KR100304128B1 - 마이크로파 빔 안테나 시스템 - Google Patents

마이크로파 빔 안테나 시스템 Download PDF

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KR100304128B1
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쥴리에 비이. 반네르만
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Abstract

본 발명은 원하는 영역에는 조사하는 반면 원하지 않는 영역에는 조사하지 않도록 안테나 빔을 다중으로 독립하여 동시에 발생하는 능동 전송 위상 어레이 안테나 시스템에 관한 것이다. 영역의 크기 및 형태는 어레이가 속하는 소자의 크기 및 수에 대한 함수이고, 빔의 수는 어레이가 공급하는 빔 형성 네트워크의 수에 대한 함수이다. 어레이의 모든 소자는 동일한 진폭레벨에서 작동되고, 빔 형태 및 방향은 위상 설정에 위해 결정된다. 능동 전송 위상 어레이 안테나는 육각형 형상 내에 설치된 복수의 안테나 소자를 포함한다. 각각의 안테나 소자는 동일하며, 두 개의 직교 편파의 각각을 방사할 수 있는 방사호온을 포함한다. 호온은 원하는 대역에서 에너지를 통과시키고 다른 주파수에서 에너지를 제거하는 기능을 가지는 다극 대역 필터수단에 의해 공급된다. 필터수단은 기판상에 장착된 공기 유전체 캐비티에 연결된다. 공기 유전체 캐비티는 180° 떨어진 상대위치에서 캐비티를 구동하도록 위치되어 증폭기와 결합된 프로브에 의해 푸쉬 풀(Push-Pull) 형태로 직교 마이크로파 에너지를 여자하는 고효율의 단일칩 증폭기를 포함한다. 기판내의 위상 천이기 수단 및 감솨기 수단은 같은 레벨에서 안테나 소자의 각각으로부터 신호 진폭을 유지하는고, 빔방향과 형태를 결정하도록 캐비티의 증폭기에 접속된다.

Description

마이크로파 빔 안테나 시스템
제1도는 능동 전송 위상 어레이 안테나용 복수의 어레이 소자를 나타내는 예시다.
제2도는 제1도의 다중 소자 위상 어레이 안테나에 사용되는 형태의 복수의 소자에 대한 횡단면도.
제3도는 제2도에 도시된 공기 유전체 캐비티의 개략적인 평면도.
제4도는 제2도의 시스템에 사용된 콘트롤러의 개략적인 저면도.
제5도는 제4도의 위상 천이기 및 감쇠기 및 그에 관계된 회로를 상세히 도시한 개략적인 예시다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 방사호온 12 : 다극 대역 필터 수단
14 : 공기 유전체 캐비티 18,20,30,32:프로브
22,24,26,28 : 증폭기 34 : 하이브리드
36 : 기판 38,39 : 커넥터
40,42 : 구동 증폭기 44 : 스위치 매트릭스
46 : 감쇠기 48 : 위상기
50 : 콘트롤러
본 발명은 마이크로파 빔 안테나 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 방사 소자내에서 신호의 상대적인 위상을 제어하므로써 안테나 빔을 다중으로 동시에 발생시키는 위상 어레이 안테나(Phased Array Antenna)에 관한 것이다.
레이다 시스템 어레이 안테나들은 오래전부터 알려져 있으며, 예리한 지향성 빔 형성을 위해 사용되어 왔다. 어레이 안테나 특성은 방사기 소자의 기하학적 위치 및 그 각각의 여자에 의한 진폭과 위상에 의해 결정된다
마그네트론 및 기타의 고출력 마이크로파 송신기와 같은 레이다의 발전은 공통으로 사용되는 레이더 주파수의 상향을 가속하는 효과를 가져왔다. 이러한 더 높은 주파수에서는 더 간단한 안테나가 실용적이며, 이러한 것으로는, 호온 피이드(Horn feed)또는 기타 간단한 일차 안테나에 의해 조사(illuminate)되는 파라보릭 형태의 반사기가 통상적으로 사용된다.
나아가, 전자주사(비관성)는 주사속도 및 무작위 또는 프로그램된 빔을 초점화하는 성능을 포함하는 몇가지 이유 때문에 중요하게 되었다. 전자적으로 제어되는 위상 천이기 및 스위치의 개발로 인해, 각각의 방사소자가 개별적이고 전자적으로 제어될 수 있는 어레이 형태 안테나 쪽으로 관심이 바뀌고 있다. 위상 어레이 기술에 있어서 제어 가능한 위상 천이 장치는 빔을 급속하고 정확하게 스위칭하는 성능을 제공함으로서, 레이더가 시간적으로 엇갈리게 또는 동시에 다중기능을 수행하게끔 한다. 전자적으로 조종된 어레이 레이더는 다양한 목표를 추적하고, 목표를 향해 미사일을 유도할 목적으로 다수의 목표를 조사하고, 선택된 목표추적을 할 수 있도록 하는 자동목표선택에 의해 폭넓은 각도의 탐색을 수행하고, 고출력 빔을 원격지의 수신기 및/또는 송신기로 향하게 하는 통신 시스템으로서 작용한다. 따라서, 위상주사 어레이의 중요성이 매우 크다. Mㄷㄱ갸ㅣㅣ I. Skolnik, McGraw Hill(1970)의 "레이더 핸드북"에는 어레이 안테나에 관한 비교적 최근의 기술적 배경을 제공하고 있다.
본 기술 분야의 기타 자료로서 "선택지향성 슬롯티드 도파관 안테나"라는 명칭으로 1961년 1월 3일자로 특허된 리어윈의 미합중국 특허 제2,967,301호에는 지면에 상대적인 항공기속도를 결정하는 순차적인 빔을 만드는 방법이 개시되어 있다.
"주사 안테나 피이드"라는 명칭으로 1969년 1월 21일자로 특허된 폴더의 미합중국 특허 제3,423,756호에는 대형 도파관에 의해, 전자 제어 원추형 주사 안테나 공급기가 구비된 시스템이 개시되어 있다. 상기 도파관은 이에 탑재되고 연결된 4개의 동조 캐비티를 구비한다. 이러한 캐비티를 동조하는 주파수 신호는 더 높은 명령 모드로 나누어지고, 이로 인해 방사 위상 중심이 안테나 개구면의 중앙으로부터 움직인다. 4개의 캐비티를 순차적으로 이러한 신호의 주파수로 동조하면, 원추형으로 주사된다. 다른 주파수의 신호들이 캐비티에 동조된 주파수로부터 충분히 분리된다면, 도파관 내에서 어떠한 방해없이 도파관을 통해 계속해서 전파한다.
"고유 RF 위상 전이 성능을 가지는 네트워크-입력 위상 어레이 안테나"라는 명칭으로 1976년 7월 13일 특허된 네메트의 미합중국 특허 제3,969,729호에는 위상 주사되는 어레이에 사용되는 집적 소자/위상 천이기가 개시되어 있다. 비 공진 도파관 또는 스트립선 형식의 전송선로를 통해 어레이의 소자로 신호가 입력된다. 4개의 RF 다이오드는 전송선로의 외부도체 내에서 대칭슬롯패턴의 슬롯내에 연결해서 배열되어, 슬롯을 통한 개개의 안테나 소자의 개구면으로의 접속을 변화시킨다. 각각의 다이오드는 대응하는 위상에서 슬롯 각각으로부터 개개의 소자의 개구면으로의 에너지 공급 조절하여, 상기 개구면 순(net)위상을 결정한다.
"소자패턴의 급격한 차단주파수를 구비한 제한된 주사 어레이 안테나 시스템"이라는 명칭으로 1977년 8월 9일 특허된 프라제타 등의 미합중국 특허 제4,041,501호에는 효과적인 소자패턴이 공간의 선택된 각 영역내의 안테나 빔을 방사하는 데 필요한 이상 소자패턴과 될 수 있으면 같게 되도록, 결합회로에 의해 수정되는 어레이 안테나 시스템이 개시되어 있다. 주사 빔 안테나의 실시예로서, 결합회로의 사용은 소요되는 위상 천이기의 수를 현저히 줄인다.
"평면 레이더 안테나"라는 명칭으로 1978년 7월 4일 특허된 실리에리등의 미합중국 특허 제4,099,181호에는 평행한 열로 설치되어 중심이 일치된 복수의 방사소자로 이루어져서, 상기 소자의 각각과 레이더 장치 사이에 흐르는 에너지의 양을 조절할 수 있는 레이더 장치용 플랫 레이더 안테나가 개시되어 있다. 상기 레이더 장치용 플랫 레이더 안테나는 다음과 같이 특징을 가지고 있다. 상기 방사소자들은 공면(共面)의 방사면을 구비한 도파관이고 상기 도파관은 4개의 사분원(四分圓)으로 그룹을 이루고, 상기 사분원 각각은 하나 또는 두가지의 조건을 취하기에 적합한 입력 장치에 의해 레이더 장치와 연결된다. 하나는 사분원 내의 도파관 모두를 공급하고, 다른 하나는 사분원내의 다른 도파관을 배척하고, 안테나의 중심에 가장 근접한 열에 해당하는 도파관만을 공급하는 것이다. 또한 4개의 입력장치가 동시에 같은 조건을 취하는 수단을 구비하여, 레이더 안테나는 안테나의 중심에 상대적으로 대칭인 레이더 빔을 방사하고, 공급 장치의 상태에 따라 다른 형태를 취한다.
"이중공간 입력 평행한 렌즈 안테나 빔 형성 시스템"이라는 명칭으로 1986년 6월 17일 특허된 코부스등의 미합중국 특허 제4,595,926호에는 선형 어레이가 낮은 사이드로브(sidelobe) 방사패턴을 만들도록 적절한 진폭 테이퍼를 구비하여 초점이 맞지 않는 렌즈를 구속하는 직렬접속 평행판의 쌍으로 이루어져서 모노 펄스 송수신기에 사용가능한 선형 위상 어레이 안테나 시스템용 빔 형성 시스템이 개시되어 있다. 디지털 위상 천이기는 빔을 조정할 목적으로 사용되고, 초점이 맞지않는 렌즈는 이러한 디지털 위상 천이기의 사용에 의해 발생된 양자화 오차의 상관(correlation)을 해독한다.
"주사 안테나 시스템"이라는 명칭으로 1970년 12월 8일에 특허된 스미스의 미합중국 특허 제3,546,699호에는 원의 호에 배열된 동위상(in-phase) 전자기에너지의 분리된 소스의 고정 어레이와, 아치형 입력 윤곽 정합을 가지며, 선형 출력 윤곽인 호에 가까우며, 변환기에 의해 방사된 모든 출력에너지가 동위상에 있도록 하는 전송 특성을 가지는 변환기와, 원의 중심에 대해 원의 평면내에서 변환기를 회전하는 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 주사 안테나 시스템을 개시하고 있다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 위상 어레이 안테나에 관한 것으로, 특히 원하는 영역에는 조사하는 반면, 다른 영역에는 조사하지 않는, 독립적인 안테나 빔을 동시 다중으로 발생시키는 능동 전송 위상 어레이 안테나에 관한 것이다. 영역의 크기 및 형태는 어레이가 속하는 소자의 크기와 개수에 대한 함수이고, 빔의 수는 어레이를 공급하는 빔 형성 네트워크의 수에 대한 함수이다. 어레이의 모든 소자는 동일한 진폭 레벨에서 작동하고 빔의 형태 및 방향은 위상 설정에 의해 결정된다.
도 1에는 능동 전송 위상 어레이 안테나의 버전이 육각형 내에 설치된 213개의 소자의 수를 포함하여 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 안테나에 포함된 213개의 소자 중 하나를 도시한 것이다. 도 1의 각각의 소자는 도 2에 도시된 것과 동일하고, 25 dB 또는 그 이상으로 격리시킨 두 개의 직교 편파를 각각 방사할 수 있는 방사호온(10)을 포함한다. 호온(10)은 원하는 대역에서는 에너지를 통과시키고, 기타 주파수에서는 에너지를 제거하는 기능을 가지는 다극 대역 필터수단(12)에 의해 에너지가 공급된다. 이는 수신 안테나를 사용하고 있는 통신위성의 일부로서 본 발명의 전송 안테나가 사용되는 경우 특히 중요하다. 그 이유는 그렇지 않을 경우, 수신대역내의 송신기로 부터의 의사(spurious)에너지가 포화하고, 수신안테나내의 민감한 수신 소자와 간섭하기 때문이다. 본 실시예에 있어서, 필터수단(12)은 일련의 순차적인 공진 캐비티(Cavity)로 구성되어, 상기한 격리를 유지하는데 필요한 고도의 직교성을 유지하는 식으로 서로 결합된다.
필터수단(12)은 기판(36)에 장착된 공기 유전체 캐비티(14)에 결합된다. 공기 유전체 캐비티(14)는 푸시 풀(push-pull)형태로 직교하는 마이크로파 에너지를 여자시키는 고효율의 단일칩 증폭기를 포함한다. 도 3은 도 2의 공기 유전체 캐비티(14)의 개략 평면도를 도시한 것으로서, 이러한 여자는 증폭기(22)(24)(26)(28)와 조합하는 프로브(18)(20)(30)(32)에 의해 수행된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로브(18)(20)는 상대적으로 180°떨어진 위치에서 캐비티(14)를 구동하도록 놓인다. 이는 증폭기(22)(24)가 동위상이 아닌 상태로 구동될 때, 푸시 폴(push-pull)기능을 제공하는데 필요한 변환을 제공한다. 마찬가지로 증폭기(26)(28)의 출력신호는 180°떨어진 프로브(30)(32)로 입력되고 프로브(18)(20)로부터 90°로 위치되어 캐비티내의 직교 마이크로파 에너지를 여자한다. 두쌍의 증폭기에는 원형 편파를 만들도록 180°결합기(34A)(34B)를 경유한 하이브리드(34)의 출력신호가 90°의 위상차로 입력된다.
직교 빔에 필요한 정확한 위상 및 진폭 균일성을 달성하기 위하여, 증폭기(22)(24)(26)(28)는 실제로 동일해야 한다. 이러한 동일성을 달성하는 유일한 방법은 증폭기용 단일칩 마이크로파 집적회로(Monolithic Microwave Intergrated Circuit, 이하 "MMIC"라 함)를 사용하는 것이다.
도 3에는, 90°하이브리드(34)가 2개의 점으로 끝난다. 이러한 점은 도 4의 배면도에 도시된 기판(36)으로부터 연결된 급전선을 나타내고, 연결된 급전선의 타단부는(38)(39)의 위치에서 볼 수 있다. 이들 중 하나는 우측 원형 편파를 여자하는 반면 다른 것은 좌측 원형 편파를 여자한다. 부가적으로, 연결된 급전선을 통과하는 신호가 90°하이브리드(34)의 이득이 없이 180°결합기(34A)(34B)에 직접입력된다면, 원형으로 편파된 빔이라가 보다 오히려 선형으로 편파된 빔이 여자된다. 하이브리드(34)에는 각각 편파를 감지하는 MMIC구동 증폭기(40)(42)의 출력신호가 커텍터(38)(39)를 통해 입력된다. 각각의 빔에 대해 원하는 편파는 스위치 매트릭스(44)에 의해 선택된다. 또한 상기 스위치 매트릭스(44)는 두 개의 구동 증폭기(40)(42)에 신호를 입력하도록 각각의 편파를 위한 모든 신호를 결합한다. 각각의 빔 입력(본 실시예에서는 4개)은 빔 방향 및 형태(각각의 빔의 크기)를 설정하는데 사용되는 전자제어 위상 천이기(48) 및 감쇠기(46)를 포함한다. 어레이 내의 모든 소자는 주어진 빔에 대해 동일 레벨로 구동된다. 이는 다른 전송 위상 어레이와 달리, 빔 사이드로브를 줄이도록 어레이를 가로지르는 진폭 기울기를 사용한다.
안테나의 전력효율을 최대로 하기 위하여, 본 명세서에 개시된 능동 전송 위상 어레이 안테나는 균일한 조사(기울기 없음)를 사용한다. 그렇지 않으면, 안테나 소자의 전력 용량이 충분히 이용되지 않는다. 총 가용 전력은 전력의 손실없이 빔 세트 사이에 임의로 분포될 수 있다. 주어진 빔에 대한 전력 할당이 감쇠기(46)를 설정함에 의해 안테나의 모든 소자에 설정되면 (모든 소자들에 대해 서로 다를 수 있는)위상은 빔 방향과 형태를 설정하도록 위상 천이기(48)를 사용하여 설정된다. 원하는 빔 형태 및 방향을 위한 위상 설정은 빔을 합성하기 위한 프로세스에 의해 선택된다. 합성 프로세스는 컴퓨터에 저장될 수 있는 반복적이고 계산위주의 절차이다. 합성 프로세스의 목적은 원하지 않는 영역에는 조사하지 않고, 원하는 영역에는 가장 효과적으로 조사하는 빔을 형성하는 것이다. 영역은 정다각형으로 설명되며 어느 측면의 최소 크기는 어레이 및 그 공간 내에 선택된 소자의 수에 의해 설정된다. 일반적으로, 어레이 내에 소자가 많아지면 많아질수록 더욱 복잡하게 다각형의 형상이 합성된다. 위상전용 빔을 형성하는 프로세스는 원하는 빔형태를 발생할 뿐 아니라 그레이팅 로브(grating lobe)를 형성한다. 본 발명의 다른 목적은 위성 안테나용으로 사용될 때 그레이팅 로브의 상대적 크기를 최소화하고, 원하지 않는 위치로 전송함에 의해 인접하는 빔과의 간섭 또는 전력의 낭비로서 나타나지 않도록 위상 궤도위치에서 볼 때 지구의 표면에 나타나는 것을 방지하는 것이다. 합성 프로세스는 그레이팅 로브를 최소화하며, 수용 가능한 레벨로 최소화될 수 없는 그레이팅 로브의 위치에서 무효한 빔을 발생하는데 사용된다.
능동 전송 위상 어레이 안테나에 의해 발생될 수 있는 독립 빔의 수는 각각의 소자를 공급하는 위상 천이기(48) 및 감쇠기(46)의 수에 의해서만 제한된다. 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 위상 천이기(48) 및 감쇠기(46) 배열은 다른 균일한 전력 분할기에 의해 공급된다. 각각의 전력 분할기 포트의 수는 소자의 수보다 같거나 커야한다. 도 5에 도시된 예와 같이 전기 분할기 포트의 수는 213개 이상이어야 한다. 전력 분할기 수는 안테나가 발생시킬 수 있는 독립 빔의 수와 같아야 한다. 그래서 도시된 실시예의 시스템은 각각 213 포트를 가지는 4개의 전력 분할기가 필요한다.
상술한 바와 같이, 각각의 빔내의 전력의 합은 효율을 최대로 하기 위하여 모든 소자의 용량과 같아야 한다. 각 소자의 용량은 선형 또는 무왜곡 용량으로 이해된다. 능동 전송 위상 어레이 안테나가 발생시키는 몇 개의 빔의 독립성을 보존하기 위하여, 체인내의 각각의 증폭기는 빔 사이에 수용할 수 없을 정도의 누화(closstalk)를 방지하기 위한 선형범위내에서 작동해야 한다. 증폭기가 선형인한, 선형 중첩의 원리가 적용된다. 증폭기가 그 비선형 영역으로 구동되면, 빔의 독립성이 위태롭게 된다. 최종 증폭기들(22)(24)(26)(28)은 전력의 90%이상을 소비하기 때문에 가장 중요하다. 만족할만한 성능을 발휘하기 위하여, 상기 최종 증폭기들(22)(24)(26)(28)은 특정 최대치 이하의 모든 작동레벨에서 총 조화 왜곡이 0.1%와 비슷하게 나타나야 한다.
각각의 소자에 대한 제어는 대규모 게이트 어레이 내에 내장된 인터페이스 전자장치와 함께 도 5에 도시된 마이크로 프로세서 콘트롤러(50)에 의해 구현된다.
콘트롤러(50)는 각각의 위상 천이기 및 감쇠기가 요구하는 특정 제어 전압을 발생하는 성능을 가질뿐만 아니라, 현재 및 결정된 다음의 명령을 저장할 수 있다. 정해진 이러한 제어 메카니즘에 의해, 빔은 대량의 독립 영역을 제공하도록 요구된 베이시스(basis)또는 시분할다중(TDM) 베이시스로 스위칭된다. 각각의 소자에 대한 콘트롤러는 전형적인 장비내 제어 버스에 의해 상호접속된다. 안테나가 통신위성의 일부로서 사용되면, 장비내 제어 버스는 위성제어 전자장치와 함께 위치된 마스터 콘트롤러에 접속되도록 사용된다. 각각의 빔에 대한 대표적인 계수의 집합은 지상에서 연산되어, 위성 제어 링크에 의해 위성에 중계된다. 각각의 소자는 소자 하드웨어에 부합된 결합 네트워크로 만든 단단한 결선 코드에 의해 설정된 특유의 버스 어드레스를 가진다. 온도에 의한 하전 입자 운동의 변화(drift)가능성이 있기 때문에, 필요하다면 온도에 반응하는 전기 저항기는 원하는 제어 전압을 보상하는데 사용된다. 위상 및 진폭을 제어하는 데 필요한 전압이 선형이 아니면, 마이크로 프로세서는 선형화를 허용하도록 조사표를 저장할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 바람직한 실시예에 대해 특정하여 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 수정이 가능한 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 마이크로파 신호 빔을 다중으로 독립해서 동시에 발생시키는 위상 어레이 전송 안테나 시스템에 있어서,
    선택된 위상을 가지는 직교 마이크로파 에너지 신호를 제공하고 기판상의 공진 캐비티 내에 설치된 증폭기수단 및 하이브리드 결합기와, 선택된 주파수 대역내에서 신호가 통과하는 상기 캐비티의 마이크로파 출력 신호에 응답하는 필터 수단을 각각 구비하고, 상기 기판상의 어레이에 배치되는 복수의 안테나 방사 소자; 및
    상기 필터수단에 의해 통과된 상기 마이크로파 신호에 응답하여 상기 마이크로파 신호에 응답하여 상기 마이크로파 신호를 방향 및 형태를 가지는 빔으로서 전송하는 방사호온을 포함하고,
    상기 복수의 안테나 방사 소자 각각은 상기 빔의 형태와 전송 방향을 결정하는 다른 위상값 및 동일한 전력값을 가지는 다중 동시 마이크로파 빔 중 하나를 전송하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 전송 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 180°떨어져서 내부에 설치된 제1 마이크로파 프로브 쌍, 180°떨어서 내부에 설치된 제2 마이크로파 프로브 쌍을 구비하고, 상기 제1 및 제2 프로브 쌍은 90°떨어져서 설치되며, 제1 선형 증폭기 쌍은 상기 제1 프로브쌍에 연결되고, 제2 선형 증폭기 쌍은 상기 제2 프로브 쌍에 연결되어 상기 캐비티 내에서 직교 마이크로파 에너지를 여자하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 원형 편파 신호를 만들도록 90°위상차가 나는 신호를 제공하고, 상기 캐비티 내의 제 1 및 제 2 증폭기 및 프로브 쌍에 연결된 위상 천이기 수단 및 감쇠기 수단을 포함하고, 상기 증폭기 및 프로브 쌍중 하나는 우측 원형 편파를 발생하도록 여자되고, 다른 하나는 좌측 원형 편파를 발생하도록 여자되는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위상 천이기 수단 및 감쇠기 수단은 분리된 복수의 위상 천이 및 감쇠기 회로와, 분리된 편파 신호를 상기 캐비티내의 상기 증폭기 및 프로브 쌍에 선택적으로 연결하도록 상기 위상 천이기 및 감쇠기 회로의 각각에 연결된 스위치 매트릭스를 포함하고, 상기 분리된 편파 신호는 상기 호온에서 전송된 상기 마이크로파 빔의 방향 및 형태를 제공하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 감쇠기 수단은 상기 복수의 소자의 상기 호온으로부터 전송된 상기 마이크로파 빔의 진폭을 동일하게 하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 전력신호를 더 포함하고, 각각의 안테나 소자에 대한 상기 위상 천이 및 감쇠기 회로는 복수의 직렬 연결된 위상 천이 및 감쇠기 회로를 포함하며, 상기 복수의 직렬 연결된 위상 천이기 및 감쇠기 회로의 각각은 분리된 전력 신호에 연결되고, 상기 연결된 위상 천이기 및 감쇠기 회로의 각각은 상기 안테나 소자에 의해 전송되도록 분리된 빔과 같이 결합되고, 상기 직렬 연결된 위상 천이기 및 감쇠기 회로의 각각은 각각의 결합된 빔에 대한 방향과 형태를 설정하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    원하는 빔 방향 및 형태를 제공하도록 선택된 값에서 상기 위상 천이기 회로를 세팅하고, 선택된 값에서 상기 감쇠기 회로를 세팅하여, 상기 안테나 소자 모두가 동일 진폭레벨을 가지도록 하고, 상기 위상 천이기 회로 및 감쇠기 회로의 각각에 연결되는 제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하이브리드 결합기 및 상기 스위치 매트릭스 사이에 접속된 제1 및 제2 MMIC 증폭기를 더 포함하고, 상기 MMIC 증폭기는 상호작용 없이 동시에 전송되는 다중 빔을 제공하도록, 전송된 빔을 각각 독립적으로 유지할 정도로 높은 선형인 것을 특징을 하는 위상 어레이 안테나 시스템.
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IL (1) IL107783A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101974547B1 (ko) * 2019-01-18 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나
KR101974546B1 (ko) * 2019-01-18 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나
KR101974548B1 (ko) * 2018-09-12 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나
KR102015529B1 (ko) 2018-09-27 2019-10-21 국방과학연구소 이중편파 추적 안테나 시스템 및 이를 이용한 이중편파 추적 방법

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2560001Y2 (ja) * 1991-09-04 1998-01-21 三菱電機株式会社 送受信モジュール
DE69319689T2 (de) * 1992-10-28 1999-02-25 Atr Optical And Radio Communic Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Gruppenantenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen
US5422647A (en) * 1993-05-07 1995-06-06 Space Systems/Loral, Inc. Mobile communication satellite payload
US5825322A (en) * 1993-05-19 1998-10-20 Alliedsignal Inc. Method and apparatus for rotating an electronically-scanned radar beam employing a variable-dwell scanning process
IL110896A0 (en) * 1994-01-31 1994-11-28 Loral Qualcomm Satellite Serv Active transmit phases array antenna with amplitude taper
JP2572200B2 (ja) * 1994-03-03 1997-01-16 株式会社エイ・ティ・アール光電波通信研究所 アレーアンテナの制御方法及び制御装置
US5557292A (en) * 1994-06-22 1996-09-17 Space Systems/Loral, Inc. Multiple band folding antenna
EP0700116A3 (en) * 1994-08-29 1998-01-07 Atr Optical And Radio Communications Research Laboratories Apparatus and method for controlling array antenna comprising a plurality of antenna elements with improved incoming beam tracking
US5539413A (en) * 1994-09-06 1996-07-23 Northrop Grumman Integrated circuit for remote beam control in a phased array antenna system
US5539415A (en) * 1994-09-15 1996-07-23 Space Systems/Loral, Inc. Antenna feed and beamforming network
US5787336A (en) 1994-11-08 1998-07-28 Space Systems/Loral, Inc. Satellite communication power management system
JPH09186643A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Kyocera Corp 無線基地局
US5754138A (en) * 1996-10-30 1998-05-19 Motorola, Inc. Method and intelligent digital beam forming system for interference mitigation
FI964569A (fi) * 1996-11-14 1998-05-15 Nokia Telecommunications Oy Lähetinyksikkö ja tukiasema
US5973634A (en) * 1996-12-10 1999-10-26 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for reducing range ambiguity in synthetic aperture radar
JPH10336087A (ja) * 1997-05-30 1998-12-18 Kyocera Corp 最大比合成送信ダイバーシティ装置
US5995056A (en) * 1997-09-18 1999-11-30 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wide band tem fed phased array reflector antenna
US5929810A (en) * 1997-12-19 1999-07-27 Northrop Grumman Corporation In-flight antenna optimization
US6020848A (en) 1998-01-27 2000-02-01 The Boeing Company Monolithic microwave integrated circuits for use in low-cost dual polarization phased-array antennas
US6011512A (en) * 1998-02-25 2000-01-04 Space Systems/Loral, Inc. Thinned multiple beam phased array antenna
SE513156C2 (sv) * 1998-07-10 2000-07-17 Ericsson Telefon Ab L M Anordning och förfarande relaterande till radiokommunikation
US6563966B1 (en) 1999-03-04 2003-05-13 Finisar Corporation, Inc. Method, systems and apparatus for providing true time delayed signals using optical inputs
JP2004503159A (ja) * 2000-07-10 2004-01-29 アンドリュー・コーポレイション セル式アンテナ
US6522293B2 (en) 2000-12-12 2003-02-18 Harris Corporation Phased array antenna having efficient compensation data distribution and related methods
US6587077B2 (en) 2000-12-12 2003-07-01 Harris Corporation Phased array antenna providing enhanced element controller data communication and related methods
US6522294B2 (en) 2000-12-12 2003-02-18 Harris Corporation Phased array antenna providing rapid beam shaping and related methods
US6573862B2 (en) 2000-12-12 2003-06-03 Harris Corporation Phased array antenna including element control device providing fault detection and related methods
US6473037B2 (en) 2000-12-12 2002-10-29 Harris Corporation Phased array antenna system having prioritized beam command and data transfer and related methods
US6573863B2 (en) 2000-12-12 2003-06-03 Harris Corporation Phased array antenna system utilizing highly efficient pipelined processing and related methods
US6593881B2 (en) 2000-12-12 2003-07-15 Harris Corporation Phased array antenna including an antenna module temperature sensor and related methods
US6690324B2 (en) 2000-12-12 2004-02-10 Harris Corporation Phased array antenna having reduced beam settling times and related methods
US6824307B2 (en) 2000-12-12 2004-11-30 Harris Corporation Temperature sensor and related methods
US7639196B2 (en) 2001-07-10 2009-12-29 Andrew Llc Cellular antenna and systems and methods therefor
US6496143B1 (en) 2001-11-09 2002-12-17 Harris Corporation Phased array antenna including a multi-mode element controller and related method
US6646600B2 (en) 2001-11-09 2003-11-11 Harris Corporation Phased array antenna with controllable amplifier bias adjustment and related methods
NL1019431C2 (nl) * 2001-11-26 2003-05-27 Stichting Astron Antennesysteem en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
US6597312B1 (en) * 2002-01-30 2003-07-22 Northrop Grumman Corporation Phased array antenna system generating multiple beams having a common phase center
US6703974B2 (en) 2002-03-20 2004-03-09 The Boeing Company Antenna system having active polarization correlation and associated method
US6690326B2 (en) * 2002-03-21 2004-02-10 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Wide bandwidth phased array antenna system
KR100456454B1 (ko) * 2002-10-07 2004-11-09 한국전자통신연구원 무선통신에서의 배열 안테나 시스템
US8018390B2 (en) 2003-06-16 2011-09-13 Andrew Llc Cellular antenna and systems and methods therefor
US7427962B2 (en) 2003-06-16 2008-09-23 Andrew Corporation Base station antenna rotation mechanism
US7068219B2 (en) * 2004-06-10 2006-06-27 Harris Corporation Communications system including phased array antenna providing nulling and related methods
US7315279B1 (en) * 2004-09-07 2008-01-01 Lockheed Martin Corporation Antenna system for producing variable-size beams
RU2285339C8 (ru) * 2004-10-13 2007-04-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Радио (Фгуп Ниир) Система стационарного цифрового широкополосного радиодоступа
CA2610937C (en) * 2005-06-09 2012-01-31 Macdonald, Dettwiler And Associates Inc. Lightweight space-fed active phased array antenna system
US7593753B1 (en) * 2005-07-19 2009-09-22 Sprint Communications Company L.P. Base station antenna system employing circular polarization and angular notch filtering
US7504982B2 (en) * 2005-12-06 2009-03-17 Raytheon Company Anti-Missile system and method
US20070152882A1 (en) * 2006-01-03 2007-07-05 Harris Corporation Phased array antenna including transverse circuit boards and associated methods
US7551136B1 (en) * 2006-07-24 2009-06-23 The Boeing Company Multi-beam phased array antenna for limited scan applications
US7460077B2 (en) * 2006-12-21 2008-12-02 Raytheon Company Polarization control system and method for an antenna array
US7416290B2 (en) * 2007-01-30 2008-08-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink cartridges
FR2922051A1 (fr) * 2007-10-04 2009-04-10 Axess Europ S A Systeme d'antenne embarque de poursuite de satellite avec controle de polarisation
US7474263B1 (en) * 2007-10-31 2009-01-06 Raytheon Company Electronically scanned antenna
US8130171B2 (en) * 2008-03-12 2012-03-06 The Boeing Company Lens for scanning angle enhancement of phased array antennas
US8487832B2 (en) 2008-03-12 2013-07-16 The Boeing Company Steering radio frequency beams using negative index metamaterial lenses
US8493281B2 (en) * 2008-03-12 2013-07-23 The Boeing Company Lens for scanning angle enhancement of phased array antennas
US8264405B2 (en) * 2008-07-31 2012-09-11 Raytheon Company Methods and apparatus for radiator for multiple circular polarization
US9894410B2 (en) * 2009-06-09 2018-02-13 The Directv Group, Inc. Integrated satellite-TV broadband wireless system
EP2441124B1 (en) * 2009-06-09 2018-07-25 The DirecTV Group, Inc. Omnidirectional switchable broadband antenna system
US8493276B2 (en) * 2009-11-19 2013-07-23 The Boeing Company Metamaterial band stop filter for waveguides
PT2580811T (pt) 2010-06-11 2018-06-12 Ericsson Telefon Ab L M Nó num sistema de comunicação com funções de antena comutáveis
KR20120065652A (ko) * 2010-12-13 2012-06-21 한국전자통신연구원 레이더 센서용 ｒｆ 송수신기
JP2012222725A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Toshiba Corp アクティブアレイアンテナ装置
US9182485B1 (en) * 2011-05-24 2015-11-10 Garmin International, Inc. Transmit/receive module for electronically steered weather radar
DE102013102424A1 (de) 2013-03-11 2014-09-11 Stefan Trummer Polarimetrisches Radar zur Objektklassifikation sowie geeignetes Verfahren und Verwendung hierfür
CN103471563B (zh) * 2013-09-27 2015-05-20 重庆大学 分布式相控阵天线的子阵波束指向角度校正方法
JP6020945B2 (ja) * 2013-12-06 2016-11-09 クアントリル エステート インコーポレイテッド レシーバー／トランスミッター
US9541364B2 (en) * 2014-09-23 2017-01-10 Raytheon Company Adaptive electronically steerable array (AESA) system for interceptor RF target engagement and communications
RU2648691C1 (ru) * 2015-11-03 2018-03-28 Константин Иванович Головко РЛС с последовательным секторным круговым электромагнитным сканированием пространства, неподвижными фазированными антенными решётками
US10305646B2 (en) 2016-01-22 2019-05-28 Space Systems/Loral LLC Protected overlay of assigned frequency channels
JP6638455B2 (ja) * 2016-02-17 2020-01-29 富士通株式会社 移相回路、フェーズドアレイ装置及び位相制御方法
CN107994871A (zh) * 2016-10-27 2018-05-04 北京遥感设备研究所 一种用于引信的调幅调相电路
NO346232B1 (en) * 2017-01-25 2022-05-02 Norbit Its Transponder Stabilization
US10116051B2 (en) 2017-03-17 2018-10-30 Isotropic Systems Ltd. Lens antenna system
ES2886940T3 (es) * 2017-09-25 2021-12-21 Gapwaves Ab Red de antenas en fase
WO2019147172A1 (en) * 2018-01-23 2019-08-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) A plug-in antenna device with integrated filter
CN108511909B (zh) * 2018-05-08 2020-08-07 鹰视云(深圳)科技有限公司 一种球面相控阵天线的布阵方法
WO2020058916A1 (en) 2018-09-19 2020-03-26 Isotropic Systems Ltd Multi-band lens antenna system
CN112290235A (zh) * 2019-07-24 2021-01-29 台达电子工业股份有限公司 天线阵列
CN112290234A (zh) 2019-07-24 2021-01-29 台达电子工业股份有限公司 通信装置
US10973062B2 (en) 2019-08-26 2021-04-06 International Business Machines Corporation Method for extracting environment information leveraging directional communication
US11619701B2 (en) * 2021-06-21 2023-04-04 Microelectronics Technology, Inc. Satellite tracking system and method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4360813A (en) * 1980-03-19 1982-11-23 The Boeing Company Power combining antenna structure
CA1274327A (en) * 1985-02-22 1990-09-18 Masao Momose Microwave transmitter/receiver apparatus
US5162803A (en) * 1991-05-20 1992-11-10 Trw Inc. Beamforming structure for modular phased array antennas

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101974548B1 (ko) * 2018-09-12 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나
KR102015529B1 (ko) 2018-09-27 2019-10-21 국방과학연구소 이중편파 추적 안테나 시스템 및 이를 이용한 이중편파 추적 방법
KR101974547B1 (ko) * 2019-01-18 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나
KR101974546B1 (ko) * 2019-01-18 2019-05-02 한화시스템 주식회사 필터 내장형 캐비티 백 안테나

Also Published As

Publication number Publication date
EP0600715B1 (en) 1999-01-27
US5283587A (en) 1994-02-01
CN1095194A (zh) 1994-11-16
IL107783A (en) 1996-03-31
KR940012701A (ko) 1994-06-24
CN1038887C (zh) 1998-06-24
DE69323281T2 (de) 2000-05-18
EP0600715A3 (en) 1995-04-12
IL107783A0 (en) 1994-07-31
EP0600715A2 (en) 1994-06-08
DE69323281D1 (de) 1999-03-11
JPH06232621A (ja) 1994-08-19

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