KR102060120B1 - 능동 위상배열 안테나 장치 및 이의 송신채널 점검 방법 - Google Patents

능동 위상배열 안테나 장치 및 이의 송신채널 점검 방법 Download PDF

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서승희
박홍우
양종원
최선열
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국방과학연구소
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Abstract

본 개시는 능동 위상배열 안테나 장치를 개시한다. 능동 위상배열 안테나 장치는 복수의 송수신 모듈들, 전원 공급기 및 제어기를 포함할 수 있다. 복수의 송수신 모듈들은, 송신모드 및 수신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작하며, 송신모드에서는 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하고, 수신모드에서는 수신채널을 형성하여 복사소자를 통해 수신신호를 입력받을 수 있다. 전원 공급기는 복수의 송수신 모듈들로 전원을 공급하며, 송신모드로 동작하는 복수의 송수신 모듈들 각각의 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 측정된 전류의 레벨을 검출할 수 있다. 제어기는 복수의 송수신 모듈들의 송신모드 및 수신모드 간의 전환 및 각 모드에서의 동작을 제어하며, 전원 공급기에 의해 검출된 전류의 레벨에 기초하여 복수의 송수신 모듈들 각각의 송신채널의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다.

Description

능동 위상배열 안테나 장치 및 이의 송신채널 점검 방법{ACTIVE PHASED-ARRAY ANTENNA APPARATUS AND TRANSMISSION CHANNEL CHECK METHOD THEREOF}
본 개시는 능동 위상배열 안테나 장치 및 이의 송신채널 점검 방법에 관한 것이다.
최근의 레이더 시스템은 과거의 레이더 시스템과 같이 탐색용 레이더, 추적용 레이더 등으로 구별되지 않고, 탐색 기능, 추적 기능 등의 다양한 기능이 하나의 시스템에서 모두 수행될 수 있도록 다기능화되고 있다. 다양한 기능을 구현하기 위하여 레이더 시스템은 점점 더 고집적화 및 소형화되는 방향으로 발전되고 있다.
특히 능동 전자주사식 위상배열(Active Electronically Scanned Array, AESA, 이하 '능동 위상배열'이라 칭함) 레이더는 빠른 빔 조향, 높은 신뢰성, 향상된 탐지 거리, 다수의 빔 제어를 통한 다중 모드 동시 운용 등의 장점으로 인하여 주목을 받고 있다. 능동 위상배열 레이더 시스템에는 송수신 모듈(Transmit/Receive Module, T/R Module)이 수 백 개에서 수 천 개까지 포함될 수 있으며, 각각의 송수신 모듈은 개별적인 송수신 채널을 구성할 수 있다. 송수신 모듈은 레이더 시스템의 성능 및 기능을 결정하는 핵심 소자로서, 각각의 송수신 모듈(또는 송수신 채널)의 정상 동작 여부를 점검하는 것이 필요하다.
기존의 송수신 모듈의 채널 점검 방법에 있어서, 송수신 모듈 내에 결합기 및 검출기로 구성된 점검 회로를 배치하여 각 채널을 점검하는 방법이 있다. 이러한 방법은 육상용 레이더 시스템 또는 해상용 레이더 시스템과 같이 시스템의 크기와 무게에 대한 제약이 크지 않은 경우에 적용이 가능하다. 그러나 항공용 레이더 시스템과 같이 시스템의 크기와 무게의 제약이 큰 경우에는 수 백 개 또는 수 천 개의 송수신 모듈 각각에 점검 회로를 배치할 수 없으므로, 각 송수신 모듈의 채널 별 점검이 어렵고, 다수의 송수신 모듈들로 구성된 송수신 블록 단위의 점검이 가능한 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0044608호
본 개시는 항공용 레이더 시스템의 크기 및 무게 제한을 만족시키면서 각 송수신 모듈의 송신채널 별로 점검할 수 있는 능동 위상배열 안테나 장치 및 이의 송신채널 점검 방법을 제공하고자 한다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 개시의 일 측면에 따른 능동 위상배열 안테나 장치는, 송신모드 및 수신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작하며, 상기 송신모드에서는 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하고, 상기 수신모드에서는 수신채널을 형성하여 상기 복사소자를 통해 수신신호를 입력받는 복수의 송수신 모듈들; 상기 복수의 송수신 모듈들로 전원을 공급하며, 상기 송신모드로 동작하는 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전류의 레벨을 검출하는 전원 공급기; 및 상기 복수의 송수신 모듈들의 상기 송신모드 및 상기 수신모드 간의 전환 및 각 모드에서의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급기에 의해 검출된 상기 측정된 전류의 레벨에 기초하여 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하는 제어기;를 포함할 수 있다.
상기 전원 공급기는, 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하는 전류 감지기; 및 상기 전류 감지기에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 검출기;를 포함할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 것으로 상기 검출기에 의해 검출된 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 복수의 송수신 모듈들 중 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하고자 하는 점검 대상 송수신 모듈로 상기 송신모드로의 동작을 명령하는 송신명령 신호를 전송하고, 상기 검출기는, 상기 송신명령 신호에 따라 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널의 상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성하고, 상기 제어기는, 상기 검출신호가 감지되는 경우 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단할 수 있다.
상기 전류 감지기는, 상기 복수의 송수신 모듈들 각각에 대응하여 개별적으로 각 송수신 모듈의 상기 송신채널에 인가되는 전류를 측정하는 복수의 전류 감지기들을 포함하고, 상기 검출기는, 상기 복수의 전류 감지기들 각각에 대응하여 개별적으로 각 전류 감지기에 의해 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 복수의 검출기들을 포함할 수 있다.
상기 제어기는, 시분할 방식으로 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 순차적으로 확인할 수 있다.
다른 측면에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법은, 상기 능동 위상배열 안테나 장치에 포함된 복수의 송수신 모듈들 중 점검 대상 송수신 모듈이 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하는 송신모드로 동작하도록 상기 점검 대상 송수신 모듈을 제어하는 단계; 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전류에 기초하여 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하는 단계는, 상기 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 단계; 및 상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 것으로 검출되는 경우, 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 단계는, 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널의 상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계는, 상기 검출신호가 감지되는 경우 상기 송신채널을 상기 정상 동작 채널로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 상기 다른 측면에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 송수신 모듈 내에 별도의 점검 회로를 구현하지 않고도 송수신 모듈의 송신채널의 정상 동작 여부를 확인할 수 있으므로, 신뢰도 향상 및 소형화를 모두 충족시킬 수 있는 능동 위상배열 안테나 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 채널 단위로 고장을 식별할 수 있으므로, 블록 단위로 고장을 식별하는 기존의 능동 위상배열 안테나 장치에 비하여 신뢰성 및 정비 운용성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 채널 별 점검을 위해 송수신 모듈 내에 별도의 점검 회로를 추가하거나 송수신 모듈 내의 구성요소들을 변경하지 않으므로, 송수신 모듈의 재설계에 따른 위험요소를 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 송수신 블록의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 송신채널을 점검하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 송신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 도면에 도시된 구성요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 능동 위상배열 안테나 장치(100)는 복수의 송수신 블록들(110-1, 110-2, ..., 110-M) 및 각 송수신 블록에 대응하여 배열된 복사소자부들(120-1, 120-2, ..., 120-M)을 포함한다. 각 복사소자부(120-1, 120-2, ..., 120-M)는 각 송수신 모듈과 대응되는 복수의 복사소자들을 포함한다.
도 1에는 도시하지 않았으나, 능동 위상배열 안테나 장치(100)는 능동 위상배열 레이더 시스템의 일 구성요소로서, 여자기(exciter), 수신기 및 신호처리기 등의 다른 구성요소들과 연결될 수 있다.
송수신 블록(110-1)은 복수의 송수신 모듈들(112), 전력 분배/결합기(114), 전원 공급기(116) 및 제어기(118)를 포함할 수 있다.
송수신 모듈들(112) 각각은 송수신 기능을 수행하며, 특정 방향의 송신 빔을 생성하거나 특정 빔의 수신 및 모드 변경을 개별적으로 수행한다. 송수신 모듈들(112) 각각은 송신모드 및 수신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작한다.
구체적으로, 송수신 모듈들(112) 각각은 송신모드에서 송신채널을 형성하여, 복사소자부(120-1) 중 자신과 연결된 복사소자를 통해 송신신호를 자유공간으로 출력한다. 한편, 수신모드에서 송수신 모듈들(112) 각각은 수신채널을 형성하여, 자신과 연결된 복사소자를 통해 수신신호를 입력 받는다. 송수신 모듈들(112)은 각각 개별적인 송수신 채널(예: 제1 송수신 채널, 제2 송수신 채널, ..., 제N 송수신 채널)을 형성할 수 있다.
전력 분배/결합기(114)는 송신신호를 복수의 송수신 모듈들(112) 각각에 분배하고, 송수신 모듈들(112)로부터 입력된 수신신호를 결합한다.
전원 공급기(116)는 주 전원 공급 장치로부터 공급된 전원을 송수신 모듈들(112) 각각 및 제어기(118)에 전달한다.
제어기(118)는 송수신 모듈들(112) 각각의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어기(118)는 송수신 모듈들(112) 각각의 송신모드 및 수신모드 간의 전환을 제어할 수 있다. 또한, 제어기(118)는 송수신 모듈들(112) 각각에 대해 송수신 신호의 위상과 크기를 조절하여 안테나 빔의 송수신 방향을 제어할 수 있다.
제어기(118)는 안테나 빔 조향 뿐만 아니라 송수신 모듈들(112) 각각의 송신채널을 점검할 수 있다. 제어기(118)는 송신모드로 동작하는 송수신 모듈들(112) 각각의 송신채널로 인가되는 전류의 레벨에 기초하여 각 송신채널의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 다른 도면들을 참조하여 후술한다.
송수신 블록(110-1)을 예로 들어 상술한 구성요소들은 나머지 송수신 블록들(110-2, ..., 110-M)에도 포함될 수 있으며, 각 구성요소에 대해 상술한 내용은 나머지 송수신 블록들(110-2, ..., 110-M)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 송수신 블록의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 송수신 블록(200)에는 본 실시예에 따른 송신채널 점검과 관련된 구성들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 송수신 블록(200)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
송수신 모듈(210)은 순환기(211), 전력 증폭기(212), 리미터(213), 저잡음 증폭기(214), 위상 변위기(215), 가변감쇄기(216) 및 스위치들(217, 218, 219)을 포함할 수 있다. 스위치들(217, 218, 219)의 동작에 따라 송수신 모듈(210)은 송신채널 또는 수신채널을 형성할 수 있으며, 도 2는 송수신 모듈(210)이 송신채널을 형성한 경우를 도시하고 있다.
순환기(211)는 송신채널과 수신채널을 분리한다. 순환기(211)는 복사소자로부터 입력된 수신신호를 수신채널을 구성하는 요소들 중 하나인 리미터(213)로 전달하는 한편, 송신채널을 구성하는 요소들 중 하나인 전력 증폭기(212)로부터 입력된 송신신호를 복사소자로 전달한다.
전력 증폭기(212)는 송신신호의 이득을 증폭시키고, 증폭된 송신신호를 순환기(211)로 전달한다.
리미터(213)는 순환기(211)를 통해 입력되는 수신신호의 레벨을 기 설정된 레벨로 제한함으로써 저잡음 증폭기(214) 이후의 수신채널의 구성요소들이 손상되는 것을 방지한다.
저잡음 증폭기(214)는 리미터(213)로부터 전달된 수신신호의 이득을 저잡음으로 증폭시킨다.
위상 변위기(215)는 제어기(220)로부터 전달된 제어신호에 따라 송신신호 및 수신신호의 위상을 조정한다.
가변감쇄기(216)는 제어기(220)로부터 전달된 제어신호에 따라 송신신호 및 수신신호의 크기를 조정한다.
스위치들(217, 218, 219)은 제어기(220)로부터 전달된 제어신호에 따라 스위칭되어 송신채널 및 수신채널을 분리하여 형성한다.
다만, 도 2에 도시된 송수신 모듈(210)의 구조는 예시에 해당하며, 능동 위상배열 레이더 시스템의 성능 파라미터들, 공간 활용도 및 비용 등을 고려하여 도 2와 다른 구조로도 구현될 수 있다.
전력 분배/결합기(220)는 도 1의 전력 분배/결합기(114)와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
전원 공급기(230)는 주 전원 공급 장치로부터 공급된 전원을 각각의 송수신 모듈들(210-1, 210-2, ..., 210-N) 및 제어기(240)에 전달한다. 또한, 전원 공급기(230)는 송신모드로 동작하는 송수신 모듈들 각각(210-1, 210-2, ..., 210-N)의 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 측정된 전류의 레벨을 검출한다.
전원 공급기(230)는 전류 감지기(232) 및 검출기(234)를 포함할 수 있다. 전류 감지기(232)는 송수신 모듈들 각각(210-1, 210-2, ..., 210-N)의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하며, 검출기(234)는 전류 감지기(232)에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출한다.
제어기(240)는 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N) 내의 각 구성요소의 전반적인 동작을 제어한다. 제어기(240)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 배열로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
예를 들어, 제어기(240)는 안테나 빔의 송수신 방향을 원하는 방향으로 조향하기 위해, 위상 변위기(215) 및 가변감쇄기(216)로 위상 및 크기 조절을 위한 제어신호를 전송할 수 있다. 또한, 제어기(240)는 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N)의 송신채널 또는 수신채널이 형성되도록 스위치들(217, 218, 219)로 제어신호를 전송함으로써, 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N)이 수신모드 및 송신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작하도록 할 수 있다. 이외에도, 제어기(240)는 각 모드에서의 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N)의 동작을 위해 필요한 각종 제어신호를 생성하여 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N)로 전송할 수 있다.
제어기(240)는 송수신 모듈(210)로 인가되는 전류의 레벨과 관련된 신호를 전원 공급기(230)로부터 전달받고,전달된 신호에 기초하여 송수신 모듈(210-1, 210-2, ..., 210-N)의 송신채널의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 송신채널로 인가되는 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인 것으로 검출기(234)에 의해 검출된 경우, 제어기(240)는 해당 송신채널을 정상 동작 채널로 판단할 수 있다. 반대의 경우, 제어기(240)는 해당 송신채널을 이상 동작(또는 고장) 채널로 판단할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 송수신 모듈의 송신채널을 점검하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어기(240)는 송수신 블록(200)에 포함된 복수의 송수신 모듈들(210-1, 210-2, ..., 210-N) 중 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하고자 하는 점검 대상 송수신 모듈(예: 210-1)로 송신명령 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 송신명령 신호는 송신모드로의 동작을 명령하는 신호로서, 예를 들어, 송신채널에 포함된 전력 증폭기(212)의 구동을 명령하는 제어신호를 포함할 수 있다.
제어기(240)로부터 송신명령 신호가 수신됨에 따라, 송수신 모듈(210-1)의 송신채널로 전류가 인가되기 시작한다. 전류 감지기(232)는 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 측정 결과를 검출기(234)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 전류 감지기(232)에 의해 측정된 전류는 전력 증폭기(212)의 구동에 따라 송신채널로 인가된 전류일 수 있으며, 도 3에 도시된 측정 전류 파형과 같이 나타날 수 있다.
검출기(234)는 전류 감지기(232)로부터 전달된 전류 측정 결과를 모니터링하며, 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호는 도 3과 같은 펄스신호로 나타날 수 있다.
제어기(240)는 검출신호가 감지되는 경우, 점검 대상 송수신 모듈(210-1)의 송신채널을 정상 동작 채널로 판단할 수 있다.
제어기(240)는 송수신 블록(200)에 포함되는 다른 송수신 모듈들에 대해서도 상술한 실시예와 같이 송신채널을 점검할 수 있다. 다만, 전원 공급기(230)에 포함되는 전류 감지기(232) 및 검출기(234)의 배치는 실시예들에 따라 달라질 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하는데 불필요한 구성들은 도시가 생략되어 있다.
송수신 블록(400)은 복수의 송수신 모듈들(410) 및 전원 공급기(420)를 포함한다. 전원 공급기(420)는 복수의 송수신 모듈들(410) 각각의 송신채널에 인가되는 전류를 측정 및 검출할 수 있다.
본 실시예에서, 전원 공급기(420)는 각 송수신 모듈(410-1, 410-2, 410-3, …, 410-N)에 대응하는 복수의 전류 감지기들(422-1, 422-2, 422-3, …, 422-N) 및 복수의 검출기들(424-1, 424-2, 424-3, …, 424-N)을 포함한다.
예를 들어, 송수신 모듈(410-1)에 대응하는 전류 감지기(422-1) 및 검출기(424-1)는 제1 송신채널을 점검하는데 이용되고, 송수신 모듈(410-2)에 대응하는 전류 감지기(422-2) 및 검출기(424-2)는 제2 송신채널을 점검하는데 이용되며, 송수신 모듈(410-3)에 대응하는 전류 감지기(422-3) 및 검출기(424-3)는 제3 송신채널을 점검하는데 이용되고, 송수신 모듈(410-N)에 대응하는 전류 감지기(422-N) 및 검출기(424-N)는 제N 송신채널을 점검하는데 이용된다.
각 전류 감지기(422-1, 422-2, 422-3, …, 422-N)는 대응되는 각 송수신 모듈(410-1, 410-2, 410-3, …, 410-N)의 송신채널에 인가되는 전류를 개별적으로 측정한다. 각 검출기(424-1, 424-2, 424-3, …, 424-N)는 대응되는 각 전류 감지기(422-1, 422-2, 422-3, …, 422-N)에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출한다.
각 검출기(424-1, 424-2, 424-3, …, 424-N)에 의한 검출 결과에 따라 각 송수신 모듈(410-1, 410-2, 410-3, …, 410-N)의 송신채널의 정상 동작 여부가 확인될 수 있다.
예를 들어, 제어기는 복수의 송수신 모듈들(410) 중 점검하고자 하는 송수신 모듈로 송신명령 신호를 전송하고, 송신명령 신호를 수신한 송수신 모듈과 연결된 전류 감지기 및 검출기의 전류 측정 결과 및 검출 결과에 기초하여 해당 송신채널의 정상 동작 여부를 점검할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4와 마찬가지로, 전류 감지기 및 검출기의 배치 구성을 설명하는데 불필요한 구성들은 도시가 생략되어 있다.
도 4의 실시예와 유사하게, 송수신 블록(500)은 복수의 송수신 모듈들(510) 및 전원 공급기(520)를 포함하며, 전원 공급기(520)는 복수의 송수신 모듈들(510) 각각의 송신채널에 인가되는 전류를 측정 및 검출할 수 있다. 다만, 도 4의 실시예와 달리, 본 실시예에서 전원 공급기(520)는 하나의 전류 감지기(522) 및 하나의 검출기(524)를 이용하여 복수의 송수신 모듈들(510) 각각의 송신채널에 인가되는 전류를 측정 및 검출한다.
예를 들어, 전원 공급기(520)는 전류 감지기(522) 및 검출기(524)를 이용하여 송수신 모듈(510-1)의 제1 송신채널, 송수신 모듈(510-2)의 제2 송신채널, 송수신 모듈(510-3)의 제3 송신채널 및 송수신 모듈(510-N)의 제N 송신채널을 각각 점검할 수 있다.
전류 감지기(522)는 점검 대상의 각 송수신 모듈(510-1, 510-2, 510-3, …, 510-N)의 송신채널에 인가되는 전류를 측정하고, 검출기(524)는 전류 감지기(522)에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출한다.
검출기(524)에 의한 검출 결과에 따라 각 송수신 모듈(510-1, 510-2, 510-3, …, 510-N)의 송신채널의 정상 동작 여부가 확인될 수 있다.
예를 들어, 제어기는 복수의 송수신 모듈들(510) 중 점검하고자 하는 송수신 모듈로 송신명령 신호를 전송하고, 전류 감지기(522) 및 검출기(524)의 전류 측정 결과 및 검출 결과에 기초하여 해당 송신채널의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 송신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 제어기(420, 520)는 송수신 블록(400, 500)에 포함된 복수의 송수신 모듈들(410, 510)의 각 송신채널의 정상 동작 여부를 시분할 방식으로 순차적으로 확인할 수 있다. 즉, 제어기(420, 520)는 각 송신채널을 점검하기 위한 점검구간을 시분할하여, 구간 별로 각 송신채널에 대한 점검을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 6은 각 송신채널의 점검을 위하여, 제어기(420, 520)에 의해 각 점검 대상 송수신 모듈로 전송되는 송신명령 신호를 나타낸다. 제어기(420, 520)는 제1 송신채널을 점검하기 위해 송수신 모듈(410-1, 510-1)로 송신명령 신호를 전송하고, 제1 구간(t1) 동안 해당 송수신 모듈(410-1, 510-1)로 인가되는 전류의 레벨에 기초하여 제1 송신채널의 정상 동작 여부를 확인한다. 제1 구간(t1)이 만료되면, 제어기(420, 520)는 제2 송신채널을 점검하기 위해 송수신 모듈(410-2, 510-2)로 송신명령 신호를 전송하고, 제2 구간(t2) 동안 해당 송수신 모듈(410-2, 510-2)로 인가되는 전류의 레벨에 기초하여 제2 송신채널의 정상 동작 여부를 확인한다. 제2 구간(t3)이 만료되면, 제어기(420, 520)는 상술한 바와 같이 나머지 구간(t3, t4, …, tn) 동안 나머지 송신채널들을 순차적으로 점검할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7에 도시된 송신채널 점검 방법의 각 단계는 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 능동 위상배열 안테나 장치에 포함된 제어기에 의해 시계열적으로 처리될 수 있다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1, 도 2, 도 4 및 도 5의 제어기의 동작과 관련하여 상술한 내용은 도 7의 송신채널 점검 방법에도 적용될 수 있다.
단계 S710에서, 능동 위상배열 안테나 장치는, 능동 위상배열 안테나 장치에 포함된 복수의 송수신 모듈들 중 점검 대상 송수신 모듈이 송신모드로 동작하도록, 점검 대상 송수신 모듈을 제어한다.
일 실시예에 따르면, 능동 위상배열 안테나 장치는 점검 대상 송수신 모듈로 송신명령 신호를 전송할 수 있다. 여기서, 송신명령 신호는 송신모드로의 동작을 명령하는 신호로서, 예를 들어, 점검 대상 송수신 모듈의 송신채널에 포함된 전력 증폭기의 구동을 명령하는 제어신호를 포함할 수 있다.
단계 S720에서, 능동 위상배열 안테나 장치는 점검 대상 송수신 모듈의 송신채널로 인가되는 전류를 측정한다.
예를 들어, 능동 위상배열 안테나 장치는 전력 증폭기의 구동에 따라 송신채널로 인가되는 전류를 측정할 수 있다.
단계 S730에서, 능동 위상배열 안테나 장치는 단계 S720에서 측정된 전류에 기초하여 점검 대상 송수신 모듈의 송신채널의 정상 동작 여부를 확인한다.
일 실시예에 따르면, 단계 S720에는 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 단계 및 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인 것으로 검출되는 경우, 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계가 포함될 수 있다.
예를 들어, 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 단계는, 점검 대상 송수신 모듈의 송신채널에 대해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 한편, 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계는, 검출신호가 감지되는 경우 해당 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
전술한 본 명세서의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 명세서의 내용이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 실시예의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 송신모드 및 수신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작하며, 상기 송신모드에서는 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하고, 상기 수신모드에서는 수신채널을 형성하여 상기 복사소자를 통해 수신신호를 입력받는 복수의 송수신 모듈들;
    상기 복수의 송수신 모듈들로 전원을 공급하며, 상기 송신모드로 동작하는 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전류의 레벨을 검출하는 전원 공급기; 및
    상기 복수의 송수신 모듈들의 상기 송신모드 및 상기 수신모드 간의 전환 및 각 모드에서의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급기에 의해 검출된 상기 측정된 전류의 레벨에 기초하여 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하는 제어기;를 포함하고,
    상기 전원 공급기는,
    상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하는 전류 감지기; 및
    상기 전류 감지기에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 검출기;를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 복수의 송수신 모듈들 중 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하고자 하는 점검 대상 송수신 모듈로 상기 송신모드로의 동작을 명령하는 송신명령 신호를 전송하고,
    상기 검출기는, 상기 송신명령 신호에 따라 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널의 상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성하고,
    상기 제어기는, 상기 검출신호가 감지되는 경우 상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 송신모드 및 수신모드 중 어느 하나의 모드로 전환되어 동작하며, 상기 송신모드에서는 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하고, 상기 수신모드에서는 수신채널을 형성하여 상기 복사소자를 통해 수신신호를 입력받는 복수의 송수신 모듈들;
    상기 복수의 송수신 모듈들로 전원을 공급하며, 상기 송신모드로 동작하는 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하고, 상기 측정된 전류의 레벨을 검출하는 전원 공급기; 및
    상기 복수의 송수신 모듈들의 상기 송신모드 및 상기 수신모드 간의 전환 및 각 모드에서의 동작을 제어하며, 상기 전원 공급기에 의해 검출된 상기 측정된 전류의 레벨에 기초하여 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 확인하는 제어기;를 포함하고,
    상기 전원 공급기는,
    상기 복수의 송수신 모듈들 각각에 대응하여 개별적으로 각 송수신 모듈의 상기 송신채널에 인가되는 전류를 측정하는 복수의 전류 감지기들; 및
    상기 복수의 전류 감지기들 각각에 대응하여 개별적으로 각 전류 감지기에 의해 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 복수의 검출기들을 포함하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    시분할 방식으로 상기 복수의 송수신 모듈들 각각의 상기 송신채널의 정상 동작 여부를 순차적으로 확인하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  7. 능동 위상배열 안테나 장치의 송신채널 점검 방법에 있어서,
    상기 능동 위상배열 안테나 장치에 포함된 복수의 송수신 모듈들 중 점검 대상 송수신 모듈이 송신채널을 형성하여 복사소자를 통해 송신신호를 출력하는 송신모드로 동작하도록 상기 점검 대상 송수신 모듈을 제어하는 단계;
    상기 점검 대상 송수신 모듈의 상기 송신채널로 인가되는 전류를 측정하는 단계;
    상기 측정된 전류의 레벨이 기 설정된 레벨 이상인지 여부를 검출하는 단계;
    상기 측정된 전류의 레벨이 상기 기 설정된 레벨 이상인 경우 검출신호를 생성하는 단계; 및
    상기 검출신호가 감지되는 경우 상기 송신채널을 정상 동작 채널로 판단하는 단계;
    를 포함하는 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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