KR200259666Y1 - 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치 - Google Patents
캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 고안은 위성신호를 수신할 수 있는 위성 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 안테나와 직결(直結)된 캡스턴 스텝 모터를 이용하여 안테나를 저자세(low profile)형으로 구현하고, 상기 안테나가 차량 등의 이동체에 장착되어 이동중에도 위성신호를 수신할 수 있도록 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치에 관한 것이다.
종래의 위성방송 수신용 안테나는 지지대 상단부에 장착된 접시형 또는 평판형 안테나와 상기 안테나의 일측면에 부착된 저잡음 다운 컨버터로 구성되어 있는데, 이와같은 종래의 안테나는 설치가 복잡하고, 일정 장소에 고정하여 사용해야만 하는 단점이 있었다.
또한, 상기 고정형 안테나를 개선한 것으로서 차량 등의 이동체에 탑재하여 이동중에도 위성방송을 수신할 수 있도록 한 종래 기술에 따른 이동체용 위성 안테나에 있어서도 안테나를 구동시키기 위해 기어나 벨트풀리 등과 같은 감속을 하기 위한 별도의 장치가 필요하게 되어 안테나의 전체 크기가 커지고 높이가 높아진다고 하는 또다른 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 안테나가 차량 등의 이동체에 장착되어 이동중에도 위성신호를 수신할 수 있도록 하되, 안테나와 직결된 캡스턴 스텝 모터를 이용함으로써 안테나의 회전 반경이 작아지므로 안테나의 크기가 작아지고, 또한 안테나를 저자세형으로 구현할 수있는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치를 제공한다.
Description
본 고안은 위성신호를 수신할 수 있는 위성 안테나에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 안테나와 직결(直結)된 캡스턴 스텝 모터를 이용하여 안테나를 저자세(low profile)형으로 구현하고, 상기 안테나가 차량 등의 이동체에 장착되어 이동중에도 위성신호를 수신할 수 있도록 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치에 관한 것이다.
종래의 위성방송 수신용 안테나는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 지지대(13)의 상단부에 장착된 접시형 또는 평판형 안테나(11, 14)와, 상기 안테나의 외주측면에 부착된 저잡음 다운 컨버터(12)로 구성되어 있는데, 이와같은 종래의 위성방송 수신용 안테나는 위성방송 수신을 위해 안테나를 설치할때 대략적인 방위각과 앙각을 추정하여 안테나의 방향을 임의로 설정한후 방송수신 확인을 위해 TV와 위성방송 수신기를 통해 방송수신 상태를 지속적으로 관찰하면서 안테나를 고정해야만 하는 불편함을 수반하였다.
또한, 고정되어 있는 안테나를 다른 장소로 이동하여 설치하기 위해서는 초기 설치때와 같은 복잡한 과정을 반복해야 하므로, 일반인들은 물론 위성수신 안테나에 대한 전문적인 지식이 있는 사람들에게도 위성수신 안테나를 임의의 장소에 이동 설치하기에는 많은 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
이와는 달리, 도 1c에 도시한 종래 기술에 따른 이동체용 위성 안테나는 상기 도 1a 및 도 1b와 같은 고정형 안테나를 개선한 것으로서 차량 등의 이동체에 탑재하여 이동중에도 위성방송을 수신할 수 있도록 한 것이다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 이동체용 위성 안테나에 있어서도 안테나를 구동시키기 위해 기어나 벨트 등과 같은 감속을 하기 위한 별도의 장치가 필요하게 되어 안테나의 전체크기가 커지고 높이가 높아진다고 하는 또다른 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자화가능한 원형의 금속재질에 다수개의 요철(凹凸)을 형성하고 솔레노이드(solenoid)를 감아 전자석을 구성한 고정자(stator)와, 상기 고정자의 외주연에구비되는 회전자(rotor)로서 안테나 소자와 일체형으로 구성되되 내주면에 영구자석을 구비함으로써 안테나와 구동체가 직결되는 캡스턴 스텝 모터(Capstan step motor)를 이용하여 안테나의 높이를 낮추고, 회전 반경을 감소시켜 소형화한 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 위성방송 수신용 접시형 안테나의 외관도.
도 1b는 종래 기술에 따른 위성방송 수신용 평판형 안테나의 외관도.
도 1c는 종래 기술에 따른 이동체용 위성 안테나의 구성을 나타내는 내부 평면도.
도 2는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 일실시예를 나타내는 내부 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 일측 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11. 접시형 안테나 12, 22, 312, 412. 저잡음 다운 컨버터
13. 지지대 14. 평판형 안테나
15. 모터 16. 감속벨트
17, 323. 접속 콘넥터 18, 24, 321. 몸체
19. 고정수단 21, 311, 411. 안테나
23, 315. 회전자 25, 322. 케이블
26, 317. 고정자 313, 413. 회전 커플러
314. 레이돔 316. 영구자석
318. 솔레노이드 319. 베어링
320. 회전축 41. 안테나부
414. 캡스턴 스텝 모터 42. 제어부
421. 튜너 422. 수신신호레벨 검출기
423. 자이로 센서 424. 모터 구동회로
425. 입출력 인터페이스 426. 마이크로 프로세서
43. TV
이를 위해 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치는 위성신호를 수신하기 위한 안테나; 상기 안테나와 일체형으로 구성되되 위성 신호를 저잡음의 중간 주파수로 하향 변환하는 저잡음 블록 컨버터(LNB;Low Noise Block-down Converter); 상기 안테나와 일체형으로 구성되되 내주면에 영구자석을 구비하고 내부에 중공을 갖는 회전자; 상기 회전자의 내부에 조립되되 자화가능한 원형의 금속재질에 다수개의 요철을 형성하고 솔레노이드를 감아 전자석을 구성한 고정자; 상기 회전자의 중심축이 유지됨과 함께 원활한 회전이 이루어지도록 상기 고정자와 회전자 사이의 간극에 구비되는 베어링; 상기 회전자의 중심축 내부 공동에 구비되되, 상기 저잡음 블록 컨버터로부터의 중간 주파수 신호를 커플링(coupling)함과 동시에 상기 저잡음 블록 컨버터에 전원을 공급하기 위한 비접촉형 회전 커플러; 이동체의 회전 각속도를 검출하는 자이로 센서(gyro sensor); 상기 고정자와 일체형으로 구비되되 상기 구성요소들을 장착하기 위한 몸체; 상기 구성요소들을 외부환경으로부터 보호하며 상기 몸체와 조립되는 레이돔(radome); 및 상기 저잡음 블록 컨버터로부터의 신호를 수신기에 전달하고, 상기 자이로 센서로부터의 검출 신호를 받아 상기 캡스턴 스텝 모터를 제어하기 위한 제어회로부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 각부 특성 및 동작원리를 상세히 설명한다. 도 2는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 일실시예를 나타내는 내부 사시도로서, 설명을 위하여 개략적인 외형만을 도시하고 고정자와 회전자를 일부 분해한 것이다.
도 2에서 안테나(21)는 하부에 저잡음 다운 컨버터(22)와 회전자(23)가 일체형으로 구비되어 있으며, 상기 회전자 내부에는 하향(下向)으로는 저잡음 다운 컨버터로부터의 신호를 하부로 전달하고 상향(上向)으로는 저잡음 다운 컨버터에 전원을 공급하기 위해 비접촉형 회전 커플러(도시하지 않음)가 내장된다. 이때, 상기 안테나는 소정의 이득을 갖고 위성신호를 수신할 수 있는 것이면 어떠한 것이든 상관없으며 본 고안에서는 주빔이 수평면으로부터 무궁화 위성 3호의 앙각만큼 상향된 도파관 슬롯 어레이(waveguide slot array) 안테나를 사용하였다.
도 3은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 일측 단면도로서, 위성신호를 수신하기 위한 안테나(311)의 하부에 상기 위성신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 저잡음 다운 컨버터(312)가 일체형으로 접속되고, 상기 안테나의 중심부 하단에는 중공(中空)이 형성되고 회전 커플러(313)가 연결된 회전축(320) 및 내주면에 영구자석(316)이 구비되고 상기 회전축과 동심(同心)을 갖는 회전자(315)가 또한 일체형으로 접속된다.
상기 저잡음 다운 컨버터로부터의 중간 주파수 신호는 케이블((322)과 상기회전 커플러를 거쳐 접속 콘넥터(323)에 의해 외부장치와 연결된다. 상기 회전 커플러는 서로 떨어져서 배치된 반대방향의 결합판 사이에서 형성되는 결합용량을 통하여 신호를 전달하기 위한 것으로서, 공지의 기술 예를들면 대한민국 특허 제 130422호에 개시된 것 등이 사용될 수 있으며, 상기 접속 콘넥터는 일반적으로 F형 콘넥터가 사용되고 설치 위치는 안테나의 장착구조 및 외부장치와의 접속형태에 따라 다양하게 실시될 수 있는데 본 고안에서는 일실시예로써 안테나의 중심 하부에 설치하였다.
또한, 내주면에 영구자석이 구비된 상기 회전자의 안쪽에는 상기 영구자석과 대향되되 솔레노이드(318)가 형성된 전자석을 구비한 고정자(317)가 몸체(321)와 일체형으로 되어 상기 솔레노이드에 인가되는 펄스(pulse)의 수에 따라 소정의 각도를, 그리고 펄스 인가 속도에 따라 소정의 속도로 회전자가 회전하도록 되어 있으며, 상기 회전축과 고정자 사이의 간극(間隙)에는 회전자의 회전을 원활히 하기 위한 베어링(319)이 구비되고, 상기 안테나를 포함한 구성요소들을 강우 및 강설 등 외부환경으로부터 보호하기 위한 레이돔(314)이 상기 몸체와 결합된다.
도 4는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도로서 크게 안테나부(41), 제어부(42), TV(43) 등 세부분으로 나눌 수 있다. 안테나부(41)는 위성신호를 수신하는 안테나(411), 상기 위성신호를 중간 주파수로 변환하기 위한 저잡음 다운 컨버터(412), 상기 중간 주파수를 전달하기 위한 비접촉형 회전 커플러(413), 그리고 회전자가 고정자의 외부에 구비되되 펄스를 인가하여 회전각도와 회전속도를 제어할 수 있는 캡스턴 스텝 모터(414)로 구성된다. 이와같은 안테나부는 버스, 기차, 선박, 레크리에이션 차량(RV;Recreational Vehicle) 등과 같은 이동체의 외부에 장착된다.
상기 안테나부에 연결되는 제어부(42)는 신호레벨을 검출하고 이동체의 위치변화를 감지하여 안테나가 항상 위성을 지향하도록 제어하는 부분으로서, 상기 안테나부로부터의 신호는 튜너(421)를 거쳐 선택된 채널이 TV(43)에 의해 디스플레이되며, 상기 튜너에 입력되는 신호는 수신신호레벨 검출기(422)에 의해 그 레벨이 검출되어 입출력 인터페이스(425)를 통해 마이크로 프로세서(μ-processor)(426)에 전달된다.
또한, 이동체의 위치변화는 자이로 센서(gyro sensor)(423)에 의해 회전각속도가 감지되어 상기 입출력 인터페이스에 입력된다. 이와같은 구성에 의해 상기 마이크로 프로세서는 수신신호레벨 검출기(422)에 의해 최대 레벨의 위성신호를 검출하여 안테나가 위성을 지향할 수 있도록 모터 구동회로(424)를 통해 상기 캡스턴 스텝 모터를 제어하고, 상기 자이로 센서에 의한 이동체의 위치변화에 대해 이동체의 회전방향과 반대 방향으로 동일한 각도만큼 안테나를 회전시켜 위성신호가 차단되지 않도록 제어한다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 일실시예나 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서, 예를들면 상기 제어부(42)가 안테나부(41)의 여유 공간에 내장되거나, 상기 제어부가 셋톱박스(set-top box)(도시되지 않음)에 내장되는 것과 같은 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
따라서, 전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 안테나가 차량 등의 이동체에 장착되어 이동중에도 위성신호를 수신할 수 있도록 하되, 안테나와 직결된 캡스턴 스텝 모터를 이용함으로써 안테나의 회전 반경이 작아지므로 안테나의 크기가 작아지고, 또한 안테나를 저자세형으로 구현할 수 있다고 하는 효과를 가진다.
Claims (5)
- 위성방송 수신용 안테나에 있어서,위성신호를 수신하기 위한 안테나;상기 안테나와 일체형으로 구성되되 위성신호를 저잡음의 중간 주파수로 하향 변환하는 저잡음 블록 컨버터;상기 안테나와 일체형으로 구성되되 내주면에 영구자석을 구비하고 내부에 중공을 갖는 회전자;상기 회전자의 내부에 조립되되 자화가능한 원형의 금속재질에 다수개의 요철을 형성하고 솔레노이드를 감아 전자석을 구성한 고정자;상기 회전자의 중심축이 유지됨과 함께 원활한 회전이 이루어지도록 상기 고정자와 회전자 사이의 간극에 구비되는 베어링;상기 회전자의 중심축 내부 공동에 구비되되, 상기 저잡음 블록 컨버터로부터의 중간 주파수 신호를 커플링함과 동시에 상기 저잡음 블록 컨버터에 전원을 공급하기 위한 비접촉형 회전 커플러;이동체의 회전 각속도를 검출하는 자이로 센서;상기 고정자와 일체형으로 구비되되 상기 구성요소들을 장착하기 위한 몸체;상기 구성요소들을 외부환경으로부터 보호하며 상기 몸체와 조립되는 레이돔(radome); 및 상기 저잡음 블록 컨버터로부터의 신호를 수신기에 전달하고, 상기 자이로 센서로부터의 검출 신호를 받아 상기 캡스턴 스텝 모터를 제어하기 위한 제어회로부를 포함하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안테나는,안테나 소자와 회전체를 직결하여 안테나를 저자세형으로 구현하고, 상기 안테나가 차량 등의 이동체에 장착되어 이동중에도 위성신호를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안테나는,안테나 소자와 저잡음 다운 컨버터가 일체형으로 결합되되, 상기 안테나 소자와 회전체를 직결하여 안테나를 소형화하는 것을 특징으로 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 안테나는,안테나 소자와 저잡음 다운 컨버터가 일체형으로 결합되고, 상기 안테나 소자와 회전체를 직결하되, 모터 구동회로와 제어회로가 내장되어 일체화되는 것을 특징으로 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 캡스턴 스텝 모터는,내주면에 영구자석이 구비된 회전자와, 상기 회전자의 안쪽에 영구자석과 대향되도록 솔레노이드가 형성된 고정자를 구비하되, 상기 회전자가 상기 솔레노이드에 인가되는 펄스의 수와 펄스 인가 속도에 따라 소정의 각도를 소정의 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치.
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| KR2020010028811U KR200259666Y1 (ko) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 캡스턴 스텝 모터를 이용한 이동체용 위성 안테나 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR200259666Y1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100407477B1 (en) * | 2002-11-16 | 2003-12-03 | Ns System Co Ltd | Apparatus for controlling mobile satellite antenna using ultrasonic motor |
| KR102519958B1 (ko) * | 2022-02-28 | 2023-04-11 | 주식회사 아이삭 | 차량용 레이더 탐지시스템 및 탐지방법 |
| KR102623582B1 (ko) | 2023-08-04 | 2024-01-11 | (주)글로벌코넷 | 휴대가 간편한 플립형 빔 조향 위상배열 안테나 장치 |
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2001
- 2001-09-18 KR KR2020010028811U patent/KR200259666Y1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR100407477B1 (en) * | 2002-11-16 | 2003-12-03 | Ns System Co Ltd | Apparatus for controlling mobile satellite antenna using ultrasonic motor |
| KR102519958B1 (ko) * | 2022-02-28 | 2023-04-11 | 주식회사 아이삭 | 차량용 레이더 탐지시스템 및 탐지방법 |
| KR102623582B1 (ko) | 2023-08-04 | 2024-01-11 | (주)글로벌코넷 | 휴대가 간편한 플립형 빔 조향 위상배열 안테나 장치 |
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