
상기 방향연산단계(S810)에서는, 기초면을 규정하고 위성신호를 수신하는 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향 및 상기 안테나(110)의 편파각을 바꾸는 자세제어장치(200)가 부착되는 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향 및 상기 이동체의 위치에서의 편파각을 연산한다.
상기 제1방향설정단계(S820)에서는, 상기 이동체의 기울기를 감지하고, 상기 감지된 기울기를 기초로 상기 안테나(110)의 앙각이 상기 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 상기 안테나(110)의 편파각이 상기 연산된 편파각에 대응하도록 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정한다.
상기 제2방향설정단계(S830)에서는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾고, 수평면 또는 상기 기초면 상에서의 상기 안테나 방향(AD)이 상기 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킨다.
일 실시예에서, 상기 제2방향설정단계(S830)에서는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 상기 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되며 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾고, 상기 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾는다.
일 실시예에서, 상기 이동형 위성추적방법은, 상기 이동체의 기울기를 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 기울기를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정하거나, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정하는, 제1방향보정단계(S840);를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 이동형 위성추적방법은, 상기 이동체의 회전을 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시키거나, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 크면 상기 회전량에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시키는, 제2방향보정단계(S850);를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동형 위성추적시스템은 위성신호를 수신하는 안테나(110); 이동체에 부착되고 기초면을 규정하고 상기 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향을 바꾸는 자세제어장치(200); 상기 이동체의 위치 및 상기 이동체 또는 안테나(110)의 방향을 검출하는 위치방향검출기; 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산하는 방향연산부; 위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정하는 SNR측정부(300); 상기 이동체의 회전을 감지하는 제1센서(400); 및 상기 자세제어장치(200)를 제어하는 제어부(700)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(700)는, 상기 연산된 위성포인팅방향 및 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시키고, 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)와 위성포인팅방향을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 위성을 추적하므로, 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있고 안테나(110)가 위성을 향하는 방향과 전혀 다른 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2센서(500)에서 감지된 기울기를 기초로 안테나(110)의 앙각이 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산부에서 연산된 편파각에 대응하도록 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어져 있더라도 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 미리 올바르게 설정함으로써 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최적의 위성신호를 수신하는 안테나(110)의 방위각을 신속하게 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 제2센서(500)에서 감지된 이동체의 기울기를 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어지더라도 안테나(110)의 앙각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 편파각에 대응할 수 있다. 이에, 이동체가 기울어지더라도 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 제2센서(500)에서 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체의 기울기 변화량이 소정의 값보다 크지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는, 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾고, 수평면 또는 기초면 상에서의 안테나 방향(AD)이 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 안테나(110)가 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되는 방향을 향하게 되므로 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는, 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되는 임계SNR방향(TD1, TD2)을 찾고, 임계SNR방향(TD1, TD2)에 의해 최대SNR방향(MD)을 찾기 위해 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키는 각도범위(AR')가 정해질 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다. 즉, 위성을 신속하게 추적할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는, 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 임계SNR방향(TD1, TD2)으로서 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾고, 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다. 즉, 위성을 신속하게 추적할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 소정의 각도범위(AR')는 상기 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)으로부터 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)의 중간방향까지의 각도범위일 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 각도범위(AR)를 반분한 각도범위로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있다. 즉, 위성을 신속하게 추적할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는, 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)을 찾거나 제2임계SNR방향(TD2)을 찾으면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값을 저장하고, 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 상기 소정의 각도범위(AR')에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 저장된 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값에 해당하는 방향을 상기 최대SNR방향(MD)으로 설정 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있고, 최대SNR방향(MD)의 신호대잡음비(SNR)가 소정의 각도범위(AR')보다 크거나 같은 범위에서 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값에 근사한 값이 되므로 최대SNR방향(MD)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때보다 소정의 각도범위(AR')에서 최대SNR방향(MD)을 찾을 때에 안테나(110)의 회전속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 신속하게 찾을 수 있고 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에는 최대SNR방향(MD)을 정확하게 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 때보다 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때에 안테나(110)의 회전속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제1임계SNR방향(TD1)을 신속하게 찾을 수 있고 제1임계SNR방향(TD1)을 찾은 후에는 제2임계SNR방향(TD2)을 정확하게 찾을 수 있다. 또한, 제2임계SNR방향(TD2)이 정확해지므로 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')가 정확해져서 소정의 각도범위(AR') 내에서 최대SNR방향(MD)을 정확하게 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는, 처음에는 수평면 상에서의 안테나 방향(AD)과 수평면 상에서의 위성포인팅방향(SD)의 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있다. 이에, 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있고 위성을 신속하게 추적할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지는 경우에 한하여, 제1센서(400)에서 감지된 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 제1센서(400)에서 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 큰 경우에 한하여 이동체의 회전의 회전량에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체가 소정의 값보다 크게 회전하지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동형 위성추적방법은 방향연산단계(S810), 제1방향설정단계(S820), 제2방향설정단계(S830), 제1방향보정단계(S840) 및 제2방향보정단계(S850)를 포함할 수 있다.
상기 방향연산단계(S810)에서는, 기초면을 규정하고 위성신호를 수신하는 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향 및 상기 안테나(110)의 편파각을 바꾸는 자세제어장치(200)가 부착되는 이동체의 위치를 검출하고, 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향 및 상기 이동체의 위치에서의 편파각을 연산할 수 있다.
상기 제1방향설정단계(S820)에서는, 상기 이동체의 기울기를 감지하고, 상기 감지된 기울기를 기초로 상기 안테나(110)의 앙각이 상기 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 상기 안테나(110)의 편파각이 상기 연산된 편파각에 대응하도록 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어져 있더라도 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다. 또한, 위성포인팅방향을 이용함으로써, 안테나(110)의 앙각이 위성을 향하는데 필요한 앙각과 전혀 달라지거나 안테나(110)의 편파각이 위성신호의 편파면과 정렬되기 위해 필요한 편파각과 전혀 달라지는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 미리 올바르게 설정함으로써 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최적의 위성신호를 수신하는 안테나(110)의 방위각을 신속하게 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2방향설정단계(S830)에서는, 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾고, 수평면 또는 상기 기초면 상에서의 상기 안테나 방향(AD)이 상기 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 안테나(110)가 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되는 방향을 향하게 되므로 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2방향설정단계(S830)에서는, 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 상기 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되며 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있고, 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동형 위성추적방법은 제1방향보정단계(S840)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1방향보정단계(S840)에서는, 이동체의 기울기를 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 감지된 이동체의 기울기를 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어지더라도 안테나(110)의 앙각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 편파각에 대응할 수 있다. 이에, 이동체가 기울어지더라도 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1방향보정단계(S840)에서는, 이동체의 기울기를 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체의 기울기 변화량이 소정의 값보다 크지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이동형 위성추적방법은 제2방향보정단계(S850)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2방향보정단계(S850)에서는, 이동체의 회전을 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2방향보정단계(S850)에서는, 이동체의 회전을 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 크면 상기 회전량에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체가 소정의 값보다 크게 회전하지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 위성추적시스템을 나타낸 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 지구의 중심, 이동체의 위치 및 위성의 위치를 연결한 기하구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 기하구조에 포함된 구면삼각형을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 5의 기하구조에 포함된 평면삼각형을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 안테나를 좌우방향으로 회전시키면서 최대SNR방향을 찾는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 위성추적방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하의 실시예들에서 개시되는 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법에 대해 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 위성추적시스템을 나타낸 사시도이고, 도 2 내지 도 4는 도 1의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 이동형 위성추적시스템(10)은 통신부(100), 자세제어장치(200), 위치방향검출기(미도시됨), 방향연산부(미도시됨), SNR측정부(300), 제1센서(400), 제2센서(500), 제3센서(600) 및 제어부(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
[통신부]
통신부(100)는 자세제어장치(200)에 설치될 수 있다. 통신부(100)는 안테나(110), 주파수변환기(120), 모뎀부(130)를 포함할 수 있다.
안테나(110)는 위성신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 위성신호는 데이터신호뿐만 아니라 비콘(beacon) 신호를 포함할 수 있다.
안테나(110)는 자세제어장치(200)에 의해 규정되는 기초면 상에서 예컨대, 3축으로 회전할 수 있고, 이에 안테나(110)의 방향 및 안테나(110)의 편파각이 바뀔 수 있다. 안테나(110)의 방향은 안테나(110)가 향하는 방향의 방위각 및 앙각으로 표현될 수 있다.
여기에서, 안테나(110)의 방위각은 수평면 상에서 진북방향을 기준으로 안테나(110)의 방향이 이루는 각도를 의미할 수 있고, 안테나(110)의 앙각은 안테나(110)의 방향이 수평면과 이루는 각도를 의미할 수 있다.
또한 여기에서, 안테나(110)의 편파각은 예를 들면, 안테나(110)에 포함되는 피드혼(112)의 방향이 가상의 기준면과 이루는 각도일 수 있다. 여기에서, 가상의 기준면은 예를 들면 안테나(110)의 방향 및 수직선에 의해 정해질 수 있다.
이하, 안테나(110)의 방위각은 안테나(110)가 향하는 방향의 방위각을 의미하고 안테나(110)의 앙각은 안테나(110)가 향하는 방향의 앙각을 의미한다.
주파수변환기(120)는 위성신호를 예컨대, L밴드 신호로 변환시킬 수 있다.
모뎀부(130)는 이더넷통신을 제공할 수 있다.
[자세제어장치]
자세제어장치(200)는 차량, 선박 등의 이동체에 설치될 수 있다. 자세제어장치(200)는 기저부(210), 수평회전부(220), 앙각회전부(230) 및 편파각회전부(240)를 포함할 수 있다.
기저부(210)는 차량, 선박 등의 이동체에 고정될 수 있다. 기저부(210)는 기초면을 규정할 수 있다. 여기에서, 기초면은 기저부(210)의 상면이거나 기저부(210)와 나란한 가상의 평면일 수 있다.
수평회전부(220)는 기저부(210)의 상부에 설치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 수평회전부(220)는 수평회전판(221), 방위각모터(222), 방위각엔코더(223), 풀리기어(224), 벨트(225) 및 지지바퀴(226)을 포함할 수 있다.
수평회전판(221)은 기저부(210)의 상부에 회전가능하게 설치될 수 있다.
방위각모터(222)는 수평회전판(221)에 설치될 수 있다. 방위각모터(222)는 회전량 및 회전속도를 정밀하게 조절할 수 있는 스테핑모터(stepping motor)일 수 있다. 방위각모터(222)는 제어부(700)에 의해 제어되어 수평회전판(221)을 수평면 또는 기초면 상에서 수평방향 또는 좌우방향으로 회전시킬 수 있다.
방위각엔코더(223)는 방위각모터(222)의 회전량 및 회전속도를 검출할 수 있다.
풀리기어(224) 및 벨트(225)는 방위각모터(222)의 회전력을 방위각회전축에 전달할 수 있다.
지지바퀴(226)는 수평회전판(221)을 지지할 수 있다.
수평회전부(220)는 수평면 또는 기초면 상에서 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 회전시킬 수 있다. 이에, 수평회전부(220)는 안테나(110)의 방위각을 설정 및 보정할 수 있다.
앙각회전부(230)는 수평회전판(221)의 상부에 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 앙각회전부(230)는 앙각회전축(231), 리미트스위치(232), 지지대(233), 앙각모터(234), 앙각엔코더(235), 기어(236), 벨트(237) 및 텐션바퀴(238)을 포함할 수 있다.
앙각회전축(231)에는 안테나(110)가 결합될 수 있다.
리미트스위치(232)는 앙각회전축(231)의 회전을 제한할 수 있다.
지지대(233)는 수평회전판(221)에 설치될 수 있고 앙각회전축(231)을 양쪽에서 지지할 수 있다.
앙각모터(234)는 수평회전판(221)에 설치될 수 있다. 앙각모터(234)는 회전량 및 회전속도를 정밀하게 조절할 수 있는 스테핑모터(stepping motor)일 수 있다. 앙각모터(234)는 제어부(700)에 의해 제어되어 앙각회전축(231)을 수평면 또는 기초면 상에서 상하방향으로 회전시킬 수 있다.
앙각엔코더(235)는 앙각모터(234)의 회전량 및 회전속도를 검출할 수 있다.
기어(236), 벨트(237) 및 텐션바퀴(238)는 앙각모터(234)의 회전력을 앙각회전축(231)에 전달할 수 있다.
앙각회전부(230)는 수평면 또는 기초면 상에서 안테나(110)를 수직방향 또는 상하방향으로 회전시킬 수 있다. 이에, 앙각회전부(230)는 안테나(110)의 앙각을 설정 및 보정할 수 있다.
편파각회전부(240)는 안테나(110)의 후면에 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 편파각회전부(240)는 편파각회전축(241), 리미트스위치(242), 편파각모터(243), 편파각엔코더, 기어, 벨트, 텐션바퀴를 포함할 수 있다.
편파각회전축(241)은 안테나(110)의 후면에 장착될 수 있다.
편파각회전축(241)은 안테나(110)의 전면에 장착된 피드혼(112)으로 입력된 위성신호를 LNA에 전달해 줄 수 있다. 또한, 편파각회전축(241)은 편파각 보정을 위해 피드혼(112)을 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있다.
리미트스위치(242)는 편파각회전축(241)의 회전을 제한할 수 있다.
편파각모터(243)는 안테나(110)의 후면에 설치될 수 있다. 편파각모터(243)는 회전량 및 회전속도를 정밀하게 조절할 수 있는 스테핑모터(stepping motor)일 수 있다. 편파각모터(243)는 제어부(700)에 의해 제어되어 편파각회전축(241)을 회전시킬 수 있다.
편파각엔코더는 편파각모터(243)의 회전량 및 회전속도를 검출할 수 있다.
기어, 벨트, 텐션바퀴는 편파각모터(243)의 회전력을 편파각회전축(241)에 전달할 수 있다.
편파각회전부(240)는 안테나(110)의 편파각을 설정 및 보정할 수 있다.
[위치방향검출기]
위치방향검출기(미도시됨)는 차량, 선박 등의 이동체 또는 안테나(110)에 설치될 수 있다. 위치방향검출기는 예컨대, GPS수신기 일 수 있다. 다른 예로, 위치방향검출기는 GPS 수신기와 지자계 센서를 조합한 AHRS(Attitude and Heading Reference System) 센서일 수 있다.
위치방향검출기는 이동체의 위치를 검출할 수 있다. 여기에서, 이동체의 위치는 위도 및 경도를 포함하는 지리좌표일 수 있다.
또한, 위치방향검출기는 이동체 또는 안테나(110)가 향하는 방향(예컨대 방위각)을 검출할 수 있다. 예를 들어, AHRS 센서가 이동체에 설치된 경우에 위치방향검출기는 이동체의 방위각을 검출할 수 있고, AHRS 센서가 안테나(110)에 설치된 경우에 위치방향검출기는 안테나(110)의 방위각을 검출할 수 있다.
[방향연산부]
방향연산부(미도시됨)는 위치방향검출기에 의해 검출된 이동체의 위치 및 미리 저장된 위성(S)의 위치를 기초로 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산할 수 있다. 또한, 방향연산부는 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 이동체의 위치에서의 편파각을 연산할 수 있다.
여기에서, 이동체 및 위성(S)의 위치는 이동체 및 위성(S)의 지리좌표일 수 있다. 지리좌표는 위도 및 경도를 포함할 수 있다. 또한, 지리좌표는 고도를 포함할 수 있다.
또한 여기에서, 위성포인팅방향은 예를 들면, 이동체의 위치에서 안테나(110)가 위성(S)을 향하기 위한 방위각 및 앙각으로 표현될 수 있다.
이하, 위성포인팅방향의 방위각은 이동체의 위치에서 안테나(110)가 위성(S)을 향하기 위한 방위각을 의미하고, 위성포인팅방향의 앙각은 이동체의 위치에서 안테나(110)가 위성(S)을 향하기 위한 앙각을 의미한다.
또한 여기에서, 편파각은 이동체의 위치에서 안테나(110)에 포함되는 피드혼(112)의 방향이 위성신호의 편파면(polarization plane)과 정렬되기 위한 각도일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 편파각은 위성포인팅방향 및 이동체의 위치에서의 수직선에 의해 정의되는 가상의 평면과 위성신호의 편파면(polarization plane) 사이의 각도일 수 있다.
위성(S)이 정지궤도위성인 경우에 위성포인팅방향 및 편파각을 연산하는 방법과 관련하여 도 5 내지 도 7을 살펴본다.
도 5는 지구의 중심, 이동체의 위치 및 위성의 위치를 연결한 기하구조를 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 기하구조에 포함된 구면삼각형을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 5의 기하구조에 포함된 평면삼각형을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 이동체의 위치(ES)에서 위성(S)을 향하기 위한 방위각은 A(도 6)와 관련되고, 이동체의 위치(ES)에서 위성(S)을 향하기 위한 앙각은
Figure 112020143117384-pat00001
(도 7)인 것을 알 수 있다.
공지기술에 따르면 A 값(도 6)은 다음의 수학식 1을 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112020143117384-pat00002
여기에서, B 및 b(도 6)는 다음의 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112020143117384-pat00003
여기에서,
Figure 112020143117384-pat00004
(도 6)는 이동체 위치(ES)의 경도이고,
Figure 112020143117384-pat00005
(도 6)는 위성(S)의 경도이다.
[수학식 3]
Figure 112020143117384-pat00006
여기에서,
Figure 112020143117384-pat00007
(도 6)는 이동체 위치(ES)의 위도이다.
A 값이 산출되면 다음의 표 1에 따라 이동체의 위치(ES)에서 위성(S)을 향하기 위한 방위각
Figure 112020143117384-pat00008
이 결정될 수 있다.
[표 1]
Figure 112020143117384-pat00009
즉, 방위각
Figure 112020143117384-pat00010
는
Figure 112020143117384-pat00011
및 B 값의 부호에 따라 값이 달라질 수 있다.
또한, 공지기술에 따르면 이동체의 위치(ES)에서 위성(S)을 향하기 위한 앙각
Figure 112020143117384-pat00012
(도 7)은 다음의 수학식 4를 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112020143117384-pat00013
여기에서,
Figure 112020143117384-pat00014
(도 7)는 위성(S)의 공전반경으로서 지구의 적도반경
Figure 112020143117384-pat00015
(도 7)에 위성(S)의 고도 h(도 7)를 합산하여 계산할 수 있다(도 7). 또한 여기에서, b(도 6, 도 7)는 전술한 수학식 3을 이용하여 산출될 수 있고, d(도 7)는 다음의 수학식 5를 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112020143117384-pat00016
여기에서, R(도 7)은 지구의 평균반경이고
Figure 112020143117384-pat00017
(도 7)는 전술한 바와 같고 b(도 6, 도 7)는 전술한 수학식 3을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 공지기술에 따르면 이동체의 위치(ES)에서의 편파각
Figure 112020143117384-pat00018
은 다음의 수학식 6을 이용하여 산출될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112020143117384-pat00019
여기에서, 전술한 바와 같이,
Figure 112020143117384-pat00020
(도 6)는 위성(S)의 경도이고
Figure 112020143117384-pat00021
(도 6)는 이동체 위치(ES)의 경도이며
Figure 112020143117384-pat00022
(도 6)는 이동체 위치(ES)의 위도이다.
이상, 위성포인팅방향 및 편파각을 연산하는 방법을 살펴보았다. 다만, 위성포인팅방향 및 편파각을 연산하는 방법은 이에 한정되지 않는다.
[SNR측정부]
SNR측정부(300)는 위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정할 수 있다. 여기에서, 위성신호는 위성(S)의 비콘신호일 수 있다.
[제1센서]
제1센서(400)는 자세제어장치(200)의 기저부(210)에 설치될 수 있다. 제1센서(400)는 자이로센서일 수 있다.
제1센서(400)는 차량, 선박 등의 이동체의 회전을 감지할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제1센서(400)는 수평면 또는 기초면 상에서의 이동체의 수평방향 또는 좌우방향의 회전량 및 회전속도를 감지할 수 있다.
[제2센서]
제2센서(500)는 자세제어장치(200)의 기저부(210) 또는 수평회전판(221)에 설치될 수 있다. 제2센서(500)는 관성센서일 수 있다.
제2센서(500)는 차량, 선박 등의 이동체의 기울기를 감지할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제2센서(500)는 이동체의 종횡 기울기(롤링 및 피칭)를 감지할 수 있다.
[제3센서]
제3센서(600)는 자세제어장치(200)의 수평회전판(221)에 설치될 수 있다. 제3센서(600)는 자이로센서일 수 있다.
제3센서(600)는 수평회전판(221)의 회전을 감지할 수 있다. 이에, 제3센서(600)를 통해 수평회전판(221) 및 안테나(110)가 제어부(700)의 제어에 따라 올바른 회전량 또는 회전속도로 회전하는지 여부를 검사할 수 있다.
또한, 제어부(700)의 제어에 따라 회전이 정상적으로 이루어지지 못하는 경우에, 제어부(700)는 제3센서(600)를 이용하여 회전을 감지하면서 수평회전판(221)를 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 수평회전판(221) 상에 위치하는 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 정확한 회전량 또는 회전속도로 회전시킬 수 있다.
[제어부]
제어부(700)는 자세제어장치(200)와 연결될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제어부(700)는 자세제어장치(200)의 방위각모터(222), 방위각엔코더(223), 앙각모터(234), 앙각엔코더(235), 편파각모터(243), 편파각엔코더 등과 연결될 수 있다.
또한, 제어부(700)는 위치방향검출기, 방향연산부, SNR측정부(300), 제1센서(400), 제2센서(500), 제3센서(600)와 연결될 수 있다.
제어부(700)는 자세제어장치(200)를 제어할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 제어부(700)는 방위각모터(222), 앙각모터(234), 편파각모터(243)의 회전량 및 회전속도를 제어할 수 있다. 이에, 제어부(700)는 자세제어장치(200)에 결합된 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
이 때에, 제어부(700)는 방위각엔코더(223), 앙각엔코더(235), 편파각엔코더에서 측정되거나 제3센서(600)에서 감지된 회전량 및 회전속도를 이용하여 회전이 올바르게 수행되는지 검사할 수 있다.
제어부(700)는 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향 및 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
구체적인 실시예는 다음과 같다.
[제어부- 앙각/편파각 설정]
우선, 제어부(700)는 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향을 기초로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
예를 들면, 제어부(700)는 안테나(110)의 앙각이 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하도록 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각을 설정할 수 있다.
한편, 앙각은 수평면과 이루는 각도이므로, 이동체 또는 안테나(110)가 기울어진 경우에는 기울어진 정도에 따라 앙각모터(234)를 이용하여 안테나(110)를 실제로 회전시켜야 하는 각도가 달라질 수 있다. 이에, 제어부(700)는 제2센서(500)에서 감지된 기울기를 기초로 안테나(110)를 얼만큼 회전시켜야 안테나(110)의 앙각이 위성포인팅방향의 앙각에 대응하는지 대응하는지 계산하고 계산결과에 따라 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
이 때에, 제어부(700)는 안테나(110)의 편파각이, 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 방향연산부에서 연산된 편파각에 대응하도록 안테나(110)에 포함되는 피드혼(112)을 회전시켜서 안테나(110)의 편파각을 설정할 수 있다.
한편, 편파각은, 예컨대 안테나(110)에 포함되는 피드혼(112)의 방향과, 수직선 등에 의해 정해지는 가상의 기준면과 이루는 각도이므로, 이동체 또는 안테나(110)가 기울어진 경우에는 기울어진 정도에 따라 편파각모터(243)를 이용하여 안테나(110)의 피드혼(112)을 실제로 회전시켜야 하는 각도가 달라질 수 있다. 이에, 제어부(700)는 제2센서(500)에서 감지된 기울기를 기초로 안테나(110)의 피드혼(112)을 얼만큼 회전시켜야 안테나(110)의 편파각이 방향연산부에서 연산된 편파각에 대응하는지 계산하고 계산결과에 따라 안테나(110)에 포함되는 피드혼(112)을 회전시킬 수 있다.
이와 같이, 제2센서(500)에서 감지된 기울기를 기초로 안테나(110)의 앙각이 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산부에서 연산된 편파각에 대응하도록 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정할 수 있다. 이에 따라, 이동체가 기울어져 있더라도 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 미리 올바르게 설정함으로써 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최적의 위성신호를 수신하는 안테나(110)의 방위각을 신속하게 찾을 수 있다.
[제어부- 방위각 설정]
다음으로, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다. 이와 관련하여, 도 8 및 도 9를 살펴본다.
도 8 및 도 9는 안테나를 좌우방향으로 회전시키면서 최대SNR방향을 찾는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제어부(700)는 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 회전시키면서 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이 때에, 제어부(700)는, 처음에는 양쪽 회전방향(R1, R2) 중에서 수평면 상에서의 안테나 방향(AD)과 수평면 상에서의 위성포인팅방향(SD)의 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
여기에서, 수평면 상에서의 안테나 방향(AD)은 안테나(110)의 현재의 방위각에 대응될 수 있고, 수평면 상에서의 위성포인팅방향(SD)은 이동체의 위치에서 안테나(110)가 위성(S)을 향하기 위한 안테나(110)의 방위각(즉, 위성포인팅방향의 방위각)에 대응될 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 위치방향검출기에서 이동체의 방향(방위각)을 검출하는 경우에, 제어부(700)는 위치방향검출기에서 검출된 이동체의 방향(방위각)과 방위각엔코더(223)에서 검출된 수평회전판(221) 및 안테나(110)의 회전량을 이용하여 안테나(110)의 방향(방위각)을 계산한 후에 안테나(110)의 방향(방위각)과 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향(SD)의 방위각을 비교하여 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 방위각모터(222)을 이용하여 안테나(110)를 회전시킬 수 있다. 위치방향검출기에서 안테나(110)의 방향(방위각)을 검출하는 경우에, 제어부(700)는 위치방향검출기에서 검출된 안테나(110)의 방향(방위각)과 방향연산부에서 연산된 위성포인팅방향(SD)의 방위각을 비교하여 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 방위각모터(222)을 이용하여 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
이와 같이, 제어부(700)는, 처음에는 양쪽 회전방향(R1, R2) 중에서 수평면 상에서의 안테나 방향(AD)과 수평면 상에서의 위성포인팅방향(SD)의 각도차가 작은 쪽의 방향(R1)으로 안테나(110)를 회전시킴으로써, 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있다. 이에, 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있고 위성을 신속하게 추적할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 회전시키면서 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되는 임계SNR방향(TD1, TD2)을 찾을 수 있다.
예를 들면, SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값은 12dB일 수 있고, 소정의 임계값은 6dB일 수 있다. 소정의 임계값은 미리 정해진 값일 수 있다.
이 때에, 임계SNR방향(TD1, TD2)에 의해 최대SNR방향(MD)을 찾기 위해 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 회전시키는 각도범위(AR')가 정해질 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다.
제어부(700)는 서로 다른 방향을 가지는 두 개의 임계SNR방향(TD1, TD2)을 순서대로 찾을 수 있다. 즉, 제어부(700)는 1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있다.
예를 들면, 도 8에서 제어부(700)는 안테나(110)를 R1방향(시계방향)으로 회전시키면서 1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있다.
제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다. 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이에 최대SNR방향(MD)이 존재할 것으로 예상되기 때문이다.
예를 들면, 도 8에서 제어부(700)는 안테나(110)를 R1방향(시계방향)으로 회전시키면서 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있고, 제2임계SNR방향(TD2)을 찾자마자 안테나(110)를 역방향(R2방향, 반시계방향)으로 회전시키면서 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 도 8에서 제어부(700)는 방위각모터(222)를 이용하여 안테나(110)를 R1방향(시계방향)으로 회전시키면서 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 수 있고, 다시 방위각모터(222)를 이용하여 안테나(110)를 R1방향(시계방향)으로 회전시키면서 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 수 있다. 제어부(700)는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾는 동안에 방위각모터(222)에 입력된 펄스의 개수를 저장할 수 있다.
제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 제어부(700)는 방위각모터(222)를 이용하여 안테나(110)를 역방향(R2방향, 반시계방향)으로 회전시키면서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다. 이 때에, 제어부(700)는 저장된 펄스 개수보다 작은 개수의 펄스를 방위각모터(222)에 입력시킴으로써 제2임계SNR방향(TD2)으로부터 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
한편, 도 9와 같이, 제1임계SNR방향(TD1)을 찾기 전(예컨대, 초기)에 측정되는 신호대잡음비(SNR)가 소정의 임계값보다 큰 경우에도 제어부(700)는 1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있다. 즉, 제어부(700)는 안테나(110)를 예컨대, 신호대잡음비(SNR)가 커지는 방향(R1방향, 시계방향)으로 회전시키면서 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 수 있고, 제1임계SNR방향(TD1)을 찾자마자 안테나(110)를 역방향(R2방향, 반시계방향)으로 회전시키면서 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 수 있다. 제어부(700)는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾자마자 안테나(110)를 다시 역방향(R1방향, 시계방향)으로 회전시키면서 제2임계SNR방향(TD2)과 제1임계SNR방향(TD1) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이 때에, 소정의 각도범위(AR')는 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)으로부터 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)의 중간방향까지의 각도범위일 수 있다. 일반적으로 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)의 중간에 최대SNR방향(MD)이 존재할 것으로 예상되기 때문이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 각도범위(AR)를 반분한 각도범위로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있다.
구체적으로 예를 들면, 최대SNR방향(MD)이 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되는 방향인 경우에, 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 소정의 각도범위(AR') 내에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되는 방향을 찾고 찾은 방향을 최대SNR방향(MD)으로 설정할 수 있다.
반면에, 최대SNR방향(MD)이 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되는 방향인 경우에, 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)을 찾거나 제2임계SNR방향(TD2)을 찾으면서 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값을 저장할 수 있다. 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 이후에 소정의 각도범위(AR')에서 안테나를 좌우방향으로 회전시키면서 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 저장된 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값에 해당하는 방향을 찾고 찾은 방향을 최대SNR방향(MD)으로 설정할 수 있다. 여기에서, 소정의 범위는 예를 들면 0.5dB일 수 있고 미리 정해질 수 있다.
이와 같이, 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)을 찾거나 제2임계SNR방향(TD2)을 찾으면서 신호대잡음비(SNR)의 최대값을 저장하고, 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 신호대잡음비(SNR)가 상기 저장된 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값에 해당하는 방향을 최대SNR방향(MD)으로 설정함으로써, 최대SNR방향(MD)을 신속하게 찾을 수 있다. 또한, 최대SNR방향(MD)의 신호대잡음비(SNR)가 소정의 각도범위(AR')보다 크거나 같은 범위에서 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값에 근사한 값이 되므로 최대SNR방향(MD)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때보다 소정의 각도범위(AR')에서 최대SNR방향(MD)을 찾을 때에 안테나(110)의 회전속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 신속하게 찾을 수 있고 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에는 최대SNR방향(MD)을 정확하게 찾을 수 있다.
제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 때보다 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때에 안테나(110)의 회전속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 제1임계SNR방향(TD1)을 신속하게 찾을 수 있고 제1임계SNR방향(TD1)을 찾은 후에는 제2임계SNR방향(TD2)을 정확하게 찾을 수 있다. 또한, 제2임계SNR방향(TD2)이 정확해지므로 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')가 정확해져서 소정의 각도범위(AR') 내에서 최대SNR방향(MD)을 정확하게 찾을 수 있다.
한편, 제어부(700)는 제1임계SNR방향(TD1)을 찾을 때에 안테나(110)를 고속으로 회전시킬 수 있다. 이에, 제1임계SNR방향(TD1)을 신속하게 찾을 수 있다.
제어부(700)는 최대SNR방향(MD)을 찾은 후에 수평면 또는 기초면 상에서의 안테나 방향(AD)이 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 방위각모터(222)을 이용하여 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 안테나(110)가 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되는 방향을 향하게 되므로 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
[제어부- 방위각보정]
제어부(700)는 제1센서(400)에서 감지된 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다. 여기에서, 이동체의 회전은 수평면 또는 기초면 상에서의 이동체의 수평방향 또는 좌우방향의 회전일 수 있고, 이하 동일하다.
구체적으로 예를 들면, 제어부(700)는 제1센서(400)로부터 수평면 또는 기초면 상에서의 이동체의 회전량 및 회전속도를 전달받으면 방위각모터(222)를 이용하여 이동체의 회전의 역방향으로 동일한 회전량만큼 동일한 회전속도로 안테나(110)를 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
이 때에, 제어부(700)는 방위각엔코더(223) 또는 제3센서(600)를 이용하여 안테나(110)의 실제 회전량 또는 실제 회전속도를 검출 또는 감지하면서 방위각모터(222)를 제어할 수 있으므로, 안테나(110)를 수평방향 또는 좌우방향으로 정확한 회전량 또는 회전속도로 회전시킬 수 있다.
한편, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지는 경우에 한하여, 제1센서(400)에서 감지된 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다. 여기에서, 목표값은 최대SNR방향(MD)에서의 신호대잡음비(SNR)일 수 있다.
예를 들면, 제1방향을 향하는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 회전하여 제1방향과 다른 제2방향을 향하더라도 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지지 않으면 제어부(700)는 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시키지 않을 수 있다. 여기에서, 제1방향 및 제2방향은 수평면 상에서의 방향일 수 있고, 이하 동일하다.
반면에, 제1방향을 향하는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 회전하여 제1방향과 다른 제2방향을 향하게 되고, 이동체가 제2방향을 향할 때에 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지면 제어부(700)는 제1방향으로부터 제2방향까지의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이 때에, 제어부(700)는 이동체의 마지막 회전의 회전속도에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 제1센서(400)에서 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 큰 경우에 한하여 이동체의 회전의 회전량에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
예를 들면, 제1방향을 향하는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 회전하여 제1방향과 다른 제2방향을 향하게 되고 이동체가 제2방향을 향할 때에 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지더라도, 제1방향으로부터 제2방향까지의 회전량이 소정의 값(예컨대, 1도)보다 큰 경우에 한하여 제어부(700)는 제1방향으로부터 제2방향까지의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체가 소정의 값보다 크게 회전하지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
[제어부- 앙각/편파각보정]
제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 제2센서(500)에서 감지된 이동체의 기울기를 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
예를 들면, 제1기울기를 가지는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 기울어져서 제1기울기와 다른 제2기울기를 가지게 되고 이동체가 제2기울기를 가질 경우에 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지지 않으면 제어부(700)는 안테나(110)를 회전시키지 않을 수 있다. 여기에서, 제1기울기 및 제2기울기는 수평면에 대한 종횡 기울기(롤링 및 피칭)일 수 있고, 이하 동일하다.
반면에, 제1기울기를 가지는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 기울어져서 제1기울기와 다른 제2기울기를 가지게 되고 이동체가 제2기울기를 가질 경우에 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지면 제어부(700)는 제1기울기로부터 제2기울기까지의 기울기 변화와 반대로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어지더라도 안테나(110)의 앙각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 편파각에 대응할 수 있다. 이에, 이동체가 기울어지더라도 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
제어부(700)는 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 제2센서(500)에서 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
예를 들면, 제1기울기를 가지는 이동체가 1회 이상 임의의 각도로 기울어져서 제1기울기와 다른 제2기울기를 가지게 되고 이동체가 제2기울기를 가질 때에 SNR측정부(300)에서 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 1dB이상 작아지더라도, 제1기울기로부터 제2기울기까지의 기울기 변화량이 소정의 값(예컨대, 1도)보다 큰 경우에 한하여 제어부(700)는 제1기울기로부터 제2기울기까지의 기울기 변화와 반대로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체의 기울기 변화량이 소정의 값보다 크지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 위성신호를 수신하는 안테나(110); 이동체에 부착되고 기초면을 규정하고 상기 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향을 바꾸는 자세제어장치(200); 상기 이동체의 위치 및 상기 이동체 또는 안테나(110)의 방향을 검출하는 위치방향검출기; 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산하는 방향연산부; 위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정하는 SNR측정부(300); 상기 이동체의 회전을 감지하는 제1센서(400); 및 상기 자세제어장치(200)를 제어하는 제어부(700)를 포함하는 이동형 위성추적시스템을 제공한다. 상기 제어부(700)는, 상기 연산된 위성포인팅방향 및 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시키고, 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킨다.
이에 따라, 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)와 위성포인팅방향을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 위성을 추적하므로, 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있고 안테나(110)가 위성을 향하는 방향과 전혀 다른 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
[이동형 위성추적방법]
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 위성추적방법을 나타낸 순서도이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 이동형 위성추적방법(800)은 방향연산단계(S810), 제1방향설정단계(S820), 제2방향설정단계(S830), 제1방향보정단계(S840) 및 제2방향보정단계(S850)를 포함하여 구성된다.
방향연산단계(S810)에서, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 위치를 검출하고 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향 및 상기 이동체의 위치에서의 편파각을 연산할 수 있다.
제1방향설정단계(S820)에서, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 기울기를 감지하고, 상기 감지된 기울기를 기초로 안테나(110)의 앙각이 상기 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 상기 연산된 편파각에 대응하도록 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어져 있더라도 최적의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다. 또한, 위성포인팅방향을 이용함으로써, 안테나(110)의 앙각이 위성을 향하는데 필요한 앙각과 전혀 달라지거나 안테나(110)의 편파각이 위성신호의 편파면과 정렬되기 위해 필요한 편파각과 전혀 달라지는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 미리 올바르게 설정함으로써 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최적의 위성신호를 수신하는 안테나(110)의 방위각을 신속하게 찾을 수 있다.
제2방향설정단계(S830)에서, 이동형 위성추적시스템(10)은 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되는 최대SNR방향(MD)을 찾고, 수평면 또는 기초면 상에서의 안테나 방향(AD)이 상기 최대SNR방향(MD)에 대응하도록 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시킬 수 있다.
여기에서, 기초면은 전술한 바와 같이 안테나(110)와 결합되어 안테나(110)를 회전시키는 자세제어장치(200)에 의해 규정될 수 있다. 안테나(110)는 기초면 상에서 예컨대, 3축으로 회전하여 안테나(110)의 방위각, 앙각 및 편파각이 바뀔 수 있다.
이에 따라, 안테나(110)가 위성신호의 세기가 아닌 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 최대값이 되거나 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값이 되는 방향을 향하게 되므로 반사파 등에 의해 안테나(110)가 잘못된 방향을 향하는 것을 방지할 수 있다. 이에, 위성을 안정적으로 추적하면서 최적의 위성신호를 수신할 수 있다.
또한, 이동형 위성추적시스템(10)은 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 상기 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 기초면 상에서 규정되며 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾을 수 있다.
이동형 위성추적시스템(10)은 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR')에서 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾을 수 있다.
이에 따라, 최대SNR방향(MD)을 찾는 각도범위가 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내로 작아지므로 최대SNR방향(MD)을 신속하고 정확하게 찾을 수 있다.
제1방향보정단계(S840)에서, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 기울기를 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 감지된 이동체의 기울기를 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 기울어지더라도 안테나(110)의 앙각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 안테나(110)의 편파각이 방향연산단계(S810)에서 연산된 편파각에 대응할 수 있다. 이에, 이동체가 기울어지더라도 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
또한, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 기울기를 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 안테나(110)를 회전시켜서 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정할 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체의 기울기 변화량이 소정의 값보다 크지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
제2방향보정단계(S850)에서, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 회전을 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 좌우방향으로 회전하더라도 위성을 신속하고 안정적으로 추적하여 최적의 위성신호를 수신할 수 있다. 또한, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다.
또한, 이동형 위성추적시스템(10)은 이동체의 회전을 감지하고, 위성신호의 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 크면 상기 회전량에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시킬 수 있다.
이에 따라, 이동체가 터널 등에 진입하는 등의 원인으로 위성신호가 차단되어 신호대잡음비(SNR)가 감소하더라도 이동체가 소정의 값보다 크게 회전하지 않는 한 안테나(110)가 고정되므로, 안테나(110)가 빈번하게 회전하는 것을 방지하여 자세제어장치(200)의 수명이 연장될 수 있고 센서 또는 자세제어장치(200)에 누적오차가 생기는 것을 방지할 수 있으며 에너지소비량이 감소할 수 있다. 또한, 이동체가 터널을 통과하는 등의 원인으로 안테나(110)가 위성신호를 다시 수신할 수 있는 상태가 되면 안테나(110)는 다시 최적의 위성신호 또는 양호한 상태의 위성신호를 신속하게 수신할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.
아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 이동형 위성추적시스템
100: 통신부
110: 안테나 112: 피드혼
120: 주파수변환기 130: 모뎀부
200: 자세제어장치 210: 기저부
220: 수평회전부 221: 수평회전판
222: 방위각모터 223: 방위각엔코더
224: 풀리기어 225: 벨트
226: 지지바퀴
230: 앙각회전부 231: 앙각회전축
232: 리미트스위치 233: 지지대
234: 앙각모터 235: 앙각엔코더
236: 기어 237: 벨트
238: 텐션바퀴
240: 편파각회전부 241: 편파각회전축
242: 리미트스위치 243: 편파각모터
300: SNR측정부 400: 제1센서
500: 제2센서 600: 제3센서
700: 제어부
800: 이동형 위성추적방법

Claims (10)

  1. 위성신호를 수신하는 안테나(110);
    이동체에 부착되고 기초면을 규정하고 상기 안테나(110)와 결합되며 상기 기초면 상에서 상기 안테나(110)를 회전시켜서 안테나 방향을 바꾸는 자세제어장치(200);
    상기 이동체의 위치 및 상기 이동체 또는 안테나(110)의 방향을 검출하는 위치방향검출기;
    상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 상기 이동체의 위치에서 위성(S)을 향하는 위성포인팅방향을 연산하는 방향연산부;
    위성신호의 신호대잡음비(SNR)를 측정하는 SNR측정부(300);
    상기 이동체의 회전을 감지하는 제1센서(400); 및
    상기 자세제어장치(200)를 제어하는 제어부(700)를 포함하고,
    상기 제어부(700)는,
    상기 검출된 안테나(110)의 방향과 상기 연산된 위성포인트방향의 방위각을 비교하여 각도 차가 작은 쪽의 방향으로 상기 안테나(110)를 회전시키고,
    상기 안테나(110)의 회전에 기반하여 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되는 임계 SNR 방향(TD1, TD2)를 검색하고, 상기 검색된 임계 SNR 방향(TD1, TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 최대 SNR방향(MD)를 검색하고, 상기 검색된 최대 SNR방향에 대응하도록 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키고, 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시키는,
    이동형 위성추적시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 위성추적시스템은,
    상기 이동체의 기울기를 감지하는 제2센서(500)를 더 포함하고,
    상기 제어부(700)는,
    상기 감지된 기울기를 기초로 상기 안테나(110)의 앙각이 상기 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 상기 안테나(110)의 편파각이 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 연산되는 편파각에 대응하도록 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정하고,
    상기 설정 이후에, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 기울기를 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정하는, 이동형 위성추적시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동형 위성추적시스템은,
    상기 이동체의 기울기를 감지하는 제2센서(500)를 더 포함하고,
    상기 제어부(700)는,
    상기 감지된 기울기를 기초로 상기 안테나(110)의 앙각이 상기 위성포인팅방향의 앙각에 대응하거나 상기 안테나(110)의 편파각이 상기 이동체의 위치 및 위성(S)의 위치를 기초로 연산되는 편파각에 대응하도록 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 설정하고,
    상기 설정 이후에, 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 기울기의 변화량이 소정의 값보다 크면 상기 변화량을 기초로 상기 안테나(110)를 회전시켜서 상기 안테나(110)의 앙각 또는 편파각을 보정하는, 이동형 위성추적시스템.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 최대값보다 작은 소정의 임계값이 되되 수평면 또는 상기 기초면 상에서 규정되는 임계SNR방향(TD1, TD2)을 찾고,
    상기 임계SNR방향(TD1, TD2)에 의해 상기 최대SNR방향(MD)을 찾기 위해 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키는 각도범위(AR')가 정해지는, 이동형 위성추적시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 임계SNR방향(TD1, TD2)으로서 서로 다른 방향을 가지는 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 순서대로 찾고,
    상기 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2) 사이의 소정의 각도범위(AR') 내에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾는, 이동형 위성추적시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 제1임계SNR방향(TD1)과 제2임계SNR방향(TD2)을 찾거나 제2임계SNR방향(TD2)을 찾으면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)의 최대값을 저장하고,
    상기 제1임계SNR방향(TD1) 및 제2임계SNR방향(TD2)을 찾은 후에 상기 소정의 각도범위(AR')에서 상기 안테나(110)를 좌우방향으로 회전시키면서 상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 상기 저장된 최대값으로부터 소정의 범위 내의 값에 해당하는 방향을 상기 최대SNR방향(MD)으로 설정하는, 이동형 위성추적시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 제1임계SNR방향(TD1) 또는 제2임계SNR방향(TD2)을 찾을 때보다 상기 소정의 각도범위(AR')에서 상기 최대SNR방향(MD)을 찾을 때에 상기 안테나(110)의 회전속도를 감소시키는, 이동형 위성추적시스템.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(700)는,
    상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 목표값보다 소정의 값 이상 작아지면 상기 감지된 이동체의 회전에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시키거나,
    상기 측정된 신호대잡음비(SNR)가 감소하고 상기 감지된 이동체의 회전의 회전량이 소정의 값보다 크면 상기 회전량에 대응하여 상기 안테나(110)를 역으로 회전시키는, 이동형 위성추적시스템.
KR1020200187025A 2020-12-30 2020-12-30 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법 KR102457254B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200187025A KR102457254B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200187025A KR102457254B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220095476A KR20220095476A (ko) 2022-07-07
KR102457254B1 true KR102457254B1 (ko) 2022-10-20

Family

ID=82398681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200187025A KR102457254B1 (ko) 2020-12-30 2020-12-30 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102457254B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116545517B (zh) * 2023-07-07 2023-09-26 青岛国数信息科技有限公司 一种稳定有效的北斗动中通天线双模式跟踪控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019232287A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Kymeta Corporation Satellite signal acquisition

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08256007A (ja) * 1995-03-16 1996-10-01 Fujitsu Ten Ltd アンテナの追尾制御装置
KR20160004839A (ko) * 2014-07-04 2016-01-13 주식회사 팔콘 위성 항법 장치를 이용하는 멀티 위성 신호 추적이 가능한 이동 차량용 위성방송수신시스템
KR102031250B1 (ko) * 2018-02-19 2019-10-11 주식회사 팔콘 360도 방위각 회전구조를 가지는 위성 및 지상파 동시 수신 오토 트래킹 안테나

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019232287A1 (en) * 2018-05-31 2019-12-05 Kymeta Corporation Satellite signal acquisition

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220095476A (ko) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12066561B2 (en) Position tracking system and method using radio signals and inertial sensing
US5546309A (en) Apparatus and method for autonomous satellite attitude sensing
US7397422B2 (en) Method and system for attitude determination of a platform using global navigation satellite system and a steered antenna
EP1703352B1 (en) Vehicle mounted satellite tracking system
JP2007155584A (ja) 慣性航法システム
US8134496B2 (en) Position calculating method and position calculating device
US11960011B2 (en) System and method for validating GNSS location input
JP2003232845A5 (ko)
CN102412436A (zh) 一种船载卫星天线系统及其控制方法
US20120242540A1 (en) Heading determination system using rotation with gnss antennas
US11199410B2 (en) Dead reckoning by determining misalignment angle between movement direction and sensor heading direction
JP6486234B2 (ja) 測位装置及び測位方法
KR20150106004A (ko) 제약 없는 휴대용 내비게이션에 대한 디바이스들의 수직 배향들을 처리하기 위한 방법 및 장치
KR102457254B1 (ko) 이동형 위성추적시스템 및 이동형 위성추적방법
CN105116430A (zh) 用于动中通的伪航向的基于卡尔曼滤波的海泊态搜星方法
US9217639B1 (en) North-finding using inertial navigation system
CN111337055B (zh) 一种卫星移动通信天线惯导的标校方法
JPH04283615A (ja) ジャイロ装置
JP2013243655A (ja) アンテナ装置、アンテナ座標情報算出方法、方位情報算出方法及びヘディング角算出方法
CN113820733B (zh) 一种基于定向天线和多普勒信息的运动载体导航方法和装置
US10274317B2 (en) Method and apparatus for determination of misalignment between device and vessel using radius of rotation
KR100341801B1 (ko) 다중안테나를이용한도시형차량항법시스템
US9976857B2 (en) Apparatus for providing an azimuth angle
JPH03245076A (ja) ジャイロ装置
RU2213937C1 (ru) Наземная гироскопическая система (варианты)

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant