KR20150130118A - 안테나 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안테나 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동체에 탑재되는 안테나를 제어하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 이동체의 레이돔 내에 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나, GPS로부터 상기 이동체의 좌표 정보를 수신하는 위치 수신부, 상기 좌표 정보에 따라 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 안테나 제어부, 상기 선택된 안테나를 통해 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하는 방송 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 이동체의 현재 위치에 따라 레이돔 내에 설치되는 두 개의 안테나 중 방송 수신에 적합한 안테나를 선택함으로써, 넓은 지역을 커버하면서 안정적으로 방송 신호를 수신할 수 있는 장점이 있다.

Description

안테나 제어 장치{ANTENNA CONTROL APPARATUS}
본 발명은 안테나 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동체에 탑재되는 안테나를 제어하는 장치에 관한 것이다.
난시청 지역에서의 방송 수신이 어려운 문제를 해결하기 위하여 위성을 이용한 방송 서비스가 제공된다.
위성 방송 서비스를 위한 방송 시스템은 TV 프로그램 또는 음성 프로그램 등 각종 방송 프로그램의 방송 신호를 전송할 목적으로 우주 궤도에 위치하는 방송 위성에 전파를 송출하고 난시청 지역 등에서 수신된 전파를 증폭하여 재송출하는 시스템을 의미한다.
일반적으로, 위성으로부터 송출된 방송 신호는 위성 수신국 등에 설치되는 안테나를 통해 수신되어 각 세대로 분배된다. 그러나, 산간 지역 등과 같이 넓은 지역을 커버해야 하거나 위성 수신국이 없는 곳에서 방송 신호를 수신하여야 할 필요가 있을 때, 이동체에 탑재된 안테나를 통해 위성 신호를 수신하고 중계기를 통해 수신된 방송 신호를 교환국 등에 송출하는 방법으로 위성을 이용한 방송 서비스를 운용할 수 있다.
종래의 이동체 탑재형 안테나는 차량 등의 레이돔 내에 설치되며, 일정한 방위각 및 앙각으로 조정된다. 한편, 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하는 안테나의 빔폭이 작음으로 인하여 방송 위성이 방송 신호를 송출하는 방향과 안테나의 방향이 일치하지 않으면 이동체 탑재 안테나의 수신율이 급격히 감소하는 문제점이 존재한다.
구체적으로, 이동체에 탑재된 안테나가 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하기에 적합한 방향은 이동체가 정차한 지역의 위도 또는 경도에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 종래에 이동체의 레이돔 내부에 탑재되는 단일 안테나 만으로는 넓은 범위의 위도 또는 경도에 이르는 방송 수신 지역 전체를 커버할 수 없는 문제점이 존재한다.
본 발명은 이동체의 현재 위치에 따라 레이돔 내에 설치되는 두 개의 안테나 중 방송 수신에 적합한 안테나를 선택함으로써, 넓은 지역을 커버하면서 안정적으로 방송 신호를 수신할 수 있는 안테나 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동체의 레이돔 내에 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나, GPS로부터 상기 이동체의 좌표 정보를 수신하는 위치 수신부, 상기 좌표 정보에 따라 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 안테나 제어부, 상기 선택된 안테나를 통해 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하는 방송 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 이동체의 현재 위치에 따라 레이돔 내에 설치되는 두 개의 안테나 중 방송 수신에 적합한 안테나를 선택함으로써, 넓은 지역을 커버하면서 안정적으로 방송 신호를 수신할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 안테나 제어 장치가 설치된 이동체를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 정면도.
도 5는 본 발명의 안테나 제어부의 안테나 선택 과정을 설명하기 위한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 안테나 제어 장치는 이동체의 좌표 정보를 수신하는 위치 수신부(102), 이동체의 레이돔 내에 설치되는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108), 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108) 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 안테나 제어부(104), 선택된 안테나를 통해 방송 신호를 수신하는 방송 수신부(110), 방송 신호를 송신 중계기로 송출하는 신호 송출부(112)를 포함한다.
또한, 안테나 제어 장치는 바람직하게는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 앙각을 조절하는 구동부(114) 및 방송 신호의 주파수를 입력 주파수로 변환하는 LNB(116)를 더 포함할 수 있다.
한편, 위치 수신부(102)는 GPS(180)로부터 이동체의 좌표 정보를 수신하며, 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 방송 위성(190)으로부터 방송 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 안테나 제어 장치는 이동체의 레이돔 내에 설치되는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)를 포함한다. 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 각각 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신할 수 있다.
본 발명의 안테나 제어 장치는 차량과 같은 이동체에 탑재되어 산간 지역 등과 같이 넓은 지역을 커버해야 하거나 위성 수신국이 없는 곳에서 방송 신호를 수신하여야 할 필요가 있을 때, 이동체에 탑재된 안테나를 통해 위성 신호를 수신하고 중계기를 통해 수신된 방송 신호를 교환국 등에 송출할 수 있다.
이동체의 상부에는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)를 풍압 등으로부터 보호하기 위한 레이돔이 설치된다. 레이돔은 이동체의 이동에 따른 공기와의 마찰에서 발생하는 풍압, 가열 또는 새나 우박의 충돌에도 견딜 수 있는 강도를 가질 수 있다.
레이돔 내부에는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)가 방송 위성(190)과 일정한 앙각(Elevation angle) 및 방위각을 이루도록 방사 방향으로 설치될 수 있다. 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 앙각은 조절 가능하도록 구성될 수 있다.
방송 위성(190)은 예를 들어, KBS1, KBS2, 위성EBS, 종교채널, 스카이라이프, 케이블TV 채널을 중계하는 무궁화 5호 방송 위성 및 MBC, SBS 채널을 중계하는 무궁화 6호 위성 등일 수 있다.
일반적으로, 방송 위성(190)의 주파수는 3~4 GHz 대역의 C-밴드 신호 및 11~12 GHz 대역의 Ku-밴드 신호가 사용되며, 위성 수신기의 입력 주파수로는 950 Hz ~ 2150 Hz가 사용된다.
위치 수신부(102)는 GPS(180)로부터 이동체의 좌표 정보를 수신하는 기능을 수행한다. 이동체의 좌표 정보는 이동체가 정차한 위치에 대하여 측정된 위도 또는 경도일 수 있다.
안테나 제어부(104)는 GPS(180)로부터 수신한 좌표 정보에 따라 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108) 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 기능을 수행한다.
보다 상세하게는, 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 이동체의 레이돔 내에 설치되며, 일정한 방위각 및 앙각으로 조정된다. 한편, 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 빔폭이 작음으로 인하여 방송 위성(190)이 방송 신호를 송출하는 방향과 방송 신호를 수신하는 안테나의 방향이 일치하지 않으면 안테나의 수신율이 급격히 감소할 수 있다.
따라서, 안테나 제어부(104)는 이동체의 위도 또는 경도에 따라 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108) 중 최적의 수신율을 갖는 안테나를 선택함으로써, 넓은 지역을 커버하면서 안정적으로 방송 신호를 수신할 수 있다.
바람직하게는, 안테나 제어부(104)는 좌표 정보에 대응되는 미리 설정된 안테나 좌표 설정 구간을 검색하고, 검색된 구간에서 지정된 안테나를 선택할 수 있다.
보다 상세하게는, 특정 위도 또는 경도에서의 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108) 각각에 대한 방송 신호의 수신율을 미리 측정하여, 최적의 수신율을 갖는 안테나를 미리 설정할 수 있다. 안테나 제어부(104)는 미리 측정된 데이터들로부터 좌표 정보에 대응되는 안테나 좌표 설정 구간을 검색하여 해당 구간에서 지정된 안테나를 선택할 수 있다.
방송 수신부(110)는 안테나 제어부(104)에서 선택된 안테나를 통해 방송 위성(190)으로부터 방송 신호를 수신하는 기능을 수행한다. 바람직하게는, 방송 수신부(110)는 방송 위성(190)으로부터 송출되는 방송 신호의 주파수를 입력 주파수로 변환하는 LNB(116)를 포함할 수 있다.
실제 방송 위성(190)이 송출하는 주파수는 3 GHz ~ 13 GHz 대역으로 다양하다. 일반적으로, 대형 안테나에서는 주로 3 GHz ~4 GHz 대역의 C-밴드를 이용하며, 무궁화 위성 또는 일본의 대표 방송 채널들은 10 GHz ~ 13 GHz 대역의 Ku-밴드를 이용한다.
그러나, 방송 수신부(110)가 수신하기 위한 신호의 사양은 950 MHz ~ 2150 MHz이기 때문에 방송 수신부(110)는 상술한 다양한 주파수 대역의 신호들을 직접 수신할 수 없다. 따라서, LNB(Low Noise Block Down Converter; LNB)가 실제 방송 위성 주파수를 입력 주파수로 변환하는 기능을 수행한다.
즉, LNB(116)는 방송 위성 신호의 주파수를 방송 수신부(110)가 인식할 수 있는 입력 주파수(또는 중간 주파수)로 변환하는 기능을 수행한다.
방송 수신부(110)에 의하여 수신된 방송 신호는 이동체에 탑재된 디스플레이 장치를 통해 출력될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 측면에서, 수신한 방송 신호를 재송출하여 다른 지역으로 전파할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 안테나 제어 장치는 신호 송출부(112)를 더 포함할 수 있다.
신호 송출부(112)는 방송 수신부(110)가 수신한 방송 신호를 송신 중계기로 송출하는 기능을 수행한다. 송신 중계기로 송출된 방송 신호가 교환국 등에 전송됨으로써 난시청 지역에서의 방송 서비스를 운용할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서, 안테나 제어 장치는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 앙각을 조절하는 구동부(114)를 더 포함할 수 있다. 구동부(114)를 통해 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 보다 높은 방송 신호 수신율을 갖도록 앙각이 조절될 수 있다.
도 2는 본 발명의 안테나 제어 장치가 설치된 이동체를 도시한 도면이다. 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안테나 제어 장치(202)는 차량과 같은 이동체의 상부에 설치될 수 있다. 또한, 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 이동체의 레이돔 내에 설치될 수 있다.
위치 수신부(102)는 도 2의 GPS(180)로부터 이동체의 현재 좌표 정보를 수신한다. 안테나 제어부(104)는 수신된 좌표 정보에 따라 제1 안테나 및 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택할 수 있다. 바람직하게는, 안테나 제어부(104)는 좌표 정보에 대응되는 미리 설정된 안테나 좌표 설정 구간을 검색하고, 검색된 구간에서 지정된 안테나를 선택할 수 있다.
방송 수신부(110)는 선택된 안테나를 통해 방송 위성(190)으로부터 방송 신호를 수신한다. 이 때, LNB(116)는 방송 신호의 주파수를 입력 주파수(중간 주파수)로 변환할 수 있다. 또한, 구동부(114)는 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 앙각을 조절할 수 있다.
수신된 방송 신호는 디스플레이 장치 등을 통해 이동체에 탑승한 탑승자가 방송을 시청할 수 있도록 출력되거나, 다른 지역으로 재송출될 수 있다. 이를 위하여, 신호 송출부(112)는 방송 신호를 송신 중계기에 송출하고, 송출된 신호는 송신 중계기를 통해 교환국 등에 전송될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 제어 장치의 정면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)는 방송 위성을 향하는 방사 방향으로 앙각을 이루면서 설치될 수 있다. 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 앙각은 구동부(114)에 의해 조절될 수 있다.
도 3의 위치 수신부(302)는 GPS로부터 이동체의 좌표 정보를 수신하며, 안테나 제어부(104)는 수신된 좌표 정보에 따라 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108) 중 어느 하나의 안테나를 선택할 수 있다. 여기서, 안테나 제어부(104)는 미리 측정된 안테나 좌표 구간 중 좌표 정보에 대응되는 안테나 좌표 설정 구간을 검색하고, 검색된 구간에서 지정된 안테나를 선택할 수 있다.
도 3 및 도 4에는 도시되지 않았으나, 제1 안테나(106) 및 제2 안테나(108)의 방위각이 조절 가능하도록 구성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 안테나 제어부의 안테나 선택 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 위치 수신부(102)가 GPS(180)로부터 수신한 좌표 정보(502) 및 미리 측정된 좌표 구간의 테이블(504)이 표시된다.
미리 측정된 좌표 구간의 테이블(504)에는 위도 구간과 경도 구간이 표시되고, 각 구간마다 최적 안테나가 지정된다. 예를 들어, 좌표 정보가 위도 33.5°~34° 구간, 경도 134.5°~135° 구간 내에 속하는 경우, 최적 안테나는 제1 안테나로 지정된다. 이러한 테이블은 해당 위도 및 경도에서 제1 안테나 및 제2 안테나 각각에 대한 방송 신호 수신율을 측정한 결과로부터 도출될 수 있다.
예를 들어 위치 수신부(102)가 수신한 이동체의 좌표 정보가 위도 34.66°, 경도 135.51°인 경우, 안테나 제어부(104)는 미리 측정된 좌표 구간 테이블(504) 중 해당 좌표에 대응되는 구간을 검색할 수 있다. 좌표 정보(위도 34.66°, 경도 135.51°)는 좌표 구간 테이블(504) 중 위도 34.5°~35° 구간, 경도 135.5°~136° 구간 내에 속하므로, 안테나 제어부(104)는 해당 구간에서 지정된 안테나인 제2 안테나를 선택할 수 있다.
방송 수신부(110)는 제2 안테나(108)를 통해 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하고, 신호 송출부(112)는 수신한 방송 신호를 송신 중계기로 송출할 수 있다.
본 발명의 안테나 제어 장치에 의하면, 이동체의 현재 위치에 따라 두 개의 안테나 중 높은 수신율을 갖는 최적 안테나를 선택함으로써, 넓은 지역을 커버하면서 안정적으로 방송 신호를 수신할 수 있는 장점이 있다.
또한, 두 개의 안테나를 이용함으로써 복잡한 구성을 갖지 않으면서 안테나의 좁은 범위의 빔폭을 확장할 수 있고, 장치 구성에 필요한 비용을 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (5)

  1. 이동체의 레이돔 내에 설치되는 제1 안테나 및 제2 안테나;
    GPS로부터 상기 이동체의 좌표 정보를 수신하는 위치 수신부;
    상기 좌표 정보에 따라 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 안테나 제어부;
    상기 선택된 안테나를 통해 방송 위성으로부터 방송 신호를 수신하는 방송 수신부
    를 포함하는 안테나 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방송 신호를 송신 중계기로 송출하는 신호 송출부
    를 더 포함하는 안테나 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 제어부는
    상기 좌표 정보에 대응되는 미리 설정된 안테나 좌표 설정 구간을 검색하고,
    검색된 구간에서 지정된 안테나를 선택하는
    안테나 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 앙각을 조절하는 구동부
    를 더 포함하는 안테나 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방송 수신부는
    상기 방송 신호의 주파수를 입력 주파수로 변환하는 LNB
    를 포함하는 안테나 제어 장치.
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