KR101963236B1 - Method, apparatus and computer program for matching phases of received signals of multiple antennas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.Embodiments of the present invention are directed to a method, apparatus and computer program for matching phases of received signals of a plurality of antennas.
오늘날 다양한 목적과 임무를 위해 우주로 인공위성들이 발사되고 있다. 이러한 인공위성들은 목적과 임무의 달성을 위해 지상국과 신호를 주고 받는다.Today, satellites are being launched into space for various purposes and missions. These satellites exchange signals with ground stations to achieve their objectives and mission.
신호의 송수신은 인공위성으로부터 데이터를 수신하고, 이에 기초하여 인공위성을 제어할 수 있도록 한다는 점에서 인공위성의 개발에 있어서 중요한 부분을 차지한다.The transmission and reception of signals are an important part in the development of satellites in that they receive data from the satellites and control the satellites based thereon.
최근에는 인공위성과의 보다 원활한 신호의 송수신을 위하여 인공위성에 복수의 안테나를 탑재한다. 통상적으로 인공위성에 복수의 안테나를 탑재하는 것은 지상국과 같은 신호원으로부터 송신되는 신호의 수신율을 향상시키기 위한 것이다.In recent years, a plurality of antennas are mounted on a satellite for smooth signal transmission / reception with the satellite. In general, mounting a plurality of antennas on an artificial satellite is intended to improve the reception ratio of signals transmitted from a signal source such as a ground station.
종래기술은 복수의 안테나가 수신한 신호를 단순히 합성하는 방식으로 수신률을 향상시키고자 하였다. 그러나 이러한 방법은 각 수신 신호간의 위상의 차이로 인하여 복수 안테나의 사용에도 불구하고 수신 효율을 저하시키는 문제점이 있었다. 즉 위상의 고려 없이 신호를 합성하는 것은 신호들 간의 상쇄 등으로 저조한 수신 효율을 제공하는 문제점이 있었다. The prior art attempts to improve reception ratio by simply combining signals received by a plurality of antennas. However, this method has a problem that the reception efficiency is lowered despite the use of the plurality of antennas due to the phase difference between the respective reception signals. That is, combining signals without consideration of phase has a problem of providing poor reception efficiency due to offset between signals and the like.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 안테나가 수신한 신호들의 합성에 있어서, 각 신호의 위상을 고려하여 수신율을 향상시키고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the reception ratio in consideration of the phase of each signal in the synthesis of signals received by a plurality of antennas.
또한 본 발명은 복수의 수신 신호 간의 위상의 일치 정도를 향상시키고자 한다.Further, the present invention aims to improve the degree of coincidence of phases between a plurality of received signals.
나아가 본 발명은 복수의 안테나를 이용하여 신호의 수신율을 극대화 시키고자 한다.Furthermore, the present invention intends to maximize the signal reception rate by using a plurality of antennas.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성에 탑재된 복수의 안테나들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법은, 상기 복수의 안테나 각각을 통하여 동일한 신호원(Signal Source)으로 부터 송신된 신호를 수신하는 단계; 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하는 제1 위상 보정 단계; 및 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들 중 적어도 일부를 합성하여 전체 수신 신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of matching the phases of a plurality of received signals received by a plurality of antennas mounted on a satellite according to an embodiment of the present invention includes receiving a signal transmitted from the same signal source through each of the plurality of antennas Receiving; A first phase correction step of correcting a phase of a received signal for each of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, a position of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas; And synthesizing at least some of the received signals for each of the plurality of antennas whose phase is corrected to generate an entire received signal.
상기 제1 위상 보정 단계는, 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호원으로부터 상기 복수의 안테나 각각에 이르는 거리를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 복수의 안테나 각각에 이르는 거리에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein the first phase correction step includes the step of correcting the phase of the plurality of antennas based on at least one of the position of the satellite, the position of the satellite, the relative positional relationship of the plurality of antennas, Calculating a distance to the object; And a step of determining a phase correction value of a received signal for each of the plurality of antennas based on a distance to each of the plurality of calculated antennas and correcting the received signals for each of the plurality of antennas based on the determined phase correction value .
상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정하는 단계는, 상기 복수의 안테나 각각이 상기 신호를 수신할 때의 상기 신호의 위상을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 위상에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.Wherein the step of calibrating the received signals for each of the plurality of antennas comprises the steps of: calculating a phase of the signal when each of the plurality of antennas receives the signal; And determining a phase correction value of the reception signal for each of the plurality of antennas based on the calculated phase.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법은, 상기 제1 위상 보정 단계 이후에, 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 제2 위상 보정 단계;를 더 포함할 수 있다.The method of matching the phases of the received signals of the plurality of antennas according to an embodiment of the present invention may further include after a first phase correcting step a second phase that matches the phases of the received signals for each of the plurality of antennas, And a correction step.
이때 상기 제2 위상 보정 단계는, 상기 위상이 보정된 신호 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정하는 단계; 및 상기 기준 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 상기 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테나가 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 단계;를 포함할 수 있다.The second phase correction step may include: determining one of the phase-corrected signals as a reference signal; And determining a phase correction value of signals received by the remaining antennas other than the antenna that receives the signal corresponding to the reference signal among the plurality of antennas based on the reference signal, and based on the determined phase correction value, And phase matching the received signals for each of the plurality of antennas.
상기 전체 수신 신호를 생성하는 단계는, 상기 제2 위상 보정 단계에 따라 위상이 일치된 복수의 안테나 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다.The generating of the entire received signal may include combining a plurality of received signals for each of the plurality of antennas in phase with each other according to the second phase correcting step to generate an entire received signal.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법은, 상기 전체 수신 신호를 생성하는 단계 이후에, 상기 생성된 전체신호를 분석하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단하는 단계; 및 상기 위상 일치 정도의 판단 결과에 기초하여, 상기 제1 위상 보정 단계의 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.A method of matching phases of received signals of a plurality of antennas according to an embodiment of the present invention includes analyzing the generated whole signal and generating phase matching of the received signals for each of the plurality of antennas And And determining an offset of a phase correction of the received signals for each of the plurality of antennas in the first phase correction step based on the determination result of the degree of phase matching.
상기 제1 위상 보정 단계는 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나 외에 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정 오프셋에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다.Wherein the first phase correction step is based on at least one of a position of the satellite, a position of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas, Thereby correcting the phases of the received signals for the plurality of antennas.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성에 탑재된 복수의 안테나들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 안테나 각각을 통하여 동일한 신호원(Signal Source)으로 부터 송신된 신호를 수신하고, 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하고, 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들 중 적어도 일부를 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다.An apparatus for matching the phases of a plurality of received signals received by a plurality of antennas mounted on a satellite according to an embodiment of the present invention includes a control unit, Source) of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, a position of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas. And synthesize at least some of the received signals for each of the plurality of antennas whose phases have been corrected to generate an entire received signal.
상기 제어부는, 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호원으로부터 상기 복수의 안테나 각각에 이르는 거리를 산출하고, 상기 산출된 복수의 안테나 각각에 이르는 거리에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정할 수 있다.Wherein the control unit calculates a distance from the signal source to each of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, an attitude of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas And the phase correction value of the reception signals for the plurality of antennas can be determined based on the distance to each of the calculated plurality of antennas.
상기 제어부는, 상기 복수의 안테나 각각이 상기 신호를 수신할 때의 상기 신호의 위상을 산출하고, 상기 산출된 위상에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정할 수 있다.Wherein the control unit calculates the phase of the signal when each of the plurality of antennas receives the signal, determines a phase correction value of the reception signals for each of the plurality of antennas based on the calculated phase, The reception signals for the plurality of antennas can be corrected.
상기 제어부는, 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시킬 수 있다. 이때 상기 제어부는, 상기 위상이 보정된 신호 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정하고, 상기 기준 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 상기 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테나가 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시킬 수 있다.The control unit may match the phases of the received signals for each of the plurality of antennas whose phases are corrected. Here, the controller may determine any one of the phase-corrected signals as a reference signal, and the remaining antennas other than the antenna that receives the signal corresponding to the reference signal among the plurality of antennas, based on the reference signal, Determine the phase correction value of the received signals, and match the phases of the received signals for each of the plurality of antennas, the phase of which has been corrected, based on the determined phase correction value.
상기 제어부는, 상기 위상이 일치된 복수의 안테나 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다.The control unit may synthesize received signals for each of a plurality of antennas whose phases are matched to generate an entire received signal.
또한 상기 제어부는 상기 생성된 전체신호를 분석하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단하고, 상기 위상 일치 정도의 판단 결과에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정할 수 있다.The control unit analyzes the generated total signal to determine the degree of phase matching of the received signals for each of the plurality of antennas, and calculates an offset of the phase correction of the received signals for each of the plurality of antennas, (Offset) can be determined.
상기 제어부는, 상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나 외에 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정 오프셋에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다.Wherein the control unit controls the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, a position of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas, It is possible to correct the phase of the reception signal for each antenna of the antenna.
본 발명의 실시예들에 따르면 복수의 안테나가 수신한 신호들의 합성에 있어서, 각 신호의 위상을 고려하여 신호의 수신율을 향상시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention, in the synthesis of the signals received by the plurality of antennas, the signal reception ratio can be improved in consideration of the phase of each signal.
또한 복수의 수신 신호 간의 위상의 일치 정도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 복수의 안테나를 이용하여 신호의 수신율을 극대화 시킬 수 있다.Not only can the degree of coincidence of the phases of a plurality of received signals be improved, but also the reception ratio of signals can be maximized by using a plurality of antennas.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 안테나부의 복수의 안테나들이 수신하는 복수의 신호들 간의 위상 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 안테나들이 수신한 신호 간의 위상 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 안테나들이 수신한 신호들의 위상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 8c은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성에 의해 수행되는 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공위성에 의해 수행되는 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 schematically depicts a satellite system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 schematically shows a configuration of a satellite according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a phase difference between a plurality of signals received by a plurality of antennas of the antenna unit.
4 is a diagram for explaining a phase difference between signals received by the antennas of FIG.
5 is a view for explaining a method of correcting a phase of signals received by antennas according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a method of matching the phases of received signals for respective antennas according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7, 8A, 8B and 8C are flowcharts for explaining a method of matching phases of received signals of a plurality of antennas performed by an artificial satellite according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart for explaining a method of matching phases of received signals of a plurality of antennas performed by a satellite according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following embodiments, the terms first, second, and the like are used for the purpose of distinguishing one element from another element, not the limitative meaning. In the following examples, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as inclusive or possessive are intended to mean that a feature, or element, described in the specification is present, and does not preclude the possibility that one or more other features or elements may be added. In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of explanation. For example, the sizes and shapes of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 시스템을 개략적으로 도시한다.1 schematically depicts a satellite system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 시스템은, 인공위성(100) 및 인공위성(100)과 신호를 송수신 하는 신호원(200)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the satellite system according to an embodiment of the present invention may include a
본 발명에서 인공위성(100)은 3차원 공간상에서 이동하는 다양한 장치일 수 있다. 가령 인공위성은 지구 및/또는 다른 행성의 주위를 공전하거나 이동하면서 신호원(200)과 데이터를 송수신 하는 장치일 수 있다. 이러한 경우 인공위성(100)은 발사체등에 탑재 되어 발사대를 통하여 발사될 수 있다.In the present invention, the
또한 인공위성(100)은 대기권 내에서 소정의 목적 및/또는 용도에 따라 비행하는 비행체일 수도 있다. 이러한 경우 인공위성(100)은 발사체 및/또는 발사대 없이도 이륙 및/또는 착륙할 수 있다. In addition, the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 신호원(200)과 신호를 송수신 하기 위한 적어도 하나의 안테나를 구비할 수 있다. 가령 인공위성(100)은 한 개의 안테나를 구비할 수도 있고, 네 개의 안테나를 구비할 수도 있다. 다만 이와 같은 안테나의 수량은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 소정의 시간 간격마다 신호를 신호원(200)으로 전송할 수 있다. 바꾸어 말하면 인공위성(100)은 일정한 시간 주기로 신호를 신호원(200)으로 전송할 수 있다. 가령 인공위성(100)은 5초 주기로 신호를 신호원(200)으로 전송할 수 있다.The
이때 인공위성(100)이 신호원(200)으로 전송하는 신호는 텔레메트리(Telemetry)로써, 프레임(Frame) 및/또는 패킷(Packet)단위로 전송될 수 있다. 따라서 인공위성(100)은 소정의 시간 간격마다 프레임 및/또는 패킷을 신호원(200)으로 전송할 수 있다. 인공위성(100)이 신호원(200)으로 전송하는 프레임 및/또는 패킷에는 해당 프레임 및/또는 패킷의 순번에 관한 정보가 포함될 수 있다. 가령 인공위성(100)이 신호원(200)에 10번째로 보내는 프레임 및/또는 패킷의 경우, 해당 프레임 및/또는 패킷 내에 해당 프레임 및/또는 패킷이 10번째로 전송되는 것임을 식별할 수 있는 정보가 포함될 수 있다. 물론 상술한 순번 정보 외에, 프레임 및/또는 패킷에는 소정의 규칙 및/또는 규격에 따른 다양한 데이터들(가령 인공위성(100)의 상태에 관한 데이터 등)이 더 포함될 수 있다. At this time, a signal transmitted from the
본 발명에서 신호원(Signal Source, 200)은 인공위성(100)과 신호를 송수신하고, 인공위성(100)으로부터 수신된 텔레메트리로부터 위성의 상태를 분석하며, 이에 기초하여 인공위성(100)을 제어하는 장치로, 가령 지상국 등을 의미할 수 있다.In the present invention, a
본 발명의 일 실시예에 따른 신호원(200)은 신호를 송수신 하기 위한 안테나와, 이러한 안테나의 각도 조절을 위한 안테나 구동부를 포함할 수 있다. 물론 신호원(200)은 전술한 구성 외에도, 제어부 등을 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 인공위성(100)에 탑재된 복수의 안테나들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 일치시킬 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 일 실이예 따른 인공위성(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)의 구성을 개략적으로 도시한다.FIG. 2 schematically shows a configuration of a
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 제어부(110), 메모리(120), 안테나부(130) 및 전원부(140)를 포함할 수 있다.2, the
일 실시예에 따른 제어부(110)는 프로세서(Processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(Processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The
일 실시예에 따른 메모리(120)는 인공위성(100)이 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 메모리(120)는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. The
일 실시예에 따른 안테나부(130)는 전술한 신호원(200)이 송신한 신호를 수신하여 제어부(110)로 전달할 수 있다. 안테나부(130)는 신호의 수신율을 향상시키기 위하여 복수의 안테나를 구비할 수 있다. 이때 안테나들은 인공위성(100) 상에서 소정의 규칙에 따라 배열될 수 있다. 가령 안테나들은 정사각형의 각 꼭지점에 배치되는 형태로 배열될 수 있다. 한편 안테나들의 이러한 배열에 의하여 각 안테나가 수신한 신호들 간에는 위상의 차이가 존재할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. The
전원부(140)는 인공위성(100)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 가령 인공위성(100)이 전기로 구동되는 장치인 경우, 전원부(140)는 전기에너지를 저장하는 배터리이거나, 전기 에너지를 생산하는 솔라셀(Solar Cell)일 수 있다. The
한편 도면에는 도시되지 않았지만, 인공위성(100)은 전술한 구성외에 더 많은 구성을 포함할 수도 있다. 가령 인공위성(100)은 안테나들이 수신한 신호를 처리하기 위한 통신부(미도시), 상술한 구성들을 수용하기 위한 바디(미도시)를 더 포함할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Although not shown in the figure, the
이하에서는 인공위성(100)의 제어부(110)가 안테나부(130)의 복수의 안테나들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 조절하는 방법을 중심으로 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the phase between a plurality of reception signals received by a plurality of antennas of the
도 3은 안테나부의 복수의 안테나(131 내지 134)들이 수신하는 복수의 신호들 간의 위상 차이를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a phase difference between a plurality of signals received by the plurality of
이하에서는 도 3을 참을 참조하여, 인공위성(100)으로 신호를 송신하는 신호원(200)이 원점(400)에 위치하고, 인공위성(100)이 2차원 공간상의 어느 하나의 지점에 위치하며, 인공위성(100)이 네 개의 안테나(131 내지 134)를 포함하는 것을 전제로 설명한다.3, a
또한 설명의 편의를 위하여, 도 3을 참조하여 Y축 및 Z축으로 정의되는 2차원 공간상에서 제어부(110)가 안테나(131 내지 134)들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 설명한다. 다만 이와 같은 2차원 공간상에서의 설명은 설명의 편의를 위한 것으로, 3차원 공간상에서도 마찬가지로 설명될 수 있다. 한편 신호원(200)이 도 3에 도시된 바와 같이 진폭과 위상으로 정의될 수 있는 파동 형태의 신호(300)를 전송하는 것을 전제로 설명한다.3, a description will be given of a method for the
전술한 가정 하에 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호는 동일한 신호원(200)으로부터 송신된 것임에도 불구하고, 서로 다른 위상을 가질 수 있다. 바꾸어 말하면 안테나(131 내지 134)들은 인공위성(100)의 서로 다른 부분에 배치되므로, 각 안테나가 동일한 신호(300)를 수신하였다 하더라도 수신된 신호들 간에는 위상차이가 발생할 수 있다.The signals received by the
가령 첫 번째 안테나(131)가 수신한 신호는 도시된 바와 같은 위상(301)을 가질 수 있다. 물론 이와 유사하게 두 번째 안테나 내지 네 번째 안테나(132 내지 134)가 수신한 신호 또한 서로 다른 위상(302 내지 304)을 가질 수 있다.For example, the signal received by the
도 4는 도 3의 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호 간의 위상 차이를 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a phase difference between signals received by the
전술한 바와 같이, 안테나(131 내지 134)들은 인공위성(100)의 서로 다른 부분에 배치되므로, 각 안테나가 동일한 신호(300)를 수신하였다 하더라도 수신된 신호들 간에는 위상차이가 발생할 수 있다.As described above, since the
가령 첫 번째 안테나(131)는 시점 t1에 위상이 p1인 신호를 수신할 수 있다. 또한 두 번째 안테나(132)는 시점 t2에 위상이 p2인 신호를 수신할 수 있고, 세 번째 안테나(133) 및 네 번째 안테나(134)는 시점 t3 및 시점 t4에 각각 위상이 p3 및 p4인 신호를 수신할 수 있다.For example, the
통상적으로 인공위성(100)에 복수의 안테나를 탑재하는 것은 신호원(200)으로부터 송신되는 신호의 수신율을 향상시키기 위한 것이다. 그러나 복수의 안테나가 수신한 신호를 단순히 합성하는 것은 각 수신 신호간의 위상의 차이로 인하여 복수 안테나의 사용에도 불구하고 수신 효율을 저하시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 위상의 고려 없이 신호를 합성하는 것은 신호들 간의 상쇄 등으로 심지어 단일 안테나를 사용하는 경우 보다 더 나쁜 수신 효율을 제공할 수 있다.In general, mounting a plurality of antennas on the
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호들의 위상을 적절히 보정하여 신호의 수신 효율을 최대화 할 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 인공위성(100)의 위치, 인공위성(100)의 자세, 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다. The
바꾸어 말하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 배치를 고려하여 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호를 합성하기 전에 각 수신 신호의 위상을 적절히 보정할 수 있다.In other words, in consideration of the arrangement of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호들의 위상을 보정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a method for the
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 인공위성(100)의 위치(Y0, Z0), 인공위성(100)의 자세(가령 +X, +Y, +Z 각각의 방향을 기준으로 인공위성(100)이 회전된 각도 등), 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계(가령 안테나(131 내지 134)들의 인공위성(100) 위치(Y0, Z0)로부터의 배치 간격(d) 등) 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도(Y-Z 평면 내에서, 인공위성(100)의 위치(Y0, Z0)를 중심으로 90도 간격으로 배치) 중 적어도 하나에 기초하여 신호원(200)으로부터 복수의 안테나 각각에 이르는 거리(R1 내지 R4)를 산출 할 수 있다.The
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 산출된 안테나(131 내지 134)들에 이르는 거리(R1 내지 R4)에 기초하여, 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정할 수 있다.The
전술한 바와 같이 신호(도 3의 300)는 진폭과 위상으로 정의될 수 있는 파동(Wave)의 형태이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 신호의 파장(또는 진동수)과 거리(R1 내지 R4)에 기초하여 신호가 안테나(131 내지 134)들에 도달했을 때의 위상을 산출할 수 있다. 바꾸어 말하면 제어부(110)는 안테나(131 내지 134)들이 신호를 수신할 때의 수신 신호의 위상을 산출할 수 있다.As described above, since the signal (300 in FIG. 3) is in the form of a wave that can be defined by the amplitude and the phase, the
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 산출된 위상에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고, 이를 이용하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다.The
가령 제어부(110)가 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 모두 0도로 보정하며, 제어부(110)가 첫 번째 안테나(131)의 수신 신호의 위상을 80도로 산출하였다고 가정해 보자. 이러한 경우 제어부(110)는 위상 보정값을 -80도로 결정하고, 이를 이용하여 첫 번째 안테나(131)의 수신 신호의 위상을 0도로 보정할 수 있다.Suppose that the
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 안테나(131 내지 134)들의 수신 신호들의 위상을 보정할 수 있다.As described above, the
한편 도 5에서 설명한 위상 보정 방법은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 제어부(110)는 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호 그 자체의 분석을 통하여 각 신호들의 위상을 파악하고, 이에 기초하여 각 수신 신호를 보정할 수 있다. Meanwhile, the phase correction method described in FIG. 5 is an exemplary one, and the spirit of the present invention is not limited thereto. For example, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)가 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a method for the
설명의 편의를 위하여, 전술한 과정에 의해서 위상이 보정된 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호(311 내지 314)들이 도시된 바와 같이 위상이 조금씩 상이한 것으로 가정한다.For convenience of explanation, it is assumed that the reception signals 311 to 314 for the
전술한 가정하에, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 위상이 보정된(즉 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 위치를 고려한 보정이 수행된) 신호(311 내지 314)들 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 결정된 기준 신호에 기초하여 안테나(131 내지 134)들 중 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테들이 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정할 수 있다. 또한 제어부(110)는 결정된 위상 보정값에 기초하여 위상이 보정된(즉 안테나들의 3차원 공간상에서의 위치를 고려한 보정이 수행된) 안테나(131 내지 134)들 별 수신 신호(311 내지 314)들의 위상을 일치시킬 수 있다.Under the above assumption, the
가령 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 첫 번째 안테나(131)가 수신한 신호의 보정 신호(311)를 기준 신호로 결정하고, 이에 기초하여 나머지 보정 신호(312, 314)들의 위상을 첫 번째 안테나가 수신한 신호의 보정 신호(311)와 일치시킬 수 있다. 이로써 본 발명은 복수의 수신 신호 간의 위상의 일치 정도를 향상시킬 수 있다.6, the
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 두 개의 위상 보정 단계에 따라 위상이 보정되거나 또는 위상이 일치된 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다. 한편 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 전술한 과정에 의해서 생성된 전체신호를 분석하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단할 수 있다. 이어서 제어부(110)는 위상 일치 정도의 판단 결과에 기초하여, 안테나 별(131 내지 134) 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정할 수 있다. 이때 오프셋은 인공위성(100) 내부의 요소에 의해 발생하는 수신 신호들 간의 위상차이를 보정하기 위한 요소일 수 있다. The
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 다양한 공지의 기법을 활용하여 전체신호를 분석할 수 있다. 가령 제어부(110)는 전체 신호에 포함되는 주파수 성분들을 확인하거나, 전체 신호로 합성하기 전 어느 하나의 신호와 전체신호 간의 자기상관(Correlation)을 통하여 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 산출된 안테나(131 내지 134) 별 오프셋(Offset)을 신호의 위상 보정에 더 고려할 수 있다. 가령 제어부(110)는 인공위성(100)의 위치, 인공위성(100)의 자세, 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도 중 적어도 하나와 산출된 오프셋에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다. The
바꾸어 말하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 위치로 인한 위상 차이와 인공위성(100)의 내부적인 요인으로 인한 위상 차이를 모두 고려하여 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호를 합성하기 전에 각 수신 신호의 위상을 적절히 보정할 수 있다.In other words, the
이로써 본 발명은 복수의 안테나를 이용한 신호의 수신율을 극대화 시킬 수 있다.Thus, the present invention can maximize the reception ratio of signals using a plurality of antennas.
도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 8c은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)에 의해 수행되는 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6을 통해 설명한 내용과 중복되는 내용의 설명은 생략하며, 도 7 내지 도 8c를 함께 참조하여 설명한다.7, 8A, 8B and 8C are flowcharts for explaining a method of matching phases of received signals of a plurality of antennas performed by the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 복수의 안테나를 통하여 신호원(200)이 송신한 신호를 수신할 수 있다.(S710) 이때 복수의 안테나가 수신한 신호 간에는 복수의 안테나들 간의 배치 간격 및/또는 배치 각도에 의하여 위상 차이가 존재할 수 있다. The
다시 도 3을 참조하여, 안테나부(130)의 복수의 안테나들이 수신하는 복수의 신호들 간의 위상 차이를 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 인공위성(100)으로 신호를 송신하는 신호원(200)이 원점(400)에 위치하고, 인공위성(100)이 2차원 공간상의 어느 하나의 지점에 위치하며, 인공위성(100)이 네 개의 안테나(131 내지 134)를 포함하는 것을 전제로 설명한다. 또한 Y축 및 Z축으로 정의되는 2차원 공간상에서 인공위성(100)이 안테나(131 내지 134)들이 수신한 복수의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 중심으로 설명한다. 다만 이와 같은 2차원 공간상에서의 설명은 설명의 편의를 위한 것으로, 3차원 공간상에서도 마찬가지로 설명될 수 있다. 한편 신호원(200)이 도 3에 도시된 바와 같이 진폭과 위상으로 정의될 수 있는 파동 형태의 신호(300)를 전송하는 것을 전제로 설명한다.Referring again to FIG. 3, a phase difference between a plurality of signals received by a plurality of antennas of the
전술한 가정 하에 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호는 동일한 신호원(200)으로부터 송신된 것임에도 불구하고, 서로 다른 위상을 가질 수 있다. 바꾸어 말하면 안테나(131 내지 134)들은 인공위성(100)의 서로 다른 부분에 배치되므로, 각 안테나가 동일한 신호(300)를 수신하였다 하더라도 수신된 신호들 간에는 위상차이가 발생할 수 있다.The signals received by the
가령 첫 번째 안테나(131)가 수신한 신호는 도시된 바와 같은 위상(301)을 가질 수 있다. 물론 이와 유사하게 두 번째 안테나 내지 네 번째 안테나(132 내지 134)가 수신한 신호 또한 서로 다른 위상(302 내지 304)을 가질 수 있다.For example, the signal received by the
다시 도 4를 참조하면, 가령 첫 번째 안테나(131)는 시점 t1에 위상이 p1인 신호를 수신할 수 있다. 또한 두 번째 안테나(132)는 시점 t2에 위상이 p2인 신호를 수신할 수 있고, 세 번째 안테나(133) 및 네 번째 안테나(134)는 시점 t3 및 시점 t4에 각각 위상이 p3 및 p4인 신호를 수신할 수 있다.Referring again to FIG. 4, for example, the
통상적으로 인공위성(100)에 복수의 안테나를 탑재하는 것은 신호원(200)으로부터 송신되는 신호의 수신율을 향상시키기 위한 것이다. 그러나 복수의 안테나가 수신한 신호를 단순히 합성하는 것은 각 수신 신호간의 위상의 차이로 인하여 복수 안테나의 사용에도 불구하고 수신 효율을 저하시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 위상의 고려 없이 신호를 합성하는 것은 신호들 간의 상쇄 등으로 심지어 단일 안테나를 사용하는 경우 보다 더 나쁜 수신 효율을 제공할 수 있다.In general, mounting a plurality of antennas on the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호들의 위상을 적절히 보정하여 신호의 수신 효율을 최대화 할 수 있다. 이를 보다 상세히 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 인공위성(100)의 위치, 인공위성(100)의 자세, 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다. (S720)The
바꾸어 말하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 위치를 고려하여 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호를 합성하기 전에 각 수신 신호의 위상을 적절히 보정할 수 있다.In other words, the
다시 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 인공위성(100)의 위치(Y0, Z0), 인공위성(100)의 자세(가령 +X, +Y, +Z 각각의 방향을 기준으로 인공위성(100)이 회전된 각도 등), 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계(가령 안테나(131 내지 134)들의 인공위성(100)의 위치(Y0, Z0)로부터 배치 간격(d) 등) 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도(Y-Z 평면 내에서, 인공위성(100)의 위치(Y0, Z0)를 중심으로 90도 간격으로 배치) 중 적어도 하나에 기초하여 신호원(200)으로부터 복수의 안테나 각각에 이르는 거리(R1 내지 R4)를 산출 할 수 있다.(S721)5, the
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 과정에 의해서 산출된 안테나(131 내지 134)들에 이르는 거리(R1 내지 R4)에 기초하여, 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정할 수 있다. (S722)The
전술한 바와 같이 신호(도 3의 300)는 진폭과 위상으로 정의될 수 있는 파동(Wave)의 형태이므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 신호의 파장(또는 진동수)과 거리(R1 내지 R4)에 기초하여 신호가 안테나(131 내지 134)들에 도달했을 때의 위상을 산출할 수 있다. 바꾸어 말하면 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134)들이 신호를 수신할 때의 신호의 위상을 산출할 수 있다.(S722-1)As described above, since the signal (300 in FIG. 3) is in the form of a wave that can be defined by the amplitude and the phase, the
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 산출된 위상에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고(S722-2), 이를 이용하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다.The
가령 인공위성(100)이 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 모두 0도로 보정하며, 인공위성(100)이 첫 번째 안테나(131)의 수신 신호의 위상을 80도로 산출하였다고 가정해 보자. 이러한 경우 인공위성(100)은 위상 보정값을 -80도로 결정하고, 이를 이용하여 첫 번째 안테나(131)의 수신 신호의 위상을 0도로 보정할 수 있다.Suppose that the
이로써 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 과정에 의해서 안테나(131 내지 134)들의 수신 신호들의 위상을 보정할 수 있다.Thus, the
한편 도 5에서 설명한 위상 보정 방법은 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 가령 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호 그 자체의 분석을 통하여 각 신호들의 위상을 파악하고, 이에 기초하여 각 수신 신호를 보정할 수 있다. Meanwhile, the phase correction method described in FIG. 5 is an exemplary one, and the spirit of the present invention is not limited thereto. For example, the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들의 위상을 일치시킬 수 있다.(S730) 이하에서는 도 6을 참조하여, 전술한 과정에 의해서 위상이 보정된 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호(311 내지 314)들이 도시된 바와 같이 위상이 조금씩 상이한 것으로 가정한다.The
전술한 가정하에, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 과정에 의해서 위상이 보정된(즉 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 위치를 고려한 보정이 수행된) 신호(311 내지 314)들 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정할 수 있다.(S731) 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 결정된 기준 신호에 기초하여 안테나(131 내지 134)들 중 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테들이 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정할 수 있다.(S732) 또한 인공위성(100)은 결정된 위상 보정값에 기초하여 위상이 보정된(즉 안테나들의 3차원 공간상에서의 위치를 고려한 보정이 수행된) 안테나(131 내지 134)들 별 수신 신호(311 내지 314)들의 위상을 일치시킬 수 있다.Under the above-described assumption, the
가령 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 첫 번째 안테나(131)가 수신한 신호의 보정 신호(311)를 기준 신호로 결정하고, 이에 기초하여 나머지 보정 신호(312, 314)들의 위상을 첫 번째 안테나가 수신한 신호의 보정 신호(311)와 일치시킬 수 있다. 이로써 본 발명은 복수의 수신 신호 간의 위상의 일치 정도를 향상시킬 수 있다.6, the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 두 개의 위상 보정 단계에 따라 위상이 보정되거나 또는 위상이 일치된 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다.(S740) The
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공위성(100)에 의해 수행되는 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 도 7 내지 도 8c와 중복하는 설명은 생략한다.9 is a flowchart illustrating a method of matching phases of received signals of a plurality of antennas performed by the
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 복수의 안테나를 통하여 신호원(200)이 송신한 신호를 수신할 수 있다.(S910) The
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 인공위성(100)의 위치, 인공위성(100)의 자세, 안테나(131 내지 134)들의 상대적인 위치 관계 및 안테나(131 내지 134)들의 배치 각도 중 적어도 하나와 기 산출된 오프셋에 기초하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호의 위상을 보정할 수 있다.(S920)The
바꾸어 말하면 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134)들의 3차원 공간상에서의 위치로 인한 위상 차이와 인공위성(100)의 내부적인 요인으로 인한 위상 차이를 모두 고려하여 안테나(131 내지 134)들이 수신한 신호를 합성하기 전에 각 수신 신호의 위상을 적절히 보정할 수 있다. 한편 오프셋은 후술하는 단계 S950에서 생성되는 것일 수 있다.In other words, the
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들의 위상을 일치시킬 수 있다.(S930) 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 두 개의 위상 보정 단계(단계 S920 및 단계 S930)에 따라 위상이 보정되거나 또는 위상이 일치된 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성할 수 있다.(S940) The
이어서 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 전술한 과정에 의해서 생성된 전체신호를 분석하여 안테나(131 내지 134) 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단하고, 이에 기초하여 안테나 별(131 내지 134) 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정할 수 있다.(S950)Then, the
이때 오프셋은 인공위성(100) 내부의 요소에 의해 발생하는 수신 신호들 간의 위상차이를 보정하기 위한 요소일 수 있다. 한편 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성(100)은 다양한 공지의 기법을 활용하여 전체신호를 분석할 수 있다. 가령 인공위성(100)은 전체 신호에 포함되는 주파수 성분들을 확인하거나, 전체 신호로 합성하기 전 어느 하나의 신호와 전체신호 간의 자기상관(Correlation)을 통하여 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단할 수 있다. 다만 이는 예시적인 것으로 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이 결정된 오프셋은 전술한 단계 S920에서 사용될 수 있다. At this time, the offset may be an element for correcting the phase difference between the reception signals generated by the elements inside the
이로써 본 발명은 복수의 안테나를 이용한 신호의 수신율을 극대화 시킬 수 있다.Thus, the present invention can maximize the reception ratio of signals using a plurality of antennas.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 저장하는 것일 수 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. The embodiments of the present invention described above can be embodied in the form of a computer program that can be executed on various components on a computer, and the computer program can be recorded on a computer-readable medium. At this time, the medium may be a computer-executable program. Examples of the medium include a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floptical disk, And program instructions including ROM, RAM, flash memory, and the like.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be designed and configured specifically for the present invention or may be known and used by those skilled in the computer software field. Examples of computer programs may include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that may be executed by a computer using an interpreter or the like.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific acts described in the present invention are, by way of example, not intended to limit the scope of the invention in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of such systems may be omitted. Also, the connections or connecting members of the lines between the components shown in the figures are illustrative of functional connections and / or physical or circuit connections, which may be replaced or additionally provided by a variety of functional connections, physical Connection, or circuit connections. Also, unless explicitly mentioned, such as " essential ", " importantly ", etc., it may not be a necessary component for application of the present invention.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all ranges that are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention as well as the claims .
100: 인공위성
110: 제어부
120: 메모리
130: 안테나부
131 내지 134: 안테나
140: 전원부
200: 신호원
300: 신호
301 내지 304: 위상
311 내지 314: 보정된 신호
400: 원점100: Satellite
110:
120: Memory
130:
131 to 134: antenna
140:
200: Signal source
300: Signal
301 to 304: Phase
311 to 314: corrected signal
400: origin
Claims (17)
상기 복수의 안테나 각각을 통하여 동일한 신호원(Signal Source)으로 부터 송신된 신호를 수신하는 단계;
상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하는 제1 위상 보정 단계; 및
위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들 중 적어도 일부를 합성하여 전체 수신 신호를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 위상 보정 단계는,
상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호원으로부터 상기 복수의 안테나 각각에 이르는 거리를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 복수의 안테나 각각에 이르는 거리에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정하는 단계;를 포함하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.A method of matching phases of a plurality of received signals received by a plurality of antennas mounted on a satellite,
Receiving a signal transmitted from the same signal source through each of the plurality of antennas;
A first phase correcting step of correcting a phase of a received signal for each of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, a posture of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas; And
And synthesizing at least some of the received signals for each of the plurality of antennas, the phase of which is corrected, to generate an entire received signal,
Wherein the first phase correction step comprises:
Calculating a distance from the signal source to each of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, an attitude of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas; And
Determining a phase correction value of a received signal for each of the plurality of antennas based on a distance to each of the calculated plurality of antennas and correcting the received signals for each of the plurality of antennas based on the determined phase correction value And the phases of the reception signals of the plurality of antennas are matched.
상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정하는 단계는,
상기 복수의 안테나 각각이 상기 신호를 수신할 때의 상기 신호의 위상을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 위상에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하는 단계;를 포함하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 1, wherein
Wherein the step of correcting the reception signals for the plurality of antennas comprises:
Calculating a phase of the signal when each of the plurality of antennas receives the signal; And
And determining a phase correction value of the received signals for each of the plurality of antennas based on the calculated phase.
상기 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법은,
상기 제1 위상 보정 단계 이후에,
상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 제2 위상 보정 단계;를 더 포함하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 1, wherein
The method of matching the phases of the reception signals of the plurality of antennas,
After the first phase correcting step,
And a second phase correcting step of matching the phases of the received signals for each of the plurality of antennas, the phase corrected for the plurality of antennas.
상기 제2 위상 보정 단계는,
상기 위상이 보정된 신호 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정하는 단계; 및
상기 기준 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 상기 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테나가 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는 단계;를 포함하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 4, wherein
Wherein the second phase correction step comprises:
Determining one of the phase-corrected signals as a reference signal; And
Determining a phase correction value of signals received by remaining antennas other than the antenna that receives the signal corresponding to the reference signal among the plurality of antennas based on the reference signal, And phase matching the received signals for each of the plurality of antennas.
상기 전체 수신 신호를 생성하는 단계는,
상기 제2 위상 보정 단계에 따라 위상이 일치된 복수의 안테나 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 4, wherein
Wherein generating the entire received signal comprises:
And combining the received signals for each of the plurality of antennas whose phases are matched in accordance with the second phase correcting step to generate the entire received signal.
상기 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법은,
상기 전체 수신 신호를 생성하는 단계 이후에,
상기 생성된 전체신호를 분석하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단하는 단계; 및
상기 위상 일치 정도의 판단 결과에 기초하여, 상기 제1 위상 보정 단계의 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정하는 단계;를 더 포함하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 1, wherein
The method of matching the phases of the reception signals of the plurality of antennas,
After generating the entire received signal,
Analyzing the generated total signal to determine the degree of phase matching of the received signals for each of the plurality of antennas; And
And determining an offset of phase correction of the plurality of received signals for each of the plurality of antennas in the first phase correction step based on the determination result of the degree of coincidence. .
상기 제1 위상 보정 단계는
상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나 외에 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정 오프셋에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 방법.The method of claim 7, wherein
The first phase correction step
A plurality of reception antennas for receiving a plurality of antennas, each of the plurality of antennas receiving at least one of a plurality of antennas, a plurality of antennas, and a plurality of antennas, A method of correcting the phase of a signal, the method comprising the steps of:
상기 제어부는,
상기 복수의 안테나 각각을 통하여 동일한 신호원(Signal Source)으로 부터 송신된 신호를 수신하고,
상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 신호원으로부터 상기 복수의 안테나 각각에 이르는 거리를 산출하고,
상기 산출된 복수의 안테나 각각에 이르는 거리에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고,
상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하고,
위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들 중 적어도 일부를 합성하여 전체 수신 신호를 생성하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.An apparatus for matching phases among a plurality of received signals received by a plurality of antennas mounted on a satellite, the apparatus comprising a control unit,
Wherein,
Receiving signals transmitted from the same signal source through each of the plurality of antennas,
Calculating a distance from the signal source to each of the plurality of antennas based on at least one of a position of the satellite, a position of the satellite, a relative positional relationship of the plurality of antennas, and an arrangement angle of the plurality of antennas,
Determines a phase correction value of a reception signal for each of the plurality of antennas based on a distance to each of the plurality of calculated antennas,
Correcting a phase of a received signal for each of the plurality of antennas based on a determined phase correction value of the received signals for each of the plurality of antennas,
And the phase of the received signals is adjusted so as to generate the entire received signal by combining at least some of the received signals for each of the plurality of antennas.
상기 제어부는,
상기 복수의 안테나 각각이 상기 신호를 수신할 때의 상기 신호의 위상을 산출하고,
상기 산출된 위상에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호를 보정하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 10, wherein
Wherein,
Calculating a phase of the signal when each of the plurality of antennas receives the signal,
Determining a phase correction value of the received signals for each of the plurality of antennas based on the calculated phase and correcting the received signals for each of the plurality of antennas based on the determined phase correction value, Device.
상기 제어부는,
상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 10, wherein
Wherein,
And phase-matched the reception signals of the plurality of antennas, the phases of the reception signals of the plurality of antennas being corrected in phase.
상기 제어부는,
상기 위상이 보정된 신호 중 어느 하나의 신호를 기준 신호로 결정하고,
상기 기준 신호에 기초하여 상기 복수의 안테나 중 상기 기준 신호와 대응되는 신호를 수신한 안테나를 제외한 나머지 안테나가 수신한 신호들의 위상 보정값을 결정하고, 결정된 위상 보정값에 기초하여 상기 위상이 보정된 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상을 일치시키는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 13, wherein
Wherein,
Determining one of the phase-corrected signals as a reference signal,
Determining a phase correction value of signals received by remaining antennas other than the antenna that receives the signal corresponding to the reference signal among the plurality of antennas based on the reference signal, Thereby matching the phases of the received signals of the plurality of antennas.
상기 제어부는,
상기 위상이 일치된 복수의 안테나 별 수신 신호들을 합성하여 전체 수신 신호를 생성하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 13, wherein
Wherein,
And combines the received signals for each of the plurality of antennas whose phases are matched to generate an entire received signal.
상기 제어부는,
상기 생성된 전체신호를 분석하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호들의 위상 일치 정도를 판단하고,
상기 위상 일치 정도의 판단 결과에 기초하여, 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정의 오프셋(Offset)을 결정하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 10, wherein
Wherein,
Analyzing the generated total signal to determine the degree of phase matching of the received signals for each of the plurality of antennas,
And determines the offset of the phase correction of the received signals for each of the plurality of antennas based on the determination result of the phase coincidence degree.
상기 제어부는,
상기 인공위성의 위치, 상기 인공위성의 자세, 상기 복수의 안테나들의 상대적인 위치 관계 및 상기 복수의 안테나들의 배치 각도 중 적어도 하나 외에 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상 보정 오프셋에 기초하여 상기 복수의 안테나 별 수신 신호의 위상을 보정하는, 복수 안테나의 수신 신호간의 위상을 일치시키는 장치.The method of claim 16, wherein
Wherein,
A plurality of reception antennas for receiving a plurality of antennas, each of the plurality of antennas receiving at least one of a plurality of antennas, a plurality of antennas, and a plurality of antennas, And corrects the phase of the signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170149795A KR101963236B1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method, apparatus and computer program for matching phases of received signals of multiple antennas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170149795A KR101963236B1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method, apparatus and computer program for matching phases of received signals of multiple antennas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101963236B1 true KR101963236B1 (en) | 2019-03-28 |
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ID=65908144
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170149795A KR101963236B1 (en) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | Method, apparatus and computer program for matching phases of received signals of multiple antennas |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101963236B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030197637A1 (en) * | 2002-03-21 | 2003-10-23 | Farzin Lalezari | Cross-link antenna system |
| US20080094276A1 (en) * | 2003-06-23 | 2008-04-24 | Jacobus Adrianus Kegel | Method For Optimising At Least One Property Of A Satellite System, Optimisation Device For A Satellite System, Satellite Receiver And Satellite System |
-
2017
- 2017-11-10 KR KR1020170149795A patent/KR101963236B1/en active IP Right Grant
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