KR100423397B1 - 위성방송수신장치의 듀얼 피딩시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직선편파용 피드혼부 및 원형편파용 피드혼부을 동일한 신호수신방향으로 장착하고, 각각의 수신된 신호를 하나의 중간신호로 변환하여 최종 수신기에 전달할 수 있는 새로운 LNB컨버터를 구비한 위성방송수신장치의 피딩 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 피딩시스템에 의하면, 직선편파 및 원형편파를 동시에 수신할 수 있으며, 특히, 본 발명에서는 각각의 신호형태에 따른 피드혼부를 구성함으로써 상호 간섭에 의한 손실을 최소화할 수 있는 잇점이 있다.

Description

위성방송수신장치의 듀얼 피딩시스템{DUAL FEEDING SYSTEM FOR RECEIVING SATELLITE BROADCASTING SIGNAL}

본 발명은 위성방송수신장치의 피딩시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위성방송 수신장치에 있어서, 직선편파(linear polization: LP)의 수신을 위한 피드혼부와 원형편파(circular polization: CP)의 수신을 위한 피드혼부를 모두 구비하여 각각의 피드혼을 통해 직선편파와 원형편파를 모두 수신하고, 각각의 수신된 두 신호를 하나로 결합함으로써, 상호간섭을 최소화하여 수신효율을 높힐 수 있고 상기 각 형태의 편파를 동시에 수신할 수 있는 위성방송 수신장치에 관한 것이다.

일반적으로, 방송위성으로부터 발사된 12㎓ 대의 위성방송신호는 위성방송 수신안테나에 수신되고, 위성방송 수신 안테나는 수신된 위성방송신호를 집속하여 위성방송장치의 피딩시스템을 통해 저잡음 블록다운(low noise blockdown: LNB)컨버터로 전송한다. 이 때, 수신되는 위성방송 신호는 그 편파의 특성에 따라 크게 직선편파와 원형편파로 구분되며, 상기 직선편파에는 수직편파와 수평편파가 있고, 원형편파에는 좌선 원형편파(LHCP), 우선 원형편파(RHCP)가 있다.

상기 피딩시스템의 피드혼부는 대개 피드혼과 그 하단에 연결된 도파관 및 신호 수신을 위한 프로브로 구성되며, 상기 설명한 신호의 편파특성에 따라 도파관의 구조나 프로브의 형태를 달리하게 된다.

종래에는, 위성방송 수신장치는 직선편파와 원형편파 중 어느 하나 형태의 신호만을 수신하기 위한 구조를 취해 왔다. 이하, 도면을 참조하여, 이러한 위성방송 수신장치의 피딩시스템에 대해 설명한다.

도1은 종래 위성방송 수신장치의 피딩시스템의 개략도이다. 도1(a)를 참조하면, 종래의 직선편파를 위한 피딩시스템이 도시되어 있다. 상기 위성방송 수신장치의 피딩시스템은 피드혼(1), 도파관(2) 및 LNB 컨버터부(3)로 구성되고, 상기 도파관(2) 하단에 형성된 LNB 컨버터부는 일반적으로 인쇄회로기판 상에 구현된다. 또한, 상기 인쇄회로기판 상에는 도파관과의 연결면에 도체패턴으로 된 패치안테나를 형성하여 직선편파를 수신한다. 도1(a)에 도시된 예와 달리, 상기 패치안테나를 상기 도파관의 내측면 상에 상호 90°의 위상차이를 갖는 두개의 프로브를 형성하여 구현할 수도 있다. 이 경우, 각각의 프로브는 직선편파의 수직 또는 수평편파의 신호를 수신한다.

도1(b)는 원형편파의 수신을 위한 위성방송 수신장치의 피딩시스템을 도시한다. 도1(b)와 같이, 피드혼(1)과 LNB 컨버터부(3)를 연결하는 도파관(2)에 형성된 편파분리기(polarizer: 4)를 이용하여 원형편파를 직선편파형태로 변환하고, 도1(a)와 유사한 방식으로 LNB인쇄회로기판 상에 형성된 패치안테나를 통해 변환된 직선편파형태의 신호를 수신하는 구조로 이루어진다.

통상, 도1(b)의 피딩시스템은 상기 편파분리기(4)를 통해 원형도파관 내에 유전체판이 삽입하여 위상이동을 발생시켜 원형편파를 직선편파로 변환하는 방식으로 원형편파를 수신한다.

상기 설명한 형태 외에도, 종래기술에서 다양한 기능과 형태의 위성방송 수신장치가 개발되고 있으나, 직선편파와 원형편파를 동시에 수신하기 위한 수신장치에 대해서는 제시된 바 없다. 특히, 최근 들어서는 방송위성에서 직선편파 및 원형편파를 동시에 사용하는 경우가 있는데, 상기 설명한 종래의 위성방송수신장치를 이용할 경우에는, 결국 다른 한 편파에 대해서는 약 3dB정도의 손실이 발생하여 실용성이 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 당업계에서는 직선편파 및 원형편파의 신호를 하나의 수신장치로 동시에 수신가능하며, 나아가 직선편파와 원형편파의 상호 간섭을 최소화할 수 있는새로운 위성방송 수신장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 직선편파 및 원형편파와 같은 다른 형태의 위성방송신호를 동시에 수신하기 위해 각각의 피드혼부와, 각 피드혼부를 통해 수신된 신호를 하나의 중간신호로 송출하기 위한 LNB컨버터를 포함한 위성방송수신장치의 피딩시스템을 제공하는데 있다.

도1은 종래 위성방송 수신장치의 피딩시스템의 단면도이다.

도2는 본 발명의 일실시형태에 따른 피딩시스템의 단면도이다.

도3은 본 발명에서 채용되는 LNB컨버터의 회로구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 원형편파 수신용 피드혼부

20: 직선편파 수신용 피드혼부

3,4: LNB컨버터 30: 인쇄회로기판

44,54: 제1 및 제2 LNA 46,56: 제1 및 제2 필터부

48,58: 제1 및 제2 믹서부 60: 국부발진기

62: 결합기

본 발명은 위성방송 수신장치의 피딩시스템에 있어서, 원형편파를 수신하기 위한 제1 피드혼부와, 상기 제1 피드혼부와 동일한 수신방향으로 형성되고 직선편파를 수신하기 위한 제2 피드혼부와,상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부로부터 수신된 신호를 각각 미리 설정된 중간주파수를 갖는 신호로 변환하고 그 변환된 신호를 결합하여 출력하기 위한 저잡음 블럭다운 컨버터를 포함하는 피딩시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 의하면, 상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부는 각각 피드혼과 피드혼 후단에 연결된 도파관을 포함하고, 제1 피드혼의 도파관은 원형편파를 직선편파형태로 위상이동시키기 위한 편파변환기를 구비하며, 상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부의 도파관 후단에는 수신용 안테나가 도체패턴된 인쇄회로기판을 구비하는 방식으로 구현할 수도 있다.

나아가, 본 발명의 바람직한 실시형태에서는, 상기 저잡음블럭다운 컨버터는 상기 제1 피드혼부로부터 수신된 신호를 설정이득으로 증폭하기 위한 제1 저잡음 증폭부와, 상기 제1 저잡음증폭부에서 증폭된 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위한 제1 필터부와, 상기 제2 피드혼부로부터 수신된 신호를 설정이득으로 증폭하기 위한 제2 저잡음 증폭부와, 상기 제2 저잡음증폭부에서 증폭된 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위한 제2 필터부와, 발진 주파수를 제공하는 국부 발진기와, 상기 제1 필터부의 출력신호 및 상기 발진주파수를 혼합하는 제1 믹서부와, 상기 제2 필터부의 출력신호 및 상기 발진주파를 혼합하는 제2 믹서부와, 상기 제1 및 제2 믹서부로부터 출력되는 신호를 결합하는 결합기(combiner)로 구현할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시형태를 상세히 설명한다.

도2를 참조하면, 원형편파를 수신하기 위한 피드혼부(10)와, 그와 동일한 수신방향을 갖으며 직선편파를 수신하기 위한 피드혼부(20)이 장착된 피딩시스템을 도시되어 있다. 상기 피딩시스템(50)의 하우징(40)은 각각의 피드혼부가 동일면 상에 장착되어 있고, 상기 피드혼부(10,20)의 도파관(12,22) 후단에는 LNB 컨버터가 구현된 인쇄회로기판(30)이 장착되어 있으며, 상기 인쇄회로기판(30)에서 각 도파관(12,22) 후단에 해당하는 면(32,34)에는 각 수신편파형태에 따른 패치안테나가 구현되고 다른 부분(36)에는 LNB컨버터회로(미도시)를 도체패턴으로 형성되어 있다. 특히, 상기 인쇄회로기판(30)에 구현된 LNB컨버터는 편파의 형태에 따라 수신된 두개의 신호를 처리할 수 있도록 구성된다.

이하, 본 발명에서 채용된 LNB컨버터에 대해 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 실시형태에 따른 LNB컨버터의 회로도이다. 도3을 참조하면, 원형편파 수신용 피드혼부(10)와 직선편파 수신용 피드혼부(20)의 각각에 연결된 LNB컨버터 회로(100)가 구성되어 있다. 본 발명에서 채용된 LNB컨버터(100)는 각각의 피드혼부(10,20)에서 수신된 신호를 증폭하는 제1 및 제2 저잡음증폭부(44,54), 증폭된 신호를 필터링하는 제1 및 제2 필터부(46,56), 상기 필터링된 신호를 국부발진기(60)의 발진주파수와 믹싱하는 제1 및 제2 믹서부(48,58) 및 각각의 경로를 통해 얻어진 최종신호를 결합하기 위한 결합기(62)로 구성되어 있다.

이하, 도3을 참조하여, 위성방송으로부터 송신되는 신호가 각 편파의 형태에 따라 다른 주파수 대역을 갖는 경우(원형편파 신호는 11.01-12.01㎓이며, 직선편파 신호는 12.25-12.75㎓임)에 상기 LNB컨버터의 작동원리를 설명한다. 원형편파 수신용 피드혼부(10)는 상기 위성방송 신호 중 원형편파 신호를 수신하여 제1 LNA(44)로 전송한다. 상기 제1 LNA(44)는 상기 신호를 증폭하고, 로우패스필터인 제1 필터부(46)는 상기 증폭된 신호를 필터링하여 제1 믹서부(48)에 전송한다. 제1 믹서부(48)는 상기 필터링된 신호를 국부발진기(60)의 발진주파수(예, 약 10.75㎓)신호와 믹싱하여 중간주파수 신호로 변환한다. 한편, 직선편파수신용 피드혼부(20)에서 수신된 신호도 제2 LNB부(54), 제2 필터부(56) 및 제2 믹서부(58)를 통해 직선편파와 동일한 원리로 처리된다. 다만, 제2 필터부(56)는 밴드패스 필터기능을 하여 특정 대역의 주파수신호만을 필터링하여 전송하는 점에서만 다소 차이가 있다.

이와 같이, 원형편파 수신용 피드혼부(10)와 직선편파 수신용 피드혼부(20)의 각각에서 수신된 다른 형태의 신호는 중간주파수 신호로 변환되고, 결합기(62)를 통해 하나의 신호형태로 수신기(200)에 전송된다. 따라서, 상기와 같이 구성된 LNB컨버터(100)는 두개의 피드혼부(10,20)에서 수신된 각각의 형태, 즉 원형편파 및 직선편파의 신호를 하나의 중간신호로 변환하여 수신기(200)에 전송함으로써 위성방송신호에 포함된 직선편파신호와 원형편파신호를 상호간섭에 의한 손실없이 동시에 수신할 수 있다.

본 발명의 일실시형태에서는, 패치안테나를 LNB 컨버터가 구현된 인쇄회로기판 상에 패터닝하여 구현한 예로서 설명되었으나, 도파관 내측에 프로브를 장착하고 수신된 신호가 LNB컨버터와 연결되도록 구성할 수도 있으며, 원형편파용 피드혼부는 편파변환기를 채택하여 사용할 수도 있고, 원형편파의 수직성분 및 수평성분을 각각 수신하기 위한 프로브형태로도 구현가능하다는 점을 이해해야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 직선편파용 피드혼부 및 원형편파용 피드혼부을 동일한 신호수신방향으로 장착하고, 각각의 수신된 신호를 하나의 중간신호로변환하여 수신기에 전달할 수 있는 새로운 LNB컨버터를 구비한 위성방송수신장치의 피딩시스템을 제공한다. 이와 같은 피딩 시스템에 의하면, 직선편파 및 원형편파를 동시에 수신할 수 있으며, 특히, 본 발명에서는 각각의 신호형태에 따른 피드혼부를 구성함으로써 상호 간섭에 의한 손실을 최소화할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명의 상세한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제공된다. 이는 발명을 개시된 대로 엄격하게 발명을 한정하고자 하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명이 아닌 첨부한 청구범위에 의해 한정된다. 상기 명세서, 실시형태는 본 발명의 구성요소에 대한 설명을 제공하고자 하는 것이며 상기의 설명된 내용에 비추어 각 구성요소는 다수의 개조 또는 변형이 가능하다는 것을 인지해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 직선편파와 원형편파로 구성된 신호를 송출하는 위성방송 수신장치을 위한 피딩시스템에 있어서,

   원형편파를 수신하기 위한 제1 피드혼부와;

   상기 제1 피드혼부와 동일한 신호수신방향을 갖고, 직선편파를 수신하기 위한 제2 피드혼부와;

   상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부로부터 수신된 신호를 각각 미리 설정된 중간주파수를 갖는 신호로 변환하고, 상기 변환된 2개의 신호를 결합하여 출력하기 위한 저잡음 블럭다운 컨버터를 포함하며,

   상기 저잡음 블럭다운 컨버터는

   상기 제1 피드혼부로부터 수신된 신호를 설정이득으로 증폭하기 위한 제1 저잡음 증폭부(LNA)와, 상기 제1 저잡음증폭부에서 증폭된 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위한 제1 필터부와, 상기 제2 피드혼부로부터 수신된 신호를 설정이득으로 증폭하기 위한 제2 저잡음 증폭부와, 상기 제2 저잡음증폭부에서 증폭된 신호 중 미리 설정된 주파수 대역의 신호만을 통과시키기 위한 제2 필터부와, 발진 주파수를 제공하는 국부 발진기와, 상기 제1 필터부의 출력신호 및 상기 발진주파수를 혼합하는 제1 믹서부와, 상기 제2 필터부의 출력신호 및 상기 발진주파수를 혼합하는 제2 믹서부와, 상기 제1 및 제2 믹서부로부터 출력되는 신호를 결합하는 결합기로 이루어짐을 특징으로 하는 피딩시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부는

   각각 피드혼과 피드혼 후단에 연결된 도파관을 포함하고, 제1 피드혼의 도파관은 원형편파를 직선편파형태로 위상이동시키기 위한 편파변환기를 구비하며, 상기 제1 피드혼부 및 제2 피드혼부의 도파관 후단에는 도체패턴으로 이루어진 인쇄회로기판이 연결됨을 특징으로 하는 피딩 시스템.
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