KR101550446B1 - System and operation method for satellite antenna in capable of controlling the width of the beam - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위성안테나 시스템에 관한 것으로, 특히, 위상배열안테나의 빔 지향을 전자적으로 제어하며, 빔의 폭 또한 시간에 따라 변화시킬 수 있는 위성안테나 시스템 및 상기 위성안테나 시스템의 운영방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a satellite antenna system, and more particularly, to a satellite antenna system capable of electronically controlling the beam orientation of a phased array antenna and varying the width of the beam with time, and a method of operating the satellite antenna system.
안테나(antenna)는 무선통신의 목적을 달성하기 위해 공간에 전파를 공중에 방사하거나 공중의 전파를 수신하는 장치이며, 우주 공간에 위치하는 인공위성(artificial satellite, 이하 위성)에 탑재되는 위성안테나(satellite antenna)는 위성의 구조, 임무 및 기능에 따라 탑재되는 여러 종류의 안테나를 의미한다. BACKGROUND ART An antenna is an apparatus for radiating a radio wave into the air or receiving a radio wave of the air to achieve a purpose of radio communication and is a satellite antenna installed on an artificial satellite antenna refers to various types of antennas mounted according to the structure, mission and function of a satellite.
저궤도를 왕복하는 위성에 설치된 위성안테나는 미리 설정해 놓은 위성시간에 따른 2축 짐벌(gimbal)의 추적 프로파일에 의해 지향성을 가진다. 실제 위성에서는 추적 프로파일을 실시간으로 송신하기가 어렵기 때문에 추적프로파일을 여러 개의 구간으로 나누고, 이들을 N(N은 정수)차 다항식으로 근사처리하여 얻은 다항식의 계수를 취한 추적파라미터파일(Tracking Parameter File; TPF)을 로드(load)한다. 이렇게 생성된 TPF는 위성안테나의 구동시간 및 지향각도에 대한 정보를 포함하고 있다. The satellite antenna installed on the satellite returning to the low orbit has a directivity by the tracking profile of the biaxial gimbals according to the preset satellite time. Since it is difficult to transmit a tracking profile in real time on a real satellite, a tracking parameter file (Tracking Parameter File) which takes a coefficient of a polynomial obtained by dividing a tracking profile into a plurality of intervals and approximating them with N (N is an integer) TPF). The generated TPF contains information on the driving time and orientation angle of the satellite antenna.
도 1은 종래 저궤도 위성안테나의 TPF에 의한 짐벌의 기계적 구동절차를 나타낸다. 1 shows a mechanical driving procedure of a gimbals by TPF of a conventional low orbit satellite antenna.
도 1을 참조하면, 종래의 저궤도 위성안테나의 TPF에 의한 짐벌의 기계적 구동절차는, Referring to FIG. 1, the mechanical driving procedure of the gimbals by the TPF of the conventional low-
1. 위성에 대한 정보(S(t))를 이용하여 위성의 앙각(θ(t)) 및 방위각(Φ(t))을 포함하는 추적프로파일(Tracking Profile; TP)을 생성하며, 1. generating a tracking profile (TP) including an elevation angle? (T) and an azimuth angle? (T) of a satellite using information S (t)
2. 생성된 TP를 시간에 따른 N차식의 다항식으로 근사처리하고, 2. The generated TP is approximated by a polynomial of the N-th order according to time,
3. 이들 근사처리된 다항식의 계수(C(t))를 추출한 TPF를 포맷하며, 3. Format the TPF from which the coefficients (C (t)) of the approximated polynomials are extracted,
4. 추출한 TPF를 위성에 전송하고, 4. Transfer the extracted TPF to the satellite,
5. 위성의 안테나 포인팅 구동장치(Antenna Pointing Driver; APD)는 수신한 TPF를 이용하여 포인팅 안테나의 앙각(θ) 및 방위각(Φ)을 조정한다. 5. The antenna's antenna pointing driver (APD) adjusts the elevation angle (θ) and azimuth angle (Φ) of the pointing antenna using the received TPF.
여기서 위성에 대한 정보(S(t))는 위성의 시간에 따른 궤도 및 자세 등을 의미하며, 상술한 3개의 과정(1~3)은 지상에서 수행된다. Here, the information S (t) about the satellite means the orbit and attitude according to the time of the satellite, and the above three processes (1 to 3) are performed on the ground.
항공우주공학적으로 사용되는 앙각(elevation angle)은 멀리 있는 물체나 천체가 수평방향에서 어느 정도의 각도에 있는 지를 나타내는 것으로 지평좌표의 고도와 같은 의미를 가진다. 또한 항공우주공학적으로 사용되는 방위각(azimuth)은 지평좌표계에서 지평선에 따라 측정한 천체의 방향을 나타낸다.
The elevation angle used in aerospace engineering indicates the degree of the object or object in the horizontal direction at which the elevation angle has the same meaning as the altitude of the horizon coordinate. The azimuth, which is used in aerospace engineering, represents the direction of the object measured along the horizon in the horizontal plane.
현재 위성에 사용되는 포인팅 안테나(pointing antenna)는 안테나 빔이 지향하는 방향을 조정하는데, 앙각 및 방위각을 기계적으로 조정함으로써 토크교란을 유발하게 되는 단점이 있다. 이는 위성에 설치된 카메라가 안정적으로 기능을 수행하는데 방해하여 결국 지상에 공급하는 위성영상의 품질을 저하시키는 원인을 제공한다.
The pointing antenna used in the satellite currently adjusts the direction in which the antenna beam is directed, which is disadvantageous in that torque disturbance is caused by mechanically adjusting the elevation angle and the azimuth angle. This causes the camera installed in the satellite to interfere with the stable functioning of the camera, thereby causing a deterioration in quality of the satellite image supplied to the ground.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템을 제공하는 것에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a satellite antenna system capable of beam width modification.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 운영방법을 제공하는 것에 있다.
It is another object of the present invention to provide a method of operating a satellite antenna system capable of modifying a beam width.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템은, 위상배열안테나, 프로세서 및 안테나 컨트롤러를 포함한다. 상기 위상배열안테나는 이득정보 및 위상정보에 따라 동작하는 복수의 단위안테나로 구성된다. 상기 프로세서는 지상에 설치되며 인공위성에 대한 정보를 이용하여 시간에 따른 인공위성의 앙각 및 방위각에 대한 정보를 포함하는 트래킹 프로파일을 생성하고, 상기 트래킹 프로파일로부터 TPF계수를 추출한 후, 미리 설정한 포커스타임정보를 포함시킨 TPF를 포맷하여 개량된 TPF를 생성(포맷)한다. 상기 안테나 컨트롤러는 상기 개량된 TPF로부터 상기 위상배열안테나를 구성하는 각각의 단위안테나들의 시간에 따른 상기 이득정보와 상기 위상정보를 생성한다. 상기 이득정보와 상기 위상정보에는 상기 포커스타임정보가 포함되어 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a satellite antenna system including a phased array antenna, a processor, and an antenna controller. The phased array antenna comprises a plurality of unit antennas operating according to gain information and phase information. The processor generates a tracking profile including information about an elevation angle and an azimuth angle of an artificial satellite based on time using information on satellites, extracts a TPF coefficient from the tracking profile, (Reformatted) TPF to generate (reformat) the modified TPF. The antenna controller generates the gain information and the phase information according to the time of each unit antenna constituting the phased array antenna from the improved TPF. The gain information and the phase information include the focus time information.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 운영방법은, 청구항 제3항에 기재된 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템을 운영하는 방법으로, 트래킹 프로파일링 단계, TPF계수 추출단계, 개량된 TPF 포맷단계, 개량된 TPF 송신단계, 개량된 TPF 로딩단계, 연산단계 및 위상배열안테나조정단계를 수행한다. 상기 트래킹 프로파일링 단계에서는 상기 인공위성에 대한 정보를 이용하여 시간에 따른 인공위성의 앙각 및 방위각에 대한 정보를 포함하는 트래킹 프로파일을 생성한다. 상기 TPF계수 추출단계에서는 상기 트래킹 프로파일로부터 TPF계수를 추출한다. 상기 개량된 TPF 포맷단계에서는 미리 설정한 포커스타임정보와 상기 TPF계수를 이용하여 개량된 TPF를 포맷한다. 상기 개량된 TPF 송신단계에서는 상기 개량된 TPF를 위성에 전달한다. 상기 개량된 TPF 로딩단계에서는 상기 개량된 TPF로부터 인공위성의 상기 앙각, 상기 방위각 및 상기 포커스타임정보를 상기 TPF 로더에서 로딩한다. 상기 연산단계에서는 상기 TPF 로더에 로딩한 개량된 TPF로부터 출력되는 상기 앙각, 상기 방위각 및 상기 포커스타임정보를 이용하여 상기 위상배열안테나를 구성하는 각각의 단위안테나들의 시간에 따른 이득과 위상을 연산한다. 상기 위상배열안테나조정단계에서는 상기 이득 및 상기 위상을 이용하여 상기 위상배열안테나를 조정한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a satellite antenna system capable of deforming the beam width according to claim 3, A TPF coefficient extraction step, an improved TPF format step, an improved TPF transmission step, an improved TPF loading step, an arithmetic step, and a phased array antenna adjustment step. In the tracking profiling step, a tracking profile including information on elevation angles and azimuth angles of the satellites with time is generated using the information on the satellites. The TPF coefficient extraction step extracts a TPF coefficient from the tracking profile. In the improved TPF formatting step, the modified TPF is formatted using the preset focus time information and the TPF coefficient. In the improved TPF transmission step, the modified TPF is transmitted to the satellite. In the improved TPF loading step, the elevation angle, the azimuth angle, and the focus time information of the satellite are loaded from the TPF loader from the improved TPF. In the calculating step, the gain and phase of each unit antenna constituting the phased array antenna are calculated using the elevation angle, the azimuth angle, and the focus time information output from the modified TPF loaded on the TPF loader . In the phased array antenna adjustment step, the phased array antenna is adjusted using the gain and the phase.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템 및 운영방법은 기존의 저궤도 위성이 가지고 있는 짐벌안테나와 비교할 때 기계적 구동없이 안테나의 방향을 지향할 수 있으며, 지향하는 안테나의 빔 패턴을 변형할 수 있으므로, 앙각이 낮을 때 및 다수의 지상국에 위성 탑재체 수집 데이터의 전송이 필요할 때 전송효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
As described above, the satellite antenna system and the operation method capable of deforming the beam width according to the present invention can direct the direction of the antenna without mechanical driving as compared with the gimbular antenna of the existing low-earth orbit satellite, It is possible to improve the transmission efficiency when the elevation angle is low and when transmission of satellite payload data to a plurality of ground stations is required.
도 1은 종래 저궤도 위성안테나의 TPF에 의한 짐벌의 기계적 구동절차를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 일부 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템에서 사용하는 개량된 TPF 및 종래의 TPF를 비교한다.
도 4는 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템에서의 위상배열 안테나의 빔 패턴을 나타낸다. 1 shows a mechanical driving procedure of a gimbals by TPF of a conventional low orbit satellite antenna.
2 shows a partial configuration of a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
3 compares an improved TPF and a conventional TPF for use in a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
4 shows a beam pattern of a phased array antenna in a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention and the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which are provided for explaining exemplary embodiments of the present invention, and the contents of the accompanying drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
본 발명은 상기와 같은 위상배열안테나의 빔이 지향하는 방향을 전자적으로 조정하며, 빔의 폭(beam width) 또한 시간에 따라 변화시킬 수 있도록 하기 위하여, In order to electronically adjust the direction of the beam of the phased array antenna and to change the beam width with time,
1. 위성에서 위상배열안테나(Phased Array Antenna)를 사용할 것과, 1. Use Phased Array Antennas in satellites,
2. 위상배열안테나의 빔 폭을 제어함에 있어, 기존의 TPF에 빔 폭이 변하는 시간을 포함하도록 할 것을 제안한다. 2. In controlling the beam width of the phased array antenna, it is proposed to include the time that the beam width changes in the conventional TPF.
3. 안테나 제어단계(Antenna Controlling Step)에서는 본 발명에서 제안하는 TPF를 이용하여 위상배열안테나를 구성하는 단위안테나들 각각의 이득과 위상 정보를 해당 단위안테나에 자동으로 전달하여 안테나의 빔이 지향하는 방향을 전자적으로 조절할 수 있도록 한다. 3. In the Antenna Controlling step, the gain and phase information of each of the unit antennas constituting the phased array antenna is automatically transmitted to the corresponding unit antenna using the TPF proposed in the present invention, The direction can be electronically adjusted.
4. 이를 통하여 종래에 문제가 되었던 안테나 장착 짐벌의 기계적인 구동과 무관하게 방향이 조절됨에 따라 위성체에 탑재된 카메라의 영상품질을 최적으로 획득할 수 있도록 한다. 4. It is possible to optimally acquire the image quality of the camera mounted on the satellite as the direction is adjusted irrespective of the mechanical driving of the antenna mounted gimbals which has been a problem in the past.
위상배열안테나(Phased Array Antenna)는 안테나의 지향성을 제어 하기 위하여 도입된 것으로, 다수의 동형 단위안테나를 일정방향으로 배열하여 사용한다. 단위안테나들 각각은 동일한 전력을 방사하고 위상도 일치시키는 것이 보통이나, 복사소자(radiating element) 상호간의 전류나 위상을 변화시켜 복사 방향이나 지향성을 변화시킬 수도 있다. 적당한 위상차를 주어 최대 지향성의 방향을 단위안테나의 중심을 잇는 방향으로 하는 실시예로는 야기 안테나가 있다.
A phased array antenna is introduced to control the directivity of an antenna, and a plurality of monolithic antennas are arranged in a predetermined direction. Each of the unit antennas radiates the same power and coincides with the phase, but it is also possible to change the radiation direction or directivity by changing the current or phase between the radiating elements. An example of an embodiment in which a proper phase difference is given and a direction of maximum directivity is set in a direction connecting the center of the unit antenna is a Yagi antenna.
도 2는 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 일부 구성을 나타낸다. 2 shows a partial configuration of a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템(200)은, 프로세서(210), 안테나 컨트롤러(230) 및 위상배열안테나(250)를 포함한다. 여기서 프로세서(210)는 지상의 통제센터(미도시)에 구비되어 있으며, 안테나 컨트롤러(230) 및 위상배열안테나(250)는 위성에 각각 설치되어 있다. 2, a
프로세서(210)는 지상에서 검출한 시간에 따른 위성에 대한 정보(S(t)) 및 특정 시간에서의 빔의 형태에 대한 포커스타임정보(t')를 이용하여 N-TPF를 생성한다. N-TPF는 지상에 설치된 지상안테나(미도시)를 이용하여 위성에 설치된 위성안테나(미도시)로 전달된다. The
안테나 컨트롤러(230)는 내장된 TPF 로더(231) 및 연산장치(232)를 이용하여 지상으로부터 수신한 N-TPF로부터 연산한 위상배열안테나(250)를 구성하는 각각의 단위안테나들의 이득(Gain) 및 변위(Phase)에 대한 정보(Gn(t), Pn(t))를 생성한다. 위상배열안테나(250)는 안테나 컨트롤러(230)에서 생성된 이득 및 변위에 대한 정보(Gn(t), Pn(t))에 따라 동작한다. The
이하에서는 프로세서(210) 및 안테나 컨트롤러(230)의 내부 구성 및 동작 특성에 대해 자세하게 설명한다. 이하에서 설명할 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 동작에 대한 설명은 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 운영방법에 대한 설명으로 대신할 것이다.
Hereinafter, the internal configuration and operation characteristics of the
지상의 프로세서(210)에서는, In the
1. 인공위성에 대한 정보(S(t))를 이용하여 시간(t)에 따른 인공위성의 앙각(θ(t)) 및 방위각(Φ(t))에 대한 정보를 포함하는 트래킹 프로파일(TP)을 생성하는 트래킹 프로파일링 단계(211); 1. A tracking profile TP including information on the elevation angle? (T) and azimuth angle? (T) of the satellite according to time t using the information S (t) A tracking
2. 트래킹 프로파일(TP)로부터 TPF계수(C(t))를 추출하는 TPF계수 추출단계(212); 및 2. TPF
3. 미리 설정되어 있는 포커스타임정보(t')와 TPF계수(C(t))를 이용하여 개량된 TPF를 포맷(format)하는 개량된 TPF 포맷단계(213)를 수행한다. 3. An enhanced
이하의 설명에서는 본 발명에 따른 개량된 TPF와 종래의 TPF와 구별하기 위하여 개량된 TPF는 N-TPF라고 정의하고 사용한다. In the following description, an improved TPF according to the present invention and an improved TPF to distinguish it from a conventional TPF are defined and used as N-TPF.
상기의 과정에서 생성된 개량된 TPF(N-TPF)는 위성으로 전달된다.
The modified TPF (N-TPF) generated in the above process is transmitted to the satellite.
안테나 컨트롤러(230)는 TPF 로더(231) 및 연산장치(232)를 포함한다. The
TPF 로더(loader, 231)는 TPF(N-TPF)로부터 위성의 앙각(θ(t)) 및 방위각(Φ(t)) 이외에도 단위안테나의 빔의 형태가 변하는 시간에 대한 포커스타임정보(t')를 로딩하는 개량된 TPF 로딩단계(231)를 수행한다. The
연산장치(232)는 TPF 로더(231)에 로딩한 개량된 TPF(N-TPF)로부터 출력되는 3개의 정보들(θ(t), Φ(t), t')을 이용하여 위상배열안테나(250)를 구성하는 각각의 단위안테나들(251, 252, 253)의 시간에 따른 이득(Gn(t))과 위상(Pn(t))을 연산한다. The
예를 들면, t=0~600이고 t'=200~300라는 정보가 인가되었다고 가정하자. For example, suppose that information of t = 0 to 600 and t '= 200 to 300 is applied.
이 때 연산장치(232)는 시간에 따른 위성의 앙각(θ(t)) 및 위성의 방위각(Φ(t))을 만족하는 이득(Gn(t))과 위상(Pn(t))의 값을 연산할 때, 포커스타임정보(t')에서 설정된 t=200~300인 시간 구간에서의 빔 폭은 αA°가 되도록 하며 이외의 시간 구간 즉 t=0~199 및 t=301~600인 시간 구간에서의 빔 폭은 A°가 되도록 한다. 여기서 시간은 모두 초(second)가 되며 이하의 설명에서도 모두 초를 시간의 기본단위로 한다.
At this time, the
도 3은 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템에서 사용하는 개량된 TPF 및 종래의 TPF를 비교한다. 3 compares an improved TPF and a conventional TPF for use in a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
도 3을 참조하면, 왼쪽에 도시된 종래의 TPF(a)와 오른쪽에 도시된 본 발명에 따른 개량된 TPF(b)는 하나의 명령 프레임이 32바이트(Bytes)로 표현되는 복수의 명령 세그먼트(Segment)들로 구성되며, 모두 672Bytes로 이루어진다는 점에서는 동일하다. 본 발명에서는 각각의 명령프레임 사이의 공간(Spare) 즉 사용하지 않는 공간 중 하나의 공간(32Bytes)을 활용하여 Focus Time Segment(FTS)로 활용한다. Focus Time Segment(FTS)는 위성 안테나의 빔 폭을 변형하여 방사하고자 하는 시간구간에 대한 정보를 포함시킨다. Focus Time Segment(FTS)는 t'에 대한 정보로 상술한 바와 같이 t'=200~300라는 정보가 된다.
Referring to FIG. 3, the conventional TPF (a) shown on the left and the improved TPF (b) according to the present invention shown on the right show a plurality of command segments (one command frame) represented by 32 bytes Segments), which are all the same in that they are made up of 672 bytes. In the present invention, the space (Spare) between each command frame, that is, one space (32 bytes), which is not used, is utilized as a Focus Time Segment (FTS). The Focus Time Segment (FTS) modifies the beam width of the satellite antenna to include information about the time interval to be radiated. The Focus Time Segment (FTS) is information on t ', and as described above, t' = 200 to 300.
도 4는 본 발명에 따른 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템에서의 위상배열 안테나의 빔 패턴을 나타낸다. 4 shows a beam pattern of a phased array antenna in a satellite antenna system capable of beam width modification according to the present invention.
왼쪽에 도시된 빔 패턴(a)은 종래의 고정된 경우 또는 본 발명에서 Focus Time Segment(FTS)에서 정의된 이외의 시간 구간에서의 A°의 폭을 가지는 빔 패턴을 의미하며, 오른쪽에 도시된 빔 패턴(b)은 빔 폭이 αA°가 되는 Focus Time Segment(FTS)에서 정의된 시간 구간에서의 빔 패턴을 각각 나타낸다. The beam pattern (a) shown on the left means a beam pattern having a width of A ° in a conventional fixed case or in a time interval other than that defined by the Focus Time Segment (FTS) in the present invention, The beam pattern (b) represents a beam pattern at a time interval defined by a Focus Time Segment (FTS) at which the beam width is? A °.
본 발명에 따른 위성안테나 시스템은 빔 폭을 변형할 수 있다는 것은, 안테나의 앙각이 낮을 때에는 이득이 높은 빔 패턴을 선택하여 사용하고, 다수의 지상국에 위성 탑재체 수집 데이터의 전송이 필요한 경우에는 빔 폭이 넓은 패턴을 선택적으로 사용할 수 있다는 것이다. 즉, 시간에 따른 빔 패턴의 선택이 가능하기 때문에, 위성 탑재체 수집 데이터의 전송의 효율이 최적화 될 수 있다. The satellite antenna system according to the present invention can change the beam width by selecting a beam pattern having a high gain when the elevation angle of the antenna is low and using the beam pattern when the satellite payload data is required to be transmitted to a plurality of ground stations. This broad pattern can be used selectively. That is, since the selection of the beam pattern over time is possible, the efficiency of transmission of the satellite payload data can be optimized.
상기의 설명에서 위성과 인공위성은 혼용되었지만, 동일한 대상을 지칭한다.
In the above description, the satellite and the satellite are mixed, but refer to the same object.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
210: 프로세서
230: 안테나 컨트롤러
231: TPF 로더
232: 연산장치
240: 위상배열안테나210: Processor
230: Antenna controller
231: TPF Loader
232: computing device
240: phased array antenna
Claims (4)
지상에 설치되며 인공위성에 대한 정보를 이용하여 시간에 따른 인공위성의 앙각 및 방위각에 대한 정보를 포함하는 트래킹 프로파일을 생성하고, 상기 트래킹 프로파일로부터 TPF계수를 추출한 후, 미리 설정한 포커스타임정보를 포함시킨 TPF를 포맷하여 개량된 TPF를 생성하는 프로세서; 및
상기 개량된 TPF로부터 상기 위상배열안테나를 구성하는 각각의 단위안테나들의 시간에 따른 상기 이득정보와 상기 위상정보를 생성하는 안테나 컨트롤러;를 포함하며,
상기 이득정보와 상기 위상정보에는 상기 포커스타임정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템. A phased array antenna comprising a plurality of unit antennas operating according to gain information and phase information;
A method of generating a tracking profile including information on elevation angles and azimuth angles of an artificial satellite based on time using information on satellites installed on the ground, extracting a TPF coefficient from the tracking profile, A processor for formatting the TPF to generate an improved TPF; And
And an antenna controller for generating the gain information and the phase information according to time of each unit antenna constituting the phased array antenna from the improved TPF,
Wherein the gain information and the phase information include the focus time information.
상기 개량된 TPF로부터 위성의 앙각 및 방위각 이외에도 상기 각각의 단위안테나의 빔의 형태가 변하는 시간에 대한 포커스타임정보를 로딩하는 TPF 로더; 및
상기 TPF 로더에 로딩한 상기 개량된 TPF로부터 출력되는 상기 앙각, 상기 방위각 및 상기 포커스타임정보를 이용하여 상기 위상배열안테나를 구성하는 각각의 단위안테나들의 시간에 따른 상기 이득정보와 상기 위상정보를 연산하는 연산장치;를
포함하는 것을 특징으로 하는 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템. The antenna controller according to claim 1,
A TPF loader for loading focus time information for a time at which a beam shape of each of the unit antennas changes in addition to an elevation angle and an azimuth angle of the satellite from the improved TPF; And
Calculating the gain information and the phase information according to time of each unit antennas constituting the phased array antenna using the elevation angle, the azimuth angle, and the focus time information output from the modified TPF loaded on the TPF loader An arithmetic unit
Wherein the beam-width-modifiable satellite antenna system comprises:
상기 지상에 설치되며 상기 프로세서에서 포맷된 상기 개량된 TPF를 송신하는 지상안테나; 및
상기 인공위성에 설치되며 상기 지상안테나로부터 송신되는 상기 개량된 TPF를 수신하는 위성안테나;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템.
3. The method of claim 2,
A terrestrial antenna mounted on the ground and transmitting the modified TPF formatted at the processor; And
A satellite antenna installed in the satellite and receiving the improved TPF transmitted from the terrestrial antenna;
Wherein the beam-width-modifiable satellite antenna system further comprises:
상기 인공위성에 대한 정보를 이용하여 시간에 따른 인공위성의 앙각 및 방위각에 대한 정보를 포함하는 트래킹 프로파일을 생성하는 트래킹 프로파일링 단계;
상기 트래킹 프로파일로부터 TPF계수를 추출하는 TPF계수 추출단계:
미리 설정한 포커스타임정보와 상기 TPF계수를 이용하여 개량된 TPF를 포맷하는 개량된 TPF 포맷단계;
상기 개량된 TPF를 위성에 전달하는 개량된 TPF 송신단계;
상기 개량된 TPF로부터 인공위성의 상기 앙각, 상기 방위각 및 상기 포커스타임정보를 상기 TPF 로더에서 로딩하는 개량된 TPF 로딩단계;
상기 TPF 로더에 로딩한 개량된 TPF로부터 출력되는 상기 앙각, 상기 방위각 및 상기 포커스타임정보를 이용하여 상기 위상배열안테나를 구성하는 각각의 단위안테나들의 시간에 따른 이득과 위상을 연산하는 연산단계; 및
상기 이득 및 상기 위상을 이용하여 상기 위상배열안테나를 조정하는 위상배열안테나조정단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 빔 폭 변형이 가능한 위성안테나 시스템의 운영방법.
A method for operating a satellite antenna system capable of deforming the beam width according to claim 3,
A tracking profiling step of generating a tracking profile including information on elevation angles and azimuth angles of the artificial satellites with time using information on the artificial satellites;
Extracting a TPF coefficient from the tracking profile;
An improved TPF formatting step of reforming the TPF using the preset focus time information and the TPF coefficient;
An improved TPF transmitting step of transmitting the improved TPF to a satellite;
An improved TPF loading step of loading the elevation angle, azimuth and focus time information of the satellite from the TPF loader from the improved TPF;
Calculating a gain and a phase of each of the unit antennas constituting the phased array antenna by using the elevation angle, the azimuth angle, and the focus time information output from the modified TPF loaded on the TPF loader; And
And adjusting the phased array antenna using the gain and the phase;
Wherein the beam-width-modifiable satellite-antenna system comprises a plurality of antennas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140132788A KR101550446B1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | System and operation method for satellite antenna in capable of controlling the width of the beam |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| KR101550446B1 true KR101550446B1 (en) | 2015-09-08 |
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ID=54247384
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101782259B1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-09-27 | 한국항공우주연구원 | Apparatus and method for speed controlling of a satellite antenna |
| KR101890359B1 (en) * | 2018-01-17 | 2018-08-21 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Beam Width Adjusting Apparatus for Periodically Rotating Radar and Long Range Radar System |
| CN113938181A (en) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 黄兵 | C-band phased array satellite receiving equipment and satellite detection method |
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2014
- 2014-10-02 KR KR1020140132788A patent/KR101550446B1/en not_active IP Right Cessation
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