(72) 발명자 김재훈 대전광역시유성구하기동 김정훈 서울특별시관악구성현로 80, 116 동 603 호 ( 봉천동, 관악드림타운 ) 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 방송통신위원회 연구사업명 정보통신산업원천기술개발사업 연구과제명

Size: px

Start display at page:

Download "(72) 발명자 김재훈 대전광역시유성구하기동 김정훈 서울특별시관악구성현로 80, 116 동 603 호 ( 봉천동, 관악드림타운 ) 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 방송통신위원회 연구사업명 정보통신산업원천기술개발사업 연구과제명"

세원 방
6 years ago
Views:

1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G01R 29/26 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2010 년 12 월 23 일 도 심사청구일자 없음 기술이전희망 : 기술양도, 실시권허여, 기술지 전체청구항수 : 총 9 항 (11) 공개번호 (43) 공개일자 2012 년 07 월 03 일 (71) 출원인 한국전자통신연구원 대전광역시유성구가정로 218 ( 가정동 ) (72) 발명자 박재우 대전광역시유성구어은로 57, 121 동 905 호 ( 어은동, 한빛아파트 ) 정철오 경기도김포시풍무동 759 번지 6 통 2 반유현마을현대프라임빌아파트 208 동 504 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 특허법인아주양헌 (54) 발명의명칭가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법 (57) 요약 본발명은가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법에관한것으로서, 가변형수신기를사용하여태양전파의절대플럭스를원하는주파수대역에서직접측정이가능하고이를통해태양폭발에의해발생되는전파폭발및노이즈등으로인하여피해가예상되는지상의무선통신방송시스템의보호및피해예방을할수있다. 대표도 - 도 1-1 -

2 (72) 발명자 김재훈 대전광역시유성구하기동 김정훈 서울특별시관악구성현로 80, 116 동 603 호 ( 봉천동, 관악드림타운 ) 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 방송통신위원회 연구사업명 정보통신산업원천기술개발사업 연구과제명 우주전파환경예보및관측인프라국산화연구 주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 ~

3 특허청구의범위청구항 1 태양전파를수신하는안테나부 ; 상기수신한태양전파를캘리브레이션및증폭하는전단부 ; 상기증폭된태양전파에서특정주파수대로가변하여신호를추출하여증폭하는튜너부 ; 상기추출된주파수대의신호를 A/D 컨버팅하여디지털신호를생성하는 A/D 컨버터부 ; 상기생성된디지털신호를수신하고, 상기튜너부에상기특정주파수대의정보를전송하는컴퓨팅부 ; 상기튜너부와상기컴퓨팅부의인터페이스를수행하는후단부 ; 및상기안테나부와상기전단부를제어하는장비제어부를포함하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정장치. 청구항 2 제 1항에있어서, 상기튜너부는상기컴퓨팅부로부터특정주파수대의신호를수신하는가변주파수합성부 ; 상기전단부에서증폭된태양전파로부터상기가변주파수합성부의특정주파수대의신호를추출하는신호처리부 ; 상기신호처리부에서출력된신호를필터링하는필터링부 ; 상기필터링된신호를증폭하는증폭부 ; 및상기특정주파수대의신호를출력하는주파수선택부를포함하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정장치. 청구항 3 제 1항에있어서, 상기컴퓨팅부는사용자의입력신호에상응하여선택되는상기특정주파수대의정보를상기튜너부에전송하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정장치. 청구항 4 제 1항에있어서, 상기컴퓨팅부는미리프로그램화되어저장된선택방식에상응하여선택되는상기특정주파수대의정보를상기튜너부에전송하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정장치. 청구항 5 제 1항에있어서, 상기튜너부는상기컴퓨팅부로부터수신한상기특정주파수대의정보에상응되도록가변하여상기증폭된태양전파에서특정주파수대의신호를추출하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정장치

4 청구항 6 태양전파를수신하는단계 ; 상기수신한태양전파를캘리브레이션및증폭하는단계 ; 상기증폭된태양전파에서특정주파수대로가변하여신호를추출하여증폭하는단계 ; 상기추출된주파수대의신호를 A/D 컨버팅하여디지털신호를생성하는단계 ; 및상기생성된디지털신호를수신하여출력하는단계를포함하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정방법. 청구항 7 제 6항에있어서, 상기신호추출및증폭단계는선택대상인특정주파수대의신호를수신하는단계 ; 상기증폭된태양전파로부터상기수신한특정주파수대의신호를추출하는단계 ; 및상기추출된신호를필터링하고증폭하여출력하는단계를포함하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정방법. 청구항 8 제 7항에있어서, 상기특정주파수대의신호수신단계는사용자의입력신호에상응하여선택되는상기특정주파수대의신호를수신하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정방법. 청구항 9 제 7항에있어서, 상기특정주파수대의신호수신단계는미리프로그램화되어저장된선택방식에상응되도록가변하여선택되는상기특정주파수대의신호를수신하는것을특징으로하는가변형광대역태양전파노이즈측정방법. 명세서 [0001] 기술분야본발명은가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법에관한것으로서, 보다상세하게는가변형수신기를사용하여태양전파의절대플럭스를원하는주파수대역에서직접측정이가능하도록한가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술태양은평상시에도모든영역의전파를발생시키고있으며, 이렇게발생된전파는지구로전달되고있으나대부분의경우지상이나우주에있는무선통신방송시스템에영향을주지않는다. 그러나태양폭발이일어나면특정한파장에서매우강력한전파가발생되어무선통신인프라에심각한피해를입힐수있다. 일반적으로태양전파를측정하는방법으로는두가지타입으로나뉜다

5 [0005] 즉, 절대주파수측정을위해서관측주파수만큼의수신기를필요로하는 RSTN 타입과 1 또는 2 군데의절대값 관측후상대적인캘리브레이션 (calibration) 을통해원하는전파의세기를측정하는 SRBL 타입으로나뉜다. [0006] 위에서설명한기술은본발명이속하는기술분야의배경기술을의미하며, 종래기술을의미하는것은아니다. 발명의내용 [0007] [0008] 해결하려는과제이러한측정방식은모두특정한고정된주파수몇개에서만측정이가능하였으며, 이외의원하는주파수는보간법을사용하여태양절대플럭스를추정해왔다. 하지만, 태양전파의특성상보간법으로추출해낸값은실제값과는많은차이를보이는것으로알려짐에따라더이상보간법을사용할수없게되었다. 이에따라태양전파의절대플럭스를원하는주파수에서직접측정할필요성이요구된다. 본발명은상기와같은요구에의해장착된것으로, 가변형수신기를사용하여태양전파의절대플럭스를원하는주파수대역에서직접측정이가능하도록한가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법을제공하는데그목적이있다. [0009] [0010] [0011] [0012] 과제의해결수단본발명의일측면에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치는태양전파를수신하는안테나부 ; 상기수신한태양전파를캘리브레이션및증폭하는전단부 ; 상기증폭된태양전파에서특정주파수대로가변하여신호를추출하여증폭하는튜너부 ; 상기추출된주파수대의신호를 A/D 컨버팅하여디지털신호를생성하는 A/D 컨버터부 ; 상기생성된디지털신호를수신하고, 상기튜너부에상기특정주파수대의정보를전송하는컴퓨팅부 ; 상기튜너부와상기컴퓨팅부의인터페이스를수행하는후단부 ; 및상기안테나부와상기전단부를제어하는장비제어부를포함하는것을특징으로한다. 본발명에서상기튜너부는상기컴퓨팅부로부터특정주파수대의신호를수신하는가변주파수합성부 ; 상기전단부에서증폭된태양전파로부터상기가변주파수합성부의특정주파수대의신호를추출하는신호처리부 ; 상기신호처리부에서출력된신호를필터링하는필터링부 ; 상기필터링된신호를증폭하는증폭부 ; 및상기특정주파수대의신호를출력하는주파수선택부를포함하는것을특징으로한다. 본발명에서상기컴퓨팅부는사용자의입력신호에상응하여선택되는상기특정주파수대의정보를상기튜너부에전송하거나또는미리프로그램화되어저장된선택방식에상응하여선택되는상기특정주파수대의정보를상기튜너부에전송하는것을특징으로한다. 이때상기튜너부는상기컴퓨팅부로부터수신한상기특정주파수대의정보에상응되도록가변하여상기증폭된태양전파에서특정주파수대의신호를추출하는것을특징으로한다. [0013] [0014] [0015] 또한, 본발명의다른측면에따른가변형광대역태양전파노이즈측정방법은태양전파를수신하는단계 ; 상기수신한태양전파를캘리브레이션및증폭하는단계 ; 상기증폭된태양전파에서특정주파수대로가변하여신호를추출하여증폭하는단계 ; 상기추출된주파수대의신호를 A/D 컨버팅하여디지털신호를생성하는단계 ; 및상기생성된디지털신호를수신하여출력하는단계를포함하는것을특징으로한다. 본발명에서상기신호추출및증폭단계는선택대상인특정주파수대의신호를수신하는단계 ; 상기증폭된태양전파로부터상기수신한특정주파수대의신호를추출하는단계 ; 및상기추출된신호를필터링하고증폭하여출력하는단계를포함하는것을특징으로한다. 본발명에서상기특정주파수대의신호수신단계는사용자의입력신호에상응되도록가변하여선택되는상기특정주파수대의신호를수신하거나또는미리프로그램화되어저장된선택방식에상응하여선택되는상기특정주파수대의신호를수신하는것을특징으로한다

6 [0016] 발명의효과상기한바와같이본발명은가변형수신기를사용하여태양전파의절대플럭스를원하는주파수대역에서직접측정이가능하고이를통해태양폭발에의해발생되는전파폭발및노이즈등으로인하여피해가예상되는지상의무선통신방송시스템의보호및피해예방을할수있다. [0017] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치의시스템구성도이다. 도 2 는본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치중튜너부의블록구성도이다. 도 3 은본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정방법을설명하기위한흐름도이다. [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 첨부된도면을참조하여본발명에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치및그방법의실시예를설명한다. 이과정에서도면에도시된선들의두께나구성요소의크기등은설명의명료성과편의상과장되게도시되어있을수있다. 또한, 후술되는용어들은본발명에서의기능을고려하여정의된용어들로서이는사용자, 운용자의의도또는관례에따라달라질수있다. 그러므로, 이러한용어들에대한정의는본명세서전반에걸친내용을토대로내려져야할것이다. 도 1은본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치의시스템구성도이다. 도 1을참조하면, 안테나부 (100), 전단부 (Front-End Controller)(200), 튜너부 (300), A/D 컨버터부 (400), 컴퓨팅부 (500), 후단부 (Back-End Controller)(600), 장비제어부 (700) 가도시된다. 각구성요소는복수로구성될수있으며, 이경우식별부호를 a, b, c로구별하였다. 예를들면, 안테나부 (100a) 는야기안테나 (Yagi Antenna) 로써 0.5 내지 1GHz의주파수대역의전파를수신하며, 안테나부 (100b) 는 2.4m 파라볼라안테나 (Parabola Antenna) 로써 1 내지 8GHz의주파수대역의전파를수신하고, 안테나부 (100c) 는 2.4m 파라볼라안테나 (Parabola Antenna) 로써 8 내지 18GHz의주파수대역의전파를수신하는안테나로구별될수있다. 여기서는안테나부 (100) 가세개인경우를설명하였으나, 본발명의취지의범위내에서그수가변경될수있음은물론이다. 안테나부 (100) 는태양전파를수신 / 관측한다. 전단부 (200) 는관측된태양전파를캘리브레이션및증폭한다. 튜너부 (300) 는전단부 (200) 로부터수신되는신호를받아관측하고자하는선택주파수대로가변하여신호를추출하여증폭한다. A/D 컨버터부 (400) 는튜너부 (300) 에서받은선택된주파수대의신호를 A/D 컨버팅한다. 컴퓨팅부 (500) 는수신된자료를저장, 분석및태양전파노이즈절대플럭스를도출하고, 관측하고자하는태양전파주파수대를선택하여후단부 (600) 을통해튜너부 (300) 로보낸다. 후단부 (600) 는튜너부 (300) 와컴퓨팅부 (500) 의인터페이스를수행한다. 장비제어부 (700) 는안테나부 (100) 및전단부 (200) 를제어한다. 여기서, 컴퓨팅부 (500) 를통해관측하고자하는주파수를사용자가수동으로입력하여생성하는입력신호에상응하도록수동선택방식에의해수시로선택하거나미리프로그램에의해정의된소프트웨어에의해주기적으로선택할수있는기능을가질수있다. 또한, 튜너부 (300) 는컴퓨팅부 (500) 를통해선택된주파수대로가변하여선택된주파수대의태양전파신호만을찾아내어다음단계로보내는기능을할수있다. [0028] [0029] 도 2 는본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정장치중튜너부의블록구성도이다. 도 2 를참조하면, 신호분배부 (Power Divider)(31), 신호합성부 (Power Mixer)(32), 위상잠금부 (Phase Locked Loop)(33), 가변주파수합성부 (Tunable Frequency Synthesizer)(34), 외부참조부 (External - 6 -

7 Reference)(35), 위상천이부 (Phase Shifter)(36), 신호결합부 (Power Combiner)(37), 필터부 (Low Pass Filter)(38), 증폭부 (Amplifer)(39), 주파수선택부 (Frequency Selector)(40) 가도시된다. [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] 여기서, 신호분배부 (31), 신호합성부 (32), 위상천이부 (36), 신호결합부 (37) 은신호처리부로지칭될수있으며, 상술한바와같이각구성요소는복수로구성될수있으며, 이경우식별부호를 a, b, c로구별하였다. 본실시예에있어서, 튜너부 (300) 는사용자의목적에따라임의의주파수를선택하여관측할수있도록구성되었다. 일반적으로가변주파수선택이라하면, FM 튜너등을떠올릴수있는데, FM 튜너의경우저항성분이나, 인덕턴스성분또는캐패시터성분의소자값을변화시킴으로써공진주파수를획득하고이에의해임의의주파수성분을추출해내는구조로되어있다. 그러나, 이런방식은태양전파를포함한천체관측에사용될만큼의정밀도를가지지못할뿐아니라, 수 GHz 에이르는넓은범위관측이어렵다. 또한이미지신호제거효율도좋지않아서에일리어싱노이즈 (Aliasing Noise) 에의해관측대역이오염될소지가있다. 튜너부 (300) 에서의가변주파수선택절차는다음과같다. 도 2에도시된바와같이, 가변주파수합성부 (34) 와위상천이부 (36) 를이용하여, 주어진신호에대해직교신호혼합 (Quadrature Signal Mixing) 을수행함으로써, 임의의주파수를선택하는알고리즘을채택하고있다. 먼저, 전단부 (200), 예를들면, 블록하향변이기 (block down converter) 를통과한 RF 신호는일정한위상만큼변이되어진가변주파수합성부 (34) 신호와혼합되어진다. 이렇게혼합된중간주파수신호 (IF) 는다시선택하고자하는주파수에맞도록위상이천이되고, 이두신호는각각분배된후합성되어진다. 이러한과정을통해최종적으로두개의신호가생성되고, 이렇게생성된신호는일정한필터링과이득보정과정을통해사용자가선택한주파수에맞는신호를최종적으로선택하여출력하게된다. 이러한모든과정은후단부 (600) 의처리프로세서에의해제어되고, 시스템의메인프로세서와의통신을통해신호의제어및감시가이루어지게된다. 이러한결과로주어지는신호는다시신호분석장비로인가되고, 신호분석장비에서는신호처리된후, 디지털하향변환및필터링을통해 2차주파수보정을하여최종관측이이루어지게된다. 튜너부 (300) 는 RF 튜너에서도 2에도시된바와같이 1차주파수선택을하고, 신호분석장비에서디지털튜너방식을이용하여 2차주파수선택및보정을함으로써, 수 GHz에이르는광대역신호에대해사용자설정방식의가변주파수관측이수행되게된다. [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] 도 3은본발명의실시예에따른가변형광대역태양전파노이즈측정방법을설명하기위한흐름도이다. 먼저, 태양전파를수신하고 (S310) 수신한태양전파를캘리브레이션및증폭한후 (S320) 증폭된태양전파에서특정주파수대의신호를추출하여증폭한다 (S330). 여기서, 신호추출및증폭을위해, 선택대상인특정주파수대의신호를수신하고, 증폭된태양전파로부터수신한특정주파수대의신호를추출하며, 추출된신호를필터링하고증폭하여출력할수있다. 또한, 특정주파수대의신호수신하는경우사용자의입력신호에상응하여선택되는특정주파수대의신호를수신하거나또는미리프로그램화되어저장된선택방식에상응하여선택되는상기특정주파수대의신호를수신할수있다. 이와같이추출된주파수대의신호를 A/D 컨버팅하여디지털신호를생성한후 (S340) 생성된디지털신호를수신하여출력한다 (S350). 본발명은태양에서오는잡음신호를안테나와가변형수신기를사용하여원하는주파수대역에서측정할수있으며, 측정된잡음을절대플럭스로환산하고이를주파수대역별로디스플레이할수있다. [0043] 본발명은도면에도시된실시예를참고로하여설명되었으나, 이는예시적인것에불과하며, 당해기술이속 하는분야에서통상의지식을가진자라면이로부터다양한변형및균등한타실시예가가능하다는점을이 해할것이다. 따라서본발명의기술적보호범위는아래의특허청구범위에의해서정하여져야할것이다

8 [0044] 부호의설명 31 : 신호분배부 32 : 신호합성부 33 : 위상잠금부 34 : 가변주파수합성부 35 : 외부참조부 36 : 위상천이부 37 : 신호결합부 38 : 필터부 39 : 증폭부 40 : 주파수선택부 100 : 안테나부 200 : 전단부 300 : 튜너부 400 : A/D 컨버터부 500 : 컴퓨팅부 600 : 후단부 700 : 장비제어부 도면 도면 1-8 -

9 도면 2-9 -

10 도면

이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 08921-01304 부처명 방송통신위원회 연구사업명 방송통신기술개발사업 연구과제명 안전한 전자파환경 조성 주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 2008.01.01 ~ 2012.12.31-2 -

이 발명을 지원한 국가연구개발사업 과제고유번호 08921-01304 부처명 방송통신위원회 연구사업명 방송통신기술개발사업 연구과제명 안전한 전자파환경 조성 주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 2008.01.01 ~ 2012.12.31-2 - (19) 대한민국특허청(KR) (12) 공개특허공보(A) (51) 국제특허분류(Int. Cl.) H05K 9/00 (2006.01) H04B 1/38 (2006.01) (21) 출원번호 10-2011-0134285 (22) 출원일자 2011년12월14일 심사청구일자 없음 기술이전 희망 : 기술양도, 실시권허여, 기술지도 전체 청구항 수 : 총 1 항 (54)