KR102465365B1

KR102465365B1 - 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템

Info

Publication number: KR102465365B1
Application number: KR1020210144028A
Authority: KR
Inventors: 양희성; 황규영; 권보준; 우대웅
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2022-11-09

Abstract

위상 배열 안테나 시스템은 개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제1 안테나 배열, 개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제2 안테나 배열, 위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자로 이루어진 제1 부엽 차단 부배열, 및 상기 제1 안테나 배열을 통해 수신된 제1 수신신호, 상기 제1 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제2 수신신호 및 상기 제2 안테나 배열을 통해 수신된 제3 수신신호를 합하여 합채널을 형성하고, 상기 제1 수신신호와 상기 제2 수신신호의 합에서 상기 제3 수신신호를 차감하여 차채널을 형성하는 채널 형성부를 포함한다.

Description

보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템{PHASED ARRAY ANTENNA SYSTEM WITH SIDELOBE BLANKING FUNCTION WITHOUT GUARD CHANNELS}

본 발명은 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템에 관한 것이다.

위상 배열 안테나 시스템은 다수의 개별 안테나 소자로 구성되며, 개별 안테나 소자 단위 또는 부배열(Subarray) 단위마다 위상 변위기를 적용하여 전자빔 조향이 가능한 빔형성(Beamforming) 시스템이다. 위상 배열 안테나 시스템은 짐벌(Gimbal)을 이용한 기계적 빔 조향 방식보다 고속 빔 조향이 가능하여 다중 표적 탐지 및 추적을 위한 레이다 시스템에 널리 채용되고 있다.

위상 배열 안테나 시스템을 포함한 빔형성 시스템의 장점을 활용하기 위해서는 빔의 부엽(Sidelobe)으로부터 수신되는 신호에 대한 대응 방안이 마련되어야 한다. 이를 위한 대표적인 방안으로써 부엽 신호를 제거하는 적응적 부엽 신호 제거기(Adaptive Sidelobe Canceller) 또는 부엽을 식별하는 부엽 차단기(Sidelobe Blanking)가 존재한다. 적응적 부엽 신호 제거기의 경우 부엽 신호 특성을 추출하기 위한 운용 시간뿐만 아니라 신호처리 과정에서 상대적으로 높은 계산량을 필요로 하고 필연적으로 개발 비용이 증가하기 때문에 실시간 운용성 및 상업적 효용성이 떨어져 실제 레이다 시스템에 적용된 사례가 흔치 않다. 부엽 차단기의 경우 비록 부엽 신호를 제거할 순 없지만 적응적 부엽 신호 제거기에 비해 상대적으로 실시간 운용성 및 상업적 효용성이 높아 많이 채용되고 있다.

일반적으로 부엽 차단기를 구현하기 위해 개별 안테나 소자 이외에 별도로 마련된 추가 안테나를 통한 보조 채널(Guard channel)을 사용한다. 추가 안테나를 통해 수신되는 수신신호를 주안테나의 수신신호와 비교하여 부엽으로부터 들어오는 신호라고 판단되면 주안테나의 수신신호를 입력신호로 사용되지 못하도록 제거하는 방법이 이용되고 있다. 이러한 추가적 구성 요소들은 기본 빔형성 기능을 위한 구조에 더해져 비용 증가를 야기하고, 공간적 제약이 있을 때 전체 시스템 성능 측면의 트레이드오프(Tradeoff)를 야기하는 설계 제약 요인이 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 추가 안테나를 통한 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 위상 배열 안테나 시스템은 개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제1 안테나 배열, 개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제2 안테나 배열, 위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자로 이루어진 제1 부엽 차단 부배열, 및 상기 제1 안테나 배열을 통해 수신된 제1 수신신호, 상기 제1 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제2 수신신호 및 상기 제2 안테나 배열을 통해 수신된 제3 수신신호를 합하여 합채널을 형성하고, 상기 제1 수신신호와 상기 제2 수신신호의 합에서 상기 제3 수신신호를 차감하여 차채널을 형성하는 채널 형성부를 포함한다.

상기 제1 안테나 배열에 포함되는 개별 안테나 소자, 상기 제2 안테나 배열에 포함되는 개별 안테나 소자 및 상기 제1 부엽 차단 부배열에 포함되는 개별 안테나 소자는 전체적으로 일정한 간격으로 배열될 수 있다.

상기 위상 배열 안테나 시스템은 위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자로 이루어진 제2 부엽 차단 부배열을 더 포함하고, 상기 제2 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제4 수신신호는 상기 제3 수신신호에 합해질 수 있다.

상기 채널 형성부는 모노 펄스 채널을 구현할 수 있는 매직티를 포함할 수 있다.

상기 위상 배열 안테나 시스템은 분할된 시간 영역마다 상기 제1 안테나 배열의 위상 변위기와 상기 제2 안테나 배열의 위상 변위기를 정 위상값과 반전 위상값으로 설정하여 위상이 180도 차이인 둘 이상의 수신신호가 수신되도록 하는 안테나 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 위상 배열 안테나 시스템은 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호와 상기 반전 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴을 생성하는 신호처리부를 더 포함할 수 있다.

상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합 빔 패턴으로 생성할 수 있다.

상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호에서 상기 반전 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호를 차감하여 차 빔 패턴을 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 배열 안테나 시스템은 미리 정해진 간격으로 배열되어 있는 복수의 개별 안테나 소자를 포함하고, 상기 복수의 개별 안테나 소자 중 적어도 하나는 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하고, 나머지 개별 안테나 소자는 위상 변위기에 의해 위상이 180도 차이인 둘 이상의 수신신호를 수신하고, 상기 위상 변위기가 정 위상값으로 설정되었을 때의 합채널의 신호와 반전 위상값으로 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴을 생성하는 신호처리부를 포함한다.

상기 위상 배열 안테나 시스템은 상기 나머지 개별 안테나 소자 중에서 제1 안테나 배열을 통해 수신된 제1 수신신호, 상기 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하는 제1 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제2 수신신호 및 상기 나머지 개별 안테나 소자 중에서 제2 안테나 배열을 통해 수신된 제3 수신신호를 합하여 상기 합채널의 신호를 형성하는 채널 형성부를 더 포함할 수 있다.

상기 채널 형성부는 상기 제1 수신신호와 상기 제2 수신신호의 합에서 상기 제3 수신신호를 차감하여 차채널의 신호를 형성할 수 있다.

상기 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하는 제2 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제4 수신신호는 상기 제3 수신신호에 합해질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 위상 배열 안테나 시스템은 별도로 마련된 추가 안테나를 통한 보조 채널 없이 부엽 차단 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 4는 도 2의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 5는 도 2의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 6은 도 2의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 블록도이다.
도 8은 도 7의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 9는 도 7의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 10은 도 7의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.
도 11은 도 7의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 블록도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 위상 배열 안테나 시스템(100)은 안테나부(110), 안테나 제어부(120) 및 신호처리부(130)를 포함할 수 있다. 위상 배열 안테나 시스템(100)은 둘 이상의 안테나 빔을 동시에 수신할 수 있는 모노 펄스(monopulse) 위상 배열 안테나 시스템일 수 있다.

안테나부(110)는 신호를 송수신하기 위한 복수의 개별 안테나 소자(11)를 포함하고, 개별 안테나 소자(11) 이외에 별도의 보조 채널(Guard channel)(추가 안테나) 없이 부엽 차단기를 구현할 수 있다.

안테나 제어부(120)는 개별 안테나 소자(11) 또는 개별 안테나 소자(11)로 구성되는 부배열(10) 각각의 위상값(가중치)을 제어하여 빔조향을 제어할 수 있다.

신호처리부(130)는 안테나 제어부(120)를 위한 제어 명령을 생성하고, 안테나부(110)를 통해 수신되는 수신신호를 처리하여 부엽 차단 기능을 수행할 수 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 안테나부(110)는 합채널(sum channel)과 차채널(difference channel)을 생성하기 위한 제1 안테나 배열(111)과 제2 안테나 배열(114), 그리고 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴을 생성하기 위한 제1 부엽 차단 부배열(112), 그리고 제1 배열 합산기(115), 제2 배열 합산기(116) 및 채널 형성부(118)를 포함할 수 있다.

제1 안테나 배열(111) 및 제2 안테나 배열(114) 각각은 하나 이상의 부배열(10)을 포함할 수 있다. 부배열(10)은 복수의 개별 안테나 소자(11), 복수의 개별 안테나 소자(11)를 통해 수신되는 신호를 합하는 합산기(12) 및 복수의 개별 안테나 소자(11)의 위상을 제어하는 위상 변위기(13)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 안테나 배열(111) 및 제2 안테나 배열(114) 각각은 복수의 개별 안테나 소자(11)와 복수의 개별 안테나 소자(11) 각각에 연결되는 복수의 위상 변위기(13)로 이루어질 수도 있다.

제1 안테나 배열(111)에 포함되는 하나 이상의 부배열(10)은 제1 배열 합산기(115)에 연결되고, 제2 안테나 배열(114)에 포함되는 하나 이상의 부배열(10)은 제2 배열 합산기(116)에 연결된다.

제1 부엽 차단 부배열(112)은 위상 변위기(13) 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자(11)로 이루어질 수 있다. 제1 부엽 차단 부배열(112)은 제1 배열 합산기(115)에 연결된다. 실시예에 따라, 제1 부엽 차단 부배열(112)은 제1 배열 합산기(115)가 아니라 제2 배열 합산기(116)에 연결될 수도 있다. 제1 부엽 차단 부배열(112)의 위치와 개수는 제한되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.

다시 말해, 위상 배열 안테나 시스템(100)은 복수의 부배열(10) 또는 복수의 개별 안테나 소자(11)를 포함하고, 복수의 부배열(10) 또는 복수의 개별 안테나 소자(11) 중 적어도 하나는 위상 변위기(13) 없이 수신신호를 수신하고, 나머지 부배열(10) 또는 개별 안테나 소자(11)는 위상 변위기(13)에 의해 위상이 제어된 수신신호를 수신할 수 있으며, 위상 변위기(13) 없이 수신된 수신신호는 위상 변위기(13)에 의해 위상이 제어된 수신신호와 합산될 수 있다.

한편, 도 2에서는 복수의 개별 안테나 소자(11)가 전체적으로 1차원적으로 일정한 간격(또는 미리 정해진 간격)으로 배열되어 있는 것으로 예시하고 있으나, 복수의 개별 안테나 소자(11)는 전체적으로 2차원 또는 곡면 배열(conformal array)로 배열될 수 있다.

제1 안테나 배열(111)을 통해 수신된 수신신호와 제1 부엽 차단 부배열(112)을 통해 수신된 수신신호는 제1 배열 합산기(115)를 통해 채널 형성부(118)에 입력될 수 있다. 제2 안테나 배열(114)을 통해 수신된 수신신호는 제2 배열 합산기(116)를 통해 채널 형성부(118)에 입력될 수 있다.

채널 형성부(118)는 제1 배열 합산기(115) 및 제2 배열 합산기(116)를 통해 입력된 수신신호를 이용하여 합채널과 차채널을 형성할 수 있다. 합채널은 제1 배열 합산기(115)를 통해 입력된 수신신호와 제2 배열 합산기(116)를 통해 입력된 수신신호를 합하는 채널이다. 차채널은 제1 배열 합산기(115)를 통해 입력된 수신신호에서 제2 배열 합산기(116)를 통해 입력된 수신신호를 차감하는 채널이다. 채널 형성부(118)는 모노 펄스 채널을 구현할 수 있는 매직티(magic T)를 포함할 수 있다.

이하, 제1 안테나 배열(111)을 통해 수신된 수신신호를 a라 하고, 제1 부엽 차단 부배열(112)을 통해 수신된 수신신호를 b라 하고, 제2 안테나 배열(114)을 통해 수신된 수신신호를 c라 한다.

안테나 제어부(120)는 제1 안테나 배열(111) 및/또는 제2 안테나 배열(114)을 통해 원하는 방향으로 빔을 조향하여 송신신호를 송신할 수 있다. 그리고 안테나 제어부(120)는 수신신호의 수신 시간을 분할하고 분할된 시간 영역마다 복수의 위상 변위기(13)를 정 위상값(φ)과 반전 위상값(φ+π)으로 설정하여 위상이 180도 차이인 둘 이상의 수신신호가 수신되도록 할 수 있다. 즉, 송신신호에 대한 수신신호가 정 위상값(φ)과 반전 위상값(φ+π)으로 2번 이상 수신될 수 있다.

채널 형성부(118)에 의해, 합채널의 신호는 정 위상값이 설정되었을 때 a+c+b로 출력되고 반전 위상값이 설정되었을 때 -a-c+b로 출력될 수 있다. 그리고 채널 형성부(118)에 의해, 차채널의 신호는 정 위상값이 설정되었을 때 a-c+b로 출력되고 반전 위상값이 설정되었을 때 -a+c+b로 출력될 수 있다.

한편, 채널 형성부(118)는 매직티를 이용하지 않고 신호 a, b, c에 대해 각각 수신 경로를 구성하여 디지털 신호처리를 통해 합채널 신호와 차채널 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 송수신 신호 전력 분배 및 전력 결합을 위한 별도의 RF 구성요소가 요구되며, 시스템 복잡도가 높아질 수 있다.

신호처리부(130)는 채널 형성부(118)에서 출력되는 합채널의 신호와 차채널의 신호를 메모리에 저장하고, 이를 이용하여 합 빔 패턴, 차 빔 패턴 및 보조 빔 패턴을 생성할 수 있다. 신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 a+c+b를 합 빔 패턴으로 생성할 수 있다. 신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 차채널의 신호 a-c+b에서 반전 위상값이 설정되었을 때의 차채널의 신호 -a+c+b를 차감하여 차 빔 패턴 (a-c+b)-(-a+c+b)=2(a-c)을 생성할 수 있다. 그리고 신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 a+c+b와 반전 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 -a-c+b를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴 a+c+b-a-c+b=2b를 생성할 수 있다. 신호처리부(130)는 보조 빔 패턴 2b에 계수 k를 곱하여 보조 빔 패턴의 크기를 조절할 수 있다.

신호처리부(130)는 도 3 내지 6에 예시한 바와 같이 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴, 그리고 차 빔 패턴을 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 부엽 차단 기능을 수행할 수 있다.

도 3 내지 6은 도 2의 안테나부(110)에서 각각의 부배열(10)이 4개의 개별 안테나 소자(11)를 포함하고, 제1 부엽 차단 부배열(112)이 1개의 개별 안테나 소자(11)로 이루어지고, 개별 안테나 소자(11) 사이의 간격이 파장의 1/2인 경우의 합 빔 패턴, 보조 빔 패턴 및 차 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다. 도 3은 도 2의 안테나부(110)를 이용하여 4도 조향된 합 빔 패턴 a+c+b과 보조 빔 패턴 k2b의 일 예를 나타내고 있다. 도 4는 도 2의 안테나부(110)를 이용하여 0도 조향된 합 빔 패턴 a+c+b과 보조 빔 패턴 k2b의 일 예를 나타내고 있다. 도 5는 도 2의 안테나부(110)를 이용하여 4도 조향된 차 빔 패턴 2(a-c)의 일 예를 나타내고 있다. 도 6은 도 2의 안테나부(110)를 이용하여 0도 조향된 차 빔 패턴 2(a-c)의 일 예를 나타내고 있다. 보조 빔 패턴 k2b를 이용하여 부엽 차단 기능을 수행할 수 있음을 알 수 있다.

이하, 도 7 내지 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조 채널 없이 부엽 차단 기능을 갖는 위상 배열 안테나 시스템에 대하여 설명한다. 상술한 도 1 내지 6의 실시예와 비교하여 차이점 위주로 설명하고 중복되는 특징에 대한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나부를 나타내는 블록도이다. 도 8은 도 7의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다. 도 9는 도 7의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴의 일 예를 나타낸다. 도 10은 도 7의 안테나부를 이용하여 4도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다. 도 11은 도 7의 안테나부를 이용하여 0도 조향된 차 빔 패턴의 일 예를 나타낸다.

도 7 내지 11을 참조하면, 위상 배열 안테나 시스템(100)의 안테나부(110)는 제2 부엽 차단 부배열(113)을 더 포함할 수 있다.

제2 부엽 차단 부배열(113)은 위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자(11)로 이루어질 수 있다. 제2 부엽 차단 부배열(113)은 제2 배열 합산기(116)에 연결된다.

이하, 제1 안테나 배열(111)을 통해 수신된 수신신호를 a라 하고, 제1 부엽 차단 부배열(112)을 통해 수신된 수신신호를 b1이라 하고, 제2 부엽 차단 부배열(113)을 통해 수신된 수신신호를 b2라 하고, 제2 안테나 배열(114)을 통해 수신된 수신신호를 c라 한다.

채널 형성부(118)에 의해, 합채널의 신호는 정 위상값이 설정되었을 때 a+c+b1+b2로 출력되고 반전 위상값이 설정되었을 때 -a-c+b1+b2로 출력될 수 있다. 그리고 채널 형성부(118)에 의해, 차채널의 신호는 정 위상값이 설정되었을 때 a+b1-(c+b2)로 출력되고 반전 위상값이 설정되었을 때 -a+b1-(-c+b2)로 출력될 수 있다.

신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 a+c+b1+b2를 합 빔 패턴으로 생성할 수 있다. 신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 차채널의 신호 a+b1-(c+b2)에서 반전 위상값이 설정되었을 때의 차채널의 신호 -a+b1-(-c+b2)를 차감하여 차 빔 패턴 a+b1-(c+b2)-(-a+b1-(-c+b2))=2(a-c)을 생성할 수 있다. 그리고 신호처리부(130)는 정 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 a+c+b1+b2와 반전 위상값이 설정되었을 때의 합채널의 신호 -a-c+b1+b2를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴 a+c+b1+b2-a-c+b1+b2=2(b1+b2)를 생성할 수 있다. 신호처리부(130)는 보조 빔 패턴 2(b1+b2)에 계수 k를 곱하여 보조 빔 패턴의 크기를 조절할 수 있다.

신호처리부(130)는 도 8 내지 11에 예시한 바와 같이 합 빔 패턴과 보조 빔 패턴, 그리고 차 빔 패턴을 생성할 수 있으며, 이를 이용하여 부엽 차단 기능을 수행할 수 있다. 도 8 내지 11은 도 7의 안테나부(110)에서 각각의 부배열(10)이 4개의 개별 안테나 소자(11)를 포함하고, 제1 부엽 차단 부배열(112)과 제2 부엽 차단 부배열(113)은 각각 1개의 개별 안테나 소자(11)로 이루어지고, 개별 안테나 소자(11) 사이의 간격이 파장의 1/2인 경우의 합 빔 패턴, 보조 빔 패턴 및 차 빔 패턴을 시뮬레이션한 결과이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 위상 배열 안테나 시스템(100)은 별도의 보조 수신 채널(추가 안테나) 없이 부엽 차단 효과를 얻을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 위상 배열 안테나 시스템(100)은 주엽 신호 획득뿐만 아니라 모노 펄스 각도 추정 과정에서도 부엽 차단 효과를 얻을 수 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 부배열 11: 개별 안테나 소자
12: 합산기 13: 위상 변위기
100: 위상 배열 안테나 시스템 110: 안테나부
111: 제1 안테나 배열 112: 제1 부엽 차단 부배열
113: 제2 부엽 차단 부배열 114: 제2 안테나 배열
115: 제1 배열 합산기 116: 제2 배열 합산기
118: 채널 형성부 120: 안테나 제어부
130: 신호처리부

Claims

개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제1 안테나 배열;
개별 안테나 소자와 위상 변위기를 포함하는 하나 이상의 부배열을 포함하는 제2 안테나 배열;
위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자로 이루어진 제1 부엽 차단 부배열; 및
상기 제1 안테나 배열을 통해 수신된 제1 수신신호, 상기 제1 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제2 수신신호 및 상기 제2 안테나 배열을 통해 수신된 제3 수신신호를 합하여 합채널을 형성하고, 상기 제1 수신신호와 상기 제2 수신신호의 합에서 상기 제3 수신신호를 차감하여 차채널을 형성하는 채널 형성부를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 안테나 배열에 포함되는 개별 안테나 소자, 상기 제2 안테나 배열에 포함되는 개별 안테나 소자 및 상기 제1 부엽 차단 부배열에 포함되는 개별 안테나 소자는 전체적으로 일정한 간격으로 배열되는 위상 배열 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
위상 변위기 없이 하나 이상의 개별 안테나 소자로 이루어진 제2 부엽 차단 부배열을 더 포함하고,
상기 제2 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제4 수신신호는 상기 제3 수신신호에 합해지는 위상 배열 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 채널 형성부는 모노 펄스 채널을 구현할 수 있는 매직티를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제1 항에 있어서,
분할된 시간 영역마다 상기 제1 안테나 배열의 위상 변위기와 상기 제2 안테나 배열의 위상 변위기를 정 위상값과 반전 위상값으로 설정하여 위상이 180도 차이인 둘 이상의 수신신호가 수신되도록 하는 안테나 제어부를 더 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호와 상기 반전 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴을 생성하는 신호처리부를 더 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합 빔 패턴으로 생성하는 위상 배열 안테나 시스템.
제6 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호에서 상기 반전 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호를 차감하여 차 빔 패턴을 생성하는 위상 배열 안테나 시스템.
미리 정해진 간격으로 배열되어 있는 복수의 개별 안테나 소자를 포함하고,
상기 복수의 개별 안테나 소자 중 적어도 하나는 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하고, 나머지 개별 안테나 소자는 위상 변위기에 의해 위상이 180도 차이인 둘 이상의 수신신호를 수신하고,
상기 위상 변위기가 정 위상값으로 설정되었을 때의 합채널의 신호와 반전 위상값으로 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합하여 부엽 차단을 위한 보조 빔 패턴을 생성하는 신호처리부를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 나머지 개별 안테나 소자 중에서 제1 안테나 배열을 통해 수신된 제1 수신신호, 상기 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하는 제1 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제2 수신신호 및 상기 나머지 개별 안테나 소자 중에서 제2 안테나 배열을 통해 수신된 제3 수신신호를 합하여 상기 합채널의 신호를 형성하는 채널 형성부를 더 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 채널 형성부는 상기 제1 수신신호와 상기 제2 수신신호의 합에서 상기 제3 수신신호를 차감하여 차채널의 신호를 형성하는 위상 배열 안테나 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 합채널의 신호를 합 빔 패턴으로 생성하는 위상 배열 안테나 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 정 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호에서 상기 반전 위상값이 설정되었을 때의 상기 차채널의 신호를 차감하여 차 빔 패턴을 생성하는 위상 배열 안테나 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 위상 변위기 없이 수신신호를 수신하는 제2 부엽 차단 부배열을 통해 수신된 제4 수신신호는 상기 제3 수신신호에 합해지는 위상 배열 안테나 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 채널 형성부는 모노 펄스 채널을 구현할 수 있는 매직티를 포함하는 위상 배열 안테나 시스템.