KR20030000539A - Unadjustable Antenna for Satellite - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무조정 가능한 인공위성용 안테나에 관한 것으로, 특히 지상의 송수신장비내 송수신점과 45°의 각도를 갖는 고이득의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사함으로써 안테나의 위치 및 방향 조정없이 지상의 고정국 또는 이동국과 정지 인공위성간에 통신을 원활히 수행할 수 있도록 한 무조정 가능한 인공위성용안테나에 관한 것이다.The present invention relates to a non-adjustable satellite antenna, in particular by radiating a high-gain narrowband beam having an angle of 45 ° with the transmission and reception point in the ground transceiver equipment in all directions in the east, west, north, north, and south of the ground without adjusting the position and orientation of the antenna The present invention relates to an unadjustable satellite for antennas that facilitates communication between a fixed station or a mobile station and a stationary satellite.
일반적으로 지구에서 적도 상공 약 36,000km의 정지궤도상으로 쏘아올린 정지 인공위성은 위성의 지구회전주기가 지구의 자전주기와 똑같은 24시간이며 이 속도로 지구를 공전함으로써 지상에서 위성을 볼 때 한 곳에 정지된 것처럼 보인다 하여 정지위성이라 한다.In general, a geostationary satellite, launched from a geostationary orbit about 36,000 kilometers above the equator, has a satellite's rotational period of 24 hours the same as the Earth's rotational cycle, orbiting the earth at this speed, causing it to stop at one point when viewing the satellite from the ground. It appears to be a geostationary satellite.
즉, 위성의 중계점으로부터 지상의 송수신점까지 두 지점 사이의 통신을 항상 고르게 유지하기 위해서는 기술적으로 그 위성이 정지위성이어야만 하는 것이다.In other words, the satellite must be a geostationary satellite in order to maintain a consistent communication between the two points from the satellite relay point to the ground transceiver station.
상기와 같은 정지 인공위성은 지구 표면을 가시거리로 두고 있어 전 지구면을 가시거리로 두기 위해서는 지구상 120°간격으로 3개의 정지 인공위성을 띄워야 하며, 이에 따라 현재에는 태평양, 대서양, 인도양의 각 상공 36,000Km 지점에 3개의 정지 인공위성을 띄워 올려 세계 어느 곳에서도 3개의 서비스 권역으로 분리 또는 연계하면서 전 세계가 가시권으로 교신 가능하도록 하고 있다.Geostationary satellites such as the above In order to keep the entire surface as visible, three geostationary satellites must be launched at intervals of 120 ° on the earth. It is possible to divide or connect with three service areas anywhere in the world, so that the whole world can communicate with each other.
종래에는 지상의 송수신장비에서 정지 인공위성과의 중계교신을 수행하려면 송수신기간에 초고이득을 갖으면서 첨예한 빔을 낼 수 있는 첨예형 지향성 안테나가 필요하였으며, 특히 지상의 송수신장비와 함께 설치된 안테나에서 방사되는 전파의 빔폭이 0.2°이내인 경우에만 중계교신이 가능하였다.Conventionally, in order to perform relay communication with a stationary satellite in a terrestrial transmission equipment, a sharp directional antenna capable of producing a sharp beam while having a very high gain in a transmission and reception period was required. Relay communication was possible only when the beam width of the radio wave was within 0.2 °.
그러나, 최근 정지 인공위성과의 통신이 디지털로 진행되어 다채널 및 고품질의 중계교신이 가능하지고 있으며, 상기와 같이 종래 지상의 송수신장비에서는첨예형 지향성 안테나를 지상의 고정국 또는 차량, 기차, 선박, 비행기 등의 이동국에 설치하여 정지 인공위성이 0.2°의 빔폭 이내에 포착되도록 그 위치 및 방향을 조정하기가 쉽지 않은 문제점이 있었다.Recently, however, communication with geostationary satellites has been carried out digitally to enable multi-channel and high-quality relay communications. As described above, in the conventional terrestrial transmission and reception equipment, a sharp directional antenna is used for fixed station or vehicle, train, ship, There is a problem that it is not easy to adjust the position and direction so that the stationary satellite is captured within a beam width of 0.2 ° by installing it in a mobile station such as an airplane.
즉, 지상의 고정국, 예를 들면 일반 가정에서 처음 설치시 첨예형 지향성 안테나를 정지 인공위성에 향하도록 그 위치 및 방향을 조정하여도 바람, 비 등에 의한 풍랑에 따른 기후 조건이나 주변 건물 등의 외부 조건의 영향으로 그 위치 및 방향이 흔들려 빔폭을 벗어나 제대로 정지 인공위성의 전파를 수신하기가 어렵다.In other words, even if the position and direction of the sharp directional antenna is set to face the stationary satellite at the time of first installation in a fixed station on the ground, for example, at home, external conditions such as weather conditions due to wind and rain or surrounding buildings Its position and direction are shaken out of the beam width, making it difficult to properly receive radio waves out of the beam width.
한편, 이동국, 즉 차량, 기차, 선박, 비행기 등의 수신장비에 설치된 안테나의 경우에는 이동중에도 정지 인공위성과의 송수신을 가능하도록 이동국의 이동 방향에 따라 안테나의 위치 및 방향을 자동으로 조정하는 전자장치를 사용하고 있으나, 이러한 전자장치가 매우 고가로서 경제적인 부담이 클 뿐만 아니라 그 형태 또한 커서 현재 별로 보급시 되지 못하는 단점이 있다.On the other hand, in the case of an antenna installed in a mobile station, that is, an antenna installed in a vehicle, a train, a ship, or an airplane, an electronic device that automatically adjusts the position and direction of the antenna according to the moving direction of the mobile station to enable transmission and reception with a stationary satellite while moving. However, such an electronic device is very expensive and the economic burden is not only large, but also its shape is large, so it is not widely available at present.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 지상의 송수신장비내 송수신점과 45°의 각도를 갖는 고이득의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사함으로써 안테나의 위치 및 방향 조정없이 정지 인공위성의 전파를 정확히 수신하여 지상의 고정국 또는 이동국과 정지 인공위성간에 통신을 원활히 수행할 수 있도록 한 무조정 가능한 인공위성용 안테나를 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the above problems, its purpose is to radiate a high-gain narrowband beam having an angle of 45 ° with the transmitting and receiving point in the ground transceiver equipment in all directions east, west, north and south, without adjusting the position and orientation of the antenna The present invention provides an antenna for unadjustable satellites that accurately receives radio waves from a stationary satellite to facilitate communication between a stationary or mobile station on the ground and a stationary satellite.
도 1은 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 구조를 보인 도면,1 is a view showing the structure of a non-adjustable satellite dish according to the present invention,
도 2는 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 빔 방사 형태를 보인 도면.Figure 2 is a view showing the beam radiation form of the unadjustable satellite antenna according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 원추1: cone
2 : 원판 반사경2: disc reflector
3 : 동축 케이블3: coaxial cable
4 : 정지 인공위성4: stationary satellite
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무조정 가능한 인공위성용 안테나는, D의 직경과 L의 길이를 갖고 있으며, 원판 반사경과 원추의 외부 도체에서 각각 출력되는 전파를 공진 주파수에 따라 동조시켜 정지 인공위성과의 통신을 위한 빔을 원편파 또는 수직편파로 방사하는 원추와, d의 직경을 갖고 있고, 상기 원추의 외부 도체와 대면하도록 위치하며, 동축 케이블을 통해 입력되는 전파를 상기 원추의 외부 도체로 출력하는 원판 반사경과, 중심 도체는 상기 원추와 연결되고, 외부 도체는 상기 원판 반사경과 연결되며, 지상의 송수신장비에 연결되어 정지 인공위성과의 통신을 위한 전파를 상기 원추와 원판 반사경으로 각각 출력하는 동축 케이블로 구성되어, 지상의 송수신장비내 송수신점과 45°의 각도를 갖는 고이득의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the non-adjustable satellite antenna of the present invention has a diameter of D and a length of L, and stops by tuning the radio waves output from the disk reflector and the outer conductor of the cone according to the resonance frequency. A cone that radiates a beam for communication with satellites in a circular or vertical polarization, and has a diameter d and is positioned to face an outer conductor of the cone, and receives a radio wave input through a coaxial cable from the outer conductor of the cone. The disk reflector and the center conductor are connected to the cone, the outer conductor is connected to the disk reflector, and is connected to the ground transmitting and receiving equipment to output radio waves for communication with the stationary satellite to the cone and the disk reflector, respectively. Consisting of coaxial cable, high-gain narrow-band beam with 45 ° angle Characterized in that the radiation to the book forward.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the antenna for unadjustable satellite according to the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 구조를 보인 도면으로서, D의 직경과 L의 길이를 갖고 있으며, 원판 반사경과 원추의 외부 도체에서 각각 출력되는 전파를 공진 주파수에 따라 동조시켜 정지 인공위성과의 통신을 위한 빔을 원편파 또는 수직편파로 방사하는 원추(1)와, d의 직경을 갖고 있고, 상기 원추(1)의 외부 도체와 대면하도록 위치하며, 동축 케이블을 통해 입력되는 전파를 상기 원추(1)의 외부 도체로 출력하는 원판 반사경(2)과, 지상의 송수신장비에 연결되어 정지 인공위성과의 통신을 위한 전파를 상기 원추(1)와 원판 반사경(2)으로 각각 출력하는 동축 케이블(3)로 구성된다.1 is a view illustrating a structure of an unadjustable satellite antenna according to the present invention, which has a diameter of D and a length of L, and tunes radio waves output from a disk reflector and an outer conductor of a cone according to a resonance frequency. A cone (1) that radiates a beam for communication with a stationary satellite in circular or vertical polarization, and has a diameter of d and is positioned to face an outer conductor of the cone (1) and is input through a coaxial cable. The disk reflector 2 which outputs the radio wave to the outer conductor of the cone 1 and the radio wave for communication with a stationary satellite connected to the ground transmitting and receiving equipment, respectively, and output the radio wave to the cone 1 and the disk reflector 2, respectively. It is composed of a coaxial cable (3).
이때, 상기 동축 케이블(3)의 중심 도체는 상기 원추(1)와 연결되고, 상기동축 케이블(3)의 외부 도체는 상기 원판 반사경(2)과 연결되게 된다.At this time, the center conductor of the coaxial cable 3 is connected to the cone 1, the outer conductor of the coaxial cable 3 is connected to the disc reflector 2.
도 2는 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 빔 방사 형태를 보인 도면이다.2 is a view showing a beam radiation form of the antenna for non-adjustable satellite according to the present invention.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 안테나는, 도 2에 도시된 바와 같이 지상의 송수신장비내 송수신점(R)과 45°의 각도를 갖는 고이득의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사함으로써 처음 안테나 설치 후 그 위치 및 방향을 전혀 조정하지 않고도 정지 인공위성(4)과의 통신을 원활히 수행할 수 있다.As described above, the non-adjustable satellite antenna according to the present invention comprises a high-gain narrowband beam having an angle of 45 ° with a transmission / reception point (R) in a ground transceiver system as shown in FIG. 2. By radiating with the antenna, it is possible to perform communication with the stationary satellite 4 smoothly without first adjusting the position and direction after the antenna is installed.
상기와 같이 구성된 본 발명의 무조정 가능한 인공위성용 안테나의 동작을 도 2를 참고하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the non-adjustable satellite dish of the present invention configured as described above with reference to FIG.
본 발명에 의한 무조정 가능한 인공위성용 원추 안테나의 구조에 있어서, 동축 케이블(3)은 지상의 송수신장비에 연결되어 송수신장비로부터 입력되는 정지 인공위성(4)과의 통신을 위한 전파를 수신하여 원추(1)와 원판 반사경(2)으로 각각 출력한다.In the structure of the non-adjustable satellite antenna according to the present invention, the coaxial cable (3) is connected to the ground transmitting and receiving equipment to receive a radio wave for communication with the stationary satellite (4) input from the transmitting and receiving equipment to the cone ( 1) and the disk reflector 2 respectively.
이어, 원추(1)의 외부 도체와 대면하도록 위치한 원판 반사경(2)은 상기 동축 케이블(4)을 통해 입력되는 전파를 상기 원추(1)의 외부 도체로 출력한다.Subsequently, the disc reflector 2 positioned to face the outer conductor of the cone 1 outputs the radio wave input through the coaxial cable 4 to the outer conductor of the cone 1.
이후, 원추(1)에서는 상기 원판 반사경(2)에서 출력되는 전파와 원추(1)의 외부 도체에서 출력되는 전파를 각각 공진 주파수에 따라 동조시켜 정지 인공위성과(4)의 통신을 위한 원편파 또는 수직편파의 빔을 도 2에 도시된 바와 같이 지상의 송수신장비내 송수신점(R)과 45°의 각도를 갖도록 동서남북 전방향으로 방사한다.Subsequently, in the cone 1, the radio wave output from the disk reflector 2 and the radio wave output from the outer conductor of the cone 1 are tuned according to the resonant frequency, respectively. As shown in FIG. 2, the vertically polarized beam is radiated in all directions from east to west to north and south to have an angle of 45 ° with the transmission / reception point R in the ground transceiver.
여기서, 도 2에 도시된 △θ는 0.2°의 빔폭을 말한다.Here, Δθ shown in FIG. 2 refers to a beam width of 0.2 °.
상기와 같이 45°의 안테나 빔안각을 갖는 빔의 방사를 위해서는 상기 원추(1)의 직경(D) 및 길이(L)와 상기 원판 반사경(2)의 직경(d) 값을 어떠한 값으로 설정하는냐 하는 것이 매우 중요하다.What is the value of the diameter (D) and length (L) of the cone (1) and the diameter (d) of the disc reflector (2) for radiation of a beam having an antenna beam angle of 45 ° as described above? It is very important to.
본 발명에서는 상기 원추(1)의 직경(D)을∼로 하고, 길이(L)를∼λ로 하며, 상기 원판 반사경(2)의 직경(d)을로 각각 설정한다. 이때, λ는 안테나의 사용파장을 말한다.In the present invention, the diameter (D) of the cone (1) To Let length (L) Let λ be the diameter d of the disc reflector 2 Set each to. In this case, λ refers to the wavelength used of the antenna.
상기와 같이 본 발명에서는 지상의 송수신장비내 송수신점(R)과 45°의 각도를 갖는 고이득, 약 15dB 이상의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사함으로써 지상의 송수신장비와 함께 설치되는 안테나의 위치 및 방향을 정지 인공위성이 0.2°의 빔폭 이내에 포착되도록 조정할 필요가 없으며, 특히 이동국의 경우에도 안테나의 자동 위치 및 방향 조정없이 정지 인공위성과의 통신을 원활히 수행할 수 있다.In the present invention as described above, the position of the antenna installed with the transmission equipment on the ground by radiating a high-gain, about 15 dB or more narrowband beam having an angle of 45 ° with the transmission and reception point (R) in the ground transmission equipment in all directions from east to west And it is not necessary to adjust the direction so that the stationary satellite is captured within a beam width of 0.2 °, and even in the case of a mobile station, it is possible to smoothly communicate with the stationary satellite without automatic positioning and orientation of the antenna.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 원추와, 이 원추의 외부 도체와 대면하도록 위치한 원판 반사경을 통해 무조정 가능한 인공위성용 안테나를 구현하고, 이러한 안테나를 통해 지상의 송수신장비내 송수신점과 45°의 각도를 갖는 고이득의 협대역 빔을 동서남북 전방향으로 방사함으로써 안테나의 위치 및 방향 조정없이 정지 인공위성의 전파를 정확히 수신하여 지상의 고정국 또는 이동국과 정지 인공위성간에 통신을 원활히 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention implements a non-adjustable satellite antenna through a cone and a disk reflector positioned to face the outer conductor of the cone, and through this antenna the transmission and reception points of the ground transceiver equipment and the 45 ° By radiating a high-gain narrow-band beam with an angle in all directions from east to west and north to north, it is possible to accurately receive radio waves of the stationary satellite without adjusting the position and direction of the antenna, thereby enabling smooth communication between stationary or mobile stations on the ground and the stationary satellite. have.
또한, 종래 안테나의 위치 및 방향 조정을 위해 별도로 사용하던 고가의 전자장치를 사용할 필요가 없으므로 비용면에 있어서도 획기적으로 경제적인 효과가 있다.In addition, since there is no need to use an expensive electronic device used separately for adjusting the position and direction of the conventional antenna, there is a significant economic effect in terms of cost.
Claims (2)
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| KR1020010036566A KR20030000539A (en) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Unadjustable Antenna for Satellite |
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Publications (1)
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| KR20030000539A true KR20030000539A (en) | 2003-01-06 |
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| KR1020010036566A KR20030000539A (en) | 2001-06-26 | 2001-06-26 | Unadjustable Antenna for Satellite |
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| KR (1) | KR20030000539A (en) |
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