KR102125997B1 - 능동 위상배열 안테나 장치 및 이를 포함하는 레이더 시스템 - Google Patents

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KR102125997B1
KR102125997B1 KR1020190082830A KR20190082830A KR102125997B1 KR 102125997 B1 KR102125997 B1 KR 102125997B1 KR 1020190082830 A KR1020190082830 A KR 1020190082830A KR 20190082830 A KR20190082830 A KR 20190082830A KR 102125997 B1 KR102125997 B1 KR 102125997B1
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서승희
박홍우
양종원
정윤권
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국방과학연구소
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    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
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Abstract

본 개시는 주안테나 및 부엽차단안테나를 포함하는 능동 위상배열 안테나 장치를 개시한다. 주안테나는, 복수의 배열소자들을 포함하며, 송신채널 점검 모드에서 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력하고, 수신채널 점검 모드에서 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신한다. 부엽차단안테나는, 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 안테나로서, 송신채널 점검 모드에서 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 제1 점검신호를 수신하고, 수신채널 점검 모드에서 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 제2 점검신호를 출력한다.

Description

능동 위상배열 안테나 장치 및 이를 포함하는 레이더 시스템{ACTIVE PHASED-ARRAY ANTENNA APPARATUS AND RADAR SYSTEM COMPRISING THE SAME}
본 개시는 능동 위상배열 안테나 장치 및 이를 포함하는 레이더 시스템에 관한 것이다.
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 다수의 송수신 모듈(Transmit-Receive Module, TRM)이 배치되며, 송수신 모듈은 수 백 개에서 수 천 개까지 포함될 수 있다. 각각의 송수신 모듈이 독립적인 개별 송수신 채널을 형성하므로, 능동 위상배열 레이더 시스템은 각 송수신 모듈의 크기 및 위상을 조절함으로써 빔조향을 전자적으로 수행하는 것이 가능하다. 송수신 모듈은 레이더 시스템의 성능 및 기능을 결정하는 핵심 소자로서, 각 송수신 모듈의 송수신 채널에 대한 고장유무, 성능저하 등의 정상 동작 여부를 점검하는 것이 필요하다.
한편, 각 송수신 모듈의 송수신 채널은 온도 등의 환경변화에 따라 RF 특성이 변화할 수 있으므로, 채널 별 RF 특성변화를 검출하여 보정할 필요가 있다. 종래의 보정 기법은 각각의 송수신 모듈 내부에 결합기 및 검출기를 포함하는 회로를 구성함으로써 보정경로를 형성하고, 피드백 경로를 통한 보정을 수행한다. 이러한 기법은 수 백 개에서 수 천 개에 이르는 송수신모듈 각각에 보정경로회로를 구현해야 하므로, 안테나 크기의 제약이 크지 않은 지상 및 해상용 레이더 시스템에는 적용 가능하나, 크기와 무게의 제약이 큰 항공용 레이더 시스템에는 적용이 어려운 실정이다.
다른 종래의 보정 기법으로 외부에 별도의 안테나를 사용하여 보정을 수행하는 기법이 있다. 이 기법은 부가적인 장치를 필요로 하고, 능동 위상배열 안테나 외의 별도의 안테나가 장착되어야 하므로, 항공용 레이더 시스템에 적용 시 사용이 어려운 한계가 있다.
또한, 배열안테나 내의 일부 안테나들을 보정용 채널로 활용하여, 보정용 채널인 일부 안테나들과 나머지 다른 안테나들 간의 결합을 통해 송수신채널을 보정하는 기법이 있다. 그러나 이러한 기법에 따르면, 위상배열 안테나 특성상 별도의 채널구성 및 제어가 필요하고, 보정용 채널로 활용되는 안테나는 보정 외의 안테나 기능을 수행할 수 없으므로 안테나 이득 및 패턴성능 등을 저하시킨다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1954183호
본 개시는 부가적인 장치나 회로를 구성할 필요 없이 개별 채널을 점검 및 보정할 수 있는 능동 위상배열 안테나 장치 및 이를 포함하는 레이더 시스템을 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, 복수의 배열소자들을 포함하며, 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력하고, 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신하는 주안테나; 및 상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 안테나로서, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하는 부엽차단안테나;를 포함할 수 있다.
상기 주안테나는, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시키고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시킬 수 있다.
상기 부엽차단안테나는, 수신된 상기 제1 점검신호를 상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 수신신호의 전달경로로 전송하고, 상기 제2 점검신호를 상기 부엽차단안테나의 복사소자로 전송하는 순환기를 포함할 수 있다.
상기 부엽차단안테나는, 상기 복수의 배열소자들 중 일부의 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되고, 상기 능동 위상배열 안테나 장치는, 상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들을 제외한 나머지 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되는 보조안테나를 더 포함할 수 있다.
상기 보조안테나는, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력할 수 있다.
상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들 및 상기 나머지 배열소자들은, 상기 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면에서의 배열 위치에 따라 분류될 수 있다.
다른 측면에 따른 능동 위상배열 레이더 시스템은, 복수의 배열소자들을 포함하며, 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력하고, 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신하는 주안테나; 상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 안테나로서, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하는 부엽차단안테나; 및 상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호에 기초하여 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널 상태를 확인하고, 상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호에 기초하여 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널 상태를 확인하고, 상기 확인된 상태에 따라 상기 송신채널 및 상기 수신채널을 보정하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 상기 제1 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널이 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 상기 제1 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 상기 송신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 상기 제2 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널이 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 상기 제2 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 상기 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호는, 상기 복수의 배열소자들 각각의 상기 수신채널이 동일한 수신레벨을 갖도록 수신이득을 조절하기 위한 제어신호를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 능동 위상배열 안테나 장치 내부에 보정을 위한 추가적인 커플링 경로 및 신호분배기 회로를 필요로 하지 않으므로, 능동 위상배열 안테나 장치의 크기 및 무게를 줄일 수 있으며, 결과적으로 제조 비용도 절감할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 외부에 보정을 위한 별도의 안테나(예를 들어, 혼안테나)를 포함하는 추가적인 측정장비 및 챔버와 같은 시설을 필요로 하지 않으므로, 보정을 수행하기 위한 시스템을 단순화시킬 수 있으며 제조 비용 또한 절감할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 능동 위상배열 레이더 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 일부 수신채널의 신호크기 측정 결과를 나타내는 예시도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면의 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 송신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 수신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 송신채널 및 수신채널 점검 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 송신채널 및 수신채널 보정 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 레이더 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 능동 위상배열 레이더 시스템(100)에는 본 실시예와 관련된 구성들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 능동 위상배열 레이더 시스템(100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
능동 위상배열 레이더 시스템(100)은 능동 위상배열 안테나 장치(110), 제어부(120) 및 송수신부(130)를 포함한다. 능동 위상배열 안테나 장치(110)는 주안테나(112) 및 부엽차단안테나(114)를 포함한다. 능동 위상배열 안테나 장치(110)는 실시예에 따라서 보조안테나(116)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조안테나(116)는 부엽차단안테나(114)와 같이 부엽차단을 위해 이용되는 안테나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
주안테나(112)는 복수의 배열소자들을 포함하며, 복수의 배열소자들을 통해 RF 신호(송신신호)를 자유 공간으로 방사하고, 자유 공간으로부터 RF 신호(수신신호)를 수신한다. 각각의 배열소자는 한 쌍의 복사소자 및 송수신 모듈로 구성될 수 있다.
주안테나(112)는 송신 동작 시, 복수의 송수신 모듈들로 송신신호를 분배하고, 각 송수신 모듈을 이용하여 송신신호를 증폭한 후 각 복사소자를 통해 송신신호를 출력한다. 이 때, 주안테나(112)는 각 송수신 모듈을 통해 송신신호의 크기 및 위상을 가변함으로써, 송신빔의 빔조향을 수행한다. 한편, 수신 동작 시, 주안테나(112)는 각 복사소자를 통해 입력된 수신신호의 크기 및 위상을 각 송수신 모듈을 통해 조절함으로써, 수신빔의 빔조향을 수행한다.
또한, 주안테나(112)는 복수의 배열소자들 각각의 송신채널 및 수신채널의 점검을 위하여 송신채널 점검 모드 및 수신채널 점검 모드로 동작할 수 있다. 송신채널 점검 모드에서, 주안테나(112)는 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력한다. 이하, 제1 점검신호는 주안테나(112)의 복수의 배열소자들 각각의 송신채널을 점검하기 위해 각 배열소자로부터 출력되는 송신신호를 지칭한다.
한편, 수신채널 점검 모드에서, 주안테나(112)는 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신한다. 이하, 제2 점검신호는 복수의 배열소자들 각각의 수신채널을 점검하기 위해 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)로부터 출력되는 신호로서, 주안테나(112)의 각 배열소자로 입력되는 수신신호를 지칭한다.
부엽차단안테나(114)는 주안테나(112)의 부엽 방향으로 수신되는 부엽신호를 차단하기 위해 이용되는 안테나이다. 부엽차단안테나(114)는 부엽차단뿐만 아니라, 주안테나(112)의 각 배열소자의 송신채널 및 수신채널의 점검에도 이용된다.
부엽차단안테나(114)는 송신채널 점검 모드에서, 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 제1 점검신호를 수신하는 한편, 수신채널 점검 모드에서, 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 제2 점검신호를 출력한다.
보조안테나(116)는 부엽차단안테나(114)와 마찬가지로, 주안테나(112)의 각 배열소자의 송신채널 및 수신채널의 점검에 이용될 수 있다. 보조안테나(116)도 송신채널 점검 모드에서, 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 제1 점검신호를 수신하는 한편, 수신채널 점검 모드에서 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 제2 점검신호를 출력할 수 있다.
보조안테나(116)는 예를 들어, 거리에 따른 신호감쇄 또는 능동 위상배열 안테나 장치(110)의 개구면 형태로 인하여 부엽차단안테나(114)만을 이용하여 모든 배열소자들에 대한 채널 점검을 수행하기 어려운 경우에 추가될 수 있다.
일 실시예에서, 부엽차단안테나(114)는 주안테나(112)의 복수의 배열소자들 중 일부의 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되고, 보조안테나(116)는 부엽차단안테나(114)를 이용하여 점검되는 배열소자들을 제외한 나머지 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, 주안테나(112)의 복수의 배열소자들은 능동 위상배열 안테나 장치(110)의 개구면에서의 배열 위치에 따라 2개의 배열소자 그룹들로 분류될 수 있고, 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)는 각각 대응되는 배열소자 그룹에 해당하는 배열소자들의 채널 점검에 이용될 수 있다.
필요에 따라, 보조안테나(116)는 복수의 보조안테나들을 포함할 수 있다. 이 경우 주안테나(112)의 배열소자들은 3개 이상의 배열소자 그룹들로 분류될 수 있으며, 부엽차단안테나(114) 및 복수의 보조안테나들 중 대응되는 어느 하나의 안테나를 이용하여 배열소자 그룹 별로 채널이 점검될 수 있다.
제어부(120)는 능동 위상배열 레이더 시스템(100)에 포함되는 구성요소들의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 능동 위상배열 레이더 시스템(100)의 신호처리기로 구현되거나, 또는 도 1에 도시된 바와 달리, 능동 위상배열 안테나 장치(110) 내부에 구현될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어부(120)는 안테나 장치(110)의 송신모드 및 수신모드 간의 전환을 제어하며, 주안테나(112)에 포함된 송수신 모듈들 각각에 대해 송수신 신호의 위상과 크기를 조절하여 송수신빔의 방향을 제어한다.
또한, 제어부(120)는 주안테나(112)에 포함된 각 배열소자의 송신채널 및 수신채널을 점검 및 보정하기 위해 필요한 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)에 의해 수신된 제1 점검신호에 기초하여 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널 상태를 확인하고, 주안테나(112)에 의해 수신된 제2 점검신호에 기초하여 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널 상태를 확인함으로써, 각 배열소자의 송신채널 및 수신채널을 점검할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)에 의해 수신된 제1 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 제1 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 점검 대상 배열소자의 송신채널이 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 주안테나(112)에 의해 수신된 제2 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 제2 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 점검 대상 배열소자의 수신채널이 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 비정상 상태에는 고장이 발생한 상태 및 소정 수준 이하로 성능이 저하된 상태 등이 포함될 수 있다. 제어부(120)에 의해 비정상 상태로 판단된 배열소자는 교체될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 확인된 배열소자의 채널 상태에 따라 송신채널 및 수신채널을 보정하기 위한 제어신호를 생성한다. 레이더 시스템(100)의 동작 중 온도변화 등의 환경적 요인 또는 기타 요인에 의해 송수신 신호의 크기 및 위상이 변화할 수 있는데, 제어부(120)는 이러한 변화를 검출하여 보정함으로써 레이더 시스템(100)이 정상 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)에 의해 수신된 제1 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 제1 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 점검 대상 배열소자의 송신채널의 크기 및 위상 오차를 검출할 수 있다. 제어부(120)는 검출된 송신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 주안테나(112)에 의해 수신된 제2 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 제2 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 점검 대상 배열소자의 수신채널의 크기 및 위상 오차를 검출할 수 있다. 제어부(120)는 검출된 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호는, 주안테나(112)에 포함된 배열소자들 각각의 수신채널이 동일한 수신레벨을 갖도록 수신이득을 조절하기 위한 제어신호를 포함할 수 있다.
송수신부(130)는 능동 위상배열 안테나 장치(110)에 입력되는 송신신호를 생성하고, 능동 위상배열 안테나 장치(110)로부터 출력되는 4개의 RF 신호를 수신하여 신호처리를 위한 적합한 신호로 변환한다. 예를 들어, 4개의 RF 신호에는 합 신호, 방위각 차 신호, 고각 차 신호 및 부엽차단 신호가 포함될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 송수신 채널의 점검을 위한 능동 위상배열 안테나 장치의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 능동 위상배열 안테나 장치(110)는 주안테나(112) 및 부엽차단안테나(114)를 포함할 수 있다. 주안테나(112)는 복수의 복사소자들(1120), 복수의 송수신 모듈들(1122), 급전모듈(1124), 모노펄스 비교기(1126) 및 순환기(1128)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 복사소자 및 송수신 모듈은 하나의 배열소자를 구성한다.
송신 동작 시, 주안테나(112)는 순환기(1128)를 통해 모노펄스 비교기(1126)로 입력된 송신신호(Tx)를 4개의 신호로 분할하고, 4개로 분할된 송신신호(Tx)를 급전모듈(1124)을 통해 각각의 송수신 모듈로 분배한다. 각 송수신 모듈로 분배된 송신신호(Tx)는 크기 및 위상이 조절되고 증폭되어 각 복사소자를 통해 자유 공간으로 방사된다.
한편, 수신 동작 시, 주안테나(112)는 각 복사소자를 통해 수신신호를 입력 받고, 각 송수신 모듈을 통해 입력된 수신신호의 크기 및 위상을 조절한다. 각 송수신 모듈에 의해 크기 및 위상이 조절된 수신신호는 급전모듈(1124)을 통해 4개의 신호로 결합되어 모노펄스 비교기(1126)로 인가된다. 모노펄스 비교기(1126)에 인가된 4개의 수신신호로부터 합 신호(Σ), 방위각 차 신호(ΔAZ) 및 고각 차 신호(ΔEL)가 생성된다.
이하, 송신채널 점검 모드 및 수신채널 점검 모드에서의 주안테나(112) 및 부엽차단안테나(114)의 동작을 설명한다.
우선 송신채널 점검 모드에 대해 설명한다. 주안테나(112)는 송신채널 점검 모드에서, 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시킬 수 있다. 즉, 주안테나(112)는 복수의 송수신 모듈들(1122) 중 송신채널 점검 대상인 송수신 모듈(예: TRM#1-1)만을 동작시킬 수 있다. 주안테나(112)는 송신신호(Tx)와 같은 경로를 통해 입력된 제1 점검신호(TS1)를 순환기(1128), 모노펄스 비교기(1126) 및 급전모듈(1124)을 통해 송신채널 점검 대상인 송수신 모듈(예: TRM#1-1)로 전달하고, 해당 송수신 모듈과 연결된 복사소자를 통해 제1 점검신호(TS1)를 출력한다.
출력된 제1 점검신호(TS1)는 복사소자(1140)를 통해 부엽차단안테나(114)로 결합되고, 결합된 제1 점검신호(TS1)는 부엽차단 수신모듈(1142)을 통해 부엽차단 채널(SLB)로 출력된다. 부엽차단 채널(SLB)로 출력된 제1 점검신호(TS1)는 제어부(120)에 의해 계측되어 해당 송신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다. 여기서, 부엽차단 채널(SLB)은 주안테나(112)의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 수신신호의 전달경로를 의미한다.
상술한 송신채널 점검 모드에서의 주안테나(112) 및 부엽차단안테나(114)의 동작은 모든 배열소자들에 대하여 순차적으로 반복 수행될 수 있다.
다음으로 수신채널 점검 모드에 대해 설명한다. 주안테나(112)는 수신채널 점검 모드에서, 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시킬 수 있다. 즉, 주안테나(112)는 복수의 송수신 모듈들(1122) 중 수신채널 점검 대상인 송수신 모듈(예: TRM#1-1)만을 동작시킬 수 있다. 부엽차단안테나(114)는 수신채널 점검 모드에서, 부엽차단 수신모듈(1142)에 인가된 제2 점검신호(TS2)를 복사소자(1140)를 통해 출력한다.
출력된 제2 점검신호(TS2)는 수신채널 점검 대상인 배열소자의 복사소자로 결합되고, 결합된 제2 점검신호(TS2)는 점검 대상 배열소자의 송수신 모듈(예: TRM#1-1), 급전모듈(1124), 모노펄스 비교기(1126) 및 순환기(1128)를 통해 합 채널(Σ)로 출력된다. 합 채널(Σ)로 출력된 제2 점검신호(TS2)는 제어부(120)에 의해 계측되어 해당 수신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다.
상술한 수신채널 점검 모드에서의 주안테나(112) 및 부엽차단안테나(114)의 동작은 모든 배열소자들에 대하여 순차적으로 반복 수행될 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 부엽차단 수신모듈(1142)은 순환기(1142a)를 포함할 수 있다. 순환기(1142a)는 복사소자(1140)를 통해 수신된 제1 점검신호(TS1)를 부엽차단 채널(SLB)로 전송하고, 스위치(1150)를 통해 인가된 제2 점검신호(TS2)를 복사소자(1140)로 전송할 수 있다. 본 실시예에 따른 부엽차단안테나(114)는 이와 같은 순환기(1142a)를 포함함으로써 부엽차단을 위한 수신모드 기능뿐만 아니라 주안테나(112)의 송수신채널 점검 모드 기능을 수행할 수 있다.
스위치(1150)는 부엽차단안테나(114)의 모드에 따라 스위칭될 수 있다. 예를 들어, 스위치(1150)는 수신채널 점검 모드에서 도 2와 같이 스위칭되어 제2 점검신호(TS2)가 부엽차단 수신모듈(1142)에 인가되도록 할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 일부 수신채널의 신호크기 측정 결과를 나타내는 예시도이다.
도 3은 4개의 개별 수신채널들 각각을 통해 합 채널(Σ)로 출력된 제2 점검신호의 주파수에 따른 측정 크기를 도시한다. 주파수 별로 기 설정된 기준값에 따라 각 수신채널의 정상 동작 여부 및 크기 오차가 판단될 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 능동 위상배열 안테나 장치(110)는 주안테나(112), 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)를 포함할 수 있다. 도 4의 주안테나(112)는 수신채널 점검 모드에서, 부엽차단안테나(114)로부터 출력된 제2 점검신호(TS2)뿐만 아니라 보조안테나(116)로부터 출력된 제2 점검신호(TS2)도 수신한다는 점을 제외하고는, 도 2의 주안테나(112)와 동일한 구성 및 기능을 갖는다. 따라서, 도 2의 주안테나(112)에 대한 설명 중 도 4의 주안테나(112)에도 중복 적용 가능한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에서, 부엽차단안테나(114)와 보조안테나(116)는 서로 다른 배열소자(또는 송수신 모듈)의 송신채널 및 수신채널의 점검에 이용될 수 있다. 예를 들어, 복수의 송수신 모듈들(1122) 중 송수신 모듈 TRM#1-1부터 TRM#2-N까지는 부엽차단안테나(114)를 이용하여 점검되고, 송수신 모듈 TRM#3-1부터 TRM#4-N까지는 보조안테나(116)를 이용하여 점검될 수 있다.
예를 들어, 송신채널 점검 모드에 있어서, 송수신 모듈 TRM#1-1이 송신채널 점검 대상인 경우, 주안테나(112)는 TRM#1-1만을 동작시키고, 입력된 제1 점검신호(TS1)를 순환기(1128), 모노펄스 비교기(1126) 및 급전모듈(1124)을 통해 TRM#1-1로 전달한다. 전달된 제1 점검신호(TS1)는 TRM#1-1과 연결된 복사소자를 통해 출력된다.
출력된 제1 점검신호(TS1)는 부엽차단안테나(114)의 복사소자(1141)를 통해 부엽차단안테나(114)로 결합되고, 결합된 제1 점검신호(TS1)는 부엽차단 수신모듈(1143)을 통해 부엽차단 채널(SLB)로 출력된다. 부엽차단 채널(SLB)로 출력된 제1 점검신호(TS1)는 제어부(120)에 의해 계측되어 TRM#1-1의 송신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다.
한편, 송수신 모듈 TRM#3-1이 송신채널 점검 대상인 경우, 주안테나(112)는 TRM#3-1만을 동작시키고, 입력된 제1 점검신호(TS1)를 순환기(1128), 모노펄스 비교기(1126) 및 급전모듈(1124)을 통해 TRM#3-1로 전달한다. 전달된 제1 점검신호(TS1)는 TRM#3-1과 연결된 복사소자를 통해 출력된다.
출력된 제1 점검신호(TS1)는 보조안테나(116)의 복사소자(1161)를 통해 보조안테나(116)로 결합되고, 결합된 제1 점검신호(TS1)는 보조 수신모듈(1163)을 통해 부엽차단 채널(SLB)로 출력된다. 부엽차단 채널(SLB)로 출력된 제1 점검신호(TS1)는 제어부(120)에 의해 계측되어 TRM#3-1의 송신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다.
스위치(1154)는 송신채널 점검 대상이 복수의 송수신 모듈들(1122) 중 어느 송수신 모듈인지에 따라 스위칭되어, 제1 점검신호(TS1)가 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)를 통해 부엽차단 채널(SLB)로 전달되도록 할 수 있다.
상술한 송신채널 점검 모드에서의 주안테나(112), 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)의 동작은 각 송수신 모듈에 대하여 순차적으로 반복 수행될 수 있다.
수신채널 점검 모드에 있어서, 송수신 모듈 TRM#1-1이 수신채널 점검 대상인 경우, 주안테나(112)는 TRM#1-1만을 동작시키고, 부엽차단안테나(114)는 부엽차단 수신모듈(1143)에 인가된 제2 점검신호(TS2)를 복사소자(1141)를 통해 출력한다.
출력된 제2 점검신호(TS2)는 TRM#1-1의 복사소자로 결합되고, 결합된 제2 점검신호(TS2)는 TRM#1-1, 급전모듈(1124), 모노펄스 비교기(1126) 및 순환기(1128)를 통해 합 채널(Σ)로 출력된다. 합 채널(Σ)로 출력된 제2 점검신호(TS2)는 제어부(120)에 의해 계측되어 TRM#1-1의 수신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다.
한편, 송수신 모듈 TRM#3-1이 수신채널 점검 대상인 경우, 주안테나(112)는 TRM#3-1만을 동작시키고, 보조안테나(116)는 보조 수신모듈(1163)에 인가된 제2 점검신호(TS2)를 복사소자(1161)를 통해 출력한다.
출력된 제2 점검신호(TS2)는 TRM#3-1의 복사소자로 결합되고, 결합된 제2 점검신호(TS2)는 TRM#3-1, 급전모듈(1124), 모노펄스 비교기(1126) 및 순환기(1128)를 통해 합 채널(Σ)로 출력된다. 합 채널(Σ)로 출력된 제2 점검신호(TS2)는 제어부(120)에 의해 계측되어 TRM#3-1의 수신채널에 대한 점검 및 보정에 이용된다.
스위치(1152)는 수신채널 점검 대상이 복수의 송수신 모듈들(1122) 중 어느 송수신 모듈인지에 따라 스위칭되어, 부엽차단안테나(114) 또는 보조안테나(116)로 제2 점검신호(TS2)가 입력되도록 할 수 있다.
상술한 수신채널 점검 모드에서의 주안테나(112), 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)의 동작은 각 송수신 모듈에 대하여 순차적으로 반복 수행될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 부엽차단 수신모듈(1143)은 순환기(1143a)를 포함하고, 보조안테나(116)는 순환기(1163a)를 포함할 수 있다. 순환기(1143a, 1163a)는 각 복사소자(1141, 1161)를 통해 수신된 제1 점검신호(TS1)를 부엽차단 채널(SLB)로 전송하고, 인가된 제2 점검신호(TS2)를 각 복사소자(1141, 1161)로 전송할 수 있다. 본 실시예에 따른 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)는 각각 이와 같은 순환기(1143a, 1163a)를 포함함으로써 부엽차단을 위한 수신모드 기능뿐만 아니라 주안테나(112)의 송수신채널 점검 모드 기능을 수행할 수 있다.
상술한 도 2 및 도 4에는 부엽차단안테나(114)의 부엽차단 수신모듈(1142, 1143)과 보조안테나(116)의 보조 수신모듈(1163)이 순환기(1142a, 1143a, 1163a)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 각 수신모듈(1142, 1143, 1163)은 전력 증폭기, 리미터(limiter), 저잡음 증폭기 및 가변감쇄기를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 능동 위상배열 안테나 장치의 예시적인 송신채널 및 수신채널 별 점검 방법에 대해 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면의 평면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 송신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 수신채널 별 점검 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면에는 주안테나(112)의 배열소자들이 소정의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 주안테나(112)의 배열소자들은 어느 한 방향으로 지그재그 방식으로 배열되어, 인접하는 3개의 복사소자들의 중심이 삼각형을 형성하는 삼각형 배열이나, 인접하는 4개의 복사소자들의 중심이 정사각형을 형성하는 사각형 배열로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 능동 위상배열 안테나 장치가 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)를 모두 포함하는 경우, 부엽차단안테나(114) 및 보조안테나(116)는 개구면에서 서로 대향하는 위치에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라 도 5에 도시된 바와 다른 적절한 위치들에 부엽차단안테나(114)와 보조안테나(116)가 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 주안테나(112)의 배열소자들은 개구면에서의 배열 위치에 따라 복수의 배열소자 그룹들로 분류될 수 있다. 예를 들어, 배열소자들은 부엽차단안테나(114)와 인접한 위치에 배치된 제1 그룹과 보조안테나(116)와 인접한 위치에 배치된 제2 그룹으로 분류될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 그룹에 해당하는 배열소자들 각각에 의해 출력된 제1 점검신호(TS1)는 부엽차단안테나(114)에 결합될 수 있고, 제2 그룹에 해당하는 배열소자들 각각에 의해 출력된 제1 점검신호(TS1)는 보조안테나(116)에 결합될 수 있다.
도 7을 참조하면, 부엽차단안테나(114)에 의해 출력된 제2 점검신호(TS2)는 제1 그룹에 해당하는 배열소자들 각각에 결합될 수 있고, 보조안테나(116)에 의해 출력된 제2 점검신호(TS2)는 제2 그룹에 해당하는 배열소자들 각각에 결합될 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 송신채널 및 수신채널 점검 및 보정 방법에 대해 설명한다. 도 8 및 도 9에 도시된 각 단계들은 도 1 내지 도 7을 참조하여 상술한 능동 위상배열 레이더 시스템에 의해 수행될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 송신채널 및 수신채널 점검 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S800에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 송신채널 및 수신채널 중 점검을 수행할 채널을 결정할 수 있다.
송신채널이 점검 대상인 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S810에서 주안테나의 제N 송신채널을 통해 제1 점검신호를 출력할 수 있고, 단계 S811에서 부엽차단안테나/보조안테나를 통해 제1 점검신호를 수신할 수 있다.
단계 S812에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 수신한 제1 점검신호의 크기를 측정할 수 있다.
단계 S813에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 측정된 제1 점검신호의 크기에 기초하여 제N 송신채널이 정상 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제N 송신채널의 크기가 기준레벨 이하인 경우, 제N 송신채널은 비정상 상태인 것으로 판단될 수 있다.
단계 S814에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S813에서 정상 동작 여부에 대해 판단된 제N 송신채널이 주안테나에 포함된 복수의 점검 대상 송신채널들 중 마지막 점검 대상 송신채널인지 판단할 수 있다.
제N 송신채널이 마지막 점검 대상 송신채널이 아닌 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제N 송신채널에 이어서 점검될 송신채널을 동작시키고(S815), 단계 S810 내지 단계 S814를 반복한다.
제N 송신채널이 마지막 점검 대상 송신채널인 경우, 단계 S816에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 점검 대상 송신채널들 중 정상 동작하지 않는 송신채널의 수(즉, 고장 수량)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 결정된 고장 수량이 적정 수량 이상인 경우, 시스템 운용자는 정상 동작하지 않는 것으로 판단된 송신채널에 해당하는 송수신 모듈을 교체할 수 있다. 반면, 결정된 고장 수량이 적정 수량 미만인 경우, 성능 저하가 발생할 수는 있으나 레이더 시스템 자체는 정상적으로 운용될 수 있으므로, 시스템 운용자는 송수신 모듈을 교체하지 않을 수 있다.
한편, 수신채널이 점검 대상인 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S820에서 부엽차단안테나/보조안테나를 통해 제2 점검신호를 출력할 수 있고, 단계 S821에서 주안테나의 제N 수신채널을 통해 제2 점검신호를 수신할 수 있다.
단계 S822에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 수신한 제2 점검신호의 크기를 측정할 수 있다.
단계 S823에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 측정된 제2 점검신호의 크기에 기초하여 제N 수신채널이 정상 동작하는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제N 수신채널의 크기가 기준레벨 이하인 경우, 제N 수신채널은 비정상 상태인 것으로 판단될 수 있다.
단계 S824에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S823에서 정상 동작 여부에 대해 판단된 제N 수신채널이 주안테나에 포함된 복수의 점검 대상 수신채널들 중 마지막 점검 대상 수신채널인지 판단할 수 있다.
제N 수신채널이 마지막 점검 대상 수신채널이 아닌 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제N 수신채널에 이어서 점검될 수신채널을 동작시키고(S825), 단계 S820 내지 단계 S824를 반복한다.
제N 수신채널이 마지막 점검 대상 수신채널인 경우, 단계 S826에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 점검 대상 수신채널들 중 정상 동작하지 않는 수신채널의 수(즉, 고장 수량)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 결정된 고장 수량이 적정 수량 이상인 경우, 시스템 운용자는 정상 동작하지 않는 것으로 판단된 수신채널에 해당하는 송수신 모듈을 교체할 수 있다. 반면, 결정된 고장 수량이 적정 수량 미만인 경우, 성능 저하가 발생할 수는 있으나 레이더 시스템 자체는 정상적으로 운용될 수 있으므로, 시스템 운용자는 송수신 모듈을 교체하지 않을 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 송신채널 및 수신채널 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
단계 S900에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 송신채널 및 수신채널 중 보정을 수행할 채널을 결정할 수 있다.
송신채널이 보정 대상인 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S910에서 주안테나의 제N 송신채널을 통해 제1 점검신호를 출력할 수 있고, 단계 S911에서 부엽차단안테나/보조안테나를 통해 제1 점검신호를 수신할 수 있다.
단계 S912에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 수신한 제1 점검신호의 크기 및 위상을 측정할 수 있다.
단계 S913에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 측정된 제1 점검신호의 크기 및 위상에 기초하여 제N 송신채널을 보정할 수 있다. 예를 들어, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제1 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 제N 송신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
단계 S914에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S913에서 보정된 제N 송신채널이 주안테나에 포함된 복수의 보정 대상 송신채널들 중 마지막 보정 대상 송신채널인지 판단할 수 있다.
제N 송신채널이 마지막 보정 대상 송신채널이 아닌 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제N 송신채널에 이어서 보정될 송신채널을 동작시키고(S915), 단계 S910 내지 단계 S914를 반복한다.
한편, 수신채널이 보정 대상인 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S920에서 부엽차단안테나/보조안테나를 통해 제2 점검신호를 출력할 수 있고, 단계 S921에서 주안테나의 제N 수신채널을 통해 제2 점검신호를 수신할 수 있다.
단계 S922에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 수신한 제2 점검신호의 크기 및 위상을 측정할 수 있다.
단계 S923에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 측정된 제2 점검신호의 크기 및 위상에 기초하여 제N 수신채널을 보정할 수 있다. 예를 들어, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제2 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 제N 수신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
단계 S924에서, 능동 위상배열 레이더 시스템은 단계 S923에서 보정된 제N 수신채널이 주안테나에 포함된 복수의 보정 대상 수신채널들 중 마지막 보정 대상 수신채널인지 판단할 수 있다.
제N 수신채널이 마지막 보정 대상 수신채널이 아닌 경우, 능동 위상배열 레이더 시스템은 제N 수신채널에 이어서 보정될 수신채널을 동작시키고(S925), 단계 S920 내지 단계 S924를 반복한다.
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 (17)

  1. 능동 위상배열 안테나 장치에 있어서,
    복수의 배열소자들을 포함하며, 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력하고, 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신하는 주안테나; 및
    상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 안테나로서, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하는 부엽차단안테나;를 포함하고,
    상기 부엽차단안테나는, 상기 복수의 배열소자들 중 일부의 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되고,
    상기 능동 위상배열 안테나 장치는, 상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들을 제외한 나머지 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되는 보조안테나를 더 포함하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주안테나는,
    상기 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시키고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시키는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부엽차단안테나는,
    수신된 상기 제1 점검신호를 상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 수신신호의 전달경로로 전송하고, 상기 제2 점검신호를 상기 부엽차단안테나의 복사소자로 전송하는 순환기를 포함하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조안테나는, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들 및 상기 나머지 배열소자들은, 상기 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면에서의 배열 위치에 따라 분류되는, 능동 위상배열 안테나 장치.
  7. 능동 위상배열 레이더 시스템에 있어서,
    복수의 배열소자들을 포함하며, 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제1 점검신호를 출력하고, 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자를 통해 제2 점검신호를 수신하는 주안테나;
    상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 안테나로서, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하는 부엽차단안테나; 및
    상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호에 기초하여 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널 상태를 확인하고, 상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호에 기초하여 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널 상태를 확인하고, 상기 확인된 상태에 따라 상기 송신채널 및 상기 수신채널을 보정하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 상기 제1 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널이 비정상 상태인 것으로 판단하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 부엽차단안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 상기 제1 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 상기 송신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호의 크기를 측정하고, 측정된 상기 제2 점검신호의 크기가 기준레벨 이하인 경우 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널이 비정상 상태인 것으로 판단하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주안테나에 의해 수신된 상기 제2 점검신호의 크기 및 위상을 측정하고, 측정된 상기 제2 점검신호의 크기 및 위상을 기준크기 및 기준위상과 비교함으로써 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자의 수신채널의 크기 및 위상 오차를 검출하고, 검출된 상기 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호를 생성하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신채널의 크기 및 위상 오차를 보정하기 위한 제어신호는,
    상기 복수의 배열소자들 각각의 상기 수신채널이 동일한 수신레벨을 갖도록 수신이득을 조절하기 위한 제어신호를 포함하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 주안테나는,
    상기 송신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 송신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시키고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 복수의 배열소자들 중 상기 수신채널 점검 대상인 배열소자만을 동작시키는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 부엽차단안테나는,
    수신된 상기 제1 점검신호를 상기 주안테나의 부엽신호를 차단하는데 이용되는 수신신호의 전달경로로 전송하고, 상기 제2 점검신호를 상기 부엽차단안테나의 복사소자로 전송하는 순환기를 포함하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 부엽차단안테나는, 상기 복수의 배열소자들 중 일부의 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되고,
    상기 능동 위상배열 안테나 장치는, 상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들을 제외한 나머지 배열소자들의 송신채널 및 수신채널 점검을 위해 이용되는 보조안테나를 더 포함하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 보조안테나는, 상기 송신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자로부터 출력된 상기 제1 점검신호를 수신하고, 상기 수신채널 점검 모드에서 상기 나머지 배열소자들 중 수신채널 점검 대상인 배열소자에 결합되도록 상기 제2 점검신호를 출력하고,
    상기 제어부는, 상기 보조안테나에 의해 수신된 상기 제1 점검신호에 기초하여 상기 나머지 배열소자들 중 송신채널 점검 대상인 배열소자의 송신채널 상태를 확인하는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 배열소자들 중 상기 일부의 배열소자들 및 상기 나머지 배열소자들은, 상기 능동 위상배열 안테나 장치의 개구면에서의 배열 위치에 따라 분류되는, 능동 위상배열 레이더 시스템.
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