KR20070091177A - 이동 타겟을 추적하기 위한 페이즈드 어레이 평면형 안테나및 추적방법 - Google Patents

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Abstract

플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템에서, 안테나 시스템은 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하고 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하게 동작하는 제1 평면형 능동 서브시스템; 능동 서브시스템에 결합되고 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템; 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3 앙각 서브시스템으로서, 방위각 서브시스템은 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 중심축에 관하여 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 앙각 서브시스템은 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면과 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 어떤 각도 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하고, 이에 의해서, 선형 편파 방향이 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 타겟에 관하여 제1 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 한다.

Description

이동 타겟을 추적하기 위한 페이즈드 어레이 평면형 안테나 및 추적방법{PHASED ARRAY PLANAR ANTENNA FOR TRACKING A MOVING TARGET AND TRACKING METHOD}
본 발명은 페이즈드 어레이 안테나 및 평면형 안테나에 관한 것으로, 특히 위성통신에, 혹은 이동하는 타겟들을 추적하는데 사용되는 것으로서 이동 플랫폼들, 예를 들면, 항공기, 배, 자동차 등에 장착되는데 적합한 종류의 페이즈드 어레이 안테나들에 관한 것이다.
오늘날, 많은 이동 플랫폼들(예를 들면, 항공기들, 배들, 자동차들, 등)은 위성통신 능력들을 갖출 것이 요구된다. 한 전형적인 요건은 탑승자들에게 예를 들면 인터넷 액세스, 라이브 텔레비전 방송 등을 제공하기 위한 엔터테인먼트 시스템에 관한 것이다.
이동 중에, 이동 플랫폼(예를 들면, 항공기)은 특정 위성과 통신에 관여되고, 이 위성이 지평선을 넘어 사라질 때까지 하늘을 추적하여, 사라지기 전에 또 다른 위성과의 통신을 수립한다. 그러므로, 이동 플랫폼들에 탑재한 안테나들에는 통상적으로 적합한 위치파악 및 추적 시스템들이 장착되어 있다.
미국특허 5,796,370는 다이렉트 방송 위성들용의 2중 편파 안테나를 개시하 고 있다. 안테나는 방향성이 있고, 지향성이며 송신 및/또는 수신 안테나로서 사용할 수 있다. 이것은 적어도 하나의 반사기, 2개의 직교한 선형 편파들에 의해 소스를 여기시키기 위한 수단을 포함하는 적어도 하나의 전자기 방사 소스, 및 상기 소스와 상기 반사기를 위치파악하고 유지하기 위한 기계 시스템을 포함한다. 안테나의 각도방향은 방사의 전파의 바람직한 방향에 관한 디포인트(depointing) 및 회전으로 구성되고 기계 시스템은 소스가 고정되게 유지하면서 이러한 회전을 할 수 있게 하며, 따라서 직교 선형 편파의 방향을 유지한다. 안테나의 바람직한 실시예는 Cassegrain 기하학에서 파라볼라 주 반사기 및 하이퍼볼릭 보조 반사기를 포함하며, 기계 시스템은 두 반사기들을 방사의 바람직한 방향에 관하여 회전시킬 수 있게 하며 빔의 직교 선형 편파 축들을 유지하기 위해 소스를 고정되게 유지한다. 적용은 레이더, 다이렉트 방송 위성들 및 특히 공간 및 공중수송 적용에서 이점이 있는 편파 다이버시티에 의한 주파수 재-사용을 채용하는 전기통신을 포함한다.
미국특허 6,034,634는 중심축에 관한 회전 이동을 위해 장착된 방위각 턴테이블 상의 횡축에 관한 정확한 이동을 위해 장착된 앙각 테이블을 포함하는 저궤도(LEO) 위성과 통신하는 단말들에서 사용하기 위한 저렴한 고 이득 안테나를 개시한다. 페이즈드 어레이 안테나를 형성하는 복수의 안테나 요소들은 앙각 테이블의 상부 상에 장착되고 앙각 테이블의 횡축에 평행하고 이를 통해 확장하는 스캔 평면을 갖는다. 안테나는 기계적으로도 전기적으로도 스캐닝될 수 있고, 2개의 위성들 중간의 방향에서 보어 사이트와 두 위성들을 통과하는 안테나의 스캔 평면에 의해 안테나의 앙각 테이블을 위치파악함으로써 한 LEO 위성에서 다른 위성으로 핸드오 프를 수행하는데 사용된다. 핸드오프시, 안테나 빔은 프로세스 중에 데이터 통신에 어떠한 유실도 없이 한 위성에서 다른 위성으로 전기적으로 스캐닝된다.
미국특허 6,034,643은 제1 회전축에 관하여 회전할 수 있게 베이스 상에 지지된 안테나 지지부재; 안테나 애퍼처에 수직하고 제1 회전축에 관하여 제1 각도로 기울어진 제2 회전축에 관하여 회전할 수 있게 안테나 지지부재 상에 지지된 안테나 부분으로서, 안테나 빔의 방향이 제2 회전축에 관하여 제2 각도로 기울어진 것인, 안테나 부분; 베이스에 관하여 제1 회전축에 관해 안테나 지지부재를 회전시키는 제1 구동유닛; 및 안테나 지지부재에 관하여 제2 회전축에 관해 안테나 부분을 회전시키는 제2 구동유닛을 포함하는 지향성 빔 안테나 디바이스를 개시한다. 지향성 빔 제어장치는 제2 구동유닛으로 하여금 안테나 지지부재에 관하여 안테나 부분을 회전시키게 함으로써 안테나 빔의 앙각을 타겟 값으로 제어하며, 제1 구동유닛으로 하여금 베이스에 관하여 안테나 지지부재를 회전시키게 함으로써 안테나 빔의 방위각 각을 타겟 값으로 제어하기 위한 제어유닛을 구비한다.
PCT 출원 WO2004/075339은 밀리미터파 혹은 그 외 방사를 수집하여 집중시키는 한 어레이의 안테나 요소들을 포함하는 낮은 프로파일의 수신 및/또는 송신 안테나를 개시한다. 안테나 요소들은 특정 입사각으로 안테나에 들어오는 튜닝 파장의 방사가 요소들에 의해 수집되어 동상(in-phase)으로 집중되도록 물리적으로 구성된다. 특정 입사각에 매칭되게 입력 혹은 출력 방사의 입사각을 변경하기 위해 2이상의 기계식 회전기들이 배치될 수 있다.
이동 플랫폼들에 내장되는 위성 통신 안테나들의 위치파악에 관계된 것으로 서 미국특허 6,400,315, 6,218,999, 6,741,841, 6,356,239, 6,751,801가 있다.
공지된 바와 같이, 선형 편광된 라디오파의 편파는 신호가 전리층에 어떤 이례적인 것들(이를테면 패러디 회전)을 통과할 때 회전될 수 있다. 또한, 위성에 관하여 지구의 위치에 기인하여, 기하하적 차이들이 위성과 통신 스테이션(예를 들면, 항공기, 고정된 스테이션, 등)간의 상대적 움직임들에 기인해서 달라 질 수 있다. 그러므로, 대부분의 정지궤도 위성들은 원형 편파가 위에 언급된 이례적인 것들에 관계없이 신호를 일정하게 유지할 것이기 때문에, 원형 편파로 동작한다. 그러나, 어떤 정지궤도 위성들은 선형 편파를 사용한다. 선형 편파에서, 45도의 편파의 오정렬은 신호를 3dB까지 저하시킬 것이며, 90도로 오정렬된다면, 감쇄는 20dB 이상이 될 수 있다. 또한, 위성통신의 국제법규에 의해 편파 순도가 요구된다. 그러므로, 선형 편파를 사용하여 위성과 통신하기 위한 내장형 안테나 시스템들은 편파 추적을 제공할 필요가 있다.
또한, 이동 플랫폼용의 내장형 안테나는 전체 설계 및 특히 이동 플랫폼의 공기역학적 설계에 맞게 크기가 비교적 작고 낮은 프로파일(직경 및 높이)일 것이 요구된다. 그러나, 편파 추적은 통상적으로 편파 추적에 수반되는 신호 강도의 손실을 보상하기 위해 상당한 안테나 크기를 요구한다.
이 기술에서는 편파 추적 능력들뿐만 아니라 위치파악 능력들을 제공하는 향상된 안테나에 대한 필요성이 있다. 또한, 이 기술에서는 이동 플랫폼 및 특히 공중수송 플랫폼에 내장하여 사용하는데 적합하고 비교적 소형이고 낮은 프로파일(예를 들면 약 90cm 이하의 직경)을 갖는 개선된 안테나에 대한 필요성이 있다.
<발명의 요약>
일 실시예에 따라, 본 발명은 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템에 있어서,
- 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하고 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하게 동작하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
- 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템
- 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 어떤 각도의 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하고,
이에 의해서, 선형 편파 방향이 상기 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 제1 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 안테나 시스템을 제공한다. '평면형'라는 용어는 이하 평면형 혹은 실질적으로 평면형 능동 서브시스템을 나타내는데 사용된다.
또 다른 실시예에 따라서, 위에 언급된 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들은 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들을 동기하여 동작하게 구성된 공통 제어 시스템에 결합된다. 또 다른 실시예에 따라서, 상기 공통 제어 서브시스템은,
- 중앙처리 유닛(CPU);
- 상기 CPU에 결합된 메모리;
- 상기 타겟에 관하여 상기 플랫폼의 상대적 위치에 관계된 데이터를 입력하기 위한 것으로, 상기 CPU에 결합되고 상기 플랫폼의 데이터 시스템들에 접속가능한 데이터 입력 모듈; 및
- 상기 CPU에 결합되고 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들을 동작시키게 구성된 위치파악 및 편파 추적 모듈을 포함한다.
또 다른 실시예에 따라서, 상기 제3, 앙각 서브 시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 제어가능하게 변경가능한 각도의 방향을 제공하게 구성된다. 또 다른 실시예에 따라서, 공통 제어유닛은 또한, 상기 제3, 앙각 서브시스템의 동작을 제어하게 구성되어, 상기 스캐닝 콘을 선택적으로 조정할 수 있게 한다.
또 다른 실시예에 따라서, 본 발명은 평면형 능동 서브시스템을 구비하고 타겟에 대해 상대적으로 이동하는 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템으로 적어도 한 타겟을 추적하기 위한 방법에 있어서,
(i) 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하는 단계;
(ii) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고, 위치 및 편파 데이터를 구성하는 단계;
(iii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 안테나 시스템의 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관한 롤 회전 이동, 및 전자 스캐닝을 상기 능동 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하는 단계를 포함하고;
이에 의해서, 선형 편파 방향이 적어도 한 이동하는 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 평면형 능동 서브시스템을 위치파악 할 수 있게 하는 것인, 방법을 제공한다.
또 다른 실시예에 따라서, 본 발명은 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템에 있어서,
- 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하게 동작하며 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
- 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템;
- 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3, 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 어떤 각도의 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하는, 안테나 시스템을 제공한다.
또 다른 실시예에 따라서, 본 발명은 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 안테나 시스템에 있어서,
- 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하게 동작하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
- 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템;
- 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3, 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 0°-90°범위의 조정가능한 각도 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하고,
그럼으로써, 선형 편파 방향이 상기 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 제1 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 안테나 시스템을 제공한다.
또 다른 실시예에 따라서, 본 발명은 평면형 능동 서브시스템을 구비하고 타겟에 대해 상대적으로 이동하는 플랫폼에 수용되는 안테나 시스템으로 적어도 한 타겟을 추적하기 위한 방법에 있어서,
(i) 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하는 단계;
(ii) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고, 위치 및 편파 데이터를 구성하는 단계;
(iii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 안테나 시스템의 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관한 롤 회전 이동을 상기 능동 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하고, 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 0°-90°범위의 각도 방향을 선택적으로 조정하는 단계를 포함하고,
이에 의해서, 선형 편파 방향이 적어도 한 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 방법을 제공한다.
발명을 이해하고 실시에서 어떻게 수행될 수 있는가를 알기 위해서, 첨부한 도면을 참조하여, 비제한적 예로서만, 바람직한 실시예를 기술한다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템의 측면도(단면으로)이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템의 보다 상세한 측면도(단면으로)이다.
도 3은 발명의 실시예에 따라 안테나의 일부의 같은 크기의 부분도이다.
도 4는 발명의 또 다른 실시예에 따라 안테나의 측면도(단면으로)이다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템의 블록도이다.
도 6a-6c는 발명의 실시예에 따라 위치파악 및 편파 추적 원리를 도시한 것이다.
도 7은 발명의 실시예에 따라 제어유닛에 의해 수행되는 일련의 동작을 도시한 흐름도이다.
어떤 실시예들에 따라, 본 발명은 플랫폼, 및 바람직하게는 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 적어도 한 타겟(예를 들면, 정지궤도 위성)에 및 이로부터 선형 편파를 갖는 RF 신호를 송신 및/또는 수신하기 위한 이동 플랫폼(예를 들면, 공중수송 플랫폼)에 배치된 평면형 안테나 및 바람직하게는 페이즈드 어레이 안테나 시스템을 제공한다. 안테나 시스템은 편파 추적 능력들뿐만 아니라 위치파악 능력들을 제공하여 플랫폼과 타겟간에 선형 편파를 갖는 RF 신호의 통신을 향상시킨다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템(10)의 측면도(단면으로)이다. 안테나(10)는, 특히, 수평축(B) 및 이에 수직한 ZB축(안테나 시스템의 중앙축을 구성함)을 정의하는 방위각 구동 서브시스템(12)을 포함한다. 안테나 시스템(10)은 축(A) 및 이에 수직한 ZA 축을 정의하는 경사 구동 서브시스템(14)을 또한 포함한다. 또한, B 및 ZB 둘 다에 수직한 축(D)가 도시되었다. 실질적으로 평면형 능동 서브시스템(16)은 축(A)을 따라 경사 구동 서브시스템(14)에 결합되어 콘(cone)(C) 내에서 전자적 스캐닝을 수행하게 동작한다(바람직하게 ±60°의 스캐닝 각도를 제공한다). 축(ZA)은 안테나의 보어 사이트(bore sight)를 나타낸다. 능동 서브시스템(16)은 롤 서브시스템(18)에 접속된다.
본 발명의 실시예에 따라(도 1에 도시된), 안테나 시스템(10)은 4가지 자유도를 갖고 있어 다음의 방법으로, 위치파악 및 편파 추적에 요구되는 경사 조정뿐만 아니라, 전자 스캐닝, 방위각, 및 롤 이동을 선택적으로 수행할 수 있게 한다.
- 스캔 콘(C) 내에서 전자 스캐닝.
- 방위각 구동 서브시스템은 축(ZB) 둘레로 경사 구동 서브시스템(14)( 및 이 위에 수용된 능동 서브시스템(16))을 회전시킨다.
- 경사 구동 서브시스템(14)은 축(D) 둘레로 능동 서브시스템(16)을 회전시키고, 그럼으로써 축(B)에 관하여 능동 서브시스템(축(A))을 경사지게 한다.
- 롤 서브시스템은 축(ZA) 둘레로 능동 서브시스템(16)을 회전시킨다.
도 4에 도시한 발명의 또 다른 실시예에 따라, 예를 들면, 축(B)와 축(A) 사이에 20°-30°의 범위 내 각도의, 고정된 경사가 제공된다. 이 실시예에 따라, 편파 추적뿐만 아니라 위치파악이 다음과 같이 단지 3가지 자유도만의 이동들에 기초하여 수행된다.
- 스캔 콘(C)내에서 전자 스캐닝
- 방위각 구동 서브시스템은 축(ZB) 둘레로 경사 구동 서브시스템(14)( 및 이 위에 수용된 능동 서브시스템(16))을 회전시킨다.
- 롤 서브시스템은 축(ZA) 둘레로 능동 서브시스템(16)을 회전시킨다.
후술하는 바와 같이, 모든 자유도들은 공통 제어 시스템(도 1, 2, 4에 도시생략)에 의해 제어되며, 위치파악 및 편파 추적을 제공하게 동기하여 동작한다. 각종 서브시스템들의 동적 동작의 선택적인 특징을 도 7을 참조로 후술한다.
도 1에 도시된 발명의 실시예로 다시 가서, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 시스템(10)의 보다 상세한 측면도(단면으로)이다. 발명의 실시예에 따라, 안테나 시스템(10)은 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같은 전자적으로 스캐닝되며 실질적으로 평면형 페이즈드 어레이 안테나(15)를 포함하는 능동 서브시스템(16)을 탑재한다. 안테나(15)는 각각 서로 다른 주파수 대역들로 RF 방사를 송수신하게 설계되고 선형 편파를 구비하고 서로 직교하는 2개의 인터리브된 어레이의 방사 소자들(73, 75)로부터 구성된다. 발명의 실시예에 따라, 방사소자들은 송신모듈(TX), 수신모듈(RX) 혹은 TX와 RX와의 조합에 의해 여기될 수 있는 공지의 광대역 비발디 안테나이다(TX 및 RX 모듈들은 도 3에 도시되어 있지 않다). 공지된 바와 같이, 안테나(15)는, 특히, PCB(78), 열-싱크들(80) 및 DC/DC 변환기들(83)을 또한 포함한다. 공지된 바와 같이, 직교 선형 편파를 구비하는 2개의 인터리브된 어레이들(73, 75)은 송신 및 수신되는 빔들이 서로 다른 주파수들을 가져 서로 간섭하지 않기 때문에 통신 목적에 적합하다. 발명의 실시예에 따라, 안테나(15)는 예를 들면, 14.14.5GHz 대역으로 송신(항공기에서 위성으로), 10.95-11.7GHz 대역으로 수신(위성에서 항공기로)하는 Ku-대역에서 동작하게 설계된다.
도 2로 가서, 능동 서브시스템(16)은 안테나(15)가 접속되는 롤 플레이트(28)를 포함하는 롤 구동 서브시스템(18)을 또한 수용한다. 롤 플레이트(28)는 롤 베어링들(30) 상에 장착된 공동(hollow) 샤프트를 구비하고 롤 모터(35) 및 피니온(38)에 의해 움직일 수 있다. 이에 따라 롤 서브시스템(18)은 롤 이동을 제공하게 설계되고(즉 도 1에 도시된 바와 같이, 축(ZA) 둘레로 회전한다), 그럼으로써 안테나(15)가 이의 선형 편파를 추적된 위성의 편파에의 매칭을 계속하여 유지하게 한다. 발명의 실시예에 따라, 롤 이동은 ±180°로 제한된다. 안테나(15)는 예를 들면 공동 샤프트에 조립된 회전-조인트 슬립-링 블록(도시생략)을 통해서, 혹은 유연한 케이블들(도시생략)에 의해 공급된다.
전자적으로 스캐닝되는 페이즈드 어레이 안테나에 관해 공지된 바와 같이, 더 나은 안테나 수행은 어레이의 평면 위로 앙각을 통상적으로 약 30°이하의 어떤 값 이상으로 유지함으로써 달성된다. 그러므로, 발명의 일 실시예에 따라, ±30°까지의 경사각은 다음과 같이 ±90°의 앙각 범위를 갖게 하기 위해 방위각 이동과 조합된다.
경사 서브시스템(14)(도 1 및 도 2에 도시됨)은 경사 베이스(32)를 포함하며, 이에 롤 서브시스템(18)을 통해 방사 서브시스템(16)이 접속된다. 경사 베이스(32)는 예를 들면 기어(도시없음)와 결합되어 경사 샤프트(42)에 부착된 모터-기어 유닛(도시생략)에 의해 경사축(D) 둘레로 움직일 수 있다. 경사 서브시스템(14)은 경사 베어링(도시생략)을 통해 사이드 플레이트들(45)에 의해 방위각 서브시스 템(12)에 접속된다.
방위각 구동 시스템(12)(도 1 및 도 2에 도시됨)은 축(ZB) 둘레로 회전할 수 있는 방위각 턴테이블(48)을 포함한다. 발명의 실시예에 따라, 방위각 턴테이블(48)은 공동 샤프트를 구비하고, 이 위에는 방위각 베어링들(50)이 설치된다. 방위각 베어링들(50)은 이동 플랫폼(예를 들면, 항공기)의 장착 베이스에 안테나(10)를 설치하는데 사용되는 페디스탈 베이스(52)에 의해 탑재된다. 방위각 이동은 방위각 모터(55)와, 방위각 기어(65)와 맞물리는 방위각 피니온(58)에 의해 달성된다. 회전 조인트-슬립 링 블록(63)은 방위각 테이블(48)의 공동 샤프트에 부착되어 RF 방사 및 전기를 전달하게 한다.
방위각, 경사 및 롤 구동 서브시스템들(요소들(12, 14, 18))은 제어 시스템(도 1 및 도 2에 도시없음)에 결합되어 이에 의해 제어된다. 공통 제어 시스템 및 이의 동작은 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술한다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 각종 이동s를 제어하는데 사용되는 엔코더 성분들(도 2에 도시 없음)뿐만 아니라, 디지털, 기계, 혹은 그 외 서보 성분들은 시스템에 쉽게 일체화될 수 있다. 발명은 사용되는 구동기들의 유형 및 종류(모터들, 기어들, 등)에 의해 한정되는 것은 아니며 이를테면 샤프트들에 직접 장착되는 팬케이크 토크 모터들은 발명의 범위 내에서 적합하게 사용될 수 있음을 알 것이다.
항공기들에서 사용될 때, 본 발명의 안테나 시스템은 비교적 소형의 낮은 프로파일 시스템(예를 들면 약 90cm 이하의 직경, 약 40cm 이하의 높이)으로서 구현 될 수 있다. 시스템은 예를 들면 항공기의 크라운 상에 평탄하게 장착될 수 있고, 그럼으로써 항공기의 공기역학 설계를 훼손함이 없이 항공기에 향상된 통신능력을 제공한다.
도 5로 가서 위에 언급된 공통 제어 시스템의 설명이 이어진다. 도 5는 도 1에 도시된 발명의 실시예에 따른 안테나 시스템(100)의 블록도이다. 전에 언급된 바와 같이, 안테나 시스템(100)은 이동 플랫폼(예를 들면, 항공기) 내에 장착되고 이동하는 타겟(예를 들면, 위성)과 통신하는데 사용된다. 도시된 바와 같이 능동 서브시스템(11), 롤 구동 서브시스템(120), 경사 구동 서브시스템(130) 및 방위각 구동 서브시스템(140)은 모두 공통 제어 시스템(150)에 결합된다. 제어 시스템(150)은, 특히, 중앙처리유닛(CPU)(160) 및 CPU에 결합된 메모리(170)를 포함한다. 발명은 제어 시스템의 전형적인 구성으로 한정되는 것은 아닌 것에 유의한다.
제어 시스템(150)은 위치 데이터를 수신하기 위해 도 5에 도시되지 않은 외부 시스템들(예를 들면, 이동 플랫폼에 수용된 데이터 시스템들(예를 들면 GPS(Global Positioning System), 관성항법 시스템(INS), 위치측정(localization) 시스템 등))에 접속될 수 있다. 제어 시스템(150)은 CPU(160)에 결합되고 이동 타겟에 관한 이동 플랫폼의 상대 위치에 관계된 위치 데이터를 제공하게 구성된 데이터 입력 모듈(180)을 수용한다. 제어 시스템(150)은 또한, CPU(16)에 결합되어 능동, 롤, 경사 및 방위각 서브시스템들(110-140)을 구동하기 위한 제어신호들을 제공하게 구성된 위치파악 및 편파 추적 모듈(190)을 수용한다.
발명의 실시예에 따른 위치파악 및 편파 추적의 원리는 도 6a-6c에 도시된 현장 및 제어 파라미터들을 참조하여 상세히 할 것이다. 도 6a는 이 현장에서는 항공기(202)인 이동 플랫폼, 및 발명의 실시예에 따라 안테나 시스템의 이동들을 기술하는데 사용되는 항공기의 좌표 시스템(204)을 도시한 것으로, X축은 항공기의 날개들을 따라 놓이고, Y축은 항공기의 동체를 따라 놓이며, Z축은 X 및 Y에 수직하다. 안테나 시스템은 항공기(202)의 상부 상에 장착되고, 따라서, 도 1 및 도 3을 참조하면, 도 6a에 도시된 Z축은 안테나의 중심축인 축(ZB)이다. 능동 서브시스템(도 1에 도시된 요소(15))의 표면상에 안테나의 중심축을 따라 위치한 스캐닝 콘(도 6a에는 도시되지 않고 도 1에 도시된 요소(C))의 정상이 좌표 시스템(206)의 원점(O)이다. 또한 도 6a에는 움직이는 타겟으로서 이 현장에서는 위성(206)이 도시되었다. 위성(206)의 위치는 θS(S축과 Z축 사이의 각), 및 각도 성분들 αX, αY, αZ로 표현되는 위치 벡터 S에 의해 정의된다.
도 6b는 방위각 서브시스템(도 1에 도시된 요소(12))에 의해 능동 서브시스템(도 1에 도시된 요소(16))의 360°회전에 기인하여, 안테나 시스템의 브로드사이드(broadside) 방향들의 콘(AC)을 도시한 것이다. 즉, 브로드사이드 방향들의 콘(AC)은 축(ZB)에 관하여 축(ZA)의 360°회전의 결과이다(이둘 둘은 도 1에 도시되었음). 콘(AC)의 입체각(T)은 도 1 및 도 3을 참조하여 위에 상세히 한 바와 같이, 평면(A)와 평면(B) 사이의 각도의 방향(소위, '경사')와 같다. 발명의 일 실시예에 의해서, T는 변경될 수 있는 것에 유의한다(예를 들면 도 2에 도시한 바와 같이). 또 다른 실시예에 의해서, T는 고정된다(예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이).
도 6c는 위성에 관하여 항공기에 내장된 안테나 시스템의 한 세트의 제어 파라미터들 및 원하는 배열을 도시한 것으로, 안테나 시스템의 선형 편파 방향은 위성의 방향에 정렬된다.
θS: S와 안테나의 중심축(ZB)간의 각도;
T: 안테나의 중심축(ZB)에 관하여 브로드사이드(ZA)의 경사각;
θscan: 도 1에 도시된 스캐닝 콘(C)의 입체각;
S: (αX, αY, αZ), (αθ, αφ)로 표현되는 위성의 위치 벡터;
V: (αant X, αant Y, αant Z), (αant θ, αant φ)로 표현되는 안테나의 브로드사이드 벡터(ZA를 따라 가리키는, 안테나의 중심축).
발명의 일 실시예에 따라, 소망의 배열에서, V는 ZB-S 평면에 놓인다. 항공기 및 위성의 상대적 이동 동안, θS는 제로에서 90°까지 변할 수 있다. 안테나의 선형 편파 방향을 위성의 방향에 정렬되어 계속 유지하기 위해서, θscan은 다음의 관계에 따를 것이 요구된다.
(1) θscan ≥ θS - T if θS > T, 혹은
(2) θscan ≤ θS - T if θS < T
즉, 원하는 배열에서, S는 실질적으로 콘의 정상과 교차하면서 스캐닝 콘(C)을 통과한다. 발명의 또 다른 실시예에 따라, 원하는 위치에서 S는 실질적으로 스 캐닝 콘의 중심축과 일치하여 제로까지의 최소 스캐닝 각(어떠한 스캐닝도 요구되지 않는)을 갖게 한다.
위성에 관하여 안테나 시스템의 원하는 배열을 달성하기 위해서, 다음의 일련의 동작들(300)이 발명의 실시예에 따라 순환식으로 공통 제어유닛(도 5에 도시된 요소(150))에 의해 수행된다.
동작(310)에서: 위성의 위치와 편파(예를 들면 룩아웃 테이블들을 사용하여), 및 안테나의 위치와 편파(예를 들면 호스트 항공기의 시스템들로부터 수신된 데이터를 사용하여) 수신하여 저장하고, 현 사이클의 동작의 위치 및 편파 데이터를 구성한다. 위치 및 편파 데이터는 각종의 소스들, 예를 들면 이동 타겟의 위치측정기, GPS(Global Positioning System) 시스템, INS(Inertial Navigation System) 시스템, 이동 플랫폼의 고도를 측정하는 고도계, 방위각의 위치 변화들을 측정하는 엔코더들, 롤 및 경사 서브시스템들, 및 등등으로부터 달성될 수 있다. 발명은 정보의 유형, 및 위성과 안테나의 위치 및 편파를 검출하고 이들의 상대적 배열을 적시에 평가하는데 사용되는 방법에 의해 구속되지 않는 것에 유의한다. 또한, 발명은 사용되는 특정의 한 세트의 파라미터들에 의해 구속되지 않음에 유의한다. 도 6a-6c에 도시된 좌표 시스템들을 사용시, 이 단계에서 다음의 제어 파라미터들이 자체 공지된 방법으로 정의된다:(αX, αY, αZ), (αθ, αφ), θS, (αant X, αant Y, αant Z), (αant θ, αant φ).
동작(312)에서: 현 제어 파라미터들이, 예를 들면, 이 위성에 관한 이전의 어떠한 데이터도 저장되어 있지 않는지, 혹은 자유도들 중 하나의 어떤 조정이 필요함을 나타내는 것으로서 현 데이터가 저장된 데이터와 다른지 체크된다.
동작 314, 316, 318: 서브시스템 당 특정의 제어 파라미터들이 예를 들면 후술하는 바와 같이 평가된다. 발명은 명시된 파라미터들 및 관계들로 구속되지 않고 다른 것들이 사용될 수도 있는 것에 유의한다.
동작 320에서: 필요하다면(동작들 314, 316, 318에서 평가된 바에서), 방위각 및 롤 회전을 제공하고, 가능하고 필요하다면, 경사 회전을 제공한다. 위성과 항공기의 상대적 위치 및 편파는 위성 및 항공기의 상대적 움직임에 기인하여 동적이며 따라서 새로운 위치 및 편파가 수신되는 임의의 순간에 방위각, 롤, 및 가능하다면 경사 조정들에 대한 필요성이 평가되는 것에 유의한다.
방위각 조정(예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된, 방위각 구동 서브시스템(12)에 의해 수행되는)은 ZB-S 평면에 대해 브로드사이드(ZB)를 회전시키기 위해 수행된다. 그러므로, 요구되는 방위각 조정은 ZB-S 평면에 투사될 때, 항공기와 위성의 상대적 변위의 변화와 같다. 발명의 실시예에 따라서, 방위각 조정 δazimuth는 (αX, αY)≠(αant X, αant Y)이면 제공되고 관계식(3)에 따른다.
(3) δazimuth = atan(αy, αx)
롤 조정(도 1 및 도 2에 도시된 롤 구동 서브시스템(18)에 의해 실행되는)은 위성의 편파의 방향에 변화들에 따라 안테나의 편파의 방향을 조정하기 위해 수행된다. 발명의 실시예에 따라, 롤 조정 δroll은 (αθ, αφ)≠(αant θ, αant φ)이면 제공되고 관계식(4)에 따른다.
(4) δroll = atan(αθ, αφ)
도 1을 참조로 위에 기술된 바와 같이, 각 T는 변경될 수 있다(도 1에 도시된 바와 같은 구동된 서브시스템(14)의 사용에 의해). 이 실시예에서, 경사 조정은 최소 스캐닝 각(바람직하게는 θS
Figure 112007048031018-PCT00001
T에서 달성된다)을 제공하기 위해 수행될 수 있다. 그러므로, 요구되는 경사 조정 δtilt는 관계식에 따를 것이다.
(5) O
Figure 112007048031018-PCT00002
min(θS - T)
또 다른 실시예에 따라, 경사 조정은 (θS - T)가 소정의 값(예를 들면 60°- 70°의 범위에서) 이하가 되게 최소로서 정의된다. 경사 조정은 θS가 소정의 값(예를 들면 60°- 70°의 범위에서)을 확장하는 경우에만 요구될 수 있음을 알 것이다. 또한, 요구되는 경사 조정을 정의하기 위한 다른 고찰로서, 경사각을 20°-30°사이가 되게 한정시키는 것 및 또 다른 것이 적용될 수 있음을 알 것이다. 또한, 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 고정된 경사각으로 적용될 수 있고, 이러한 구현에서는 어떠한 동적 경사조정도 전혀 제공되지 않는다.
동작 330에서: 필요하다면(동작 326에서 체크되어), 전자적 스캐닝을 수행한 다. 안테나의 브로드사이드가 위성 위치 벡터 S와 일치할 때 어떠한 전자 스캐닝도 요구되지 않는 것에 유의한다. 즉, 전자적 스캐닝은 θS ≠ T이면 수행된다.
도 5와 함께 도 7을 참조하면: 위에 예시된 발명의 실시예에 따라, 동작 310은 데이터 입력 모듈(요소(180))에 의해 수행되고, 동작들 312-330은 위치 및 편파 추적모듈(요소(190))에 의해 수행된다.
발명은 발명의 일 실시예를 예시하기 위해서 도 7을 참조로 여기 예시된 특정의 고찰에 의해 구속되지 않고 발명의 범위 내에서, 필요한 수정을 하여 다른 고찰들이 적용될 수 있음을 알 것이다.
본 발명은 송신/수신 안테나 및 어떤 선형 편파의 RF 방사에 관하여 기술되었다. 본 발명은 송신 안테나 혹은 수신 안테나, 및 적합한 수정을 가하여, 비선형 편파의 RF 방사에 똑같이 관계됨을 알 것이다.
발명은 주로 항공기와 정지궤도 위성간 통신을 참조로 기술되었다. 발명은 안테나 시스템이 장착되는 이동 플랫폼의 유형, 예를 들면 배, 육상 차량들 및 등으로 한정되는 것은 아님에 유의한다. 또한, 본 발명은 이동 플랫폼과 타겟간에 선형 편파를 갖는 RF 신호의 통신에 관하여 상세히 기술되었다. 발명의 개념 및 원리는 본 발명의 범위 내에서, 적합한 수정 및 변경을 가하여, 고정된 플랫폼과 이동 타겟 혹은 그 역(이동 플랫폼과 고정된 타겟), 혹은 이동 플랫폼과 이동 타겟간에 선형 편파를 갖는 RF 신호들의 통신을 위해 구현될 수도 있다.
본 발명은 다음과 같이 단지 3가지 자유도를 사용함으로써 구현될 수 있음을 알 것이다(다음의 참주부호들은 도 1을 언급한다)
- 경사 구동 서브시스템(도 1에 요소(14)) 및 이에 수용된 능동 서브시스템을 축(ZB) 둘레로 회전시키는 방위각 구동 서브시스템(도 1에서 요소(12)).
- 능동 서브시스템(16)을 축(D) 둘레로 회전시키고, 그럼으로써 축(B)에 관하여 능동 서브시스템(축(A))을 경사각 T만큼 경사지게 하는 경사 구동 서브시스템(14). 여기서 0≤T≤90°.
- 능동 서브시스템(16)을 축(ZA)에 관하여 회전시키는 롤 서브시스템.
도 7에 도시된 동작 320을 참조하여 기술된 바와 같이, 0≤T≤90°의 범위로 경사각을 제공함으로써, 전자 스캐닝 각 θS는 θS=O까지 최소화될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라, 경사각 T의 동적 조정을 사용함으로써, 전자 스캐닝을 수행할 필요없이 위치 및 편파 추적을 유지하는 것이 가능하다. 바람직하게, 이 실시예는 고정된 플랫폼들, 육상 차량들, 배 및 등등에 장착된, 이동 타켓들을 추적하기 위한 안테나 시스템에 유용하다.
발명에 따른 안테나 시스템은 레이더, 전자 카운터 특정(ECM) 시스템으로서, 혹은 선형 편파 모드를 갖는 위성들을 통해 양방향 광대역 데이터 통신과 같은 통신 안테나로서 사용될 수 있음을 알 것이다.
본 발명에 관계된 당업자들은 본 발명이 어떤 실시예들에 관하여 기술되었지만 이 개시에 토대가 되는 개념은 다른 시스템들, 서비스들 및 본 발명의 몇몇 목적을 수행하기 위한 프로세스들을 설계하기 위한 토대로서 쉽게 이용될 수 있음을 알 수 있다.
발명에 따른 시스템은 적합하게 프로그램된 컴퓨터 시스템일 수 있음을 알 것이다. 마찬가지로, 발명은 발명의 방법을 실행하기 위해 컴퓨터에 의해 독출될 수 있는 컴퓨터 프로그램을 고찰한다. 또한, 발명은 발명의 방법을 실행하기 위해 머신에 의해 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 실제로 실현하는 머신 독출가능의 메모리를 또한 고찰한다.
또한, 여기에서 사용되는 술어 및 용어는 설명을 하기 위한 것으로 한정하는 것으로 간주되지 않음을 알 것이다.
그러므로, 발명의 범위는 예시적 실시예들 및 여기 개시된 예들로 한정되는 것으로 해석되지 않음이 중요하다. 첨부한 청구항들 및 이들의 등가물들에 정의된 본 발명의 범위 내에서 다른 변형들이 가능하다.

Claims (18)

  1. 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템에 있어서,
    - 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하고 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하게 동작하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
    - 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템
    - 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 어떤 각도 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하고,
    이에 의해서, 선형 편파 방향이 상기 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 제1 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 안테나 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들은 상기 제1, 제2 및 제 4 서브시스템들을 동기하여 동작하게 구성된 공통 제어 시스템에 결합되는, 안테나 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공통 제어 서브시스템은,
    - 중앙처리 유닛(CPU);
    - 상기 CPU에 결합된 메모리;
    - 상기 타겟에 관하여 상기 플랫폼의 상대적 위치에 관계된 데이터를 입력하기 위한 것으로, 상기 CPU에 결합되고 상기 플랫폼의 데이터 시스템들에 접속가능한 데이터 입력 모듈; 및
    - 상기 CPU에 결합되고 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들을 동작시키게 구성된 위치파악 및 편파 추적 모듈을 포함하는, 안테나 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 데이터 입력모듈은 상기 플랫폼 및 상기 타겟의 상대적 배열, 상기 타켓의 위치, GPS(Global Positioning System) 데이터, INS(Inertial Navigation System) 데이터, 상기 플랫폼의 고도, 상기 제2 서브시스템의 위치 데이터; 상기 제3 서브시스템의 위치 데이터; 상기 제4 서브시스템의 위치 데이터로부터 적어도 한 데이터 항목을 적시에 수신하게 구성된, 안테나 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3, 앙각 서브 시스템은 상기 능동 서브시스템에 의 해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간의 고정된 각도 방향을 제공하게 구성된, 안테나 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 능동 서브시스템은 실질적으로 상기 제1 축과의 공통 축의 기정의된 스캐닝 콘 내에서 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하게 또한 구성된, 안테나 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기정의된 스캐닝 콘은 상기 능동 서브시스템의 보어 사이트에 관하여 약 ±70°의 스캐닝 각을 제공하는, 안테나 시스템.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제3, 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간의 제어가능하게 변경가능한 각도 방향을 제공하게 구성된, 안테나 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공통 제어유닛은 또한, 상기 제3 앙각 서브시스템의 동작을 제어하게 구성되어 상기 스캐닝 콘의 선택적 조정을 할 수 있게 하는, 안테나 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 플랫폼은 공중 수송 플랫폼인, 안테나 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 타겟은 정지궤도 위성인, 안테나 시스템.
  12. 제2항에 있어서, 상기 공통 제어유닛은 다음의 동작들을 수행함으로써 동기하여 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들을 동작시키게 구성된, 안테나 시스템.
    (i) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고 위치 및 편파 데이터를 구성하는 동작;
    (ii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 제1, 제2 및 제4 서브시스템들에 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 제1 축에 관한 롤 회전 이동, 및 전자 스캐닝을 상기 제1 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하기 위한 제어신호들을 제공하는 동작;
    (iii) 원하는 회수만큼 상기 동작들 (i)-(ii)를 반복하는 동작.
  13. 제8항에 있어서, 상기 공통 제어유닛은 다음의 동작들을 수행함으로써 동기하여 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 서브시스템들을 동작시키게 구성된, 안테나 시스템.
    (i) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고, 위치 및 편파 데이터를 구성하는 동작;
    (ii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 서브시스템들에, 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간의 각도 방향을 선택적으로 조정하는 것과, 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 제1 축에 관한 롤 회전 이동, 및 전자 스캐닝을 상기 제1 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하기 위한 제어신호들을 제공하는 동작; 및
    (iii) 원하는 회수만큼 상기 동작들 (i)-(ii)를 반복하는 동작.
  14. 평면형 능동 서브시스템을 구비하고 타겟에 대해 상대적으로 이동하는 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템으로 적어도 한 타겟을 추적하기 위한 방법에 있어서,
    (i) 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하는 단계;
    (ii) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고, 위치 및 편파 데이터를 구성하는 단계;
    (iii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 안테나 시스템의 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관한 롤 회전 이동, 및 전자 스캐닝을 상기 능동 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하는 단계를 포함하고;
    그럼으로써, 이에 의해서, 선형 편파 방향이 적어도 한 이동하는 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간 각도 방향 을 선택적으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 페이즈드 어레이 안테나 시스템에 있어서,
    - 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하게 동작하며 전자적 스캐닝을 선택적으로 수행하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
    - 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템;
    - 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3, 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 어떤 각도 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하는, 안테나 시스템.
  17. 플랫폼에 대해 상대적으로 이동하는 타겟을 추적하기 위해 상기 플랫폼에 수용되는 안테나 시스템에 있어서,
    - 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하게 동작하는 제1 평면형 능동 서브시스템;
    - 상기 능동 서브시스템에 결합되고 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직한 제1 축에 관하여 상기 능동 서브시스템의 회전 이동을 하게 동작하는 제2, 롤 서브시스템;
    - 상기 제2, 롤 서브시스템과 제4 방위각 서브시스템에 결합된 제3, 앙각 서브시스템으로서, 상기 방위각 서브시스템은 상기 안테나 시스템의 중심축을 정의하며 상기 중심축에 관하여 상기 제1 평면형 서브시스템의 회전 이동을 제공하게 동작하며, 상기 앙각 서브시스템은 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 0°-90°범위의 조정가능한 각도 방향을 제공하게 구성된 것인, 상기 제3 앙각 서브시스템을 포함하고,
    그럼으로써, 선형 편파 방향이 상기 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 실질적으로 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 제1 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 안테나 시스템.
  18. 평면형 능동 서브시스템을 구비하고 타겟에 대해 상대적으로 이동하는 플랫폼에 수용되는 안테나 시스템으로 적어도 한 타겟을 추적하기 위한 방법에 있어서,
    (i) 어떤 선형 편파 방향의 RF 신호를 수신/송신하는 단계;
    (ii) 상기 타겟 및 상기 안테나 시스템의 위치 및 편파에 관한 데이터를 수신 및 저장하고, 위치 및 편파 데이터를 구성하는 단계;
    (iii) 상기 위치 및 편파 데이터에 응하여, 상기 안테나 시스템의 중심축에 관한 방위각 회전 이동, 상기 평면형 능동 서브시스템에 의해 정의된 평면에 수직 한 제1 축에 관한 롤 회전 이동을 상기 능동 서브시스템이 선택적으로 수행하게 하고, 상기 능동 서브시스템에 의해 정의된 상기 평면과 상기 방위각 서브시스템에 의해 정의된 평면간에 0°-90°범위의 각도 방향을 선택적으로 조정하는 단계를 포함하고,
    이에 의해서, 선형 편파 방향이 적어도 한 타겟에 의해 수신 및/또는 송신된 RF 방사의 선형 편파 방향에 정렬되게 상기 타겟에 관하여 상기 평면형 능동 서브시스템을 위치파악할 수 있게 하는 것인, 방법.
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