KR20150085460A - 자가-치유 어레이 시스템 및 방법 - Google Patents

자가-치유 어레이 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

자가-치유 어레이에서 고장은: 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트를 검출하는 것(52); 고장 중인 고장 엘리먼트의 부분에 대해 보상하기 위해 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트를 자동-수정하는 것(62); 또는 자가-치유 어레이의 성능에 대해 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트가 고장일 때 자가-치유 어레이의 성능을 수정하는 것(72);에 의해 처리될 수 있다.

Description

자가-치유 어레이 시스템 및 방법{SELF-HEALING ARRAY SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 위상 어레이 시스템(phased array systems) 및 방법에 자가-치유 특성(self-healing properties)을 부가하는 것에 관한 것이다.
어레이의 자가-치유를 위한 현재의 접근은 어레이가 고장(failures)을 보상하기 위해 진단되고 재구성될 수 있기 전에 전형적으로 오프라인(offline)으로 되는 어레이를 필요로 한다. 이는 어레이가 어레이의 성능을 표준 이하로 야기할 수 있는 온라인에 있는 동안 어레이를 자가-치유하기 위해 중지-시간(down-time), 비용, 및 무능력(inability)을 초래할 수 있다. 다른 현재 자가-치유 어레이는 어레이를 자가-치유하기 위해 고가의 하드웨어를 부가하는 것의 필요성과 같은 다양한 형태의 문제들을 겪을 수 있다.
자가-치유 어레이 시스템 및 방법은 하나 이상의 현재의 자가-치유 어레이 또는 이용 방법 중 하나 이상의 문제를 극복하기 위해 필요로 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하기 위한 자가-치유 어레이 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
1실시예에 있어서, 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법이 개시된다. 하나의 단계에 있어서, 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트(failing element)는 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것에 의해 검출된다.
다른 실시예에 있어서, 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법이 개시된다. 하나의 단계에 있어서, 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트가 고장 엘리먼트의 부분에 대해 보상하기 위해 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것에 의해 자동-수정된다.
또 다른 실시예에 있어서, 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법이 개시된다. 하나의 단계에 있어서, 자가-치유 어레이의 성능은 자가-치유 어레이의 성능에 대해 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트가 고장일 때 수정된다.
본 발명의 범위는 오로지 첨부된 청구항들에 의해 정의되고 본 과제 해결 수단란 내의 언급에 의해 영향받지는 않는다.
도 1은 디지털-제어 위상-어레이 레이더(digitally-controlled phased-array radar)를 구비하는 시스템의 1실시예를 설명하는 블록도이다.
도 2는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 어레이 시스템을 위한 블록도의 1실시예를 예시한다.
도 3은 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법의 1실시예의 플로우차트를 예시한다.
도 4는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법의 1실시예의 플로우차트를 예시한다.
도 5는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법의 1실시예의 플로우차트를 예시한다.
1실시예에 있어서, 본 발명은 하나 이상의 T/R(transmit receive) 모듈의 저하 또는 손실을 겪은 디지털-제어 위상-어레이 레이더(digitally-controlled phased-array radar)의 비행중 자가-진단(self-diagnosis) 및 자가-치유를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 접근은 적극적인 이용에 있는 동안, 가능하게는 허용가능 성능 특성 내에서 동작의 몇몇 저하된 모드에 있는 동안 어레이의 유용성을 최대화하도록 T/R 모듈 저하 및/또는 고장을 보상하기 위해 진단(diagnostics), 고장 분류(failure classification), 자동 수정(auto-correction) 및 재구성의 여러 단계를 통합한다. 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 다양한 시스템 및 방법에서 이용될 수 있다.
도 1은 디지털-제어 위상-어레이 레이더를 구비하는 시스템(10)의 1실시예를 예시하는 블록도이다. 시스템(10)은 다수의 엘리먼트(14, 16), 프로세서(18), 메모리(20), 및 프로그래밍 코드(22)를 구비하는 자가-치유 어레이(self-healing array; 12)를 포함한다. 간단화를 위해 단지 2개의 엘리먼트(14, 16)만을 도시하였지만, 자가-치유 어레이(12)는 소정 수의 엘리먼트(14, 16)를 포함할 수 있다. 엘리먼트(14)는 안테나(24), 증폭기 모듈(26), 및 드라이버 모듈(28)을 포함한다. 안테나(24)는 레이더 신호(radar signal)를 전송 및 수신하도록 구성된다. 증폭기 모듈(26)은 안테나(24)와 전자 통신(electronic communication)에 있게 된다. 증폭기 모듈(26)은 레이더 신호를 전송하기 위한 전력 증폭기(power amplifiers), 되돌아오는 레이더 신호를 수신하기 위한 저-잡음 증폭기(low-noise amplifiers), 안테나 엘리먼트에 증폭기를 연결하는 스위치, 및 데이터, 진단 및 제어 라인을 포함한다. 증폭기 모듈(26)은 감지, 진단, 제어 및 용장의 목적을 위한 부가적 구성요소 및 회로를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 증폭기 모듈(26)은 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 드라이버 모듈(28)은 증폭기 모듈(26)과 전자 통신에 있게 된다. 드라이버 모듈(28)은 증폭기 모듈(26)을 제어한다.
엘리먼트(16)는 교정 포트(calibration port; 30), 증폭기 모듈(32), 및 드라이버 모듈(34)을 포함한다. 교정 포트(30)는 일반적 전송/수신 어레이 엘리먼트를 교정(calibrating)하기 위해 특별히 설계된 특정 안테나 엘리먼트이다. 1실시예에 있어서, 교정 포트(30)는 단순한 다이오드 안테나 엘리먼트(diode antenna element)이다. 다른 실시예에 있어서, 교정 포트(30)는 변경될 수 있다. 증폭기 모듈(32)은 일반적 전송/어레이 엘리먼트를 교정하는 목적을 위한 교정 포트(30) 안테나를 구동시키기 위해 특별히 설계된 증폭기 모듈이다. 따라서, 이는 전송 및 수신 증폭기를, 일반적 전송/어레이 엘리먼트를 초과하고, 허용오차를 정밀하게 교정하여 증폭기의 성능이 전송/어레이 엘리먼트의 성능의 판독이 "참(true)"으로서 간주되어지도록 충분하게 높은, 성능 특성(예컨대, 민감도(sensitivity), 잡음 특징(noise figure), 출력 전력(output power), 안정성(stability), 수명(lifetime))과 통합한다. 드라이버 모듈(34)은 증폭기 모듈(32)을 제어하기 위해 특별히 설계된 디지털 드라이버 모듈로서, 교정 행위(calibration activities)(예컨대, 전송 및 수신 경로에 대해 더 광범위한 제어 및 범위, 고도로 민감한 수신 경로, 및 진폭 및 위상 제어의 더 큰 정밀도)를 위해 요구되는 동작의 모드를 통합한다.
프로세서(18)는 엘리먼트(14, 16) 및 메모리(20)와 전자 통신에 있게 된다. 메모리(20)는 프로세서(18)를 실행하는 프로그래밍 코드(22)를 포함한다. 프로그래밍 코드(22)는 자가-치유 어레이(12)의 고장을 처리하기 위해 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된다. 프로그래밍 코드(22)에 따르는, 프로세서(18)는 엘리먼트(14, 16) 및 자가-치유 어레이(12)에 대해 명령(instructions)을 제공하도록 구성된다. 프로세서(18)는 드라이버 모듈(28, 34)을 제어하도록 구성된다. 시스템(10)은 자가-치유 어레이(12)에서의 고장을 처리하기 위해 본 발명의 방법을 구현하도록 구성된다. 다른 실시예에 있어서, 시스템(10)의 하나 이상의 구성요소는 형태, 수 또는 기능에서 변할 수 있고, 시스템(10)의 하나 이상의 구성요소는 없을 수 있으며, 또는 시스템은 하나 이상의 부가적 구성요소를 포함할 수 있다. 본 발명의 방법이 일반적으로 디지털-제어 위상-어레이 레이더들에 적용할 수 있음에도 불구하고, 그 주요 실시예는 잘 확립되지 않은 신뢰성(reliability) 특징을 갖는 하드웨어 기술을 이용해서 이루어진 독립적으로 제어가능한 "T/R(transmit/receive)" 엘리먼트를 구비하는 레이더(radar)를 위해 설계된 소프트웨어 및 하드웨어이다.
도 2는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 어레이 시스템(40)에 대한 블록도의 1실시예를 예시한다. 어레이 시스템(40)은 도 1의 시스템(10)을 이용할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 어레이 시스템(40)은 다양한 시스템 또는 방법을 이용할 수 있다. 어레이 시스템(40)은 어레이 제어 서브시스템(array control subsystem; 42), 진단 서브시스템(diagnostics subsystem; 44), 자동-수정 서브시스템(auto-correction subsystem; 46), 및 어레이 재구성 서브시스템(array reconfiguration subsystem; 48)을 구비하여 구성된다. 어레이 제어 서브시스템(42)은 진단 서브시스템(44), 자동-수정 서브시스템(46) 및 어레이 재구성 서브시스템(48)을 포함하는 어레이 시스템(40)의 자가-치유 서브시스템의 주기적 실행(periodic execution)을 포함하는 어레이 시스템(40)의 전체 동작을 관리하기 위해 구성된다.
진단 서브시스템(44)은 어레이 시스템(40)의 각 개별 어레이 엘리먼트의 고장을 모니터하고, 검출하며, 진단하도록 구성된다. 모니터링하기 위한 예시적 방법은 그 전력 라인의 DC 전류 및 전압, 표면 및 주변 온도, 및 그 증폭기의 출력 전력 및 위상과 같은 관찰가능한 것을 샘플링하도록 매립된 센서를 이용하는 알고리즘을 포함한다. 검출하기 위한 예시적 방법은 고장으로 고려되는 정도에 대해 기준을 넘는 편차를 갖는지를 결정하기 위해 샘플링된 값을 기준 (기초) 값(reference (baseline) values)에 대해 비교하는 알고리즘을 포함한다. 진단하기 위한 예시적 방법은 야기될 수 있는 고장의 형태를 결정하기 위해, 고장뿐만 아니라 다른 상황 데이터(contextual data)를 검출하기 위해 이용되었던 값을 분석하는 알고리즘을 포함한다. 고장의 형태는 어레이 시스템(40)의 성능에 대한 그들의 충격 및 그들의 관찰가능한 특성에 따라 고장을 그룹화하는 분류 모델(classification model)을 이용해서 식별된다. 고장의 분류는 자가-치유의 이어지는 단계에서 취해진 행위를 안내한다.
더욱 특정한 예가 엘리먼트의 PA(Power Amplifier)의 고장을 모니터링하는 것, 검출하는 것, 및 진단하는 것의 문맥으로 제공된다. PA의 출력 전력 고장은, 그 트랜지스터의 드레인 전류(drain current)에서의 편차(deviations)를 검출하는 것에 의해, 간접적으로, 진단될 수 있다. 이전의 PA 전력 출력 고장(power output failures)의 데이터로부터 생산된 모델은 드레인 전류에서의 강하(drop)가 PA 출력 전력에서의 강화와 상관됨을 나타낸다. 이는 또한, 엘리먼트 상의 전력 검출 센서(예컨대, 엘리먼트와 그 안테나 피드(antenna feed) 간의 인터페이스에서 출력 전력을 측정하는 GaN 칩 상의 마이크로스트립 기반 센서(microstrip based sensors)), 또는 어레이 애퍼처(array aperture)에 매립된 엘리먼트의 안테나에 가까운 유사한 전력 센서를 이용해서 출력 전력에서의 편차를 검출하는 것에 의해, 직접적으로, 진단될 수 있다. PA의 출력 위상 고장(output phase failure)은, 엘리먼트 상에 또는 어레이 애퍼처에 매립된 센서를 이용해서, 직접적으로, 진단될 수 있다. 이는 또한, 출력 전력(output power)에서의 편차가 출력 위상(output phase)에서의 편차와 상관됨을 나타내는 이전의 PA 전력 출력 고장으로부터의 데이터로부터 생산된 모델로부터, 간접적으로, 검출될 수 있다.
자동-수정 서브시스템(46)은 그 원래의 성능 사양의 범위 내에서, 또는 어레이의 상태 및 동작에 따른 허용가능한 성능의 범위 내에서 그 성능을 발휘하도록 설계된 고장난 엘리먼트의 입력 및 제어 파라미터에 대한 조정(adjustments)을 선택 및 관리하도록 구성된다. 자동-수정을 위한 예시적 방법은, 진단 서브시스템(44)으로부터의 고장 데이터와 어레이 내의 엘리먼트의 동작 상황이 주어지면, 엘리먼트의 하나 이상의 "조율가능(tunable)" 파라미터를 선택하고 성능 편차에 대해 수정하도록 그들을 조정하는, 알고리즘을 포함한다. 엘리먼트의 조율가능 파라미터는 엘리먼트 증폭기의 바이어스 전압, 엘리먼트의 입력 및 출력 경로에서 위상 시프터(phase shifters)와 감쇠기(attenuators)의 설정, 및 가변 온도 제어의 설정과 같은 제어 파라미터를 포함한다. 엘리먼트의 조율가능 파라미터는 또한 입력 신호의 전력과 같은 입력 파라미터를 포함한다.
어느 파라미터를 고르는가의 선택 및 어떠한 조정이 만들어지는가는, 예컨대 연구실-기반 실험 또는 기계-학습(machine-learning)으로부터의 기술을 이용하는 현장에서의 "학습(learned)"에서 수집된 데이터로부터 실증적으로 추출된 모델을 기초로 할 수 있다. 그들은 또한, 예컨대 수리 물리학으로부터의 도구 또는 물리학-기반 시뮬레이션 도구를 이용해서 추출된 이론적 모델을 기초로 할 수 있다. 더욱이, 이들 알고리즘은, 엘리먼트의 성능에 대해 그들의 충격에 대해 피드백 없이 조정을 적용하는, "개방-루프(open-loop)", 또는 진단 서브시스템(44)의 성능 센서로부터 샘플 데이터의 형태로 피드백을 이용해서 조정을 적용하고 조정의 최적(optimal)의, 또는 허용가능한 차선(sub-optimal)의, 세트를 발견하기 위해 반복 최적화 알고리즘(iterative optimization algorithms)을 적용하는, "폐쇄-루프(closed-loop)"를 실행할 수 있다.
더욱 특정한 예가 최대 전력 출력에서 강하를 초래하는 PA의 전력 단계에서의 고장을 수정하기 위해 조정을 적용하는 폐쇄-루프, 피드백-기반, 자동-수정 알고리즘의 형태이다. 여기서, 알고리즘은, 진단 서브시스템(44)의 전력 및 위상 센서로부터 수집된 샘플이 PA의 전력 출력이 관심있는 측정기준(metrics)(예컨대, 전력(power) 및 왜곡(distortion))을 위한 허용할 수 있는 사양 내에 대해 조정됨을 결정하면, PA의 출력 단계에서 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압을 조정하기 위해 먼저 시도한다. 게이트 바이어스 전압을 조정하는 것을 실패하면, 이때 알고리즘은 출력 경로에서 캘리브레이션(calibration) 및/또는 빔 감쇠기(beam attenuators)의 설정을 조정하도록 되돌아간다. 감쇠기를 조정하는 것을 실패하면, 이때 알고리즘은 PA의 출력 단계에서의 트랜지스터의 드레인 전압을 조정하도록 되돌아간다. 모든 이들 조정이 허용가능한 사양 내에서 PA의 출력 전력을 가져오는데 실패하면, 이때 최저 파괴 설정(least destructive settings)이 선택되고 서브시스템은 "저하(degraded)" 모드에서 동작하는 것으로 어레이를 플래그(flag)한다.
어레이 재구성 서브시스템(48)은 그 원래의 성능 사양 내, 또는 그 상태 및 동작에 따른 허용가능 성능의 범위 내에 대해 어레이의 성능을 가져오는 것의 목적으로 고장난 자동-수정인 하나 이상의 엘리먼트에 대해 보상하도록 어레이의 입력 및 제어 파라미터에 대한 조정을 선택 및 관리하도록 구성된다. 어레이 재구성을 위한 예시적 알고리즘은 그들이 적용된 시퀀스에 따라: (1) 온라인 재구성 알고리즘(online reconfiguration algorithms); (2) 크립-모드 재구성 알고리즘(crippled-mode reconfiguration algorithms); (3) 및 오프라인 재구성 알고리즘(offline reconfiguration algorithms);의 3개의 그룹으로 분류될 수 있다.
온라인 재구성 알고리즘은, 최적성(optimality)의 가능한 비용에서, 어레이의 정상 동작을 방해하는 것 없이 엘리먼트 고장을 보상하기 위해 최소 대기시간(minimal latency)으로 어레이 파라미터를 조정하도록 시도한다. 온라인 재구성 알고리즘이 실패하면, 이때 어레이는 "크립-모드(crippled-mode)"에서 동작하는 것으로서 분류되고, 그에 의해 어레이는 동작 상황의 요구에 대해 유용한 성능을 제공하지만, 하용할 수 있는 성능 사양을 벗어난다. 크립-모드 재구성 알고리즘은 어레이 오프라인을 취하는 것을 요구하지 않는 조정의, 최적의, 또는 허용가능한 차선의 세트를 찾기 위해 최적화 기술(optimization techniques)을 적용하는 것에 의해 어레이 파라미터를 조정하도록 시도한다(예컨대, 그들은 그 동작 상황의 정도에 대한 어레이의 성능과 간섭하는 것 없이 어레이와 병렬로 실행할 수 있다). 크립-모드 재구성 알고리즘이 어레이의 동작 상황을 위한 허용할 수 있는 시간 윈도우(tolerable time window) 내에서 크립-모드를 벗어나 어레이를 가져오는데 실패하면, 이때 어레이는 "실패(failed)"로서 분류되고 오프라인을 취한다. 오프라인 재구성 알고리즘은 어레이에 대한 억세스 상의 제한 없이 조정의 최적의, 또는 허용가능 차선의 세트를 찾기 위해 최적화 기술을 적용하는 것에 의해 어레이 파라미터를 조정하도록 시도한다(예컨대, 그들은, 모든 입력, 진단 및 제어 서브시스템을 포함하는, 어레이의 이용가능한 리소스의 전체 이용을 요구할 수 있다).
어레이 재구성 알고리즘에 의한 조정을 위해 목표로 되는 어레이 파라미터는, 예컨대 어레이의 각 엘리먼트를 위한 감쇠기 및 위상 시트터 설정, 각 엘리먼트의 동작 상태(예컨대, 완전하게-온(fully-on), 완전하게-오프(fully-off), 전송만(transmit-only), 수신만(receive-only) 등) 또는 엘리먼트의 그룹(예컨대, 서브-어레이 온/오프), 및 입력 신호의 특성(예컨대, 전력 레벨(power level), 변조(modulation), 코딩(coding) 등)을 포함한다. 온라인 재구성 알고리즘의 특정 예는 단순한 규칙-세트(rule-sets)에 따른 감쇠기 및 위상 시프터 설정에 대해 조정을 적용하는 휴리스틱 보상 알고리즘(heuristic compensation algorithm)을 포함한다. 예컨대, 엘리먼트의 PA의 출력 전력의 저하는 고장난 엘리먼트를 통해 지나가는 벡터를 따라 정렬되고 관심있는 평면에 대해 수직(normal)인 엘리먼트의 이웃(neighbors)의 출력 전력의 비례하는 증가(예컨대, 감쇠를 감소시키는 것)에 의해 관심있는 평면(예컨대, 방위각(azimuth), 고도(elevation))에 대해 보상될 수 있다. 예컨대, 관심있는 평면이 방위각이면, 이때 고장난 엘리먼트의 전력이 고도 평면(elevation plane)에서 고장난 엘리먼트의 바로 위 및 아래에 있는 이웃들에 대해 동등하게 분할되고 부가되면(예컨대, 그들은 방위각 평면에서 동일한 포인트로 투사된다), 이때 방위각 평면에서 어레이 방사 패턴(array radiation pattern)은 거의 완벽한 결과(near-perfect results)로 수정될 수 있다. 이러한 조정은, 차선의 결과의 비용에서, 매우 작은 대기시간으로 적용될 수 있다.(예컨대, 방위각 평면에서의 수정은 고도 및 인터 카디널 평면(inter-cardinal planes)에서 왜곡(distortion)을 초래한다).
크립-모드 재구성 알고리즘의 특정 예는 사양 내에 있는 합성된 방사 패턴(synthesized radiation pattern)을 초래하는 빔 웨이트(beam weights)의 세트를 찾기 위해 노력하는 확률적 검색 알고리즘(stochastic search algorithm)을 실행하는 것이다. 이러한 재구성 알고리즘은 또한, 예컨대 어레이의 존재하는 내장 자기- 테스팅 특징(built-in self-testing features)을 이용하는 것에 의해, 어레이로부터 실제 측정된 데이터를 기초로 어레이 합성(array synthesis)을 반복적으로 조정할 수 있다. 리소스 제한이 주어지면, 크립-모드 재구성 알고리즘은, 호스트 프로세서 상에서와 같은, 메인 어레이 프로세서에 대해 병렬로 다른 프로세서 상에서 실행될 수 있음이 예상된다. 대안적으로, 이들 알고리즘은 충분한 리소스가 특정화된 임무의 기간에 걸쳐 합당한 진행을 만들도록 이용가능하다면 펄스(pulses) 간의 어레이 프로세서에서 실행될 수 있다. 오프라인 재구성을 위한 특정 알고리즘은 알고리즘의 결과를 안내하고 측정하기 위해 내장 자기-테스트 모드의 전체 보완(complement)을 이용해서 빔 웨이트의 리소스 집중적 학률적 최적화(resource intensive stochastic optimization)를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 도 2의 어레이 시스템(40)은 기능이 변경될 수 있는 다양한 서브시스템을 포함할 수 있다.
도 3은 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법(50)의 1실시예의 플로우차트를 예시한다. 도 1의 시스템(10) 또는 도 2의 어레이 시스템(40)은 방법(50)을 구현하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 다양한 시스템이 이용될 수 있다. 1실시예에 있어서, 방법(50)은 도 2의 어레이 시스템(40)의 진단 서브시스템(44)에서 구현될 수 있다. 단계(52)에 있어서, 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트는 온라인 동안 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것에 의해 검출된다. 1실시예에 있어서, 단계(52)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, 단계(52)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 직류(direct current)를 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(52)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 온도를 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(52)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 출력 위상을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다. 부가적인 실시예에 있어서, 단계(52)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 출력 전력을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 방법(50)의 하나 이상의 단계는 물질 또는 순서에서 변경될 수 있고, 방법의 하나 이상의 단계는 따르지 않을 수 있으며, 하나 이상의 부가적인 단계가 부가될 수 있다.
도 4는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법(60)의 1실시예의 플로우차트를 예시한다. 도 1의 시스템(10) 또는 도 2의 어레이 시스템(40)은 방법(60)을 구현하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 다양한 시스템이 이용될 수 있다. 1실시예에 있어서, 방법(60)은 도 2의 어레이 시스템(40)의 자동-수정 서브시스템(46)에서 구현될 수 있다. 단계(62)에서, 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트는 온라인에서 동작하는 동안 고장 엘리먼트의 부분을 보상하기 위해 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것에 의해 자동-수정된다. 1실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈을 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 직류를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나의 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나의 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 부가적 실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 온도를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, 단계(62)는 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 방법(60)의 하나 이상의 단계는 물질 또는 순서에서 변경될 수 있고, 방법의 하나 이상의 단계는 따르지 않을 수 있으며, 하나 이상의 부가적인 단계가 부가될 수 있다.
도 5는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법(70)의 1실시예의 플로우차트를 예시한다. 도 1의 시스템(10) 또는 도 2의 어레이 시스템(40)은 방법(70)을 구현하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 다양한 시스템이 이용될 수 있다. 1실시예에 있어서, 방법(70)은 도 2의 어레이 시스템(40)의 자동-수정 서브시스템(46)에서 구현될 수 있다. 단계(72)에서, 자가-치유 어레이의 성능에 대해 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트가 고장일 때 자가-치유 어레이의 성능이 수정된다. 1실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 온라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 크립-모드 재구성(crippled-mode reconfiguration)을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 오프라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 부가적 실시예에 있어서, 단계(72)는 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다. 또 다른 실시예에 있어서, 방법(70)의 하나 이상의 단계는 물질 또는 순서에서 변경될 수 있고, 방법의 하나 이상의 단계는 따르지 않을 수 있으며, 하나 이상의 부가적인 단계가 부가될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 도 1 및 도 2의 시스템(10, 20) 및 도 3, 도 4 및 도 5의 방법(50, 60, 70) 중 어느 것은 자가-치유 어레이에 대해 소정 수 또는 순서로 결합될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 다양한 시스템 및 방법이 어레이를 자가-치유하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예는 현재의 자가-치유 어레이 시스템 및 방법을 넘는 이하의; 자가-치유 어레이가 최소 부가된 하드웨어로 온라인에서 자가-치유될 수 있도록 하고; 첫 째로 어레이가 온라인에 있고 작동하고 있는 동안, 그리고 둘 째로, 단지 필요하다면, 어레이가 최소 부가된 하드웨어로 오프라인에 있는 동안, 자가-치유 어레이가 자가-치유의 다중 단계를 따를 수 있도록 하며; 자가-치유 어레이가 차선의 성능이 대안을 넘어 바람직할 때 저하된 모드 동작에서 동작할 수 있도록 하는; 이점 중 하나 이상을 갖을 수 있거나, 하나 이상의 다른 이점을 갖을 수 있다.
더욱이, 본 발명은 이하의 조항에 따른 실시예를 구비하여 구성된다:
조항 1.
자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법이:
고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트를 검출하는 단계를 갖추어 이루어진다.
조항 2.
조항 1의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것이 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 3.
조항 1의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것이 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 직류를 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 4.
조항 1의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것이 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 온도를 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 5.
조항 1의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것이 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 출력 위상을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 6.
조항 1의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 모니터링하는 것이 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 출력 전력을 모니터링하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 7.
자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법으로: 고장 중인 고장 엘리먼트의 부분에 대해 보상하기 위해 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트를 자동-수정하는 단계를 갖추어 이루어진다.
조항 8.
조항 7의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈을 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 9.
조항 7의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 직류를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 10.
조항 7의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 11
조항 7의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 12
조항 7의 방법으로, 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 온도를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 13.
조항 7의 방법으로,
고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 14.
자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법으로, 자가-치유 어레이의 성능에 대해 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트가 고장일 때 자가-치유 어레이의 성능을 수정하는 단계를 갖추어 이루어진다.
조항 15.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 온라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 16.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 크립-모드 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 17.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 오프라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 18.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 19.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
조항 20.
조항 14의 방법으로, 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어진다.
초록은 독자가 기술적 개시의 속성을 빠르게 확인할 수 있도록 한다. 이는 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 이용되지 않는다는 이해에 따라 제출된다. 더욱이, 상기한 상세한 설명에 있어서, 다양한 특징이 본 발명을 간소화하는 목적을 위해 다양한 실시예에서 함께 그룹지워질 수 있음을 알 수 있다. 이러한 발명의 방법은 청구된 실시예가 각 청구항에서 특별히 열거된 것 보다 더 많은 특징을 요구하는 의도를 반영하는 것으로서 해석되지는 않는다. 오히려, 이하의 청구항들이 반영하는 바와 같이, 발명의 주제는 단일의 개시된 발명의 모든 특징 보다 적다. 따라서, 이하의 청구항들은 그에 의해 상세한 설명에 통합되고, 각 청구항은 분리적으로 청구된 주제로서 그 자체로 주장된다.
여기에 개시된 본 주체의 특정 측면이 도시되고 설명되는 동안, 여기서의 교시를 기초로, 변경 및 변형이 여기에 개시된 주제로부터 벗어나는 것 없이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이고, 따라서 첨부된 청구항들은 여기에 개시된 주제의 진정한 범위 내에 있는 바와 같이 그 범위 내에서 이러한 모든 변경과 변형을 포함한다. 더욱이, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의됨이 이해된다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들 및 그들의 등가물에 의해서만 제한되는 것은 아니다.

Claims (14)

  1. 고장 중인 고장 엘리먼트의 부분에 대해 보상하기 위해 고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 고장 엘리먼트를 자동-수정하는 단계(62)를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법(60).
  2. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈을 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 직류를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 적어도 하나 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 온도를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    고장 엘리먼트의 특성을 조정하는 것은 고장 엘리먼트의 증폭기 모듈의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  8. 자가-치유 어레이의 성능에 대해 고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것에 의해 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트가 고장일 때 자가-치유 어레이의 성능을 수정하는 단계(72)를 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법(70).
  9. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 온라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 크립-모드 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 오프라인 재구성을 수행하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 감쇠기를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 위상 시프터를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    고장난 자가-치유 어레이의 하나 이상의 엘리먼트의 충격을 검출하고 모델링하는 것은 자가-치유 어레이의 적어도 하나의 입력 신호를 조정하는 것을 갖추어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가-치유 어레이에서 고장을 처리하는 방법.
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