KR20190053270A - 다중-모드 능동 전자 주사 어레이를 위한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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KR20190053270A
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Abstract

여기에 기술된 시스템 및 방법은 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 동작들 및 시 분할 듀플렉싱(TDD) 동작들 모두를 수행할 수 있는 능동 전자 주사 어레이(AESA)에 관한 것이다. AESA는 FDD 동작들과 TDD 동작들 사이에서 AESA를 스위칭하기 위해, AESA 내의 하나 이상의 어레이 요소들의 기능을 변경하고, 다른 기능들 사이에서 AESA의 부분들을 교환하는, 송수신기와 하나 이상의 어레이 요소들 사이에 연결된 하나 이상의 스위칭 스테이지들을 갖는 스위치 네트워크를 포함한다. 스위치 네트워크는 AESA의 피드 부분에 배치될 수 있다. 따라서, AESA 내의 어레이 요소들 또는 다수의 어레이 요소들의 서브 어레이들 각각의 기능들은 AESA의 피드 부분에서 변경될 수 있다. 어레이 요소는 TDD 동작들 및 FDD 동작들을 위해 구성될 수 있고, 전송 요소들, 수신 요소들 또는 격리 요소들로서 구성될 수 있다.

Description

다중-모드 능동 전자 주사 어레이를 위한 시스템들 및 방법들
아래의 실시예들은, 다중-모드 능동 전자 주사 어레이를 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
당 업계에 알려진 바와 같이, 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD) 시스템들은 전형적으로 협-대역 다이플렉션들(diplexers) 또는 멀티플렉서들(multiplexers)을 이용하여 안테나를 통해 개별 주파수들에서 송진 및 수신 동작들을 동시에 수행한다. 시 분할 듀플렉싱(Time division duplexing: TDD) 시스템들은 동일한 안테나를 통해 동일한 주파수 및 별도의 시간들에서 송신 및 수신을 번갈아서 수행한다. 민첩한 광대역 튜너가 FDD 및 TDD 통신 프로토콜들 및 채널들의 광범위한 범위를 지원하기 위해서는, 별도의 협-대역 필터들, 다이플렉서들 및 안테나들이 이용되어야 한다.
여기에 설명된 시스템 및 방법은 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 동작들 및 시 분할 듀플렉싱(TDD) 동작들 모두를 수행할 수 있는 능동 전자 주사 어레이(AESA)에 관한 것이다. 상기 AESA는 FDD 동작들 및 TDD 동작들 사이에서 AESA를 스위칭하고, AESA 내의 하나 이상의 어레이 요소들의 기능을 변경하며, 다른 기능들 사이에서 AESA의 부분들을 교환하기 위한, 송수신기 및 하나 이상의 어레이 요소들 사이에 연결된 하나 이상의 스위칭 스테이지들을 갖는 스위치 네트워크를 포함한다. 일 실시예에서, 스위치 네트워크는 AESA의 피드 부분에 배치될 수 있다. 따라서, AESA 내의 어레이 요소들 또는 다수의 어레이 요소들의 서브 어레이들 각각의 기능들은, 개별 어레이 요소 레벨에서와 대조적으로, AESA의 피드 부분에서 변경될 수 있다.
예를 들어, 어레이 요소들은 AESA의 스위치 네트워크 내의 하나 이상의 커플링을 변경함으로써 송신 기능들, 수신 기능들 또는 분리 기능들을을 수행하도록 구성될 수 있다. 어레이 요소들의 각각의 기능은 AESA의 특정 응용을 수용하도록 변경될 수 있다. 따라서, 어레이 요소들의 각각은 피드 부분의 커플링을 변경함으로써 동일한 AESA 내의 송신 어레이 요소들, 수신 어레이 요소들 또는 격리 어레이 요소들로 구성될 수 있다. 여기에서, 사용되는 피드 부분은 송수신기와 AESA 내의 어레이 요소들 사이의 컴포넌트들을 지칭할 수 있음을 이해해야 한다.
스위치 네트워크는 하나 이상의 모드 스위칭 스테이지들, 필터 스위칭 스테이지, 및 크로스 오버 스위칭 스테이지를 포함할 수 있다. 모드-스위칭 스테이지는 복수의 무선 주파수(RF) 스위치들을 포함하고, FDD 동작들과 TDD 동작들 사이에서 AESA의 동작 모드를 변경하기 위해 AESA 내의 하나 이상의 신호 경로들을 변경할 수있다. 일부 실시예들에서, 모드-스위칭 스테이지들은 필터 스위칭 스테이지의 양 측면들에 배치될 수 있다. 필터 스위칭 스테이지는 AESA 내의 신호 경로들을 통해 송신되는 신호들을 필터링하기 위해 하나 이상의 필터 뱅크들을 포함할 수 있다.
크로스 오버 스위칭 스테이지 상이한 기능들 사이에서 어레이 요소들의 부분들을 교환할 수 있다. 예를 들어, 어레이 요소들은 넓은 빔 조향 각도들에 대한 격리를 향상시키기 위해 송신 기능들과 수신 기능들 간에 교환될 수 있다. 일부 실시예들에서, 누설 인자(leakage factor)는 상이한 기능들 간에 어레이 요소들을 교환함으로써 감소될 수 있다. 크로스 오버 스위칭 스테이지는 RF 스위치들이 AESA 내의 신호 경로들을 교환하여 송신 기능들, 수신 기능들 또는 격리 기능들 간에 어레이 요소들을 구성 및 교환할 수 있도록 배치된 복수의 RF 스위치들을 포함할 수 있다. 따라서, AESA는 단일 어레이 내에서 송신, 수신 및/또는 격리 어레이 요소들의 유연한 할당을 제공할 수 있다.
어레이 요소들의 각각은 유닛 셀에 속하거나 유닛 셀에 연결될 수 있다. 유닛 셀은 어레이 요소들의 각각에서 수신되거나 어레이 요소들의 각각으로부터 송신된 신호들의 위상 및/또는 진폭 특성들을 제어하도록 구성될 수 있다. 유닛 셀은 AESA 내의 신호 경로로부터 각 어레이 요소의 피드 포트 및/또는 안테나 포트를 연결하거나 연결 해제하기 위한 하나 이상의 RF 스위치들을 포함할 수 있다. 따라서, 유닛 셀은 각각의 어레이 요소를 능동 요소로부터 수동 요소로 또는 그 반대로 수정하고, 각각의 어레이 요소의 기능을 변경하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, TDD 모드에서, AESA 내의 어레이 요소들의 각각은 송신 기능들을 위해 구성될 수 있거나, 최대 이용 가능 이득을 제공하는 수신 기능들을 가질 수 있다. FDD 모드에서, 어레이 요소들은 송신 기능들, 수신 기능들, 격리 기능들 또는 이들의 조합을 수행하기 위해 다중의 서브 어레이들로 형성될 수 있다. 서브 어레이들의 각각은 이득, 유효 등방성 복사 전력(EIRP) 및 격리를 포함한 어레이 성능의 균형을 맞추기 위해 이동 또는 크기 조정이 가능하다. 일부 실시예들에서, 서브 어레이 기능들은 어레이의 일 측면에서 어레이의 다른 측면으로 교환되어 모든 빔 조향 각도들에 대한 격리를 최대화할 수 있다.
여기에서 설명된 시스템 및 방법은, 다음 특징 중 하나 이상을 독립적으로 또는 다른 특징과 조합하여 포함할 수 있다.
제1 양태에서, AESA는 복수의 어레이 요소들을 포함하고, 복수의 어레이 요소들의 각각은 TDD 동작들 및 FDD 동작들을 위해 구성되며, 복수의 어레이 요소들에 연결된 스위치 네트워크를 포함한다. 스위치 네트워크는 TDD 모드와 FDD 모드 사이에서 복수의 어레이 요소들 중 하나 이상을 스위칭하기 위한 복수의 스테이지들을 포함한다. 스위칭 네트워크는 제1 모드-스위칭 스테이지, 제2 모드-스위칭 스테이지, 및 크로스 오버 스위칭 스테이지를 포함한다.
일부 실시예들에서, 스위치 네트워크는 제1 모드-스위칭 스테이지 및 제2 모드-스위칭 스테이지 사이의 신호 경로 상에 배치 된 필터 뱅크 스위칭 스테이지를 포함한다. 복수의 어레이 요소들의 각각은 송신 요소, 수신 요소 또는 격리 요소 중 적어도 하나로서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, TDD 모드에서, 복수의 어레이 요소들의 각각은 송신 또는 수신 요소들로서 동작하도록 구성될 수 있다. FDD 모드에서, 복수의 어레이 요소들의 제1 부분은 송신 요소로서 동작하도록 구성될 수 있고, 복수의 어레이 요소들의 제2 부분은 수신 요소로서 동작하도록 구성될 수 있고, 복수의 어레이 요소들의 제3 부분은 격리 요소로 작동하도록 구성될 수 있다. 스위치 네트워크는 격리 요소들이 송신 요소들과 수신 요소들 사이에 배치되도록 복수의 어레이 요소들에 연결될 수 있다.
제1 모드 스위칭 스테이지 및 제2 모드 스위칭 스테이지는 AESA를 통해 적어도 2개의 신호 경로들 상에 배치된 하나 이상의 무선 주파수(RF) 스위치들을 포함한다. 필터 뱅크 스위칭 스테이지는 제1 모드 스테이지 및 제2 모드 스테이지에서 하나 이상의 RF 스위치들에 연결된 FDD 송신 필터 뱅크, FDD 수신 필터 뱅크 및 TDD 필터 뱅크를 포함할 수 있다. 크로스 오버 스위치 스테이지는 AESA를 통해 2개의 신호 경로들이 십자형으로 교차하도록 배치된 2개 이상의 무선 주파수(RF) 스위치들을 포함할 수 있다.
복수의 어레이 요소들 각각은 피드 포트, 안테나 포트, 하나 이상의 진폭 유닛들, 하나 이상의 위상 유닛들 및 하나 이상의 로드 유닛들을 포함할 수 있다. 피드 포트 및 안테나 포트는 각각의 어레이 요소를 격리 요소로 변환하기 위해 하나 이상의 로드 유닛들에 연결될 수 있다.
다른 양태에서, TDD 모드와 FDD 사이에서 AESA를 스위칭하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 TDD 동작들 및 FDD 동작들을 위해 각각 구성된 복수의 어레이 요소들을 제공하는 단계, TDD 모드와 FDD 모드 사이에서 복수의 어레이 요소들을 스위칭하는 단계, 및 TDD 모드 또는 FDD 모드로의 스위칭에 응답하여 복수의 어레이 요소들 중 하나 이상을 송신 요소, 수신 요소 또는 격리 요소 중 적어도 하나로 변환하는 단계를 포함한다.
스위치 네트워크는 TDD 모드와 FDD 모드 사이에서 복수의 어레이 요소들을 스위칭하기 위한 복수의 스테이지들을 갖는다. 스위치 네트워크는 제1 모드 스위칭 스테이지, 제2 모드 스위칭 스테이지, 크로스 오버 스위칭 스테이지, 및 필터 뱅크 스위칭 스테이지를 포함할 수 있다.
상기 방법은 복수의 어레이 요소들의 각각을 TDD 모드에서 송신 요소 및 수신 요소로서 동작하도록 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다. FDD 모드에서, 상기 방법은 복수의 어레이 요소들의 제1 부분을 송신 요소들로서 동작하도록 변환하고, 복수의 어레이 요소들의 제2 부분을 수신 요소들로서 동작하도록 변환하며, 복수의 어레이 요소들의 제3 부분을 FDD 모드에서 격리 요소들로서 동작하도록 변환하는 단계를 더 포함한다. 복수의 어레이 요소들은 송신 요소들과 수신 요소들 사이에 격리 요소들이 배치되도록 변환될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 모드 스테이지 및 제2 모드 스테이지 내의 커플링들은, TDD 동작들에서 FDD 동작들으로, 및 FDD 동작들에서 TDD 동작들로 복수의 어레이 요소들을 변경하도록 수정될 수 있다. 복수의 어레이 요소들의 제 1 그룹핑을 송신 요소들로부터 수신 요소들로 변환하고, 복수의 어레이 요소들의 제2 그룹핑을 수신 요소들로부터 송신 요소들로 변환하기 위해, .커플링들은 크로스 오버 스위칭 스테이지 내에서 수정될 수 있다.
복수의 어레이 요소들의 각각은 피드 포트, 안테나 포트, 하나 이상의 진폭 유닛들, 하나 이상의 위상 유닛들, 및 하나 이상의 로드 유닛들을 포함한다. 상기 방법은 각각의 어레이 요소를 격리 요소 변환하기 위해 피드 포트 및 안테나 포트를 하나 이상의 로드 유닛들에 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기에 설명된 상이한 실시예들의 요소들은 상기에 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시예들을 형성하도록 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 단일 실시예의 문맥에서 설명된 다양한 요소들이 또한 개별적으로 또는 적절한 조합으로 제공될 수 있다. 여기에 구체적으로 기술되지 않은 다른 실시예들도 이하의 청구항 범위 내에있다.
전술한 특징들은 아래의 도면의 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 능동 전자 주사 어레이(active electronically scanned array: AESA)의 회로의 블록도이다.
도 1a는 능동 전자 주사 어레이(AESA)의 제2 실시예의 회로의 블록도이다.
도 2는 도 1의 AESA의 스위치 네트워크의 필터의 필터 스위칭 스테이지 및 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지의 블록도이다.
도 2a는 AESA 내에서 상이한 크기들을 갖는 어레이 요소들의 서브 어레이들의 블록도이다.
도 2b는 복수의 필터들을 갖는 도 1의 AESA의 필터 스위칭 스테이지의 블록도이다.
도 3은 도 1의 AESA의 스위치 네트워크의 크로스 오버 스위칭의 블록도이다.
도 3a는 AESA 내에서 교환되는 어레이 요소들의 서브 어레이들의 블록도이다.
도 4는 도 1의 AESA에서 어레이 요소에 대한 유닛 셀의 제1 실시예의 블록도이다.
도 4a는 도 1의 AESA에서 어레이 요소에 대한 유닛 셀의 제2 실시예의 블록도이다.
도 4bs는 도 1의 AESA에서 어레이 요소에 대한 유닛 셀의 제3 실시예의 블록도이다.
도 5는 시 분할 듀플렉싱(TDD)와 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 사이에서 AESA를 스위칭하기 위한 방법의 흐름도이다.
전술한 개념들 및 특징들은 도면들의 다음의 설명으로부터 더욱 완전히 이해될 수 있다. 도면은 개시된 기술을 설명하고 이해하는데 도움을 준다. 제공된 모든 도면들은 가능한 모든 실시예를 설명하고, 기술하는 것이 비현실적이거나 불가능하기 때문에, 제공된 도면들은 하나 이상의 예시적인 실시예들을 도시한다. 따라서, 도면들은 여기에 설명된 개념, 시스템 및 기술의 범위를 제한하지 않는다. 도면들에서 동일한 번호는 동일한 요소들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 능동 전자 주사 에레이(active electronically scanned array: AESA)는 송수신기(110)와 복수의 에러이 요소들(180a 내지 180n) 사이에 결합된, 시 분할 듀플렉싱(TDD)와 주파수 분할 듀플렉싱(FDD) 사이에서 큰 대역폭으로 스위칭하기 위한 복수의 스위칭 스테이지들을 갖는 스위치 네트워크(104)를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시에들에서, AESA 는 다수 옥타브들에 걸쳐 TDD 및 FDD 동작들 사이를 전환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송수신기(110)와 어레이 요소(180a 내지 180n) 사이의 컴포넌트는 여기에서 피드백 부분으로 지칭될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 송수신기(110)는 하나 이상의 증폭기들(112, 114)에 결합된다. 일부 실시에들에서, 제1 증폭기(112)는 송신 동작들을 위해 구성될 수 있고, 제2 증폭기(114)는 수신동작들을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, AESA(100)는 증폭기들(112, 114)을 포함하지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 다른 실시예들에서, AESA(100)는 송수신기(110)와 제1 모드 스위칭 스테이지(120) 사이에 결합된 단일 증폭기를 포함할 수 있다.
증폭기들(112, 114)는 제1 모드 스위칭 스테이지(120)에서 적어도 하나의 무선 주파수(radio frequency: RF) 스위치(122, 124)에서 연결된다. 제1 증폭기(112)는 제1 RF 스위치(122)에 결합되고, 제2 증폭기(114)는 제2 RF 스위치(124)에 결합된다. 제1 및 제2 RF 스위치들(122, 124)은 도 2와 관련하여 보다 상세히 논의될 바와 같이, TDD 모드와 FDD 모드 사이 또는 그 반대로에서 AESA(100)를 스위칭하기 위해 모드 스위칭 장치의 제1 부분(제2 모드 스위칭 스테이지(140)와 함께)을 형성하도록 구성될 수 있다.
제1 및 제2 RF 스위치들(122, 124)은 제3 RF 스위치(132) 또는 스위칭 스테이지(130) 내의 복수의 필터들(134, 135, 136)의 어느 하나에 결합될 수 있다. 예를 들어, TDD 모드에서, 제1 및 제2 증폭기들(122, 124) 각각은 제3 RF 스위치(132)에 결합될 수 있다. 제3 RF 스위치(132)는 제3 필터(135) 또는 복수의 필더들 중 어느 하나에 결합될 수 있다. 제3 필터(135)는 TDD 모드에 대한 신호들을 필터링하도록 구성될 수 있다. 제3 필터(135)는 송신 동작들을 위해, 제3 필터(135)로부터의 출력을 2개 이상의 신호들로 분할하여 제2 모드 스위칭 스테이지(140)의 RF 스위치들(142, 144)에 2개 이상의 신호들을 제공하도록 구성된 스플리터-합성기 회로(138)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 수신 동작들에 대해, 스플리터-합성기 회로(138)는 제2 모드 스위칭 스테이지(140)으로부터의 신호들을 결합하여 이들을 제3 필터(135)에 제공하도록 구성될 수 있다.
FDD 모드에서, 제1 RF 스위치(122)는 제1 필터(134)에 연결될 수 있고, 제2 RF 스위치(124)는 제2 필터(136)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 필터(134)는 송신 필터로 구성될 수 있고, 제2 필터(136)는 수신 필터로 구성될 수 있다. 예를 들어, FDD 모드에서, 제1 RF 스위치(122)는 제1 필터(134)를 통해 송신 기능을 위한 신호 경로를 설정할 수 있고, 제2 RF 스위치(124)는 제2 필터(136)를 통해 수신 기능을 위한 신호 경로를 설정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신 및 수신 경로들은 크로스 오버 스위칭 스테이지(150) 및/또는 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명될 스플리터-합성기 스테이지(160)의 배열에 적어도 부분적으로 기초하여 교환될 수 있음을 이해해야 한다.
여전히 FDD 모드를 참조하면, 제1 및 제2 필터들(134, 136)은 제2 모드 스위칭 스테이지(140)에서 RF 스위치들(142, 144)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(134)는 제4 RF 스위치(142)에 연결될 수 있고, 제2 필터(136)는 제5 RF 스위치(144)에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 스플리터-합성기 회로(138)는 TDD 모드에서 제4 및 제5 스위치들(142, 144)에 연결될 수 있다.
TDD 및 FDD 모드 모두에서, 제2 모드 스위칭 스테이지(140)는 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)에 연결된다. 예를 들어, 제4 RF 스위치(142)는 제6 RF 스위치(152)에 연결되고, 제5 RF 스위치(144)는 제7 RF 스위치(154)에 연결된다.
크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 일부분을 하나의 함수로부터 다른 함수로 교환하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 AESA(100) 내의 하나 이상의 신호 경로들을 하나의 기능에서 다른 기능으로 교환한다. 예를 들어, 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 제1 부분을 송신 기능으로부터 수신 기능으로 교환할 수 있고, 및/또는 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 제2 부분을 수신 기능들의 수행으로부터 송신 기능으로 교환할 수 있다. 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 AESA(100) 내의 하나 이상의 신호 경로들을 교환하기 위한 복수의 RF 스위치들(152, 154, 156, 158)을 포함한다.
크로스 오버 스위칭 스테이지(150)에서, 제6 RF 스위치(152)는 제8 RF 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158)에 연결된다. 제7 RF 스위치(154)는 제8 RF 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158)에 연결된다. 따라서, 제6 및 제7 RF 스위치들(152, 154)는 AESA(100) 내에서 수신 및/또는 송신되는 신호들의 경로를 변경하기 위해 제8 RF 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158) 각각으로부터 수신 및/또는 송신할 수 있다. 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 도 3과 관련하여 이하에서 보다 상세히 설명된다.
크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 스플리터-합성기 스테이지(160)에 연결된다. 스플리터-합성기 스테이지(160)는 어레이 요소들(180a 내지 180n)에 의해 송신 및/또는 어레이 요소들(180a 내지 180n)에 의해 수신되는 신호들을 분할 및/또는 경합하기 위한 하나 이상의 스플리터-합성기 회로(162, 164, 168a 내지 168n)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제8 RF 스위치(156)는 제2 스플리터-합성기 회로(162)에 결합되고, 제9 RF 스위치(158)는 제3 스플리터-합성기 회로(164)에 결합된다. 제2 스플리터-합성기 회로(162)는 송신 동작을 위해, 제2 RF 스위치(156)로부터의 출력을 2개 이상의 신호들로 분할하여 하나 이상의 스플리터-합성기 회로(168a 내지 168n)에 2개 이상의 신호들을 제공할 수 있다. 대안적으로, 수신 동작들에 대해, 제2 스플리터-합성기 회로(162)는 하나 이상의 스플리터-합성기 회로들(168a 내지 168n)로부터 수신된 신호들을 결합하고, 그 신호들을 제8 RF 스위치(156)에 제공하도록 구성될 수 있다.
제3 스플리터-결합기 회로(164)는 송신 동작들을 위해 제9 RF 스위치(158)로부터의 출력을 2개 이상의 신호들로 분할하여 하나 이상의 스플리터-합성기 회로(168a 내지 168n)에 2개 이상의 신호들을 제공할 수 있다. 대안적으로, 수신 동작들에 대해, 제3 스플리터-합성기 회로(164)는 하나 이상의 스플리터-합성기 회로들(168a 내지 168n)로부터 수신된 신호들을 결합하고, 그 신호들을 제9 RF 스위치(158)에 제공하도록 구성될 수 있다.
송신 동작들을 위해, 스플리터-합성기 회로(168a 내지 168n)는 신호를 2개 이상의 신호들로 분할하여, 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 하나 이상의 서브 어레이(172a 내지 172n)에 2개 이상의 신호들을 제공할 수 있다. 수신 동작들을 위해, 제2 및 제3 스플리터-합성기들(162, 164) 각각은 하나 이상의 스플리터-합성기 회로(168a 내지 168n)로부터 신호들을 수신할 수 있다. 스플리터-합성기 회로(168a 내지 168n)는 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 하나 이상의 서브 어레이들(172a 내지 172n)로부터 수신된 신호들을 결합하여, 제2 및 제3 스플리터-합성기 회로(162, 164)에 제공한다.
어레이 요소들(180a 내지 180n)은 하나 이상의 서브 어레이들(172a 내지 172n)로 조직화될 수 있다. 도 1은 4개의 서브 어레이들(172a 내지 172n)로 조직화된 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 도시하지만, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 AESA(100)의 특정 응용에 적어도 부분적으로는 하나의 서브 어레이에 기초하여 임의의 수의 서브 어레이들(예를 들어, 2개 이상의 서브 어레이들)로 조직될 수 있음을 알아야 한다.
예를 들어, AESA(100)는 2개 이상의 서브 어레이들(172a 내지 172n)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, AESA(100)는 2개의 서브 어레이들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, AESA(100)는 2개 이상의 서브 어레이들(172a 내지 172n)을 포함할 수 있다. 서브 어레이들(172a 내지 172n)의 각각은 하나 이상의 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 서브 어레이들(172a 내지 172n)의 각각은 2이상의 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 서브 어레이들(172a 내지 172n)의 각각은 단일 어레이 요소(180)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 서브 어레이들(172a 내지 172n)의 각각은 동일한 수의 어레이 요소들(180a-180n)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상이한 서브 어레이들(172a 내지 172n)은 상이한 수의 어레이 요소들(180a-180n)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 복수의 능동 요소들 (예를 들어, 방사 안테나 요소들) 또는 능동 요소들의 그룹을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 복수의 수동 요소들 또는 수동 요소들 그룹을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 능동 요소와 수동 요소 또는 능동 요소와 수동 요소의 조합을 갖는 요소의 그룹의 조합을 포함 할 수 있다.
어레이 요소들(180a 내지 180n), 따라서 AESA (100)는 다중 편광(polarizations.)을 위해 구성 될 수 있다. 예를 들어, 어레이 요소들(180a 내지 180n), 따라서 AESA(100)는 수직 및/또는 수평 편광을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치 네트워크(104)는 AESA(100)의 편광을 변경하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, AESA(100)의 요소는 스위치 네트워크(104) 내의 커플링에 적어도 부분적으로 기초하여 제1 편광 또는 제2 상이한 편광(예를 들어, 수평 편광, 수직 편광)을 위해 구성 될 수 있다. 다른 실시예에서, AESA(100)는 다수의 편광들과 동시에 동작하도록 복제될 수 있다.
AESA(100)의 컴포넌트들 간의 커플링들의 각각은 출력 및/또는 입력으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 동작 모드(예를 들어, 송신 동작, 수신 동작)에 따라, 커플링들의 각각은 신호를 수신하거나 AESA(100) 내의 다른 컴포넌트로 신호를 송신하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, AESA(100)는 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1A를 간단히 참조하면, AESA(100')는 제1 증폭기(112') 및 제2 증폭기(114'')에 연결된 송수신기(110')를 포함한다. 제1 증폭기 (112') 및 제2 증폭기 (114')는 제1 모드 스위칭 스테이지(120')에 연결될 수 있고, 제1 모드 스위칭 스테이지(120')는 필터 스위칭 스테이지(130')에 연결될 수 있으며, 필터 스위칭 스페이지(130')는 제2 모드 스위칭 스테이지(140')에 연결될 수 있고, 제2 모드 스위칭 스테이지(140')는 스플리터-합성기 스테이지(160')에 연결될 수 있고, 스플리터 합성기 스테이지(160')는 어레이 요소들(180a 내지 180n')에 연결될 수 있다. 제1 모드 스위칭 스테이지(120'), 필터 스위칭 스테이지(130'), 제2 모드 스위칭 스테이지(140') 및 스플리터 합성기 스테이지(160')의 컴포넌트들의 각각은 도1의 AESA(100)의 제1 모드 스위칭 스테이지(120), 필터 스위칭 스테이지(130), 제2 모드 스위칭 스테이지(140) 및 스플리터 합성기 스테이지(160)의 컴포넌트들의 각각과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다.
이제, 도 2 내지 도 4를 참조하면, AESA(100)의 스위칭 스테이들의 각각이 보다 상세히 설명되고, 따라서, 도 1과 관련하여 전술한 것과 유사한 참조 번호를 갖는 유사한 요소들이 제공된다.
이제, 도 2를 참조하면, 필터 스위칭 스테이지(130) 및 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지들(120, 140)은 AESA(100)를 TDD 모드와 FDD 모드 사이에서 또는 그 반대로 전환하고, 따라서 TDD 동작들과 FDD 동작들 사이에서 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 스위칭한다. 일부 실시예들에서, 필터 스위칭 스테이지(130) 및 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지들(120, 140)은 송신 및 수신 기능들 간에 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 스위칭하도록 구성될 수 있으며 그 반대로 마찬가지이다.
TDD 모드에서, 필터 스위칭 스테이지(130) 및 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지들(120, 140)은 AESA(100)를 송신 및 수신 기능들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있으며, 따라서 송신 및 수신 기능들 사이에 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 스위칭할 수 있다. 예를 들어, TDD 모드에서, 각각의 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 TDD 동작을 위해 구성될 수 있다. 그러나, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 특정 시간 주기에 따라 송신 기능 및/또는 수신 기능을 수행하는 사이에서 스위칭 될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 주기에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 TDD 모드의 송신 기능을 위한 송신 어레이 요소로서 구성 될 수 있고, 상이한 제2 시간 주기에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)은 수신 기능을 위한 수신 어레이 소자로서 구성될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, TDD 모드에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 전체 어레이가 송신 또는 수신 기능을 위해 사용될 수 있다.
FDD 모드에서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 서브 어레이들은 송신 어레이 요소들, 수신 어레이 요소들 또는 격리(isolation) 어레이 요소들로서 구성될 수 있다. 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 부분(예를 들어, 서브 어레이들)이 상이한 기능을 위해 구성되도록 필터 스위칭 스테이지(130) 및 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지들(120, 140)이 결합될 수 있다. 따라서, FDD 모드에서, AESA(100)는 송신, 수신 및/또는 격리 기능을 동시에 수행 할 수 있다.
예를 들어, 도 2A를 간단히 참조하면, 제1 서브 어레이(210)는 송신 어레이 요소로서 구성될 수 있고, 제2 서브 어레이(220)는 격리 어레이 요소로서 구성될 수 있고, 제3 서브 어레이(230)는 수신 어레이 요소로서 구성될 수 있다.
서브 어레이들(210, 220, 230) 각각의 서브 어레이 크기 및 그에 따른 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 수는, AESA(100)의 특정 응용에 적어도 부분적으로 기초하여 선택, 형성 및/또는 크기 변경 될 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이들(210, 220, 230) 각각은 동일한 크기이고, 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 동일한 수를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 전송 어레이 요소들을 갖는 서브 어레이(210)는 빔 전송 특성(beam transmission characteristics)을 최적화하기 위해 서브 어레이(220) 또는 서브 어레이(230) 보다 클 수 있다. 다른 실시예들에서, 수신 어레이 요소들을 갖는 서브 어레이(230)는 수신 특성들을 최적화하기 위해 서브 어레이(210) 및/또는 서브 어레이(220) 보다 클 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 격리 어레이 요소들을 갖는 서브 어레이(220)는 서브 어레이(210) 또는 서브 어레이(230) 보다 클 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이(220)는 송신 어레이 요소들과 수신 어레이 요소들 사이의 격리를 증가 또는 감소시키도록 변형될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 모드 스위칭 스테이지(120)는 제1 및 제2 RF 스위치들(122,124)을 포함한다. 제1 및 제2 RF 스위치들(122, 124)의 각각은 다중 경로 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 예시적인 실시예에서, 제1 및 제2 RF 스위치들(122, 124) 각각은 제1 단자가 AESA(200)의 동작 모드(예를 들어, TDD, FDD)에 따라 제2 또는 제3 단자 중 하나에 연결될 수 있는 3개의 단자들을 갖는 SP2T(single pole, two throw) 스위치들을 포함한다.
예를 들어, 제1 RF 스위치(122)는 세개의 단자들을 포함한다. 세개의 단자들의 제2 단자(122b)는 FDD 모드 동안 제1 단자(122a)를 제1 필터 뱅크(134)에 연결할 수 있고, 제3 단자(122c)는 TDD 모드 동안 제3 RF 스위치(132)를 제2 단자(132b)에 연결할 수 있다.
제2 RF 스위치(124)는 세개의 단자들을 포함한다. 세개의 단자들의 제2 단자(124b)는 TDD 모드 동안 제3 RF 스위치(132)의 제1 단자(124a)과 제3 단자(132c)를 연결할 수 있고, 제3 단자(124c)는 FDD 모드 동안 제1 단자(124a)를 제2 필터 뱅크(136)에 연결시킬 수 있다.
재3 RF 스위치(132)는, 3개의 단자들을 갖는 3-방향 스위치(예를 들어, SP2T 스위치)일 수 있다. 세개의 단자들의 제1 단자(132a)는 TDD 모드 동안 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 원하는 기능(예를 들어, 전송, 수신)에 따라 제2 단자(132b) 또는 제3 단자(132c)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제3 RF 스위치(132)는 AESA(100) 내의 신호 경로들을 TDD 모드 동안 송신 및 수신 기능들 사이의 천이 어레이 요소들(180a 내지180n)로 교환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 단자(132a)는 제2 단자(132b)를 제3 필터(135)에 연결하여 송신 기능을 위해 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 구성할 수 있다. 수신 기능들을 위한 어레이 요소들(180a 내지 180n)을 구성하기 위해, 제 1 단자(132a)는 제3 단자(132c)를 제3 필터(135)에 연결시킬 수 있다.
제3 필터(135)는 스플리터-합성기 회로(138)에 연결될 수 있다. 송신 동작을 위한 스플리터-합성기 회로(138)는 제2 모드 스위칭 스테이지(140)에서 RF 스위치들(142, 144)로 2 개 이상의 신호들을 제공하기 위해 제3 필터(135)로부터의 출력을 2 개 이상의 신호들로 분할하도록 구성될 수 있다. 대안 적으로, 수신 동작들에 대해, 스플리터-합성기 회로(138)는 제2 모드 스위칭 스테이지(140)로부터의 신호들을 결합하여 이들을 제3 필터(135)에 제공하도록 구성될 수 있다.
제3 필터(135)는 스플리터-합성기 회로(138)에 연결되어 동작 모드에 기초하여 신호들을 수신 또는 송신한다. 예를 들어, 수송 동작들을 위한 TDD 모드에서, 제3 필터(135)는 (제1 모드 스위칭 스테이지(120)를 통해) 송수신기 (110)로부터 수신된 신호들을 스플리터-합성기 회로(138)로 송신할 수 있다. 스플리터-합성기 회로(138)는 송수신기(110)로부터 제4 및 제5 RF 스위치들(142, 144) 모두에 신호들을 제공할 수 있다. 수신 동작들을 위해, 스플리터-합성기 회로(138)는 제4 및 제5 RF 스위치들(142, 144) 중 하나 또는 둘 모두로부터 신호들을 수신하여 제3 필터(135)로 전송할 수 있다.
제2 모드 스위칭 스테이지(140)는 필터 스위칭 스테이지(130)에 연결된다. 제2 모드 스위칭 스테이지(140)는 제4 및 제5 RF 스위치들(142,144)을 포함한다. 제4 및 제5 RF 스위치들(142, 144)은 SP2T 스위치와 같은 다중 경로 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 예시적인 실시예에서, 제4 및 제5 RF 스위치들(142, 144) 각각은, 제 1 단자가 AESA(100)의 동작 모드(예를 들어, TDD, FDD)에 따라, 제2 단자 또는 제3 단자 중 하나를 크로스 오버 스위칭 스테이지(150) 내의 다른 RF 스위치에 연결할 수 있도록 3 개의 단자들을 갖는 3-방향 스위치들을 포함한다.
예를 들어, 제4 RF 스위치(142)는 3개의 단자들을 포함할 수 있다. 3개의 단자들의 제1 단자(142a)는 FDD 모드 동안 제2 단자(142b)를 제6 RF 스위치(152)의 제1 단자(152a)에 연결시킬 수 있고, 제1 단자(142a)는 TDD 모드 동안 제3 RF 스위치(152)의 제1 단자(152a)에 제3 단자(142c)를 연결할 수 있다.
제5 RF 스위치(144)는 3개의 단자들을 포함할 수 있다. 제1 단자(144a)는 TDD 모드 동안 제2 단자(144b)를 제7 RF 스위치(154)의 제1 단자(154a)에 연결시킬 수 있고, 제 1 단자(144a)는 제3 단자(144c)를 FDD 모드 동안 제7 RF 스위치(154)의 제1 단자(154a)에 연결시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 필터들(134, 135 및/또는 136)은 각각 다수의 필터들로 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어,도 2b를 간단히 참조하면, 일부 실시예들에서, 필터(130')는 2개의 RF 스위치들(133, 139) 사이에 배치된 복수의 필터들(137a 내지 137n)(예를 들어, 필터들의 뱅크)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터들(137a 내지 137n)은 RF 스위치들(133, 139)과 병렬로 배치된 필터의 뱅크를 포함할 수 있다. RF 스위치들 (133, 139)은 SPMT와 같은 다중-경로 스위치들을 포함할 수 있다. RF 스위치들(133, 139)의 각각은 각각의 RF 스위치를 필터들(137a 내지 137n)의 적어도 하나의 필터에 연결시키기 위해 복수의 다른 단자들(N 단자들) 중 하나에 연결할 수 있는 제 1 단자를 포함 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터들(137a 내지 137n)은 하나 이상의 조정가능한(tunable) 필터를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 송신 동작 및/또는 수신 동작 사이에서 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 하나 이상의 서브-어레이들을 스위칭하기 위한 복수의 RF 스위치들을 포함한다. 서브-어레이들은 커플링을 감소시키고, 누설 요인을 감소시키기 위해 다른 기능들 간에 교환될 수 있습니다. 일부 실시예들에서, 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 보다 큰 유연성을 제공할 수 있고, 모든 빔 조향 각도들에 걸쳐 격리가 최적화되도록 한다.
예를 들어, 도 3a를 간단히 참조하면, 제1 AESA 구성(302)은 송신 어레이 요소들을 갖는 제1 서브 어레이(310), 격리 어레이 요소들을 갖는 제2 서브 어레이(320) 및 수신 어레이 요소들을 갖는 제3 서브 어레이(330)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)의 RF 스위치들 중 하나 이상의 RF 스위치들의 결합 배열(coupling arrangements)은 제1 서브 어레이(310)와 제3 서브 어레이(330)를 교환하여 제2 AESA 구성(304)을 형성하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, 각각의 AESA에 의해 생성된 빔이 한 면에서 다른 면으로 조정됨에 따라, 서브 어레이들(310, 320, 330)은 송신 어레이 요소들과 수신 어레이 요소들 사이의 격리를 향상시키고, 및/또는 큰 빔 조향 각도들에서 발생할 수 있는 누설 인자를 감소시키기 위해 교환될 수 있다.
일부 실시예들에서, 서브 어레이들(310, 320, 330)의 부분들은 각각의 서브 어레이들의 크기를 바꾸기 위해 교환될 수 있다. 예를 들어, 서브 어레이(320)의 일부는 서브 어레이(310) 및/또는 서브 어레이(330)로 교환되어 서브 어레이(320)의 크기를 감소시킬 수 있다. 다른 실시예들에서, 서브 어레이(310) 및/또는 서브 어레이(330)의 일부분은 서브 어레이(320)로 교환되어 서브 어레이(320)의 크기를 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브 어레이는 각각의 AESA의 능동 동작 동안 교환될 수 있다. 다시, 도 3을 참조하면, 크로스 오버 스위칭 스테이지(150)는 제6 RF 스위치(152), 제7 RF 스위치(154), 제8 RF 스위치(156) 및 제 9 RF 스위치(158)를 포함한다. 각각의 RF 스위치들(152, 154, 156, 158)은 다중 경로 스위치들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 예시적인 실시예에서, RF 스위치들(152, 154, 156, 158)의 각각은 SP2T 스위치와 같은 3개의 단자들을 갖는 3-방향 스위치들을 포함할 수 있다. RF 스위치들(152, 154, 156, 158) 각각의 단자들은 신호 경로들이 이들 사이에서 십자형이 되도록 결합될 수 있다.
예를 들어, 제6 RF 스위치(152)는 3개의 단자들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 단자(152a)는 제2 모드 스위칭 스테이지(140)의 제4 RF 스위치(142)에 연결되고, 제2 단자(152b)는 제8 RF 스위치(156)에 연결되고, 제 3 단자(152c)는 제9 RF 스위치(158)를 포함한다. 제6 RF 스위치(152)는 제 1 단자(152a)의 위치에 따라, 송신 동작과 수신 동작 사이에서 어레이 요소들(180a 내지180n)의 하나 이상의 서브 어레이들(172a 내지 172n)를 교환하기 위해, 제8 RF 스위치(156)와 제9 RF 스위치(158) 사이의 연결을 교환하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 단자(152a)가 제2 단자(152b)에 연결되는 경우, 제6 RF 스위치(152)는 제8 RF 스위치(156)에 연결되어 신호를 송신 또는 수신한다. 제 1 단자(152a)가 제3 단자(152c)에 연결될 때, 제6 RF 스위치(152)는 제9 RF 스위치(158)에 연결되어 신호들을 송신 또는 수신한다. 따라서, 제1 단자(152a)가 제2 단자(152b) 또는 제3 단자(152c)에 연결되는지 여부에 따라, 제6 RF 스위치(152)는 제8 RF 스위치(156) 또는 제9 RF 스위치(158)로부터 신호들을 송신 또는 수신하도록 구성될 수 있다. 제7 RF 스위치(154)는 3개의 단자들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 단자(154a)는 제2 모드 스위칭 스테이지(140)의 제5 RF 스위치(144)에 연결되고, 제2 단자(154b)는 제8 RF 스위치(156)에 연결되고, 제3 단자(154c)는 제9 RF 스위치(158)를 포함한다. 제7 RF 스위치(154)는 제1 단자(154a)의 위치에 따라, 송신 동작과 수신 동작 사이에서 어레이 소자 (180a-180n)의 하나 이상의 서브 어레이 (172a-172n)를 교환하기 위해, 제8 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158) 사이의 연결을 교환하도록 구성될 수 있다.
제8 RF 스위치(156)는 제2 스플리터-합성기 회로(162)에 연결되고, 제9 RF 스위치(164)는 제3 스플리터-합성기(164)에 연결된다. 송신 동작에 있어서, 제8 RF 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158)는 제2 스플리터-합성기 회로(162) 및 제3 스플리터-합성기 회로(164)에 각각 신호들을 송신할 수 있다. 수신 동작들을 위해, 제8 RF 스위치(156) 및 제9 RF 스위치(158)는 각각 제2 스플리터-합성기 회로(162) 및 제3 스플리터-합성기 회로(164) 각각에 신호들을 수신 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 어레이 요소(480)는 유닛 셀(400)의 일부일 수 있다. 유닛 셀(400)은, 감쇠기(attenuator)(420)에 연결된 피드 포트(feed port)(415), 페이저(phasor)(430)에 연결된 감쇠기(420), 안테나 포트(antenna port)(435)에 결합된 페이저(430) 및 어레이 요소(480)에 결합된 안테나 포트(435)를 갖는 신호 경로(402)를 포함할 수 있다. 어레이 요소(480)는 도 1 내지 도 3과 관련하여 전술된 어레이 요소들(180a 내지 180n)과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 어레이 요소들(180a 내지180n)의 각각은 이하에 설명되는 것과 동일한 기능을 수행하기 위해 유닛 셀 (400)과 같은 유닛 셀에 연결되거나 포함될 수 있다.
피드 포트(415) 및 안테나 포트(435)는 송신 동작, 수신 동작 또는 격리 동작 사이에서 각각의 어레이 소자(480)의 기능을 제어 및/또는 변경하기 위한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 예시적인 실시 예에서, 피드 포트(415)는 감쇠기(420) 및 제1 부하(412)에 결합된 RF 스위치(410)(이하, 제10 RF 스위치(410))를 포함하고, 안테나 포트(435)는 제2 부하(442) 및 어레이 소자(480)에 연결된 RF 스위치(440)(이하, 제11 RF 스위치(440))를 포함한다.
피드 포트(415) 및 안테나 포트(435)의 제10 및 제11 RF 스위치들(410, 440)의 각각은 신호 경로(402)에 연결된 어레이 요소(480)의 기능을 송신 또는 수신 기능으로부터 격리 기능으로 변경하도록 구성될 수 있다. 실시 예에서, 개별적으로, 각각의 어레이 요소(480)는 수동 요소로서 구성될 수 있으며, 따라서 송신 또는 수신 기능들을 수행하지 않는다. 제10 및 제11 RF 스위치들(410, 440)은 피드 부분 및/또는 어레이 요소(480)를 효과적으로 격리시키기 위해 신호 경로(402)로부터 각각 피드 부분 및/또는 어레이 요소들(480)을 분리(disconnect) 할 수 있다. 따라서, 피드 부분 및/또는 어레이 요소(480)에서 수신된 신호들은 제1 또는 제2 로드(412, 442)에 제공되고 신호 경로(402)에는 제공되지 않는다.
예를 들어, 제10 RF 스위치(410) 및 제11 RF 스위치(440)는 복수의 단자들을 갖는 다중 경로 스위치들을 포함할 수 있다. 일 실시예들에서, 제10 및 제11 RF 스위치들(410, 440) 내의 단자들의 배치에 기초하여, 유닛 셀(400) 및/또는 어레이 요소(480)의 피드 부분은 신호 경로(402)에 연결되거나 신호 경로(402)로부터 분리될 수 있다.
도 4의 예시적인 실시예에서, 제10 및 제11 RF 스위치들(410, 440)은 SP2T 스위치와 같은 3개의 단자들을 갖는 3-방향 스위치들을 포함할 수 있다. 제10 RF 스위치(410)의 제1 단자는 피드를 신호 경로(402)에 연결하기 위해 스플리터/결합기 회로(예를 들어, 도 1의 합성기 회로(168))에 연결될 수 있다. 제10 RF 스위치(410)의 제 1 단자는 송신 동작을 위해 스플리터/결합기 회로로부터 신호들을 수신하거나, 수신 동작을 위해 스플리터/결합기 회로로 신호들을 송신할 수 있다. 제1 단자는 어레이 요소(480)의 기능을 변경하기 위해 제2 단자 또는 제3 단자에 대한 접속 사이에서 스위칭될 수 있다. 송신 또는 수신 기능들에 대해, 제1 단자는 제2 단자에 연결되어 피드 포트(415)를 신호 경로(402)에 연결시킬 수있다. 제1 단자는 신호 경로(402)로부터 공급 포트(415)를 분리하기 위해 제1 부하(412)에 연결될 수 있다.
제11 RF 스위치(440)의 제1 단자는 페이저(430)에 연결되어, 신호들을 페이저(430)에 송신하여 수신 동작을 수행하거나, 페이저(430)로부터 신호들을 수신하여 송신 동작을 수행한다. 제1 단자는 어레이 요소(480)의 기능을 변경하기 위해 제2 단자 또는 제3 단자로의 접속 사이에서 스위칭될 수 있다. 송신 또는 수신 기능들을 위해, 안테나 단자(435)를 신호 경로(402)에 연결하기 위해 제1 단자가 제2 단자에 결합될 수 있다. 격리 기능들을 위해, 제1 단자는 신호 경로(402)로부터 안테나 포트(435)를 분리하기 위해 제2 부하(442)에 연결될 수 있다.
따라서, 제10 및 제11 RF 스위치들(410, 440)의 각각의 제1 단자는, 어레이 요소의 서브-어레이 내의 격리 셀로서 어레이 요소(480)를 구성하기 위해 로드(412, 442)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 피드 포트(415) 또는 안테나 포트(435) 중 적어도 하나는 제1 또는 제2 로드(412, 442)에 연결되어 어레이 소자(480)를 격리 셀로서 구성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 피드 포트(415) 및 안테나 포트(442)는 제1 및 제2 로드(412, 442)에 연결되어 어레이 소자(480)를 격리 셀로서 구성 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 격리 기능은 송신 기능들로 구성된 어레이 소자들과 수신 기능들로 구성된 어레이 소자들 사이의 격리를 증가시키는데 사용될 수 있다.
감쇠기(420) 및 페이저(430)는 어레이 요소(480)에서 수신되거나 송신되는 신호들의 특성을 변경하기 위해 피드 포트(415)와 안테나 포트(435) 사이의 신호 경로(402) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 감쇠기(420)는 신호 경호(402)를 통해 송신된 신호의 전력의 진폭 또는 전력을 감소시키도록 구성될 수 있다. 감쇠기(420)는 임의의 공지된 감쇠기 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 감쇠기(420)는 하나 이상의 저항성 소자를 포함할 수 있다. 페이저(430)는 신호 경로(402)를 통해 송신된 신호의 위상 특성을 변경하도록 구성될 수 있다. 페이저(430)는 임의의 공지된 위상 천이 또는 시간 지연 장치를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 페이저(430)는 어레이 요소(480)에 의해 송신될 로컬 캐리어 신호(local carrier signal)를 변조하기 위해 감쇠기(420)와 관련하여 사용될 수 있다.
제1 및 제2 부하들(412, 442)는 단자 연결 또는 단자 부하 연결들(예를 들어, 50 Ω 부하)을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 부하들(412, 442)는 전기적 종단(electrical termination)을 제공하고, 어레이 요소(480)를 절연 어레이 요소로서 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 어레이 요소(480)가 제1 및 제2 로드들(412, 442)에 연결될 때, 어레이 요소는 수동 요소로서 구성될 수 있다.
유닛 셀(400)은 송신 및 수신 기능들 사이에서 스위칭하기 위해 송신 이득 스테이지 및/또는 수신 이득 스테이지 및/또는 하나 이상의 RF 스위치들을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b는 유닛 셀(400)을 구현하기 위한 상이한 실시 예들을 도시한다. 예를 들어, 도 4a는 유닛 셀(400')을 제공하고, 도 4b는 유닛 셀(400)을 제공한다. 유닛 셀들(400', 400")의 각각은 도 4의 유닛 셀(400)과 유사한 요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 유사한 숫자 참조 명칭(예를 들어, 안테나 포트들(415, 415', 415"))을 갖는 유닛 셀(400', 400")들의 요소들은 도 4를 참조하여 설명된 유닛 셀(400)의 관련 요소와 동일하거나 유사한 기능을 수행할 수 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 어레이 소자(480')는 유닛 셀(400')에 연결된다. 유닛 셀(400')은 감쇠기(420')에 연결된 피드 포트(415')를 갖는 신호 경로(402')를 포함한다. 피드 포트(415')는 신호 경로(402')에 연결된 제1 단자, 감쇠기(420')에 연결된 제2 단자 및 로드(412')에 연결된 제3 단자를 갖는 RF 스위치(410')를 포함할 수 있다. 감쇠기(420')는 페이저(430')에 연결되고, 페이저(430')는 RF 스위치(450')의 제1 단자에 연결된다. RF 스위치(450')의 제2 단자는 제1 증폭기(452')의 입력에 연결될 수 있고, RF 스위치(450')의 제3 단자는 제2 증폭기(454')의 출력에 연결될 수 있다. 제1 증폭기(452')의 출력은 RF 스위치(456')의 제2 단자에 연결될 수 있고, 제2 증폭기(454')의 입력은 RF 스위치(456')의 제3 단자에 연결될 수 있다. RF 스위치(456')의 제1 단자는 어레이 포트(435') 및 안테나 포트(435')에 연결될 수 있다. 안테나 포트(435)는 RF 스위치(456')의 제1 단자에 연결된 제2 단자, 로드(442')에 대한 제3 단자, 및 어레이 요소(480')에 연결된 제1 단자를 갖는 RF 스위치(440')를 포함한다.
어레이 요소(480 ')는 도 1 내지 도 3과 관련하여 전술된 어레이 요소들(180a 내지 180n)과 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 어레이 요소들(180a 내지 180n)의 각각은 이하에서 설명될 동일한 기능들을 수행하기 위해 유닛 셀(400')과 같은 유닛 셀에 연결되거나 포함될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 어레이 요소(480")는 유닛 셀(400")에 연결된다. 유닛 셀(400")은 감쇠기(420")에 연결된 피드 포트(415")를 갖는 신호 경로(402")를 포함한다. 피드 포트(415")는 신호 경로(402")에 연결된 제1 단자, 감쇠기(420")에 연결된 제2 단자 및 부하(412")에 연결된 제3 단자를 갖는 RF 스위치(410")를 포함할 수 있다. 감쇠기(420")는 페이저(430")에 연결되고, 페이저(430")는 RF 스위치(450")의 제1 단자에 연결된다. RF 스위치(450")의 제2 단자는 제1 증폭기(452")의 입력에 연결될 수 있고, RF 스위치(450")의 제3 단자는 제2 증폭기(454")의 출력에 연결될 수 있다. 제1 증폭기(452")의 출력은 안테나 포트(435")에 연결될 수 있고, 제2 증폭기(454")의 입력은 안테나 포트(435")에 연결될 수 있다. 안테나 포트(435")는 제1 증폭기(452")의 출력에 연결된 제2 단자, 부하(442")에 연결된 제3 단자, 제2 증폭기(454")의 입력에 연결된 제4 단자 및 어레이 소자(480)에 연결된 제1 단자를 갖는 RF 스위치(440)를 포함한다.
어레이 요소(480")는 도 1 내지 도 3과 관련하여 상술한 어레이 요소(180a 내지 180n)와 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 어레이 요소들(180a 내지 180n) 각각은 이하에 설명되는 것과 동일한 기능을 수행하기 위해 유닛 셀(400)과 같은 유닛 셀에 연결되거나 포함될 수 있다.
도 5를 참조하면, TDD 모드와 FDD 모드 사이에서 AESA를 스위칭하는 방법(500)은, TDD 동작 및 FDD 동작을 위해 동작하도록 구성된 복수의 어레이 요소들을 제공함으로써 블록(502)에서 시작한다. AESA는 두 개 이상의 배열 요소들을 포함할 수 있다. 배열 요소들은 두 개 이상의 서브 배열들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브 어레이는 다중 어레이 요소들을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 서브 어레이는 단일 어레이 요소를 포함할 수 있다.
어레이 요소들의 각각은 어레이 요소들과 AESA의 송수신기 사이에 배치된 스위치 네트워크 내의 스위치들의 구성에 적어도 부분적으로 기초하여 TDD 동작 또는 FDD 동작을 위해 구성될 수 있다. 스위치 네트워크는 어레이 요소들의 동작 모드를 변경하기 위한 하나 이상의 스위칭 스테이지를 포함 할 수 있으며, 서브 어레이들을 제 1 기능으로부터 제 2의 상이한 기능으로 변경하고 및/또는 송신 기능, 수신 기능 또는 격리 기능 사이의 특정 어레이 요소들의 기능을 변경한다. 스위치 네트워크는 하나 이상의 모드-스위칭 스테이지, 필터 스위칭 스테이지 및 크로스 오버 스위칭 스테이지를 포함 할 수 있으며, 각각은 송수신기와 어레이 요소들 사이의 하나 이상의 신호 경로들 상에 배치된다.
일부 실시 예에서, 필터 스위칭 스테이지는 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지들 사이에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지는 다수의 단자들을 갖는 하나 이상의 RF 스위치들을 포함할 수 있다. 각각의 RF 스위치는 AESA 내의 신호 경로를 변경하기 위해 각각의 RF 스위치들의 단자 사이의 커플링을 변경하도록 구성될 수 있다.
블록(504)에서, 복수의 어레이 요소는 TDD 모드에서 FDD 모드로 및/또는 FDD 모드에서 TDD 모드로 스위칭될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 및/또는 제2 모드 스위칭 스테이지 및 필터 스위칭 스테이지에서의 단자 커플링은 어레이 요소를 TDD 모드에서 FDD 모드로 및/또는 FDD 모드에서 TDD 모드로 스위칭하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 모드 스위칭 스테이지의 RF 스위치는 TDD 모드를 위한 제1 커플링 배열과 FDD 모드를 위한 제2 커플링 배열을 가질 수 있다. 따라서, 어레이 요소를 TDD 모드에서 FDD 모드로 또는 그 반대로 전환하기 위해, 제1 및/또는 제2 모드 스위칭 스테이지의 RF 스위치에서의 결합 배치가 변경될 수 있다.
필터 스위칭 스테이지는 RF 스위치, 복수의 필터 뱅크들 및 스플리터-합성기 회로를 포함할 수 있다. TDD 모드에서, RF 스위치는 송신 기능을 위한 제1 커플링 배열 및 수신 기능을 위한 제2 커플링 배열을 가질 수 있다. RF 스위치는 TDD 모드 동안 제1 모드 스위칭 스테이지에서 적어도 2개의 RF 스위치들에 연결될 수있다. RF 스위치의 결합 배열은 TDD 모드 동안 송신 기능에서 수신 기능으로 및/또는 수신 기능에서 송신 기능으로 변경하기 위해 변경될 수 있다.
RF 스위치는 필터 뱅크에 연결될 수 있으며, 필터 뱅크는 스플리터-합성기 회로에 연결될 수 있다. TDD 모드와 전송 기능들 중, RF 스위치는 필터 뱅크에 신호를 제공할 수 있으며, 필터 뱅크는 스플리터-합성기 회로에 신호들을 제공할 수 있다. TDD 모드 및 수신 기능들 중, 스플리터-합성기 회로는 신호들을 필터 뱅크에 제공할 수 있으며, 필터 뱅크는 신호들을 RF 스위치에 제공할 수 있다.
FDD 모드에서, 필터 스위칭 스테이지의 필터 뱅크들 중 2개는 각각 제1 모드 스위칭 스테이지의 RF 스위치 및 제2 모드 스위칭 스테이지의 RF 스위치에 결합될 수 있다. 제1 필터 뱅크는 AESA 내의 송신 신호 경로 상에 배치될 수 있고, 제2 필터 뱅크는 AESA 내의 수신 신호 경로 상에 배치될 수 있다. 따라서, FDD 모드에서, 어레이 요소의 일부는 송신 기능들을 수행할 수 있고, 어레이 요소의 일부는 수신 기능들을 동시에 수행할 수 있다.
블록(506)에서, 복수의 어레이 요소들 중 하나 이상을, 송신 요소, 수신 요소 또는 격리 요소 중 적어도 하나로부터 변환할 수 있다. 스위치 네트워크에서, 제2 모드 스위칭 스테이지는 크로스 오버 스위칭 스테이지에 연결될 수 있다. 크로스 오버 스위칭 스테이지는 AESA 내의 교차 신호 경로들에 연결된 단자들을 갖는 다수의 RF 스위치들을 포함할 수 있다.
크로스 오버 스위칭 스테이지의 RF 스위치들 각각은, AESA 내의 신호 경로를 변경하기 위해 다수의 커플링 장치(coupling arrangements)들을 포함할 수 있고, 따라서 어레이 요소들의 부분들이 제1 기능으로부터 제2 다른 기능(송신 기능, 수신 기능)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 크로스 오버 스위칭 스테이지는 4개의 RF 스위치들을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 RF 스위치는 제2 모드-스위칭 스테이지에서 스위치들에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 RF 스위치들 각각은 각각의 RF 스위치 내의 커플링 장치에 기초하여 크로스 오버 스위칭 스테이지에서 제3 및 제4 RF 스위치들에 연결될 수 있다. 제3 및 제4 RF 스위치들은 적어도 하나의 스플리터-합성기 회로에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 크로스 오버 스위칭 스테이지의 RF 스위치들 각각은 제1 기능을 위한 어레이 요소들의 제1 서브 어레이 및 제2 기능을 위한 어레이 요소들의 제2 서브 어레이를 구성하는 제1 커플링 장치를 가질 수 있다. 크로스 오버 스위칭 스테이지의 RF 스위치들 각각은 제2 기능을 위한 어레이 요소들의 제1 서브 어레이 및 제2 기능을 위한 어레이 요소들의 제2 서브 어레이를 구성하기 위한 제2 커플링 장치를 가질 수 있다. 따라서, 어레이 요소들의 서브 어레이들을 제1 기능으로부터 제2 기능으로 및/또는 그 역으로 천이시키기 위해, 크로스 오버 스위칭 스테이지의 RF 스위치 내의 커플링 장치가 변경될 수 있다.
일부 실시예들에서, 어레이 요소들의 각각은 각각의 어레이 요소의 기능을 변경하도록 변형될 수 있다. 예를 들어, 배열 요소들의 각각은 유닛 셀의 일부 또는 유닛 셀을 포함할 수 있다. 유닛 셀은 진폭 유닛(예를 들어, 감쇠기)에 연결된 피드 포트를 갖는 신호 경로를 포함 할 수 있으며, 진폭 유닛은 위상 유닛(예를 들어, 페이저)에 연결되고, 위상 유닛은 안테나 포트 및 안테나 포트에 연결되며, 안테나 포트는 어레이 요소 각각과 연결된다. 일부 실시예들에서, 유닛 셀은 능동 소자(예를 들어, 송신 기능들, 수신 기능들)로부터 수동 소자(예를 들어, 격리 기능들) 및 수동 소자로부터 능동 소자로 어레이 요소를 변경하도록 구성될 수 있다.
피드 포트 및 안테나 포트는, 동작을 제어하고 및/또는 송신 기능, 수신 기능 또는 격리 기능 사이에서 각각의 어레이 요소의 기능을 변경하기 위한 RF 스위치 및 로드 유닛과 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 피트 포트 내의 RF 스위치는 공급 포트를 유닛 셀 내의 신호 경로에 연결시키는 제1 커플링 장치와, 공급 포트를 로드 유닛에 연결하여 공급 포트를 신호 경로로부터 분리시키는 제2 커플링 장치를 가질 수 있다. 안테나 포트 내의 RF 스위치는, 안테나 포트를 유닛 셀 내의 신호 경로에 연결하기 위한 제1 커플링 장치 및 안테나 포트를 로드 유닛에 연결하여 신호 경로로부터 안테나 포트를 분리시키는 제2 커플링 장치를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 피드 포트 및 안테나 포드 내의 RF 스위치 모두가 각각의 어레이 요소를 능동 소자로부터 수동 소자로 변환하기 위해 로드 유닛에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 피드 포트 또는 안테나 포트 내의 RF 스위치는 각각의 어레이 요소를 능동 소자로부터 수동 소자로 변환하기 위해 로드 유닛에 연결될 수 있다.
피드 포트 및 안테나 포트 내의 RF 스위치 모두는 신호 경로에 연결되어 각각의 어레이 요소를 수동 소자에서 능동 소자로 변환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 어레이 요소가 수동 소자로 변환 될 때, 그것은 격리 기능을 수행할 수 있으며, 따라서 본 명세서에서 격리 어레이 요소로 지칭될 수 있음을 알아야한다. 예를 들어, 격리 어레이 요소는 AESA에서 송신 어레이 요소와 수신 소자 사이의 격리를 제공하는 데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 어레이 요소에 의해 수신되거나 송신될 신호들의 진폭 및/또는 위상 특성들이 변경될 수 있다. 예를 들어, 피드 포트 및 안테나 포트 내의 RF 스위치는 신호 경로에 연결될 수 있으며, 신호들은 송수신기와 각 어레이 요소 사이를 통과할 수 있다. 신호 경로는 진폭 유닛, 위상 유닛 또는 두 가지 모두를 포함할 수 있다. 진폭 유닛은 진폭 테이퍼링(tapering)을 수행하기 위해 신호들의 진폭 특성들을 조정하도록 구성될 수 있다. 위상 유닛은 빔 조향과 같은 위상 특성들을 조정하도록 구성될 수 있다.
전송 기능들을 위해, 신호들은 송수신기에서 생성되고, AESA의 스위치 네트워크를 통해 공급 포트에 제공될 수 있다. 피드 포트는 진폭 유잇에 신호들을 제공할 수 있다. 진폭 유닛은 신호들의 진폭 특성들을 변경(예를 들어, 증가, 감소)시킬 수 있고, 진폭이 변경된 신호들을 위상 유닛에 제공할 수 있다. 위상 유닛은 신호의 위상 특성들을 변경(예를 들어, 증가, 감소)하여 신호들을 안테나 포트에 제공할 수 있다. 안테나 포트는 송신될 각각의 어레이 요소에 신호들을 제공할 수 있다. 수신 기능들을 위해, 어레이 요소에서 수신된 신호들은 안테나 포트에 의해 신호 경로에 제공될 수 있다. 신호 경로 상의 위상 유닛은 각각의 신호의 위상 특성들을 수정하고, 진폭 유닛에 신호들을 제공하도록 구성될 수 있다. 진폭 유닛은 신호들의 진폭 특성들을 변경하고 진폭이 변경된 신호들을 피드 포트에 제공할 수 있다. 피드 포트는 송수신기에 신호들을 전송하기 위해, 스위치 네트워크의 컴포넌트들에 신호들을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 신호 경로는 진폭 유닛 또는 위상 유닛 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 신호 경로는 예를 들어, 증폭기 유닛과 같은 신호들의 특성들을 변경하기 위한 다른 유닛들 또는 요소들을 포함할 수 있다.
이 특허의 주제인 다양한 개념, 구조 및 기술을 예시하는 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 이제 이러한 개념, 구조 및 기술을 포함하는 다른 실시예들이 사용될 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 특허의 범위는 설명된 실시예들에 한정되어서는 안되며 오히려 이하의 특허 청구범위의 사상 및 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (20)

  1. 능동 전자 주사 어레이(active electronically scanned array: AESA)는,
    복수의 어레이 요소들 - 상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 시 분할 듀플렉싱(time division duplexing: TDD) 동작들 및 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD) 동작들을 위해 구성됨 -;
    상기 복수의 어레이 요소들에 연결된 스위치 네트워크 - 상기 스위치 네트워크는 TDD 모드 및 FDD 모드 사이에서 상기 복수의 어레이 요소들 중 하나 이상을 스위칭하기 위한 복수의 스테이지(stage)들
    을 포함하고,
    상기 스위치 네트워크는, 제1 모드-스위칭 스테이지, 제2 모드-스위칭 스테이지 및 크로스 오버 스위칭 스테이지를 포함하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치 네트워크는, 상기 제1 모드-스위칭 스테이지 및 상기 제2 모드-스위칭 스테이지 사이의 신호 경로 상에 배치된 필터 뱅크 스위칭 스테이지(filter bank switching stage)를 더 포함하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 송신 요소, 수신 요소 또는 격리 요소 중 적어도 하나로서 동작하도록 구성되는,
    능동 전자 주사 어레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 상기 TDD 모드에서 송신 요소 및 수신 요소로서 동작하도록 구성되는,
    능동 전자 주사 어레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 요소들의 제1 부분은 송신 요소들로서 동작하도록 구성되고,
    상기 복수의 어레이 요소들의 제2 부분은 수신 요소들로서 동작하도록 구성되며,
    복수의 어레이 요소들의 제3 부분은 상기 FDD 모드에서 격리 요소들로서 동작하도록 구성되는,
    능동 전자 주사 어레이.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위치 네트워크는 상기 복수의 어레이 요소들에 연결되어 상기 송신 요소들 및 상기 수신 요소들 사이에 격리 소자가 배치되는,
    능동 전자 주사 어레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모드-스위칭 스테이지 및 상기 제2 모드-스위칭 스테이지는 상기 AESA를 통해 적어도 2개의 신호 경로들 상에 배치된 하나 이상의 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 스위치들을 포함하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터 뱅크 스위칭 스테이지는, 상기 제1 모드-스위칭 스테이지 및 상기 제2 모드-스위칭 스테이지 내의 상기 하나 이상의 RF 스위치들에 연결된 FDD 전송 필터 뱅크, FDD 수신 필터 뱅크, 및 TDD 필터 뱅크를 포함하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 크로스 오버 스위칭 스테이지는 상기 AESA를 통해 2개의 신호 경로들이 십자형(crisscross)이 되도록 배열된 2개 이상의 RF 스위치들을 포함하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  10. 제1항에 있어서.
    상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 피드 포트(feed port), 안테나 포트(antenna port), 진폭 유닛(amplitude unit), 위상 유닛(phase unit) 및 하나 이상의 로드 유닛(load unit)들을 갖는,
    능동 전자 주사 어레이.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피드 포트 및 상기 안테나 포트는 상기 하나 이상의 로드 유닛들에 연결되어 상기 각각의 어레이 요소를 격리(isolation) 요소로 변환하는,
    능동 전자 주사 어레이.
  12. 시 분할 듀플렉싱(time division duplexing: TDD) 모드 및 주파수 분할 듀플렉싱(frequency division duplexing: FDD) 모드 사이에서 능동 전자 주사 어레이(active electronically scanned array: AESA)를 스위칭하는 방법에 있어서, 상기 방법은,
    복수의 어레이 요소들을 제공하는 단계 - 상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 TDD 동작들 및 FDD 동작들을 위해 구성됨 -;
    TDD 모드 및 FDD 모드 사이에서 상기 복수의 어레이 요소들을 스위칭하는 단계; 및
    상기 TDD 모드 또는 상기 FDD 모드로의 스위칭에 응답하여, 상기 복수의 요소들 중 하나 이상을 송신 요소, 수신 요소 또는 격리 요소 중 적어도 하나로 변환하는 단계
    를 포함하는,
    방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 능동 전자 주사 어레이는,
    상기 TDD 모드 및 상기 FDD 모드 사이에서 상기 복수의 어레이 요소들을 스위칭하기 위한 복수의 스테이지들을 갖는 스위치 네트워크를 더 포함하고,
    상기 스위치 네트워크는, 제1 모드-스위칭 스테이지, 제2 모드-스위칭 스테이지, 크로스 오버 스위칭 스테이지, 및 필터 뱅크 스위칭 스테이지를 포함하는,
    방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 요소들의 각각을 상기 TDD 모드에서 송신 요소 및 수신 요소로서 동작하도록 변환하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  15. 제12항에 있어서.
    상기 복수의 어레이 요소들의 제1 부분을 송신 요소들로서 동작하도록 변환하고, 상기 복수의 어레이 요소들의 제2 부분을 수신 요소들로서 동작하도록 변환하며, 상기 복수의 어레이 요소들의 제3 부분을 상기 FDD 모드에서 격리 요소들로서 동작하도록 변환하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 격리 요소들이 상기 송신 요소들 및 상기 수신 요소들 사이에 배치되도록 상기 복수의 어레이 요소들을 변환하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  17. 제12항에 있어서,
    TDD 동작들에서 FDD 동작들로, 및 FDD 동작들에서 TDD 동작들로 상기 복수의 어레이 요소들을 변경(change)하기 위해 상기 제1 동작 모드-스위칭 스테이지 및 상기 제2 동작 모드-스위칭 스테이지 내의 커플링들을 변경(modify)하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  18. 제12항에 있어서.
    상기 복수의 어레이 요소들의 제 1 그룹핑(grouping)을 송신 요소들로부터 수신 요소들로 변환(convert)하고, 상기 복수의 어레이 요소들의 제2 그룹핑을 수신 요소들로부터 송신 요소들로 변환하기 위해, 크로스 오버 스위칭 스테이지 내의 커플링을 수정하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 어레이 요소들의 각각은 피드 포트(feed port), 안테나 포트(antenna port), 진폭 유닛(amplitude unit), 위상 유닛(phase unit) 및 하나 이상의 로드 유닛(load unit)들을 포함하는,
    방법.
  20. 제19항에 있어서.
    상기 각각의 어레이 요소를 상기 격리 요소 변환하기 위해 상기 피드 포트 및 상기 안테나 포트를 상기 하나 이상의 로드 유닛들에 연결하는 단계
    를 더 포함하는,
    방법.
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