KR200356630Y1 - 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 안테나에 생기는 상고대 현상을 방지하기 위하여 안테나의 전파방사기 외관을 열선으로 감는 한편, 상기 안테나 주변의 온도가 일정 온도 이하로 떨어지는 경우 상기 열선에 전원을 가하여 발열시키기 위한, 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 고안은 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치에 있어서, 안테나를 감기 위한 열선(10), 상기 열선을 상기 안테나에 고정시키기 위한 고정기(Hose Clamp)(30); 및 상기 안테나 주변의 온도를 감지하여 일정 온도로 떨어지는 경우 자동적으로 상기 열선에 전극을 가하여 가열시키기 위한 열선 제어장치(20)를 포함한다.

Description

열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치{Apparatus For Preventing A Freezing Of Antenna Using A Hot Wire}

본 고안은 한대 지방이나 산악 지방에 설치된 각종 안테나의 결빙을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 한대 지방 또는 겨울철 산악 지방에 설치된 지상파 방송국 송신소의 안테나에는 눈, 수증기 또는 안개 등으로 인하여 정재파비(VSWR)이 증가하게 되고 이로 인하여 방송사고 등이 발생하고 있다. 이때, 상기 정재파비(VSWR)이란, 송신하는 출력과 어떤 원인으로 되돌아오는 출력의 비로써, 이상적인 정재파비는 반사파가 없는 1 인 경우라 할 수 있으나, 상기와 같은 안테나 주변의 이물질들에의하여 정재파비는 증가하고 이로 인해 각종 안테나 이득이 저하되는 문제가 발생하고 있다.

한편, 상기와 같은 눈, 수증기 또는 안개 등이 안테나에 미치는 영향은 상고대(Rime)가 안테나에 미치는 영향보다는 작다고 할 수 있는데, 상고대(rime)란 겨울철 산악지방에서 대기 중의 수증기가 승화하거나 0^oC 이하로 과냉각된 안개 등의 미세한 물방울이, 풍향과 같은 방향으로 수목이나 지표물의 표면에 부착 동결되어 생긴(자란) 결빙현상을 말한다.

이때, 상고대에는 주로 수증기의 승화로 생긴 얼음의 결정으로 이루어진 나무서리, 과냉각의 정도가 강한 물방울의 동결에 의하여 생긴 백색의 불투명한 부서지기 쉬운 연한 상고대(soft rime) 및 과냉각 정도가 약하고 입자가 큰 물방울의 동결에 의하여 생긴 반투명 또는 투명한 비교적 단단한 굳은 상고대(hard rime) 등이 있는 바, 우리나라에서는 대관령, 원주, 영월, 양평, 이천 등의 중부지방에 위치한 지상 관측 지점에서 드물게 관측되기도 하나, 주로 산악지방에서 많이 관측할 수 있는 현상이다.

즉, 상기한 바와 같은 상고대 현상으로 인하여, 산악 지방의 안테나 커버(cover)에 쌓인 눈 또는 얼음과 안테나 섹션(section) 표면의 눈 또는 얼음이 결빙, 결합(전기적 short, 전자적 차폐)하여, 안테나의 정재파비(VSWR)가 증가하여, 송신기가 셧-다운(shut-down)되는 경우가 발생하고 있다.

도 1 은 종래의 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치의 일실시예 구성도로써, 상기한 바와 같은 상고대 현상으로부터 안테나를 보호하기 위한 장치의 구성을 나타내고 있다.

즉, 도면에 도시된 바와 같이 종래의 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치는, 안테나의 전체 구성에 있어서 특히 전파를 방사 또는 흡수하기 위한 전파방사기(Element)의 파이프(1) 속에 직접 열선(니크롬선)(2)을 삽입한 후, 제어장치(3)를 통해 상기 삽입된 열선에 AC220V을 인가시켜 발열시킴으로써, 상기 전파방사기(Element)의 결빙을 제거하는 방법을 이용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치는 전파방사기의 내부 지름 및 특성에 따라 열선의 삽입이 제한될 수 있기 때문에 안테나의 일부분에 대하여만 결빙을 제거할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래의 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치는 전파방사기의 내부에 삽입된 열선으로 눈 또는 결빙을 녹이는 방법을 이용하고 있으나, 기온이 급강하 하거나 폭설이 내리는 경우에 있어서는, 상기와 같은 내부 열선만으로는 전파방사기에 쌓이는 눈 또는 결빙을 녹이기에는 역부족이라는 문제점이 있다.

또한, 전파방사기 내부에 열선을 삽입하는 상기와 같은 종래의 결빙 방지 장치는, 안테나의 특성 저하를 유발할 수 있을 뿐만 아니라, 열선에 인가되는 전력이 외부 장치로 누전되는 경우 치명적인 방송 사고를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은, 안테나에 생기는 상고대 현상을 방지하기 위하여 안테나의 전파방사기 외관을 열선으로 감는 한편, 상기 안테나 주변의 온도가 일정 온도 이하로 떨어지는 경우 상기 열선에 전원을 가하여 발열시키기 위한, 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 종래의 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치의 일실시예 구성도.

도 2 는 본 고안에 따른 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치를 안테나에 적용시킨 일예시도.

도 3a 는 본 고안에 적용되는 열선 제어장치의 일실시예 내부 구성도.

도 3b 는 본 고안에 적용되는 열선 제어장치의 일실시예 내부 회로도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치에 있어서, 안테나를 감기 위한 열선(10), 상기 열선을 상기 안테나에 고정시키기 위한 고정기(Hose Clamp)(30); 및 상기 안테나 주변의 온도를 감지하여 일정 온도로 떨어지는 경우 자동적으로 상기 열선에 전극을 가하여 가열시키기 위한 열선 제어장치(20)를 포함하되, 상기 열선 제어장치(20)는, 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(23); 상기 열선에 공급되는 전원을 온-오프 시키거나 또는 사용자로부터 각종 제어 정보를 입력받기 위한 입력부(24); 상기 입력부를 통해 입력된 각종 설정 정보들을 저장하기위한 저장부(25); 각종 정보들을 출력하기 위한 출력부(26); 외부 전원공급장치로부터 전원을 인가받아 상기 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하는 한편, 상기 열선(10)에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(21); 및 상기 각 부를 제어하는 한편 상기 감지부 또는 입력부를 통해 상기 열선으로의 전원공급요청 신호가 입력되면 상기 전원 공급부의 전원을 상기 열선(10)으로 인가시키기 위한 제어부(22)를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2 는 본 고안에 따른 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치를 안테나에 적용시킨 일예시도이다. 또한, 도 3a 는 본 고안에 적용되는 열선 제어장치의 일실시예 내부 구성도로써, 도 2 에 도시된 열선 제어장치(20)의 내부 구성 블록도를 나타낸 것이다. 또한, 도 3b 는 본 고안에 적용되는 열선 제어장치의 일실시예 내부 회로도로써, 도 2 에 도시된 열선 제어장치(20)의 내부 회로구성의 일예를 나타낸 것이다.

먼저, 도 2 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치는, 안테나의 전파방사기(Element)를 감기 위한 열선(10), 상기 열선을 안테나에 고정시키기 위한 고정기(Hose Clamp)(30) 및 안테나 주변의 온도를 감지하여 일정 온도로 떨어지는 경우 자동적으로 상기 열선에 전극을 가하여 가열시키기 위한 열선 제어장치(20)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상기 열선 제어장치(20)는 도 3a 에 도시된 바와 같이, 온도를 감지하기 위한 온도 감지부(23), 상기 열선에 공급되는 전원을 On-Off 시키거나 또는 사용자로부터 각종 제어 정보를 입력받기 위한 입력부(24), 상기 입력부를 통해 입력된 각종 설정 정보들을 저장하기위한 저장부(25), 램프 또는 액정 표시 장치 등을 통해 각종 정보들을 출력하기 위한 출력부(26), 외부 전원공급장치로부터 전원을 인가받아 상기 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하는 한편, 상기 열선(10)에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(21) 및 상기 각 부를 제어하는 한편 상기 감지부 또는 입력부를 통해 상기 열선으로의 전원공급요청 신호가 입력되면 상기 전원 공급부의 전원을 상기 열선(10)으로 인가시키기 위한 제어부(22)를 포함하여구성되어 있다.

이때, 상기 온도 감지부(23)는 외부 기온이 일정 온도 이하로 떨어지는 것을 감지할 수 있는 온도 감지 센서 또는 외부 기온을 감지할 수 있는 온도 감지 센서가 이용될 수 있다.

즉, 상기 온도 감지부(23)가 외부 기온이 일정 온도 이하로 떨어지는 경우 감지 신호를 상기 제어부(22)로 전송하면, 상기 제어부(22)는 상기 전원 공급부(21)의 회로를 상기 열선(10)으로 연결시켜 상기 열선(10)으로 전원을 공급하게 되며, 이때 안테나를 감고 있는 상기 열선이 발열됨으로써 상기 안테나에 열이 전달되고 따라서 상기 안테나에 발생될 수 있는 상고대 현상이 미연에 방지될 수 있는 것이다.

또 다른 방법으로는, 외부 기온이 일정 온도로 떨어지는 경우 상기와 같은 기능을 수행하도록 상기 입력부(24)를 통해 사용자가 설정 정보를 입력하게 되면, 입력된 설정 정보는 상기 저장부(25)에 저장되며, 상기 온도 감지부(23)의 온도 감지 센서가 외부 온도를 감지하여 상기 제어부(22)로 외부 온도에 대한 정보를 전송하게 되면, 상기 제어부(22)가 상기 저장부(25)에 저장되어 있는 설정 정보와 전송된 상기 온도 정보를 비교하여 열선(10)에 전원을 공급할지의 여부를 판단함으로써 상기 안테나에 발생될 수 있는 상고대 현상이 미연에 방지될 수 있도록 하는 방법이 있다.

이때, 열선(10)에 전원을 공급하는 방법과 동일한 방법에 의해 상기 열선(10)에 공급되는 전원을 차단시킬 수도 있다.

또한, 상기에서는 온도 감지부(22)에 의하여 자동적으로 열선(10)에 전원을 공급하거나 차단하는 방법을 설명하였으나, 사용자가 직접 상기 입력부(24)의 버튼을 통해 상기 열선(10)에 전원을 공급하거나 차단시킬 수도 있다.

한편, 상기 출력부(26)는 상기한 바와 같은 방법에 의해 상기 열선(10)에 전원이 공급되거나 차단된 경우에 램프를 점등시킴으로써, 열선(10)으로의 전원 공급 여부를 사용자들이 확인할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 또한, 액정표시장치 등을 통해 그 여부를 문자로 확인시켜 줄 수도 있으며, 사용자가 입력한 각종 설정 정보들을 출력시켜줄 수도 있다.

또한, 상기 열선 제어장치(20)는 도 3a 에 도시된 바와 같이 통신부(27)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 상기 제어부(22)는 상기한 바와 같이 열선(10)으로의 전원 공급 여부를 제어하는 기능을 수행하게 되며, 그 수행 정보 즉, 열선(10)으로의 전원 공급 또는 차단 여부에 대한 정보를 상기 통신부(27)를 통해 원거리에 있는 사용자에게 통지해 줄 수도 있다. 이때, 상기 통신부(27)는 유선을 이용하거나 또는 무선을 이용하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 통신부(27)가 구비된 경우에 있어서는, 사용자가 상기한 바와 같이 상기 입력부(23)를 통해 열선(10)으로의 전원 공급여부를 제어할 필요 없이 상기 통신부(27)를 통해 제어신호를 전송할 수 있으며, 상기 제어신호를 수신한 상기 제어부(22)가 상기와 같은 방법을 통해 열선(10)으로의 전원 공급 여부를 제어하게 된다.

한편, 상기 열선 제어장치(20)의 내부 회로구성은 도 3b 에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 이때, 도 3b 에 도시된 열선 제어장치(20)의 회로 구성에는 상기 도 3a 에 도시된 내부 구성요소 중 저장부(25) 및 통신부(27)에 대한 회로 구성은 생략되어 있다. 즉, 상기 전원 공급부(21)는 외부 또는 상기 열선과 연결된 두가닥의 전선이라 할 수 있으며, 상기 온도 감지부(23)는 도면에 도시된 바와 같이 온도 감지 센서를 포함하는 부분이라 할 수 있다. 또한, 상기 입력부(24)는 각종 스위치라 할 수 있으며, 상기 출력부(26)는 "R" 또는 "G"로 표시된 램프부분이라 할 수 있다.

한편, 본 고안에 따른 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치의 열선(Heater)(10)은 상기한 바와 같이 안테나의 전파방사기 둘레를 감싼 상태에서 상기 열선 제어장치(20)의 제어에 따라 전원을 공급받아 발열되는 것으로써, 상기 열선(100을 안테나에 설치하는 경우에 있어서는 다음과 같은 사항에 유의하여야 한다.

첫째, 안테나 Rigid Section에 열선(10)을 감을 때, 절대 꺾이지 않도록 주의 하여야 한다.

둘째, 열선을 고정기(Hose Clamp)(30)로 고정 시, 열선(10)의 피복 보호를 위하여, 흰색 테이프(Glass Tape)로 감은 뒤, 조이는 것이 바람직하다.

셋째, 열선(10)의 길이는 약 40m 이며, 안테나 Radome(방사 엘리먼트) 부분은 약간 촘촘하게, Rigid Section 부분은 약간 성글게 감아 주는 것이 바람직하다.

넷째, 열선의 1m 당 소모 전력은 AC 220V에서 대략 영상 10^oC일 때70와트(Watts), 0^oC일 때 90와트(Watts), 영하 -18^oC시 이하일 때 120와트(Watts)(최대 소모저력. 더 이상은 증가하지 않음)이므로 인입 전원 케이블 사용 시 고려하여야 한다.

다섯째, 상기 열선 제어장치(20)의 동작온도 설정은 영상 5^oC시에 설정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 고지 및 산악지대에서는 바람 등 체감온도에 의한 영향으로 영상 5^oC시 이하부터 결빙 및 상고대 현상이 발생하기 때문이다.

여섯째, 열선(10)은 케이블 내부, 특수 화학 물질에 의한 발열 작용이 이루어지기 때문에 열선의 길에 따른 온도의 변화가 없다.

일곱째, 설치 완료 후, 실리콘을 사용하여 전원 및 열선(Heater)(10) 인입구, 열선 제어장치(20) 뒷면의 설치 브라켓(앵글) 주변 및 볼트에 확실히 방수가 되도록 조치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 바와 같은 본 고안은 안테나의 전파방사기를 열선(10)으로 감는 한편, 열선 제어장치(20)를 통해 상기 안테나 주변이 일정 온도 이하로 떨어지는 경우 상기 열선(10)에 전원을 공급함으로써, 상기 안테나 주변에 상고대현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 바와 같이 전파방사기 내부에 열선을 삽입하는 종래의 결빙 방지 장치는, dipole의 상고대 현상을 제거하는 효과는 있으나, Rigid Section과의 연결부위와 주변의 상태는 노출되어 있고, 구조상으로 다른 부위에 열선을 만들 수가 없었으나, 본 고안에서와 같이 열선을 감는 방식은 Radome이 dipole을 감싼 상태에서 주변 전체를 특수열선으로 감싸는 방법으로써, 상기 종래의 결빙 방지 장치와는 매우 상이한 것이다.

이상의 본 고안은 상기에서 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 고안의 취지와 범위에 포함된다.

상기와 같은 본 고안은 안테나 커버(cover)측과 섹션(Section)측이 서로 결합(결빙)되지 않도록 함으로써, 안테나의 정재파비(VSWR) 증가를 방지하여, 방송사고 방지 및 송신기를 보호할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 고안은 온도 감지 센서에 의하여 자동적으로 외부 온도를 감지하여 안테나에 상고대 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

또한, 본 고안은 원격지에서도 유선 또는 무선 통신망을 이용하여 안테나에 설치된 열선에 전원을 공급함으로써 안테나에 발생될 수 있는 상고대 현상을 방지할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치에 있어서,

   안테나를 감기 위한 열선(10),

   상기 열선을 상기 안테나에 고정시키기 위한 고정기(Hose Clamp)(30); 및

   상기 안테나 주변의 온도를 감지하여 일정 온도로 떨어지는 경우 자동적으로 상기 열선에 전극을 가하여 가열시키기 위한 열선 제어장치(20)를 포함하되,

   상기 열선 제어장치(20)는,

   온도를 감지하기 위한 온도 감지부(23);

   상기 열선에 공급되는 전원을 온-오프 시키거나 또는 사용자로부터 각종 제어 정보를 입력받기 위한 입력부(24);

   상기 입력부를 통해 입력된 각종 설정 정보들을 저장하기위한 저장부(25);

   각종 정보들을 출력하기 위한 출력부(26);

   외부 전원공급장치로부터 전원을 인가받아 상기 각 부의 동작에 필요한 전원을 공급하는 한편, 상기 열선(10)에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(21); 및

   상기 각 부를 제어하는 한편 상기 감지부 또는 입력부를 통해 상기 열선으로의 전원공급요청 신호가 입력되면 상기 전원 공급부의 전원을 상기 열선(10)으로 인가시키기 위한 제어부(22)

   를 포함하는 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 감지부(23)가 외부 기온이 일정 온도 이하로 떨어지는 것을 감지하여 감지 신호를 상기 제어부(22)로 전송하면, 상기 제어부(22)가 상기 전원 공급부(21)의 회로를 상기 열선(10)으로 연결시켜 상기 열선(10)으로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 감지부(23)가 외부 온도를 감지하여 상기 제어부(22)로 외부 온도에 대한 정보를 전송하면, 상기 제어부(22)가 상기 저장부(25)에 저장되어 있는 설정 정보와 전송된 상기 온도 정보를 비교하여 열선(10)에 전원을 공급할지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어부(22)의 제어에 따라 상기 열선(10)으로의 전원 공급 여부에 대한 정보를 통신망을 통해 전송하거나 또는 통신망을 통해 전송된 제어신호를 상기 제어부(22)로 전송해 주기 위한 통신부(27)

   를 더 포함하는 열선을 이용한 안테나 결빙 방지 장치.