KR20030024285A - 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치및 그 방법 - Google Patents

위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치및 그 방법 Download PDF

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KR20030024285A KR1020010057348A KR20010057348A KR20030024285A KR 20030024285 A KR20030024285 A KR 20030024285A KR 1020010057348 A KR1020010057348 A KR 1020010057348A KR 20010057348 A KR20010057348 A KR 20010057348A KR 20030024285 A KR20030024285 A KR 20030024285A
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정승우
정병현
박종흥
이성팔
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한국전자통신연구원
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    • H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
    • H03F3/602—Combinations of several amplifiers

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 통신방송 위성에서 지상으로 송출되는 하향링크 신호와 관련하여 고출력 증폭기의 동작점 결정을 고출력 증폭기의 앞단에 위치하고 있는 채널 증폭기에 직류(DC : Direct Current) 전압 변환부를 추가함으로써, 이를 통한 신호정보를 이용하여 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 고출력 증폭기 동작점 판단 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위하여, 채널 증폭기의 출력전력을 커플링하여 직류(DC) 전압으로 변환시키는 위성중계기내의 DC 전압 변환수단; 위성 발사전에, 위성중계기 전체 채널에 대하여, 고정이득모드 혹은 자동레벨제어모드 각각에 대해 할당된 커맨드 스텝별로 상기 채널 증폭기의 DC 전압레벨과 상기 고출력 증폭기의 출력전력값을 상호 연관시켜 기록하고 있는 관제국내의 저장수단; 및 위성 발사후에, 상기 DC 전압 변환수단에서 측정된 DC 전압레벨을텔레메트리 정보로 하여, 상기 저장수단을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 상기 관제국내의 동작점 판단수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 위성통신 시스템 등에 이용됨.

Description

위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치 및 그 방법{Operating Point Determination Apparatus and method for High Power Amplifier of Communication and Broadcasting Satellite Transponder}
본 발명은 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치 및 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 통신방송 위성에서 지상으로 송출되는 하향링크 신호와 관련하여 고출력 증폭기의 동작점 결정을 고출력 증폭기의 앞단에 위치하고 있는 채널 증폭기에 직류(DC : Direct Current) 전압 변환부를 추가함으로써, 이를 통한 신호정보를 이용하여 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 것이다.
어느 중계기 채널이던지, 해당 중계기 채널을 공유하는 지구국들의 자체 송신 전력 운용 변화, 반송파 수의 변화, 강우에 따른 기상 변화 등에 의한 지구국에서 위성으로 전송되는 신호 세기의 변화 등으로 고출력 증폭기의 동작점은 가변되기에 관제국에서는 실시간으로 고출력 증폭기의 동작점을 파악하고 있어야 한다.
한편, 위성에서 운용되고 있는 비선형 고출력 증폭기의 동작점 결정에 대한 시스템 및 방법과 관련하여 미합중국 특허등록번호 "5,731,993"호의 "Nonlinear Amplifier Operating Point Determination System and Method"(1998.3.24 등록)에 개시되어 있는 바, 이에 따르면 먼저 중계기내의 고출력 증폭기의 동작점을 검출하기 위해서는 각 채널별로 고출력 증폭기들의 앞단에 하나씩의 테스트 신호원을 탑재시키고, 또한 테스트 신호원과 주 신호원을 결합하기 위한 결합소자도 하나씩 추가적으로 탑재시켜 출력 멀티플렉서로부터의 신호를 중계기에 배치시킨 신호 분석기를 이용하여 동작점을 결정하며, 다음 위성체에 추가적인 안테나를 배치시켜, 송신안테나로부터 송신되고 있는 신호원을 수신함으로써 위성탑재체에 설치된 신호분석기로 해석한다. 두 경우 모두 위성체에 추가적인 기계적 장치를 탑재시켜야 하는 비 경제적인 영향을 초래할 수 있고 제시된 방법은 시간분할다중방식(Time Division Multiple Access)에서만 동작점의 추출이 가능해진다.
현재, 지상 36,000km 상공의 정지궤도에 위치하고 있는 위성체내의 고출력 증폭기의 출력전력을 지상에서 직접적으로 검출하기 위해서는 위성체 자체의 동작환경변화, 강우에 따른 전송손실의 변화, 측정장비 시스템의 오차 등으로 인하여 정확히 알 수가 없다. 이를 해결하기 위해서, 고출력 증폭기는 자체적으로 출력레벨에 대한 텔레메트리(Telemetry) 신호를 관제국으로 보내어 고출력 증폭기의 상태를 파악하게 된다. 통신방송위성에서는 고출력 증폭기로 주로 TWTA(Traveling Wave Tube Amplifier)를 사용하며, 이 경우에서는 "Anode Voltage"나 "Helix current"의 텔레메트리를 이용하여 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력레벨을 판단하지만, 실제적으로는 그 분별도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 통신방송 위성에서 지상으로 송출되는 하향링크 신호와 관련하여 고출력 증폭기의 동작점 결정을 고출력 증폭기의 앞단에 위치하고 있는 채널 증폭기에 직류(DC : Direct Current) 전압 변환부를 추가함으로써, 이를 통한 신호정보를 이용하여 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 고출력 증폭기 동작점 판단 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 위성통신 시스템의 구성 예시도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 통신방송 위성 중계장치의 구성 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 채널 증폭기의 일실시예 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 상관테이블 작성 과정에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
25a : 채널 증폭기310a 내지 310e : 증폭기
320a 내지 320e : 감쇠기330 : 신호검출부
340 : 다중 연산증폭기(OP Amp)351 : 고정이득모드(FGM) 제어부
352 : 자동레벨제어부(ALC)360 : DC 전압 변환부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위하여, 채널 증폭기의 출력전력을 커플링하여 직류(DC) 전압으로 변환시키는 위성중계기내의 DC 전압 변환수단; 위성 발사전에, 위성중계기 전체 채널에 대하여, 고정이득모드 혹은 자동레벨제어모드 각각에 대해 할당된 커맨드 스텝별로 상기 채널 증폭기의 DC 전압레벨과 상기 고출력 증폭기의 출력전력값을 상호 연관시켜 기록하고 있는 관제국내의 저장수단; 및 위성 발사후에, 상기 DC 전압 변환수단에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 저장수단을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 상기 관제국내의 동작점 판단수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 방법은, 위성통신 시스템에 적용되는 고출력 증폭기 동작점 판단 방법에 있어서, 위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여, 채널 증폭기 내부 회로에 채널 증폭기의 출력전력레벨을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 회로를 구비하는 제 1 단계; 위성 발사전에, 상기 채널 증폭기의 커맨드 스텝별 테스트시, 고정이득모드(FGM) 및 자동레벨제어(ALC) 모드에 걸쳐 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 직류 전압을 측정하여, 상기 채널 증폭기의 직류 전압값과 상기 고출력 증폭기의 출력 전력값에 따라 상관테이블을 작성하는 제 2 단계; 및 위성 발사후, 상기 DC 전압 변환 회로에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 상관테이블을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 프로세서를 구비한 위성통신 시스템에, 위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여, 위성 발사전에, 상기 채널 증폭기의 커맨드 스텝별 테스트시, 고정이득모드(FGM) 및 자동레벨제어(ALC) 모드에 걸쳐 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 직류 전압을 측정하여, 상기 채널 증폭기의 직류 전압값과 상기 고출력 증폭기의 출력 전력값에 따라 상관테이블을 작성하는 제 1 기능; 및 위성 발사후, 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 회로에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 상관테이블을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 제 2 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은, 위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별의 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여 고출력 증폭기의 전단에 위치하고 있는 채널 증폭기의 정보를 이용하는 것으로서, 채널 증폭기 내부 RF(Radio Frequency) 회로에 채널 증폭기의 출력전력레벨을 DC 전압으로 변환시키는 회로를 추가하여, 이 정보를 텔레메트리로 사용되게 함으로써, 위성 발사전에 지상에서 채널 증폭기의 테스트시 전체 이득제어범위(FGM 모드) 및 레벨제어범위(ALC 모드)에 걸쳐 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 DC 전압을 측정하고, 각 경우에서의 채널 증폭기 및 고출력 증폭기의 출력 전력 값 정보들을 데이터베이스화 함으로써, 위성이 발사된 후에는 위성으로부터 수신되는 텔레메트리 신호 중 채널 증폭기 DC 전압 정보를 해석함으로써 고출력 증폭기의 운용 동작점을 측정하고, 그 출력레벨을 판단하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에서는 고출력 증폭기의 앞 단에 위치하고 있는 채널 증폭기의 출력 전력 정보를 이용하여 고출력 증폭기의 동작점을 판단하는 것으로써, 채널 증폭기 제작시 내부 회로에 채널 증폭기의 출력 전력을 커플링시켜 전압으로 변환시키는 DC 전압 정보와 고출력 증폭기의 출력 전력값의 상관성을 이용하는 방식에 관한 것이다. 본 DC 전압 정보를 텔레메트리 신호로 사용되게 하여, 관제국에서는 DC 전압 텔레메트리 정보를 분석함으로써, 실무자는 고출력 증폭기의 동작점과 출력레벨을 파악할 수 있고, 위성시스템의 운용환경 변화에 따라서 채널 증폭기에 새로운 커맨드(Command) 신호를 보냄으로써, 위성통신 시스템을 효율적으로 운영하며, 또한 고출력 증폭기의 자체적인 텔레메트리가 오동작일 경우 백업(backup)용으로도 사용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 위성통신 시스템의 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 위성통신 시스템은 다수의 통신 방송용 채널을 구비한 위성(10), 송수신 기능을 갖춘 안테나(110), RF 시험장치(120), 감시모니터(130)를 포함하며, 전체 위성통신시스템의 제어 및 감시를 위한 지상관제국(100), 교환기(32a 및 32b)나 전화기(33a 및 33b), 컴퓨터 등의 데이터 터미널(34a 및 34b) 및 팩시밀리(35a 및 35b) 등의 단말기에 대한 인터페이스 기능을 갖춤과 더불어 상기한 각종 단말기간의 통화기능을 제공하는 지구국(31a 및 31b), 사용자가 단독으로 방송통신채널을 수신하기 위한 사용자 단말기(20a 및 20b) 등으로 구성된다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 통신방송 위성 중계장치의 구성 예시도이다.
도 2의 "10"은 다수의 통신 방송용 채널을 구비한 인공위성체내의 통신방송위성 중계기이며, "29"는 안테나부로서 OMT(Ortho Mode Transducer)(291), 피더혼(292) 및 반사판(293)으로 구성되며, 수신안테나로부터의 신호는 입력 필터부(21), 수신부(2-FOR-1)(22), N 채널 입력 멀티플렉서(23), 입력 스위치부(M-for-N)(24)를 통과한 후, 채널화된 신호들이 채널 증폭기(25a 내지 25m), 고출력 증폭기(26a, 내지 26m)에서 각기 증폭된 이후에 출력 스위치부(M-for-N)(27)를 통과한 후, N 채널 출력 멀티플렉서(28)에서 모두 결합된 후 송신안테나를 통하여 지상으로 전송된다.
도 1에서의 지구국들(31a 및 31b)은 방송통신위성 중계기의 한 채널을 단독으로 혹은 여러 지구국이 하나의 채널을 공유하여 사용할 수 있다. 다수의 반송파가 중계기의 채널에 입력될 경우 고출력 증폭기(도 2의 26a 내지 26m)의 동작점이포화점 영역에 가까워질수록 진폭/진폭(AM/AM), 진폭/위상(AM/PM)의 비선형 특성이 심각해지며 반송파간의 혼변조적(Inter-modulation Product)이 심각해지기 때문에 고출력 증폭기의 동작점을 적절한 지점으로 백-오프(Back-off)하여 동작하도록 한다. 상기 언급한 인터모듈레이션(Intermodulation) 등의 영향을 방지하기 위하여 지상관제국에서는 각 채널의 고출력 증폭기의 동작점을 항상 파악하고 있어야 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 채널 증폭기의 일실시예 구성도로서, DC 전압 변환부가 부가된 채널 증폭기의 일예를 나타낸 것이다.
우선, 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위해서는, 도 3에 도시된 바와 같이 채널 증폭기(25a)에 DC 전압 변환부(360)를 부가한다.
본 발명에 따른 고출력 증폭기 동작점 판단 장치는, 고출력 증폭기(도 2의 26a)의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위하여, 채널 증폭기(25a)의 출력전력을 커플링하여 직류(DC) 전압으로 변환시키는 위성중계기(도 2의 10)내 채널 증폭기(25a)에 부가된 DC 전압 변환부(360)와, 위성 발사전에, 위성중계기(도 2의 10) 전체 채널에 대하여, 고정이득모드(FGM) 혹은 자동레벨제어(ALC)모드 각각에 대해 할당된 커맨드 스텝별로 채널 증폭기(25a)의 DC 전압레벨과 고출력 증폭기(도 2의 26a)의 출력전력값을 상호 연관시켜 기록하고 있는 지상관제국(도 1의 100)내의 데이터베이스(도면에 도시되지 않음)와, 위성 발사후에, DC 전압 변환부(360)에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 데이터베이스에 저장된 해당 채널의고출력 증폭기(도 2의 26a)의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 지상관제국(도 1의 100)내의 RF 시험장치(도 1의 120)를 포함한다.
그럼, 고출력 증폭기(도 2의 26a)의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위하여, DC 전압 변환부(360)가 부가된 채널 증폭기(25a)에 대해 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 채널 증폭기(25a)는 증폭기(310a 내지 310e), 감쇠기(320a 내지 320e), 신호검출부(330)와, 다중 연산증폭기(OP Amp)(340), 고정이득모드(FGM) 제어부(351)와, 자동레벨제어부(ALC)(352)와 DC 전압 변환부(360)를 구비한다.
즉, 본 발명에서는 신호검출부(330)에서 커플링된 값에 대한 미약한 신호를 일차적으로 다중 연산증폭기(OP Amp)(340)로 증폭시킨 후, 이 신호의 크기에 따라 DC 전압으로 변환시키는 DC 전압 변환부(360)를 채널 증폭기(25a)에 부가함으로써, 외부 커맨드(Command) 신호에 의해 선택되는 FGM 및 ALC 모드 두 경우에 대해서도 채널 증폭기(25a)의 출력전력레벨에 대한 DC 전압의 정보를 획득하게 하고, 또한 DC 전압 변환부(360)에서 변환된 전압신호가 텔레메트리(Telemetry) 신호로 사용되도록 한다.
일반적으로, 채널 증폭기(25a)는 FGM의 경우는 약 32dB 정도의 이득 변화 제어를 가능하게 하고, ALC 모드의 경우는 약 16dB 정도의 범위에서 설정 커맨드 스텝(Command step)에 따른 일정한 출력 값을 유지하도록 설계되어 있으며, 출력전력에 대한 DC 전압의 상관 정확도는 설계된 채널 증폭기가 보유하는 커맨드 스텝 수에 따라 달라지게 할 수 있다.
위성에서의 아날로그 전압 신호는 주로 0 ~ 5 볼트(Volt)의 범위를 가지므로, 채널 증폭기(25a)의 출력전력레벨에 상응하는 DC 전압 값을 0 ~ 5 볼트 값을 가지도록 설계할 경우 8비트 어드레스의 텔레메트리 데이터를 가지게 할 때 출력 전력을 256 단계로 세분화할 경우 고출력 증폭기(26a)의 출력전력레벨의 분별도를 충분히 구현할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 고출력 증폭기의 동작점을 판단하기 위한 상관테이블 작성 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
우선, 위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여, 채널 증폭기 내부 RF 회로에 채널 증폭기의 출력전력레벨을 DC 전압으로 변환시키는 회로를 구비한다(401).
이어서, FGM 혹은 ALC 모드를 선택한 후(402), 커맨드 스텝별로 테스트한다(403). 채널 증폭기의 테스트시, 고정이득모드(FGM) 및 자동레벨제어(ALC) 모드에 걸쳐 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 DC 전압을 측정한다(404 내지 407).
이후, 각 경우에서의 채널 증폭기 DC 전압값과 고출력 증폭기의 출력 전력값에 따른 정보들을 상관테이블에 데이터베이스화하여 고출력 증폭기의 운용 동작점과 그 출력 레벨값을 작성한다(408).
상기의 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 채널 증폭기 내부 RF 회로에 채널 증폭기의 출력전력을 DC 전압으로 변환시키는 회로를 구비하는 과정(401)을 살펴보면, 우선 상기 도 3의 다중 연산증폭기(340)와 DC 전압 변환부(360)를 배치시킨다.
여기서, DC 전압 변환부(360)의 입력으로는 신호검출부(330)로부터의 신호가 다중 연산증폭기(340)를 통과하여 적절히 증폭된 신호가 입력된다. 이 신호가 DC 전압 변환부(360)를 통과하게 된다.
상기 도 3의 일반적인 채널 증폭기(25a)는 고정이득모드(Fixed Gain Mode)와 자동레벨제어(Automatic Level Control)의 두 가지 기능을 가지고 있다. 이의 실현을 위하여, 채널 증폭기(25a)는 내부에 고정이득모드 제어부(351)과 자동레벨제어부(352)의 기능을 가지고 있으며, 실제 운용시에는 두 개 중에서 하나의 모드만을 사용하게 된다.
이와 같은 이유로 인하여, 도 4의 (402)과정에서와 같이 FGM 혹은 ALC 모드에 대한 선택 기능을 가져야 한다. 도 4의 (403)과정에서는 FGM과 ALC 각각에 대하여 할당된 커맨드 스텝(Command Step)을 고정이득모드 제어부(351)와 자동레벨 제어부(352)를 통하여 설정함으로써 채널 증폭기(25a)의 RF 입력에 대한 RF 출력을 가변시킴으로써 위성의 운용환경에 따라서 적절하게 RF 출력을 가변시킨다.
FGM의 경우는, 각 커맨드 스텝에 따라서 감쇠기(320a, 320b, 320c)의 상태를 변화시킴으로써 RF 출력전력값을 다르게 획득할 수 있게 하고, ALC의 경우에는 감쇠기(320a, 320b, 320c, 320d, 320e)의 상태를 변화시킴으로써 RF 출력전력 값을 다르게 획득할 수 있게 된다.
이와 같이, 각 커맨드 스텝에 따라서 상기 도 2의 채널 증폭기(25a)의 RF 입력에 대하여 고출력 증폭기(26a)의 출력전력을 전력 메터(Power Meter)나 스펙트럼 분석기(Spectrum analyzer)를 통하여 측정할 수 있게 된다.
도 4의 (405)과정은 FGM 혹은 ALC에 대하여 실시한 전체 커맨드 스텝에 따른 채널 증폭기(25a)내의 DC 전압 변환부(360)에서 측정한 DC전압과 해당 고출력 증폭기에서의 출력전력을 측정하고 기록한다.
상기 도 4의 (406)과정과 (407)과정은 전체 커맨드 스텝에 대하여 상기 과정을 반복하기 위한 과정이다. 모든 커맨드 스텝에 대하여 (405)과정이 완료되면 (408)과정에서와 같이 커맨드 스텝 넘버(Command Step Number)에 대한 상관 테이블을 작성하게 된다. 이 테이블에는 FGM 및 ALC 모드에 대한 각 커맨드 스텝별 채널 증폭기의 DC전압과 고출력 증폭기의 출력전력이 기록된다.
상기의 과정은 도 2에 나타내었듯이, 채널 증폭기(25a,…,25m)와 고출력 증폭기(26a,…,26m)의 각 쌍에 대하여 수행을 하여야 한다. 이렇게 함으로써, 위성중계기 전체 채널에 대하여 채널 증폭기의 DC 전압레벨과 고출력 증폭기의 출력전력값을 데이터베이스화할 수가 있다.
상기 도 3의 DC 전압변환부(360)에서 추출한 DC 전압의 결과가 하향링크의 텔레메트리 신호로 사용되게 함으로써, 각각의 위성중계기 채널에 대한 각 채널 증폭기에서 전송되는 DC 전압 데이터를 지상의 관제국에서는 실시간으로 받아봄으로써, 도 4의 (408)과정에서 획득한 상관테이블을 통하여 현재 위성중계기의 각 고출력 증폭기의 출력전력 동작점을 추론할 수 있다.
이와 같이, 도 4는 본 발명에서 제시한 방법을 사용하여 채널 증폭기의 출력전력 레벨에 따른 채널 증폭기의 DC 전압값과 고출력 증폭기의 출력 레벨값을 검출하기 위한 것으로서, 위성발사 전에 수행되는 작업이다. 이를 통하여 획득된 데이터를 바탕으로 위성이 정지궤도에서 운용될 때 관제국에서는 채널 증폭기의 DC 전압 텔레메트리를 감시함으로써 해당 채널 고출력 증폭기의 동작점을 판단하여 위성시스템 환경변화에 따라서 중계기를 효율적으로 운용할 수 있다.
즉, 통신방송위성 중계기내의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위해서, 지상에서 채널 증폭기의 제작시에 DC 전압 변환부를 채널 증폭기에 부착하게 하고, 또한 발사전 통신방송위성중계기의 테스트시에 고정이득모드(FGM)에서는 주어진 이득 가변 변화에서 각 커맨드 스텝(Command Step)에 따른 채널 증폭기의 출력전력 레벨에 따른 DC 전압 변환부에서 측정한 DC 전압과 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호연관 사용하게 하고, 자동레벨제어(ALC) 모드에서, 주어진 레벨 제어 범위에서 각 커맨드 스텝에 따른 채널 증폭기의 출력전력 레벨에 따른 DC 전압 검출부에서 측정한 DC 전압과 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호 연관 사용하게 함으로써, 위성이 발사된 후 관제국에서는 채널 증폭기 자체만의 텔리메트리 정보만으로도 해당 채널의 고출력 증폭기의 운용 동작점을 판단한다.
또한, 본 발명은, TWTA에서 자체적으로 보유하고 있는 출력레벨정보 텔리메트리가 오동작일 경우에는 본 발명에서 제시된 방법으로 TWTA의 텔리메트리에 대한 백업용으로 활용할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 통신방송 위성에서 지상으로 송출되는 하향링크 신호와 관련하여 고출력 증폭기의 동작점 결정을 고출력 증폭기의 앞단에 위치하고 있는 채널 증폭기에 직류(DC) 전압 변환부를 구비함으로써, 위성이 발사된 후 관제국에서 채널 증폭기 자체만의 텔레메트리 정보만으로도 해당 채널의 고출력 증폭기의 운용 동작점을 판단할 수 있어, 고출력 증폭기의 동작점을 위성시스템의 환경변화에 따라 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 통신 방송위성에서 고출력 증폭기로서 TWTA(Traveling Wave Tube Amplifier)가 사용될 경우 출력전력 상태정보 텔레메트리로 "Anode Voltage"나 "Helix Current"를 주로 사용하지만 각 출력 레벨에 대한 분별도가 떨어지는 단점을 극복할 수 있으며, TWTA에서 자체적으로 보유하고 있는 출력레벨정보 텔레메트리가 오동작일 경우에는 본 발명에서 제시된 방법으로 TWTA의 텔레메트리에 대한 백업용으로 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하기 위하여, 채널 증폭기의 출력전력을 커플링하여 직류(DC) 전압으로 변환시키는 위성중계기내의 DC 전압 변환수단;
    위성 발사전에, 위성중계기 전체 채널에 대하여, 고정이득모드 혹은 자동레벨제어모드 각각에 대해 할당된 커맨드 스텝별로 상기 채널 증폭기의 DC 전압레벨과 상기 고출력 증폭기의 출력전력값을 상호 연관시켜 기록하고 있는 관제국내의 저장수단; 및
    위성 발사후에, 상기 DC 전압 변환수단에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 저장수단을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 상기 관제국내의 동작점 판단수단
    을 포함하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장수단은,
    위성발사전에, 고정이득모드에서는 주어진 이득 가변 변화에서 각 커맨드 스텝에 따른 상기 채널 증폭기의 출력전력 레벨에 따른 상기 DC 전압 변환수단에서 측정한 DC 전압과 상기 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호 연관시켜 저장하고 있고, 자동레벨제어 모드에서는 주어진 레벨 제어 범위에서 각 커맨드 스텝에 따른 상기 채널 증폭기의 출력전력 레벨에 따른 상기 DC 전압 변환수단에서 측정한 DC 전압과 상기 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호 연관시켜 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 장치.
  3. 위성통신 시스템에 적용되는 고출력 증폭기 동작점 판단 방법에 있어서,
    위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여, 채널 증폭기 내부 회로에 채널 증폭기의 출력전력레벨을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 회로를 구비하는 제 1 단계;
    위성 발사전에, 상기 채널 증폭기의 커맨드 스텝별 테스트시, 고정이득모드(FGM) 및 자동레벨제어(ALC) 모드에 걸쳐 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 직류 전압을 측정하여, 상기 채널 증폭기의 직류 전압값과 상기 고출력 증폭기의 출력 전력값에 따라 상관테이블을 작성하는 제 2 단계; 및
    위성 발사후, 상기 DC 전압 변환 회로에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 상관테이블을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 제 3 단계
    를 포함하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 직류(DC) 전압은,
    텔레메트리(Telemetry) 신호로 사용되는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 고정이득모드(FGM)는,
    소정의 이득 가변 변화에서 각 커맨드 스텝에 따른 상기 채널 증폭기의 출력전력 레벨, 이에 상응하는 직류 전압 변환부에서 측정한 직류 전압과 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호 연관 사용하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 자동레벨제어(ALC) 모드는,
    소정의 레벨 제어 범위에서 각 커맨드 스텝에 따른 상기 채널 증폭기의 출력전력 레벨, 이에 상응하는 직류 전압 변환부에서 측정한 직류 전압과 고출력 증폭기의 출력레벨 데이터를 상호 연관 사용하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고출력 증폭기는,
    진행파관증폭기(TWTA)에서 자체적으로 보유하고 있는 출력레벨정보 텔리메트리가 오동작될 경우 TWTA의 출력전력정보에 대한 백업(Backup)용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 텔리메트리는,
    관제국에서 수신한 채널 증폭기의 직류 전압 텔레메트리 정보를 이용하여 상기 고출력 증폭기의 동작점을 판단 및 동작점을 변동하게 하는 것을 특징으로 하는 위성통신 시스템에서의 고출력 증폭기 동작점 판단 방법.
  9. 프로세서를 구비한 위성통신 시스템에,
    위성에서 지구국으로 송출되는 하향링크 신호에 대하여 각 채널별 송신전력레벨 및 고출력 증폭기의 동작점 정보를 알기 위하여, 위성 발사전에, 상기 채널증폭기의 커맨드 스텝별 테스트시, 고정이득모드(FGM) 및 자동레벨제어(ALC) 모드에 걸쳐 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨에 따른 직류 전압을 측정하여, 상기 채널 증폭기의 직류 전압값과 상기 고출력 증폭기의 출력 전력값에 따라 상관테이블을 작성하는 제 1 기능; 및
    위성 발사후, 상기 채널 증폭기의 출력전력레벨을 직류(DC) 전압으로 변환시키는 회로에서 측정된 DC 전압레벨을 텔레메트리 정보로 하여, 상기 상관테이블을 바탕으로 해당 채널의 고출력 증폭기의 동작점 및 출력전력 레벨을 판단하는 제 2 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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