KR20170123402A - 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치 - Google Patents

필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나 이상의 필터를 배열하여 각 필터를 통해 위성신호를 실시간으로 검출함으로써, 필터의 주파수 조절 없이 위성신호를 고속으로 검출하는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치는 위성신호의 주파수를 변환하여 중간신호를 생성하는 주파수 변환부, 상기 중간신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터, 상기 변환된 디지털 신호를 검출하는 하나 이상의 필터 및 상기 검출된 디지털 신호의 크기를 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 필터의 개수는 상기 중간신호의 주파수 변동범위 및 상기 주파수 변환부의 변환 주파수간격에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.

Description

필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치{Apparatus for detecting satellite signal using arrayed filter}
본 발명은 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나 이상의 필터를 배열하여 각 필터를 통해 위성신호를 실시간으로 검출함으로써, 필터의 주파수 조절 없이 위성신호를 고속으로 검출하는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치에 관한 것이다.
현재 지구 상공에서 운용 중인 정지궤도 위성(Geostationary Earth Orbit; GEO)은 약 410개로 알려져있다. 지상에서는 위성과의 통신 품질을 높이기 위해, 다수의 위성 중에서 목표위성을 추적하여 해당 목표위성과 선택적으로 통신해야 한다.
그러나, 다수의 정지궤도 위성은 불과 1 ~ 3도의 간격으로 상호 배치되어 있어서, 지상에서 목표위성을 정확히 추적하지 않으면 인접 위성간에 전파 간섭이 발생하게 된다. 이와 같은 전파 간섭을 방지하기 위해, 국제통신연합(ITU-R)에서는 인접 궤도에 있는 정지궤도 위성간의 상호 간섭 규정을 만들어 이를 준수하도록 권고하고 있다. 따라서, 목표위성을 정확하게 추적할 수 있는 방법에 대한 연구가 이루어져 왔다.
일반적으로 지상에서 목표위성을 정확히 추적하기 위해, 위성신호 중 비콘신호를 검출하는 방법이 이용되고 있다. 비콘신호는 위성에서 송신되는 신호로써, 위성의 위치 정보를 전달하기 위해 주기적으로 전송되는 신호이다. 지상에서는 비콘신호를 검출하여 목표위성을 추적하고, 해당 위성의 방향으로 안테나의 위치 및 방향을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 비콘신호를 포함하는 위성신호 검출 방법은 협대역 아날로그 필터를 이용하여 필터의 중심주파수를 조절하는 아날로그 RSSI(Received Signal Strength Intensity) 방식이 이용되고 있다. 또한, 위성신호를 주파수 도메인으로 변환한 뒤, 빔 패턴의 기울기를 분석하고, 최대 크기를 갖는 빔 패턴을 예측하여 안테나의 각도를 보정하는 디지털 FFT(Fast Fourier Transform) 방식이 이용되고 있다.
그러나 종래의 위성신호 검출 장치는 하나의 필터로 위성신호를 검출함으로써, 위성신호의 주파수가 변동함에 따라 필터의 주파수를 조절해야 하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 위성신호 검출 장치는 하나의 중심주파수를 갖는 필터로 위성신호를 검출함으로써, 필터 주파수 조절에 따른 시간지연으로 인해 위성신호를 고속으로 검출할 수 없는 문제점이 있다. 또한 종래의 위성신호 검출 장치는 대역폭이 중첩되는 다수의 필터를 사용하지 않으므로 위성신호의 주파수 변동범위에서 위성신호를 실시간으로 검출할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 종래의 위성신호 검출 장치는 안테나의 방향을 제어하는 안테나 제어장치와 통신하지 못함으로써, 실시간으로 안테나를 제어할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 위성신호의 주파수 변동범위 및 위성신호의 주파수를 변환하는 변환 주파수 간격에 기초하여 필터의 개수를 산출함으로써, 필터의 주파수 조절 없이 위성신호를 검출할 수 있는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 변환된 위성신호의 주파수로부터 변환 주파수간격만큼 감산 또는 가산된 주파수를 중심주파수로 하는 다수의 필터를 이용함으로써, 위성신호의 주파수 변동에 관계 없이 위성신호를 실시간으로 고속 검출할 수 있는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및 최소 설정 잡음 비에 기초하여 필터의 대역폭을 설정함으로써, 위성신호의 주파수 변동에 관계 없이 모든 주파수에서 위성신호를 검출할 수 있는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 위성신호의 신호 대 잡음 비에 기초하여 제어신호를 생성하고 제어신호를 안테나제어부에 송신함으로써, 위성의 정확한 위치를 파악할 수 있고, 해당 위성의 위치를 추적하도록 안테나를 제어하는 필터 배열 방식의 위성신호 검출 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 발명의 일 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치는 위성신호의 주파수를 변환하여 중간신호를 생성하는 주파수 변환부, 상기 중간신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터, 상기 변환된 디지털 신호를 검출하는 하나 이상의 필터 및 상기 검출된 디지털 신호의 크기를 측정하는 측정부를 포함하고, 상기 필터의 개수는 상기 중간신호의 주파수 변동범위 및 상기 주파수 변환부의 변환 주파수간격에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 위성신호의 주파수 변동범위 및 위성신호의 주파수를 변환하는 변환 주파수 간격에 기초하여 필터의 개수를 산출함으로써, 필터의 주파수 조절 없이 위성신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 변환된 위성신호의 주파수로부터 변환 주파수간격만큼 감산 또는 가산된 주파수를 중심주파수로 하는 다수의 필터를 이용함으로써, 위성신호의 주파수 변동에 관계 없이 위성신호를 실시간으로 고속 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및 최소 설정 잡음 비에 기초하여 필터의 대역폭을 설정함으로써, 위성신호의 주파수 변동에 관계 없이 모든 주파수에서 위성신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 위성신호의 신호 대 잡음 비에 기초하여 제어신호를 생성하고 제어신호를 안테나제어부에 송신함으로써, 위성의 정확한 위치를 파악할 수 있고, 해당 위성의 위치를 추적하도록 안테나를 제어하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터 및 제2 필터의 필터응답과 중심주파수를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신부가 안테나의 방향을 제어하는 안테나제어부로 제어신호를 송신하는 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성신호의 파형을 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 주파수간격으로 배열된 필터의 필터응답을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성신호의 크기 및 신호 대 잡음 비를 도시한 그래프.
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 일 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치(100)를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치(100)는 주파수 변환부(110), 아날로그-디지털 컨버터(120), 필터(130), 측정부(140) 및 송수신부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 이하, 도 1을 참조하여 주파수 변환부(110) 및 아날로그-디지털 컨버터(120)를 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변환부(110)는 위성신호의 주파수를 변환하여 중간신호를 생성할 수 있다. 여기서 위성신호란 장거리 통신을 위한 초 고주파 무선신호를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 위성신호는 위성통신에 사용되는 무선신호로써 1GHz에서 30Ghz에 해당하는 주파수를 포함할 수 있다. 또한, 위성신호는 위성, 차량, 선박 등의 위치 정보를 전달하기 위해 주기적으로 전송되는 비콘신호를 포함할 수 있다. 한편, 위성신호는 인공위성, 위성방송 송신용 안테나, 위성 인터넷 양방향 안테나, 위성 데이터 통신용 안테나 등으로부터 송수신 될 수 있다.
주파수 변환부(110)는 외부로부터 수신된 초 고주파의 위성신호를 주파수 변환하여 중간신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 1GHz 에서 2GHz 사이에 분포된 위성신호의 주파수를 변환하여 21.4MHz의 주파수를 갖는 중간신호를 생성할 수 있다. 주파수 변환부(110)는 중간신호를 생성하기 위하여 주파수 믹서, 위상동기루프(PLL)에 의해 제어되는 국부발진기 및 내부필터 등을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 국부발진기는 위상동기루프의 주파수 동기 간격에 따라 일정 주파수를 공급할 수 있다. 이 때, 믹서는 국부발진기로부터 공급된 일정 주파수를 위성신호의 주파수에 가산 또는 감산하여 위성신호의 주파수를 변환할 수 있다. 그 다음, 내부필터를 통해 일정 주파수가 가산 또는 감산된 위성신호의 주파수 중에서 감산된 위성신호의 주파수를 선택함으로써 중간신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그-디지털 컨버터(120)는 중간신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다. 중간신호는 아날로그 신호를 포함할 수 있고, 아날로그-디지털 컨버터(120)는 연속적인 신호인 중간신호를 부호화된 디지털 신호로 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 컨버터(120)의 변환 과정은 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치(100)를 도시한 도면이고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터 및 제2 필터의 필터응답과 중심주파수를 도시한 그래프이다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 필터(130)를 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하나 이상의 필터(130)는 변환된 디지털 신호를 검출할 수 있다. 여기서 필터(130)는 고역통과필터(High Pass Filter; HPF), 저역통과필터(Low Pass Filter; LPF), 및 대역통과필터(Band Pass Filter; BPF)를 포함할 수 있다. 또한 필터(130)는 아날로그 필터를 포함할 수 있고, 후술하는 바와 같이 디지털 필터를 포함할 수도 있다.
도 2를 참조하면 하나 이상의 필터(130)는 아날로그-디지털 컨버터(120)로부터 변환된 디지털 신호를 직렬-병렬 변환부(210)를 통해 입력받을 수 있다. 또한 검출된 디지털 신호는 병렬-직렬 변환부(220)를 통해 출력될 수 있다. 일반적으로 데이터를 전송하는 위성신호는 직렬신호를 포함할 수 있고, 디지털 필터 등의 정보처리장치의 처리신호는 병렬신호를 포함할 수 있다. 이에 따라, 직렬-병렬 변환부(210)는 직렬신호인 위성신호를 하나 이상의 필터(130)에서 데이터 처리할 수 있도록 병렬신호로 변환할 수 있다. 또한 필터(130)로부터 처리된 데이터를 전송하기 위하여 병렬-직렬 변환부(220)는 병렬신호를 다시 직렬신호로 변환할 수 있다.
한편, 필터(130)의 개수는 중간신호의 주파수 변동범위 및 주파수 변환부(110)의 변환 주파수간격에 기초하여 산출될 수 있다. 보다 구체적으로, 필터(130)의 개수는 하기의 <수학식 1>에 의해 산출될 수 있다.
<수학식 1>
Figure pat00001
(
Figure pat00002
은 필터(130)의 개수)
중간신호의 주파수 변동범위는 위성신호를 송신하는 장치에 따라 변경될 수 있고, 중간신호의 주파수 변동범위는 위성을 운영하는 회사에서 제공하는 규격에 따를 수 있다. 보다 구체적으로, 위성신호의 주파수는 해당 위성신호를 송신하는 위성의 성능 및 외부요인에 따라 변동될 수 있다. 이에 따라, 위성을 운영하는 회사는 해당 위성의 성능 및 외부요인을 고려하여 중간신호의 주파수 변동범위에 대한 규격을 제공할 수 있다.
예를 들어, 위성을 운영하는 회사에서 제공하는 중간신호의 주파수는 중간신호의 주파수를 기준으로
Figure pat00003
kHz로 변동될 수 있다. 이 때, 중간신호의 주파수 변동범위는 20kHz일 수 있다. 한편, 주파수 변환부(110)의 변환 주파수간격은 주파수를 동기화 하는데 있어서, 주파수를 선택하는 최소 단위를 포함할 수 있고, 위상동기루프의 동기 스텝(PLL step)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위성신호의 위상을 최소 1kHz의 단위로 동기화 시킬 수 있다.
이 때, 필터(130)의 개수는 상술한 <수학식 1>을 이용하여
Figure pat00004
로 계산하여 필터(130)의 개수 N은 21개일 수 있다. 다시 도 2를 참조하면 21개의 필터(130)는 병렬로 배열될 수 있다. 이에 따라, 필터1 내지 필터21은 디지털 신호를 동시에 입력 받아 각각의 필터(130)의 통과 대역 주파수에 해당하는 디지털 신호를 동시에 검출할 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나 이상의 필터(130)는 중심주파수가 중간신호의 주파수인 대역통과필터로서 제1 필터를 포함할 수 있다. 또한 하나 이상의 필터(130)는 중심주파수가 중간신호의 주파수로부터 변환 주파수간격의 배수를 감산 또는 가산한 주파수인 대역통과필터로서 제2 필터를 포함할 수 있다. 한편, 중간신호의 주파수 및 변환 주파수간격은 상술한 내용과 동일할 수 있다.
중간신호의 주파수보다 높은 주파수 변동범위에서, 제2 필터의 중심주파수는 중간신호의 주파수에 변환 주파수간격의 배수를 가산한 주파수(
Figure pat00005
)를 포함할 수 있다. 또한, 중간신호의 주파수보다 낮은 주파수 변동범위에서, 제2 필터의 중심주파수는 중간신호의 주파수에 변환 주파수간격의 배수를 감산한 주파수(
Figure pat00006
)를 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제2 필터는
Figure pat00007
의 주파수를 중심주파수로 하고, 제1 필터는
Figure pat00008
를 중심주파수로 할 수 있다. 이에 따라, 하나 이상의 필터(130)의 중심주파수는 중간신호의 주파수 변동범위를 일정한 간격으로 분할할 수 있다.
한편, 필터(130)의 대역폭은 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및 최소 설정 잡음 비에 기초하여 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 필터(130)의 대역폭은 하기의 <수학식 2>에 의해 설정될 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00009
(
Figure pat00010
는 필터(130)의 대역폭,
Figure pat00011
는 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및
Figure pat00012
은 최소 설정 잡음 비)
필터(130)의 대역폭은, 주파수 특성에 있어서 필터(130)의 이득이 그 최대값에서 3dB 낮은 두 점간의 주파수 폭을 포함할 수 있다. 예를 들어, 대역통과필터에서 대역폭은 필터(130)가 통과시키는 통과 주파수 범위를 포함할 수 있다. 한편, 반송파는 데이터 신호를 변조하기 위해 사용되는 기준파형일 수 있고, 반송파의 주파수는 일반적으로 데이터 신호보다 높은 주파수일 수 있다.
또한, 반송파 대 잡음 비는 위성신호를 전송함에 있어서, 반송파 크기와 잡음 크기의 비일 수 있다. 보다 구체적으로, 반송파 대 잡음 비는 위성신호의 경로손실(L)에 기초하여 산출될 수 있고, 위성신호의 경로손실(L)은 하기의 <수학식 3> 및 dB 단위로 변환하기 위한 <수학식 4>에 의해 산출될 수 있다.
<수학식 3>
Figure pat00013
(L은 경로손실, R은 위성과의 거리,
Figure pat00014
는 위성신호의 파장)
<수학식 4>
Figure pat00015
(L은 경로손실, F는 위성신호의 주파수, R은 위성과의 거리)
한편, 산출된 경로손실(L)을 하기의 <수학식 5>에 대입하여 위성신호의 반송파 대 잡음 비(
Figure pat00016
)를 산출할 수 있다.
<수학식 5>
Figure pat00017
(
Figure pat00018
는 반송파 대 잡음 비,
Figure pat00019
는 위성신호의 출력, L은 경로손실,
Figure pat00020
는 강우감쇠,
Figure pat00021
는 지상국의
Figure pat00022
)
위성신호의 출력(
Figure pat00023
)은 해당 위성신호를 송신하는 송신단에서의 출력일 수 있고, 지상국의
Figure pat00024
(
Figure pat00025
)는 지상국의 수신 주파수에 대한 안테나 이득과 수신계의 잡음온도의 비일 수 있다. 한편, 강우감쇠(
Figure pat00026
)는 강우에 의한 전파의 감쇠로 강우량, 위성신호의 주파수 등에 의해 결정될 수 있다.
최소 설정 잡음 비(
Figure pat00027
)는 수신된 위성신호를 검출하기 위해 필요한 최소 반송파 대 잡음 비를 포함할 수 있고, 최소 설정 잡음 비(
Figure pat00028
)는 경로손실(L), 강우감쇠(
Figure pat00029
), 주변 잡음 등의 영향을 고려하여 설정될 수 있다. 반송파 대 잡음 비(
Figure pat00030
), 최소 설정 잡음 비(
Figure pat00031
) 및 필터(130)의 대역폭(
Figure pat00032
)은 하기의 <수학식 6>의 관계를 가질 수 있다.
<수학식 6>
Figure pat00033
<수학식 6>을 필터(130)의 대역폭(
Figure pat00034
)에 관해 정리하면 상술한 <수학식2>가 도출될 수 있다.
사용자는 최소 설정 잡음 비(
Figure pat00035
)를 조절하여 필터(130)의 대역폭이 상호 중첩되게 할 수 있다. 예를 들어, 중간신호의 주파수는 21.4MHz이고, 변환 주파수간격은 1kHz이며 상술한 <수학식 5>에 의해 산출된 반송파 대 잡음 비(
Figure pat00036
)는 약 36dB일 수 있다. 이 때, 사용자는 최소 설정 잡음 비(
Figure pat00037
)를 5dB로 설정할 수 있고, 상술한 <수학식 2>에 의해 산출된 필터(130)의 대역폭(
Figure pat00038
)은 1250kHz일 수 있다. 필터(130)의 대역폭(
Figure pat00039
)이 1250kHz이면 각 필터(130)의 대역폭은 0.25kHz 상호 중첩될 수 있다. 이에 따라, 위성신호 주파수의 변동이 발생하더라도 주파수 변동범위 전체에서 위성신호를 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신부(150)가 안테나(420)의 방향을 제어하는 안테나제어부(430)로 제어신호를 송신하는 모습을 도시한 도면이다. 이하 도 1 및 도 4를 참조하여 측정부(140) 및 송수신부(150)를 구체적으로 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(140)는 필터(130)에 의해 검출된 디지털 신호의 크기를 측정할 수 있다. 측정부(140)는 디지털 신호의 전력을 측정하는 전력 측정기를 포함할 수 있다. 또한, 측정부(140)는 디지털 신호의 전력 및 노이즈의 전력을 측정하여 위성신호의 신호 대 잡음 비를 산출할 수 있다. 여기서 신호 대 잡음 비는 신호를 전송하는데 있어서, 신호의 크기와 이를 방해하는 노이즈의 크기의 비일 수 있다. 보다 구체적으로, 신호 대 잡음 비는 하기의 <수학식 7>에 의해 산출될 수 있다.
<수학식 7>
Figure pat00040
(
Figure pat00041
은 신호 대 잡음 비,
Figure pat00042
은 디지털 신호의 전력,
Figure pat00043
는 노이즈의 전력)
도 4를 참조하면, 위성(410)에서 송신되는 위성신호는 안테나(420)에서 수신될 수 있다. 이 때, 측정부(140)는 산출된 신호 대 잡음 비에 기초하여 안테나(420)의 방향을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다. 여기서 제어신호는 안테나(420)의 방향을 신호 대 잡음 비가 최대인 방향과 동일하도록 제어하는 신호를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어신호는 신호 대 잡음 비가 최대인 방향 정보를 포함할 수 있고, 안테나(420)의 방향제어에 필요한 모든 프로세스를 구동시키는 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 송수신부(150)는 제어신호를 안테나(420)의 방향을 제어하는 안테나제어부(430)로 송신할 수 있다. 다시 도 4를 참조하면, 송수신부(150)는 안테나제어부(430)와 통신하기 위하여 무선 통신을 이용할 수 있다. 또한, 송수신부(150) 및 안테나제어부(430)는 IOT(Internet Of Things)를 기반으로 하는 인터넷 서버 또는 클라우드 서버 등을 공유할 수 있다. 한편 안테나제어부(430)는 위성 안테나(420)의 자세제어를 위한 ACU(Antenna Control Unit)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성신호의 파형을 도시한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 주파수간격으로 배열된 필터(130)의 필터응답을 도시한 그래프이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성신호의 크기 및 신호 대 잡음 비를 도시한 그래프이다. 이하 도 1, 도 5 내지 도 7을 참조하여 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 5를 참조하면, 1750.23MHz 내지 1750.26MHz의 범위에서 안테나(420)로부터 수신되는 비콘신호로써, 위성신호의 크기를 도시하였다. 수신된 위성신호를 스펙트럼 분석기로 분석하면 크기는 -69dBm, 신호 대 잡음 비는 14.8dB로 측정될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변환부(110)는 위성신호를 1kHz의 변환 주파수간격으로 변환하여 21.4MHz의 주파수를 갖는 중간신호를 생성할 수 있다. 여기서 변환 주파수간격은 위상동기루프의 주파수 동기 간격(PLL step)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 중간신호의 주파수 변동범위가 중간신호의 주파수를 기준으로
Figure pat00044
10kHz일 때 필터(130)의 개수(N)는
Figure pat00045
개일 수 있다. 한편, 최소 설정 잡음 비를 5dB로 설정함으로써, 필터(130)의 대역폭은 1250Hz일 수 있다. 하나 이상의 필터(130)는 중심주파수가 21.4MHz인 제1 필터와 중심주파수가 21.4MHz로부터 변환 주파수간격인 1kHz의 배수를 감산 또는 가산한 21.390MHz, 21.391MHz, 21.392MHz
Figure pat00046
21.410MHz인 제2 필터를 포함할 수 있다. 이 때, 각 필터(130)의 대역폭은 0.25kHz 상호 중첩될 수 있다. 이에 따라, 위성신호 주파수의 변동이 발생하더라도 주파수 변동범위 전체(21.390MHz ~ 21.410MHz)에서 위성신호를 검출할 수 있다.
도 7을 참조하면, 측정부(140)는 21개의 필터(130)로부터 검출된 위성신호의 크기를 측정할 수 있고, 위성신호의 크기는 스펙트럼 분석기가 측정한 값과 오차 0.5dBm 이내에서 -69dBm로 측정될 수 있다. 또한 측정부(140)는 위성신호의 크기에 기초하여 신호 대 잡음 비를 산출할 수 있고, 신호 대 잡음 비는 스펙트럼 분석기가 측정한 값과 오차 0.5dB 이내에서 -14.8dB로 측정될 수 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 (8)

  1. 위성신호의 주파수를 변환하여 중간신호를 생성하는 주파수 변환부;
    상기 중간신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터;
    상기 변환된 디지털 신호를 검출하는 하나 이상의 필터; 및
    상기 검출된 디지털 신호의 크기를 측정하는 측정부를 포함하고,
    상기 필터의 개수는 상기 중간신호의 주파수 변동범위 및 상기 주파수 변환부의 변환 주파수간격에 기초하여 산출되는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 필터는
    중심주파수가 상기 중간신호의 주파수인 제1 필터; 및
    중심주파수가 상기 중간신호의 주파수로부터 상기 변환 주파수간격의 배수를 감산 또는 가산한 주파수인 제2 필터를 포함하는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터의 개수는
    하기의 <수학식 1>에 의해 산출되는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
    <수학식 1>
    Figure pat00047

    (
    Figure pat00048
    은 상기 필터의 개수)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터의 대역폭은
    상기 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및 최소 설정 잡음 비에 기초하여 설정되는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터의 대역폭은
    하기의 <수학식 2>에 의해 설정되는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
    <수학식 2>
    Figure pat00049

    (
    Figure pat00050
    는 상기 필터의 대역폭,
    Figure pat00051
    는 상기 위성신호의 반송파 대 잡음 비 및
    Figure pat00052
    은 상기 최소 설정 잡음 비)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위성신호는 안테나에서 수신되고,
    상기 측정부는
    상기 검출된 디지털 신호의 신호 대 잡음 비에 기초하여 상기 안테나의 방향을 제어하는 제어신호를 생성하는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어신호를 상기 안테나의 방향을 제어하는 안테나제어부로 송신하는 송수신부를 더 포함하는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어신호는
    상기 안테나의 방향을 상기 신호 대 잡음 비가 최대인 방향과 동일하도록 제어하는 신호를 포함하는
    필터 배열 방식의 위성신호 검출 장치.
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