KR200360079Y1 - 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터 - Google Patents

차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터 Download PDF

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Abstract

본 고안은 위성으로부터 수신한 우선원편파(RHCP) 신호의 이득을 자동으로 제어한 후 좌선원편파(LHCP) 신호로 변환하여 차량 내부의 DMB단말기로 중계해줌으로써, 우선원편파 신호와 좌선원편파 신호간의 최적의 아이솔레이션(Isolation) 구현으로 상호간섭을 억제하여 최적의 수신환경을 제공해주도록 한 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터에 관한 것으로서, 이러한 본 고안은, 차량 외부에 장착된 우선원편파 안테나, 상기 우선원편파 안테나에서 수신한 우선원편파 신호를 처리하기 위한 우선원편파 수신부, 상기 우선원편파 수신부에서 수신한 위성 신호를 소정 레벨로 증폭하는 신호 증폭부, 상기 우선원편파 수신부와 신호증폭부에 구동용 전원을 공급해주는 전원공급기로 이루어진 위성방송 수신장치와, 상기 위성방송 수신장치에서 수신한 위성신호를 차량 내부의 DMB단말기로 재 전송해주는 부스터로 구성된 차량용 위성DMB 시스템에 있어서, 상기 부스터를, 상기 위성방송 수신장치내의 신호증폭부에서 전송된 위성신호의 이득을 자동으로 조정하는 이득 조정부와; 상기 이득조정부에서 이득 조정된 수신 우선원편파 신호를 그에 대응하는 좌선원편파 신호로 변환하여 상기 차량 내부의 DMB단말기로 송신해주어 신호 간섭을 억제시켜주는 신호변환 및 송신부로 구현한다.

Description

차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터{Booster for digital multimedia broadcasting of satellite using car}
본 고안은 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송(DMB :Digital Multimedia Broadcasting) 부스터(Booster)에 관한 것으로서, 특히 위성으로부터 수신한 우선원편파(RHCP : Right-Hand Circular Polarization) 신호의 이득을 자동으로 제어한 후 좌선원편파(LHCP : Left-Hand Circular Polarization) 신호로 변환하여 차량 내부의 DMB단말기로 중계해줌으로써, 우선원편파 신호와 좌선원편파 신호간의 최적의 아이솔레이션(Isolation) 구현으로 상호간섭을 억제하여 최적의 수신환경을 제공해주도록 한 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터에 관한 것이다.
일반적으로, 위성방송 시스템에는 BS(Broadcasting Satellite) 방송, CS(Communication Satellite) 방송이 이미 실용화되어 있고, 디지털 방송도 개시되어 있다. 이러한 위성 방송 시스템에 있어서, 수신안테나로서 직경이 40 ~ 50cm 정도의 파라볼라 안테나 또는 그에 상당하는 크기의 평면 어레이 안테나를 사용할 필요가 있다. 또한, 안테나의 지향 방향을 아주 높은 정밀도로 위성을 향하지 않으면 충분한 이득을 얻을 수 없고, 수신 자체가 불능이 된다.
이런 이유로 옥내에서의 수신 시청이 전제가 되고, 이동체 탑재용 또는 휴대용으로서의 필요를 충족시키는 간이형 안테나 설비에 따른 위성 방송 수신장치를 제공하는 것은 매우 곤란하다.
주지한 바와 같은 일반적인 위성방송 시스템에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 종래에 제안된 것이 위성 DMB 시스템이다.
위성 DMB(디지털 멀티미디어 방송)는, 대기권밖에 인공위성을 띄워 지상파 DMB보다 훨씬 높은 주파수 대역(UHF2.6GHz)으로 방송신호를 뿌려주고, 지상의 중계기(갭필러)가 이 신호를 중계하는 방식으로 이루어지며, 위성을 통한 전국 서비스가 가능할 뿐만 아니라 수용 채널도 30 ~ 40개에 달하는 장점이 있다.
상기에서 DMB는, CD수준의 고품위 음성은 물론 문자나 그래픽, 동화상까지 전송이 가능한 방송으로, 기존의 아날로그 방송을 대체해 나갈 것으로 기대되고 있는 시스템이다.
종래 위성 DMB 시스템에 관련된 기술이, 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-0289106호(2출력 저 잡음 다운 컨버터 회로), 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특1994-1595호(LNB의 편파 신호 패스 스위칭 회로), 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특2003-0084309호(원형 편파 및 스마트 안테나를 이용한 무선 랜 시스템), 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 20-319851호(에프엠 부가방송 표출 교통정보 단말기를 위한 디엠비수신기의 제어장치), 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특2002-90996호(위성 방송 지상 중계 장치), 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-347409호(위성 방송 시스템)에 개시되어 있다.
상기 개시된 내용을 간략히 살펴보면, 주로 대규모의 중계 시스템이나 수신장치 또는 건물 내부에서의 사용을 고려한 내용으로서, 송신국으로부터 정지 궤도상에 투입된 위성에 대하여 중심 주파수가 다른 복수의 채널 신호가 송신되고, 이 채널신호가 상기 위성으로부터 서비스 영역으로 송신되면 건물의 외부에 장착된 안테나에서 일차적으로 수신을 하고, 이 수신된 신호를 건물 내부의 중계 장치에서증폭한 후 내부 안테나를 이용하여 건물 내부로 다시 송신을 한다. 그러면 건물 내부의 DMB 단말기에서 수신을 한 후, 필터링과 복조 과정을 거쳐 처리하게 된다.
이러한 기존의 방식을 사용하여 차량 내부의 중계 장치에서 수신 신호를 재 전송하는 경우, DMB 단말기는 상기 중계 장치에서 전송하는 방송신호와 위성에서 송출된 방송신호간에 간섭이 이루어진 신호가 수신되므로, 수신 환경이 양호하지 못하게 된다.
또한, 종래의 위성 DMB 시스템은, 산악 지형 및 잡음으로 인한 신호 감쇄 및 페이딩이 심한 도심 환경에서는 약하다는 문제점도 있었다.
이에 본 고안은 상기와 같은 위성 DMB 신호를 차량내부에서 수신하고자 할 때 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 고안의 목적은, 위성으로부터 수신한 우선원편파(RHCP : Right-Hand Circular Polarization) 신호의 이득을 자동으로 제어한 후 좌선원편파(LHCP : Left-Hand Circular Polarization) 신호로 변환하여 차량 내부의 DMB단말기로 중계해줌으로써, 우선원편파 신호와 좌선원편파 신호간의 최적의 아이솔레이션(Isolation) 구현으로 상호간섭을 억제하여 최적의 수신환경을 제공해주도록 한 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터를 제공하는 데 있다.
즉, 도심지역에서는 갭필러(Gap Filler)에 의해서 강한 신호가 전송되므로 차량 내부에서도 위성 DMB 수신이 가능하나, 갭필러 지역을 벗어난 경우 차량 내부에서의 위성신호는 수신이 불가능해진다. 이때, 차량 내부에서 다수의 인원이 각각의 DMB수신기를 휴대하여 별도의 채널을 수신하고자 할 때에 차량 내부에는 위성신호가 약해서 위성 DMB 수신기로는 위성신호를 직접 받지 못하게 된다.
이러한 경우에 약한 위성 DMB신호를 차량 내부에 중계하기 위한 추가적인 장비가 필요하게 된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 의한 "차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터"는,
차량 외부 또는 위성 신호를 수신할 수 있는 차량 내부에 장착된 우선원편파 안테나, 상기 우선원편파 안테나에서 수신한 우선원편파 신호를 처리하기 위한 우선원편파 수신부, 상기 우선원편파 수신부에서 수신한 위성 신호를 소정 레벨로 증폭하는 신호 증폭부, 상기 우선원편파 수신부와 신호증폭부에 구동용 전원을 공급해주는 전원공급기로 이루어진 위성방송 수신장치와, 상기 위성방송 수신장치에서 수신한 위성신호를 차량 내부의 DMB단말기로 재 전송해주는 부스터로 구성된 차량용 위성DMB 시스템에 있어서,
상기 부스터는,
상기 위성방송 수신 장치내의 신호증폭부에서 전송된 위성신호의 이득을 자동으로 조정하는 이득 조정부와;
상기 이득조정부에서 이득 조정된 수신 우선원편파 신호를 그에 대응하는 좌선원편파 신호로 변환하여 상기 차량 내부의 DMB단말기로 송신해주어 신호 간섭을 억제시켜주는 신호변환 및 송신부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 이득 조정부는,
갭필러(Gap Filler)지역에서도 안정된 부스터 동작을 유지하기 위하여 반드시 필요한 부분으로, 상기 신호증폭부에서 전송된 위성신호를 설정 이득 레벨로 제어하는 자동 이득 제어회로가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기에서, 부스터는,
상기 이득 조정부와 상기 신호변환 및 송신부에 차량 전원을 이용하여 구동용 전원을 공급해주는 전원 공급부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 고안의 개념을 설명하기 위한 개념도이고,
도 2는 본 고안에 의한 차량용 위성 DMB 부스터의 구성을 보인 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 ..... 위성
200 ..... 차량
300 ..... 위성방송 수신장치
320 ..... 우선원편파 수신부
330 ..... 신호 증폭부
400 ..... 부스터
410 ..... 이득 조정부
420 ..... 신호변환 및 송신부
500 ..... DMB 단말기
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
여기서 참조부호 100은 위성을 나타내며, 참조부호 200은 이동용 차량을 나타내며, 참조부호 310은 상기 차량(200)의 외부 또는 위성 신호를 수신할 수 있는 차량 내부에 장착되며, 상기 위성(100)으로부터 송신된 위성방송 신호를 수신하기 위한 우선원편파 안테나를 나타내며, 참조부호 421은 위성방송 수신장치에서 수신한 위성신호를 차량 내부의 DMB단말기(500)로 재 전송해주는 부스터(400)의 일부 구성인 송신 안테나를 나타낸다.
도 2는 본 고안에 의한 "차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터"의 구성을 보인 블록도이다.
이에 도시된 바와 같이, 위성(100)과; 차량(200)의 외부 또는 위성 신호를 수신할 수 있는 차량 내부에 장착되며, 상기 위성(100)에서 송신한 위성방송 신호를 수신하기 위한 우선원편파 안테나(310)와, 상기 우선원편파 안테나(310)에서 수신한 우선원편파 신호를 처리하기 위한 우선원편파 수신부(320), 상기 우선원편파 수신부(320)에서 수신한 위성 신호를 소정 레벨로 증폭하는 신호 증폭부(330), 상기 우선원편파 수신부(320)와 신호증폭부(330)에 구동용 전원을 공급해주는 전원공급기(340)로 이루어진 위성방송 수신장치(300)와; 상기 위성방송 수신장치(300)내의 신호 증폭부(330)에서 전송된 위성신호의 이득을 자동으로 조정하는 이득 조정부(410)와, 상기 이득 조정부(410)에서 이득 조정된 우선원편파 신호를 송신안테나(421)를 통해 그에 대응하는 좌선원편파 신호로 변환하여 상기 차량(200) 내부의 DMB단말기(500)로 송신해주어 신호 간섭을 억제시켜주는 신호변환 및 송신부(420)와, 상기 이득 조정부(410)와 상기 신호변환 및 송신부(420)에 차량 전원을 이용하여 구동용 전원을 공급해주는 전원 공급부(430)로 구성된 부스터(Booster)(400)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 고안에 의한 "차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터"의 동작을 첨부한 도면 도1 및 도2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1에서 도시한 차량(200)은 승용차로 도시되어 있으나, 이것은 일 실시 예에 불과하며, 이동이 가능한 모든 차량을 나타낸다.
먼저 위성(100)에서 송출되는 우선원편파 방송 신호는 위성방송 수신장치(300)중 도1에 도시한 바와 같은 차량 외부에 장착된 우선원편파 안테나(310)에서수신된 후 우선원편파 수신부(320)에 인가된다.
상기 우선원편파 수신부(320)는 상기 우선원편파 안테나(310)에서 수신한 우선원편파 방송신호를 통상적인 위상방송 신호처리 방식으로 처리한 후 후단의 신호 증폭부(330)에 전달하게 된다. 여기서 우선원편파 수신부(320)는 통상적인 위성방송 수신부(LNA)의 구성과 작용이 동일하므로, 그의 자세한 설명은 생략한다.
상기 신호증폭부(330)는 상기 우선원편파 수신부(320)에서 수신 처리된 위성방송 신호의 잡음을 억제시키고, 미약한 수신 신호를 소정 레벨로 증폭하여 부스터(400)측으로 전송한다. 여기서 신호 증폭부(330)도 통상의 소신호 증폭기를 사용하므로, 그의 상세한 설명은 생략한다.
상기 부스터(400)내의 전원 공급부(430)는 시거 잭을 통해 공급되는 차량 전원을 알맞게 변환을 하여, 이득 조정부(410) 및 신호변환 및 송신부(420)에 제공해준다.
상기 이득 조정부(410)는 입력신호의 이득을 감쇄시켜 알맞은 신호 레벨을 만드는 자동 이득 레벨 제어장치(ALC)를 사용하여 상기 신호 증폭부(330)에서 전송된 수신 위성방송 신호의 레벨을 알맞게 조정하여 후단의 신호변환 및 송신부(420)에 전달한다.
상기 신호변환 및 송신부(420)는, 상기 이득 조정부(410)에서 이득이 조정된 우선원편파 신호를 전력 증폭한 후 송신 안테나(421)를 통해 그에 대응하는 좌선원편파 신호로 변환을 하여 차량 내부에 위치하는 DMB단말기(500)로 송신을 해주게 된다.
여기서 위성으로부터 송출된 우선원편파 신호가 좌선원편파 신호로 변환되어 차량 내부에 위치하는 DMB단말기로 전송되는 원리는, 통상의 안테나의 편파 특성을 이용하는 것으로 좌선원편파 송신 안테나의 사용으로 수신단에서 수신된 우선원편파 신호가 좌선원편파 신호로 변환되어 송출되게 된다.
그러면 DMB단말기(500)는 상기 송신 안테나(421)에서 송신된 좌선원편파 신호를 단말기 내부의 수직 편파 안테나로 수신하게 된다.
즉, 본 고안에서는 최대한의 아이솔레이션을 확보하기 위해서 위성방송 수신안테나는 차량의 외부에 설치하고, DMB단말기에 신호를 전송해주는 송신 안테나는 차량의 내부에 설치한다. 여기서 위성 DMB 신호 세기를 약 -96dBm으로 가정했을 경우, 갭필러(Gap Filler) 서비스 가능 지역과 가능하지 않은 지역 모두 수신이 가능하여야 하며, 위성에서 보내는 안테나 편파는 우선원편파이고, 이격 거리가 2m일 경우 자유 공간 손실은 46.7dB이고, 안테나의 이득을 3dB라고 가정하면, 부스터의 이득이 최소한 40.7dB는 되어야 위성으로부터 송신된 DMB 신호를 차량 내부의 DMB 단말기로 중계하는 것이 가능해진다.
이상에서 상술한 본 고안에 따르면, 위성방송 수신안테나는 우선원편파 안테나를 사용하고, 차량 내부의 DMB 단말기에 신호를 중계해주는 송신 안테나는 좌선원편파 안테나를 사용함으로써, 최대한의 아이솔레이션 확보가 가능해져, 수신 환경을 양호하게 구현해주는 장점이 있다.
또한, 본 고안에 의한 부스터에 의해서, 산악 지형 및 잡음으로 인한 신호 감쇄 및 페이딩이 심한 도심 환경에서도 최적의 위성방송 신호의 수신이 가능토록 도모해주는 효과가 있다.
또한, 위성으로부터 수신한 우선원편파(RHCP)신호의 이득을 자동으로 제어한 후 좌선원편파(LHCP)신호로 변환하여 차량 내부의 DMB단말기로 중계해줌으로써, 우선원편파 신호와 좌선원편파 신호간의 최적의 아이솔레이션(Isolation) 구현으로 상호간섭을 억제시킬 수 있어 최적의 수신환경을 제공해주는 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 차량(200) 외부에 장착된 우선원편파 안테나(310), 상기 우선원편파 안테나(310)에서 수신한 우선원편파 신호를 처리하기 위한 우선원편파 수신부(320), 상기 우선원편파 수신부(320)에서 수신한 위성 신호의 잡음을 억제하고 소정 레벨로 증폭하는 신호 증폭부(330), 상기 우선원편파 수신부(320)와 신호증폭부(330)에 구동용 전원을 공급해주는 전원공급기(340)로 이루어진 위성방송 수신장치(300)와, 상기 위성방송 수신장치(300)에서 수신한 위성신호를 차량(200) 내부의 DMB단말기(500)로 재 전송해주는 부스터(400)로 구성된 차량용 위성DMB 시스템에 있어서,
    상기 부스터(400)는,
    상기 위성방송 수신장치(300)내의 신호증폭부(330)에서 전송된 위성신호의 이득을 자동으로 조정하는 이득 조정부(410)와;
    상기 이득 조정부(410)에서 이득 조정된 수신 우선원편파 신호를 전력 증폭한 후 송신 안테나(421)를 통해 좌선원편파 신호로 변환하여 상기 차량(200) 내부의 DMB단말기(500)로 송신해주어 신호 간섭을 억제시켜주는 신호변환 및 송신부(420)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이득 조정부(410)는,
    상기 신호 증폭부(330)에서 전송된 위성신호를 설정 이득 레벨로 제어하는 자동 이득 제어회로가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부스터(400)는,
    상기 이득 조정부(410)와 상기 신호변환 및 송신부(420)에 차량 전원을 이용하여 구동용 전원을 공급해주는 전원 공급부(430)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 위성 디지털 멀티미디어 방송 부스터.
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