KR102497089B1 - Parabolic reflective antenna using active unit cable structure and antenna deployment test apparatus - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은 여러 개의 단위 케이블 구조를 이용하여 기존의 이중 구조 파라볼라 반사판 안테나보다 높이를 줄일 수 있고, 수납 공간 및 케이블 네트워크의 구조적 복잡성을 감소시키고, 선형 작동기와 센싱 케이블을 갖는 능동 케이블 구조를 이용하여 파라볼라 반사판의 형태 변경을 능동 제어할 수 있는 반사형 안테나 및 이를 테스트하는 안테나 전개 테스트 장치를 제공한다.The present embodiments can reduce the height of the existing dual structure parabolic reflector antenna by using several unit cable structures, reduce the structural complexity of the storage space and cable network, and use an active cable structure with linear actuators and sensing cables. To provide a reflective antenna capable of actively controlling the shape change of a parabolic reflector and an antenna deployment test device for testing the same.
Description
본 발명이 속하는 기술 분야는 능동 단위 케이블 구조를 이용하여 파라볼라 반사판 형상을 변경 및 유지하는 발명에 관한 것이다.The technical field to which the present invention belongs relates to an invention for changing and maintaining the shape of a parabolic reflector using an active unit cable structure.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.
반사형 안테나는 구조가 단순하며 고이득 특성을 갖고 있어 위성 통신에 적합하다. 이러한 반사형 안테나의 대표적인 예로 파라볼라 안테나(Parabola Antenna)가 있다. 파라볼라 안테나는 포물선 형상의 반사경을 사용하는 안테나로 단면 형상이 포물선을 그리는 반사경을 향하여 방출된 전파가 반사되어 초점에 모이거나 전파가 한쪽 방향으로 수렴되어 강하게 방사되는 원리를 이용한 것이다.The reflective antenna has a simple structure and high gain characteristics, so it is suitable for satellite communication. A representative example of such a reflective antenna is a parabola antenna. A parabolic antenna is an antenna that uses a parabolic reflector, and uses the principle that radio waves emitted toward a reflector with a parabolic cross-section are reflected and converged to a focal point or radio waves converge in one direction and are strongly radiated.
포물선 형상의 반사경은 가공이 힘들고 무게와 부피가 크다는 문제점이 있다.The parabolic reflector has problems in that it is difficult to process and has a large weight and volume.
메쉬 반사판 안테나는 케이블 네트워크(networks)를 통하여 파라볼라 형상의 메쉬 반사판 형상을 구현할 수 있는데 기존의 방식은 동일한 2개의 파라볼라 형상의 케이블 네트(nets) 위/아래 대칭으로 구성하고, 수직 보조(auxiliary) 케이블을 서로 연결하여 반사판 형상을 유지 방법을 사용한다.The mesh reflector antenna can implement a parabolic mesh reflector shape through cable networks. The existing method consists of two identical parabolic cable nets symmetrically above and below, and a vertical auxiliary cable are connected to each other to maintain the shape of the reflector.
기존의 방식은 2개의 파라볼라 케이블 네트가 위/아래 존재하여 반사판 아테나의 높이가 상대적으로 길어지고 구조적 복잡성이 증가하는 문제가 있다. 수납 공간 역시 증가하는 문제가 있다.In the existing method, there are two parabolic cable nets above and below, so the height of the reflector athena is relatively long and structural complexity increases. There is also a problem of increasing storage space.
본 발명의 실시예들은 여러 개의 단위(unit) 케이블 구조를 이용하여 기존의 이중 구조 반사판 안테나보다 높이를 줄일 수 있고, 수납 공간 및 케이블 네트워크의 구조적 복잡성을 감소시키고, 선형 작동기와 센싱 케이블을 갖는 능동 케이블 구조를 이용하여 파라볼라 반사판의 형태 변경을 능동 제어하는데 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention can reduce the height of the existing dual structure reflector antenna by using several unit cable structures, reduce the structural complexity of the storage space and cable network, and use an active linear actuator and sensing cable. The main purpose is to actively control the shape change of the parabolic reflector using a cable structure.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other non-specified objects of the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
본 실시예의 일 측면에 의하면 반사형 안테나에 있어서, 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 통해 파라볼라 형태로 전개되는 전개형 안테나 반사판; 상기 복수의 반사판 단위 셀에 연결되어 상기 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경에 필요한 구동력을 제공하는 안테나 구동 장치; 및 상기 안테나 구동 장치에 연결되어 상기 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 감지하고 상기 구동력을 제어하는 명령 신호를 전송하는 안테나 구동 제어부를 포함하는 반사형 안테나를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, in a reflective antenna, the deployment type antenna reflector is deployed in a parabolic form through structural changes of a plurality of reflector unit cells; an antenna driving device connected to the plurality of reflector unit cells to provide a driving force required to change the structure of the plurality of reflector unit cells; and an antenna driving control unit that is connected to the antenna driving device to sense structural changes of the plurality of reflector unit cells and transmits a command signal for controlling the driving force.
상기 반사판 단위 셀은 상기 반사판 단위 셀의 기본 프레임 구조를 제공하며 길이 변화를 수행하도록 형성된 선형 작동기; 상기 선형 작동기에 연결되어 상기 선형 작동기의 길이 변화를 감지하는 센서가 내장된 센싱 케이블; 상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블에 연결되고 상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블이 상호 연결되면서 형성한 공간을 채우고 전파를 반사시키는 소재로 구현된 반사면을 포함할 수 있다.The reflector unit cell provides a basic frame structure of the reflector plate unit cell and includes a linear actuator configured to perform a length change; a sensing cable having a built-in sensor connected to the linear actuator to detect a length change of the linear actuator; A reflective surface connected to the linear actuator and the sensing cable and made of a material that fills a space formed while the linear actuator and the sensing cable are interconnected and reflects radio waves may be included.
상기 반사면은 상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블에 연결되어 평면을 형성하고 플렉서블 소재로 구현된 베이스 부재; 및 상기 베이스 부재의 평면에 인쇄 또는 코팅된 금속 메쉬로 구현된 반사층을 포함할 수 있다.The reflective surface is connected to the linear actuator and the sensing cable to form a flat base member implemented with a flexible material; and a reflective layer implemented as a metal mesh printed or coated on a plane of the base member.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결된 제1 구조로 형성될 수 있다.The structure of the deployable antenna reflector may be formed in a first structure in which triangles are respectively connected to both sides of a central quadrangle constituting the reflector unit cell.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결되고, 추가 삼각형이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 상기 추가 삼각형의 꼭지점을 동일한 레벨에서 연결된 제2 구조로 형성될 수 있다.The structure of the deployable antenna reflector is formed in a second structure in which triangles are connected to both sides of a central quadrangle constituting the reflector unit cell, additional triangles are extended and connected in an outward direction, and vertices of the additional triangles are connected at the same level. It can be.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결되고, 추가 삼각형이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 상기 추가 삼각형의 상하가 뒤집혀 지그재그로 연결된 제3 구조로 형성될 수 있다.The structure of the deployable antenna reflector is formed in a third structure in which triangles are connected to both sides of a central square constituting the reflector unit cell, additional triangles are extended and connected outward, and the additional triangles are upside down and connected in a zigzag pattern. It can be.
본 실시예의 다른 측면에 의하면 전개형 안테나 반사판의 안테나 전개 테스트 장치에 있어서, 상기 전개형 안테나 반사판에 연결되어 중력 보상을 통해 상기 전개형 안테나 반사판을 전개하는 안테나 전개 장치; 및 상기 전개형 안테나 반사판에 연결되어 상기 전개형 안테나 반사판의 전개 상태를 감지하고 상기 전개 상태를 출력하는 안테나 센싱 장치를 포함하는 안테나 전개 테스트 장치를 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, in the antenna deployment test device of the deployable antenna reflector, the antenna deployment device is connected to the deployable antenna reflector and deploys the deployable antenna reflector through gravity compensation; and an antenna sensing device connected to the deployable antenna reflector to sense a deployed state of the deployable antenna reflector and output the deployed state.
상기 안테나 전개 장치는 지상으로부터 이격되어 천장 구조로 형성되고 하단에 롤러 가이드를 갖는 천장부; 상기 천장부에 매달린 형태로 상기 롤러 가이드를 따라 이동하는 롤러부; 상기 전개형 안테나 반사판을 상기 롤러부에 고정시키는 롤러 케이블; 상기 롤러부에 필요한 구동력을 제공하는 롤러 구동부; 및 상기 안테나 센싱 장치로부터 상기 전개 상태를 수신하고 상기 구동력을 제어하는 롤러 명령 신호를 전송하는 롤러 구동 제어부를 포함할 수 있다.The antenna deployment device includes a ceiling part spaced apart from the ground and formed in a ceiling structure and having a roller guide at a lower end; a roller unit moving along the roller guide in a form suspended from the ceiling; a roller cable fixing the deployable antenna reflector to the roller unit; a roller driving unit providing a driving force required for the roller unit; and a roller driving control unit receiving the deployment state from the antenna sensing device and transmitting a roller command signal for controlling the driving force.
상기 안테나 센싱 장치는 상기 전개형 안테나 반사판에 연결되어 상기 전개형 안테나 반사판에 부착된 센서와 통신하여 상기 전개 상태를 감지하는 측정부; 및 상기 전개 상태를 시각적으로 출력하고, 상기 전개 상태와 미리 설정된 설계 기준을 비교하여 전개 오차를 출력하는 전시부를 포함할 수 있다.The antenna sensing device may include a measuring unit connected to the deployable antenna reflector and communicating with a sensor attached to the deployable antenna reflector to detect the unfolded state; and a display unit that visually outputs the unfolded state, compares the unfolded state with a preset design criterion, and outputs a unfolding error.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면 반사형 안테나 전개 방법에 있어서, 테스트 운용 모드에서 안테나 전개 테스트 장치를 통해 지상에 위치하는 반사형 안테나의 전개 동작을 테스트하는 단계; 및 실전 운용 모드에서 상기 반사형 안테나를 위성에 장착하고 상기 반사형 안테나가 장착된 위성을 우주 공간에 위치시키고, 상기 우주 공간에 위치하는 상기 반사형 안테나를 전개하는 단계를 포함하는 반사형 안테나 전개 방법을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, there is provided a method for deploying a reflective antenna, comprising: testing a deployment operation of a reflective antenna located on the ground through an antenna deployment test apparatus in a test operation mode; and deploying the reflective antenna including the step of mounting the reflective antenna on a satellite in a combat operation mode, positioning the satellite equipped with the reflective antenna in space, and deploying the reflective antenna located in space. provides a way
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 2개의 파라볼라 케이블 네트의 대칭 구조로 이루어진 기존 반사판 안테나에 비해 구조물 높이를 줄여 수납공간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, there is an effect of reducing the storage space by reducing the height of the structure compared to the existing reflector antenna consisting of a symmetrical structure of two parabolic cable nets.
본 발명의 실시예들에 의하면, 선형 작동기를 통하여 단위 케이블 구조 형상을 변형시킬 수 있고, 여러 개의 단위 케이블 구조를 활용하여 반사판 표면을 원하는 형상으로 변형할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, the shape of the unit cable structure can be deformed through the linear actuator, and the surface of the reflector can be deformed into a desired shape by utilizing several unit cable structures.
본 발명의 실시예들에 의하면, 길이 변화를 감지할 수 있는 케이블을 통하여 반사판 형상을 실시간으로 모니터링을 할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there is an effect that the shape of the reflector can be monitored in real time through a cable capable of detecting a change in length.
본 발명의 실시예들에 의하면, 선형 작동기와 센서 감지를 통하여 외부 환경 변화(온도, 습도, 하중 등)에 대한 케이블 네트워크 반사판의 형상을 능동 제어할 수 있는 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to actively control the shape of the cable network reflector in response to changes in the external environment (temperature, humidity, load, etc.) through sensing of a linear actuator and a sensor.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned here, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 기존의 반사형 안테나의 형상을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 형상을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 구성을 예시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사면을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사판 단위 셀을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사판 단위 셀의 변형을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 전개형 안테나 반사판의 다양한 구조를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 전개 테스트 장치의 구성을 예시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 전개 테스트 장치의 동작을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 전개형 안테나 반사판의 전개 과정 형상을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 안테나 전개 방법을 예시한 흐름도이다.1 is a diagram illustrating the shape of a conventional reflective antenna.
2 is a diagram illustrating the shape of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the configuration of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a reflection surface of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a reflector plate unit cell of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating deformation of a reflector unit cell of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating various structures of a deployable antenna reflector of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating the configuration of an antenna deployment test apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an operation of an antenna deployment test device according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a shape of a unfolding process of a deployable antenna reflector of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a reflective antenna deployment method according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the description of the present invention, if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as an obvious matter to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted, and some embodiments of the present invention will be described. It will be described in detail through exemplary drawings.
도 1은 기존의 반사형 안테나의 형상을 예시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the shape of a conventional reflective antenna.
기존의 메쉬 반사판 안테나는 케이블 네트워크(networks)를 통하여 파라볼라 형상의 메쉬 반사판 형상을 구현한다. 기존의 케이블 네트워크는 파라볼라 형상의 동일한 2개의 케이블 네트(nets)를 위/아래 대칭으로 구성하고 수직 보조(auxiliary) 케이블을 서로 연결시킨다. 수직 보조 케이블의 장력을 조절하여 파라볼라 형상을 수동적으로 유지시킨다.Existing mesh reflector antennas implement a parabolic mesh reflector shape through cable networks. Existing cable networks consist of two identical cable nets in a parabolic shape symmetrically above and below and connect vertical auxiliary cables to each other. The tension of the vertical auxiliary cable is adjusted to passively maintain the parabolic shape.
기존의 방식은 파라볼라 형상의 케이블 네트 2개가 대칭으로 위/아래 연결되어 있어 반사판의 높이(H2)가 필요한 파라볼라 형상의 높이보다 커지게 되고, 파라볼라 형상의 케이블 네트가 2개 필요하므로 상대적으로 복잡한 구조를 갖는다.In the existing method, two parabolic cable nets are symmetrically connected up and down, so the height of the reflector (H 2 ) becomes larger than the required parabolic shape height, and two parabolic cable nets are required, so relatively complicated have a structure
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 형상을 예시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 구성을 예시한 블록도이다.2 is a diagram illustrating a shape of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 반사형 안테나는 구조적 역할을 할 수 있는 강성을 가진 선형 작동기와 길이 변화를 감지할 수 있는 센서가 내장된 케이블을 이용하여 인장(tension)을 받는 능동 단위(unit) 케이블 구조를 형성한다.The reflective antenna according to the present embodiment has an active unit cable structure that receives tension using a linear actuator having rigidity that can play a structural role and a cable with a built-in sensor capable of detecting a change in length. form
본 실시예에 따른 반사판 안테나는 안테나의 높이(H1)를 줄여주어 발사체 수납 공간을 감소시킬 수 있고, 구조적 복잡성을 줄여 안테나의 높은 전개 성공도를 기대할 수 있다.The reflector antenna according to the present embodiment can reduce the height (H 1 ) of the antenna to reduce the space for accommodating a projectile, and can expect a high degree of successful deployment of the antenna by reducing structural complexity.
반사형 안테나(1)는 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 통해 파라볼라 형태로 전개되는 전개형 안테나 반사판(10), 복수의 반사판 단위 셀에 연결되어 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경에 필요한 구동력을 제공하는 안테나 구동 장치(140), 안테나 구동 장치에 연결되어 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 감지하고 구동력을 제어하는 명령 신호를 전송하는 안테나 구동 제어부(150)를 포함할 수 있다.The
반사형 안테나(1)는 복수의 반사판 단위 셀을 갖고, 반사판 단위 셀(100)은 선형 작동기(110), 센싱 케이블(120), 반사면(130)을 포함한다.The
선형 작동기(110)는 반사판 단위 셀의 기본 프레임 구조를 제공하며 길이 변화를 수행하도록 형성된다. 선형 작동기는 수납 또는 삽입 상태에서 돌출되어 확장하는 방식으로 길이를 증가할 수 있다. 선형 작동기는 플렉서블한 소재를 이용하여 확장할 수 있다. 선형작동기를 이용하여 미리 설계된 정확한 파라볼라 반사판 형상을 조절할 수 있다.The
센싱 케이블(120)은 선형 작동기에 연결되어 선형 작동기의 길이 변화를 감지하는 센서가 내장된다. 센싱 케이블에는 길의 변화를 측정할 수 있는 센서(스트레인 게이지, 광섬유, 텐션미터 등등)가 부착되어 있어 현재 반사판 형상을 실시간으로 모니터링을 수행할 수 있다.The
반사면(130)은 선형 작동기 및 센싱 케이블에 연결되고, 선형 작동기 및 센싱 케이블이 상호 연결되면서 형성한 공간을 채우고 전파를 반사시키는 소재로 구현된다. 선형 작동기와 케이블이 연결되어 형성한 단위 케이블 구조의 빈 공간을 베이스 부재로 연결하여 평면을 형성할 수 있다. 베이스 부재는 플렉서블한 재질로 이루어질 수 있다. 반사면은 베이스 부재의 표면에 인쇄 또는 코팅되어 형성될 수 있다. 반사면은 플렉서블한 금속 재질로 이루어질 수 있고, 반사면은 금속 메쉬로 이루어질 수 있다.The reflection surface 130 is connected to the linear actuator and the sensing cable, and is implemented with a material that fills a space formed while the linear actuator and the sensing cable are interconnected and reflects radio waves. A flat surface may be formed by connecting an empty space of a unit cable structure formed by connecting a linear actuator and a cable with a base member. The base member may be made of a flexible material. The reflective surface may be formed by printing or coating on the surface of the base member. The reflective surface may be made of a flexible metal material, and the reflective surface may be made of a metal mesh.
단위 케이블 구조를 조합하여 파라볼라 형상의 케이블 네트워크(networks)를 구성할 수 있다. 구성된 파라볼라 표면에 메쉬(mesh)를 부착시키고 인장력을 담당하는 링(ring) 구조를 이용하면, 전개형 메쉬 반사판 안테나를 개발할 수 있다.By combining unit cable structures, parabolic cable networks can be configured. A deployable mesh reflector antenna can be developed by attaching a mesh to the configured parabolic surface and using a ring structure responsible for tension.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사면을 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사판 단위 셀을 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 반사판 단위 셀의 변형을 예시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 전개형 안테나 반사판의 다양한 구조를 예시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a reflection surface of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating a reflector plate unit cell of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram illustrating deformation of a reflector plate unit cell of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating various structures of a deployable antenna reflector of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention. .
도 4를 참조하면, 반사면(130)은 선형 작동기(110) 및 센싱 케이블(120)에 연결되어 평면을 형성하고 플렉서블 소재로 구현된 베이스 부재(131) 및 베이스 부재의 평면에 인쇄 또는 코팅된 금속 메쉬로 구현된 반사층(132)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the reflective surface 130 is connected to the
도 5 및 도 6을 참조하면, 선형 작동기(110)의 길이 변화를 통하여 단위 케이블 구조의 형상을 변화시킬 수 있으며, 여러 개의 선형 작동기의 길이 변화 조합을 통하여 다양한 반사판 형상을 제공할 수 있다. 다양한 지역으로 위성 통신 서비스를 제공할 수 있는 능동 안테나로 개발 적용이 가능하다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the shape of the unit cable structure can be changed by changing the length of the
전개형 안테나 반사판의 구조는 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결된 구조로 형성될 수 있다. 양쪽에 위치하는 선형 작동기의 길이 변화를 통해 중심 사각형의 내각을 개별적으로 조절할 수 있다. 중심 사각형의 형태 변형에 따라 양쪽 삼각형의 형태 역시 변형 가능하다.The structure of the deployable antenna reflector may be formed in a structure in which triangles are respectively connected to both sides of a central quadrangle constituting a reflector unit cell. The interior angle of the central square can be individually adjusted by changing the length of the linear actuators located on both sides. Depending on the shape change of the center square, the shape of both sides of the triangle can also be changed.
구조적 부재의 역할과 동시에 길이 변화를 가질 수 있는 작동기 및 길이 변화를 감시할 수 있는 센서가 내장된 케이블이 연결되어 인장(tension)을 받는 능동 단위 케이블 구조를 형성한다.Simultaneously with the role of a structural member, an actuator that can have a length change and a cable embedded with a sensor that can monitor the length change are connected to form an active unit cable structure that receives tension.
선형 작동기는 길이 변화가 가능하고 단위 케이블 구조 형상을 변화시킬 수 있다. 여러 단위 케이블 구조를 연결하여 확장된 케이블 구조를 구성할 수 있다.The linear actuator can change the length and change the shape of the unit cable structure. An extended cable structure can be configured by connecting several unit cable structures.
도 7의 (a)를 참조하면, 전개형 안테나 반사판의 구조는 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형(1010)의 양쪽에 삼각형(1021, 1022)이 각각 연결된 제1 구조로 형성될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 7 , the structure of the deployable antenna reflector may be formed in a first structure in which
도 7의 (b) 및 (c)를 참조하면, 전개형 안테나 반사판의 구조는 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형(1010)의 양쪽에 삼각형(1021, 1022)이 각각 연결되고, 추가 삼각형(1031, 1032, 1041, 1042)이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 추가 삼각형의 꼭지점을 동일한 레벨(1033, 1043)에서 연결된 제2 구조로 형성될 수 있다. 점(dot)으로 표시된 지점의 수평 케이블을 제거하고 각각의 점들을 이어주면 파라볼라 형상의 반사판 표면을 형성할 수 있다.Referring to (b) and (c) of FIG. 7, in the structure of the deployable antenna reflector,
도 7의 (d)를 참조하면, 전개형 안테나 반사판의 구조는 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형(1010)의 양쪽에 삼각형(1021, 1022)이 각각 연결되고, 추가 삼각형이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 추가 삼각형(1031, 1032, 1035, 1036, 1041, 1042, 1045, 1046)의 상하가 뒤집혀 지그재그로 연결된 제3 구조로 형성될 수 있다.Referring to (d) of FIG. 7, in the structure of the deployable antenna reflector,
3차원으로 형상화하면 도 2와 같은 형태를 갖고, 파라볼라 형상을 같는 케이블 네트워크(networks)와 지지 구조를 이용하여 반사판 안테나를 개발할 수 있다.When shaped in three dimensions, a reflector antenna can be developed using cable networks and support structures having the same shape as in FIG. 2 and having the same parabolic shape.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 전개 테스트 장치의 구성을 예시한 블록도이다.8 is a block diagram illustrating the configuration of an antenna deployment test apparatus according to another embodiment of the present invention.
전개형 안테나 반사판의 안테나 전개 테스트 장치(2)는 안테나 전개 장치(20) 및 안테나 센싱 장치(30)를 포함한다. 안테나 전개 장치(20)는 전개형 안테나 반사판에 연결되어 중력 보상을 통해 전개형 안테나 반사판을 전개하는 장치이고, 안테나 센싱 장치(30)는 전개형 안테나 반사판에 연결되어 전개형 안테나 반사판의 전개 상태를 감지하고 전개 상태를 출력하는 장치이다.The antenna deployment test device 2 of the deployable antenna reflector includes an
안테나 전개 장치(20)는 지상으로부터 이격되어 천장 구조로 형성되고 하단에 롤러 가이드를 갖는 천장부(210), 천장부에 매달린 형태로 롤러 가이드를 따라 이동하는 롤러부(220), 전개형 안테나 반사판을 롤러부에 고정시키는 롤러 케이블(230), 롤러부에 필요한 구동력을 제공하는 롤러 구동부(240), 안테나 센싱 장치로부터 전개 상태를 수신하고 구동력을 제어하는 롤러 명령 신호를 전송하는 롤러 구동 제어부(250)를 포함할 수 있다.The
안테나 센싱 장치(30)는 전개형 안테나 반사판에 연결되어 상전개형 안테나 반사판에 부착된 센서(센싱 케이블)와 통신하여 전개 상태를 감지하는 측정부(310), 전개 상태를 시각적으로 출력하고 전개 상태와 미리 설정된 설계 기준을 비교하여 전개 오차를 출력하는 전시부(320)를 포함할 수 있다.The
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 전개 테스트 장치의 동작을 예시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 안테나의 전개형 안테나 반사판의 전개 과정 형상을 예시한 도면이다.9 is a diagram illustrating the operation of an antenna deployment test apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram illustrating the shape of a deployment process of a deployment type antenna reflector of a reflective antenna according to an embodiment of the present invention. am.
선형 작동기와 센서가 내장된 케이블로 구성된 단위 케이블 구조의 형상 변형을 활용하여 여러 개의 단위 케이블 구조로 이루어진 파라볼라 반사판을 원하는 형상으로 능동 제어할 수 있다.A parabolic reflector made up of several unit cable structures can be actively controlled into a desired shape by utilizing the shape deformation of the unit cable structure composed of cables with built-in linear actuators and sensors.
중력 보상을 이용한 안테나 전개 테스트를 수행하며, 천장부(210)에 부착된 롤러부(220)에는 마찰이 없고, 롤러 케이블(230)의 인장(tension)을 측정하여 안테나 무게를 균등하게 지지할 수 있다. An antenna deployment test using gravity compensation is performed, the
안테나 전개 테스트를 완료하면, 반사판 안테나의 센싱 케이블의 센서를 통하여 전개가 완료된 최종 형상을 측정할 수 있고, 설계된 반사판과의 형상 오차를 비교할 수 있다.When the antenna deployment test is completed, the final shape of the fully deployed antenna can be measured through the sensor of the sensing cable of the reflector antenna, and a shape error with the designed reflector can be compared.
도 10을 참조하면, 안테나 전개 테스트 장치는 전개형 안테나 반사판이 전개됨에 따라 메쉬 반사판 안테나 트러스 링 구조로 전개되는 과정을 시각적 형상으로 보여줄 수 있다.Referring to FIG. 10 , the antenna deployment test apparatus may visually show a process in which the deployable antenna reflector is deployed into the mesh reflector antenna truss ring structure as the deployable antenna reflector is deployed.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 안테나 전개 방법을 예시한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a reflective antenna deployment method according to another embodiment of the present invention.
반사형 안테나 전개 방법은 안테나 전개 테스트 장치 및 반사형 안테나에 의해 수행될 수 있다.The reflective antenna deployment method may be performed by an antenna deployment test device and a reflective antenna.
단계 S10에서는 테스트 운용 모드에서 안테나 전개 테스트 장치를 통해 지상에 위치하는 반사형 안테나의 전개 동작을 테스트하는 단계를 수행할 수 있다.In step S10, a step of testing a deployment operation of a reflective antenna located on the ground may be performed through an antenna deployment test apparatus in a test operation mode.
단계 S20에서는 실전 운용 모드에서 반사형 안테나를 위성에 장착하고 반사형 안테나가 장착된 위성을 우주 공간에 위치시키고, 우주 공간에 위치하는 반사형 안테나를 전개하는 단계를 수행할 수 있다.In step S20, a step of mounting a reflective antenna on a satellite in an operational mode, locating the satellite equipped with the reflective antenna in outer space, and deploying the reflective antenna located in outer space may be performed.
본 실시예에 따른 반사형 안테나가 장착되는 위성은 본체, 자세 제어 및 추진 장치, 통신 장치, 전자 제어 장치, 에너지원 등을 포함할 수 있다. 자세 제어 및 추진 장치는 위성의 자세를 조절하고 기체, 액체 등의 추진체를 분사하여 이동시키는 장치이다. 통신 장치는 외부 장치와 정보를 송수신하는 장치이다. 에너지원은 태양 에너지 등을 수집하거나 전력을 저장하는 장치이다. 전자 제어 장치는 위성의 각종 장치를 종합적으로 제어하는 장치이다.A satellite equipped with a reflective antenna according to the present embodiment may include a main body, a posture control and propulsion device, a communication device, an electronic control device, and an energy source. The attitude control and propulsion device is a device that adjusts the attitude of the satellite and injects propellants such as gas and liquid to move it. A communication device is a device that transmits and receives information with an external device. The energy source is a device that collects solar energy or the like or stores power. The electronic control device is a device that comprehensively controls various devices of the satellite.
안테나 전개 테스트 장치는 적어도 하나의 프로세서, 컴퓨터 판독 가능한 저장매체 및 통신 버스를 포함한다. The antenna deployment test device includes at least one processor, a computer readable storage medium, and a communication bus.
프로세서는 시스템이 동작하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 프로세서는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서에 의해 실행되는 경우 시스템으로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.The processor may control the system to operate. For example, a processor may execute one or more programs stored on a computer readable storage medium. The one or more programs may include one or more computer executable instructions, which when executed by a processor may cause a system to perform operations in accordance with an illustrative embodiment.
컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보는 입출력 인터페이스나 통신 인터페이스를 통해서도 주어질 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장된 프로그램은 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 시스템에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.A computer readable storage medium is configured to store computer executable instructions or program code, program data and/or other suitable form of information. Computer-executable instructions or program code, program data and/or other suitable form of information may also be provided via an input/output interface or a communication interface. A program stored on a computer readable storage medium includes a set of instructions executable by a processor. In one embodiment, the computer readable storage medium includes memory (volatile memory such as random access memory, non-volatile memory, or a suitable combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash memory devices. , other forms of storage media that can be accessed by the system and store desired information, or suitable combinations thereof.
통신 버스는 프로세서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 포함하여 정보 처리 장치의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.A communication bus interconnects various other components of an information processing device, including processors and computer readable storage media.
안테나 전개 테스트 장치는 또한 하나 이상의 입출력 장치를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스 및 하나 이상의 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스 및 통신 인터페이스는 통신 버스에 연결된다. 입출력 장치는 입출력 인터페이스를 통해 시스템의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다.The antenna deployment test device may also include one or more input/output interfaces providing interfaces for one or more input/output devices and one or more communication interfaces. An input/output interface and a communication interface are connected to the communication bus. The input/output device may be connected to other components of the system through an input/output interface.
각 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.Each device may be implemented in a logic circuit by hardware, firmware, software, or a combination thereof, or may be implemented using a general-purpose or special-purpose computer. The device may be implemented using a hardwired device, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. Also, the device may be implemented as a System on Chip (SoC) including one or more processors and controllers.
각 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스 또는 서버에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스 또는 서버는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.Each device may be mounted in the form of software, hardware, or a combination thereof in a computing device or server equipped with hardware elements. A computing device or server includes all or part of a communication device such as a communication modem for communicating with various devices or wired/wireless communication networks, a memory for storing data for executing a program, and a microprocessor for executing calculations and commands by executing a program. It can mean a variety of devices, including
도 11에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 11에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In FIG. 11, it is described that each process is sequentially executed, but this is merely an example, and a person skilled in the art changes and executes the sequence described in FIG. Alternatively, it will be possible to apply various modifications and variations by executing one or more processes in parallel or adding another process.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.Operations according to the present embodiments may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. Computer readable medium refers to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. A computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, or combinations thereof. For example, there may be a magnetic medium, an optical recording medium, a memory, and the like. The computer program may be distributed over networked computer systems so that computer readable codes are stored and executed in a distributed manner. Functional programs, codes, and code segments for implementing this embodiment may be easily inferred by programmers in the art to which this embodiment belongs.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.These embodiments are for explaining the technical idea of this embodiment, and the scope of the technical idea of this embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.
1: 반사형 안테나
10: 전개형 안테나 반사판
100: 반사판 단위 셀
110: 선형 작동기
120: 센싱 케이블
130: 반사면
140: 안테나 구동 장치
150: 안테나 구동 제어부1: reflective antenna
10: deployable antenna reflector
100: reflector unit cell
110: linear actuator
120: sensing cable
130: reflective surface
140: antenna driving device
150: antenna driving control unit
Claims (12)
복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 통해 파라볼라 형태로 전개되는 전개형 안테나 반사판;
상기 복수의 반사판 단위 셀에 연결되어 상기 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경에 필요한 구동력을 제공하는 안테나 구동 장치; 및
상기 안테나 구동 장치에 연결되어 상기 복수의 반사판 단위 셀의 구조 변경을 감지하고 상기 구동력을 제어하는 명령 신호를 전송하는 안테나 구동 제어부를 포함하고,
상기 반사판 단위 셀은,
상기 반사판 단위 셀의 기본 프레임 구조를 제공하며 길이 변화를 수행하도록 형성된 선형 작동기; 상기 선형 작동기에 연결되어 상기 선형 작동기의 길이 변화를 감지하는 센서가 내장된 센싱 케이블; 및 상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블에 연결되고 상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블이 상호 연결되면서 형성한 공간을 채우고 전파를 반사시키는 소재로 구현된 반사면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 안테나.In the reflective antenna,
A deployable antenna reflector that is deployed in a parabolic form by changing the structure of a plurality of reflector unit cells;
an antenna driving device connected to the plurality of reflector unit cells to provide a driving force required to change the structure of the plurality of reflector unit cells; and
An antenna driving control unit connected to the antenna driving device to sense structural changes of the plurality of reflector unit cells and transmit a command signal for controlling the driving force;
The reflector unit cell,
a linear actuator configured to provide a basic frame structure of the reflector unit cell and perform a length change; a sensing cable having a built-in sensor connected to the linear actuator to detect a length change of the linear actuator; and a reflective surface connected to the linear actuator and the sensing cable and made of a material that fills a space formed by interconnecting the linear actuator and the sensing cable and reflects radio waves.
상기 반사면은,
상기 선형 작동기 및 상기 센싱 케이블에 연결되어 평면을 형성하고 플렉서블 소재로 구현된 베이스 부재; 및
상기 베이스 부재의 평면에 인쇄 또는 코팅된 금속 메쉬로 구현된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 안테나.According to claim 1,
The reflective surface is
a base member connected to the linear actuator and the sensing cable to form a flat surface and made of a flexible material; and
A reflective antenna comprising a reflective layer implemented as a metal mesh printed or coated on a plane of the base member.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결된 제1 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 안테나.According to claim 1,
The structure of the deployable antenna reflector is a reflective antenna, characterized in that formed in a first structure in which triangles are connected to both sides of a central quadrangle constituting the reflector unit cell.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결되고, 추가 삼각형이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 상기 추가 삼각형의 꼭지점을 동일한 레벨에서 연결된 제2 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 안테나.According to claim 1,
The structure of the deployable antenna reflector is formed in a second structure in which triangles are connected to both sides of a central quadrangle constituting the reflector unit cell, additional triangles are extended and connected in an outward direction, and vertices of the additional triangles are connected at the same level. A reflective antenna characterized in that being.
상기 전개형 안테나 반사판의 구조는 상기 반사판 단위 셀을 이루는 중심 사각형의 양쪽에 삼각형이 각각 연결되고, 추가 삼각형이 바깥 방향으로 확장 연결되고, 상기 추가 삼각형의 상하가 뒤집혀 지그재그로 연결된 제3 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 안테나.According to claim 1,
The structure of the deployable antenna reflector is formed in a third structure in which triangles are connected to both sides of a central square constituting the reflector unit cell, additional triangles are extended and connected outward, and the additional triangles are upside down and connected in a zigzag pattern. A reflective antenna characterized in that being.
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