KR20000022905A - 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크 - Google Patents

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KR20000022905A
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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

본 발명은 간단한 작동으로 빔 조종(beam steering) 및 빔폭 변화를 가능하게 하고, 고 무선주파수 실행을 가능하게 하는 저비용의 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크를 제공하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 신호 전력 스플리트 (splitters)와 이상기(phase-shifter)가 연속하여 교대로 배치된 시리즈 피드(series-feed)를 구비한다. 각 이상기는 아이솔레이션 장치와 함께 운용되는 반사-모드(reflection-mode)이상기 요소로 구성된다. 상기 아이솔레이션 장치가 비공진 영역으로 쉽게 정합 또는 조정될 수 있기 때문에, 이는 전체의 동조 범위에 걸쳐 주기적으로 조정된 이상기 사이에서 임계 공진 조건을 벗어난다. 주 피드 선로 상호접속은 동일한 임피던스를 가지며, 이로 인해, 전체 네트워크에 대해 동일한 이상기 설계의 이용이 가능하다. 더우기 공통 구동 메카니즘은 상기 안테나 빔을 조종하기 위해 이상기로 사용될 수 있다. 개별 콜렉티브(collective) 구동 메카니즘으로 어레이를 두개의 서브-어레이로 스플리팅하는 것은 반대 방향으로 양쪽 서브-어레이의 빔을 조종함으로써 빔폭 변화를 더 가능케한다. 상기 장치는 보다 양호한 주파수 응답을 가지는 대칭 시리즈 네크워크 설계와 더 호환성이 있다. 상기 시리즈 피드 네트워크는 능동 선로와 전송 선로의 접지면 사이에서 도전성 구조물(conductive construct)의 이동에 의해 전송 선로를 통해 전파되는 신호를 이동하는 이상기를 양호하게 사용한다. 상기 도전성 구조물은 상기 능동 선로 또는 상기 접지면 중 어느 하나와 용량성으로 결합하고, 신호의 대부분을 반사하는 용량성 분류기를 형성한다. 나머지 신호는 상기 전송 선로의 종단부에서 반사되고, 실질적으로 신호의 손실이 없게 된다.

Description

위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크{Phase-tunable antenna feed network}
본 발명은 통신에 관한 것으로, 특히, 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크에 관한 것이다.
무선 통신 분야는 폭발적인 성장을 해오고 있다. 몇 년전 까지만 해도 사람들이 셀룰러폰으로 전화하는 일은 보기 드문일이었지만, 오늘날에는 진부한 것이 되었다. 셀룰러폰을 통한 통신은 무선 통신 시스템에 의해 지원된다. 이러한 시스템은 "셀"로 불리는 공간적으로 제한된 많은 구역으로 구분되는 특정지역을 서비스한다. 각 셀은 통상 지형에 따른 불규칙한 모양(그러나 육각형으로 실현됨)으로 이루어진다. 대체로, 각 셀은 다른 장비들 중에서 기지국을 포함하며, 상기 기지국은 상기 셀 내의 무선 터미널(예를들면, 셀룰러폰)과 통신하기 위해 사용되는 송 수신 안테나를 포함한다. 각 안테나는 개별적인 복사 패턴의 특징을 가지며, 상기 복사 패턴은 신호 커버 영역을 결정하여 셀의 범위와 모양을 결정한다. 통신 트래픽의 순간적인 지역 변화로 인해, 그 시점에서 특정 기지국의 지역 커버 범위가 조절되도록 요구된다. 이것은 상기 안테나 복사 패턴의 동적 조절로 성취될 수 있다. 그러나, 이러한 동적 조절의 장점이 대응하는 실행 비용보다 커야 한다. 그러므로 경쟁력을 갖기 위해서는 이러한 기술은 저렴하며, 소형이고, 신뢰성이 있어야 한다.
플랫 패널(flat-panel) 어레이 안테나는 통상 기지국용 안테나로 사용된다. 상기 플랫 패널 어레이 안테나는 몇몇의 복사 안테나 요소로 구성된다. 상기 복사 패턴은 어레이의 모든 복사 요소의 공동의 동작에 의해 결정된다. 일반적으로, 상기 복사 패턴은 주 로브 및 부 로브에 의해 특징지어진다. 대부분의 경우, 하나 또는 둘의 각도 영역에서 "안테나 빔"으로도 불리는 매우 좁은 주 로브를 가지는 것이 바람직하다. 이것의 장점은 상기 안테나 빔은 매우 지향적이며, 상기 주 로브에서 각도 전력 밀도가 매우 높다는 것이다. 빔 폭의 축소로 주 로브 전력 밀도의 상승은 또한 "안테나 이득"으로 불린다. 각 물리적 영역 및 이들의 공간내에서의 어레이 요소의 수는 최대 성취할 수 있는 이득을 결정한다.
주어진 안테나 어레이로 복사 패턴의 다양한 변화를 얻기 위해서는, 각 개별 어레이 요소의 신호 진폭 및 신호 위상이 조정 가능해야 한다. 그러나 실제 응용에서는, 소수의 베이직 빔 패턴의 변경만이 중요시된다. 이는 제어할 수 있는 파라미터의 양을 상당히 줄인다. 대부분의 경우, 주 로브의 각도 위치를 조종("빔 조종")하는 것으로 충분하다. 많은 응용에서, 주 로브의 빔폭을 제어("빔폭 변화")하는 것이 바람직하다.
안테나 어레이의 빔은 모든 복사 요소들의 신호 위상의 동조에 의해서만 조종될 수 있다. 상기 복사 요소들이 등거리일때, 주 로브의 각도 위치는 다음 복사 요소의 연속적인 증가 또는 감소에 의해 이동된다. 모든 요소들이 동일한 신호 위상을 가진다면, 상기 빔 위치는 상기 안테나 패널과 직각을 이룬다. 이것을 조준 (bore-sight)빔이라 한다. 상기 조준빔의 조준 위치로부터 각으로 상기 빔을 조종하기 위해, 요소로부터 요소까지의 상기 연속적인 위상 증가 △φ 는 다음과 같다.
△φ = 2πㆍ(l/λ)ㆍsin(α)
여기서, l 은 상기 요소의 공간이고, λ 는 송 수신 신호의 자유공간에서의 파장의 길이이다.
빔폭 변화는 상기 어레이를 두개의 반(서브-어레이)으로 배분하여 얻어지며, 반대 방향으로 각 서브-어레이의 빔을 조종한다. 따라서, 상기 신호 위상은 전체 어레이의 중간부분으로 부터 양쪽 단부까지 연속적으로 증가 또는 감소한다. 이러한 절차가 충분히 이용될경우, 상기 빔은 넓어진다. 또한, 이것은 상기 주 로브에 리플을 발생시킨다. 그러나, 대부분의 응용에서, 이러한 리플은 고려하지 않아도 되므로, 상기 절차는 만족스럽다. 빔 조종 및 빔폭 변화의 양 절차는 쉽게 오버레이 된다.
안테나 어레이에서 빔 조종 및 빔폭 변화의 실행은 사용되는 피드 네트워크의 특정한 타입에 달려있다. 두 가지 주요한 피드 네크워크의 상이한 타입 즉, 코포레이트(corporate) 피드 네트워크 및 시리즈 피드 네트워크가 있다.
코포레이트 피드 네트워크에 있어서, 전술한 빔 형태 성능(beam-shaping capabilities)은 복사 요소를 발생시키는 각 브랜치내에서 분리된 이상기를 요구한다. 빔 조종은 요소에서 요소까지 이상기의 연속적인 증가를 요구하기 때문에, 이상기당 동조 범위는 어레이 요소의 양으로 증가한다. n -요소 어레이에 있어서, (n-1) ㆍ△φ 또는 적어도 360 (deg) 의 최대 동조 범위는 최종 요소에 대해 요구된다. 대부분의 응용에서, 이것은 실행 불가능한 크기이다.
시리즈 피드 네트워크에 있어서, 상기 이상기는 상기 네트워크의 주 브랜치로 실행될 수 있다. 그러므로, nth요소를 가지는 신호는 (n-1)이상기를 통과한다. 이는 각각의 이상기가 △φ의 동조 범위만을 가지는 장점이 된다. 그러므로, 모든 이상기는 동일하게 설계될 수 있다.
상기 피드 네트워크에 있어서, 상기 이상기는 대응하는 전기적 길이β로, 부가된 전송 선로 섹션을 통해 상기 신호 부 브랜치에 연결된다. 이 부가된 위상 β 는 역시 요소에서 요소까지 연속적으로 첨부된다. 대부분의 경우, 상기 피드 네트워크는 β 가 2π 의 배수를 가지도록 설계되므로, β 는 적절하지 않다. β 가 2π 의 배수가 아니면, 상기 안테나 요소를 발생시키는 상기 부 브랜치에서 성취될수 있다.
시리즈 피드 네트워크의 문제점 중 하나는 빔 위치가 주파수에 의존한다는 것이다. 이로 인해, 상호 요소 신호 위상 즉, 이상기(△φ) 및 베어 신호 선로(β)로 인한 β + △φ 는 신호 주파수 비율로 증가한다. 그러므로, 신호 주파수 변화는 △φ 변화에 의해 빔을 조종함으로써 동일한 효과를 가진다. 이는 목적값으로 부터 빔 위치의 최대 허용가능한 변화로 주어진 시리즈 피드의 대역폭을 제한한다. 예를 들어, 0.7λ 의 공간을 가지는 5 요소 어레이에 있어서, 6 % 의 주파수 변화는 5 도의 빔 틸트(tilt)를 발생시킨다.
상기 문제점들은 시리즈 피드 네트워크가 상기 어레이의 중앙에 위치될때 제거될 수 있다. 빔 조종은 하나의 절반 어레이에서 이상기당 위상 증가를 요구하고 다른 하나의 절반 어레이에서 위상 감소를 요구한다. 주파수 변화량 df 는 양쪽 서브-어레이에서 β + △φ 의 위상 증가 및 감소 즉, 반대 방향으로 양쪽 서브-어레이의 빔 조종을 발생시킨다. 이러한 것들은 양쪽 틸트 효과가 서로 상쇄되기 때문에, 빔 위치에 영향을 미치지 않는다. 그러므로, 상기 어레이의 주파수 응답은 더 좋아진다.
위상-조정 가능 시리즈 네트워크는 안테나 어레이에서 빔 조종 및 빔폭 변화 용량성의 실행에 대해 적절한 해결책을 제공하는 것으로 간주될 수 있다. 그러나, 상기 실현은 이러한 해결책을 완전히 소용없게 하는 고유의 결점을 가진다. 특히, 특정한 네트워크 회로의 제한된 실행이 공진 상태가 존재하는 공간에 놓여질때 상기 제한된 실행은 어레이에서 주기적으로 재 발생하기 때문에 매우 강화된다. 고정 시리즈 네트워크에서, 상기 공진 상태는 요청에 의해 반복되는 회로 사이에서 오른쪽 위상을 선택함으로 회피될 수 있다. 조절 가능한 시리즈 네트워크에서, 중계 요소 위상 동조 요구는 상기 내부 요소 위상이 전체 범위에 걸쳐 쉽게 변화 받기 때문에, 상기 공진 조건이 필수적이다.
더우기, 넓은 동조 범위에 걸쳐 충분히 정합하기가 어렵기 때문에, 가장 문제되는 네트워크 회로는 이상기 그 자체이다. 도1a 및 1d 는 5 요소 조정 가능 시리즈 피드의 일실시예 및 실행된 이상기로 인한 수행 저하 정도를 도시한다. 상기 이상기의 반사 감쇠량은 양호한 정합(도 1b에 도시된 등가회로 참조)으로 여겨지는 -21dB (2GHz)로 세팅된다. 그러나, 어레이의 상기 반사 감쇠량은 필연적인 공진상태로 인해 특정한 이상기 위치에서는 10dB로 나빠져서 수용할 수 없게 된다.
적절한 비용으로 충분한 수행성능을 가지며 안테나 빔 조종 및 빔폭 변화가 가능한 위상-조정 가능 피드 네트워크를 설계함에 있어서, 주 설계는 종래의 결점없이 이루어져야 한다.
본 발명은 간단한 작동으로 빔 조종 및 빔폭 변화를 가능하게 하고, 고 무선주파수 실행을 가능하게 하는 저비용의 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크를 구비한 장치를 제공하는 것이다.
상기 장치는 신호 전력 스플리트(splitters)와 이상기가 연속하여 교대로 배치된 시리즈-피드(series-feed)를 구비한다. 각 이상기는 아이솔레이션 장치와 함께 운용되는 반사-모드 이상기(reflection-mode phase-shifter) 요소로 구성된다. 상기 아이솔레이션 장치가 비공진 영역으로 쉽게 정합 또는 조정될 수 있기 때문에, 전체 동조 범위에 걸쳐 주기적으로 조정된 이상기 사이에서 임계 공진 조건을 벗어난다. 주 피드 선로 상호접속은 동일한 임피던스를 가지며, 이로 인해, 전체 네트워크에 대해 동일한 이상기 설계의 이용이 가능하다. 더우기 공통 구동 메카니즘은 상기 안테나 빔을 조종하기 위해 이상기로 사용될 수 있다. 개별 콜렉티브 구동 메카니즘으로 어레이를 두개의 서브-어레이로 스플리팅하는 것은 반대 방향으로 양쪽 서브-어레이의 빔을 조종함으로써 빔폭 변화를 더 가능하게 한다. 상기 장치는 보다 양호한 주파수 응답을 가지는 대칭 시리즈 네크워크 설계와 더 호환성이 있다.
본 발명의 일실시예에서, 시리즈 피드 네트워크는 능동 선로와 전송 선로의 접지면 사이에 도전성 구조물의 이동에 의해, 전송 선로를 통해 전파되는 신호 이동용 이상기를 이용한다. 상기 도전성 구조물은 상기 능동 선로 또는 상기 접지면중 어느 하나와 용량성으로 결합되어, 상기 신호의 대부분을 반사하는 용량성 분류기를 형성한다. 나머지 신호는 전송 선호의 종단부에서 반사되어, 실질적으로 신호 손실이 없게 된다. 이러한 본 발명의 일실시예는 고 전력 레벨, 고 선형성 및 저 삽입 손실을 가진 컴플라이언스를 제공한다. 또한, 구조는 공통으로 사용할 수 있는 재료를 사용하기 때문에 저렴하다. 높은 전기적 및 기계적 안정성은 온도순환, 습도 및 부식으로 부터 보호하기에 적합하다.
유리하게는, 특히, 고 전력 레벨을 가진 저 비용 해결책으로써, 이러한 모든 특징은 본 발명이 플랫 패널 안테나로 수행함에 있어서 수행 성능을 우수하게 만든다. 중요하게는, 고 무선주파수 실행 및 단순한 콜렉티브 구동 메카니즘이 본 발명에서 실행 가능하다. 큰 빔 조종 범위 및 빔폭 변화는 주어진 이상기의 동조 범위에서 성취될 수 있다. 본 발명의 상기 장치는 빔 조종 및 빔폭 변화 용량을 가진 위상-조정 가능 안테나 네트워크을 제공함에 있어서 융통성이 있는 양호한 해결책이 된다.
도 1a는 5개의 안테나 요소에 대한 위상-조정 가능 안테나 시리즈 피드 네트워크를 도시하는 도면.
도 1b는 시리즈 커패시턴스로 표시된 중앙에서 하나의 반사점을 가지며 전송모드에서 운용되는 이상기(phase-shifter)의 등가회로를 도시하는 도면.
도 1c는 시리즈 커패시턴스로 표시된 중앙에서 하나의 반사점을 가지며 반사모드에서 운용되는 이상기의 등가회로를 도시하는 도면.
도 1d는 단일 이상기(도 1b) 및 시리즈 피드 네트워크의 반사 감쇠량(도 1a)을 도시하는 도면.
도 2a는 2개의 반사-모드 이상기 요소 및 3 dB 백워드(backward) 결합기 회로로 구동되는 이상기의 일실시예를 도시하는 도면.
도 2b는 2개의 반사-모드 이상기 요소 및 직각 하이브리드 회로로 구동되는 반사-모드 이상기의 일실시예를 도시하는 도면.
도 3은 완전하게 정합된 3 dB 결합 장치와 결합된 일실시예의 반사-모드 이상기 요소의 구조를 이용하는 도 1a에 도시된 시리즈 피드의 반사 감쇠량을 도시하는 도면.
도 4a는 완전하게 정합된 직각 하이브리드 장치와 결합된 일실시예의 임의의 타입의 반사-모드 이상기 요소를 이용하는 이상기의 반사 감쇠량을 도시하는 도면.
도 4b는 완전하게 정합되며 비공진 영역에 배열되는 직각 하이브리드 장치와 결합된 일실시예의 상기 반사-모드 이상기 요소의 구조를 이용하는 도 1a에 도시된 시리즈 피드의 반사 감쇠량을 도시하는 도면.
도 5a는 빔 조종(beam steering) 및 빔폭 변화용 모든 이상기에 대해 2 개의 콜렉티브(collective) 구동 메카니즘을 이용하는 시리즈 피드의 일실시예를 도시하는 도면.
도 5b는 빔 조종 및 빔폭 변화를 위해 각 서브-어레이(sub-array)에서 모든 이상기에 대해 2개의 개별 콜렉티브 구동 메카니즘을 이용하는 대칭 시리즈 피드를 도시하는 도면.
도 6a는 에어 서스펜디드(air-suspended) 스트립선로(stripline) 구조에 대한 반사-모드 이상기 요소의 일실시예를 도시하는 단면도.
도 6a는 본 발명에 따른 에어 서스펜디드 스트립선로의 반사-모드 이상기 요소를 도시하는 단면도.
도 6b는 도 6a에 도시된 이상기를 도시하는 측단면도.
도 6c는 도 6a의 반사-모드 이상기의 실행 및 기계적 구동의 일실시예를 도시하는 도면.
도 6d는 대칭 동일 평면상의 도파관 구조에 대한 반사-모드 이상기 요소의 일실시예를 도시하는 단면도.
도 7은 각 서브-어레이에 대해 하나의 공통 슬레지(sledges) 구동 메카니즘을 가진 직각 하이브리드를 이용하는 이상기를 통합하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크의 일실시예를 도시하는 도면.
도 8a는 각 서브-어레이에 대해 단일 유니폼 슬레지 구동 메카니즘의 일실시예를 도시하는 도면.
도 8b는 단단히 결합된 개별 슬레지를 가진 이상기 구동 메카니즘의 일실시예를 도시하는 도면.
도 9는 각 서브-어레이에 대해 하나의 공통 슬레지 구동 메카니즘을 가진 3dB 백워드 결합기를 이용하는 이상기를 통합하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크의 일실시예를 도시하는 도면.
도 10은 전체 어레이에 대해 하나의 공통 슬레지 구동 메카니즘을 가진 3 dB 백워드 결합기를 이용하는 이상기를 통합하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크의 일실시예를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
205 : 3dB 백워드 결합기
230, 245, 280, 285 : 반사-모드 이상기
255 : QHD 300 : 5 요소 어레이
330 : 아이솔레이션 장치 460 : 콜렉티브 구동 메카니즘
605 : 능동 선로 775, 785 : 공통 슬레즈
1010 : 중앙 전력 스플리터 1080 : 제 1 서브 어레이
1085 : 제 2 서브 어레이
후술되는 실시예는 본 발명의 범위내에서 본 기술 분야의 숙련자에 의해 변경 가능하며, 여기에 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예 및 응용예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예로 한정 되어서는 안되지만, 여기에 도시된 원리 및 특징에 일관되는 최대의 범위가 허용될 수 있다.
도1a 는 5 개의 안테나 요소를 구동하는 5 개의 이상기를 가진 안테나 시리즈 네트워크의 전형적인 예를 도시한다. 이러한 어레이는 예를 들어, 대칭적으로 패드 (10) 또는 (11) 요소 어레이의 서브-어레이가 될 수 있다. 이러한 어레이의 최종 안테나 빔은 가장 큰 이득을 가질 수 있고, 연속적인 출력사이에 위상은 동일하다. 이는 모든 이상기가 동일한 위치에 있을때 발생한다. 상기 위치로부터 상기 안테나 빔을 조종하기 위해서는, 모든 이상기는 동일한 방향의 동일한 양으로 이동어야 한다.
일반적으로, 이러한 대칭 어레이용으로 사용되는 이상기는 전송 모드 이상기이다. 상기 전송 모드 이상기는 신호의 입력 및 출력용 두개의 포트를 가진 전송선로로 구성 되고, 입력에서 출력까지 전파되는 신호의 전체 위상은 상기 선로의 전파 속도나 길이 중 어느 하나를 수정함으로써 변화된다. 이러한 공지된 기술은 이러한 모든 장치가 비-제로(non-zoro) 반사 감쇠량을 가져서 완벽하게 실현될 수 없다는 단점이 있다. 상기 전송 매체의 유전율 및 투과율의 변화등과 같은, 상기 전송 선로의 전파 속도를 변경함으로써 위상 이동이 성취될 수 있다. 이는 선로 임피던스에 영향을 주어 하나 이상의 반사점을 발생시킨다. 망원경 같은 방식의 동축 선로를 연장하는 선로 스트레쳐(line-stretcher) 이상기는 제조 허용치, 노화 또는 부식등을 받기 쉬운 하나 이상의 슬라이딩 접촉을 요구므로, 부정합이 발생될 수 있다.
이러한 단점은 단일 이상기 장치에서 일반적으로 허용될 수 있다. 그러나, 시리즈 피드 네트워크로 실행될 때에는 전체 수행이 보다 많이 저하된다. 이러한 원인 중 하나는 동일한 위상 간격을 가지는 상기 시리즈 배열은 상기 이상기의 부정합 지점사이에 주기적인 공진 조건을 발생시키는 것이며, 이는 어레이의 전체 반사 감쇠량을 상당히 상승시킨다. 상기 이상기의 위치가 비공진 상태 일때, 요구된 빔 틸트는 이러한 부정합 지점사이에 삽입 또는 공핍을 요구하여 공진 조건으로 상기 어레이를 바꾼다. 이는 상기 어레이는 넓은 조종 범위에 걸쳐서는 정합되지 않고 특정한 이상기 위치에서만 정합되어 질수 있음을 의미한다.
이러한 종래의 어레이(도 1a참조) 실행은 하나의 중앙 임피던스 부정합(도 1b 참조)을 가지는 전송 모드 이상기로 시뮬레이션 된다. 이 중앙 임피던스 부정합은 변할 수 있는 전기적인 길이를 가진 두 전송 선로 섹션사이에 시리즈 캐패시턴스를 부가함으로서 시뮬레이션 된다. 이러한 상황은 다소 불완전한 슬라이딩 접촉을 하는 선로 스트레쳐 이상기에 대해 전형적이다. 도 1c 는 상기 이상기의 반사 감쇠량 및 5 개의 요소 어레이를 도시한다. 상기 이상기가 2 GHz(정재파비=1.2)에서 S11 = -21dB 만의 반사 감쇠량으로 탁월한 성능을 보여주는 반면, 상기 어레이는 대부분의 응용에서 받아들일 수 없는 -11 dB 에 가까운 반사 감쇠량값을 가진다. 어레이의 이러한 성능 저하를 막기 위해, 상기 이상기 수행은 상당히 향상되어야 한다. 이것은 많은 경우에서, 기술적으로 실현되지 않았거나, 너무 고비용이었다.
본 발명의 설계는 표본 즉, 저 비용 이상기 기술을 이용하면서 탁월한 어레이 실행을 가능하게 한다. 본 발명에 있어서, 이상기 설계는 아이솔레이션 장치에 접속된 반사-모드 이상기 요소로 구성되어 이용된다. 상기 요소는 투과 및 반사 즉, 위상 이동 신호용 포트 하나만을 가진다. 상기 아이솔레이션 장치는 양 구성 요소를 분리하기 위해 구동된다. 상기 장치는 도2a 에 도시된 것같은 3dB 백워드(backward) 결합기, 도2b에 도시된 것같은 직각 하이브리드, 순환장치 또는, 동일한 기능을 제공할 수 있는 임의의 다른 장치로써 설계될 수 있다. 순환장치로 실행되면 하나의 이상기 요소만이 요구되지만, 그렇지 않을 경우 동일한 위상 이동을 제공하기 위해서는 두개의 이상기 요소가 필요하다.
도2a를 참조하여, 장치(200)는 하나의 백워드 결합기를 가지는 두개의 반사-모드 이상기를 사용한다. 3dB 백워드 결합기(205)는 4 포트 장치로써 도시되어 있다. 도면에서, 3dB 백워드 결합기의 두 포트는 입력 신호 및 출력 신호용으로 사용된다. 이들 포트는 (210) 및 (215)로 도시되어 있다. 양 포트에서의 상기 임피던스는 상호접속 섹션 Z0의 임피던스와 동일한다. 다른 두 포트(225,240)는 반사-모드 이상기(245,230)에 각각 접속된다. 적절한 수행을 보장하기 위해 양 반사-모드 이상기(230,245)는 동일하게 운용되어야 한다. 이러한 반사모드가 제공하는 위상은 이상적으로 동일하다.
도 2b 에서, 장치(250)은 직각 하이브리드(QHD)를 가진 두개의 반사-모드 이상기를 구비한다. QHD (255)는 4 개의 포트로 도시된다. 도면에서, QHD(255) 의 두 포트는 입력 신호 및 출력 신호용으로 사용된다. 이들 포트는 QHD(255)의 (260) 및 (265)로 도시되어 있다. 상기 두개의 포트에서의 임피던스는 상호접속 섹션 Z0의 임피던스와 동일하다. 그외 다른 포트(270,275)는 반사-모드 이상기(280,285)에 각각 접속된다. 그러므로, 두 반사-모드 이상기는 QHD 와 함께 필요하다. 적절한 실행을 보장하기 위해, 양쪽의 단일 포트 이상기는 동일하게 운용되어야 한다. 이러한 반사모드가 제공하는 위상은 이상적으로 동일한다.
상술된 것처럼, 어레이의 각 이상기 요소는 반사모드를 운용하며, 반사 감쇠량 및 출력 신호은 가간섭성으로 첨가되어, 신호 전력은 손실되지 않는다. 그러므로, 매우 단순하면서도 저 비용의 위상 이동 방법이 적용될 수 있다. 위상 이동 범위가 줄어드는 반사-모드 이상기 요소의 포트에서의 부정합 또는 내부적인 부정합은 통상 고려하지 않아도 된다.
아이솔레이션 장치와 결합된 상기 이상기는 2 포트 장치가 되므로, 반사 감쇠량을 가지기 쉽다. 그러나, 상기 반사 감쇠량은 전적으로 상기 아이솔레이션 장치의 결함 때문에 발생한다. 상기 아이솔레이션 장치는 모든 이상기 위치가 고정된 단순한 설계를 가지기 때문에, 제조 비용을 증가 시키지 않고 초기 설계 단계에서 우수한 동조 및 최적화가 될수 있다. 상기 아이솔레이션 장치의 부정합을 유지하는 것은 어레이의 비 공진 영역에 의해 더 최소화 될 수 있다. 이상기는 아이솔레이션 장치 사이의 위상을 변화시키지 않기 때문에, 상기 비 공진 영역은 이상기의 위치에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 탁월한 어레이 실행은 어레이 없이 비 공진 영역의 아이솔레이션 장치와 함께 저 비용 반사-모드 이상기 요소의 사용으로 성취될 수 있다.
도3 은 도2에 도시된 2 반사-모드 이상기 요소를 기초로한 이상기 및 3 dB 백워드 결합기 구성을 가진 5 요소 어레이(도 1a와 동일)의 실행을 도시한다. 이러한 시뮬레이션에 있어서, 도 1c 의 불완전한 이상기는 각 반사-모드 이상기 요소용으로 사용된다. 상기 어레이 시뮬레이션은 넓은 대역폭(30%)에 걸쳐 매우 낮은 반사 감쇠량(S11<-20dB)을 나타낸다.
직각 하이브리드가 3 dB 백워드 결합기 대신에 선택되면, 각 이상기는 직각 하이브리드의 특성으로 인해 보다 작은 대역폭을 가진다. 도4a 는 이러한 하나의 이상기 장치의 반사 감쇠량을 도시한다. 상기 대역폭은 S11 < 20 dB 에 의해 측정된 단지 5% 이다. 그러나, 대부분의 응용에서 이러한 대역폭은 충분히 크다. 상기 어레이에서 대역폭의 감소를 막기 위해, 상기 QHD는 비 공진 상태 즉, 상기 상호 QHD 위상이 90° + ( n* 180°)이어야 한다. 이 경우, 상기 어레이 대역폭(도4b 참조)은 단일 QHD 이상기의 대역폭과 동일하게 된다. 이는 비 공진 영역이 선택될때, 어떠한 아이솔레이션 장치의 불완전한 실행도 어레이 실행의 저하를 가져오지 않는다.
적절한 실행을 하는 시리즈 피드 네트워크는 시리즈 피드의 고유의 부가 장점이 실행될 수 있도록 한다. 예를 들면, 빔 조종은 모든 이상기가 동일한 위상으로 설계되어야 한다. 이는 모든 이상기의 공동 동작의 이용을 허용한다. 전압 제어 이상기에 있어서, 예를 들면, 하나의 전압만이 모든 상기 이상기에 공급되어야 한다. 기계적으로 구동된 이상기가 사용될 경우, 이들은 리지(rigid) 접속을 통해 공동으로 구동될 수 있다. 이는 공동 피드 네트워크에 필수적인 빔 조종을 위한 경비 및 비용을 절약한다. 또한, 빔폭 변화가 요구되면, 어레이는 두개의 서브-어레이로 분배되어 하나의 콜렉티브 작동기는 각 서브-어레이의 모든 이상기를 구동 할 수 있게 된다.
특히, 도 5a 는 5 요소 어레이(300)에 대한 시리즈 피드를 도시한다. 어레이(300)는 상호 연결 섹션(315)에 의해 접속되어, 연속으로 교대로 배치된 이상기(305) 및 전력 분배기(310)을 포함한다. 이상기(305)는 아이솔레이션 장치(330)에 결합된 반사-모드 이상기 요소(320)을 부가로 포함한다. 입력신호는 전력 분배기(310)에 공급되며, 전력 분배기는 출력 신호를 안테나 요소(340) 및 주 피드 선로(350)에 전달한다. 콜렉티브 구동 메카니즘(360)은 각 반사-모드 이상기 요소(320)에 결합된다. 빔 조종이 요구될때에만, 모든 반사-모드 이상기 요소(320)는 공동으로 구동될 수 있다. 또한, 빔폭 변화가 요구될때, 반사-모드 이상기 요소(320)는 낮은 서브-어레이 및 높은 서브-어레이로 분배되어, 각 서브-어레이는 개별적으로 구동될 수 있다.
도5b 는 대칭적인 5 요소 어레이(400)에 대한 시리즈 피드를 도시한다. 어레이(400)는 상호접속 섹션(415)에 의해 접속되어, 연속으로 교대로 배치된 이상기(405) 및 전력 분배기(410)을 포함한다. 이상기는 아이솔레이션 장치(430)에 결합된 반사-모드 이상기 요소(420)을 부가로 포함한다. 본 실시예에서, 입력신호는 중앙 전력 분배기(406)에 공급되며, 중앙 분배기(406)는 출력 신호를 반사-모드 이상기(405)(특히, 아이솔레이션 장치(430)) 및 다른 전력 분배기(410)에 공급된다. 빔 조종 어레이(400)에 있어서, 높은 서브-어레이 및 낮은 서브-어레이는 반대 방향으로 구동되어야 한다. 많은 설계에서, 이것은 상세하게 후술되는 단일 콜렉티브 구동 메카니즘(460)으로 성취될 수 있다.
본 발명의 장치는 반사-모드 이상기 또는 아이솔레이션 장치의 어떤 특정한 타입에 제한되지 않는다. 상기 시리즈 피드 실행의 양호한 실시예는 무선 주파수 실행, 고 전력 레벨의 컴플라이언스, 높은 기계적 안정성 및, 저 제조 비용을 가지는 기계적으로 조종된 어레이에 기초를 두고 있다. 이러한 실행은 에어 서스펜디드(air-suspended) 또는 부분적 에어 서스펜디드 준 TEM(quasi-TEM) 전송 선로로 실현될 수 있다. 그러나, 유리하게는 에어 서스펜디드 스트립선로 또는 동일평면의 도파관 구조가 사용된다.
반사-모드 이상기 요소의 양호한 일실시예는 개방 및 단락에 의해 차단되는 전송 선로 섹션, 하나 이상의 금속성 또는 도전성 구조물, 또는 "슬레즈"(sledges)로 구성된다. 이러한 슬레즈는 능동 선로 또는 접지에 전기적으로 접촉되지 않는다. 그러나, 이러한 슬레즈는 능동 선로와 접지사이에 용량형 분로를 형성하여 신호의 대부분이 반사된다. 그외 나머지 신호는 선로 단부의 종단부로부터 반사된다. 상기 슬레즈는, 반사면이 이동하는 상기 선로를 따라 이동될 수 있어 전체 반사된 신호의 위상을 변화 시킨다.
도 6a 및 6b 는 본 발명에 따른 반사-모드 이상기(600)의 종단면도 및 측단면도를 도시한다. 반사-모드 이상기(600)는 에어 서스펜디드 능동 선로(605) 및 접지면(610, 615)를 포함한다. 슬레즈(620,630)는 능동 선로(605)와 접지면(610)사이, 능동 선로(605)와 접지면(615)사이에 각각 배치된다. 종단부는 전기적인 단락(640)에 의해 실행된다. 능동 선로(605)의 단부에서 전기적 개방을 가지는 설계에 있어서, 슬레즈(620,630)은 선로 단부를 통해 이동될 수 있다. 상기 에어 서스펜디드 스트립선로 실행은 사용된 슬레즈가 상당한 선로의 길이에 걸쳐 대부분의 공기갭을 채우기 위해 설계될 수 있는 부가 장점을 가진다. 공기 갭을 더 작게 유지할수록 슬레즈에서 더 큰 반사가 일어난다.
도 6a 및 도 6b 에 관한 콜렉티브 구동 메카니즘의 실행은 도 6c 에 도시되어 있다. 도 6c 에 있어서, 공통 리지 접속(650)은 하나의 접지면의 슬롯을 통해 실행될 수 있다. 명백히, 이러한 기계적인 관통 접속(feed-through)은 상기 능동 선로로부터 충분한 거리를 두고 놓여진다. 상기 슬레즈가 능동 신호를 전송할때 신호의 누출을 막기위해, 비 도전 접속을 하는 것이 유리하다. 유리하게는 공통 리지 접속(650)은 상기 슬레즈 구동용으로 사용될 수 있고, 원격제어를 위해 스텝핑 모터에 부착될 수 있다.
반사-모드 이상기 요소의 다른 실시예는 도 6d 에 도시되어 있다. 동일 평면상의 도파관 장치(660)는 접지(665), 보드(675) 및, 공통 접속(690)을 통해 결합된 두개의 슬레즈(680,685)를 가진다. 동일 평면상의 도파관 구조에 있어서, 상기 슬레즈는 상기 선로에 걸쳐 떠다니는 얇은 금속판이 될 수 있다. 그러나, 동일 평면상의 도파관 모드의 대부분의 전계 선로가 상기 보드내에 있기 때문에, 용량성 분류기의 효과는 대체로 에어 서스펜디드 스트립선로보다 동일 평면상의 도파관 구조에서 더 적다.
상기 도전성 구조물 또는 슬레즈의 길이와 구성은 전체 실행에 있어서도 영향을 미친다. 상기 슬레즈의 길이가 관내 파장의 약 1/4 이면, 에어 서스펜디드 선로와 가간섭성이 부가된 슬레즈 서스펜디드 선로 사이의 양 인터페이스에서의 반사 및 슬레즈에서의 전체 신호 반사는 최대가 된다. 상기 슬레즈 자체는 충분히 높은 도전성을 가지는 물질의 구조이다. 예를 들면, 알루미늄 슬레지는 하드 코딩(2 mils 두께의 코팅)될 수 있어서, 표면이 절연되고, 미끄럽게 되며, 스크래칭에 대해 기계적으로 안정하게 된다. 상기 코딩의 유전체 상수가 1 보다 높기 때문에, 캐패시턴스 Ctot는 보다 증가되어 동조 범위를 넓힌다.
결국, 본 발명의 반사-모드 이상기는, 고 전력 조정 용량 성능, 무선 주파수에 대한 고 선형성 응답, 에어 서스펜디드 선로 기술로 인한 저 삽입 손실, 슬라이딩 접속이 사용되지 않기 때문에 발생하는 부식 및 노화에 대비되는 높은 기계적 안정성 및, 적은 이동력(motion forces) 및 낮은 제조 비용등의 장점을 가진다. 본 발명의 어레이로 수행될때, 어레이 설계의 단순한 통합 및 콜렉티브 구동 메카니즘의 단순한 통합을 부가로 허용한다.
여기서는, 반사-모드 이상기를 사용하는 시리즈 어레이의 몇가지 실시예를 기술한다. 이러한 모든 실시예는 도 5b에 도시된 것처럼 대칭적으로 형성된 5 요소 어레이이다. 도 7은 QHD 를 기초로한 수행을 도시하며, 도 9는 3 dB 백워드를 가지는 동일한 어레이를 도시한다. 이러한 어레이에 있어서, 반사-모드 이상기 요소, 아이솔레이션 장치, 전력 스플리터 및, 임피던스 트랜스포머는 동일한 설계로 삽입된다. 그러므로, 전체 구조는 매우 컴팩트하고 제조비용이 저렴하다. 도 8은 각 서브-어레이에서 모든 반사-모드 이상기 요소에 대한 공동 기계적인 구동 메카니즘의 실행을 도시한다. 이는 전체 서브-어레이에 대한 하나의 공통 슬레지에 의해 또는 정밀하게 접속된 몇개의 슬레지에 의해 실현될 수 있다. 이러한 두개의 어레이는 넓은 각도 범위에 걸쳐 빔 조종 및 빔폭 변화를 허용한다. 그러므로 빔 조종이 요구되어 하나의 단일 콜렉티브 구동 메카니즘이 소망되면, 설계는 도시된 도10 으로써 선택될 수 있다. 여기서 하나의 서브-어레이의 상하가 바뀌면, 빔 조종에 대한 슬레즈 이동은 양쪽 서브-어레이에 대해 동일한다. 그러므로, 상기 두 공통 슬레지는 도8b에 도시된 것처럼 리지 링크를 통해 접속될 수 있다.
도 7 은 대칭의 시리즈 구성의 위상-조정 가능 안테나 피드 네크워크의 일실시예를 도시한다. 입력 신호(780)는 제 1 서브-어레이 및 제 2 서브-어레이에 공급하기 위한 중앙 신호 전력 스플리트(782)에 공급된다. 여기서 반사-모드 이상기 (720,730)은 직각 하이브리드(QHDs)(700)와 함께 사용된다. 상기 이상기는 신호 전력 스플리터들(784)(리액티브 T 및 90°트랜스포머로 구성됨)과 교대로 배치되고, 상호 결합 섹션(786)에 결합된다. 신호는 이상기 및 신호 전력 스플리터 포트(788)를 통해 복사하는 안테나 요소(도시되지 않음)에 공급된다. 공통 슬레지 구조(775,785)는 각 서브-어레이로 이용된다.
도 8a 및 도 8b 는 이상기용 구동 메카니즘으로서의 슬레지의 두 실시예를 도시한다. 도 8a 는 구동 메카니즘으로서 사용되는 단일 유니폼 슬레지(800)을 도시한다. 도 8b 는 리지 결합 메카니즘(860)을 가지는 개별적 슬레지의 접속에 의해 공동으로 구동되는 개별적 슬레지(851,853)를 도시한다. 또한, 이러한 평형 배열 및 컬렉티브 구동 메타니즘은 두개의 공통 슬레지가 독립적으로 이동되어야 하기 때문에 기계적인 요구를 경감시킨다. 빔 조종이 요구되면, 각 서브-어레이의 양 리지 접속은 반대 방향으로 이동된다. 상기 빔폭을 변화시키기 위해, 상기 리지 접속은 동일 방향으로 이동된다.
도 9는 아이솔레이션 장치용 3-dB 백워드 결합기의 사용을 배제한 도 7의 실시예를 도시한다. 어레이(900)은 제 1 서브-어레이(901), 제 2 서브-어레이(910) 및, 대칭 피드 배열내의 중앙 전력 분배기(902)를 가진다. 각 서브-어레이는 안테나 요소(도시되지 않음)를 인도하는 포트(905), 상호 접속 섹션(906,916), 전력 분배기(907,917) 및, 반사-모드 이상기(940,950)를 각각 포함한다. 공통 슬레지 구조(920,930)은 각 서브-어레이로 사용된다.
빔 조종이 소망될 때에만 양쪽의 구동 메카니즘은 서로 결합되어, 하나의 작동기만 필요하게 된다. 이는 서로 관련된 양쪽 서브-어레이의 약간의 재조정을 요구해서, 하나의 서브-어레이에서의 위상 감소는 다른 하나의 서브-어레이에서 위상 증가를 가져온다. 도 10은, 3 dB 백워드 결합기를 가진 이상기를 통합하고 어레이(1000)에 대한 공통 슬레지 구동 메카니즘을 사용하는, 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크를 도시한다. 어레이(1000)는 중앙 전력 스플리터(1010), 상호 접속 섹션(1015), 신호 전력 스플리터(1020), 이상기(1030), 공통 슬레지(1040,1045), 안테나 요소(도시되지 않음)를 인도하는 포트(1060) 및, 백워드 결합기(1070)를 가진다. 여기서, 제 1 서브-어레이(1080)는 제 2 서브-어레이(1085)에 비해 상하가 바뀌어서, 빔 조종을 위한 상기 슬레지 이동은 2쪽의 서브-어레이에 대해 동일하다. 상기 두 공통 슬레지(1040, 1045)는 도 8b에 도시된 것처럼 리지 링크를 통해 접속된다. 따라서, 공통 슬레지(1040,1045)가 단일 작동기로 제어될때, 제 1 서브-어레이(1080) 및 제 2 서브-어레이(1085)를 각각 구동할 수 있다. 상기 구동은 하나의 서브-어레이에서의 위상증가 및 다른 하나의 서브-어레이에서의 동일한 위상 감소를 가져온다. 본 발명의 이러한 실시예를 실행하기 위해, 반사-모드 이상기들의 중간 지점(△φ = 0)에 관해 반사-모드 이상기의 대칭 응답을 가지는 것이 부가로 요구된다. 이는 단락 종단부를 가지는 이상기의 사용에 의해 확보될 수 있다.
본 발명을 상세하게 기술하였지만, 이 분야에 숙련된 자들은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이, 여러 가지 변경 및 개조를 행할 수 있음은 물론이다.

Claims (35)

  1. 복수의 이상기(phase-shifters) 및, 상기 복수의 이상기와 연속하여 교대로 배치된 복수의 신호 전력 스플리터(splitters)를 포함하며;
    상기 각각의 이상기는 하나 이상의 반사-모드 이상기 및, 상기 반사-모드 이상기를 위한 입력 신호와 반사 신호를 분리하는 아이솔레이션 장치로 구성되고, 상기 각각의 스플리터는 두 개 이상의 네트워크 요소에 신호를 전달하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호 전력 스플리터와 상기 이상기를 결합하는 복수의 상호접속 섹션을 부가로 포함하며, 각각의 상호접속 섹션은 동일한 임피던스를 가지는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 복수의 이상기를 구동하는 콜렉티브(collective) 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네크워크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 네트워크 요소는 이상기, 신호전력 스플리터 및 안테나 요소로 구성되는 그룹으로부터 선택된 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 이상기의 제 1 세트의 구동용 제 1 공통 구동 메카니즘 및,
    상기 복수의 이상기의 제 2 세트의 구동용 제 2 공통 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 공통 구동 메카니즘과 제 2 공통 구동 메카니즘이 결합된 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 아이솔레이션 장치는 순환 장치, 백워드 결합기 및 직각 하이브리드 장치로 구성된 그룹으로부터 선택된 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반사-모드 이상기는 전송 선로를 통해서 신호를 수신하며,
    상기 전송 선로는 평행하게 배치되어 서로 관련하여 이격 형성된 하나 이상의 능동 선로 및 하나 이상의 접지 및, 일단에 종단부를 가지며,
    상기 반사모드 이상기는 상기 전송 선로를 따라 미끄럼 이동하는 도전성 구조물을 가지고 하나 이상의 상기 능동 선로와 하나 이상의 상기 접지중 하나 이상과 용량적으로 결합하며,
    상기 하나 이상의 도전성 구조물은 용량성 분류기로서 작용하여 입력 신호의 대부분을 반사하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 선로는 에어 서스펜디드 스트립선로(air-suspended striplire) 장치, 보드 서스펜디드 스트립선로 장치, 에어 서스펜디드 마이크로스트립 장치, 보드 서스펜디드 마이크로스트립 장치 및 동일 평면상의 도파관 장치를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 아이솔레이션 장치는 서큘레이터, 백워드(backword) 결합기 및 직각 하이브리드 장치로 구성된 그룹으로부터 선택되는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 이상기 중 하나 이상을 구동하기 위한 콜렉티브 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 선로를 따라 이동하는 하나 이상의 도전성 구조물은 반사면을 이동시켜 신호의 위상을 이동시키는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 구조물은 상기 하나 이상의 능동 선로 및 상기 하나 이상의 접지와 전기적인 접촉이 없고 상기 하나 이상의 능동 선로와 상기 하나 이상의 접지사이의 갭의 상당한 양을 채우는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 전송 선로의 로컬 커패시턴스는 상기 용량성 분류기에서 증가되고, 상기 용량성 분류기는 신호의 대부분을 반사하기 위해 불연속적으로 동작하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  15. 제 8 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 구조물는 상당한 길이의 선로에 걸쳐 상기 전송 선로의 커패시턴스를 줄이며, 상기 전송 선로 섹션에 관한 양쪽 임피던스 단계에서 반사를 일으키는 저 임피던스를 가지는 전송 선로 섹션을 형성하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  16. 제 8 항에 있어서, 상기 종단부는 전기적 단락 및 전기적 개방부를 포함하는 그룹으로부터 선택된 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 이상기는 전압-구동되는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 이상기는 기계적 또는 전자-기계적으로 구동될 수 있는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  19. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 공통 구동 메카니즘 및 상기 제 2 공통 구동 메카니즘이 동일한 방향으로 이동하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  20. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 공통 구동 메카니즘 및 상기 제 2 공통 구동 메카니즘이 다른 방향으로 이동하는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 이상기 및 상기 복수의 신호 전력 스플리터가 대칭 피드에 배열되는 위상-조정 가능 안테나 피드 네트워크.
  22. 복수의 이상기 및, 상기 복수의 이상기와 연속하여 교대로 배치되는 복수의 전력 분배기를 포함하며;
    상기 각각의 이상기는 하나 이상의 반사-모드 이상기 및, 상기 반사-모드 이상기를 위한 입력 신호와 반사 신호를 분리하는 아이솔레이션 장치로 구성되고, 상기 각각의 스플리터는 두 개 이상의 네트워크 요소에 신호를 전달하는 위상-조정 가능 어레이.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 전력 분배기 및 상기 이상기를 결합하는 복수의 상호접속 섹션과, 복수의 안테나 요소를 부가로 포함하며,
    각각의 상호접속 섹션은 동일한 임피던스를 가지며, 상기 각각의 안테나 요소는 네트워크 요소에 결합되는 위상-조정 가능 어레이.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 복수의 이상기 중 하나 이상을 구동하는 콜렉티브 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 어레이.
  25. 제 22 항에 있어서, 상기 하나 이상의 네트워크 요소는 이상기, 전력 분배기 및 안테나 요소로 구성되는 그룹으로 부터 선택되는 위상-조정 가능 어레이.
  26. 제 22 항에 있어서, 제 1 방향의 이상기의 제 1 서브-어레이 구동용 제 1 공통 구동 메카니즘과,
    제 2 방향의 상기 복수의 이상기의 제 2 서브-어레이 구동용 제 2 공통 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 어레이.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 공통 구동 메타니즘과 상기 제 2 공통 구동 메카니즘이 결합되는 위상-조정 가능 어레이.
  28. 제 22 항에 있어서, 상기 반사-모드 이상기는 전송 선로를 통해서 신호를 수신하며,
    상기 전송 선로는 평행하게 배치되어 서로 관련하여 이격 형성된 하나 이상의 능동 선로 및 하나 이상의 접지 및, 일단에 종단부를 가지며,
    상기 반사모드 이상기는 상기 전송 선로를 따라 미끄럼 이동하는 도전성 구조물을 가지고 하나 이상의 상기 능동 선로와 하나 이상의 상기 접지중 하나 이상과 용량적으로 결합하며,
    상기 하나 이상의 도전성 구조물은 용량성 분류기로서 작용하여 입력 신호의 대부분을 반사하는 위상-조정 가능 어레이.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 전송 선로는 에어 서스펜디드 스트립선로 장치, 보드 서스펜디드 스트립선로 장치, 에어 서스펜디드 마이크로스트립 장치, 보드 서스펜디드 마이크로스트립 장치 및, 동일 평면상의 도파관 장치를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 위상-조정 가능 어레이.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 아이솔레이션 장치는 서큘레이터, 백워드 결합기 및 직각 하디브리드 장치로 구성된 그룹으로부터 선택되는 위상-조정 가능 어레이.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 복수의 이상기중 하나 이상을 구동하는 콜렉티브 구동 메카니즘을 부가로 포함하는 위상-조정 가능 어레이.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 전송 선로를 따라 이동하는 하나 이상의 도전성 구조물은 반사면을 이동시켜 신호의 위상을 이동 시키는 위상-조정 가능 어레이.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 전송 선로의 로컬 커패시턴스는 상기 용량성 분류기에서 증가되며, 상기 용량성 분류기는 신호의 상기 대부분을 반사하기 위해 불연속적으로 동작하는 위상-조정 가능 어레이.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 하나 이상의 도전성 구조물은 상당한 길이의 선로에 걸쳐 상기 전송 선로의 커패시턴스를 줄이며, 상기 전송 선로 섹션에 관해 양 임피던스 단계에서 반사를 일으키는 저 임피던스를 가지는 전송 선로 섹션을 형성하는 위상-조정 가능 어레이.
  35. 제 22 항에 있어서, 상기 복수의 이상기 및 상기 복수의 신호 전력 스플리터가 대칭 피드에 배열되는 위상-조정 가능 어레이.
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