KR102589826B1 - 안테나 장치 및 안테나 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 비행체에 장착되는 레이돔과, 레이돔의 내부에 설치되며 공냉유로를 가지는 안테나와, 비행체의 외부 또는 내부로부터 가스를 추출하여 공냉유로로 공급할 수 있도록, 레이돔에 설치되며 안테나 및 비행체와 연결되는 공급기를 포함하는 안테나 장치와, 이에 적용되는 안테나 운용 방법으로서, 오염을 방지할 수 있는 안테나 장치 및 안테나 운용 방법이 제시된다.

Description

안테나 장치 및 안테나 운용 방법{ANTENNA APPARATUS AND ANTENNA OPERATING METHOD FOR THEREOF}

본 발명은 안테나 장치 및 안테나 운용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장치의 구성을 단순화시킬 수 있고, 냉매에 의한 오염을 방지할 수 있는 안테나 장치 및 안테나 운용 방법에 관한 것이다.

일반적으로 능동 위상 배열 안테나는 수동 위상 배열 안테나에 비해 전자 소자들의 단위 면적당 발열량이 크다. 따라서, 능동 위상 배열 안테나에는 전자 소자들이 적정한 온도 범위에서 동작할 수 있도록 전자 소자들로부터 발생하는 열을 방열시키기 위한 수냉 장치가 제공된다. 이때, 수냉 장치는 능동 위상 배열 안테나의 탑재체에 함께 탑재된다.

그런데 수냉 장치는 냉각액을 순환시켜서 작동하는 것이므로, 냉각액을 냉각시키기 위한 부가 구성을 갖춰야 한다. 따라서, 수냉 장치는 공냉 장치에 비해 구조가 복잡하며 크기가 크고 무게가 무겁다. 또한, 수냉 장치를 능동 위상 배열 안테나가 탑재된 탑재체에 함께 탑재하기 위해서는 탑재체의 개발과 설계 단계에서부터 수냉 장치의 부가 구성의 배치가 고려되야 한다. 또한, 현존하는 탑재체에 적용하는 경우에는, 탑재체가 별도의 공간, 전력 및 열교환을 위한 부가 구성의 운용 요구사항을 충족하여야 하고, 조건을 만족하는 탑재체에 수냉 장치와 부가 구성을 설치하는 경우에도 설치를 위해 탑재체를 개조하는 부가적인 업무가 수반되야 한다. 또한, 수냉 장치는 냉각액이 누수되는 경우 전자 소자들이 침수되어 고장이 발생할 수 있다. 이에, 수냉 장치를 능동 위상 배열 안테나의 탑재체에 탑재하는 경우 설계, 제작 및 운용 시에 상당한 주의가 필요하다.

또한, 종래에는 항공기에서 기계식 레이다를 운용하였다. 따라서, 종래의 항공기에는 능동 위상 배열 안테나가 탑재되지 않았고, 따라서, 능동 위상 배열 안테나를 위한 수냉 장치도 탑재되지 않았다. 이에, 종래의 항공기에서 능동 위상 배열 안테나를 사용하기 위해서는 수냉 장치 및 그 부가 구성의 탑재 뿐만 아니라, 소모 전력의 증가에 따른 전력 계통의 전자 장비들의 보강설치도 수반되어야 한다. 그러나 항공기에 수냉 장치 및 그 부가 구성을 탑재하고 전자 장비를 보강하는 것은 항공기의 무게 및 공간 상의 제약 때문에 상당한 주의가 필요하다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR 10-2069882 B1

본 발명은 장치의 구성을 단순화시킬 수 있는 안테나 장치 및 안테나 운용 방법을 제공한다.

본 발명은 냉매에 의한 오염을 방지할 수 있는 안테나 장치 및 안테나 운용 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 안테나 장치는, 비행체에 장착되는 레이돔; 상기 레이돔의 내부에 설치되며 공냉유로를 가지는 안테나; 상기 비행체의 외부 또는 내부로부터 가스를 추출하여 상기 공냉유로로 공급할 수 있도록, 상기 레이돔에 설치되며 상기 안테나 및 상기 비행체와 연결되는 공급기;를 포함한다.

상기 공급기는 유입단이 상기 비행체의 외부면 또는 상기 비행체의 내부 공간의 일측에 연결되고 배출단이 상기 공냉유로와 연결될 수 있다.

상기 안테나로부터 가스를 배출시킬 수 있도록 설치되는 배출기; 상기 레이돔의 내부 공간의 공기를 상기 비행체의 내부 공간의 타측으로 배출시키고, 상기 비행체의 내부 공간의 일측으로부터 공기를 유입받을 수 있도록 설치되는 공조기;를 더 포함할 수 있다.

상기 배출기는 상기 공냉유로를 상기 레이돔의 내부 공간에 연결시키도록 설치되거나, 상기 비행체의 내부 공간의 타측에 연결시키도록 설치될 수 있다.

상기 안테나는, 내부에 공간을 가지는 하우징부; 상기 하우징부의 일면에 설치되는 복사부; 복수개의 발열소자를 가지며, 상기 복사부로 송수신되는 신호를 제어하기 위한 제어부; 상기 하우징부에 설치되고, 표면에 상기 제어부가 결합되며 상기 하우징부의 내부의 공간으로부터 고립된 공냉유로를 가지는 냉각부;를 포함할 수 있다.

상기 복사부는 복수개의 열을 따라 배열되고 각각이 송수신하는 신호의 위상이 조절될 수 있는 복수개의 복사소자를 포함하고, 상기 공냉유로는 상기 복수개의 복사소자의 배열 방향을 따라 상기 하우징부의 내부를 가로지르도록 각각 연장되며 상기 복수개의 열의 배치 방향으로 서로 이격될 수 있다.

상기 하우징부의 측면에 배치되며 상기 공냉유로의 제1단부가 연결되는 냉매 분기부;를 포함할 수 있다.

상기 공냉유로의 제2단부는 상기 하우징부의 외부로 개방될 수 있다.

상기 복수개의 발열소자는 상기 공냉유로의 제1단부와 제2단부를 연결시키는 측면들 중의 상기 배치 방향으로 서로 마주보는 제1 및 제2 측면 측에 각각 상기 배열 방향으로 배치될 수 있다.

상기 공냉유로의 측면들과 제1단부 및 제2단부는 상호 밀봉 가능하도록 결합되고, 상기 공냉유로의 상기 제1단부 및 제2단부에는 실링부재가 구비될 수 있다.

상기 냉각부는 상기 공냉유로의 내부면으로부터 돌출되는 복수개의 방열핀부재를 포함할 수 있다.

상기 하우징부의 측면의 상부에는 제1설치구가 형성되고, 하부에는 복수개의 제2설치구가 형성되며, 상기 냉매 분기부는 상기 제1설치구를 관통하도록 설치되고, 상기 공냉유로의 제2단부는 상기 제2설치구에 각각 설치될 수 있다.

상기 냉매 분기부는, 상기 제1설치구의 상측에 배치되는 입구부재; 상기 제1설치구의 하측에서 상기 공냉유로와 각각 연결되며 상기 하우징부의 내부의 공간으로부터 고립되는 복수개의 출구부재; 상기 입구부재와 상기 복수개의 출구부재를 서로 연결시키도록 상기 제1설치구에 설치되는 매니폴드부재;를 포함할 수 있다.

상기 냉매 분기부는, 상기 복수개의 출구부재의 개도를 조절할 수 있도록 상기 매니폴드부재의 내부에 설치되는 하나 이상의 밸브부재;를 포함할 수 있다.

상기 복수개의 출구부재 중 하나 이상의 출구부재는 나머지와 내경의 크기가 상이할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 안테나 운용 방법은, 안테나 장치로 송수신되는 신호를 제어하는 과정; 상기 안테나 장치로 가스를 주입하고, 주입되는 가스를 상기 안테나 장치로부터 배출시키며 열을 방열하는 과정;을 포함하고, 상기 방열하는 과정은, 상기 안테나 장치가 탑재된 비행체의 외부 혹은 내부 공간의 공기로부터 가스를 추출하여 상기 안테나 장치로 주입하는 과정;을 포함한다.

상기 가스를 추출하여 안테나 장치로 주입하는 과정은, 상기 비행체의 외부면을 따라 흐르는 램 에어(ram air)를 공급받는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 가스를 추출하여 안테나 장치로 주입하는 과정은, 상기 비행체의 복수 위치의 온도를 측정하는 과정; 상기 복수 위치 중 온도가 가장 낮은 위치로부터 가스를 공급받는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 방열하는 과정은, 상기 안테나 장치로부터 배출되는 가스를 상기 비행체의 내부 공간으로 배출시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 가스를 상기 비행체의 내부 공간으로 배출시키는 과정은, 상기 안테나 장치로부터 배출되는 가스를 상기 안테나 장치의 레이돔 내부 공간으로 경유시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 방열하는 과정은, 상기 주입되는 가스를 상기 안테나 장치의 내부의 발열소자에 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시키는 과정은, 상기 발열소자가 결합된 상기 안테나 장치의 공냉유로를 따라 상기 주입되는 가스를 이동시키는 과정; 상기 공냉유로의 측면들을 매개로, 신호를 제어하는 중에 상기 발열소자로부터 발생하는 열을 상기 주입되는 가스에 전달하는 과정; 열을 전달받은 가스를 상기 공냉유로로부터 상기 안테나 장치의 외부로 배출하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 주입되는 가스를 이동시키는 과정은, 상기 주입되는 가스를 단일흐름으로 이동시키는 과정; 단일흐름으로 이동되는 가스를 분기하여 복수개의 분기흐름을 형성하고 각각의 분기흐름의 유량을 조절하는 과정;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 공냉유로를 가짐으로써 냉각액의 사용을 배제할 수 있으므로, 냉각액의 순환 및 재생에 필요한 구성을 장치로부터 제거할 수 있고, 이로부터 장치의 구성을 단순화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 소자들이 배치되는 내부 공간으로부터 고립된 공냉유로를 가짐으로써 비접촉 상태로 소자들을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 소자들이 공냉유로 내의 가스와 접촉하는 것이 원천 방지될 수 있다. 이로부터, 가스를 구성하는 성분 및 가스에 혼입된 성분에 의해 소자들이 오염되는 것을 방지할 수 있고, 나아가, 소자로부터 기인하는 물질이 가스에 혼입되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 공냉에 사용할 가스의 종류와 공냉유로로 주입하기 전후의 가스의 필터링 수준에 대한 한정 사항을 엄격하게 유지하지 않아도 되고, 그에 따라 장치의 구성을 더욱 단순화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 공냉유로에 공급하여 소자들의 냉각에 사용하는 가스로서 비행체의 외부를 따라 흐르는 저온 및 고속의 램 에어를 사용할 수 있다. 이로부터 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 공냉유로에 공급하여 소자들의 냉각에 사용하는 가스로서 비행체의 내부 공간에서 온도와 흐름이 안정화된 공기를 사용할 수 있다. 이로부터 장치의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치 및 비행체를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치가 설치된 비행체의 노즈부를 보여주는 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 외형을 보여주는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 하우징부의 일부분을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 냉각부를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치를 절단하여 그 횡단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 횡단면의 일부분을 확대하여 보여주는 확대도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치를 절단하여 그 종단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 냉매 분기부를 보여주는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명은 안테나 장치 및 안테나 운용 방법에 관한 것이다. 이하에서는 안테나 장치 및 안테나 운용 방법이 능동 위상 배열 안테나에 적용되는 경우를 예시하여, 실시 예를 상세하게 설명한다.

물론, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 운용 방법은 방열이 요구되는 각종 전자기기에도 다양하게 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치 및 안테나 운용 방법을 능동 위상 배열 안테나 장치 및 능동 위상 배열 안테나 방열 방법(ACTIVE PHASED ARRAY ANTENNA APPARATUS AND HEAT RADIATING METHOD THEREOF)이라고도 지칭할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치 및 비행체를 보여주는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치가 설치된 비행체의 노즈부를 보여주는 확대도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 외형을 보여주는 개략도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 분해도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 하우징부의 일부분을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 냉각부를 보여주는 개략도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치(1000)는, 공냉유로(410)를 가지는 안테나(1000A), 비행체(1)에 장착되며 안테나(1000A)가 탑재되는 탑재체(1000B)를 포함한다.

안테나(1000A)는, 내부에 공간(V)을 가지는 하우징부(100), 하우징부(100)의 일면에 설치되는 복사부(200), 복수개의 발열소자를 가지며, 복사부(200)로 송수신되는 신호를 제어하기 위한 제어부(300), 및 하우징부(100)에 설치되고, 표면에 제어부(300)가 결합되며 하우징부(100)의 내부의 공간(V)으로부터 고립된 공냉유로(410)를 가지는 냉각부(400)를 포함할 수 있다.

또한, 안테나(1000A)는, 하우징부(100)의 측면에 배치되며 공냉유로(410)의 제1단부(411)가 연결되는 냉매 분기부(500)를 포함할 수 있다.

탑재체(1000B)는, 비행체(1)에 장착되며, 그 내부에 안테나(1000A)가 설치되는 레이돔(600), 비행체(1)의 외부 또는 내부로부터 가스(g)를 추출하여 공냉유로(410)로 공급할 수 있도록, 레이돔(600)에 설치되며 안테나(1000A) 및 비행체(1)와 연결되는 공급기(700)를 포함한다.

여기서, 공냉유로(410)로 공급하여 발열소자의 냉각에 사용하는 가스(g)로는 비행체(1)의 외부면을 따라 흐르는 램 에어(ram air) 및 비행체(1)의 내부 공간의 공기 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 이를 위해, 공급기(700)는 유입단(720)이 비행체(1)의 외부면에 연결될 수 있고, 배출단(730)이 공냉유로(410)와 연결될 수 있다. 또한, 공급기(700)는 유입단(720)이 비행체(1)의 내부 공간의 일측에 연결될 수 있고, 배출단(730)이 공냉유로(410)와 연결될 수 있다.

또한, 탑재체(1000B)는, 안테나(1000A)로부터 가스(g)를 배출시킬 수 있도록 설치되는 배출기(800), 레이돔(600)의 내부 공간의 공기를 비행체(1)의 내부 공간의 타측으로 배출시키고, 비행체(1)의 내부 공간의 일측으로부터 공기를 유입받을 수 있도록 설치되는 공조기(900)를 포함할 수 있다.

도 3 내지 도 6를 참조하여, 하우징부(100) 및 복사부(200)를 설명한다.

하우징부(100)는 안테나 장치(1000)의 본체로서, 안테나 장치(1000)의 외형을 형성하고, 구조를 지지하는 역할을 한다. 하우징부(100)는 탑재체(1000B)의 레이돔(600)에 설치될 수 있다.

하우징부(100)는 좌우방향(X)의 폭이 상하방향(Z)의 길이보다 크면서 전후방향(Y)의 두께가 상하방향(Z)의 길이에 비해 작은, 납짝한 형태를 가진 타원판과 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 하우징부(100)의 외형은 다양할 수 있다. 한편, 좌우방향(X), 전후방향(Y) 및 상하방향(Z)은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.

하우징부(100)는 좌우방향(X) 및 상하방향(Z)으로 연장되는 일면부재(110), 일면부재(110)와 전후방향(Y)으로 이격되는 타면부재(120), 및 일면부재(110)와 타면부재(120)을 연결시키도록 일면부재(110)의 에지로부터 전후방향(Y)으로 굴절되어 타면부재(120)의 에지까지 연장되는 측면부재(130)을 포함할 수 있다. 이때, 일면부재(110)를 하우징부(100)의 일면이라고 지칭할 수 있고, 타면부재(120)를 하우징부(100)의 타면이라고 지칭할 수 있다. 또한, 하우징부(100)의 일면을 전방 면이라고 지칭할 수도 있고, 타면을 후방 면이라고 지칭할 수도 있다. 이때, 전방은 타면부재(120)에서 일면부재(110)를 향하는 방향일 수 있고, 후방은 일면부재(110)에서 타면부재(120)를 향하는 방향일 수 있다. 한편, 하우징부(100)의 일면은 공냉유로(410)의 후술하는 제3 측면에 지지될 수 있고, 타면은 공냉유로(410)의 후술하는 제4 측면에 지지될 수 있다.

측면부재(120)는 상부에 제1설치구(H1)가 상하방향(Z)으로 관통형성될 수 있고, 하부에 제2설치구(H2)가 상하방향(Z)으로 관통형성될 수 있다. 제1설치구(H1)에는 냉매 분기부(500)가 설치될 수 있다. 제2설치구(H2)에는 냉각부(400)의 공냉유로(410)가 설치될 수 있다. 이때, 제2설치구(H2)의 개수는 복수개일 수 있고, 좌우방향(X)으로 상호 이격될 수 있다. 또한, 공냉유로(410)는 제2설치구(H2)와 동일한 개수일 수 있다. 이때, 복수개의 제2설치구(H2)에 복수개의 공냉유로(410)가 각각 설치될 수 있다. 한편, 제1설치구(H1)는 좌우방향(X)으로 길게 형성될 수 있다. 또한, 제1설치구(H1)의 좌우방향(X)의 폭은 복수개의 제2설치구(H2)의 좌우방향(X)의 배치 폭보다 크거나 같을 수 있다. 여기서, 배치 폭은 복수개의 제2설치구(H2)가 배치된 영역의 좌우방향(X)의 전체 폭을 의미할 수 있다.

측면부재(120)의 하부에는 복수개의 오목홈(H3)이 형성될 수 있다. 복수개의 오목홈(H3)은 측면부재(120)의 하면의 복수 위치에서 상방으로 오목하게 형성될 수 있다. 복수개의 오목홈(H3)의 상부에 복수개의 제2설치구(H2)가 각각 관통형성될 수 있다. 각각의 오목홈(H3)은 예컨대 버퍼 공간의 일종으로서, 각각의 설치구(H2)로부터 배출되는 가스(g)가 외부의 공기와 접촉하여 그 흐름이 교란되기 전에 오목홈(H3)의 길이를 따라 안정적으로 흐르게 함으로써, 가스(g)의 안정적인 배출 흐름을 형성할 수 있다(도 8 참조). 한편, 측면부재(120)를 하우징부(100)의 측면이라고 지칭할 수 있다.

일면부재(110)와 타면부재(120) 및 측면부재(130)로 둘러싸여 공간이 형성될 수 있다. 이 공간을 하우징부(100)의 내부 공간(V)이라고 한다. 내부 공간(V)은 외기로부터 고립될 수 있으며, 나아가, 공냉유로(410)로부터도 고립될 수 있다. 이에, 하우징부(100)의 내부 공간(V)에 배치되는 제어부(300)가 외부의 공기(외기)로부터도 보호될 수 있고, 공냉류로(410)의 가스(g)로부터도 보호될 수 있다. 여기서, 보호된다는 것은 접촉에 대한 보호를 의미한다. 즉, 하우징부(100)의 내부 공간(V)은 고립에 의해, 제어부(300)와 외기의 접촉을 차단할 수 있고, 제어부(300)와 가스(g)의 접촉도 차단할 수 있다. 이에, 외기 및 가스(g)에 함유되는 불순물이나 수분 등으로부터 제어부(300)의 오염을 보호할 수 있다.

도 3을 참조하면, 복사부(200)는 자유공간으로 신호를 송수신하는 역할을 한다. 복사부(200)는 하우징부(100)의 일면에 설치될 수 있다. 복사부(200)는, 복수개의 열을 따라 배열되고 각각이 송수신하는 신호의 위상이 조절될 수 있는 복수개의 복사소자(210)와, 복수개의 복사소자(210)가 배열되며, 복수개의 열을 이루도록 하우징부(100)의 일면에 설치되는 복수개의 기재(220)를 포함할 수 있다.

복사소자(210)는 자유공간으로 신호 예컨대 RF 신호를 송수신하는 역할을 한다. 이때, RF 신호를 전자파 혹은 전파라고 지칭할 수 있다. 복사소자(210)는 복수개의 기재(220) 각각의 표면에 상하방향(Z)으로 복수개씩 배열될 수 있다.

기재(220)는 상하방향(Z) 및 전후방향(Y)으로 연장되어 소정 면적을 가질 수 있고, 좌우방향(X)으로 연장되어 소정 폭을 가질 수 있다. 이때, 기재(220)는 높이가 길면서 폭이 두께 및 높이에 비해 상당히 얇은 사각 바와 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 기재(220)의 형상은 다양할 수 있다. 기재(220)는 예컨대 PCB기판을 포함할 수 있다. 물론, 기재(220)의 재질은 다양할 수 있다.

기재(220)는 하우징부(100)의 일면을 따라 좌우방향(X)으로 상호 이격된 복수의 위치에 각각 배치됨으로써, 하우징부(100)의 일면 상에서 복수개의 열을 형성할 수 있다. 기재(220)는 배치된 위치에 따라 상하방향(Z)의 길이가 다를 수 있다. 즉, 기재(220)는 하우징부(100)의 일면의 좌우방향(X)의 양측 가장자리에 가까울수록 길이가 짧을 수 있고, 양측 가장자리에서 멀수록 길이가 길 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 냉각부를 보여주는 개략도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치를 절단하여 그 횡단면 구조를 보여주는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 횡단면의 일부분을 확대하여 보여주는 확대도이다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 제어부(300) 및 냉각부(400)를 설명한다.

제어부(300)는 복사부(200)로 송수신되는 신호를 제어하는 역할을 한다. 또한, 제어부(300)는 복사부(200)의 복수개의 복사소자(210)의 위상을 조절하여 송수신되는 신호의 전자적 빔 조향을 수행하는 역할을 한다.

제어부(300)는 하우징부(100)의 내부의 공간(V)에 배치됨으로써, 외부로부터 보호될 수 있다. 제어부(300)는 복수개의 반도체 송수신 소자를 포함할 수 있다. 복수개의 반도체 송수신 소자는 복사부(200)로 송수신되는 신호를 제어할 수 있고, 복수개의 복사소자(210)의 위상을 조절할 수 있다. 복수개의 반도체 송수신 소자는 모듈화되어 회로 기판에 실장되고, 블록 형상의 케이스에 수용될 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 복수개의 케이스(310)와, 복수개의 케이스마다 수용된 복수개의 회로 기판(320)과, 복수개의 회로 기판(320)마다 복수개씩 실장되는 복수개의 반도체 송수신 소자를 포함할 수 있다.

반도체 송수신 소자는 작동시 다량의 열을 발생시킬 수 있다. 즉, 반도체 송수신 소자는 발열소자일 수 있다. 즉, 제어부(300)는 복수개의 발열소자를 가질 수 있다. 발열소자로부터 열을 제거하지 않으면 발열소자의 열 밀도가 높아져서 오작동이 발생하거나 손상될 수 있다. 따라서, 제어부(300)는 공냉유로(410)의 표면에 결합될 수 있다. 이에, 제어부(300)의 발열소자는 공냉유로(410)를 따라 흐르는 가스(g)에 의해 냉각될 수 있다. 이때, 반도체 송수신 소자로부터 회로 기판(320), 케이스(310), 공냉유로(410) 및 가스(a)의 순서로 열이 전달될 수 있다. 이에, 반도체 송수신 소자가 냉각될 수 있다. 또한, 반도체 송수신 소자로부터 열을 전달받은 가스(g)는 공냉유로(410)에서 제2설치구(H2)로 배출되고, 오목홈(H3)을 거쳐 외기로 혼입될 수 있다. 한편, 복수개의 발열소자는 공냉유로(410)의 후술하는 제1측면 및 제2측면에 각각 상하방향(Z)으로 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 발열소자가 좌우방향(X)으로 이격되는 간격은 좌우방향(X)으로의 발열소자의 폭의 2 배보다 클 수 있다.

냉각부(400)는 제어부(300)의 복수개의 발열소자에서 발생되는 열을 하우징부(100)의 외부로 방열시키는 역할을 한다. 냉각부(400)는 하우징부(100)에 설치될 수 있고, 표면에 제어부(300)가 결합될 수 있다. 또한, 냉각부(400)는 복수개의 공냉유로(410) 및 복수개의 방열핀부재(420)를 포함할 수 있다.

공냉유로(410)는 일종의 덕트 조립체로서, 하우징부(100)의 내부의 공간(V)으로부터는 고립되면서 가스를 흐르게 하는 가스 통로를 제공하는 역할을 한다. 공냉유로(410)는 하우징부(100)의 내부의 공간(V)에 노출된 개구부가 없는 밀폐형 구조를 가질 수 있다.

공냉유로(410)는 복수개의 복사소자(210)의 배열 방향을 따라 하우징부(100)의 내부를 가로지르도록 각각 연장될 수 있고, 복수개의 열의 배치 방향으로 서로 이격될 수 있다. 여기서, 복수개의 복사소자(210)의 배열 방향은 상하방향(Z)일 수 있다. 또한, 복수개의 열의 배치 방향은 좌우방향(X)일 수 있다.

이때, 공냉유로(410)의 개수는 하우징부(100)의 좌우방향(X)의 폭에 따라 다양할 수 있다. 예컨대 하우징부(100)의 좌우방향(X)의 폭이 클수록 공냉유로(410)의 개수가 많을 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 8 개의 공냉유로(410)를 예시한다. 물론, 공냉유로(410)의 개수는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 일 예시로서, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 예컨대 8 개의 공냉유로(410) 중 좌측 최외각에 위치하는 공냉유로를 제1공냉유로(#1)라고 하고, 좌측에서 우측으로 갈수록 순서대로 높은 번호를 부여하여, 우측 최외각에 위치하는 공냉유로를 제8공냉유로(#8)라고 하면, 제1공냉유로(#1)와 제8공냉유로(#8)는 8 개의 공냉유로(410) 중에서 상하방향(Z)의 길이가 가장 짧을 수 있다. 이때, 제1공냉유로(#1)와 제8공냉유로(#8)의 상하방향(Z)의 길이는 서로 같을 수 있다. 또한, 제4공냉유로(#4)와 제5공냉유로(#5)는 8 개의 공냉유로(410) 중 상하방향(Z)의 길이가 가장 길 수 있다. 즉, 공냉유로(410)는 좌우방향(X)으로 하우징부(100)의 내부 공간(V)의 중심 측에 배치될수록 상하 길이가 길고, 외각 측에 배치될수록 상하 길이가 짧을 수 있다.

공냉유로(410)는 상하방향(Z)으로 대향 배치되며 서로 이격된 제1단부(411) 및 제2단부(412), 제1단부(411) 및 제2단부(412)의 둘레를 따라 설치되면서 상하방향(Z)으로 제1단부(411)와 제2단부(412)를 연결하도록 설치되고, 좌우방향(X) 및 전후방향(Y)으로 서로가 연결되는 측면부재들을 포함할 수 있다. 이때, 측면부재들은 제1측면부재(413), 제2측면부재(414), 제3측면부재(415) 및 제4측면부재(416)를 포함할 수 있다.

제1단부(411)는 수평방향으로 연장될 수 있다. 수평방향은 좌우방향(X) 및 전후방향(Y)을 포함할 수 있다. 제1단부(411)의 중심 측에는 유입구가 상하방향(Z)으로 관통형성될 수 있다. 이때, 유입구의 둘레를 따라 링 형상으로 제1 돌기가 연장될 수 있다. 여기서, 제1 돌기는 제1단부(411)로부터 상방으로 소정 높이 돌출될 수 있다. 제1 돌기는 냉매 분기부(500)에 접속될 수 있다. 제1 돌기는 후술하는 제1단부의 실링부재(411a)에 의해 냉매 분기부(500)와의 사이(틈새)가 기밀하게 밀봉될 수 있다.

제2단부(412)는 수평방향으로 연장될 수 있다. 제2단부(412)의 중심 측에 유입구가 상하방향(Z)으로 관통형성될 수 있다. 유입구의 둘레를 따라 링 형상의 제2 돌기가 배치될 수 있다. 제2 돌기는 제2설치구(H2)에 접속될 수 있다. 여기서, 제2 돌기는 후술하는 제2단부의 실링부재(412a)에 의해 제2설치구(H2)와의 사이(틈새)가 기밀하게 밀봉될 수 있다.

제1측면부재(413)는 상하방향(Z) 및 전후방향(Y)으로 연장될 수 있다. 또한, 제2측면부재(414)는 상하방향(Z) 및 전후방향(Y)으로 연장되며, 제1측면부재(414)와 좌우방향(X)으로 대향배치될 수 있다. 제3측면부재(415)는 상하방향(Z) 및 좌우방향(X)으로 연장되며, 제1측면부재(413)의 전후방향(Y)의 양측 에지 중 전방 측 에지와 제2측면부재(414)의 전후방향(Y)의 양측 에지 중 전방 측 에지를 연결하도록 설치될 수 있다. 제4측면부재(416)는 상하방향(Z) 및 좌우방향(X)으로 연장되며, 제1측면부재(413)의 전후방향(Y)의 후방 측 에지와 제2측면부재(414)의 전후방향(Y)의 후방 측 에지를 연결하도록 설치될 수 있다.

한편, 제1측면부재(413)를 공냉유로(410)의 제1측면이라고 할 수 있다. 그리고 제2측면부재(414), 제3측면부재(415), 제4측면부재(416)를 공냉유로(410)의 제2측면, 제3측면, 제4측면이라고 할 수 있다.

공냉유로(410)는 측면부재들(413, 414, 415, 416)과 상하방향(Z)의 양측 단부 즉, 제1단부(411) 및 제2단부(412)가 상호 밀봉 가능하도록 결합될 수 있다. 그리고 공냉유로(410)는 상하방향(Z)의 양측 단부 중, 제1단부(411) 예컨대 상측 단부가 냉매 분기부(500)에 설치될 수 있고, 제2단부(412) 예컨대 하측 단부가 제2설치구(H2)에 설치될 수 있다. 이때, 제1단부(411) 및 제2단부(412)에는 각각 실링부재(411a, 412a)가 구비될 수 있다. 이러한 구조에 의해 공냉유로(410)는 그 내부가 하우징부(100)의 내부 공간(V)으로부터 고립될 수 있다. 또한, 공냉유로(410)는 제2단부(411)가 제2설치구(H2)가 위치되는 오목홈(H3)을 통하여 하우징부(100)의 외부로 개방될 수 있다. 즉, 각 공냉유로(410)로부터 배출되는 가스(g)가 각기 오목홈(H3)으로 배출되기 때문에, 배출되는 가스(g)를 토출 매니폴드와 같은 부가 구성에 합류시켰다가 배출시키는 것에 비해, 공냉유로(410)로부터 배출되는 가스(g)의 흐름을 원활하게 하여 공냉유로(410)의 내압 상승을 억제 혹은 방지할 수 있다. 한편, 공냉유로(410)를 공냉유로부재라고 지칭할 수도 있다.

복수개의 방열핀부재(420)는 복수개의 공냉유로(410)에 각각 복수개씩 설치될 수 있다. 복수개의 방열핀부재(420)는 각 공냉유로(410)의 내부면으로부터 돌출될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면 복수개의 방열핀부재(420)는 공냉유로(410)의 측면들 중의 제1 및 제2 측면 측에서 좌우방향(X)으로 돌출되고 전후방향(Y)으로 상호 이격되며 상하방향(Z)을 따라 연장될 수 있다.

한편, 좌우방향(X)으로 복수개의 방열핀부재(420) 사이에는 소정의 블록 부재가 마련될 수도 있다. 또한, 블록 부재는 공냉유로(410) 내의 가스통로를 가로지르도록 전후방향(Y)으로 연장될 수 있고, 상하방향(Z)으로 상호 이격될 수 있다. 블록 부재는 공냉유로(410)의 구조를 보강해주는 역할을 할 수 있고, 램 에어를 방열핀부재(420)들 간의 틈새로 유도해주는 역할도 할 수 있다. 즉, 램 에어는 전후방향(Y)으로 방열핀부재(420)들이 이격되어 형성되는 틈새 사이로 원활하게 유동할 수 있다.

도 9은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치를 절단하여 그 종단면 구조를 보여주는 단면도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치의 냉매 분기부를 보여주는 개략도이다.

이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 냉매 분기부(500)를 설명한다.

냉매 분기부(500)는 공냉유로(410)로 가스(g) 예컨대 공기를 분급해주는 역할을 한다. 냉매 분기부(500)는 하우징부(100)의 측면부재(130)의 상부에 배치되며 제1설치구(H1)를 상하방향(Z)으로 관통하도록 설치될 수 있다. 냉매 분기부(500)에는 공냉유로(410)의 제1단부(411)가 연결될 수 있다.

냉매 분기부(500)는, 입구부재(510), 복수개의 출구부재(520) 및 매니폴드부재(530)를 포함할 수 있다. 입구부재(510)는 제1설치구(H1)의 상측에 배치될 수 있다. 입구부재(510)는 전후방향(Y)으로 연장될 수 있고, 전방 단부가 매니폴드부재(530)를 전후방향(Y)으로 관통하도록 장착될 수 있다. 복수개의 출구부재(520)는 각각 상하방향(Z)으로 연장될 수 있고, 제1설치구(H1)의 하측에서 공냉유로(410)의 제1 돌기와 각각 연결될 수 있다. 이때, 복수개의 출구부재(520)는 하우징부(100)의 내부 공간(V)으로부터 고립될 수 있다. 매니폴드부재(530)는 입구부재(510)와 복수개의 출구부재(520)를 서로 연결시키도록 제1설치구(H1)에 설치될 수 있다. 매니폴드부재(530)의 하면을 관통하도록 복수개의 출구부재(520)의 상단이 설치될 수 있다. 매니폴드부재(530)는 입구부재(510)로부터 유입되는 가스(g)를 복수개의 출구부재(520)로 나눠서 공급해주는 역할을 한다.

한편, 냉매 분기부(500)는 복수개의 출구부재(520)의 개도를 조절할 수 있도록 매니폴드부재(530)의 내부에 설치되는 하나 이상의 밸브부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 밸브부재는 입구부재(510)를 통과하는 가스(g)의 유량과 복수개의 출구부재(520)를 통과하는 가스(g)의 유량을 조절할 수 있는 설치구조 및 개수라면 어떠한 설치구조 및 개수로 마련되어도 무방하다. 한편, 복수개의 출구부재(520) 중 하나 이상의 출구부재는 나머지와 내경의 크기가 상이할 수 있다. 이처럼 복수개의 출구부재(520)의 내경을 다르게 하여 밸브부재에 의한 유량조절의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 레이돔(600), 공급기(700), 배출기(800) 및 공조기(900)를 설명한다.

레이돔(600)는 안테나(1000A)의 덮개의 역할을 한다. 레이돔(600)는 나일론 등과 같은 전기 절연체를 포함할 수 있다. 레이돔(600)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 비행체에 사용되는 레이돔(600)은 돔(dome) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 레이돔(600)은 공기와의 마찰, 새, 우박 등과의 충돌을 견딜 수 있는 강도를 가질 수 있다. 또한, 레이돔(600)은 비행체(1)의 동체의 앞부분 예컨대 노즈부(N) 측에 설치될 수 있다. 레이돔(600)의 내부에 안테나(1000A)가 설치될 수 있다.

레이돔(600)은 비행체(1)의 동체의 노즈부(N) 측에 배치되며 유선형의 표면 형상을 가지는 돔 부재(610) 및 돔 부재(610)를 비행체(1)의 동체의 노즈부(N)에 장착시키는 장착 플레이트(620)를 포함할 수 있다. 레이돔(600) 및 장착 플레이트(620) 중 적어도 어느 하나에는 안테나(1000A)를 지지할 수 있도록 지지대(미도시)가 설치되고, 지지대에 안테나(1000A)가 설치될 수 있다. 레이돔(600)의 내부 공간은 외기로부터 고립될 수 있다. 여기서, 외기는 비행체(1)의 외부의 공기를 지칭할 수 있다. 이에, 레이돔(600)은 안테나(1000A)를 외부의 환경으로부터 안정적으로 보호해줄 수 있다.

공급기(700)는 안테나(1000A)의 공냉유로(410)로 냉매 예컨대 가스(g)를 공급하는 역할을 한다. 이때, 가스(g)는 비행체(1)의 외부면을 따라 흐르는 램 에어 및 비행체(1)의 내부 공간의 공기 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

공급기(700)는 본체(710), 유입단(720) 및 배출단(730)을 포함할 수 있다. 본체(710)는 유입단(720)으로부터 배출단(730)을 향하는 방향으로 가스(g)의 흐름을 형성해주는 역할을 한다. 본체(710)는 펌프, 컴프레서 등의 구조를 포함할 수 있다. 즉, 본체(710)는 유입단(720)으로부터 배출단(730)을 향하는 방향으로 가스(g)의 흐름을 형성해줄 수 있는 구조라면 어떠한 구조로 설치되어도 무방하다. 본체(710)는 장착 플레이트(620)에 설치될 수 있다. 물론, 본체(710)의 설치 위치는 레이돔(600)에 의해 보호될 수 있는 위치하면 어떠한 위치에 설치되어도 무방하다.

유입단(720)는 하나이거나 복수개일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 복수개의 유입단(720)을 예시하나, 이하에서 설명되는 내용은 유입단(720)이 하나인 경우에도 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다. 유입단(720)은 유입 포트(721) 및 유입 배관(722)을 포함할 수 있다. 유입 포트(721)는 비행체(1)의 외부면에 배치되거나, 비행체(1)의 내부 공간의 일측에 배치될 수 있다. 또한, 유입 포트(721)는 비행체(1)의 외부면 및 비행체(1)의 내부 공간의 일측에 모두 배치될 수도 있다. 이때, 유입 포트(721)는 비행체(1)의 외부면의 복수 위치에 배치될 수도 있고, 비행체(1)의 내부 공간의 일측의 복수 위치에 배치될 수도 있다.

유입 포트(721)는 유입 포트(721) 내로 램 에어를 유입시킬 수 있도록 비행체(1)의 외부로 개방될 수 있다. 또한, 유입 포트(721)는 유입 포트(721) 내로 비행체(1)의 내부 공간의 공기를 유입시킬 수 있도록 비행체(1)의 내부 공간에서 개방될 수 있다. 유입 배관(722)은 복수개일 수 있고, 복수개의 유입 포트(721)를 본체(710)에 각각 연결시킬 수 있다.

이러한 구조에 의해, 유입단(720)이 비행체(1)의 외부에 연결될 수 있고, 비행체(1)의 외부면을 따라 흐르는 램 에어를 배출단(730)으로 공급해줄 수 있다. 또한, 유입단(720)이 비행체(1)의 내부 공간의 일측의 복수 위치에 연결될 수 있고, 복수 위치로부터 선택적으로 공기를 추출하여 배출단(730)으로 공급해줄 수 있다.

배출단(730)은 일측이 본체(710)와 연결되고, 타측이 공냉유로(410)와 연결되도록 설치될 수 있다. 이때, 배출단(730)의 타측은 냉매 분기부(500)의 입구부재(510)에 연결될 수 있고, 냉매 분기부(500)를 사이에 두고 공냉유로(410)와 연결될 수 있다. 따라서, 유입단(720)을 통해 램 에어가 본체(710)를 거쳐 배출단(730)으로 공급되고, 냉매 분기부(500)를 통해 공냉유로(410)로 공급될 수 있다. 마찬가지로, 유입단(720)을 통해 비행체(1)의 내부 공간의 일측의 복수 위치 중 선택된 위치로부터 유입단(720)으로 공급되는 비행체(1)의 내부 공간의 공기가, 본체(710)를 거쳐 배출단(730)으로 공급되고, 냉매 분기부(500)를 통해 공냉유로(410)로 공급될 수 있다.

배출기(800)는 안테나(1000A)로부터 가스(g)를 배출시킬 수 있도록 설치될 수 있다. 배출기(800)는 제2설치구(H2)에 각각 설치되어 각 공냉유로(410)와 연결될 수 있는 복수개의 배출 포트(810), 복수개의 배출 포트(810)에 각각 연결되는 복수개의 배출 배관(820)을 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 배출 배관(820) 각각의 끝단(821)은 안테나(1000A)로부터 멀리 이격되어 레이돔(600)의 내부에 위치되거나, 장착 플레이트(620)를 관통하도록 설치되어 비행체(1)의 내부 공간의 일측으로부터 이격된 타측에 위치될 수 있다. 이때, 비행체(1)의 내부 공간의 일측은 유입단(720)으로 공기를 유입시키는 위치이다. 이러한 배출기(800)의 구조에 의해 공냉유로(410)가 배출기(800)를 통하여 레이돔(600)의 내부 공간에 연결되거나, 비행체(1)의 내부 공간의 타측에 연결될 수 있다. 이에, 공냉유로(410)를 통과하며 열을 흡수하여 온도가 상승된 가스(g)가 레이돔(600)의 내부 공간으로 배출되거나, 비행체(1)의 내부 공간으로 배출될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면 발열소자의 냉각에 사용된 후 각 공냉유로(410)로부터 제2설치구(H2)로 배출되는 가스(g)는 배출 포트(810)로 유입될 수 있다. 여기서, 배출 포트(810)의 내경을 제2설치구(H2)와 동일하게 하거나, 제2설치구(H2)보다 크게 하여, 가스(g)의 정체를 억제 내지 방지할 수 있고, 공냉유로(410)의 내압 상승을 억제 내지 방지할 수 있다.

또한, 배출 포트(810)로 유입되는 가스(g)는 배출 배관(820)을 통과할 수 있고, 안테나(1000A)와 멀리 이격된 레이돔(600)의 내부 공간으로 배출되거나, 비행체(1)의 내부 공간의 타측으로 배출될 수 있다.

공조기(900)는 레이돔(600)의 장착 플레이트(620)를 관통하도록 설치됨으로써, 비행체(1)의 내부 공간과 연결될 수 있다. 더욱 구체적으로, 공조기(900)는 레이돔(600)의 내부 공간의 공기를 비행체(1)의 내부 공간의 타측으로 배출시키고, 비행체(1)의 내부 공간의 일측으로부터 공기를 유입받을 수 있도록, 레이돔(600)의 장착 플레이트(620)에 설치될 수 있다. 공조기(900)는 레이돔(600)의 내부 공간의 공기를 비행체(1)의 내부 공간의 타측으로 배출시키고, 비행체(1)의 내부 공간의 일측으로부터 공기를 유입받을 수 있는 구성이라면 어떠한 구성으로 마련되어도 무방하다.

예컨대 공조기(900)는 에어벤트(910) 및 흡기덕트(920)를 포함할 수 있다. 에어벤트(910)는 장착 플레이트(620)를 관통하도록 설치되어 일측이 레이돔(600)의 내부 공간에 노출되고, 타측이 비행체(1)의 내부 공간에 노출될 수 있다. 에어벤트(910)는 유입구, 토출구 및 통로를 가질 수 있다. 유입구는 레이돔(600)의 내부 공간에 노출될 수 있고, 토출구는 비행체(1)의 내부 공간에 노출될 수 있다. 통로는 유입구와 토출구를 연결할 수 있다. 에어벤트(910)는 윙을 가질 수 있다. 윙은 유입구, 토출구 및 통로 중 적어도 어느 하나의 위치에 설치되며, 레이돔(600)으로부터 비행체(1)로의 공기 흐름을 조절 및 차단할 수 있다. 흡기덕트(920)는 비행체(1)의 공기조화 및 여압 계통 등에 연결될 수 있다. 물론, 여압 계통이 구비되지 않은 비행체(1)일 경우, 흡기덕트(920)에는 별도의 송풍팬 등이 설치될 수 있다.

공조기(900)는 흡기덕트(920)를 통하여 공기를 공급받아 레이돔(600) 내로 밀어넣고, 그에따라 레이돔(600) 내의 공기를 밀어내는 방식으로 작동할 수 있다. 물론, 공조기(900)의 작동 방식은 다양할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나 장치를 이용한 안테나 운용 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 안테나 운용 방법은, 안테나 장치로 송수신되는 신호를 제어하는 과정, 안테나 장치로 가스(g)를 주입하고, 주입되는 가스를 안테나 장치로부터 배출시키며 열을 방열하는 과정을 포함한다. 이때, 방열하는 과정은 안테나 장치(1000)가 탑재된 비행체(1)의 외부 혹은 내부 공간의 공기로부터 가스를 추출하여 안테나 장치(1000)로 주입하는 과정을 포함한다. 또한, 방열하는 과정은, 주입되는 가스(g)를 안테나 장치의 내부의 발열소자에 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시키는 과정을 포함할 수 있다.

안테나 장치로 송수신되는 신호를 제어한다. 즉, 복사부(200)를 이용하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 제어부(300)를 이용하여 RF 신호의 크기와 위상을 전자적으로 제어하고, 크기와 위상이 전자적으로 제어된 RF 신호를 복사부(200)로 송신할 수 있다. 이에, 복사부(200)는 자유 공간으로 방사되는 RF 신호의 전자적 빔 조향을 수행할 수 있다. 이때, 제어부(300)에서는 다량의 열이 발생할 수 있다.

신호를 제어하는 동안 한편에서는, 안테나 장치(1000)가 탑재된 비행체(1)의 외부 혹은 내부 공간의 공기로부터 가스를 추출하여 안테나 장치(1000)로 주입한다. 이때, 공급기(700)를 이용하여 비행체(1)의 외부면을 따라 흐르는 램 에어(ram air)를 공급받을 수 있고, 공급받는 램 에어를 공냉유로(410)의 가스(g)로 사용할 수 있다. 또한, 공급기(700)를 이용하여 비행체(1)의 내부 공간으로부터 공기를 공급받을 수 있고, 공급받는 공기를 공냉유로(410)의 가스(g)로 사용할 수 있다. 여기서, 비행체(1)의 내부 공간의 복수 위치의 온도를 측정할 수 있고, 복수 위치 중 온도가 가장 낮은 위치로부터 가스를 공급받을 수 있다. 이때, 온도 측정 방식과 온도가 낮은 위치를 판단하는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 온도 센서를 복수 위치에 배치하여, 복수 위치의 온도를 측정할 수 있고, 소정의 전자 회로를 사용하여 온도 센서들로부터 입력받는 온도의 측정값을 대비하여, 가장 낮은 온도 값이 출력되는 위치를 선택하고, 공급기(700)의 본체(710)로 해당 위치에 배치된 유입단을 작동시켜 복수 위치 중 온도가 가장 낮은 위치로부터 가스를 공급받을 수 있다.

이렇게 가스(g)가 주입되면, 주입되는 가스(g)를 안테나 장치의 내부의 발열소자에 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시킬 수 있다. 또한, 가스(g)를 안테나 장치로부터 배출시키며 열을 방열할 수 있다.

구체적으로, 발열소자가 결합된 안테나 장치의 공냉유로(410)를 따라 주입되는 가스(g)를 이동시키고, 공냉유로(410)의 측면들을 매개로, 제어부(300)가 RF 신호를 제어하는 중에, 제어부(300)의 발열소자로부터 발생하는 열을 주입되는 가스(g)에 전달할 수 있다. 또한, 열을 전달받은 가스를 공냉유로(410)로부터 안테나 장치의 외부로 배출할 수 있다.

이때, 주입되는 가스(g)를 단일흐름으로 이동시키다가, 냉매 분기부(500) 내에서, 단일흐름으로 이동되는 가스(g)를 분기하여 복수개의 분기흐름을 형성하고 각각의 분기흐름의 유량을 조절한 후, 조절된 유량의 가스(g)를 각각의 공냉유로(410)에 공급할 수 있다. 이에, 공냉유로(410)의 위치에 따라 해당 공냉유로(410)에 접촉된 제어부(300)의 발열량이 다른 것에 대응하여, 모든 제어부(300)를 원활하게 냉각시켜줄 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 하우징부
200: 복사부
300: 제어부
400: 냉각부
500: 냉매 분기부
600: 레이돔
700: 공급기

Claims (23)

1. 비행체에 장착되는 레이돔;
   상기 레이돔의 내부에 설치되며 공냉유로를 가지는 안테나;
   상기 비행체의 외부 또는 내부로부터 가스를 추출하여 상기 공냉유로로 공급할 수 있도록, 상기 레이돔에 설치되며 상기 안테나 및 상기 비행체와 연결되는 공급기;를 포함하고,
   상기 안테나는,
   내부에 공간을 가지는 하우징부;
   상기 하우징부의 일면에 설치되는 복사부;
   복수개의 발열소자를 가지며, 상기 복사부로 송수신되는 신호를 제어하기 위한 제어부;
   상기 하우징부에 설치되고, 표면에 상기 제어부가 결합되며 상기 하우징부의 내부의 공간으로부터 고립된 공냉유로를 가지는 냉각부; 및
   상기 하우징부의 측면에 배치되며 상기 공냉유로의 제1단부가 연결되는 냉매 분기부;를 포함하고,
   상기 하우징부의 측면의 상부에는 제1설치구가 형성되고, 하부에는 복수개의 제2설치구가 형성되며, 상기 냉매 분기부는 상기 제1설치구를 관통하도록 설치되고, 상기 공냉유로의 제2단부는 상기 제2설치구에 각각 설치되며,
   상기 하우징부의 측면의 하부에는 복수개의 오목홈이 형성되며, 상기 제2설치구는 상기 오목홈에 각각 위치하는 안테나 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공급기는 유입단이 상기 비행체의 외부면 또는 상기 비행체의 내부 공간의 일측에 연결되고 배출단이 상기 공냉유로와 연결되는 안테나 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 안테나로부터 가스를 배출시킬 수 있도록 설치되는 배출기;
   상기 레이돔의 내부 공간의 공기를 상기 비행체의 내부 공간의 타측으로 배출시키고, 상기 비행체의 내부 공간의 일측으로부터 공기를 유입받을 수 있도록 설치되는 공조기;를 더 포함하는 안테나 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 배출기는 상기 공냉유로를 상기 레이돔의 내부 공간에 연결시키도록 설치되거나, 상기 비행체의 내부 공간의 타측에 연결시키도록 설치되는 안테나 장치.
5. 삭제
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 복사부는 복수개의 열을 따라 배열되고 각각이 송수신하는 신호의 위상이 조절될 수 있는 복수개의 복사소자를 포함하고,
   상기 공냉유로는 상기 복수개의 복사소자의 배열 방향을 따라 상기 하우징부의 내부를 가로지르도록 각각 연장되며 상기 복수개의 열의 배치 방향으로 서로 이격되는 안테나 장치.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 공냉유로의 제2단부는 상기 하우징부의 외부로 개방되는 안테나 장치.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 복수개의 발열소자는 상기 공냉유로의 제1단부와 제2단부를 연결시키는 측면들 중의 상기 배치 방향으로 서로 마주보는 제1 및 제2 측면 측에 각각 상기 배열 방향으로 배치되는 안테나 장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 공냉유로의 측면들과 제1단부 및 제2단부는 상호 밀봉 가능하도록 결합되고,
    상기 공냉유로의 상기 제1단부 및 제2단부에는 실링부재가 구비되는 안테나 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 공냉유로의 내부면으로부터 돌출되는 복수개의 방열핀부재를 포함하는 안테나 장치.
12. 삭제
13. 청구항 6에 있어서,
    상기 냉매 분기부는,
    상기 제1설치구의 상측에 배치되는 입구부재;
    상기 제1설치구의 하측에서 상기 공냉유로와 각각 연결되며 상기 하우징부의 내부의 공간으로부터 고립되는 복수개의 출구부재;
    상기 입구부재와 상기 복수개의 출구부재를 서로 연결시키도록 상기 제1설치구에 설치되는 매니폴드부재;를 포함하는 안테나 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 냉매 분기부는,
    상기 복수개의 출구부재의 개도를 조절할 수 있도록 상기 매니폴드부재의 내부에 설치되는 하나 이상의 밸브부재;를 포함하는 안테나 장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수개의 출구부재 중 하나 이상의 출구부재는 나머지와 내경의 크기가 상이한 안테나 장치.
16. 안테나 장치로 송수신되는 신호를 제어하는 과정;
    상기 안테나 장치로 가스를 주입하고, 주입되는 가스를 상기 안테나 장치로부터 배출시키며 열을 방열하는 과정;을 포함하고,
    상기 방열하는 과정은,
    상기 안테나 장치가 탑재된 비행체의 외부 혹은 내부 공간의 공기로부터 가스를 추출하여 상기 안테나 장치로 주입하는 과정;
    상기 주입되는 가스를 상기 안테나 장치의 내부의 발열소자에 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시키는 과정;을 포함하고,
    상기 비접촉 상태로 발열소자를 냉각시키는 과정은,
    상기 발열소자가 결합된 상기 안테나 장치의 공냉유로를 따라 상기 주입되는 가스를 이동시키는 과정;
    상기 공냉유로의 측면들을 매개로, 신호를 제어하는 중에 상기 발열소자로부터 발생하는 열을 상기 주입되는 가스에 전달하는 과정;
    열을 전달받은 가스를 상기 공냉유로로부터 상기 안테나 장치의 외부로 배출하는 과정;을 포함하고,
    상기 외부로 배출하는 과정은,
    배출되는 가스가 외부의 공기와 접촉하여 흐름이 교란되기 전에 배출되는 가스를 버퍼 공간으로 안내하여 버퍼 공간의 길이를 따라 안정적으로 하르게 하는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 가스를 추출하여 안테나 장치로 주입하는 과정은,
    상기 비행체의 외부면을 따라 흐르는 램 에어(ram air)를 공급받는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.
18. 청구항 16에 있어서,
    상기 가스를 추출하여 안테나 장치로 주입하는 과정은,
    상기 비행체의 복수 위치의 온도를 측정하는 과정;
    상기 복수 위치 중 온도가 가장 낮은 위치로부터 가스를 공급받는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.
19. 청구항 16에 있어서,
    상기 방열하는 과정은,
    상기 안테나 장치로부터 배출되는 가스를 상기 비행체의 내부 공간으로 배출시키는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 가스를 상기 비행체의 내부 공간으로 배출시키는 과정은,
    상기 안테나 장치로부터 배출되는 가스를 상기 안테나 장치의 레이돔 내부 공간으로 경유시키는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.
21. 삭제
22. 삭제
23. 청구항 16 내지 청구항 20 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주입되는 가스를 이동시키는 과정은,
    상기 주입되는 가스를 단일흐름으로 이동시키는 과정;
    단일흐름으로 이동되는 가스를 분기하여 복수개의 분기흐름을 형성하고 각각의 분기흐름의 유량을 조절하는 과정;을 포함하는 안테나 운용 방법.

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