KR20050101870A - 원격 모터 제어 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국시스템의 안테나 원격 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 모터 제어 장치는 크게 원격 제어 장치와 원격 제어 대상 장치로 구성되는데 먼저, 제어 장치는 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 적절한 주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 모터 구동에 필요한 직류 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부와, 기준신호와 모터 동작 전원을 합성하여 하나의 전송선로를 통해 출력하는 신호 정합부와, 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 정합부를 거쳐 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 기준신호 검출부의 검출값을 통해 모터의 회전 상태를 확인하며 모터전원 발생부를 제어하여 모터의 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하며, 제어 대상 장치는 모터와, 모터 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 가변 저항과, 원격 제어 장치로부터 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받아 이를 인덕터 및 커패시터를 이용하여 직류 모터 동작 전원과 기준신호를 분리하여 모터 및 가변저항에 제공하는 신호 분리부를 구비한다.

Description

원격 모터 제어 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템 {REMOTE MOTOR CONTROL APPARATUS AND REMOTE ANTENNA CONTROL SYSTEM IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 원격지에서 각종 기구적 자동 구동 장치의 모터를 제어하는 기술에 관한 것으로, 특히, 모터 구동 전원 및 구동 제어 신호를 해당 자동 구동 장치를 채용하는 시스템 또는 장치에 구비되는 신호 또는 동작전원 전송선로에 합성하여 전송하여 모터를 제어하기 위한 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 각종 전기, 전자 시스템 및 기기들에서 기존의 수동으로 이동(또는 회전)되게 조작되던 기구적 부위를 자동으로 구동하기 위한 장치들이 추가되고 있다. 이러한 자동 구동 장치들에는 통상적으로 구동력을 발생하기 위한 구동 모터와, 구동 모터의 구동에 의해 해당 설치된 부위의 기구적인 움직임을 일으키는 기어, 캠, 링크 등으로 구성되는 기구부와, 구동 모터의 회전을 적절히 제어하기 위한 제어기가 통상 구비된다.

이와 같은 자동 구동 장치는 각종 전기, 전자 시스템 및 기기들에서 기존의 수동으로 조작되던 부위중 사람에 의한 수동 조작이 어려운 부위에 우선적으로 설치되고 있으며, 이에 따라 원격지에서 상기 자동 구동 장치(장치내의 모터)의 동작을 제어하는 구성이 기본적으로 채용되고 있다.

그런데, 원격지에서 자동 구동 장치의 동작을 제어하기 위해서는 해당 자동 구동 장치의 동작 전원 및 구동 제어 신호를 제공하기 위한 별도의 전송선로가 요구되어지며, 이는 해당 자동 구동 장치가 설치되는 시스템이나 기기의 구비 비용을 증가시키는 요인이 된다. 또한 자동 구동 장치, 특히 구동 모터의 보다 정밀한 제어를 위해서는 구동 제어 신호를 분석 및 처리하기 위한 구성이 요구되는데, 이를 위해서 별도의 능동소자를 구동 모터 측에 구비하는 것은 마찬가지로 구비 비용을 상승시키게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 보다 저비용으로 원격지의 자동 구동 장치의 구동 모터를 제어할 수 있기 위한 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 원격지의 자동 구동 장치의 구동 모터 측에 수동소자만을 구비하여 제어하기 위한 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 원격지의 자동 구동 장치의 다수의 구동 모터를 하나의 전송선로를 통해 제어하기 위한 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르면 본 발명의 모터 제어 장치는 크게 원격 제어 장치와 원격 제어 대상 장치로 구성되는데 먼저, 원격 제어 장치는 상기 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 모터 구동에 필요한 직류 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 전원을 합성하여 하나의 전송선로를 통해 출력하는 신호 정합부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부를 거쳐 상기 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 상기 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 상기 모터의 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하며, 제어 대상 장치는 모터와, 상기 모터 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받아 이를 인덕터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원을 분리하여 상기 모터에 제공하며 커패시터를 이용하여 상기 기준신호를 분리하여 상기 가변 저항에 연결하는 신호 분리부를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면 본 발명은 적어도 하나 이상의 구동 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 안테나 장치를 원격 제어하기 위한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템에 있어서, 상기 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 저주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 모터 구동에 필요한 직류 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 전원을 합성하여 출력하는 신호 정합부와, 상기 정합부의 출력 신호와 이동통신을 위한 무선(RF) 신호를 합성하여 하나의 전송선로를 통해 전송하는 바이어스티(bias-T)와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부와 상기 바이어스티 및 상기 전송선로를 거쳐 상기 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 상기 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 상기 모터의 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치를 구비하며, 또한 상기 모터와, 상기 모터 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받아 고주파수용의 커패시터를 이용하여 상기 무선 신호를 분리하며 인덕터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원을 분리하여 상기 모터에 제공하며 저주파수용의 커패시터를 이용하여 상기 기준신호를 분리하여 상기 가변 저항에 연결하는 신호 분리부를 구비하는 안테나 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

먼저 본 발명의 원격 모터 제어 장치가 채용될 수 있는 이동통신 기지국 시스템에 관해 설명기로 한다. 최근 기지국 안테나의 수평/수직 빔 지향 특성을 임의적으로 가변시킬 수 있는 기술이 개발되어 보급되고 있다. 이러한 기지국 안테나의 수평/수직 빔 지향 특성을 가변하기 위하여, 안테나의 방사소자로 출력되는 신호의 위상을 적절히 조정하여 기지국 안테나의 수직 틸팅(tilting), 수평 스티어링 및 수평 반치각을 조정하는 위상 조정기가phase shifter)가 구비된다. 위상 조정기는 신호 전송선로에 대해 적절히 작용하는 유전체(또는 흡수체)의 이동(또는 회전) 동작을 통하여 전송선로와 유전체간의 대응 면적을 가변시킴으로 해당 전송선로로 출력되는 신호의 위상을 조정하는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이, 위상 조정기는 내부 유전체(또는 흡수체)의 이동(또는 회전)을 통해 적절한 동작을 수행하게 되는데, 위상 조정기의 위상 조정을 위한 유전체의 이동 작업은 유전체를 직접 움직이는 레버를 이용하여 수동으로, 또는 구동 모터의 구동력을 이용하여 자동으로 이루어질 수 있다. 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 구동 모터를 이용하여 자동으로 위상 조정기를 구동시키는 구조를 갖는 기지국 시스템에서 상기 구동 모터를 제어하기 위해 채용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 모터 제어 장치를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격제어 시스템 관련부의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 먼저, 기지국 안테나는 통상적으로 건물 옥상 등 사람이 직접 설치 및 점검하기가 어려운 곳에 설치되므로, 운용 유지 보수의 효율을 위해, 기지국 시스템에는 기지국 안테나를 원격지에서 제어하기 위한 원격 제어 장치(100)가 구성되며, 원격 제어 장치(100)의 제어 신호에 따라 기지국 안테나의 위상 조정기를 구동하기 위한 모터부(210)를 구비하는 안테나 장치(200)가 구성된다. 이러한 안테나 장치(200)는 기지국 안테나에 일체형으로 또는 별도의 박스로 설치될 수 있다.

원격 제어 장치(100)는 안테나 장치(200)의 모터부(210)의 모터의 동작 전원, 모터의 회전 상태를 측정하기 위한 기준신호 및 이동통신 서비스를 위한 RF(Radio Frequency)신호를 모두 합성하여 하나의 피더케이블을 통해 전송한다. 안테나 장치(200)는 이러한 원격 제어 장치(100)에서 하나의 피더케이블을 통해 전송된 상기 합성된 신호를 제공받아, 이를 모터의 회전상태를 측정하기 위한 기준신호와, 모터의 동작 전원 및 이동통신 서비스를 위한 RF신호로 각각 분리하여 각 해당 기능부에 제공함으로써, 모터 구동 및 모터의 회전상태에 따른 기준신호의 변화량이 상기 원격 제어 장치(100)에서 감지할 수 있도록 한다.

원격 제어 장치(100)는 모터부(200)의 모터 회전상태를 측정하기 위하여 적절한 파형 및 레벨의 정현파(sine wave)인 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부(130)와, 상기 모터부(200)의 모터 구동에 필요한 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부(160)와, 기준신호 발생부(130)에서 발생된 기준신호와 모터전원 발생부(130)의 전원을 간섭없이 합성하는 신호 정합부(150)와, 정합부(150)에서 합성된 신호와 기지국에서 제공되는 이동통신 서비스를 위한 RF 신호를 합성하여 하나의 피더케이블을 통해 안테나 장치(200)로 전송하는 바이어스티(bias-T)(170)와, 상기 기준신호 발생부(130)에서 발생된 기준신호가 정합부(150) 및 바이어스티(170)를 거쳐 상기 안테나 장치(200)와 연결됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부(140)와, 상기 각 기능부들을 총괄적으로 제어하며 특히, 상기 기준신호 검출부(140)의 검출값을 바탕으로 모터의 회전 상태를 확인하며 이에 따라 모터전원 발생부(160)를 제어하여 해당 모터가 적정 회전 상태를 가지도록 동작 전원을 발생토록 하는 제어부(110)를 구비한다.

안테나 장치(200)는 상기 바이어스티(170)에서 피더케이블을 통해 제공된 신호를 RF신호와, 모터를 구동하기 위한 모터 동작 전원 및 기준신호로 분리하여 출력하는 신호 분리부(270)와, 상기 신호분리부(270)에 의해 분리된 모터 동작 전원 신호를 입력받아 해당 모터를 구동하여 위상 조정기(미도시) 등을 동작시키는 모터부(210)와, 상기 모터(220)의 회전상태에 따라 저항값이 적절히 가변되는 가변 저항부(220)를 구비한다. 상기 신호 분리부(270)에서 분리된 RF 신호는 안테나의 방사 소자(미도시)로 제공되며, 상기 기준신호는 가변 저항부(220)에 의해 그 레벨(진폭)이 변경된다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 특징에 따른 안테나 시스템의 원격 제어 장치(100) 및 안테나 장치(200)가 구성될 수 있으며, 이러한 원격 제어 장치(100) 및 안테나 장치(200)는 설명의 편의를 위해 본 발명의 특징에 따른 관련 기능부들만 개략적으로 도시되었으며, 그 외에 안테나 방사 소자를 비롯한 다양한 상세 회로 및 이의 연결 상태 등은 생략되었음을 유의하여야 한다. 이하 상기 각 기능부들의 구성 및 동작을 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1 중 주요부의 회로 구성도이며, 도 3은 도 2 중 다수 기능부의 입출력 신호 파형도로서, 하기 회로 구성에서는 본 발명의 원리에 따른 주요 구성만 도시하였으며 이외에 과전압 등에 의한 회로 보호 소자를 비롯한 세부 소자들에 대한 회로 구성은 생략하였다. 또한 도 3에 도시된 신호 파형은 설명의 편의를 위해 다소 개략화하였다.

먼저 도 2를 참조하면, 정합부(150)는 트랜스포머 T1을 기본 구성으로 하여 트랜스포머 T1의 제1권선측의 일단은 기준신호 발생부(130)의 출력단과 커패시터 Ca1과 저항 R1을 통해 연결되어 기준신호(Sref)를 입력받고 또한 기준신호 검출부(140)의 입력단과 커패시터 Ca2를 통해 연결되며, 타단은 접지단과 연결된다. 트랜스포머 T1의 제2권선측의 일단은 모터전원 발생부(170)와 연결되어 모터 동작 전원(Vm)을 제공받으며 또한 커패시터 Ca3을 통해 접지단과 연결되고, 타단은 정합부(150)의 출력단으로서 후단의 바이어스티(170)의 입력단과 연결된다. 이러한 구성을 통해 정합부(150)의 출력단, 즉 트랜스포머 T1의 제2권선측의 출력단으로는 모터 동작 전원(Vm)과 더불어 제1권선측에서 유기된 기준신호(Sref)가 합성되어 출력된다. 이러한 정합부(150)는 트랜스포머 T1을 기본적으로 구비한 것으로 설명하였으나, 이외에도 교류신호인 상기 기준신호(Sref)와 직류신호인 상기 동작 전원(Vm)을 정합할 수 있는 장치라면 어느 것이나 이용이 가능하다.

도 3의 (a)에는 상기 기준신호(Sref)가 도시되며, 도 3의 (b)에는 모터 동작전원(Vm)이, 도 3의 (c)에는 상기 기준신호(Sref)와 동작 전원(Vm)이 합성된 신호가 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 동작 전원(Vm)은 예를 들어 ㅁ 15V의 DC신호일 수 있으며, 기준신호(Sref)는 이러한 동작 전원(Vm)에 별다른 영향을 주지 않도록 적절한 레벨로 설정된 비교적 저주파수의 정현파일 수 있다.

도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 동작 전원(Vm)과 기준신호(Sref)가 합성된 신호를 입력받는 바이어스티(170)는 이를 고주파수의 RF 신호와 합성하여 출력하는데, 잘 알려진 바와 같이, 바이어스티(170)는 인덕터 Lb를 통해 상기 동작 전원(Vm)(및 기준신호 Sref)을 입력받으며 커패시터 Cb를 통해 RF 신호를 입력받아 이를 출력하게 된다. 이때 상기 인덕터 Lb는 동작 전원(Vm)뿐만 아니라 저주파수의 기준신호(Sref)를 통과시킬 수 있도록 적절한 인덕턴스를 가지게 설정됨은 물론이다.

상기 바이어스티(170)의 출력은 신호 분리부(270)의 입력과 연결되는데, 신호 분리부(270)는 먼저 직류성분(및 상기 저주파수의 기준신호 Sref)을 차단하며 RF 신호만 분리하여 출력하기 위해 적절한 커패시턴스가 설정되어 입력단과 직렬 연결된 커패시터 Cd1을 구비한다. 또한 신호 분리부(270)는 상기 기준신호(Sref)를 비롯하여 교류성분을 차단하고 직류성분의 모터 동작 전원(Vm)만을 분리하기 위해 적절한 인덕턴스가 설정되어 상기 입력단과 직렬로 연결되는 인덕터 Lm1과, 직류성분을 차단하고 저주파수인 상기 기준신호(Sref)만을 분리하기 위해 적절한 커패시턴스가 설정되어 상기 입력단과 직렬로 연결되는 커패시터 Cm1을 구비한다. 상기 인덕터 Lm1의 타단은 모터부(210)의 모터 M과 연결되어 모터 M에 동작 전원(Vm)을 제공하며, 커패시터 Cm1의 타단은 가변 저항부(220)의 가변저항 Rv와 연결되어 기준신호(Sref)는 가변저항 Rv에 제공된다. 이러한 신호 분리부(270)에는 또한 고주파신호인 RF 신호를 차단하여 모터측이나 가변 저항측에 유입될 수 없도록, 적절한 커패시턴스가 설정되어 접지단과 연결되는 커패시터 Cd2, Cd3을 입력단측에 구성할 수 있다.

상기에서 모터부(210)의 모터 M의 정회전 및 역회전 정도에 따라 가변 저항부(220)의 가변 저항 Rv는 각기 다른 저항값 즉, 가변된 저항값을 가지도록 구성된다. 이러한 가변 저항부(220)와, 바이어스티(170) 및 정합부(150)는 하나의 폐회로로 구성되어 있기 때문에 모터 M의 회전에 따라 가변 저항 Rv의 저항값이 가변되면 기준신호(Sref)의 진폭이 가변되며, 이는 트랜스포머(T1)의 제1권선측에 그대로 반영된다. 기준신호 검출부(140)는 이러한 진폭이 변화되는 기준신호를 입력받아 이러한 진폭 변화량에 따라 가변되는 레벨의 직류 검출신호(Ds)로 변환하여 제어부(110)로 출력한다. 이에 따라 기준신호 검출부(140)로부터 출력되는 직류신호를 입력받는 제어부(110)는 직류 검출신호(Ds)의 레벨을 확인하여 모터 M의 회전 상태를 계산할 수 있게 된다.

도 4는 도 2 중 기준신호 검출부(140)를 기준으로 간략화된 등가 회로도이며, 도 5는 도 4 중 기준신호 검출부(140)의 입출력 신호 파형도이다. 도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 회로 구성은 도 4에 도시된 바와 같이 기준신호 검출부(140)의 관점에서 간략하게 표시될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 기준신호 검출부(140)에 입력되는 검출신호(Sdet)는 기준신호(Sref)가 저항 R1' 및 가변 저항 Rv'에 의해 분압된 신호임을 알 수 있다. 또한 기준신호 검출부(140)는 이러한 검출신호(Sdet)의 레벨(즉, 진폭)에 따른 직류 검출신호(Ds)를 출력한다.

한편, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 모터 제어 장치를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격제어 시스템에서, 상기 안테나 장치(200)의 모터부(200)에는 다수의 위상 조정기 등을 구동하기 위한 구동 모터가 다수개 구비될 수 있으며, 제어부(110)는 이러한 다수의 구동 모터 각각을 선별적으로 제어하도록 구성한다. 이를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 6은 도 2 중 신호 분리부(270)의 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 회로도이며, 도 7은 도 6의 모터 구동 및 제어를 위한 신호 파형 예시도로서, 예를 들어 2개의 모터를 구동하기 위한 회로가 도시되고 있다. 도 6에 도시된 신호 분리부는 제1모터(미도시) 및 이의 회전 상태를 검출하는 제1가변저항(미도시)과 각각 연결되는 제1인덕터 Lm1, 제1커패시터 Cm1과, 제2모터(미도시) 및 이의 회전 상태를 검출하는 제2가변저항(미도시)과 각각 연결되는 제2인덕터 Lm2, 제2커패시터 Cm2를 구비하며, 미리 적절한 레벨로 설정된 스위칭 제어신호(Vs)에 따라 이러한 제1인덕터 Lm1, 제1커패시터 Cm1 쌍과 제2인덕터 Lm2, 제2커패시터 Cm2 쌍의 경로를 스위칭하여 해당 제1 또는 제2 모터를 선별적으로 구동 제어할 수 있도록 하기 위한 경로 설정 회로(280)가 구비된다.

상기 제1, 제2모터는 제1, 제2인덕터 Lm1, Lm2를 통해 제공되는 직류 동작 전원(Vm)에 따라 구동되는데, 이때 제공되는 동작 전원(Vm)의 극성에 따라 회전방향이 바뀐다. 예를 들어 +15V가 인가되면 시계방향으로 회전하고, -15V가 인가되면 반시계 방향으로 회전을 한다. 이러한 모터 동작 전원(Vm)과 더불어 상기 경로 설정 회로(280)에 제공되는 스위칭 제어신호(Vs)는 하나의 동일한 전송선로(피더케이블)를 통해 제공되는데, 스위칭 제어신호(Vs)의 직류 전압 레벨은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 동작 전원(Vm)의 절대치 레벨보다 적절히 더 크게 설정된다.

경로 설정 회로(280)는 동작 전원(Vm)(및 스위칭 제어신호 Vs)을 입력받아 이를 두 출력단(제1, 제2출력단)으로 선택적으로 출력함으로 실제 경로를 절체하는 릴레이(284)와, 상기 스위칭 제어신호(Vs)(및 동작 전원 Vm)를 입력받아 스위칭 제어신호(Vs)의 레벨에 따라 상기 릴레이(284)의 경로 선택을 위한 동작 제어신호를 출력하는 스위칭 선택부(282)로 구성된다.

스위칭 선택부(282)는 다수의 제너 다이오드(z1 ~ z4)로 구성되어 상기 스위칭 제어신호(Vs)의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시키는 구조를 가지며, 예를 들어 플러스(+) 레벨의 스위칭 제어신호(+Vm)가 입력될 경우에 이를 통과시켜 상기 릴레이(284)의 제1동작 제어신호 입력단으로 입력시키며, 마이너스(-) 레벨의 스위칭 제어신호(-Vm)가 입력될 경우에 이를 통과시켜 상기 릴레이(284)의 제2동작 제어신호 입력단으로 입력시킨다. 릴레이(284)는 상기 제1, 제2동작 제어신호 입력에 따라 동작 전원(Vm)이 입력되는 입력단이 제1, 제2출력단으로 각각 선택적으로 연결되도록 경로 절체 동작을 수행한다.

상기에서, 스위칭 제어신호(Vs)는 도 2에 도시된 바와 같은 모터전원 발생부(170)에서 제어부(110)의 제어하에 발생될 수 있다. 이때 모터전원 발생부(170)는 미리 적절히 설정된 다수의 직류전압 레벨(모터 동작 전원 및 스위칭 제어신호 레벨)을 발생시키기 위한 다수의 전압 발생기와, 상기 제어부(110)의 제어하에 상기 다수의 전압 발생기의 출력을 선택적으로 스위칭하여 절체하는 스위칭부 등으로 구성될 수 있다.

상기 도 6에 도시된 바와 같은 구성에 의해, 두 개의 모터를 제어하는 회로가 수동 소자만으로 이루질 수 있다. 도 6에 도시된 구성에서 예를 들어 제1모터를 선택하여 구동하고자 할 경우에는 플러스(+) 스위칭 제어신호(+Vs)가 출력되며, 이러한 스위칭 제어신호(+Vs)는 스위칭 선택부(282)를 거쳐 릴레이(284)의 제1동작 제어신호 입력되어, 릴레이(284)의 입력단이 제1출력단으로 연결된다. 이에 따라 모터 동작 전원(Vm)은 릴레이(284)를 거쳐 제1인덕터 Lm1로 제공되어 결국 제1모터로 제공된다. 마찬가지로 제2모터를 선택하여 구동하고자 할 경우에는 플러스(-) 스위칭 제어신호(-Vs)가 출력되며, 이러한 스위칭 제어신호(-Vs)는 스위칭 선택부(282)를 거쳐 릴레이(284)의 제2동작 제어신호 입력되어, 릴레이(284)의 입력단이 제2출력단으로 연결된다. 이에 따라 모터 동작 전원(Vm)은 릴레이(284)를 거쳐 제2인덕터 Lm2로 제공되어 결국 제2모터로 제공된다.

상기에서, 모터 동작 전원(Vm)의 레벨은 스위칭 선택부(282)를 통과하지 못하도록 설정되므로, 모터 동작 전원(Vm) 자체에 의한 릴레이(284)의 절체 동작은 일어나지 않는다. 또한 상기 스위칭 제어신호(Vs) 자체 전압에 의해 모터가 구동되는 경우를 방지하기 위해 스위칭 제어신호(Vs)의 출력 시간(t)은 모터 초기 기동에 요구되는 시간보다 짧도록 적절히 설정된다.

또한 상기 도 6 및 도 7의 설명에서는 설명의 편의를 위해 상기 도 2 이하에 설명된 기준신호(Sref)는 설명하지 않았으나, 이러한 기준신호(Sref)는 동작 전원(Vm)과 더불어 입력되어 각 제1, 제2커패시터 Cm1, Cm2를 거쳐 각 제1, 제2가변저항에 입력될 수 있음에 유의하여야 한다.

도 8은 도 2 중 신호 분리부(270)의 본 발명의 또다른 실시예에 따른 변형 회로도이며, 도 9는 도 8의 모터 구동 및 제어를 위한 신호 파형 예시도로서, 예를 들어 4개의 모터를 구동하기 위한 회로가 도시되고 있다. 도 8에 도시된 신호 분리부 제1~4모터(미도시) 및 이의 회전 상태를 검출하는 제1~4가변저항(미도시)과 각각 연결되는 인덕터와 커패시터의 4개의 쌍(Lm1/Cm1, Lm2/Cm2, Lm3/Cm3, Lm4/Cm4)을 구비하며, 미리 서로 다른 적절한 레벨로 설정된 제1, 제2스위칭 제어신호(Vs1, Vs2)에 따라 이러한 4개의 인덕터/커패시터 쌍(Lm1/Cm1, Lm2/Cm2, Lm3/Cm3, Lm4/Cm4)의 경로를 스위칭하여 해당 제1~4모터를 선별적으로 구동 제어할 수 있도록 하기 위한 다수의 경로 설정 회로(280-1, 280-2, 280-3)가 구비된다.

상기 다수의 경로 설정 회로(280-1~3)에 제공되는 제1, 제2스위칭 제어신호(Vs1, Vs2)는 모터 동작 전원(Vm)과 더불어 하나의 동일한 전송선로(피더케이블)를 통해 제공되는데, 각 제1, 제2스위칭 제어신호(Vs1, Vs2)의 직류 전압 레벨은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 동작 전원(Vm)의 절대치 레벨보다 더 크며 서로 다르게 즉, 제1스위칭 제어신호(Vs1)가 제2스위칭 제어신호(Vs2)보다 크게 적절히 설정된다.

각 경로 설정 회로(280-1~3)간의 연결 구성은 먼저 제1경로 설정 회로(280-1)가 모터 동작 전원(Vm)(및 제1, 제2스위칭 제어신호 Vs1, Vs2)을 입력받아 이를 2개의 출력단으로 절체하여 출력하며, 제2, 제3경로 설정 회로(280-2, 280-3)는 이러한 제1경로 설정 회로(280-1)의 두 출력을 각각 입력받아 이를 2개의 출력단으로 절체하여 출력하도록 구성된다. 이때 제1, 제2 경로 설정 회로(280-2, 280-3)의 각각의 두 출력단에 각각 인덕터/커패시터의 쌍이 연결되도록 구성된다.

각 경로 설정 회로(280-1~3)의 내부 구성은 상기 도 6에 도시된 바와 같은 스위칭 선택부(282) 및 릴레이(284)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 다만, 제1경로 설정 회로(280-1)의 스위칭 선택부(282-1)는 상기 제1스위칭 제어신호(Vs1)의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시켜 릴레이(284-1)에 동작 제어신호를 출력하며, 상기 제2, 제3경로 설정 회로(280-2, 280-3)는 제2스위칭 제어신호(Vs2)의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시켜 릴레이(284-2, 284-3)에 동작 제어신호를 출력하는 구성을 가진다.

상기에서, 제1, 제2 스위칭 제어신호(Vs1, Vs2)는 도 6의 경우에서와 마찬가지로, 도 2에 도시된 바와 같은 모터전원 발생부(170)에서 제어부(110)의 제어하에 발생될 수 있다. 이때 모터전원 발생부(170)는 미리 적절히 설정된 다수의 직류전압 레벨(모터 동작 전원 및 스위칭 제어신호 레벨)을 발생시키기 위한 다수의 전압 발생기와, 상기 제어부(110)의 제어하에 상기 다수의 전압 발생기의 출력을 선택적으로 스위칭하여 절체하는 스위칭부 등으로 구성될 수 있다.

상기와 같이, 도 8에 도시된 바와 같은 구성에 의해 4개의 모터를 제어하는 회로가 수동 소자만으로 이루질 수 있다. 도 8에 도시된 구성에서 예를 들어 제1인덕터 Lm1에 연결되는 제1모터를 선택하여 구동하고자 할 경우에는 플러스(+) 제1스위칭 제어신호(+Vs1)가 출력되며, 이러한 플러스(+) 제1스위칭 제어신호(+Vs1)에 의해 제1경로 설정 회로(280-1)는 릴레이(284-1)의 입력단이 제1출력단으로 연결되도록 하여 제2경로 설정 회로(280-2)와 연결되도록 한다. 이때 제1스위칭 제어신호(Vs1)의 레벨은 제2스위칭 제어신호(Vs2)의 레벨보다 크기 때문에, 플러스(+) 제1스위칭 제어신호(+Vs1)에 의해 제2경로 설정 회로(280-2)의 릴레이(284-2)는 입력단이 제1출력단으로 연결되도록 동작한다. 이에 따라 모터 동작 전원(Vm)은 제1, 제2경로 설정 회로(280-1, 280-2)를 거쳐 제1인덕터 Lm1로 제공되어 결국 제1모터로 제공된다. 이러한 상태에서 예를 들어 제2인덕터 Lm2에 연결되는 제2모터를 선택하여 구동하고자 할 경우에는 마이너스(-) 제2스위칭 제어신호(-Vs2)가 출력되며, 이러한 마이너스(-) 제2스위칭 제어신호(-Vs2)의 레벨에 의해서는 제1경로 설정 회로(280-1)의 경로 설정동작이 이루어지 않으므로, 제1경로 설정 회로(280-1)의 릴레이(284-1)의 입력단이 제1출력단으로 연결된 상태가 유지되며, 제2로 설정 회로(280-2)에서는 상기 마이너스(-) 제2스위칭 제어신호(-Vs2)에 의해 릴레이(284-2)는 입력단이 제2출력단으로 연결되도록 동작한다. 이에 따라 모터 동작 전원(Vm)은 제1, 제2경로 설정 회로(280-1, 280-2)를 거쳐 제2인덕터 Lm2로 제공되어 결국 제2모터로 제공된다.

상기 도 8 및 도 9의 설명에서는 설명의 편의를 위해 상기 도 6 및 도 7의 설명에서와 같이 기준신호(Sref)에 관해서는 설명하지 않았으나, 이러한 기준신호(Sref)는 동작 전원(Vm)과 더불어 입력되어 각 제1~4커패시터 Cm1~4를 거쳐 각 제1~4가변저항에 입력될 수 있음에 유의하여야 한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 예를 들어 상기의 설명에서는 도 6 ~ 도 9에 개시된 바와 같이, 본 발명이 2 ~ 4개의 구동 모터를 제어하는 것으로 설명하였으나 경로 설정 회로를 더 구비하며 이에 따른 적절한 스위칭 제어신호의 레벨을 더 설정하여 4개 이상 보다 많은 구동 모터를 제어할 수 있음은 물론이다. 예를 들어 상기 도 8에 도시된 바와 같은 제2, 제3경로 설정 회로(280-2, 280-3)의 두 출력단에 각각 경로 설정 회로를 더 설치하며 이러한 각 단계(즉 3단)의 경로 설정 회로를 제어하는 스위칭 제어신호의 레벨을 적절히 3단으로 구분되게 구성함으로 8개의 구동 모터를 선택적으로

제어하도로 구성할 수도 있다. 또한 상기 도 6 및 도 8에는 다수의 구동 모터의 회전 상태를 파악하기 위한 다수의 가변저항을 위한 커패시터 등이 구비되며, 기준신호가 제공되는 것으로 설명하였으나, 구동 모터의 구동 온/오프 제어에만 관심이 있고, 구동 모터의 회전 상태의 정밀한 제어에 관심이 없는 분야에서는 상기 기준신호 및 이러한 기준신호의 변량을 위한 가변저항 및 커패시터의 구성이 필요치 않을 수 있다. 이와 같이 본 발명의 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있으며, 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 원격 모터 제어 장치 및 이를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템은 저비용으로 원격지의 자동 구동 장치의 구동 모터를 제어할 수 있으며, 특히 구동 모터 측에 수동소자만을 구비하여 모터를 제어할 수 있으며, 다수의 구동 모터를 하나의 전송선로를 통해 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 모터 제어 장치를 채용한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격제어 시스템 관련부의 블록 구성도

도 2는 도 1 중 주요부의 회로 구성도

도 3은 도 2 중 다수 기능부의 입출력 신호 파형도

도 4는 도 2 중 기준신호 검출부를 기준으로 간략화된 등가 회로도

도 5는 도 4 중 기준신호 검출부의 입출력 신호 파형도

도 6은 도 2 중 신호분리부의 본 발명의 다른 실시예에 따른 변형 회로도

도 7은 도 6의 모터 구동 및 제어를 위한 신호 파형 예시도

도 8은 도 2 중 신호분리부의 본 발명의 또다른 실시예에 따른 변형 회로도

도 9는 도 8의 모터 구동 및 제어를 위한 신호 파형 예시도

Claims (10)

1. 적어도 하나 이상의 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 원격 제어 대상 장치를 원격 제어하기 위한 모터 제어 장치에 있어서,

   상기 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 모터 구동에 필요한 직류 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 전원을 합성하여 하나의 전송선로를 통해 출력하는 신호 정합부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부를 거쳐 상기 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 상기 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 상기 모터의 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치와,

   상기 모터와, 상기 모터 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받아 이를 인덕터 및 커패시터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원과 상기 기준신호를 분리하여 상기 모터 및 상기 가변저항에 제공하는 신호 분리부를 구비하는 원격 제어 대상 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 신호 정합부는 트랜스포머를 이용하여 구성하며, 상기 트랜스포머의 제1권선측의 일단은 상기 기준신호 발생부의 출력단 및 상기 기준신호 검출부의 입력단과 연결되며, 상기 트랜스포머의 제2권선측의 일단은 상기 모터전원 발생부의 출력단과 연결되어, 상기 제2권선측에 상기 제1권선측의 신호가 유기도록 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
3. 다수의 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 원격 제어 대상 장치를 원격 제어하기 위한 모터 제어 장치에 있어서,

   상기 다수의 모터 중 선택된 모터의 구동에 필요한 직류 동작 전원 및 해당 모터의 선택을 위해 상기 직류 동작 전원과 다르게 미리 설정되는 레벨의 직류 스위칭 제어신호를 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 모터전원 발생부의 출력 신호를 하나의 전송선로를 통해 출력하는 신호 정합부와, 상기 모터전원 발생부를 제어하여 해당 모터의 선택 및 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치와,

   상기 다수의 모터와, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받으며 상기 스위칭 제어신호의 레벨에 따라 상기 입력된 신호의 출력 경로를 변경하여 해당 모터로 연결되도록 하는 신호 분리부를 구비하는 원격 제어 대상 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호 분리부는 상기 직류 동작 전원을 입력받아 이를 두 출력단으로 선택적으로 출력함으로 상기 경로를 절체하는 릴레이와, 다수의 제너 다이오드를 이용하여 상기 직류 스위칭 제어신호의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시켜 상기 릴레이의 상기 릴레이 경로 선택을 위한 동작 제어신호로서 출력하는 스위칭 선택부를 구비하는 경로 설정 회로를 적어도 하나 이상 포함하여 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
5. 다수의 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 원격 제어 대상 장치를 원격 제어하기 위한 모터 제어 장치에 있어서,

   상기 다수의 모터 중 선택된 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 다수의 모터 중 선택된 모터의 구동에 필요한 직류 동작 전원 및 해당 모터의 선택을 위해 상기 직류 동작 전원과 다르게 미리 설정되는 레벨의 직류 스위칭 제어신호를 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 출력 신호를 합성하여 하나의 전송선로를 통해 출력하는 신호 정합부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부를 거쳐 상기 다수의 모터 중 선택된 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 해당 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 해당 모터의 선택 및 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치와,

   상기 다수의 모터와, 상기 다수의 모터의 각 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 다수의 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받으며 상기 스위칭 제어신호의 레벨에 따라 상기 입력된 신호의 출력 경로를 변경하여 해당 모터로 연결되도록 하며 상기 다수의 모터별로 마련되는 인덕터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원을 분리하여 해당 모터에 제공하며 상기 다수의 가변저항별로 마련되는 커패시터를 이용하여 상기 기준신호를 분리하여 해당 가변 저항에 연결하는 신호 분리부를 구비하는 원격 제어 대상 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 신호 정합부는 트랜스포머를 이용하여 구성하며, 상기 트랜스포머의 제1권선측의 일단은 상기 기준신호 발생부의 출력단 및 상기 기준신호 검출부의 입력단과 연결되며, 상기 트랜스포머의 제2권선측의 일단은 상기 모터전원 발생부의 출력단과 연결되어, 상기 제2권선측에 상기 제1권선측의 신호가 유기도록 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 신호 분리부는 상기 입력된 신호를 두 출력단으로 선택적으로 출력함으로 상기 경로를 절체하는 릴레이와, 다수의 제너 다이오드를 이용하여 상기 직류 스위칭 제어신호의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시켜 상기 릴레이의 상기 릴레이 경로 선택을 위한 동작 제어신호로서 출력하는 스위칭 선택부를 구비하는 경로 설정 회로를 적어도 하나 이상 포함하여 구성함을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
8. 적어도 하나 이상의 구동 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 안테나 장치를 원격 제어하기 위한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템에 있어서,

   상기 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 저주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 모터 구동에 필요한 직류 동작 전원을 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 전원을 합성하여 출력하는 신호 정합부와, 상기 정합부의 출력 신호와 이동통신 서비스를 위한 무선 신호를 합성하여 하나의 전송선로를 전송하는 바이어스티(bias-T)와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부와 상기 바이어스티 및 상기 전송선로를 거쳐 상기 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 상기 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 상기 모터의 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치와,

   상기 모터와, 상기 모터 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받아 고주파수용의 커패시터를 이용하여 상기 무선 신호를 분리하며 인덕터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원을 분리하여 상기 모터에 제공하며 저주파수용의 커패시터를 이용하여 상기 기준신호를 분리하여 상기 가변 저항에 연결하는 신호 분리부를 구비하는 안테나 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 안테나 원격 제어 시스템.
9. 다수의 모터를 구비하며 원격지에 설치되는 안테나 장치를 원격 제어하기 위한 이동통신 기지국 시스템의 안테나 원격 제어 시스템에 있어서,

   상기 다수의 모터 중 선택된 모터의 회전상태를 측정하기 위하여 미리 설정된 주파수의 기준신호를 발생하는 기준신호 발생부와, 상기 다수의 모터 중 선택된 모터의 구동에 필요한 직류 동작 전원 및 해당 모터의 선택을 위해 상기 직류 동작 전원과 다르게 미리 설정되는 레벨의 직류 스위칭 제어신호를 발생하는 모터전원 발생부와, 상기 기준신호 발생부에서 발생한 기준신호와 상기 모터전원 발생부의 출력 신호를 합성하여 출력하는 신호 정합부와, 상기 정합부의 출력 신호와 이동통신 서비스를 위한 무선 신호를 합성하여 하나의 전송선로를 전송하는 바이어스티(bias-T)와, 상기 기준신호 발생부에서 발생된 기준신호가 상기 정합부와 상기 바이어스티 및 상기 전송선로를 거쳐 상기 다수의 모터 중 선택된 모터에 제공됨에 따른 레벨 변경값을 검출하는 기준신호 검출부와, 상기 기준신호 검출부의 검출값을 통해 해당 모터의 회전 상태를 확인하며 상기 모터전원 발생부를 제어하여 해당 모터의 선택 및 회전 상태를 제어하는 제어부를 구비하는 원격 제어 장치와,

   상기 다수의 모터와, 상기 다수의 모터의 각 동작 상태에 따라 저항값을 가변하는 다수의 가변 저항과, 상기 원격 제어 장치로부터 상기 하나의 전송선로를 통해 전송된 신호를 입력받으며 고주파수용의 커패시터를 이용하여 상기 무선 신호를 분리하며 상기 스위칭 제어신호의 레벨에 따라 상기 입력된 신호의 출력 경로를 변경하여 해당 모터로 연결되도록 하며 상기 다수의 모터별로 마련되는 인덕터를 이용하여 상기 직류 모터 동작 전원을 분리하여 해당 모터에 제공하며 상기 다수의 가변저항별로 마련되는 커패시터를 이용하여 상기 기준신호를 분리하여 해당 가변 저항에 연결하는 신호 분리부를 구비하는 안테나 장치를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 안테나 원격 제어 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 신호 분리부는 상기 입력된 신호를 두 출력단으로 선택적으로 출력함으로 상기 경로를 절체하는 릴레이와, 다수의 제너 다이오드를 이용하여 상기 직류 스위칭 제어신호의 절대치 레벨 이상의 직류 전원만 통과시켜 상기 릴레이의 상기 릴레이 경로 선택을 위한 동작 제어신호로서 출력하는 스위칭 선택부를 구비하는 경로 설정 회로를 적어도 하나 이상 포함하여 구성함을 특징으로 하는 안테나 원격 제어 시스템.