KR102480508B1 - 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너 - Google Patents

위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는, 안테나를 지지하고, 위성 수신 신호에 기초하여 상기 안테나를 지향시키도록 구성된 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 관한 것으로, 상기 안테나의 앙각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제1 모터; 상기 안테나의 방위각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제2 모터; 및 상기 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 제어모듈;을 포함하고, 상기 제어모듈은 미리 설정된 시간동안 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 구동시키는 과정에서 수신된 위성 수신 신호의 평균값을 산출하고, 상기 위성 수신 신호의 평균값에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어한다.

Description

위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너{A SATELITE ANTENNA POSITIONER WITH SATELLITE TRACKING FUNCTION}
본 발명은 위성 안테나 포지셔너에 관한 것으로, 구체적으로는 위성 안테나가 최적 감도의 위성 신호를 수신할 수 있는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 관한 것이다.
저궤도(Low Earth Orbit: LEO) 위성통신은 고도 200~2,000km 상공을 이동하는 위성을 통해 이동통신을 이용할 수 있는 시스템을 의미한다.
저궤도 위성은 정지궤도 위성 대비 낮은 전송지연 특성을 이용하여 다수의 저궤도 군집 위성 운용을 통해 커버리지를 확대함으로써 글로벌 ICT 서 비스를 제공하는 것이 가능하다.
이러한 글로벌 망 구성의 장점으로 인해 기존 또는 신규 글로벌 기업들은 막대한 투자자본을 기반으로 소형 군집 위성기반 인터넷 서비스 실현을 위한 본격적인 경쟁에 돌입한 상황이며, 통신 분야에서의 저궤도 소형 위성의 역할이 중요시될 전망이다.
저궤도 위성은 정지위성 대비 이동속도가 빠르고 고도가 낮으며, 위성 1개의 커버리지 면적이 작기 때문에 전 세계에 통신 서비스를 제공하기 위해서 필요한 위성 수는 최소 500기 이상이 되어야 한다.
이러한 저궤도 위성은 고도 200~1500km 상공을 7.5km/s 속도로 지구를 하루 약 15바퀴 회전하며 한반도 상공을 통과하는 시간은 약 10여분으로 짧은 시간동안 위성의 방향과 동일하게 안테나를 정밀하게 제어해주는 안테나 포지셔너가 필요하다.
한편, 위성 안테나는 최적의 위성 신호의 수신을 위하여 위성을 추종하도록 구성되며, 종래의 경우 수신 신호 레벨의 최고점에 기초하여 위성 안테나의 방위각 및 앙각을 제어하는 기술이 개시된 바 있으나, 이 경우 너무 높은 감도의 수신 신호만을 추종하도록 구성되어 불필요한 안테나 포지셔너의 구동이 일어나며, 이로 인하여 안테나 포지셔너 구동부의 피로를 야기시키고 불필요한 전력이 소모된다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
위성의 추종을 위한 안테나 포지셔너의 빈번한 구동을 억제하는 동시에 양호한 감도의 위성 수신 신호를 획득할 수 있는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는, 안테나를 지지하고, 위성 수신 신호에 기초하여 상기 안테나를 지향시키도록 구성된 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 관한 것으로, 상기 안테나의 앙각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제1 모터; 상기 안테나의 방위각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제2 모터; 및 상기 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 제어모듈;을 포함하고, 상기 제어모듈은 미리 설정된 시간동안 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 구동시키는 과정에서 수신된 위성 수신 신호의 평균값을 산출하고, 상기 위성 수신 신호의 평균값에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어한다.
상기 제어모듈은, 추종하고자 하는 위성의 이동궤적을 저장하는 이동궤적 저장유닛; 상기 안테나가 수신한 위성 수신 신호의 감도를 실시간으로 전달받는 위성 수신 신호 획득유닛; 상기 제1 모터의 구동을 제어하는 제1 모터 제어유닛; 상기 제2 모터의 구동을 제어하는 제2 모터 제어유닛; 상기 이동궤적에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 구동시키는 동안 획득한 상기 위성 수신 신호의 감도의 평균값을 산출하는 평균값 산출유닛; 및 상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 따라 회전하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면 상기 안테나의 회전방향 및 속도 중 적어도 하나를 보정하기 위한 보정 파라미터를 생성하는 보정유닛;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛 중 적어도 하나는 상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면, 상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛은 상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 다시 추종하여 회전하도록 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하고, 상기 평균값 산출유닛(450)은 상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 다시 추종하여 회전하는 과정에서 획득한 상기 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 평균값을 재산출하는 것이 바람직하다.
상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면, 상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛은 상기 위성 수신 신호의 감도가 미리 설정된 임계값 이상이 되도록 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하고, 상기 임계값은 상기 평균값에서 미리 설정된 값을 차감하여 설정되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는, 수신 신호 레벨의 최고점에 기초하여 위성을 추종하지 않고 위성 수신 신호의 평균값에 기초하여 위성을 추종하도록 구성됨으로써 안테나 포지셔너 구동부의 빈번한 구동을 억제할 수 있으며 불필요한 전력의 소모를 방지할 수 있는 기술적 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 구성 중 앙각 조정부재 및 방위각 조정부재의 사시도이다.
도 5는 도 3의 A-A부의 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 제어모듈의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 예지정비모듈의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 안테나의 앙각에 따른 풍압의 영향을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 예지정비모듈의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 제어모듈의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 도 11의 제어모듈의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 안테나(20)를 지지하고, 위성 수신 신호에 기초하여 안테나(20)를 지향시키도록 구성되어 있다.
안테나(20)는 구체적으로 반사판(21), 피더(22) 및 트라이포드(23) 등을 포함하도록 구성되어 있으며, 위성 안테나 포지셔너(10)는 안테나(20)를 지지하는 동시에 안테나(20)가 위성을 따라 추종하도록 안테나(20)를 회전시킨다.
이러한 기능의 수행을 위하여 위성 안테나 포지셔너(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 앙각 조정부재(100), 방위각 조정부재(200), 지지부재(300) 및 제어모듈(300)을 포함하도록 구성된다.
앙각 조정부재(100)는 안테나(20)의 앙각을 조정하기 위한 구성으로, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 하우징(110), 회동부재(120), 제1 모터(130) 및 제1 기어(140)로 구성된다.
제1 하우징(110)은 제1 모터(130) 및 제1 기어(140)를 수용하는 구성이고, 회동부재(120)는 제1 하우징(110)의 양 측면에 회동 가능하도록 결합되는 구성으로, 회동부재(120)는 그 전면에 안테나 반사판(21)의 후면이 결합되고, 양 측면에는 제1 하우징(110)의 양 측면과 회동 가능하도록 결합되도록 구성되어 있다.
제1 모터(130)는 안테나(20)의 앙각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 구성이고, 제1 기어(140)는 제1 모터(130)의 회전속도를 감속하여 안테나(20)를 제1 축(C1)을 중심으로 회전시키는 기능을 수행한다.
이러한 제1 기어(140)는 복수 개의 기어로 형성될 수 있으며, 구체적으로 제1 모터(130)의 출력축과 직결되어 제1 모터(130)의 회전속도를 감속하도록 구성된 구동기어와, 구동기어와 치합되도록 형성되는 종동기어로 구성될 수 있으며, 종동기어와 연결된 샤프트의 일측 및 타측은 회동부재(120)와 고정 결합된다.
결국, 제1 모터(130)가 회전하면, 미리 설정된 감속비에 기초하여 제1 기어(140)가 회전하게 되고, 제1 기어(140)의 회전에 기초하여 안테나(20)가 회전함으로써 안테나(20)의 앙각을 조정할 수 있게 된다.
방위각 조정부재(200)는 안테나(20)의 방위각을 조정하기 위한 구성으로, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 제2 하우징(110), 고정부재(220), 제2 모터(230) 및 제2 기어(240)로 구성된다.
제2 하우징(210)은 제2 모터(230) 및 제2 기어(240)를 수용하는 구성이고, 고정부재(220)는 안테나 포지셔너(10)를 지면에 고정하기 위한 지지부재(300)의 상면과 결합하는 구성이다.
제2 모터(230)는 안테나(20)의 방위각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 구성이고, 제2 기어(240)는 제2 모터(230)의 회전속도를 감속하여 안테나(20)를 제2 축(C2)을 중심으로 회전시키는 기능을 수행한다.
이러한 제2 기어(240)는 복수 개의 기어로 형성될 수 있으며, 구체적으로 제2 모터(230)의 출력축과 직결되어 제2 모터(230)의 회전속도를 감속하도록 구성된 구동기어와, 구동기어와 치합되도록 형성되는 종동기어로 구성될 수 있으며, 종동기어는 앙각 조정부재(100)의 하부와 고정 결합되도록 구성된다.
결국, 제2 모터(230)가 회전하면, 미리 설정된 감속비에 기초하여 제2 기어(240)가 회전하게 되고, 제2 기어(140)의 회전에 기초하여 앙각 조정부재(100) 및 안테나(20)가 제2 축을 중심으로 회전함으로써 안테나(20)의 방위각을 조정할 수 있게 된다.
지지부재(300)은 앞서 설명한 바와 같이 방위각 조정부재(200)의 하부와 고정 결합되는 구성으로, 안테나 포지셔너(10)를 지상에 고정시키기 위한 구성이다.
제어모듈(400)은 도 7에 도시된 바와 같이 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어함으로써 안테나(20)의 앙각 및 방위각 조정을 제어하는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 안테나 포지셔너는 도 8에 도시된 바와 같이 위성 안테나 포지셔너(10) 내부에 구비된 제1 기어(140) 및 제2 기어(240) 중 적어도 하나의 이상여부를 모니터링하는 예지정비모듈(500)을 더 포함한다.
구체적으로 예지정비모듈(500)은 제1 기어(140)의 특정 영역에서의 이상여부나, 제2 기어의(240)의 특정 영역에서의 이상여부를 검출하도록 구성된다.
예를 들어 안테나(20)의 앙각을 조정하기 위한 제1 기어(140)의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 기준각도를 중심으로 -90도 ~ +90도의 각도 내에서 회전할 수 있도록 구성되며, 안테나(20)가 특정 앙각을 경유하여 회전하는 동안 이상 시그널이 발생하면 제1 기어(140) 중 상기 특정 앙각과 대응되는 영역에 이상여부를 검출하거나 또는 향후 고장이 발생 가능성을 미리 예측할 수 있다.
또한 안테나(20)의 방위각을 조정하기 위한 제2 기어(240)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 기준각도를 중심으로 -270도 ~ +270도의 각도 내에서 회전할 수 있도록 구성되며, 안테나(20)가 특정 방위각을 경유하여 회전하는 동안 이상 시그널이 발생하면 제2 기어(240) 중 상기 특정 앙각과 대응되는 영역에 이상여부를 검출하거나 또는 향후 고장이 발생 가능성을 미리 예측할 수 있다.
여기에서 이상 시그널은 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)의 입력전류 및 출력전류의 변화량 또는 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 1회전시 진동패턴일 수 있으며, 이를 위하여 위성 안테나 포지셔너(10)는 도 8에 도시된 바와 같이 전류센서(620) 및 진동센서(610) 등을 구비할 수 있다.
즉 예지정비모듈(500)이 전류센서(620) 및 진동센서(610) 중 어느 하나로부터 획득한 이상 시그널에 기초하여 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 특정 영역의 이상여부를 확인하여 경고 메시지를 생성한 후 이를 외부 디바이스(30)로 전송하거나 또는 제어모듈(300)로 전달하도록 구성된다.
한편, 상술한 바와 같이 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 파손, 크랙 등의 이상이 있는 특정 영역을 특정하기 위하여 예지정비모듈(500)은 제1 기어(140)의 감속비에 기초하여 제1 모터(130)가 1회전시 제1 기어(140)의 회전 각도를 산출하고, 마찬가지로 제2 기어(240)의 감속비에 기초하여 제2 모터(230)가 1회전시 제2 기어(240)의 회전 각도를 산출한다.
이를 통하여 예지정비모듈(500)은 제1 모터(130)의 입력전류, 출력전류, 제1 기어(140)의 진동패턴 중 적어도 어느 하나와 미리 설정된 제1 기준정보와의 비교결과에 기초하여 제1 기어(140)의 특정 회전각도에서의 이상여부를 결정한다.
마찬가지로 예지정비모듈(500)은 제2 모터(230)의 입력전류, 출력전류, 제2 기어(240)의 진동패턴 중 적어도 어느 하나와 미리 설정된 제2 기준정보와의 비교결과에 기초하여 제2 기어(240)의 특정 회전각도에서의 이상여부를 결정한다.
상술한 제1 기준정보 및 제2 기준정보는 사용자가 미리 설정하는 것도 가능하지만, 신뢰성 및 정확성을 담보하기 위하여 제1 기준정보 및 제2 기준정보는 입력인자 및 출력인자 간의 상관관계가 정의된 딥러닝 알고리즘(Deep Learning Algorithm)에 기초한 기계학습을 통하여 결정되는 것이 바람직하다.
여기에서 입력인자는 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)의 입력전류, 출력전류와, 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 진동패턴 중 어느 하나일 수 있으며, 출력인자는 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 특정 회전각도에서의 파손정보인 것이 바람직하다.
상술한 입력인자 및 각 입력인자와 대응되는 출력인자는 미리 확보된 빅데이터 내에 포함되며, 이러한 빅데이터는 위성 안테나 포지셔너의 운용과정이나 운용 전 테스트(Test) 등을 통하여 확보할 수 있을 것이다.
한편, 이상 시그널 검출을 위하여 앞서 언급한 바와 같이 전류센서(620), 진동센서(610) 등을 구비할 수 있으나, 제1 기어(140) 및 제2 기어(240)의 구동상태를 실시간으로 촬영할 수 있는 카메라 모듈(630)을 구비할 수도 있다.
이때 카메라 모듈(630)은 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(210)의 내부에 수용되어야 하는 점을 고려해 볼 때 소형으로 형성되어야 할 것이다.
예지정비모듈(500)이 제1 기어(140) 또는 제2 기어(240)의 특정 영역에 이상이 있다고 판단할 경우, 경고신호를 생성하고 이를 PC, 태블릿, 스마트폰 등의 외부 디바이스(30)에 전송할 수 있으며, 이를 위하여 예지정비모듈(500)은 별도의 통신부를 구비하는 것이 바람직하다.
아울러 예지정비모듈(500)은 경고신호를 제어모듈(400)로 전달할 수 있으며, 제어모듈(400)은 예지정비모듈(500)에서 판단한 제1 기어(140) 또는 제2 기어(240)의 이상상황을 고려하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(140)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제1 기어(140) 또는 제2 기어(240)의 문제가 심각하다고 판단할 경우 제어모듈(400)은 제1 모터(130) 또는 제2 모터(140)의 구동을 중단시킬 수 있으며, 나아가 제1 기어(140)에 경미한 문제가 발생한 것으로 판단할 경우 안테나(10)의 앙각 조정시 제1 기어(140) 중 문제가 되는 특정 회전각도에 부하가 가해질 상황을 빠르게 회피하기 위하여 제1 모터(130)의 출력을 순간적으로 높이거나, 또는 부하를 순간적으로 분산시키기 위하여 특정 시점에 제2 모터(140)를 일시적으로 구동시키는 등의 제어를 수행하는 것도 가능할 것이다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 대하여 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.
일반적으로 외부에 설치되는 위성 안테나(20)의 경우 외부 기상 환경에 의하여 영향을 받을 수 있으며, 특히 위성 안테나(20)측으로 강풍이 불어오면 안테나 반사판(21)에 과도한 풍압이 가해지게 된다.
이로 인하여 안테나(20)의 위성 추종 과정에서 안테나 포지셔너(10)의 구동계에 과도한 부하를 줄 수 있으며, 나아가 안테나 반사판(21) 및 안테나 포지셔너(10) 구동계의 파손을 야기할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 구성을 포함하되, 상술한 문제점을 방지할 수 있도록 안테나(20)에 유입되는 바람의 방향 및 속도를 검출하는 풍향풍속센서(640)를 더 포함하도록 구성된다.
이때 예지정비모듈(500)은 풍향풍속센서(640)의 검출정보에 기초하여 안테나 반사판(21)에 인가되는 풍압하중을 산출하고, 산출된 풍압하중에 기초하여 경고신호를 생성하도록 구성된다.
한편, 안테나 반사판(21) 전면과 풍향 사이의 각도에 따라 안테나 반사판(21)에 가해지는 풍압이 다르게 되며, 도 9(a)와 같이 안테나 반사판(21) 전면과 풍향이 수직을 이룰 경우 안테나 반사판(21)에 가해지는 풍압이 가장 크며, 반대로 도 9(c)와 같이 안테나 반사판(21) 전면과 풍향이 수평을 이룰 경우 안테나 반사판(21)에 가해지는 풍압이 가장 작게 된다.
이를 반영할 수 있도록 예지정비모듈(500)은 안테나 반사판(21) 전면과 풍향 사이의 각도별 제1 제한풍속이 정의된 룩업테이블(Look-Up Table) 또는 수식이 저장되고, 안테나 반사판(21) 전면에 제1 제한풍속 이상의 바람이 유입되는 경우 예지정비모듈(500)은 경고신호를 생성하도록 구성된다.
예지정비모듈(500)은 통신부를 통하여 경고신호를 외부 디바이스(30)에 전송할 수 있으며, 나아가 구동중단신호를 생성하여 제어모듈(400)로 송신할 수도 있다.
특히 풍향 및 풍속이 실시간으로 변화하며, 안테나(20) 또한 위성의 이동에 따라 회전한다는 점을 고려하여, 예지정비모듈(500)은 제어모듈(400)에서 결정한 안테나(20)의 회전방향을 고려하여 안테나 반사판(21) 전면에 제1 제한풍속 이상의 바람이 불어올 것으로 예측되는 경우 경고신호 및 구동중단신호를 생성하여 제어모듈(400)로 전달할 수 있다.
아울러 안테나 반사판(21) 전면에 제2 제한풍속 이상의 바람이 유입되는 경우 예지정비모듈(500)은 자세 안정화 신호를 생성하여 제어모듈(400)로 전달하면, 제어모듈(400)은 자세 안정화 신호에 기초하여 도 9(c)에 도시된 바와 같이 안테나 반사판(21)의 전면이 풍향과 수평이 될 수 있도록 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하며, 여기에서 제2 제한풍속은 제1 제한풍속보다 크도록 설정된다.
한편 상술한 예지정비모듈(500)은 제어모듈(400)과 마찬가지로 안테나 포지셔너 내부에 일체로 형성될 수도 있으나, 예지정비모듈(500)을 별도의 하드웨어로 구성하여 위성 안테나 포지셔너(10)에 탈부착 가능하도록 구성될 수도 있다.
이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너의 구성을 포함하되, 도 11에 도시된 바와 같이 제어모듈(400)이 안테나(20)가 획득한 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하도록 구성된다.
특히 제어모듈(400)은 미리 설정된 시간동안 제1 모터(130) 및 제2 모터(230) 중 적어도 하나를 구동시키는 과정에서 수신된 위성 수신 신호의 평균값을 산출하고, 산출된 위성 수신 신호의 평균값에 기초하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(230) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된다.
이를 위하여 제어모듈(400)은 도 12에 도시된 바와 같이 이동궤적 저장유닛(410), 위성 수신 신호 획득유닛(420), 제1 모터 제어유닛(430), 제2 모터 제어유닛(440), 평균값 산출유닛(450) 및 보정유닛(460)을 포함하도록 구성된다.
이동궤적 저장유닛(410)은 추종하고자 하는 위성의 이동궤적을 저장하는 기능을 수행하고, 위성 수신 신호 획득유닛(420)은 안테나(20)가 수신한 위성 수신 신호의 감도를 실시간으로 전달받는 기능을 수행한다.
제1 모터 제어유닛(430) 및 제2 모터 제어유닛(440)은 각각 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)로의 전원의 인가를 제어하는 기능을 수행한다.
평균값 산출유닛(450)은 이동궤적 저장유닛(410)에 미리 저장된 이동궤적에 기초하여 제어모듈(400)이 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 구동시키는 동안 획득한 위성 수신 신호의 감도의 평균값을 산출하는 기능을 수행한다.
보정유닛(460)은 안테나(20)가 상기 위성의 이동궤적을 따라 회전하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면 상기 안테나(20)의 회전방향 및 속도 중 적어도 하나를 보정하기 위한 보정 파라미터를 생성하는 기능을 수행한다.
이때 제1 모터 제어유닛(430) 및 제2 모터 제어유닛(440) 중 적어도 하나는 보정유닛(460)이 산출한 보정 파라미터를 반영하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 보정 파라미터를 반영하여 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하는 과정에서 안테나(20)를 통해 획득한 위성 수신 신호의 감도가 평균값 미만인 상황이 발생할 경우, 안테나(20)가 위성을 제대로 추종하지 못하는 상황이 야기될 수 있다.
이러한 상황을 방지하기 위하여 제어모듈(400)은 평균값을 다시 산출하는 것이 필요하며, 구체적으로 제1 모터 제어유닛(430) 및 제2 모터 제어유닛(440)이 안테나(20)가 위성의 이동궤적을 추종하여 회전하도록 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하고, 이후 평균값 산출유닛(450)은 안테나(20)가 위성의 이동궤적을 다시 추종하여 회전하는 과정에서 획득한 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 평균값을 재산출하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 방법 이외에 평균값을 임의로 낮추는 방법을 고려해 볼 수 있는데, 구체적으로 평균값 산출유닛(450)이 산출한 평균값에서 미리 설정된 값을 차감한 값인 임계값을 설정한 후, 제1 모터 제어유닛(430) 및 제2 모터 제어유닛(440)이 위성 수신 신호의 감도가 상기 임계값 이상이 되도록 제1 모터(130) 및 제2 모터(230)를 제어하도록 구성되는 것도 가능하다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
C1: 제1 축
C2: 제2 축
100: 앙각 조정부재
200: 방위각 조정부재
300: 지지부재
400: 제어모듈

Claims (5)

  1. 안테나를 지지하고, 위성 수신 신호에 기초하여 상기 안테나를 지향시키도록 구성된 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너에 있어서,
    상기 안테나의 앙각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제1 모터;
    상기 제1 모터의 회전속도를 감속하여 상기 안테나를 제1 축을 중심으로 회전시키는 제1 기어;
    상기 안테나의 방위각을 조정하기 위한 구동력을 생성하는 제2 모터;
    상기 제2 모터의 회전속도를 감속하여 상기 안테나를 상기 제1 축과 수직인 제2 축을 중심으로 회전시키는 제2 기어;
    상기 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 제어모듈; 및
    상기 제1 기어 및 제2 기어 중 적어도 하나의 이상여부를 모니터링하는 예지정비모듈;
    을 포함하고,
    상기 제어모듈은 미리 설정된 시간동안 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 구동시키는 과정에서 수신된 위성 수신 신호의 평균값을 산출하고, 상기 위성 수신 신호의 평균값에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나를 제어하고,
    상기 예지정비모듈은, 상기 제1 기어의 감속비에 기초하여 상기 제1 모터가 1회전시 상기 제1 기어의 회전각도를 산출하되, 상기 제1 모터의 입력전류, 상기 제1 모터의 출력전류 및 상기 제1 기어의 진동패턴 중 적어도 어느 하나와 미리 설정된 제1 기준정보와의 비교결과에 기초하여 상기 제1 기어의 특정 회전각도에서의 이상여부를 결정하고,
    상기 제1 기준정보는 입력인자 및 출력인자 간의 상관관계가 정의된 딥러닝 알고리즘에 기초한 기계학습을 통하여 결정되고,
    상기 입력인자는 상기 제1 모터의 입력전류, 출력전류 및 상기 제1 기어의 진동패턴이고,
    상기 출력인자는 상기 제1 기어의 특정 회전각도에서의 파손정보인 것을 특징으로 하는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제어모듈은,
    추종하고자 하는 위성의 이동궤적을 저장하는 이동궤적 저장유닛;
    상기 안테나가 수신한 위성 수신 신호의 감도를 실시간으로 전달받는 위성 수신 신호 획득유닛;
    상기 제1 모터의 구동을 제어하는 제1 모터 제어유닛;
    상기 제2 모터의 구동을 제어하는 제2 모터 제어유닛;
    상기 이동궤적에 기초하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 구동시키는 동안 획득한 상기 위성 수신 신호의 감도의 평균값을 산출하는 평균값 산출유닛; 및
    상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 따라 회전하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면 상기 안테나의 회전방향 및 속도 중 적어도 하나를 보정하기 위한 보정 파라미터를 생성하는 보정유닛;
    을 포함하는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛 중 적어도 하나는 상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면, 상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛은 상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 다시 추종하여 회전하도록 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하고,
    상기 평균값 산출유닛은 상기 안테나가 상기 위성의 이동궤적을 다시 추종하여 회전하는 과정에서 획득한 상기 위성 수신 신호의 감도에 기초하여 평균값을 재산출하는 것을 특징으로 하는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 보정 파라미터를 반영하여 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하는 과정에서 상기 위성 수신 신호의 감도가 상기 평균값 미만인 상황이 발생하면, 상기 제1 모터 제어유닛 및 제2 모터 제어유닛은 상기 위성 수신 신호의 감도가 미리 설정된 임계값 이상이 되도록 상기 제1 모터 및 제2 모터를 제어하고,
    상기 임계값은 상기 평균값에서 미리 설정된 값을 차감하여 설정되는 것을 특징으로 하는 위성 추종기능을 구비한 위성 안테나 포지셔너.
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