KR20170054228A - 모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템 - Google Patents

모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템 Download PDF

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KR20170054228A
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Abstract

위상 배열 안테나 시스템은 무선 주파수(RF) 개구를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들을 포함할 수 있다. 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 엘리먼트에 의해 생성되거나 수신된 RF 빔을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어될 수도 있다. 위상 배열 안테나 시스템은 또한 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기를 포함할 수도 있다. 안테나 제어기는 추가로 복수의 개구 상태 머신들을 포함할 수도 있다. 개구 상태 머신은 각각의 RF 타일 부배열과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열의 동작을 제어할 수 있다. 위상 배열 안테나 시스템은 복수의 RF 타일 버스들을 더 포함할 수도 있다. 하나의 RF 타일 버스는 각각의 개구 상태 머신을 RF 타일 부배열에 동작 가능하게 연결한다.

Description

모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템{PHASED ARRAY ANTENNA SYSTEM INCLUDING A MODULAR CONTROL AND MONITORING ARCHITECTURE}
본 개시는 안테나들 및 안테나 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템에 관한 것이다. 위상 배열 안테나들은 미리 결정된 패턴으로 배열될 수 있는 다수의 안테나 엘리먼트들을 포함한다. 예를 들어, 용도, 응용 또는 다른 파라미터들에 따라 다른 배열들이 또한 사용될 수도 있지만, 안테나 엘리먼트들은 행들 및 열들로 배열될 수 있다. 안테나 엘리먼트들 각각은 위상 배열 안테나에 의해 생성되거나 송신된 무선 주파수(RF: radio frequency) 빔의 전파 방향을 제어하도록 제어될 필요가 있다. 위상 배열 안테나에 의한 RF 빔들 또는 신호들의 송신 또는 수신 방향의 제어는 빔 조향 또는 추적으로 지칭될 수도 있다. 전자적으로 조향되는 위상 배열 안테나들은 일반적으로 RF 빔을 생성하여 제어하기 위해 다량의 데이터 계산 및 처리를 필요로 한다. 이후, 제어 신호들은 일반적으로 상당한 수의 전기 데이터 접속들을 필요로 하는 안테나 엘리먼트들에 분배되어야 한다. 이는 특히, 예컨대, 항공기 또는 우주선에 대한 크기 및 공간 제한들이 있을 수도 있는 애플리케이션들에서 위상 배열 안테나의 확장성을 제한할 수 있다. 추가로, 항공기 또는 우주선에 대한 위상 배열 안테나 애플리케이션들은 다수의 RF 빔들의 관리와 동시에 성능 레벨을 필요로 할 수도 있다. 빔 조향 또는 추적 성능은 넓은 범위의 차량 각속도들 및 가속도들을 지원할 것이 요구될 수도 있다. 추적 성능은 바람직하게는, RF 엘리먼트들의 수, RF 빔들 또는 송신 및 수신 개구들의 크기와 관계 없다.
일례에 따르면, 위상 배열 안테나 시스템은 무선 주파수(RF) 개구를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들을 포함할 수 있다. 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 엘리먼트에 의해 생성되거나 수신된 RF 빔을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어될 수도 있다. 위상 배열 안테나 시스템은 또한 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기를 포함할 수도 있다. 안테나 제어기는 추가로 복수의 개구 상태 머신들을 포함할 수도 있다. 개구 상태 머신은 각각의 RF 타일 부배열과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열의 동작을 제어할 수 있다. 위상 배열 안테나 시스템은 복수의 RF 타일 버스들을 더 포함할 수도 있다. 하나의 RF 타일 버스는 각각의 개구 상태 머신을 연관된 RF 타일 부배열에 동작 가능하게 연결할 수 있다.
다른 예에 따르면, 위상 배열 안테나 시스템은 무선 주파수(RF) 개구를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들을 포함할 수 있다. 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 빔을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능할 수도 있다. RF 타일 부배열은 또한 다수의 RF 엘리먼트들을 개별적으로 제어하도록 구성된 타일 제어 집적 회로를 포함할 수도 있다. RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 타일 제어 집적 회로에 동작 가능하게 접속하는 클록 및 직렬 버스 매트릭스를 추가로 포함할 수도 있다. 위상 배열 안테나 시스템은 또한 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 생성되거나 수신된 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기를 포함할 수도 있다. RF 타일 부배열은 복수의 RF 타일 버스들을 추가로 포함할 수도 있다. 하나의 RF 타일 버스는 각각의 RF 타일 부배열과 연관될 수 있으며, 이는 연관된 RF 타일 부배열을 안테나 제어기에 동작 가능하게 연결한다.
추가 예에 따르면, 위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법은 무선 주파수(RF) 빔을 조향 또는 추적하는데 사용하기 위한 데이터를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한, 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열에 고유 제어 데이터를 제공하도록 데이터를 동시에 그리고 개별적으로 처리하는 단계를 포함할 수도 있다. 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 엘리먼트에 의해 생성된 또는 RF 엘리먼트에 의해 수신된 RF 빔을 고유 제어 데이터를 기초로 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어될 수도 있다. 이 방법은 각각의 고유 제어 데이터를 복수의 RF 타일 버스들 중 RF 타일 버스를 통해 대응하는 RF 타일 부배열에 송신하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 복수의 RF 타일 버스들 중 하나의 RF 타일 버스는 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열과 연관된다.
다른 예 또는 이전 예들 중 임의의 예에 따르면, 안테나 제어기는 안테나 관리기를 더 포함할 수도 있다. 안테나 관리기는 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 수신하도록 그리고 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 사용을 위해 개구 상태 머신들 중 하나의 개구 상태 머신과 연관된 RF 타일 부배열의 RF 엘리먼트들이 선택되는 것에 대한 응답으로 그 하나의 개구 상태 머신에 제어 및 상태 데이터와 빔 포인팅 정보를 송신하도록 구성될 수 있다.
다른 예 또는 이전 예들 중 임의의 예에 따르면, 각각의 개구 상태 머신은 구면 좌표들 및 위상 보상 함수를 사용하여, 연관된 RF 타일 부배열에 대한 RF 엘리먼트 위상 데이터를 처리하도록 구성될 수도 있다. RF 엘리먼트 위상 데이터는 연관된 RF 타일 부배열이 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적할 수 있게 한다. 복수의 개구 상태 머신들은 조향 또는 추적 솔루션에서부터 연관된 RF 타일 부배열들로의 RF 엘리먼트 위상 데이터의 로딩까지 RF 타일 부배열 위상 데이터의 동시 처리를 제공한다.
다른 예 또는 이전 예들 중 임의의 예에 따르면, 각각의 개구 상태 머신은 안테나 관리기로부터 조향 또는 추적 솔루션의 결정시 사용할 정보를 수신하고 그 정보를 기초로 RF 엘리먼트 보상 데이터를 결정하는 RF 보상 테이블을 포함할 수도 있다. 각각의 개구 상태 머신은 또한 RF 엘리먼트 보상 테이블로부터의 RF 엘리먼트 보상 데이터 및 안테나 관리기로부터의 빔 포인팅 정보를 수신하는 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인을 포함할 수도 있다. 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기는 RF 엘리먼트 보상 정보 및 빔 포인팅 정보를 기초로, 연관된 RF 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대한 위상 시프트 값을 결정한다. 개구 상태 머신은 또한 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인을 연관된 RF 타일 버스에 연결하는 타일 물리 계층(PHY: physical layer)을 포함할 수도 있다.
예들에 대한 다음의 상세한 설명은 본 개시의 특정 예들을 예시하는 첨부 도면들을 참조한다. 서로 다른 구조들 및 동작들을 갖는 다른 예들은 본 개시의 범위를 벗어나지 않는다.
도 1은 본 개시의 일례에 따른 모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템의 일례의 블록 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일례에 따른 위상 배열 안테나 시스템의 안테나 개구의 RF 타일 부배열의 동작을 제어하기 위한 개구 상태 머신의 일례의 블록 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일례에 따른 RF 타일 부배열의 타일 커넥터의 일례를 예시하는 상세한 블록 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일례에 따른 RF 타일 부배열의 일례의 블록 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일례에 따른 RF 주문형 집적 회로(ASIC: application-specific integrated circuit) 데이터 액세스 우선순위 프로토콜의 일례의 표현이다.
도 6은 본 개시의 일례에 따라 RF 빔을 조향 또는 추적하기 위한 각각의 RF 엘리먼트에 대한 위상 시프트를 결정하기 위한 방법의 일례의 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일례에 따라 위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법의 일례의 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일례에 따른 위상 배열 안테나 시스템을 포함하는 차량의 블록 개략도이다.
예들에 대한 다음의 상세한 설명은 본 개시의 특정 예들을 예시하는 첨부 도면들을 참조한다. 서로 다른 구조들 및 동작들을 갖는 다른 예들은 본 개시의 범위를 벗어나지 않는다. 동일한 참조 번호들은 서로 다른 도면들에서 동일한 엘리먼트 또는 컴포넌트를 나타낼 수도 있다.
특정 용어는 본 명세서에서 단지 편의상 사용되며, 설명되는 예들에 대한 한정으로 받아들여지는 것은 아니다. 예를 들어, "근접한", "말단의", "맨 위", "맨 아래", "상부에," 하부에," "왼쪽," "오른쪽," "수평," "수직," "위쪽" 및 "아래쪽" 등과 같은 단어들은 단지 도면들에 도시된 구성 또는 설명되는 도면들의 배향과 관련하여 사용되는 상대적 위치들을 설명할 뿐이다. 예들의 컴포넌트들은 다수의 서로 다른 배향들로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 예시 목적으로 사용되며 결코 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 이용될 수도 있고 구조적 또는 논리적 변경들이 이루어질 수도 있다고 이해되어야 한다. 따라서 다음의 상세한 설명은 한정의 의미로 여겨지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
도 1은 본 개시의 일례에 따른 모듈식 제어 및 모니터링 아키텍처(102)를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템(100)의 일례의 블록 개략도이다. 위상 배열 안테나 시스템(100)은 예를 들어, 항공기나 항공 우주 비행체와 같은 차량에 사용될 수 있는 낮은 프로파일 위상 배열 안테나 시스템일 수 있는데, 여기서 낮은 프로파일 위상 배열 안테나 또는 안테나 시스템(100)은 차량의 성능에 대해 있다 하더라도 무시해도 될 정도의 항력 또는 영향을 제공할 것이다. 위상 배열 안테나 시스템(100)은 무선 주파수(RF) 개구(106)를 한정하도록 특정 패턴으로 배열될 수 있는 복수의 RF 타일 부배열들(104)을 포함할 수 있다. 복수의 RF 타일 부배열들(104)은 수신 개구(106a)를 한정할 수 있는 제 1 그룹의 RF 타일 부배열들(104) 및 송신 개구(106b)를 한정할 수 있는 제 2 그룹의 RF 타일 부배열들(104)을 포함할 수 있다. 수신 개구(106a)의 RF 타일 부배열들(104)과 송신 개구(106b)의 RF 타일 부배열들(104)은 동일한 구조를 가질 수도 있다. 수신 개구(106a)의 RF 타일 부배열들(104)의 제 1 그룹과 송신 개구(106b)의 RF 타일 부배열들(104)의 제 2 그룹은 각각 동일한 수의 RF 타일 부배열들(104) 또는 서로 다른 수의 RF 타일 부배열들(104)을 포함할 수도 있다. 각각의 RF 타일 부배열(104)은 RF 신호들을 송신 및 수신하기 위한 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 포함할 수도 있다. 각각의 RF 엘리먼트(112)는 RF 엘리먼트(112) 또는 RF 엘리먼트들(112)의 그룹에 의해 발생되거나 수신되는 RF 빔(114, 116)을 조향 또는 추적하기 위해 개별적으로 제어 가능할 수도 있다. 수신 개구(106a)의 RF 엘리먼트(112) 또는 RF 엘리먼트들(112)의 그룹은 단일 수신 RF 빔(114a) 또는 다수의 수신 RF 빔들(114a-114n)을 추적할 수도 있다. 송신 개구(106b)의 RF 엘리먼트(112) 또는 RF 엘리먼트들(112)의 그룹은 단일 송신 RF 빔(116a) 또는 다수의 송신 RF 빔들(116a-116d)을 조향할 수도 있다. RF 빔들(114, 116)은 RF 신호들을 포함할 수도 있다.
각각의 RF 타일 부배열(104)은 또한 다수의 RF 집적 회로들 또는 주문형 집적 회로(ASIC)들(118)을 포함할 수도 있다. RF ASIC(118)는 각각의 RF 엘리먼트(112)와 연관되어, RF 엘리먼트(112)의 동작을 제어할 수도 있다. 각각의 RF ASIC(118)는 하나, 2개 또는 4개의 RF 엘리먼트들(112)에 동작 가능하게 연결되어, 연관된 단일 RF 엘리먼트(112) 또는 2개나 4개의 RF 엘리먼트들(112)의 동작을 제어할 수도 있다.
각각의 RF 타일 부배열(104)은 또한 RF ASIC들(118) 각각에 대한 동작을 어드레싱 및 제어하기 위한 타일 제어 집적 회로 또는 ASIC(120)을 포함할 수도 있다. 각각의 타일 제어 ASIC(120)는 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array) 또는 복합 프로그래밍 가능 로직 디바이스(CPLD: complex programmable logic device)로 구현될 수도 있다. 타일 제어 ASIC(120)는 본 명세서에서는 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스로도 또한 지칭될 수 있는 RF ASIC 버스 매트릭스(122)에 의해 RF ASIC들(118) 각각에 동작 가능하게 연결될 수도 있다. 타일 제어 ASIC(120)는 본 명세서에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 클록 라인 및 데이터 라인에 의해 특정 RF ASIC(118)를 어드레싱할 수 있다. RF 타일 부배열들(104) 각각에 사용될 수 있는 RF 타일 부배열의 일례는 도 4를 참조로 보다 상세히 설명될 것이다.
위상 배열 안테나 시스템(100)은 또한 안테나 제어기(124)를 포함할 수도 있다. 안테나 제어기(124)는 다수의 RF 엘리먼트들(112)에 의해 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114-116)을 조향 또는 추적하기 위해 안테나 제어기(124)에 의해 수신되는 데이터를 처리하도록 구성될 수도 있다. 안테나 제어기(124)는 안테나 관리기(126) 및 안테나 관리기(126)에 동작 가능하게 연결된 복수의 개구 상태 머신들(128)을 포함할 수도 있다. 복수의 개구 상태 머신들(128)은 수신 개구 상태 머신들(128a)의 그룹 및 송신 개구 상태 머신들(128b)의 그룹을 포함할 수도 있다. 개구 상태 머신(128)은 각각의 RF 타일 부배열(104)과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열(104)의 동작을 제어할 수 있다. 개구 상태 머신들(128) 각각에 사용될 수 있는 개구 상태 머신의 일례가 도 2를 참조로 설명될 것이다.
위상 배열 안테나 시스템(100)은 또한 복수의 RF 타일 버스들(130)을 포함할 수도 있다. 하나의 RF 타일 버스(130)는 각각의 개구 상태 머신(128)을 그의 연관된 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결할 수 있다. 이에 따라, 각각의 수신 개구 상태 머신(128a)은 단일 RF 타일 버스(130a)에 의해 수신 개구(106a)의 각각의 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 마찬가지로, 각각의 송신 개구 상태 머신(128b)은 단일 RF 타일 버스(130b)에 의해 송신 개구(106b)의 각각의 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 각각의 RF 타일 버스(130)는 도 3을 참조로 보다 상세히 설명되는 바와 같이 4개의 핀들로 각각의 RF 타일 부배열(104)에 대한 전기 접속들을 감소시키도록 RF 엘리먼트(112) 데이터 전송을 위한 반이중 동기식 직렬 버스일 수도 있다.
안테나 관리기(126)는 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114-116)을 조향 또는 추적하기 위한 데이터(132)를 수신하도록 그리고 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114-116)을 조향 또는 추적하기 위한 사용을 위해 개구 상태 머신들(128) 중 하나의 개구 상태 머신과 연관된 RF 타일 부배열(104)의 RF 엘리먼트들(112)이 선택되는 것에 대한 응답으로 그 하나의 개구 상태 머신(128)에 제어 및 상태 데이터와 빔 포인팅 정보를 송신하도록 구성될 수 있다. 안테나 관리기(126)에 의해 수신되는 데이터(132)의 예들은 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 정보와 같은 차량의 지리적 위치, 안테나 상태 정보, 내비게이션 정보, 예컨대 차량 속도, 진행 방향(directional heading), 차량의 각운동 속도들 또는 다른 차량 자세 또는 상태 정보, RF 엘리먼트 결함 상태, RF 엘리먼트 격리 데이터, 및 RF 빔 또는 빔들(114-116)을 조향 또는 추적하는데 유용할 수 있는 임의의 다른 정보를 포함할 수도 있지만 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 데이터(132)는 차량의 서로 다른 센서들로부터 수신될 수도 있다. 안테나 관리기(126)는 수신된 데이터를 처리할 수 있고, 제어 데이터에 의해 어떤 RF 타일 부배열 또는 부배열들(104)이 제어되고 있는지에 따라 하나 또는 그보다 많은 수신 개구 상태 머신들(128a)에 또는 하나 또는 그보다 많은 송신 개구 상태 머신들(128b)에 제어 데이터를 송신할 수 있다. 제어 데이터는 하나 또는 그보다 많은 수신된 RF 빔들(114a-114n)을 추적하기 위해 수신 개구(106a)의 어떤 RF 타일 부배열 또는 부배열들(104)이 제어되고 있는지에 따라, 선택된 하나 또는 그보다 많은 수신 개구 상태 머신(128a)으로 안테나 관리기(126)에 의해 전송될 수 있다. 마찬가지로, 제어 데이터는 송신된 RF 빔 또는 빔들(116a-116n)을 조향하기 위해 송신 개구(106b)의 어떤 RF 타일 부배열 또는 부배열들(104)이 제어되고 있는지에 따라, 선택된 하나 또는 그보다 많은 송신 개구 상태 머신(128b)으로 안테나 관리기(126)에 의해 전송될 수 있다.
안테나 관리기(126)는 또한 특정 RF 타일 부배열(104)과 연관된 RF 타일 버스(130) 및 개구 상태 머신(128)을 통해 수신 개구(106a) 및 송신 개구(106b)의 각각의 RF 타일 부배열들(104)로부터 상태 및/또는 다른 정보를 수신할 수도 있다. 안테나 관리기(126)와 수신 개구 상태 머신들(128a) 사이에 교환되는 제어 데이터 및 상태 정보는 수신(RX: receive) RF 타일 직접 메모리 액세스(DMA: direct memory access)(134)를 포함할 수도 있다. 마찬가지로, 안테나 관리기(126)와 송신 개구 상태 머신들(128b) 사이에 교환되는 제어 및 상태 정보는 송신(TX: transmit) RF 타일 DMA(136)를 포함할 수도 있다. RX RF 타일 DMA(134) 및 TX RF 타일 DMA(136)의 일례는 도 2를 참조로 보다 상세히 설명될 것이다.
각각의 개구 상태 머신(128)은 구면 좌표들의 빔 포인팅 정보 및 위상 보상 함수를 사용하여, 연관된 RF 타일 부배열(104)에 대한 RF 엘리먼트 위상 데이터를 처리하도록 구성될 수도 있다. RF 엘리먼트 위상 데이터는 연관된 RF 타일 부배열(104)이 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114/116)을 조향 또는 추적할 수 있게 할 수도 있다. 복수의 개구 상태 머신들(128)은 조향 또는 추적 솔루션에서부터 연관된 RF 타일 부배열들(104)로의 RF 엘리먼트 위상 데이터의 로딩까지 RF 타일 부배열 위상 데이터의 동시 처리를 제공한다.
도 2는 본 개시의 일례에 따른 위상 배열 안테나 시스템의 안테나 개구의 RF 타일 부배열의 동작을 제어하기 위한 개구 상태 머신(200)의 일례의 블록 개략도이다. 예시적인 개구 상태 머신(200)은 도 1의 수신 개구 상태 머신들(128a) 및 송신 개구 상태 머신들(128b) 각각에 사용될 수 있다. 개구 상태 머신(200)은 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)을 수신할 수 있다. 개구 상태 머신(200)이 수신 개구 상태 머신(128a)이라면, 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)은 도 1의 RX RF 타일 DMA(134)에 대응할 수도 있다. 개구 상태 머신(200)이 송신 개구 상태 머신(128b)이라면, 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)은 도 1의 TX RF 타일 DMA(136)에 대응할 수도 있다. 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)은 타일 기록 DMA 공간(204), 타일 보상 테이블 DMA 공간(206) 및 타일 판독 DMA 공간(208)을 포함할 수도 있다. 타일 기록 DMA 공간(204)은 개구 상태 머신(200)과 연관된 특정 RF 타일 부배열(104)의 동작들을 제어하기 위한 RF 타일 부배열 커맨드 및 직접 기록 데이터를 포함할 수 있다. 타일 보상 테이블 DMA 공간(206)은 도 7을 참조로 본 명세서에서 설명되는 것과 비슷한 개구 상태 머신(200)과 연관된 특정 RF 부배열(104)의 RF 엘리먼트들(112)에 대한 위상 보상 또는 위상 지연 값들의 결정에 사용할 데이터를 포함할 수 있다. 타일 판독 DMA 공간(208)은 개구 상태 머신(200)과 연관된 특정 RF 부배열(104)로부터의 데이터를 포함할 수 있다.
개구 상태 머신(200)은 안테나 관리기(126)로부터 조향 또는 추적 솔루션의 결정시 사용할 정보를 수신할 수 있는 그리고 그 정보를 기초로 RF 엘리먼트 위상 보상 데이터를 결정하기 위한 RF 엘리먼트 보상 테이블(210)을 포함할 수 있다. RF 엘리먼트 보상 테이블(210)은 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)의 타일 보상 테이블 DMA 공간(206)에서 데이터 또는 정보를 수신할 수 있다. 타일 보상 테이블 DMA 공간(206) 내의 데이터 또는 정보는 송신된 RF 빔들(116a-116n)을 조향하거나 수신된 RF 빔들(114a-114n)을 추적하기 위해 개구 상태 머신(200)과 연관된 RF 타일 부배열(104)의 특정 RF 엘리먼트들(112)에 대한 위상 보상 값들을 결정하기 위해 RF 엘리먼트 보상 테이블(210)에 의해 사용될 수도 있다.
RF 보상 테이블(210)은 RF 타일 부배열(104)의 RF 회로에서 모든 RF 엘리먼트들(112)로부터의 RF 신호들이 결합되는 지점에 대한 자유 공간에서 수신된 또는 송신된 전자파 또는 RF 신호에 대한 각각의 RF 엘리먼트(112)의 인터페이스 간의 지연(위상) 차들을 보상한다. RF 보상 테이블(210)은 보다 구체적으로 위상 보상 테이블로 지칭될 수도 있다. RF 보상 테이블(210) 또는 위상 보상 테이블의 내용들은 특정 RF 타일 부배열(104)의 회로 보드에서의 그리고 특정 RF 타일 부배열(104) 상에 설치된 RF ASIC들(118)에서의 정상적인 제작 프로세스 차이로 인해, 제작된 RF 타일 부배열(104)마다 고유할 수도 있다. 이는 공장 테스트/교정 동안 각각의 RF 타일 부배열(104)에 대해 비휘발성 메모리(도 4의 구성 저장 디바이스(422))에 이러한 고유 보상/교정 데이터를 저장할 필요성을 야기하여, 동작 동안 안테나 제어기(124)에서의 위상 계산을 위해 고유 보상/교정 데이터가 소환되어 사용될 수 있다. 엘리먼트 RF ASIC들(118)의 내부 증폭기들에 대한 감쇠기 설정들 및 바이어스 설정들을 포함하지만 이에 한정된 것은 아닌 다른 고유 보상 테이블들이 동일한 비휘발성 메모리에 포함될 수도 있다.
개구 상태 머신(200)은 또한 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연(TTD: true time delay) 계산기 파이프라인(212)을 포함할 수도 있다. 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)은 RF 엘리먼트 보상 테이블(210)로부터의 RF 엘리먼트 보상 데이터 및 안테나 관리기(126)로부터의 빔 포인팅 정보(214)를 수신할 수도 있다. 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)은 RF 엘리먼트 보상 테이블(210)로부터의 RF 엘리먼트 보상 정보 및 빔 포인팅 정보(214)를 기초로 개구 상태 머신(200)과 연관된 RF 부배열(104)의 각각의 RF 엘리먼트(112)에 대한 위상 시프트 값을 결정할 수도 있다. 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)은 "Beam Steering Controller for a Curved Surface Phased Array Antenna"라는 명칭의 미국 특허 제6,606,056호에 기술된 것과 비슷한 위상 계산 방법을 사용할 수 있으며, 이 특허는 본 출원과 동일한 양수인에게 양도된다. 이러한 예시적인 방법은 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)에 의해 사용될 수 있으며 도 6을 참조로 설명될 것이다. 이 방법은 다중 빔 애플리케이션에서 각각의 빔에 대해 반복될 수도 있다. 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)은 RF 타일 부배열(104)당 임의의 수의 RF 타일 부배열들(104) 및 임의의 실제 개수의 RF 엘리먼트들(112)로 스케일링될 수도 있다. 각각의 RF 타일 부배열의 위상 정보는 동시에 처리되기 때문에, 처리 시간은 RF 타일 부배열(104)당 RF 엘리먼트들(112)의 수에 따라서만 증가한다. RF 타일 부배열(104)당 128개까지의 RF 엘리먼트들(112)이 공칭 2밀리초 빔 업데이트 시간 내에 처리될 수 있다. 안테나 제어기(124) 및 RF 부배열들(104)은 약 2밀리초 또는 그 미만인 사이클 시간의 RF 빔 업데이트들 및 초당 약 60도보다 큰 차량 각속도들에 대한 RF 빔 조향 또는 추적 성능을 제공하도록 구성된다.
개구 상태 머신(200)은 타일 물리 계층(PHY) 인터페이스(216)를 추가로 포함할 수 있다. 타일 PHY 인터페이스(216)는 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)을 연관된 RF 타일 버스(130)에 동작 가능하게 연결할 수도 있다. 타일 PHY 인터페이스(216)는 개구 상태 머신(200)과 연관되며 연관된 RF 타일 버스(130)에 의해 개구 상태 머신(200)에 동작 가능하게 연결되는 RF 타일 부배열(104)로 RF 타일 버스(130)를 통한 송신을 위해 제어 데이터를 적절한 전기 파형으로 변환할 수도 있다. 적절한 전기 파형의 일례는 통신 산업 협회/전자 산업 협회(TIA/EIA: Telecommunications Industry Association/Electronics Industries Alliance) 기술 표준 RS-422/485, 저전압 차등 시그널링(LVDS: Low Voltage Differential Signaling) 또는 TIA/EIA 기술 표준 644, 이더넷(전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 기술 표준 IEEE-802.3xxxx), 또는 물리적 매체 및 거리에 적절한 다른 데이터 송신 방법과 호환성 있는 전기 파형일 수도 있다.
개구 상태 머신(200)은 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈(218)을 추가로 포함할 수 있다. 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈(218)은 안테나 관리기(126)로부터 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)의 타일 기록 DMA 공간(204)의 데이터 또는 정보를 수신할 수 있다. 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈(218)은 개구 상태 머신(200)과 연관된 RF 타일 부배열(104)로 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 타일 커맨드 및 기록 정보를 전송하기 위해 타일 PHY 인터페이스(216)에 접속될 수도 있다.
개구 상태 머신(200)은 또한 개구 상태 머신(200)과 연관된 RF 타일 부배열(104)로부터 상태 및 되읽기 정보를 수신하기 위한 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)을 포함할 수도 있다. 상태 및 되읽기 정보는 RF 타일 부배열(104)로부터 타일 PHY 인터페이스(216)에 의해 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 수신될 수도 있다. 타일 상태 및 되읽기 정보는 개구 제어 및 상태 DMA 스택(202)의 타일 판독 DMA 공간(208)을 사용하여 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)에 의해 안테나 관리기(126)로 전송될 수 있다. 개구 상태 머신(200) 및 연관된 RF 타일 버스(130)는 안테나 관리기(126)로부터, 연관된 RF 타일 버스(130)에 의해 개구 상태 머신(200)에 동작 가능하게 연결되는 RF 타일 부배열(104)로의 직접 메모리 액세스를 제공한다.
개구 상태 머신들(200)은 예를 들어, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)와 같은 구성 가능한 로직 디바이스 또는 디바이스들로 구현될 수도 있다.
도 3은 본 개시의 일례에 따른 RF 타일 부배열(104)의 타일 커넥터(300)의 일례를 예시하는 블록 개략도이다. 타일 커넥터(300)는 RF 타일 버스(130)에 접속하기 위한 타일 버스 접속(302)을 포함할 수도 있다. 타일 버스 커넥터는 2개의 포트들 또는 핀들, 타일 데이터 입력/출력 포트(304) 또는 핀 그리고 타일 클록 입력 포트(306) 또는 핀을 포함할 수도 있다. 타일 데이터 입력/출력 포트(304)는 타일 데이터 입력/출력 링크(308) 또는 라인(타일 데이터 I/O)에 의해 타일 제어 ASIC(120)에 동작 가능하게 접속될 수 있다. 타일 클록 입력 포트(306)는 타일 클록 링크(310) 또는 라인(타일 CLK)에 의해 타일 제어 ASIC(120)에 동작 가능하게 접속될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, RF 타일 버스(130)는 반이중 동기식 직렬 버스일 수도 있다.
타일 커넥터(300)는 또한 RF 타일 부배열(104)과 트랜시버(314) 간에 RF 신호들을 송신 및 수신하기 위한 RF 신호 포트(312) 또는 핀을 포함할 수도 있다. RF 신호들에 의해 유도된 잡음은 밸런싱된 차등 전기 신호들을 사용함으로써 타일 커넥터(300)에서 최소화될 수 있다. 예를 들어, LVDS 또는 기술 표준 TIA/EIA 644 또는 비슷한 데이터 송신 표준이 유도된 잡음을 최소화하는데 사용될 수 있다. 타일 커넥터(300)는 RF 타일 전력 및 리턴 모듈(318)로부터 RF 타일 부배열(104)에 전력을 제공하기 위한 RF 타일 전력 및 리턴 포트(316) 또는 핀을 추가로 포함할 수도 있다. 이에 따라, 각각의 RF 타일 부배열(104)에 대한 전기 접속들은 4개의 포트들 또는 핀들로 제한될 수 있다. RF 타일 부배열(104)에 대한 모든 제어 및 상태 데이터가 타일 커넥터(300)를 통해 흐를 수 있다. 타일 커넥터(300)는 단지 4개의 핀들 또는 포트들을 갖기 때문에, 타일 커넥터(300)는 매우 소형일 수 있으며, 이는 복수의 RF 타일 부배열들(104) 각각에 대한 RF 신호 접속을 위한 최적 위치에 타일 커넥터(300)가 배치되는 것을 허용한다. 예를 들어, 타일 커넥터(300)는 서로 다른 RF 타일 부배열들(104)에 대한 RF 타일 부배열(104)의 주변 둘레에 또는 RF 타일 부배열(104) 상의 서로 다른 위치들에 배치되어 RF 신호 배선의 최적 접속 및 라우팅을 제공할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일례에 따른 예시적인 RF 타일 부배열(104)의 상세한 블록 개략도이다. 앞서 설명한 바와 같이, RF 타일 부배열(104)은 타일 제어 집적 회로 또는 타일 제어 ASIC(120)를 포함할 수도 있다. 타일 데이터 입력/출력 링크(308) 또는 라인(타일 데이터 I/O)이 타일 커넥터(300)(도 3)를 통해 타일 제어 ASIC(120)를 연관된 RF 타일 버스(130)에 접속한다. 타일 클록 링크(310) 또는 라인(타일 CLK)이 또한 타일 커넥터(300)를 통해 타일 제어 ASIC(120)를 RF 타일 버스(130)에 접속한다. 타일 제어 ASIC(120)는 안테나 제어기(124)로부터 RF 타일 버스(130)를 통해 수신된 데이터에 대한 응답으로 다수의 RF 엘리먼트들(112)(도 1)을 개별적으로 제어하도록 구성될 수도 있다.
RF 타일 부배열(104)은 또한 다수의 RF 집적 회로들 또는 RF ASIC들(118)을 포함할 수도 있다. 각각의 RF ASIC(118)는 하나, 2개 또는 4개의 RF 엘리먼트들(112)(도 1)에 동작 가능하게 연결되어, 동작 가능하게 접속된 RF 엘리먼트 또는 엘리먼트들(112)의 동작을 제어할 수도 있다.
각각의 RF 타일 부배열(104)은 미리 결정된 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 도 4의 예시적인 RF 타일 부배열(104)에 도시된 바와 같이 실질적으로 정사각형 또는 직사각형 형상일 수도 있다. 그러나 RF 타일 부배열(104)은 완벽하게 정사각형 또는 직사각형은 아닐 수도 있고, 위상 배열 안테나 시스템(100)의 사용 또는 적용에 따라 삼각형, 육각형, 장사방형 등과 같은 다른 기하학적 형상들을 정의할 수도 있다. 다수의 RF ASIC들(118)은 도 4의 예에 예시된 것과 비슷한 RF 타일 부배열(104) 상에 사분면들(412)로 배열될 수 있다. RF ASIC들(118)의 각각의 사분면(412)은 각각의 RF ASIC(118) 상의 상호 접속 핀들의 수를 4개로 제한할 수도 있는 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스(414)에 의해 타일 제어 ASIC(120)에 동작 가능하게 접속될 수 있다. 각각의 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스(414)는 2개의 클록 라인들(CLK #A, CLK #B)(418a, 418b)을 포함할 수 있다. RF 타일 부배열(104)은 전체 RF 타일 부배열(104)의 위상 지연을 제어하기 위해 각각의 RF 빔(114, 116)에 대해 적어도 하나의 실시간 지연(TTD) 회로(416)를 포함할 수도 있다. TTD 회로(416)는 RF 개구(106)(도 1)의 대역폭을 확장하는데 사용된다. RF 타일 부배열(104)마다의 RF 빔(114, 116)마다 하나의 TTD 회로(416)가 사용될 수 있다.
RF ASIC들(118) 및 TTD 회로(416) 또는 회로들(416)은 각각의 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스(414)의 2개의 클록 라인들(418a, 418b) 및 복수의 데이터 라인들(420)에 의해 선택적으로 어드레싱될 수도 있다. 클록 라인들(418a, 418b)은 각각의 사분면(412)의 각각의 RF ASIC(118) 그리고 존재한다면, TTD 회로(416)에 직렬로 접속될 수 있다. 도 4의 예에서, 각각의 데이터 라인(420)은 2개의 RF ASIC들(118)을 직렬 접속할 수도 있다. 다른 예들에서는, 2개보다 더 많은 RF ASIC들(118)이 직렬 접속될 수 있어, 각각의 추가 RF ASIC(118)에 대해 추가 클록 라인들을 필요로 할 수도 있다. 사분면(412) 내의 RF ASIC들(118) 그리고 존재한다면, TTD 회로(416)는 마스터인 타일 제어 ASIC(120)와 함께 파티 라인(party line) 슬레이브들로서 접속될 수도 있다.
RF 타일 부배열(104)은 또한 구성 저장 디바이스(422)를 포함할 수도 있다. 구성 저장 디바이스(422)는 임의의 타입의 데이터 저장 디바이스 또는 메모리일 수도 있다. 구성 저장 디바이스(422)는 특정 RF 타일 부배열(104)에 고유할 수도 있는 교정 및 구성 정보를 포함하는 데이터를 저장할 수 있다. 특정 RF 타일 부배열(104)의 다수의 RF 엘리먼트들(112)은 초기 제작 동안 서로 위상 교정되어, 위상 배열 안테나 시스템(100)의 동작 동안 상관 빔 함수를 지원할 수도 있다. 특정 RF 타일 부배열(104)의 각각의 RF 타일 엘리먼트(112)에 대한 고유 위상 교정 및 보상 데이터가 구성 저장 디바이스(422)에 저장될 수도 있다. 이는 전체 위상 배열 안테나 시스템(100)의 재교정 없이 RF 타일 부배열(104)의 수리 또는 교체를 가능하게 한다. 추가로, RF 엘리먼트 위상 교정 및 보상 데이터가 안테나 제어기(124)(도 1)에 다운로드되어 빔 형성 위상 계산들에 사용될 수도 있다.
이에 따라, RF 타일 부배열(104)은, 최소량의 제어 상태 구현을 포함하며 RF 엘리먼트(112) 위상 데이터를 처리하기 위해 안테나 제어기(124)(도 1)에 의존하는 단일 어셈블리 내의 자체 완비된(self-contained) RF 부배열(104)이다. RF 엘리먼트(112) 위상 처리는 안테나 제어기(124)의 안테나 제어 기능에 포함되며, 본 명세서에서는 도 6을 참조로 설명된다. 본 명세서에서 설명되는 안테나 제어-모니터링 아키텍처(102)는 저가 구현을 유지하면서 가상적으로 임의의 실제 개수의 RF 타일 부배열들(104)로 확장 가능하다.
도 5는 본 개시의 일례에 따른 RF ASIC 데이터 액세스 우선순위 프로토콜(500)의 표현이다. 각각의 RF ASIC(118)(도 4)는 각각의 RF 엘리먼트(112)(도 1)에 대한 데이터 액세스의 우선순위를 정하기 위해 3-레벨 데이터 액세스 프로토콜(502)을 사용할 수 있다. 제 1 레벨의 데이터 액세스 우선순위(504)가 가장 높은 우선순위 데이터에 대해 예비된다. 가장 높은 우선순위 데이터의 예들은 빔 업데이트 사이클마다 액세스될 수 있는 RF 엘리먼트(112)의 동작 및/또는 추적 또는 조향을 제어하기 위한 빔 위상, TTD 로딩 및 비슷한 데이터를 포함할 수도 있지만 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 제 2 레벨의 데이터 액세스 우선순위(506) 또는 중간 레벨의 데이터 액세스 우선순위가 중간 레벨 데이터에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 중간 레벨 데이터의 예들은 공통으로 사용되는 상태 데이터, 1회 로딩 구성 설정들(load-once configuration settings) 또는 비슷한 데이터를 포함할 수 있지만 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 제 3 레벨의 데이터 액세스 우선순위(508) 또는 최저 레벨 데이터 액세스 우선순위는 리트리브하기 위해 다수의 액세스들을 필요로 할 수도 있는 더 긴 또는 느린 디바이스 상태에 대한 액세스를 제공할 수 있다. 제 2 및 제 3 레벨 데이터 액세스 우선순위(506, 508)는 다수의 RF 빔 업데이트 사이클들에 걸쳐 인터리빙될 수도 있다. 이에 따라, 제 1 레벨의 데이터 액세스 우선순위(504)를 갖는 가장 높은 우선순위 데이터가 제 2 및 제 3 레벨 데이터 액세스 우선순위(506, 508)의 데이터에 의한 간섭 없이 송신되거나 액세스될 수도 있다. 이러한 다중 레벨 액세스 방식은 안테나 제어기(124)에 대한 효율적인 RF 엘리먼트 접속을 지원하며, 현재 위상 배열 안테나 시스템들에 비해 오류 검출 및 격리에 대해 더 고도의 상태를 제공한다.
도 6은 본 개시의 일례에 따라 RF 빔을 조향 또는 추적하기 위한 각각의 RF 엘리먼트에 대한 위상 시프트를 결정하기 위한 방법(600)의 일례의 흐름도이다. 방법(600)은 미국 특허 제6,606,056호에서 설명되는 위상 계산과 비슷하며, 도 2의 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)으로 구현되고 이것에 의해 수행될 수도 있다. 방법(600)은 위상 배열 안테나 시스템(100)과 같은 다중 빔 애플리케이션에서 각각의 RF 빔(114/116)에 대해 반복될 수도 있다. 블록(602)에서, RF 빔 포인팅 정보 및 RF 엘리먼트 위상 보상 정보가 수신될 수 있다. 앞서 설명한 것과 비슷하게, RF 빔 포인팅 정보 및 RF 엘리먼트 보상 정보는 안테나 관리기(126)로부터 도 2의 타일 다중 빔 위상 및 TTD 계산기 파이프라인(212)에 의해 수신될 수도 있다. RF 빔 포인팅 정보는 구면 좌표들일 수도 있으며, 여기서 세타(θ)는 앙각이고 파이(φ)는 방위각이다.
블록(604)에서, 빔 포인팅 정보로부터 dx, dy 및 dz 파장 시프트 값들이 결정될 수 있다. dx, dy 및 dz 파장 시프트 값들은 빔 포인팅 정보를 기초로 위상 배열 안테나의 안테나 개구의 각각의 X축, Y축 및 Z축을 따라 파장 변위당 파장 시프트의 일부에 각각 대응할 수 있다. 이 값들은 다음 식들에 따라 표현될 수 있다:
dx = sin(θ)*cos(φ) 식 1
dy = sin(θ)*sin(φ) 식 2
dz = cos(θ) 식 3
블록(606)에서, RF 타일 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대한 지연 값이 결정될 수 있다. 각각의 RF 엘리먼트에 대한 지연 값은 식 4에 따라 결정될 수도 있다:
Element_Delay=dx*ΔX+dy*ΔY+dz*ΔZ 식 4
ΔX, ΔY 및 ΔZ는 안테나 개구의 미리 정해진 중심으로부터 각각의 RF 엘리먼트(112)의 (파장들의) X 변위, Y 변위 및 Z 변위이다. Element_Delay는 배열의 다른 RF 엘리먼트들로부터의 신호들과 동상 합산하기 위해, 주어진 RF 엘리먼트로부터 위상 배열 안테나의 미리 결정된 중심까지 신호에 대해 요구되는 파장들의 2의 보수 부호 지연이다.
블록(608)에서, 각각의 RF 엘리먼트에 적용될 실제 위상 시프트 값이 결정될 수 있다. 각각의 RF 엘리먼트에 적용될 실제 위상 시프트 값은 식 5에 따라 결정될 수 있다:
Element_Phase_Shift=Truncate_to_1_wavelength(Round_to_N_bit(Element_Delay)) 식 5
여기서 N은 2N개의 위상 상태들을 생성하기 위해 위상 시프터를 제어하는데 사용되는 비트들의 수이다. Element Phase Shift는 각각의 RF 엘리먼트로 로딩되는, 모듈로 1 파장의 실제 위상 시프트 값일 수도 있다. Element Phase Shift 값은 이진 포인트의 오른쪽으로 N 비트만이 유지되도록 잘릴 수도 있다. 이는 실제 위상 시프트 값들에 대해 2-N(즉, 1/2N) 파장들의 정확도를 제공할 수도 있다.
블록(610)에서, 위상 시프트 데이터는 특정 RF 엘리먼트들에 대한 적용을 위해 RF 타일 부배열로 전송될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일례에 따라 위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법(700)의 일례의 흐름도이다. 방법(700)은 도 1의 위상 배열 안테나 시스템(100)으로 구현되어 이것에 의해 수행될 수 있다. 블록(702)에서, 무선 주파수(RF) 빔을 조향 또는 추적하는데 사용하기 위한 데이터가 수신될 수 있다. 데이터는 도 1의 안테나 제어기(124)와 비슷한 안테나 제어기에 의해 수신될 수도 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 데이터의 예들은 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 정보와 같은 차량의 지리적 위치, 안테나 상태 정보, 내비게이션 정보, 예컨대 차량 속도, 진행 방향, 차량의 각운동 속도들 또는 다른 차량 자세 또는 상태 정보, RF 엘리먼트 결함 상태, RF 엘리먼트 격리 데이터, 및 도 1의 RF 빔들(114-116)과 같은 RF 빔 또는 빔들을 조향 또는 추적하는데 유용할 수 있는 임의의 다른 정보를 포함할 수도 있지만 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다.
블록(704)에서, 데이터는 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열에 고유 제어 데이터를 제공하도록 동시에 그리고 개별적으로 처리될 수 있다. 앞서 설명한 것과 비슷하게, 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 엘리먼트에 의해 생성된 또는 RF 엘리먼트에 의해 수신된 RF 빔을 고유 제어 데이터를 기초로 조향 또는 추적하기 위해 개별적으로 제어 가능할 수도 있다.
블록(706)에서, 각각의 고유 제어 데이터가 복수의 RF 타일 버스들 중 RF 타일 버스를 통해 대응하는 RF 타일 부배열에 송신될 수 있다. 블록(708)에서, 고유 제어 데이터가 RF 타일 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대응하는 개별 제어 정보를 제공하도록 RF 타일 부배열의 타일 제어 집적 회로 또는 ASIC에 의해 처리될 수 있다.
블록(710)에서, 개별 제어 정보는 각각의 RF 엘리먼트와 연관된 RF 집적 회로 또는 RF ASIC에 송신될 수 있다. RF ASIC는 RF 빔을 조향 또는 추적하기 위해 연관된 RF 엘리먼트를 제어하는데 개별 제어 정보를 사용할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일례에 따른 위상 배열 안테나 시스템(802)을 포함하는 차량(800)의 블록 개략도이다. 위상 배열 안테나 시스템(802)은 도 1을 참조로 설명한 위상 배열 안테나 시스템(100)과 비슷할 수도 있다.
트랜시버(804)가 위상 배열 안테나 시스템(802)에 동작 가능하게 연결될 수 있고, 트랜시버(804)는 위상 배열 안테나 시스템(802)을 사용하여 RF 신호들을 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 트랜시버(804)는 위상 배열 안테나 시스템(802)을 사용하여 RF 신호들을 송신하기 위한 송신기(806) 및 위상 배열 안테나 시스템(802)을 사용하여 RF 신호들을 수신하기 위한 수신기(808)를 포함할 수도 있다.
트랜시버(804)는 또한 위상 배열 안테나 시스템(802)을 사용하여 송신되거나 수신되는 RF 신호들을 전달하는 RF 빔들을 조향 또는 추적하도록 구성된 안테나 방향 제어 모듈(810) 또는 제어기를 포함할 수도 있다.
사용자 인터페이스(812)가 또한 트랜시버(804)의 동작을 제어하기 위해 트랜시버(804)에 동작 가능하게 연결될 수도 있다.
추가로, 본 개시는 다음 조항들에 따른 예들을 포함한다:
조항 1. 위상 배열 안테나 시스템(100)은: 무선 주파수(RF) 개구(106)를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들(104) ― 각각의 RF 타일 부배열(104)은 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 포함하며, 각각의 RF 엘리먼트(112)는 RF 엘리먼트(112)에 의해 생성되거나 수신된 RF 빔(114, 116)을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능함 ―; 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기(124) ― 안테나 제어기는 복수의 개구 상태 머신들(128a, 128b)을 포함하며, 개구 상태 머신은 각각의 RF 타일 부배열과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열의 동작을 제어함 ―; 및 복수의 RF 타일 버스들(130)을 포함하며, 하나의 RF 타일 버스는 각각의 개구 상태 머신(128a, 128b)을 연관된 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결한다.
조항 2. 조항 1의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 안테나 제어기(124)는 안테나 관리기(126)를 더 포함하며, 안테나 관리기는 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114, 116)을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 수신하도록 그리고 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114, 116)을 조향 또는 추적하기 위한 사용을 위해 개구 상태 머신들(128a, 128b) 중 하나의 개구 상태 머신과 연관된 RF 타일 부배열(104)의 RF 엘리먼트들(112)이 선택되는 것에 대한 응답으로 그 하나의 개구 상태 머신(128a, 128b)에 제어 및 상태 데이터와 빔 포인팅 정보를 송신하도록 구성된다.
조항 3. 조항 2의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 개구 상태 머신(128, 200)은 빔 포인팅 정보(214) 및 RF 엘리먼트 위상 보상 데이터(602)를 사용하여, 연관된 RF 타일 부배열에 대한 RF 엘리먼트 위상 데이터를 처리하도록 구성되고, RF 엘리먼트 위상 데이터는 연관된 RF 타일 부배열이 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적할 수 있게 하며, 복수의 개구 상태 머신들은 조향 또는 추적 솔루션에서부터 연관된 RF 타일 부배열들로의 RF 엘리먼트 위상 데이터의 로딩까지 RF 타일 부배열 위상 데이터의 동시 처리를 제공한다.
조항 4. 조항 2의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 개구 상태 머신(128, 200)은: 안테나 관리기(126)로부터 조향 또는 추적 솔루션의 결정시 사용할 정보를 수신하고 그 정보를 기초로 RF 엘리먼트 보상 데이터를 결정하는 RF 보상 테이블(210); RF 엘리먼트 보상 테이블로부터의 RF 엘리먼트 보상 데이터 및 안테나 관리기로부터의 빔 포인팅 정보를 수신하는 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인(212) ― 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인은 RF 엘리먼트 보상 정보 및 빔 포인팅 정보를 기초로, 연관된 RF 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대한 지연을 결정함 ―; 및 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인을 연관된 RF 타일 버스에 연결하는 타일 물리 계층(PHY) 인터페이스(216)를 포함한다.
조항 5. 조항 4의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 개구 상태 머신(128, 200)은: 안테나 관리기(126)로부터 타일 기록 DMA 공간(204)의 타일 커맨드 및 기록 정보를 수신하기 위한 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈(218) ― 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈은 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 연관된 RF 타일 부배열(104)로 타일 커맨드 및 기록 정보를 전송하기 위해 타일 PHY 인터페이스(216)에 접속됨 ―; 및 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 연관된 RF 타일 부배열(104)로부터 상태 및 되읽기 정보를 수신하기 위한 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)을 더 포함하며, 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)은 타일 PHY 인터페이스(216)에 접속된다.
조항 6. 조항 1의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 개구 상태 머신(128, 200) 및 연관된 RF 타일 버스는 안테나 제어기의 안테나 관리기로부터, 연관된 RF 타일 부배열로의 직접 메모리 액세스를 제공한다.
조항 7. 조항 1의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 타일 커넥터(300)를 포함하고, 타일 커넥터는: 타일 데이터 입력/출력 포트(304) 및 타일 클록 입력 포트(306)를 포함하는 타일 버스 접속(302); RF 타일 부배열로부터 그리고 RF 타일 부배열로 RF 신호들을 수신 및 송신하기 위한 RF 신호 포트(312); 및 RF 타일 부배열에 전력을 제공하기 위한 RF 타일 전력 및 리턴 포트(316)를 포함한다.
조항 8. 조항 7의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은: 타일 제어 집적 회로(120); 타일 커넥터(300)를 통해 타일 제어 집적 회로를 연관된 RF 타일 버스(130)에 접속하는 타일 데이터 입력/출력 링크(308); 및 타일 커넥터(300)를 통해 타일 제어 집적 회로(120)를 RF 타일 버스(130)에 접속하는 타일 클록 링크(310)를 더 포함하며, 타일 제어 집적 회로(120)는 안테나 제어기(124)로부터 RF 타일 버스(130)를 통해 수신된 데이터에 대한 응답으로 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 개별적으로 제어하도록 구성된다.
조항 9. 조항 8의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 다수의 RF 집적 회로들(118)을 포함하고, 각각의 RF 집적 회로(118)는 하나, 2개 또는 4개의 RF 엘리먼트들(112)에 동작 가능하게 연결되어, 동작 가능하게 접속된 RF 엘리먼트 또는 RF 엘리먼트들(112)의 동작을 제어한다.
조항 10. 조항 9의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 미리 결정된 형상을 포함하고, 다수의 RF 집적 회로들(118)은 RF 타일 부배열(104) 상에 사분면들(412)로 배열되며, RF 집적 회로들의 각각의 사분면은 각각의 RF 집적 회로 상의 상호 접속 핀들의 수를 4개로 제한하는 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스(414)에 의해 타일 제어 집적 회로에 동작 가능하게 접속된다.
조항 11. 조항 10의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 RF 빔(114, 116)마다 적어도 하나의 실시간 지연 회로(416)를 포함한다.
조항 12. 조항 11의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, RF 집적 회로들(118) 및 실시간 지연 회로(416)는 마스터인 타일 제어 집적 회로와 함께 파티 라인 슬레이브들로서 접속된다.
조항 13. 조항 8의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열(104)은 RF 타일 부배열에 고유한 교정 및 구성 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 구성 저장 디바이스(422)를 포함한다.
조항 14. 조항 13의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 특정 RF 타일 부배열(104)의 다수의 RF 엘리먼트들(112)은 서로 위상 교정되어, 상관 빔 함수를 지원하고, 구성 저장 디바이스(422)에 저장된 교정 정보는 위상 배열 안테나 시스템(100)의 재교정 없이 RF 타일 부배열의 교체를 가능하게 한다.
조항 15. 조항 1의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 안테나 제어기(124) 및 RF 부배열들(104)은 약 2밀리초 또는 그 미만인 사이클 시간의 RF 빔 업데이트들 및 초당 약 60도보다 큰 차량 각속도들에 대한 RF 빔 조향 또는 추적 성능을 제공하도록 구성된다.
조항 16. 위상 배열 안테나 시스템(100)은: 무선 주파수(RF) 개구(106)를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들(104) ― 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 포함하며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 빔을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능함 ―; 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 개별적으로 제어하도록 구성된 타일 제어 집적 회로(120); 다수의 RF 엘리먼트들을 타일 제어 집적 회로에 동작 가능하게 접속하는 클록 및 직렬 버스 매트릭스(414); 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 생성되거나 수신된 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기(124); 및 복수의 RF 타일 버스들(130)을 포함하며, 하나의 RF 타일 버스(130)는 각각의 RF 타일 부배열(104)과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열(104)을 안테나 제어기(124)에 동작 가능하게 연결한다.
조항 17. 조항 16의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 안테나 제어기(124)는 복수의 개구 상태 머신들(128a, 128b, 200)을 포함하며, 개구 상태 머신은 각각의 RF 타일 부배열(104)과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열(104)의 동작을 제어하고, 하나의 RF 타일 버스(130)는 각각의 개구 상태 머신(128a, 128b, 200)을 연관된 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결한다.
조항 18. 조항 16의 위상 배열 안테나 시스템(100)에서, 각각의 RF 타일 부배열은 각각의 RF 타일 부배열에 고유한 교정 및 구성 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 구성 저장 디바이스(422)를 포함한다.
조항 19. 위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법(700)은: 무선 주파수(RF) 빔을 조향 또는 추적하는데 사용하기 위한 데이터를 수신하는 단계(702); 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열에 고유 제어 데이터를 제공하도록 데이터를 동시에 그리고 개별적으로 처리하는 단계(704) ― 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함하며, 각각의 RF 엘리먼트는 RF 엘리먼트에 의해 생성된 또는 RF 엘리먼트에 의해 수신된 RF 빔을 고유 제어 데이터를 기초로 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능함 ―; 및 각각의 고유 제어 데이터를 복수의 RF 타일 버스들 중 RF 타일 버스를 통해 대응하는 RF 타일 부배열에 송신하는 단계(706)를 포함하며, 복수의 RF 타일 버스들 중 하나의 RF 타일 버스는 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열과 연관된다.
조항 20. 조항 19의 방법은, RF 타일 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대응하는 개별 제어 정보를 제공하도록 RF 타일 부배열의 타일 제어 집적 회로에 의해 고유 제어 데이터를 처리하는 단계(708); 및 각각의 RF 엘리먼트와 연관된 RF 집적 회로에 개별 제어 정보를 송신하는 단계(710)를 더 포함하며, RF 집적 회로는 RF 빔을 조향 또는 추적하기 위해 연관된 RF 엘리먼트를 제어하는데 개별 제어 정보를 사용한다.
도면들에서의 흐름도 및 블록도들은 본 발명의 다양한 예들에 따른 시스템들, 방법들 및 컴퓨터 프로그램 물건들의 가능한 구현들의 아키텍처, 기능 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도들 내의 각각의 블록은 지정된 로직 기능(들)을 구현하기 위한 하나 또는 그보다 많은 실행 가능 명령들을 포함하는 명령들의 일부, 모듈 또는 세그먼트를 나타낼 수도 있다. 일부 대안적인 구현들에서는, 블록에서 언급된 기능들이 도면들에서 언급된 순서와 다르게 발생할 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 도시된 2개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 실행될 수도 있고, 또는 블록들은 수반되는 기능에 따라 간혹 역순으로 실행될 수도 있다. 블록도들 및/또는 흐름도 예시의 각각의 블록, 및 블록도들 및/또는 흐름도 예시의 블록들의 결합들은 지정된 기능들 또는 동작들을 수행하거나 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령들의 결합들을 실행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템들에 의해 구현될 수 있다는 점이 또한 주목될 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 예들만을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 예들의 한정으로 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태들은 맥락이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수 형태들도 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어들은 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 또는 그보다 많은 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하는 것은 아니라고 추가로 이해될 것이다.
아래 청구항들에서 모든 수단 또는 단계 + 기능 엘리먼트들의 대응하는 구조들, 재료들, 동작들 및 등가물들은 구체적으로 청구되는 바와 같이 청구되는 다른 엘리먼트들과 결합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료 또는 동작을 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제시되었지만, 개시된 형태로 본 발명의 예들을 총망라하거나 이에 한정되도록 의도되는 것은 아니다. 본 발명의 예들의 범위 및 진의를 벗어나지 않으면서 많은 수정들 및 변형들이 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이다. 예들은 본 발명의 예들의 원리들, 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해, 그리고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 다른 자들이 고려되는 특정 용도에 맞게 다양한 수정들을 갖는 다양한 예들에 대한 본 발명의 예들을 이해할 수 있게 하기 위해 선택되고 설명되었다.
본 명세서에서는 특정 예들이 예시 및 설명되었지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산된 임의의 어레인지먼트가 도시된 특정 예들을 대신할 수도 있고 본 발명의 예들이 다른 환경들에서 다른 애플리케이션들을 가짐을 인식한다. 본 출원은 본 발명의 임의의 개조들 또는 변형들을 커버하는 것으로 의도된다. 다음 청구항들은 본 명세서에서 설명한 특정 예들로 본 발명의 예들의 범위를 한정하려는 의도가 전혀 없다.

Claims (16)

  1. 위상 배열 안테나 시스템(100)으로서,
    무선 주파수(RF: radio frequency) 개구(106)를 한정하도록 특정 패턴으로 배열되는 복수의 RF 타일 부배열들(104) ― 각각의 RF 타일 부배열(104)은 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 포함하며, 각각의 RF 엘리먼트(112)는 상기 RF 엘리먼트(112)에 의해 생성되거나 수신된 RF 빔(114, 116)을 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능함 ―;
    상기 다수의 RF 엘리먼트들에 의해 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 처리하도록 구성된 안테나 제어기(124) ― 상기 안테나 제어기는 복수의 개구 상태 머신들(128a, 128b)을 포함하며, 개구 상태 머신은 각각의 RF 타일 부배열과 연관되어, 연관된 RF 타일 부배열의 동작을 제어함 ―; 및
    복수의 RF 타일 버스들(130)을 포함하며,
    하나의 RF 타일 버스는 각각의 개구 상태 머신(128a, 128b)을 상기 연관된 RF 타일 부배열(104)에 동작 가능하게 연결하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 제어기(124)는 안테나 관리기(126)를 더 포함하며,
    상기 안테나 관리기는 상기 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114, 116)을 조향 또는 추적하기 위한 데이터를 수신하도록 그리고 상기 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들(114, 116)을 조향 또는 추적하기 위한 사용을 위해 상기 개구 상태 머신들(128a, 128b) 중 하나의 개구 상태 머신과 연관된 RF 타일 부배열(104)의 RF 엘리먼트들(112)이 선택되는 것에 대한 응답으로 상기 하나의 개구 상태 머신(128a, 128b)에 제어 및 상태 데이터와 빔 포인팅 정보를 송신하도록 구성되는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 개구 상태 머신(128, 200)은 빔 포인팅 정보(214) 및 RF 엘리먼트 위상 보상 데이터(602)를 사용하여, 상기 연관된 RF 타일 부배열에 대한 RF 엘리먼트 위상 데이터를 처리하도록 구성되고,
    상기 RF 엘리먼트 위상 데이터는 상기 연관된 RF 타일 부배열이 하나 또는 그보다 많은 RF 빔들을 조향 또는 추적할 수 있게 하며,
    상기 복수의 개구 상태 머신들은 조향 또는 추적 솔루션에서부터 연관된 RF 타일 부배열들로의 RF 엘리먼트 위상 데이터의 로딩까지 RF 타일 부배열 위상 데이터의 동시 처리를 제공하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  4. 제 2 항에 있어서,
    각각의 개구 상태 머신(128, 200)은,
    상기 안테나 관리기(126)로부터 조향 또는 추적 솔루션의 결정시 사용할 정보를 수신하고 상기 정보를 기초로 RF 엘리먼트 보상 데이터를 결정하는 RF 보상 테이블(210);
    상기 RF 엘리먼트 보상 테이블로부터의 RF 엘리먼트 보상 데이터 및 상기 안테나 관리기로부터의 빔 포인팅 정보를 수신하는 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인(212) ― 상기 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인은 상기 RF 엘리먼트 보상 정보 및 상기 빔 포인팅 정보를 기초로, 상기 연관된 RF 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대한 지연을 결정함 ―; 및
    상기 타일 다중 빔 위상 및 실시간 지연 계산기 파이프라인을 연관된 RF 타일 버스에 연결하는 타일 물리 계층(PHY: physical layer) 인터페이스(216)를 포함하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 개구 상태 머신(128, 200)은,
    상기 안테나 관리기(126)로부터 타일 기록 DMA 공간(204)의 타일 커맨드 및 기록 정보를 수신하기 위한 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈(218) ― 상기 타일 커맨드 및 직접 기록 모듈은 상기 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 상기 연관된 RF 타일 부배열(104)로 상기 타일 커맨드 및 기록 정보를 전송하기 위해 상기 타일 PHY 인터페이스(216)에 접속됨 ―; 및
    상기 연관된 RF 타일 버스(130)를 통해 상기 연관된 RF 타일 부배열(104)로부터 상태 및 되읽기 정보를 수신하기 위한 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)을 더 포함하며,
    상기 타일 상태 및 되읽기 모듈(220)은 상기 타일 PHY 인터페이스(216)에 접속되는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은 타일 커넥터(300)를 포함하며,
    상기 타일 커넥터는,
    타일 데이터 입력/출력 포트(304) 및 타일 클록 입력 포트(306)를 포함하는 타일 버스 접속(302);
    상기 RF 타일 부배열로부터 그리고 상기 RF 타일 부배열로 RF 신호들을 수신 및 송신하기 위한 RF 신호 포트(312); 및
    상기 RF 타일 부배열에 전력을 제공하기 위한 RF 타일 전력 및 리턴 포트(316)를 포함하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  7. 제 6 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은,
    타일 제어 집적 회로(120);
    상기 타일 커넥터(300)를 통해 상기 타일 제어 집적 회로를 상기 연관된 RF 타일 버스(130)에 접속하는 타일 데이터 입력/출력 링크(308); 및
    상기 타일 커넥터(300)를 통해 상기 타일 제어 집적 회로(120)를 상기 RF 타일 버스(130)에 접속하는 타일 클록 링크(310)를 더 포함하며,
    상기 타일 제어 집적 회로(120)는 상기 안테나 제어기(124)로부터 상기 RF 타일 버스(130)를 통해 수신된 데이터에 대한 응답으로 상기 다수의 RF 엘리먼트들(112)을 개별적으로 제어하도록 구성되는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  8. 제 7 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은 다수의 RF 집적 회로들(118)을 포함하고,
    각각의 RF 집적 회로(118)는 하나, 2개 또는 4개의 RF 엘리먼트들(112)에 동작 가능하게 연결되어, 동작 가능하게 접속된 RF 엘리먼트 또는 RF 엘리먼트들(112)의 동작을 제어하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은 미리 결정된 형상을 포함하고,
    상기 다수의 RF 집적 회로들(118)은 상기 RF 타일 부배열(104) 상에 사분면들(412)로 배열되며,
    RF 집적 회로들의 각각의 사분면은 각각의 RF 집적 회로 상의 상호 접속 핀들의 수를 4개로 제한하는 클록 및 데이터 직렬 버스 매트릭스(414)에 의해 상기 타일 제어 집적 회로에 동작 가능하게 접속되는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은 RF 빔(114, 116)마다 적어도 하나의 실시간 지연 회로(416)를 포함하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 RF 집적 회로들(118) 및 상기 실시간 지연 회로(416)는 마스터인 타일 제어 집적 회로와 함께 파티 라인(party line) 슬레이브들로서 접속되는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  12. 제 7 항에 있어서,
    각각의 RF 타일 부배열(104)은 상기 RF 타일 부배열에 고유한 교정 및 구성 정보를 포함하는 데이터를 저장하는 구성 저장 디바이스(422)를 포함하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  13. 제 12 항에 있어서,
    특정 RF 타일 부배열(104)의 다수의 RF 엘리먼트들(112)은 서로 위상 교정되어, 상관 빔 함수를 지원하고,
    구성 저장 디바이스(422)에 저장된 교정 정보는 상기 위상 배열 안테나 시스템(100)의 재교정 없이 상기 RF 타일 부배열의 교체를 가능하게 하는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구 상태 머신(128, 200) 및 상기 연관된 RF 타일 버스가 상기 안테나 제어기의 안테나 관리기로부터, 상기 연관된 RF 타일 부배열로의 직접 메모리 액세스를 제공하는 것; 그리고
    상기 안테나 제어기(124) 및 RF 부배열들(104)이 약 2밀리초 또는 그 미만인 사이클 시간의 RF 빔 업데이트들 및 초당 약 60도보다 큰 차량 각속도들에 대한 RF 빔 조향 또는 추적 성능을 제공하도록 구성되는 것
    중 적어도 하나가 이루어지는,
    위상 배열 안테나 시스템(100).
  15. 위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법(700)으로서,
    무선 주파수(RF) 빔을 조향 또는 추적하는데 사용하기 위한 데이터를 수신하는 단계(702);
    복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열에 고유 제어 데이터를 제공하도록 상기 데이터를 동시에 그리고 개별적으로 처리하는 단계(704) ― 각각의 RF 타일 부배열은 다수의 RF 엘리먼트들을 포함하며, 각각의 RF 엘리먼트는 상기 RF 엘리먼트에 의해 생성된 또는 상기 RF 엘리먼트에 의해 수신된 RF 빔을 상기 고유 제어 데이터를 기초로 조향 또는 추적하도록 개별적으로 제어 가능함 ―; 및
    각각의 고유 제어 데이터를 복수의 RF 타일 버스들 중 RF 타일 버스를 통해 대응하는 RF 타일 부배열에 송신하는 단계(706)를 포함하며,
    상기 복수의 RF 타일 버스들 중 하나의 RF 타일 버스는 상기 복수의 RF 타일 부배열들 중 각각의 RF 타일 부배열과 연관되는,
    위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법(700).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 RF 타일 부배열의 각각의 RF 엘리먼트에 대응하는 개별 제어 정보를 제공하도록 상기 RF 타일 부배열의 타일 제어 집적 회로에 의해 상기 고유 제어 데이터를 처리하는 단계(708); 및
    각각의 RF 엘리먼트와 연관된 RF 집적 회로에 상기 개별 제어 정보를 송신하는 단계(710)를 더 포함하며,
    상기 RF 집적 회로는 상기 RF 빔을 조향 또는 추적하기 위해 연관된 RF 엘리먼트를 제어하는데 상기 개별 제어 정보를 사용하는,
    위상 배열 안테나 시스템을 제어 및 모니터링하기 위한 방법(700).
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