KR20240042790A - Method and apparatus for array antenna diagnosis - Google Patents

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KR20240042790A
KR20240042790A KR1020220121507A KR20220121507A KR20240042790A KR 20240042790 A KR20240042790 A KR 20240042790A KR 1020220121507 A KR1020220121507 A KR 1020220121507A KR 20220121507 A KR20220121507 A KR 20220121507A KR 20240042790 A KR20240042790 A KR 20240042790A
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김영담
오주익
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충남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 배열 안테나 진단에 관한 것으로, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 입력부; 상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 모델링부; 및 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하고, 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 진단부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to array antenna diagnosis, and includes an input unit for acquiring and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements disposed in an array antenna; a modeling unit that performs ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data; and calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual minimum dipole current distribution data and the active element current distribution data, and calculating the surface current distribution data of the array antenna based on the relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data. It may include a diagnostic unit that measures the signal applied to each antenna element.

Description

배열 안테나 진단 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ARRAY ANTENNA DIAGNOSIS}Array antenna diagnosis method and device {METHOD AND APPARATUS FOR ARRAY ANTENNA DIAGNOSIS}

본 발명은 배열 안테나를 진단하기 위한 기술에 관한 것으로, 특히 근접 전계 측정 시설을 이용한 배열 안테나 진단 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for diagnosing an array antenna, and particularly to a technology for diagnosing an array antenna using a proximity electric field measurement facility.

배열 안테나는 통신, 레이더 등 다양한 응용 분야에서 폭넓게 활용되고 있다. 이러한 배열 안테나는 다수의 안테나를 배열하여 동작시키고 각 안테나 소자마다 개별적인 전자식 제어가 가능하다. 이러한 전자식 제어를 활용하면 고속으로 정밀한 빔을 형성하고 제어할 수 있다.Array antennas are widely used in various application fields such as communications and radar. This array antenna operates by arranging multiple antennas and allows individual electronic control of each antenna element. Using this electronic control, it is possible to form and control precise beams at high speed.

특히, 전자식 제어 배열 안테나는 각 안테나 소자 별로 정확한 제어가 필수적이다. 이용자가 원하는 진폭 및 위상을 입력했을 때 해당 안테나 소자에서 같은 진폭과 위상을 가진 전자파를 방사해야만 하며, 모든 안테나 소자들이 이러한 조건을 만족할 때 비로소 사용자가 원하는 형태로 빔을 정밀하게 제어할 수 있다. In particular, for electronically controlled array antennas, accurate control of each antenna element is essential. When the user inputs the desired amplitude and phase, the corresponding antenna element must radiate electromagnetic waves with the same amplitude and phase. Only when all antenna elements satisfy these conditions can the beam be precisely controlled in the form desired by the user.

하지만, 전자파 잡음 및 공정 오차 등에 의해서 이러한 조건을 만족시킬 수 없고, 배열 안테나를 실제로 사용하기 전에 공장 출하 단계에서 배열 안테나의 정밀한 진단이 필요하다. 특히, 배열 안테나를 외부에서 진단하는 경우에는 외부 요인에 의해 정확한 진단을 할 수 없으므로, 공장 출하 전에 외부 요인을 차단한 안테나 근접 전계 측정 시설에서 진단을 주로 수행하고 있다.However, these conditions cannot be satisfied due to electromagnetic noise and process errors, and a precise diagnosis of the array antenna is required at the factory shipment stage before actually using the array antenna. In particular, when diagnosing an array antenna externally, an accurate diagnosis cannot be made due to external factors, so the diagnosis is mainly performed at an antenna proximity electric field measurement facility where external factors are blocked before shipment from the factory.

등록특허 10-0586705, 2006년06월08일 등록공고Registered Patent 10-0586705, registration notice on June 8, 2006 등록특허 10-1298617, 2013년08월26일 등록공고Registered Patent 10-1298617, registration notice on August 26, 2013

본 발명의 실시예에서는, 안테나 소자의 능동소자 전류분포 데이터를 이용하여 안테나 소자의 급전부에 해당하는 전계의 진폭 및 위상을 정밀하게 획득할 수 있는 배열 안테나 진단 기술을 제안하고자 한다.In an embodiment of the present invention, we would like to propose an array antenna diagnosis technology that can precisely obtain the amplitude and phase of the electric field corresponding to the feed portion of the antenna element using current distribution data of the active element of the antenna element.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

본 발명의 실시예에 따르면, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 입력부; 상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 모델링부; 및 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하고, 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 진단부;를 포함하는 배열 안테나 진단 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an input unit for acquiring and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements disposed in an array antenna; a modeling unit that performs ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data; and calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual minimum dipole current distribution data and the active element current distribution data, and calculating the surface current distribution data of the array antenna based on the relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data. An array antenna diagnostic device including a diagnostic unit that measures a signal applied to each antenna element can be provided.

여기서, 상기 입력부는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 대해서 동일한 전압을 인가하여 진폭 및 위상이 출력되도록 하고, 상기 진폭 및 위상을 기초로 상기 방사 전계 데이터를 획득할 수 있다.Here, the input unit may apply the same voltage to each of the plurality of antenna elements to output amplitude and phase, and obtain the radiation electric field data based on the amplitude and phase.

또한, 상기 모델링부는 극소 다이폴 전류를 이용하여 상기 복수의 안테나 소자의 출력 분포를 기 설정된 해상도로 모델링할 수 있다.Additionally, the modeling unit may model the output distribution of the plurality of antenna elements at a preset resolution using a very small dipole current.

또한, 상기 관계식은 J=C·S로 표현되고, 상기 J는 상기 표면전류 분포 데이터, 상기 S는 상기 능동소자 전류분포 데이터, 상기 C는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가되는 빔계수일 수 있다.In addition, the relational equation is expressed as J=C·S, where J is the surface current distribution data, S is the active element current distribution data, and C may be a beam coefficient applied to each of the plurality of antenna elements. .

또한, 상기 빔계수는 진폭 및 위상을 갖는 복소수일 수 있다.Additionally, the beam coefficient may be a complex number having amplitude and phase.

또한, 상기 진단부는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하여 상기 복수의 안테나 소자 각각의 진폭 및 위상을 검출할 수 있다.Additionally, the diagnostic unit may measure a signal applied to each of the plurality of antenna elements and detect the amplitude and phase of each of the plurality of antenna elements.

본 발명의 실시예에 따르면, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계; 상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계; 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함하는 배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, acquiring and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements disposed in an array antenna; Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data; calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on a relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data. An array antenna diagnosis method of an array antenna diagnosis device including a step can be provided. .

여기서, 상기 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계는, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 대해서 동일한 전압을 인가하여 진폭 및 위상이 출력되도록 하고, 상기 진폭 및 위상을 기초로 상기 방사 전계 데이터를 획득하는 단계일 수 있다.Here, the step of acquiring and storing the active element current distribution data and radiation electric field data includes applying the same voltage to each of the plurality of antenna elements to output amplitude and phase, and outputting the radiation based on the amplitude and phase. This may be a step of acquiring electric field data.

또한, 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계는, 극소 다이폴 전류를 이용하여 상기 복수의 안테나 소자의 출력 분포를 기 설정된 해상도로 모델링하는 단계일 수 있다.Additionally, the step of acquiring the virtual minimum dipole current distribution data may be a step of modeling the output distribution of the plurality of antenna elements at a preset resolution using the minimum dipole current.

또한, 상기 관계식은 J=C·S로 표현되고, 상기 J는 상기 표면전류 분포 데이터, 상기 S는 상기 능동소자 전류분포 데이터, 상기 C는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가되는 빔계수일 수 있다.In addition, the relational equation is expressed as J=C·S, where J is the surface current distribution data, S is the active element current distribution data, and C may be a beam coefficient applied to each of the plurality of antenna elements. .

또한, 상기 빔계수는 진폭 및 위상을 갖는 복소수일 수 있다.Additionally, the beam coefficient may be a complex number having amplitude and phase.

또한, 상기 측정하는 단계는, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하여 상기 복수의 안테나 소자 각각의 진폭 및 위상을 검출하는 단계일 수 있다.Additionally, the measuring step may be a step of detecting the amplitude and phase of each of the plurality of antenna elements by measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements.

본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고, 상기 방법은, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계; 상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계; 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a computer-readable recording medium storing a computer program, wherein the computer program includes instructions for causing a processor to perform an array antenna diagnosis method of an array antenna diagnosis device, the method comprising: , acquiring and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements arranged in the array antenna; Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data; calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on a relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data.

본 발명의 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계; 상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계; 상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함하는 배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a computer program stored in a computer-readable recording medium, wherein the computer program acquires and stores active element current distribution data and radiation electric field data for each of the plurality of antenna elements arranged in the array antenna. step; Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data; calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on a relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data. For a processor to perform an array antenna diagnosis method of an array antenna diagnosis device comprising a. It may contain commands for:

본 발명의 실시예에 의하면, 배열 안테나의 모든 안테나 소자를 켠 상태에서의 근접 전계 데이터를 이용한 진단으로 RF 제어 방식에 관계없이 범용적인 배열 안테나에 대해 고속으로 안테나 진단을 수행할 수 있다. 또한, 미리 알고 있는 이상적인 능동 소자 전류 데이터를 활용하여 안테나 소자의 급전부에 해당하는 전계의 진폭 및 위상을 정밀하게 획득할 수 있다. 이로 인해, 정밀성, 범용성 및 고속성을 갖는 통신용 배열 안테나의 진단 및 보정에 활용이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, antenna diagnosis can be performed at high speed for a general-purpose array antenna regardless of the RF control method by diagnosing using proximity electric field data with all antenna elements of the array antenna turned on. In addition, the amplitude and phase of the electric field corresponding to the feeding part of the antenna element can be accurately obtained by utilizing ideal active element current data known in advance. Because of this, it can be used for diagnosis and calibration of communication array antennas that have precision, versatility, and high speed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 진단 장치에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 진단 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 배열 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자에 대한 능동소자 전류분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 적용되는 배열 안테나의 가상 극소 다이폴 전류분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 적용되는 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터와 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 특정 안테나 소자에 일정 크기의 오차를 발생시켰을 때의 실제 오차 예측 결과를 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram of an array antenna diagnostic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart illustrating an array antenna diagnosis method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating active element current distribution for a plurality of antenna elements constituting an array antenna applied to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram for explaining the virtual ultra-small dipole current distribution of an array antenna applied to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram for explaining the relationship between surface current distribution data of an array antenna and active element current distribution data applied to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining the actual error prediction result when an error of a certain size occurs in a specific antenna element.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted except when actually necessary. The terms described below are defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

별도의 근접 전계 측정시설을 이용하여 배열 안테나를 진단하는 방법으로 아래 두 가지가 예시될 수 있다.The following two examples can be used to diagnose an array antenna using a separate proximity electric field measurement facility.

첫 번째 방법은 아래의 순서를 따른다.The first method follows the steps below.

먼저, 진단하고자 하는 안테나 소자의 전원을 켜서 방사시킨 후 나머지 소자는 모두 전원을 차단하거나 감쇄기를 통해 방사를 억제하며, 전원을 켠 한 개의 안테나 소자의 중심에서 파장 내의 간격을 띄우고 측정 프로브를 위치시켜 진폭 및 위상을 기록한다.First, turn on the power of the antenna element to be diagnosed to radiate, then turn off the power of all other elements or suppress radiation through an attenuator, and position the measurement probe at a distance within the wavelength from the center of one antenna element that is turned on. Record the amplitude and phase.

만일, 정상적인 배열 안테나라면 프로브로 측정 및 기록된 모든 안테나 소자의 진폭 및 위상이 거의 균일하게 나타나게 된다. 그러나, 문제가 있는 배열 안테나의 경우에는 문제가 있는 안테나 소자의 진폭 및 위상이 다른 소자들의 평균값에 비해 큰 차이가 발생하게 된다. 이러한 차이는 해당 소자를 교체하거나 전자제어를 통해 해당 차이만큼 보상하여 문제를 해결할 수 있다.If it is a normal array antenna, the amplitude and phase of all antenna elements measured and recorded by the probe appear almost uniformly. However, in the case of a problematic array antenna, the amplitude and phase of the problematic antenna element have a large difference compared to the average values of other elements. This difference can be solved by replacing the relevant element or compensating for the difference through electronic control.

이와 같은 첫 번째 방법은 개별 안테나 소자를 독립적으로 제어할 수 있는 형태의 배열 안테나에 적합한 진단 기법이다.The first method is a diagnostic technique suitable for array antennas that can independently control individual antenna elements.

두 번째 방법은 아래와 같은 순서로 이루어진다.The second method is carried out in the following order.

먼저, 진단하고자 하는 배열 안테나 진폭과 위상을 제어하고, 측정 프로브의 스캐닝을 이용하여 배열 안테나를 포함한 넓은 영역에 대해서 방사된 전계 분포를 측정하며, 측정한 전계 분포를 푸리에 변환을 통해 배열 안테나 개구면에서의 전계 데이터로 변환한다.First, control the amplitude and phase of the array antenna to be diagnosed, measure the radiated electric field distribution over a wide area including the array antenna using scanning of a measurement probe, and perform Fourier transformation on the measured electric field distribution to determine the array antenna opening area. Convert to electric field data.

이러한 과정을 거치면 역전파를 통해 획득한 배열 안테나의 개구면 전계를 진폭과 위상에 대해 이미지화 시킬 수 있다.Through this process, it is possible to image the amplitude and phase of the aperture electric field of the array antenna obtained through backpropagation.

두 번째 방법은 이러한 이미지를 기반으로 한 진단에 가깝다. 만일, 정상적인 배열 안테나를 가정하면 이렇게 획득한 진폭과 위상 이미지가 배열 안테나 영역에서는 동일한 진폭과 위상을 갖도록 균일하게 나타나며, 문제가 있는 배열 안테나의 경우 문제가 있는 소자의 진폭 및 위상이 다른 주변 값들보다 크게 차이가 나타나게 되고 해당 차이가 이미지에서는 불균일한 특이점으로 나타나게 된다. The second method is closer to diagnosis based on these images. If we assume a normal array antenna, the amplitude and phase images obtained in this way appear uniformly with the same amplitude and phase in the array antenna area. In the case of an array antenna with a problem, the amplitude and phase of the problematic element are higher than other surrounding values. A large difference appears, and the difference appears as an uneven singularity in the image.

두 번째 방법은 모든 안테나 소자를 동일하게 제어 및 온 시킨 상태에서 한 번의 측정으로 배열 안테나를 진단하는 기법으로서, 첫 번째 방법에 비해 매우 고속으로 진단이 가능하며, 또한 안테나 소자를 개별적으로 제어할 필요가 없어 범용성도 높다.The second method is a technique for diagnosing array antennas with a single measurement while all antenna elements are equally controlled and turned on. Compared to the first method, diagnosis is possible at a much higher speed, and it also requires individual control of antenna elements. It has high versatility.

본 발명의 실시예에서는 첫 번째 방법의 정밀성과 두 번째 방법의 범용성 및 고속성을 모두 갖는 배열 안테나 진단 기술을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide an array antenna diagnosis technology that has both the precision of the first method and the versatility and high speed of the second method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 진단 장치(100)에 대한 블록도로서, 도 1의 배열 안테나 진단 장치(100)는 입력부(110), 모델링부(120) 및 진단부(130)를 포함할 수 있다.FIG. 1 is a block diagram of an array antenna diagnostic device 100 according to an embodiment of the present invention. The array antenna diagnostic device 100 of FIG. 1 includes an input unit 110, a modeling unit 120, and a diagnostic unit 130. may include.

입력부(110)는 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류(Active Element Current)분포 데이터(S)와 방사 전계 데이터(E)를 획득 및 저장할 수 있다.The input unit 110 may acquire and store active element current distribution data (S) and radiation electric field data (E) for each of the plurality of antenna elements disposed in the array antenna.

먼저, 능동소자 전류분포 데이터(S)는 별도의 전자파 수치해석 시뮬레이션을 이용하거나 이상적인 형태의 수학식을 이용하여 획득될 수 있다.First, active device current distribution data (S) can be obtained using a separate electromagnetic wave numerical analysis simulation or using an idealized mathematical equation.

전자파 수치해석 시뮬레이션을 이용하는 경우에는, 측정하고자 하는 배열 안테나와 동일한 구조에 대해 급전 위치에 해당하는 하나의 안테나 소자만 활성화시키고 나머지 안테나 소자는 비활성화시킨 상태에서 입력부(110)를 통해 능동소자 전류분포 데이터(S)를 저장할 수 있다.When using electromagnetic wave numerical analysis simulation, for the same structure as the array antenna to be measured, only one antenna element corresponding to the feeding position is activated and the remaining antenna elements are deactivated, and the active element current distribution data is transmitted through the input unit 110. (S) can be saved.

수학식을 이용하는 경우에는, 입력부(110)는 델타(δ) 함수를 이용하여 능동소자 전류분포 데이터(S)를 저장할 수 있으며, 이에 대해서는 도 2에서 자세히 다루기로 한다.When using a mathematical equation, the input unit 110 can store active device current distribution data (S) using a delta (δ) function, which will be discussed in detail in FIG. 2.

이러한 입력부(110)는 해당 배열 안테나의 모든 안테나 소자에 대해 반복하여 능동소자 전류분포 데이터(S)를 미리 저장해 둘 수 있다. 예를 들어, 100개의 안테나 소자에 해당하는 배열 안테나는 100개의 능동소자 전류분포 데이터(S)로 저장될 수 있다.This input unit 110 can repeatedly store active element current distribution data (S) for all antenna elements of the array antenna in advance. For example, an array antenna corresponding to 100 antenna elements can be stored as 100 active element current distribution data (S).

또한, 입력부(110)는 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 방사 전계 데이터(E)를 획득 및 저장할 수 있다.Additionally, the input unit 110 may obtain and store radiation electric field data (E) for each of the plurality of antenna elements disposed in the array antenna.

입력부(110)는 배열 안테나의 모든 안테나 소자를 활성화시킨 상태에서 모든 안테나 소자에 대해 동일한 진폭과 위상을 갖도록 제어하며, 별도의 안테나 근접 전계 측정시설을 이용하여 배열 안테나의 방사 전계 데이터(E)를 획득 및 저장할 수 있다.The input unit 110 controls all antenna elements of the array antenna to have the same amplitude and phase while activating them, and uses a separate antenna proximity electric field measurement facility to measure the radiation electric field data (E) of the array antenna. Can be obtained and saved.

이와 같은 능동소자 전류분포 데이터(S)와 방사 전계 데이터(E)는 도시 생략된 저장부에 저장될 수 있는데, 이러한 저장부는, 예를 들어 컴퓨팅 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록매체를 포함할 수 있으며, 배열 안테나 진단 장치(100) 또는 별도의 컴퓨팅 시스템 내에 구비될 수 있다.Such active device current distribution data (S) and radiation electric field data (E) may be stored in a storage unit (not shown), which stores all types of data that can be read by, for example, a computing system. It may include a recording medium and may be provided in the array antenna diagnosis device 100 or a separate computing system.

모델링부(120)는 입력부(110)의 방사 전계 데이터(E)를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 획득할 수 있다. 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 획득하기 위한 극소 다이폴 모델링은 아래 도 2에서 자세히 다루기로 한다.The modeling unit 120 may perform ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data (E) of the input unit 110 to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data (P). The ultra-small dipole modeling to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data (P) will be discussed in detail in FIG. 2 below.

진단부(130)는 모델링부(120)를 통해 획득된 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)와 입력부(110)를 통해 획득 및 저장된 능동소자 전류분포 데이터(S)를 기초로 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터(J)를 계산할 수 있으며, 계산된 표면전류 분포 데이터(J)와 능동소자 전류분포 데이터(S) 간의 관계식을 기초로 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정할 수 있다. 관계식에 대해서는 하기의 설명에서 구체적으로 다루기로 한다.The diagnostic unit 130 determines the surface current of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data (P) acquired through the modeling unit 120 and the active element current distribution data (S) acquired and stored through the input unit 110. Distribution data (J) can be calculated, and signals applied to each of a plurality of antenna elements can be measured based on the relationship between the calculated surface current distribution data (J) and the active element current distribution data (S). The relational expressions will be discussed in detail in the description below.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 진단 방법을 예시적으로 설명하는 흐름도이다.Figure 2 is a flowchart illustrating an array antenna diagnosis method according to an embodiment of the present invention.

먼저, 단계(S100)에서 입력부(110)는, 도 3에 예시한 바와 같이, 배열 안테나(a)에 배치된 복수의 안테나 소자(예컨대, 16개의 안테나 소자) 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터(S)를 획득 및 저장할 수 있다.First, in step S100, the input unit 110, as illustrated in FIG. 3, receives active element current distribution data ( S) can be obtained and stored.

여기서, 능동소자 전류분포 데이터(S)는 도 3의 (b)와 같이 16개의 안테나 소자 각각에 대한 분포도로 표시될 수 있으며, 별도의 전자파 수치해석 시뮬레이션을 이용하거나 이상적인 형태의 수학식을 이용하여 획득될 수 있다.Here, the active element current distribution data (S) can be displayed as a distribution chart for each of the 16 antenna elements as shown in (b) of Figure 3, and can be obtained by using a separate electromagnetic wave numerical analysis simulation or an ideal form of mathematical equation. can be obtained.

전자파 수치해석 시뮬레이션을 이용하는 경우에는, 측정하고자 하는 배열 안테나와 동일한 구조에 대해 급전 위치에 해당하는 하나의 안테나 소자만 활성화시키고 나머지 안테나 소자는 비활성화시킨 상태에서 입력부(110)를 통해 능동소자 전류분포 데이터(S)를 저장할 수 있다.When using electromagnetic wave numerical analysis simulation, for the same structure as the array antenna to be measured, only one antenna element corresponding to the feeding position is activated and the remaining antenna elements are deactivated, and the active element current distribution data is transmitted through the input unit 110. (S) can be saved.

수학식을 이용하는 경우에는, 입력부(110)는 아래 [수학식 1]과 같이 델타(δ) 함수를 이용하여 능동소자 전류분포 데이터(S)를 저장할 수 있다.When using a mathematical equation, the input unit 110 can store the active device current distribution data (S) using a delta (δ) function as shown in [Equation 1] below.

[수학식 1]에서 은 n번째 안테나 소자만 활성화시키고, 나머지 안테나 소자는 비활성화시킨 상태에서의 능동소자 전류분포 데이터이다. 따라서, 총 N개의 안테나 소자를 가진 배열 안테나는 N개의 을 미리 저장해서 보유하고 있어야 한다.In [Equation 1] is the active element current distribution data with only the nth antenna element activated and the remaining antenna elements deactivated. Therefore, an array antenna with a total of N antenna elements has N must be stored and retained in advance.

는 측정하고자 하는 배열 안테나의 설계요소를 반영한 안테나 급전부 에서의 편파 방향을 의미한다. 일반적으로 측정시스템의 좌표계를 따라서 x축으로 안테나의 편파가 형성되어 있다면 로 설정하면 된다. 는 크기가 1이고 x축 방향을 가리키는 단위벡터를 의미한다. means the polarization direction at the antenna feeder that reflects the design elements of the array antenna to be measured. In general, if the antenna polarization is formed along the x- axis along the coordinate system of the measurement system, Just set it to . means a unit vector with a size of 1 and pointing in the x- axis direction.

은 특정 관측점의 위치벡터를 나타낸다. 은 n번째 안테나의 급전 위치 벡터를 나타낸다. 델타 함수를 통해 수학적으로 간단하게 표현하여 안테나 급전 위치 외의 영역은 0으로 정의하는 것이 가능하다. represents the position vector of a specific observation point. represents the feeding position vector of the nth antenna. It is possible to simply express mathematically through the delta function and define the area other than the antenna feeding position as 0.

이와 같이, 입력부(110)는 해당 배열 안테나의 모든 안테나 소자에 대해 반복하여 능동소자 전류분포 데이터(S)를 미리 저장해 둘 수 있다. 예를 들어, 100개의 안테나 소자에 해당하는 배열 안테나는 100개의 능동소자 전류분포 데이터(S)로 저장될 수 있다.In this way, the input unit 110 can repeatedly store the active element current distribution data (S) for all antenna elements of the corresponding array antenna in advance. For example, an array antenna corresponding to 100 antenna elements can be stored as 100 active element current distribution data (S).

한편, 입력부(110)는 단계(S100)에서 능동소자 전류분포 데이터(S)와 함께, 배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 방사 전계 데이터(E)를 획득 및 저장할 수 있다. 예컨대, 입력부(110)는 배열 안테나의 모든 안테나 소자를 활성화시킨 상태에서 모든 안테나 소자에 대해 동일한 진폭과 위상을 갖도록 제어하며, 별도의 안테나 근접 전계 측정시설을 이용하여 배열 안테나의 방사 전계 데이터(E)를 획득 및 저장할 수 있다.Meanwhile, the input unit 110 may acquire and store radiation electric field data (E) for each of the plurality of antenna elements arranged in the array antenna along with active element current distribution data (S) in step S100. For example, the input unit 110 controls all antenna elements of the array antenna to have the same amplitude and phase while activating all antenna elements, and uses a separate antenna proximity electric field measurement facility to obtain radiation electric field data (E ) can be obtained and stored.

이후, 단계(S102)에서 모델링부(120)는 입력부(110)의 방사 전계 데이터(E)를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 획득할 수 있다.Thereafter, in step S102, the modeling unit 120 may perform ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data (E) of the input unit 110 to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data (P).

이러한 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 획득하기 위한 극소 다이폴 모델링은 아래 [수학식 2]에 의해 구현될 수 있다.Minimum dipole modeling to obtain this virtual infinitesimal dipole current distribution data (P) can be implemented by [Equation 2] below.

[수학식 2]에서 배열 안테나를 원하는 해상도로 모델링하기 위해 사용자가 설정한 총 샘플의 개수는 M으로 가정하였다. 이는 총 M개의 극소 다이폴 전류로 측정 배열 안테나를 모델링하는 것을 의미한다. 만일, 고해상도의 극소 다이폴 모델링이 필요하다면 M을 증가시켜서 설정이 가능하다.In [Equation 2], the total number of samples set by the user to model the array antenna at the desired resolution was assumed to be M. This means modeling the measurement array antenna with a total of M extremely small dipole currents. If high-resolution, extremely small dipole modeling is required, it can be set by increasing M.

또한 의 시간 관례를 적용하였고 는 각주파수, 은 유전율, 는 파수(wave number)이다. 으로 관측위치와 m번째 극소 다이폴 사이의 거리를 나타낸다. 또한 의 단위벡터를 의미한다.also The time convention of is the angular frequency, is dielectric constant, is the wave number. This represents the distance between the observation position and the mth smallest dipole. also silver It means the unit vector of .

최종적으로, 극소 다이폴 모델링으로 찾는 미지수는 이다. 미지수를 제외한 나머지 값들은 모두 알고 있으므로, [수학식 2]를 행렬 형태로 변환한 후 방정식을 풀면 을 획득할 수 있다.Finally, the unknowns found through infinitesimal dipole modeling are am. Since we know all the remaining values except for the unknowns, if we convert [Equation 2] to matrix form and then solve the equation, can be obtained.

도 4는 이러한 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 설명하기 위한 도면으로서, 임의의 개수(예컨대, 16개)로 구성된 배열 안테나(a)의 방사 전계 데이터(E)를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)를 획득할 수 있다. 도 4의 (b)는 배열 안테나(a)의 진폭에 대한 분포도이고, (c)는 배열 안테나(a)의 위상에 대한 분포도이다.FIG. 4 is a diagram illustrating this virtual infinitesimal dipole current distribution data (P), in which infinitesimal dipole modeling is performed based on the radiation electric field data (E) of an array antenna (a) composed of an arbitrary number (e.g., 16). By performing this, virtual ultra-small dipole current distribution data (P) can be obtained. Figure 4 (b) is a distribution chart for the amplitude of the array antenna (a), and (c) is a distribution chart for the phase of the array antenna (a).

이후, 단계(S104)에서 진단부(130)는 모델링부(120)를 통해 획득된 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터(P)와 입력부(110)를 통해 획득 및 저장된 능동소자 전류분포 데이터(S)를 기초로 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터(J)를 계산할 수 있다.Thereafter, in step S104, the diagnostic unit 130 uses the virtual ultra-small dipole current distribution data (P) acquired through the modeling unit 120 and the active device current distribution data (S) acquired and stored through the input unit 110. Based on this, the surface current distribution data (J) of the array antenna can be calculated.

이때, 진단부(130)는 표면전류 분포 데이터(J)와 능동소자 전류분포 데이터(S) 간의 관계식을 기초로 배열 안테나(a)의 각각의 안테나 소자에 인가된 신호를 측정할 수 있다(S106).At this time, the diagnosis unit 130 can measure the signal applied to each antenna element of the array antenna (a) based on the relationship between the surface current distribution data (J) and the active element current distribution data (S) (S106) ).

표면전류 분포 데이터(J)를 행렬로 변환하여

Figure pat00019
이라고 명명할 때, 이 값은 의 합으로 표현할 수 있다. 이때
Figure pat00021
은 N개의 소자에 인가되는 각 빔계수를 의미하며 진폭과 위상값을 갖는 복소수로 표현될 수 있다.Convert surface current distribution data (J) into a matrix
Figure pat00019
When named , this value is It can be expressed as the sum of . At this time
Figure pat00021
refers to each beam coefficient applied to N elements and can be expressed as a complex number with amplitude and phase values.

여기서,

Figure pat00022
을 얻기 위해서는 아래 [수학식 3]과 같은 행렬식을 구성한 후, 최소자승법을 활용한 최적화 알고리즘을 통해
Figure pat00023
의 근사값을 구할 수 있다. here,
Figure pat00022
To obtain, configure the determinant as shown in [Equation 3] below, and then use an optimization algorithm using the least squares method.
Figure pat00023
An approximate value of can be obtained.

위 행렬식의 의미를 결함이 있는 배열 안테나를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 결함이 발생한 배열안테나의 표면에서의 표면전류 분포는 이고, 배열안테나를 구성하는 각 소자의 능동소자 전류 분포는 이며, 두 값은 모두 이미 알고 있는 값이다. The meaning of the above determinant is explained using a defective array antenna as an example. The surface current distribution on the surface of the defective array antenna is And the active element current distribution of each element constituting the array antenna is , and both values are already known values.

이 능동소자 전류 분포 와 배열 안테나의 표면에서의 표면전류 분포 간의 관계를 해석하면 각 소자에 어떤 빔계수가 인가되어야 표면전류 분포 이 형성되는지 근사적으로 도출할 수 있으며, 이렇게 구한 를 통해 배열 안테나를 구성하는 각 소자에 인가된 신호를 매우 정확하게 진단해낼 수 있다. This active device current distribution and surface current distribution on the surface of the array antenna. Analyzing the relationship between the surface current distribution, what beam coefficient should be applied to each element It can be approximated that this is formed, and it is obtained in this way. Through this, the signal applied to each element that makes up the array antenna can be diagnosed very accurately.

예를 들어, 도 3과 같이 16개 소자로 구성된 배열 안테나에 대해, 먼저 전자파 수치해석 시뮬레이션을 통해 16개 소자의 배열 안테나의 능동소자 전류분포인 를 구해서 저장할 수 있다.For example, for an array antenna composed of 16 elements as shown in Figure 3, first, through electromagnetic wave numerical analysis simulation, the active element current distribution of the array antenna of 16 elements can be obtained and saved.

도 3과 동일한 배열 안테나에 대해 본 발명의 실시예에 따른 배열 안테나 진단 방법을 이용하여 최종적으로 를 도출할 수 있으며, 이는 도 5에 도시한 바와 같이 배열 안테나(a)의 표면전류 분포 데이터(J)와 능동소자 전류분포 데이터(S) 간의 관계식으로 표현될 수 있다.Finally, using the array antenna diagnosis method according to an embodiment of the present invention for the same array antenna as in FIG. 3, can be derived, and this can be expressed as a relationship between the surface current distribution data (J) of the array antenna (a) and the active element current distribution data (S), as shown in FIG. 5.

이러한 관계식을 기초로 배열 안테나(a)의 각각의 안테나 소자에 인가된 신호, 즉 진폭 및 위상을 측정할 수 있는데, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이 배열 안테나(a)의 안테나 소자들 중 9번째 안테나 소자에 0.3의 오차를 발생시켜 신호 크기에 대한 실제 오차를 예측할 수 있다.Based on this relationship, the signal applied to each antenna element of the array antenna (a), that is, the amplitude and phase, can be measured. For example, as shown in FIG. 6, among the antenna elements of the array antenna (a) By generating an error of 0.3 in the 9th antenna element, the actual error in signal size can be predicted.

도 6의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 진단 방법으로 오차를 예측한 경우와, 기존의 전형적인 기법으로 오차를 예측한 경우를 비교한 그래프이다.Figure 6(b) is a graph comparing a case where an error is predicted using a diagnostic method according to an embodiment of the present invention and a case where an error is predicted using a typical existing technique.

도 6의 (b)와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 진단 방법을 통해서는 실제 오차와 매우 근사한 값으로 예측이 가능한 반면, 기존 기법은 실제 오차와 많은 차이가 있음을 알 수 있다. 여기서, 기존 기법은, 예컨대 푸리에변환 기반의 역전파 이미지 추정 기법이 적용될 수 있다.As shown in (b) of FIG. 6, the diagnostic method according to an embodiment of the present invention can predict a value very close to the actual error, while the existing technique has a large difference from the actual error. Here, the existing technique, for example, a Fourier transform-based backpropagation image estimation technique, may be applied.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 배열 안테나의 모든 안테나 소자를 켠 상태에서의 근접 전계 데이터를 이용한 진단으로 RF 제어 방식에 관계없이 범용적인 배열 안테나에 대해 고속으로 안테나 진단을 수행할 수 있다. 또한, 미리 알고 있는 이상적인 능동 소자 전류 데이터를 활용하여 안테나 소자의 급전부에 해당하는 전계의 진폭 및 위상을 정밀하게 획득할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 정밀성, 범용성 및 고속성을 갖는 통신용 배열 안테나에 대한 신뢰성 있는 진단 및 보정이 가능할 것으로 기대된다.According to the embodiment of the present invention as described above, antenna diagnosis can be performed at high speed for a general-purpose array antenna regardless of the RF control method by diagnosis using proximity electric field data with all antenna elements of the array antenna turned on. there is. In addition, the amplitude and phase of the electric field corresponding to the feeding part of the antenna element can be accurately obtained by utilizing ideal active element current data known in advance. Due to this, the present invention is expected to enable reliable diagnosis and correction of communication array antennas with precision, versatility, and high speed.

한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.Meanwhile, combinations of each block in the attached block diagram and each step in the flow diagram may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on the processor of a general-purpose computer, special-purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions performed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in each block of the block diagram. It creates the means to perform functions.

이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체(또는 메모리) 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체(또는 메모리)에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.These computer program instructions can be stored in a computer-readable or computer-readable recording medium (or memory) that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a specific way, so that the computer can be used. Alternatively, instructions stored in a computer-readable recording medium (or memory) can produce manufactured items containing instruction means that perform the functions described in each block of the block diagram.

그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.In addition, computer program instructions can be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so a series of operation steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer and run on the computer or other program. Instructions that perform possible data processing equipment may also provide steps for executing the functions described in each block of the block diagram.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Additionally, each block may represent a module, segment, or portion of code that includes at least one or more executable instructions for executing specified logical function(s). Additionally, it should be noted that in some alternative embodiments it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, it is possible for two blocks shown in succession to be performed substantially at the same time, or it is possible for the blocks to be performed in reverse order depending on the corresponding function.

100: 배열 안테나 진단 장치
110: 입력부
120: 모델링부
130: 진단부
100: Array antenna diagnostic device
110: input unit
120: Modeling department
130: Diagnosis department

Claims (14)

배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 입력부;
상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 모델링부; 및
상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하고, 상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 진단부;를 포함하는
배열 안테나 진단 장치.
An input unit that acquires and stores active element current distribution data and radiation electric field data for each of the plurality of antenna elements disposed in the array antenna;
a modeling unit that performs ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data to obtain virtual ultra-small dipole current distribution data; and
Calculate surface current distribution data of the array antenna based on the virtual minimum dipole current distribution data and the active element current distribution data, and calculate the surface current distribution data of the array antenna based on the relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data. Containing a diagnostic unit that measures the signal applied to each element
Array antenna diagnostic device.
제 1 항에 있어서,
상기 입력부는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 대해서 동일한 전압을 인가하여 진폭 및 위상이 출력되도록 하고, 상기 진폭 및 위상을 기초로 상기 방사 전계 데이터를 획득하는
배열 안테나 진단 장치.
According to claim 1,
The input unit applies the same voltage to each of the plurality of antenna elements to output amplitude and phase, and obtains the radiation electric field data based on the amplitude and phase.
Array antenna diagnostic device.
제 1 항에 있어서,
상기 모델링부는 극소 다이폴 전류를 이용하여 상기 복수의 안테나 소자의 출력 분포를 기 설정된 해상도로 모델링하는
배열 안테나 진단 장치.
According to claim 1,
The modeling unit models the output distribution of the plurality of antenna elements at a preset resolution using a very small dipole current.
Array antenna diagnostic device.
제 1 항에 있어서,
상기 관계식은 J=C·S로 표현되고,
상기 J는 상기 표면전류 분포 데이터, 상기 S는 상기 능동소자 전류분포 데이터, 상기 C는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가되는 빔계수인
배열 안테나 진단 장치.
According to claim 1,
The above relational expression is expressed as J=C·S,
J is the surface current distribution data, S is the active element current distribution data, and C is a beam coefficient applied to each of the plurality of antenna elements.
Array antenna diagnostic device.
제 4 항에 있어서,
상기 빔계수는 진폭 및 위상을 갖는 복소수인
배열 안테나 진단 장치.
According to claim 4,
The beam coefficient is a complex number with amplitude and phase.
Array antenna diagnostic device.
제 1 항에 있어서,
상기 진단부는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하여 상기 복수의 안테나 소자 각각의 진폭 및 위상을 검출하는
배열 안테나 진단 장치.
According to claim 1,
The diagnostic unit measures a signal applied to each of the plurality of antenna elements and detects the amplitude and phase of each of the plurality of antenna elements.
Array antenna diagnostic device.
배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계;
상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계;
상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및
상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함하는
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법.
Obtaining and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements arranged in the array antenna;
Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data;
calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and
Measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on the relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data; comprising
Array antenna diagnosis method of array antenna diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계는, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 대해서 동일한 전압을 인가하여 진폭 및 위상이 출력되도록 하고, 상기 진폭 및 위상을 기초로 상기 방사 전계 데이터를 획득하는 단계인
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법.
According to claim 7,
The step of acquiring and storing the active element current distribution data and radiation electric field data includes applying the same voltage to each of the plurality of antenna elements to output amplitude and phase, and outputting the radiation electric field data based on the amplitude and phase. The stage of acquiring
Array antenna diagnosis method of array antenna diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계는, 극소 다이폴 전류를 이용하여 상기 복수의 안테나 소자의 출력 분포를 기 설정된 해상도로 모델링하는 단계인
배열 안테나 진단 장치 배열 안테나 진단 방법.
According to claim 7,
The step of acquiring the virtual ultra-small dipole current distribution data is a step of modeling the output distribution of the plurality of antenna elements at a preset resolution using the ultra-small dipole current.
Array antenna diagnostic device Array antenna diagnostic method.
제 7 항에 있어서,
상기 관계식은 J=C·S로 표현되고,
상기 J는 상기 표면전류 분포 데이터, 상기 S는 상기 능동소자 전류분포 데이터, 상기 C는 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가되는 빔계수인
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법.
According to claim 7,
The above relational expression is expressed as J=C·S,
J is the surface current distribution data, S is the active element current distribution data, and C is a beam coefficient applied to each of the plurality of antenna elements.
Array antenna diagnosis method of array antenna diagnosis device.
제 10 항에 있어서,
상기 빔계수는 진폭 및 위상을 갖는 복소수인
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법.
According to claim 10,
The beam coefficient is a complex number with amplitude and phase.
Array antenna diagnosis method of array antenna diagnosis device.
제 7 항에 있어서,
상기 측정하는 단계는, 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하여 상기 복수의 안테나 소자 각각의 진폭 및 위상을 검출하는 단계인
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법.
According to claim 7,
The measuring step is a step of detecting the amplitude and phase of each of the plurality of antenna elements by measuring the signal applied to each of the plurality of antenna elements.
Array antenna diagnosis method of array antenna diagnosis device.
컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하고,
상기 방법은,
배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계;
상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계;
상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및
상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함하는
컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium storing a computer program,
The computer program is,
Contains instructions for causing a processor to perform an array antenna diagnosis method of an array antenna diagnosis device,
The method is:
Obtaining and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements arranged in the array antenna;
Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data;
calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and
Measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on the relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data; comprising
A computer-readable recording medium.
컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
배열 안테나에 배치된 복수의 안테나 소자 각각에 대한 능동소자 전류분포 데이터와 방사 전계 데이터를 획득 및 저장하는 단계;
상기 방사 전계 데이터를 기초로 극소 다이폴 모델링을 수행하여 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터를 획득하는 단계;
상기 가상 극소 다이폴 전류분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터를 기초로 상기 배열 안테나의 표면전류 분포 데이터를 계산하는 단계; 및
상기 표면전류 분포 데이터와 상기 능동소자 전류분포 데이터 간의 관계식을 기초로 상기 복수의 안테나 소자 각각에 인가된 신호를 측정하는 단계;를 포함하는 배열 안테나 진단 장치의 배열 안테나 진단 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored on a computer-readable recording medium,
The computer program is,
Obtaining and storing active element current distribution data and radiation electric field data for each of a plurality of antenna elements arranged in the array antenna;
Obtaining virtual ultra-small dipole current distribution data by performing ultra-small dipole modeling based on the radiation electric field data;
calculating surface current distribution data of the array antenna based on the virtual ultra-small dipole current distribution data and the active element current distribution data; and
Measuring a signal applied to each of the plurality of antenna elements based on a relationship between the surface current distribution data and the active element current distribution data; having a processor perform an array antenna diagnosis method of an array antenna diagnosis device comprising: A computer program stored on a recording medium containing instructions for
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