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KR20220023765A - 우주에서의 구조물용 열 관리 시스템 - Google Patents

우주에서의 구조물용 열 관리 시스템 Download PDF

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KR20220023765A
KR20220023765A KR1020217040014A KR20217040014A KR20220023765A KR 20220023765 A KR20220023765 A KR 20220023765A KR 1020217040014 A KR1020217040014 A KR 1020217040014A KR 20217040014 A KR20217040014 A KR 20217040014A KR 20220023765 A KR20220023765 A KR 20220023765A
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KR
South Korea
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antenna assembly
antenna
solar
layer
heat
Prior art date
Application number
KR1020217040014A
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English (en)
Inventor
라이언 디. 아너
하비에르 헤르난데즈 바울센
후이원 야오
아담 에이치. 할페린
아벨 아벨란
Original Assignee
에이에스티 앤 사이언스, 엘엘씨
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Filing date
Publication date
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Abstract

안테나 조립체는 태양 전력을 생성하는 하나 이상의 태양 전지들을 가지는 태양층과, 태양층에 의하여 생성된 태양 전력을 이용하는 전자 부품을 가지고 태양층에 연결된 안테나층, 및 안테나 조립체에서 국부적으로 열을 소비하는 열 소비 기구를 가진다. 많은 수의 안테나 조립체들이 연결되어 안테나 어레이를 형성하고 각각의 안테나 조립체에서 열이 국부적으로 생성되고 각각의 안테나 조립체에서 국부적으로 소비된다.

Description

우주에서의 구조물용 열 관리 시스템
본 출원은 2019년 5월 15일에 출원된 미국 출원 제62/848317호, 2020년 2월 13일 출원된 스페인 출원 제202030125호, 및 2020년 2월 18일 출원된 미국 출원 제62/978,081호의 우선권의 이익을 주장한다. 이 출원은 또한 2020년 2월 13일 출원된 스페인 출원 제202030123호, 2020년 2월 13일 출원된 스페인 출원 제202030124호, 및 2020년 2월 18일 출원된 미국 출원 제62/977,864호, 및 2020년 2월 18일 출원된 미국 출원 제62/977,860호에 대해 우선권을 주장한다. 이들 출원들의 내용은 전체적으로 여기 참조를 위하여 의존되고 포함된다. 본 출원은 추가로 참고로 2020년 5월 15일에 출원된 저 지구 궤도 기계적인 전개 구조라는 명칭의 미국 출원 제 호와, 2020년 5월 15일에 출원된 우주 구조물용 열 관리 시스템이라는 명칭의 미국 출원 제 호의 내용을 참고로서 추가로 통합한다.
미국 특허 제9,973,266호와 미국 특허공개공보 제2019/0238216호는 큰 어레이를 형성하기 위하여 다수의 소형 위성 안테나 조립체를 우주에서 조립하기 위한 시스템을 도시한다. '266 특허의 전체 내용은 여기 참고를 위하여 포함된다. '266 특허에 개시된 바와 같이, 도 1a와 도 1b는 소형 위성(302)들의 어레이(300)와 중심 또는 제어 위성(200)을 가지는 위성 통신 시스템(100)을 도시한다. 소형의 위성(302)은 지구 상의 지국 수신 범위(400) 내의 단부 사용자(500)와 통신하고, 또한 제어 위성(200)과 통신하며, 이는 다시 기지국의 게이트웨이(600)에 통신한다. 소형 위성(302)은 각각, 예컨대, 처리 장치(예컨대, 프로세서 또는 콘트롤러) 및 하나 이상의 안테나 요소들을 포함한다. 그리고 제어 위성(200)은 처리 장치와 하나 이상의 안테나 또는 안테나 요소들을 포함할 수 있다.
안테나 조립체를 손상시킬 수 있는 과도한 온도와 넓은 온도 변화를 피하기 위하여 주간 및 야간 동안을 포함해서, 전개 및 작동 동안 온도의 균형을 이루는 안테나 조립체가 제공된다. 안테나 조립체를 과도한 열로부터 방지하기 위하여 주간 동안 온도는 분산된다. 우주에서 온도가 낮을 때 야간 동안 온도는 유지된다.
도 1a, 도 1b는 종래의 구조물 어레이를 도시한다.
도 2는 안테나 요소없이 안테나 조립체의 RF측의 사시도이며;
도 3은 안테나 요소를 구비한 안테나 조립체의 RF측의 사시도이며;
도 4는 안테나 조립체의 태양측의 사시도이며;
도 5는 안테나 조립체의 블록도이다.
도면들의 개시의 예시적인, 비제한적인 실시예들에서, 특수한 용어는 명확성을 위하여 사용될 것이다. 그러나, 본 명세서에서는 이와 같이 선택된 특수한 용어들에 한정하려는 것이 아니고, 그리고 각각의 특수한 용어는 유사한 목적을 달성하기 위하여 유사하게 작동하는 모든 기술 용어들을 포함하는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 여러 실시예들은 예시적인 목적으로 설명되나, 이러한 개시는 도면들에 구체적으로 개시되지 않은 다른 형태들로서 구현될 수 있음이 이해될 것이다.
도면들을 참조하면, 도 2-5는 여기서 안테나 조립체(310)인, 본 발명의 하나의 예로서의 실시예에 따라 구조상의 조립체를 도시한다. 안테나 조립체(310)는 도 1a, 1b의 위성 통신 시스템(100)과 같은, 임의의 위성 시스템에 이용될 수 있다. 안테나 조립체(310)는 또한 홀로 또는 안테나 또는 통신과는 다른 목적으로 별개로 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 안테나 조립체(310)는 우주에서 거대한 안테나 어레이를 형성하기 위하여 복수의 안테나 조립체들과 결합하여 이용되도록 구성된다. 개별적인 안테나 조립체(310)들은 많은 수로 함께 구조적으로 및/또는 전기적으로 결합되어 도 1a, 도 1b의 어레이와 같은 우주에서의 거대 구조물을 형성한다. 어레이는 수납 구조 또는 저장 구조, 및 전개 구조 또는 작동 구조를 가진다. 복수의 안테나 조립체들이 수납 구조로 우주로 운반된다. 수납 구조에서, 안테나 조립체(310)들은 적층식으로 서로 위에 접혀진 것과 같은 콤팩트한 배치로 있다. 일단 우주에서, 안테나 조립체들은 전개된 구조로 이동되고 여기서 안테나 조립체들은 서로에 대해 펼쳐지고 외측으로 확장되어 실질적으로 서로 편평해진다. 각각의 위성 어레이는 하나 이상의 커넥터(372)들에 의하여 함께 기계적으로 연결되는 복수의 위성 모듈 조립체들(310)을 가진다. 복수의 위성 모듈 조립체들은 우주에서 연결되어 단일의 궤도 경사 및/또는 단일 구멍을 가지는 단일의 거대한 위상 어레이를 형성할 수 있다.
안테나 조립체(310)는 제1 외부층(320), 중간층(350), 및 제2의 외부층(380)을 가진다. 제1의 외부층(320)은 안테나 요소들을 유지하는 알루미늄 리플렉터이고, 때로 여기서 RF(무선 주파수)층 또는 안테나층으로 불린다. 중간층(350)은 경량의 단단한 허니컴과 같은 지지 구조물이다. 제2 외부층(380)은 태양으로부터 태양 에너지를 수집하는 하나 이상의 태양 전지를 가지는 태양 패널로서, 때로 여기서 태양층으로 불린다. 안테나 조립체(310)는 RF층(320)에 대해 지구에 가장 근접하도록 구성되므로 안테나 요소들은 어떤 간섭이나 장애 없이(즉, 안테나 조립체에 의한 어떤 물리적 저촉 없이, 그리고 안테나 조립체에서 다른 전자 장치들로부터 아무런 전기 간섭 없이, 또는 간섭이 감소되면서) 지상의 사용자 디바이스와 최선으로 통신하도록 천저(Nadir)에 향한다(지구를 향하는). 또한, 태양층(380)은 천정을 향하고(지구로부터 멀리 향하는) 태양으로부터 태양 에너지를 수집하고 안테나 조립체(310) 위의 전자 부품을 구동하기 위하여 이용될 수 있는 태양 에너지로부터 전력을 생성한다.
각각의 안테나 조립체(310)는 회로나 부품 조립체(360)(도 5) 및 구조 조립체(도 2-4)를 가진다. 부품 조립체(360)는 안테나(332)와, 전자 회로를 포함한다. 전자 회로는,예컨대, 프로세서(362), 케이블(366), FEM(370)과 같은 처리 장치, 및/또는 배터리 또는 배터리(364)들과 같은 전력 공급원을 포함하는 다양한 하나 이상의 전자 부품을 포함할 수 있다. 구조 조립체는 부품 조립체(360)를 내장하고 지지하며 예컨대 외부층(320, 380), 중간층(350), 및 첨부의 구조 부재들을 포함할 수 있다. 어떤 요소들은 회로 조립체의 일부로서 설명되고, 다른 부재들은 구조 부재들의 일부로서 설명되지만, 요소들은 다른 조립체의 일부 또는 회로 조립체와 구조 조립체의 모두로 생각될 수 있다.
RF층(320)
RF 층(320)은 도 2, 3에 가장 잘 도시되었다. RF 층(320)은 본체(322)를 가지며 다른 위성, 기지국, 또는 지구 위의 사용자 디바이스와의 통신을 위하여 사용되는 복수의 안테나(332)를 수용한다. 본체(322)는 네 측면(324a, 324b, 324c, 324d)들, 외부로 향하는 면(328) 및 내부로 향하는 면(326)을 구비한 직사각형 또는 정사각형 형상을 가진다. 본체(322)는 얇은 전도성 판으로 형성되고 경량이다. 일 예에서, 본체는 안테나 접지를 형성하기 위하여 알루미늄으로 제조된다. 하나 이상의 안테나(332)들이 본체(322)에 장착된다. 본체(322)는 안테나(332)들이 본체(322)에 장착되도록 충분한 구조물과 지지를 제공하나, 여전히 경량이다. RF층(320)은 또한 안테나 조립체(310)를 관통하여 열을 분산하도록 열 리플렉터로서 작동한다.
RF층(320)의 본체(322)에는 하나 이상의 리세스 또는 포켓(330)이 제공된다. 도면들에 도시된 예로서의 실시예에는, 여기 4x4 어레이로서 도시된, 열 및 컬럼들로 정렬되는 복수의 포켓(330)들이 구비된다. 포켓(330)들은 외향면(328)으로부터 내향면(326)을 향하여 내측으로 연장한다. 따라서, 포켓(330)들은 본체(322)의 외향면(328)에 리세스를 형성하고, 본체의 내향면(326)으로부터 다소 외측으로 돌출한다. 포켓(330)들은 도 3 도시와 같은 팔각형 형상이거나, 정사각형(도 2 도시와 같은), 직사각형 또는 원형과 같은 소정의 적절한 형상을 가질 수 있다.
여기서 4x4 어레이의 16개의 안테나(332)인 안테나(332)의 어레이를 형성하기 위하여 안테나(332)가 각각의 포켓(330) 내에 수용되어 장착된다. 안테나(332)들은 인쇄회로판과 같은 기판을 가질 수 있으며, 기판 위에 하나 이상의 안테나 요소들이 장착된다. 안테나 요소들은 안테나 조립체(310)에/로부터 신호, 예컨대, RF 신호를 송수신하여 통신한다. 도 3의 예에서, 용도에 따라 더 많거나 더 적은 안테나들이 제공될 수 있지만, 각각의 안테나(332)는 서로 상호 연결된 네 개의 안테나 요소들을 가진다. 안테나(332)들은 포켓(330) 리세스를 충진하고 RF층(320)의 외향면(328)에 맞닿도록 정렬된다. 따라서, 안테나 요소들은 RF층(320)의 외향면(328)으로부터 외측으로 향해지고, 이는 또한 전체 안테나 조립체(310)의 외면이다.
외향면(328)은 실질적으로 평면이므로, 안테나 요소들 또한 서로 평면이다. 복수의 안테나(332)로부터의 복수의 안테나 요소들은 모두 방해나 간섭없이 지구를 향한다. 안테나 조립체(310)가 복수의 안테나 조립체의 어레이에서 연결될 때, 안테나 요소들은 서로 그리고, 실질적으로 평면인, 전체 안테나 조립체 어레이의 안테나 요소들과 결합하여 우주에서 거대한 안테나 구조물을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전개 구조에서 안테나 조립체(310)들은 근접한 균일의 비간섭 표면을 형성하므로 측면(324)들은 서로 접촉하여 인접 안테나 조립체(310) 사이에 갭이 없이 단일의 근접한 균일하고 편평한 표면을 형성한다. 제1층(310)은 또한 안테나를 위한 접지를 제공하기 위한 리플렉터로서, 그리고 라디에이터로서 작용한다.
태양층(Solar Layer)(380)
도 4를 참조하면, 태양층(380)은 네 측면, 외향면(384), 및 내향면(386)을 구비한 직사각형 또는 정사각형 형상을 구비한 본체(382)를 가진다. 본체는 얇은 편평한 전도성 판으로 형성되고 경량이다. 일 예에서, 본체는 알루미늄으로 제조되어 안테나 접지를 형성한다. 하나 이상의 태양 전지(388)는 태양층(380)의 외향면(384)에 장착되고, 즉, 지구로부터 멀리 향하는 안테나 조립체(310)의 측면에 있다. 본체(382)는, 본체(382)에 장착되도록 하나 이상의 태양 전지들에 충분한 구조물과 지지를 제공하고, 경량이다.
태양 전지(388)는 안테나 조립체(310)의 회로 조립체를 구동하기 위한 주요 전력원인 태양 전력을 생성하기 위하여 태양 에너지를 수집한다. 배터리(364)는 태양 전지가 충분한 전력을 생성하지 않는 경우 2차 또는 백업 전력 공급을 형성하고, 태양 전지(120)가 과잉 전력을 생성할 때 태양 전지(120)에 의하여 충전되는 재충전가능한 배터리들일 수 있다.
각각의 태양층(380)은 안테나 조립체(310)에서 국부적으로 태양 전력을 생성한다. 안테나 조립체(310)가, 안테나 조립체(310)의 어레이에 이용될 때, 전력은 대량의 전력, 예컨대, 100kW의 DC 전력을 초과하는, 그리고 최대 수백 킬로와트의 DC 전력을 생성하도록 증폭된다. 어레이는 모듈이고 더 많은 안테나 조립체(310)들을 추가함으로써 증폭될 수 있다. 어레이에 제공된 안테나 조립체(310)가 많을수록, 전력이 더 커진다. 더욱이, 안테나 조립체(310)들은 각각의 안테나 조립체(310)에서 국부적으로 전력(태양층(380)을 통해)을 생성할뿐더러, 전력은, 전력이 생성된 것과 동일한 안테나 조립체(310)에서 국부적으로 사용된다. 예컨대, 전력은 처리 장치(362), 안테나(332), 및 전방단부 모듈(FEMs)(370)와 같은 전자 부품에 의하여 이용된다.
태양 전지(388)는 지구로부터 멀리 향하는 표면, 여기서 태양층(380)의 외향면(384)에 위치될 수 있다. 태양 전지는, 특히 안테나 조립체(310)가 지구와 태양 사이에 있을 때 태양으로부터 태양 에너지를 수용한다. 이와 같이, RF측(320)은 지구를 향하고, 반대의 태양측(380)은 지구로부터 멀리 향한다. 일 실시예에서, 안테나 조립체(310)는 궤도에서 소정 시간 동안 태양을 향하여 직접 각도를 형성할 수 있다. 태양 에너지는 어레이의 전자 부품, 조립체(310), 또는 어레이 스러스트를 구동하기 위하여 이용될 수 있다. 예컨대, 태양 전지(388)는 태양 패널로서 작동하고, 본 발명에 따라 신호를 송신하고 수신하기 위하여 안테나 구조물(또는 위성 또는 위성 모듈(310)의 다른 구조물)로서 작동하도록 태양 에너지를 전기 에너지로 전환하는 광기전 재료 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 전기 에너지는 위성 또는 위성 모듈(310)을 구동하기 위하여 사용되거나 또는 추후 이용을 위하여 저장된다. 이와 같이, 동일한 구조물이 태양 에너지에 그리고 위성 안테나로서 작동하도록 사용될 수 있다.
중간층(350)
도 2에 도시된 바와 같이, 중간층(350)은 RF층(320)과 태양층(380) 사이에 위치된다. 중간층(350)은 안테나 조립체(310)에 강도와 강성을 제공하고, RF층(320)에서 안테나(332)를 작동하는 전자 부품을 내장한다. 특히, RF층(320)과 태양층(380)은 경량이 되도록 최소화된 두께를 가진 각각의 본체(322, 382)에 대해 금속판으로 형성된다. 이들 층(320, 380)들이 얇게 유지되므로, 안테나 조립체(310)의 구조를 유지하 안테나 조립(310)가 굽혀지거나 신축하는 것을 방지하도록 충분한 강도를 결여할 수 있다. 그러나, 안테나 조립체(310)와 안테나(332)의 적절한 작동을 허용하도록 안테나 조립체(310)는 충분히 강성인 것이 중요하다.
따라서, 중간층(350)은 일정한 신축성을 제공하나 안테나 조립체(310)가 작동할 수 없거나 안테나 조립체(310)의 작동을 저해할 수 있는 정도로 안테나 조립체(310)가 굽혀지거나 신축되지 않도록 충분히 강성인 지지 구조물(352)을 제공한다. 이와 같이, 지지 구조물(352)은 안테나 조립체(310)에 구조적인 지지와 강성을 제공하도록 경량이고 단단하다. 더욱이, 지지 구조물(352)은 경량이며, 이는 공간 용도에 중요하고 우주 내로 운반하기 위하여 중량을 감소시키기 위한 것이다. 일 예로서의 실시예에서, 지지 구조물(352)은 노멕스(Nomex)에서 구입한 허니컴 구조와 같은 적절한 재료 및 구조물일 수 있다.
중간층(350)은 또한 안테나(332)를 작동시키는 부품 조립체(360)를 내장한다. 부품 조립체(360)는 지지 구조물(352)에 형성된 구멍에 위치된다. 부품 조립체(360)는, 예컨대, 처리 장치(362), 배터리(364), 와이어 또는 케이블(366, 368), 및 전방-단부 모듈(FEM)(370)을 포함할 수 있다. 예컨대, 중간층(350)의 허니컴 구조물은 부품 조립체(360)의 개별 부품을 각각 수용하는 별개의 구멍을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(362)는 제1 구멍에 수용될 수 있고 배터리(364)는 제2 구멍에 수용될 수 있다. 이와 같이, 부품 조립체(360)의 부품들은 외측의 RF층(320)과 외측의 태양층(380) 사이에 안테나 조립체(310) 내측에 내장된다. 하나 이상의 부품들이 외부층(320, 380)의 하나에 더욱 근접하게 위치될 수 있다. 예컨대, FEM(370)은 각각의 안테나(332)에 근접되도록 RF층(320)에 더 근접하게 위치될 수 있거나, 또는 안테나(332)와의 저촉을 피하기 위하여 태양층(380)에 더 근접하게 위치될 수 있다. 그리고, 프로세서(362)는 안테나(332)를 가열하는 것을 피하기 위하여 태양층(380)에 더 근접하게 위치될 수 있고, 또는 태양층(380)으로부터의 열을 피하기 위하여 RF층(320)에 더 근접하게 위치될 수 있다.
부품 조립체(360)는 또한 알루미늄 리플렉터(320)를 따라 일 지점으로부터 다른 지점으로 열을 분포시키도록 예컨대, 히트 파이프(314)와 같은 열 방산 부품 또는 열 분산기를 포함할 수 있다. 히트 파이프는 또한 안테나 조립체(310)를 관통해서 태양 패널(380)로부터 각각의 FEM(370)으로 열을 분포시킬 수 있다. 히트 파이프 외의 소정의 적절한 열 방산 장치가 제공될 수 있으며 파이프를 포함할 필요는 없으나 히트 파이프는 열 전도에 의하여 작동한다. 다른 열 방산 부품이 제공될 수 있고 프로세서(362)는 열 방산 부품에 의하여 전달된 열량을 제어할 수 있지만, 열 방산 부품은 열적으로 작동하고 프로세서(362)에 의하여 제어될 필요가 없다. 열 방산 부품은 안테나 조립체(310)를 관통하여 열을 분배하나, 또한 하나의 안테나 조립체(310)로부터 다른 인접한 안테나 조립체(310)로 열을 분배할 수 있다.
처리 장치(362)는,예컨대, 프로세서 또는 연산(computing) 장치일 수 있다. 처리 장치(362)는 안테나 조립체(310)의 작동을 제어하고 관리한다. 예컨대, 프로세서(362)는 안테나(332)로부터/로 수신되고 및/또는 송신되는 신호를 제어할 수 있다. 프로세서(362)는 또한 예컨대 태양 에너지를 배터리(364)로 그리고 배터리(364)로부터 태양 파이프를 통해서와 같이 다양한 부품들로 인도하도록 배터리(364)의 작동을 제어할 수 있다. 배터리(364)는 에너지를 저장하고 전자장치들에서 사용되도록 태양 패널(380)에 의하여 충전된다. 와이어(366)는 하나의 안테나 조립체(310)를 인접 안테나 조립체(310)에 연결하는 고속 케이블이다. 고속 케이블(366)은 안테나 조립체(310)들 사이에 전력을 공유하기 위하여 안테나 조립체들 사이에 동기하도록 안테나 조립체(310)들을 상호 연결한다.
와이어(368)는 FEM(370)과 프로세서(362) 사이에 전기 통신을 제공하도록 FEM(370)을 프로세서(362)에 연결하는 RF 케이블이다. FEM(370)은 안테나(332) 후방의 전자장치이고, 예컨대 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. FEM(370)은 안테나(332)와 정렬되고 제1층(320)의 구멍들을 통해 안테나(332)와 연결한다. 별개의 FEM(370)은 각각의 안테나(332)에 대해 제공될 수 있으므로, 각각의 FEM(370)은 각각의 안테나(332)와 정렬된다. 또는, FEM(370)은 다수의 안테나(332)들에 대해 제공될 수 있다. 안테나(332)는 외측 RF층(320)의 외향면(328)에서 안테나 조립체(310)의 외부에 있다. 그리고 FEM(370)은 외측 RF층(320)과 외측 태양층(380) 사이의 중간층(350)에서 안테나 조립체(310) 내측에 있다. 알루미늄 스페이서는 알루미늄 리플렉터(320)로부터 PCB를 분리하도록 제공되고, 또한 리플렉터로의 열 브리지이다.
더욱이, 안테나 조립체(310)가 복수의 안테나 조립체(310)들의 어레이의 일부로서 형성될 때, 안테나 조립체(310)의 하나 이상의 측면(324)에 하나 이상의 커넥터(376)(도 1)들이 제공된다. 커넥터(376)들은 예컨대, 하나 이상의 패스너들이나 접착제에 의하여 지지 구조물(352), 또는 외부층(320, 380)의 하나 또는 모두, 또는 안테나 조립체(310)의 다른 적절한 구조물에 연결될 수 있다. 커넥터(372)는 안테나 조립체(310)를 인접 안테나 조립체(310)에 회전가능하게 연결하는, 힌지, 테이프 스프링, 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 안테나 조립체는 인접 안테나 조립체 위로 접혀질 수 있고 수납 구조에서 안테나 조립체는 인접 조립체에 연결되고, 또는 전개된 구조에서 인접 안테나 조립체와 펼쳐져서 편평해진다.
안테나 조립체(310)
안테나 조립체(310)는 저-지구 궤도(LED) 구조물이다. 위에서 설명된 실시예에서, 안테나 조립체(310)는 안테나 요소들을 구비한 안테나(332)를 가진다. 그러나, 안테나 조립체(310)는 임의의 적절한 목적으로 이용될 수 있고 적절한 전자 부품을 가질 수 있고, 안테나(332) 또는 안테나 요소를 가질 필요가 없다. 안테나 조립체(310)는 중간층(350)에 전자 부품을 내장하므로 RF층(310)의 외향면(328)에서 안테나(332)와 저촉하지 않는다. 태양층(380)은 전자 부품을 작동하기 위하여 태양 에너지를 제공한다. 더욱이, 안테나 조립체의 내부에서 태양 패널에 의하여 수용된 열을 보유하는 열 차단장치가 제공될 수 있다. 이와 같이, 어레이를 관통해서 전력 및 처리가 분배되고, 즉, 태양 에너지는 각각의 안테나 조립체(310)에서 수집되고(태양 전지에 의하여) 국부적으로(동일한 안테나 조립체(310)에서) 소비되고(전자 부품들에 의하여), 처리는 중앙에 위치된 처리 장치보다 각각의 안테나 조립체(310)에서 제공된다.
RF층(320), 중간층(350), 및 태양층(380)은 모두 유사한 형상 가진다. 도면들에 도시된 형상은 정사각형이지만, 직사각형이나 삼각형과 같은 다른 적절한 형상이 이용될 수 있다. 결합해서, 이들 층(320, 350, 380)들은 RF층(320)에 의하여 형성된 제1 외향면(328)과 태양층(380)에 의하여 형성된 제2 외향면(384)을 구비한 비교적 얇고 편평한 직사각 또는 정사각형 구조물을 형성한다. 중간층(350)은 RF층(320)과 태양층(380) 사이에 개재된다. 층(320, 350, 380)들은 적절한 방식으로, 예컨대, 모든 층(320, 350, 380)들을 연결하거나 또는 인접 층들을 연결하는 패스너, 수지 또는 접착제 재료에 의하여 같이 연결될 수 있다. 본체(332, 382)는 가능한 얇게 제조되고 여전히 본체(332, 382)들이 각각의 안테나와 태양 전지를 지지할 수 있으므로 그들은 경량이다. 그러나, 얇으면 본체(332, 382)들이 가요성으로 된다. 중간층(350)은 안테나 조립체(310)의 바람직하지 않은 굽혀짐 및 가요성을 방지하기 위하여 필요한 강성을 제공하나, 중간층(350)은 경량 소재로 제조된다. RF층(320), 중간층(350), 및 태양층(380)은 모두 서로 평행인 평면의 외부면을 가진다.
안테나 조립체(310)는 별개의 하우징을 포함하지 않는다. 오히려, 전자층(320)은 직접 중간층(350)에 연결되고, 중간층(350)은 직접 태양층(380)에 연결되는 것을 포함하여, 층(320, 350, 380)들은 서로 연결된다. 안테나 조립체(310)는 단일 유닛의 일체 부재를 형성한다. 그러나, 안테나 조립체(310)는 또한 라돔(radome)이나, 하우징, 또는 프레임과 같은 별개의 분리된 구조 장치의 일부이거나 또는 장치에 부착될 수 있다. 하우징은 적어도 부분적으로 층(320, 350, 380)들을 둘러싸거나 또는 에워싼다.
안테나 조립체(310)(예컨대, 안테나(332) 또는 안테나 요소)는 예컨대 사용자 디바이스(예컨대, 셀 폰, 태블릿, 컴퓨터)와 같은 지구의 처리 장치, 및/또는 지상의 기지국과 통신한다. 본 발명은 또한 지구의 처리 장치와 통신(즉, 신호를 장치로 및/또는 그로부터 송신하고 및/또는 수신하는)하기 위하여 안테나 조립체(310)를 이용하는 방법을 포함한다. 본 발명은 또한 안테나 조립체(310)와 지구상의 처리장치의 통신(즉, 신호를 장치로 및/또는 그로부터 송신하고 및/또는 수신하는)하는 방법을 포함한다. 더욱이, 안테나 조립체(310)는 저 지구 궤도(LEO) 또는 다른 궤도 또는 다른 용도에 사용될 수 있다. 여전히 추가로, 본 발명이 안테나 조립체의 어레이에 대해 설명되었지만, 시스템은 예컨대, 우주 또는 지상에서 실행될 수 있는 데이터 센터, 리플렉터, 및 다른 구조물과 같은 다른 용도에 이용될 수 있다.
열 작동(Thermal Operation)
안테나 조립체(310)는 태양에 있을 때 그리고 태양 전지에 의한 높은 전력의 생성에 의하여 높은 열에 노출된다. 안테나 조립체의 편평한 구조물은 열을 방산하기 위하여 넓은 면적을 제공한다. 열은 안테나 조립체(310)에서 국부적으로 생성되고 안테나 조립체(310)에서 국부적으로 소비된다. 안테나 조립체의 부품을 열이 손상시킴이 없이 전력 생성을 지지하기 위하여 열을 소비하는 것이 중요하다.
태양 전지가 태양이나 방산하는 태양 에너지에 의하여 충전될 때 프로세서(362)는 태양 전지(388)로부터의 전력을 배터리(364)로 인도한다. 그러나, 전개 동안 그리고 수납 구조에서 운반하는 동안, 단지 한정된 수의 안테나 조립체들이 어레이의 측면에서 노출되고 따라서 태양 에너지는 안테나 어레이 내부에서 태양 전지에 도달하지 못한다. 태양 패널이 우주에서 태양에 노출되기까지 전력을 보존하기 위하여 예컨대 프로세서에 의하여 배터리(364)는 차단된다. 그리고 안테나 조립체를 관통하여 또는 안테나 조립체들 사이에서 열은 생성되지 않거나 분배되지 않는다. 시스템은 낮은 방사율의 재료를 사용함으로써 방사율을 감소시켜 안테나 조립체(310)의 열 손실을 감소시킨다.
세 개의 가능한 열원이 있으며; 태양의 열 플럭스와, 태양의 광선 반사율(solar Albedo)과, 지구IR이다. 그들은 동일한 크기가 아니고 또는 광학적인 파장이 동일하지도 않는다. 태양 열 플럭스는 지구IR과는 다른 파장을 가진다. 안테나측은 높은 열 방출계수와 낮은 태양 흡수율을 가진 최적의 라디에이터이다. 이것이 의미하는 것은 안테나측이 깊은 우주를 향하여 -270℃이면, 온도가 급격히 저하할 것이나, 안테나측이 지구를 향하여 -30℃이면, 안테나 조립체는 더 고온의 연속 상태 온도에 도달할 것이다.
전개 동안, 안테나 조립체(310)는 소정의 최저 온도 이하로 온도가 저하하는 것을 방지하도록 감시된다. 태양의 열 플럭스는 최적화된다. 더욱이, 태양광선 반사율은 안테나 조립체의 천저(nadir) 측의 가열을 피하기 위하여 제어된다.
안테나 어레이가 완전히 전개된 구조에 있을 때, 안테나 요소들과 전방 단부 모듈(FEM)(370)과 같은 RF 부품은 작동된다. FEM(370)은 부품을 수신하고 송신하는 것과 같은 안테나 요소들을 작동시킬 수 있는 부품을 포함한다. 프로세서(362)는 안테나 요소를 통해 정보를 송신하고 및/또는 수신하기 위하여 FEM 부품을 제어한다. 안테나 요소들은 안테나 조립체(310)의 외면에 있으므로 그들은 지구와 직접 그리고 방해없이 통신한다. 그러나, FEM은 각각의 안테나에 정렬된 반사판(320)의 내측에서 안테나 조립체 내측에 위치되고, 허니컴 구조물의 구멍에서와 같은, 구조적인 지지층에 위치된다.
예컨대, 가히트 파이프는 안테나 조립체(310)의 내측에서 구조적인 지지층(350)을 관통하여 각각 FEM(370) 및/또는 프로세서(362)에 연장한다. 이와 같이, 시스템은 안테나 요소(332)와 FEMs(370)에 열을 제공하고, 태양 전지(388)로의 열을 감소시키므로, 안테나 요소(332)와 FEMs(370)로의 열은 전체 궤도 사이클 동안 전개된 구조에서 작동하는 동안 가능한 균일하다. 큰 온도 변동은 이들 장치의 장기간 성능에 영향을 미칠 수 있다.
배터리(364)는 우주 환경으로부터 배터리(364)를 열적으로 고립시키는/단열하는 낮은 전도성 구조물인 지지 구조물(350)의 중심에 근접하게 위치된다.
태양 패널(388)은 일식(eclipse) 동안 열 손실을 감소시키고 태양 노출 동안의 흡수된 열을 감소하기 위하여 고립된다. 특히, 태양 전지(388)들은 지지 구조물(350), 프로세서(352), 및 배터리(364), 그리고 리플렉터와 열 분산기로부터 격리된다. 이는 태양 전지(388)가 높은 태양 흡수율을 가지기 때문에 이루어진다. 그들은 열 에너지를 전기 에너지로 전환하기 위하여 광선을 수집할 필요가 있다. 그러므로 그들은 광선에서 열을 획득하고 높은 열 방사율을 가지며, 이는 그들이 매우 신속하게 야간에 냉각하는 것을 의미한다. 배터리, 프로세서, FEM, PCB, 프로세서 PCB, 및 안테나 요소와 같은 전기 부품은 태양 전지와 같은 온도 한계를 견딜 수 없고, 일반적으로 약-40℃ 이하에서 작동하도록 설계되지 않는다. 이와 같이, 시스템은 열과 태양 전지로의 열 손실을 제한되게 유지하고, 온도-민감성 전기 부품들에 가능한 균일하게 온도를 유지한다. 이들 온도-민감성 부품은 안테나 조립체에서 천저(Nadir) 측면에 위치되고 열은 부품을 따뜻하게 유지하기 위하여 ASIC로부터 분산된다.
각각의 궤도는 대략 90분인 것을 유의하여야 한다. 그러므로 매 90분마다, 태양 전지들은 지구의 어두운 측의 약-70℃에서 지구의 광선 측의 80℃로 변동한다. 아니면 그 성능을 손상시킬 수 있으므로, 전자 부품은 이러한 열 변동으로부터 보호된다. 이와 같이, 시스템은 절대 온도로부터 보호할 뿐만 아니라, 높고 낮은 온도에서 급속한 온도 변화에 대해 보호한다.
본 발명의 일 예에서, PCB 및 안테나 요소는 각각 0.3의 태양 흡수율과 0.8의 IR 방사율을 가지며, 및 리플렉터는 0.2의 태양 흡수율과 0.9의 IR 방사율을 가진다. 태양 전지는 0.9의 태양 흡수율과 0.9의 IR 방사율을 가진다. 안테나 조립체의 가로 측은 0.23의 태양 흡수율과 0.24의 IR 방사율을 가진다.
주문형칩(ASIC)과 같은 프로세서는 안테나 조립체의 천저 측에 배치되고 히트 파이프는 예컨대 전자 부품(예컨대, 프로세서)를 냉각시키기 위하여 지구로 열을 방산하도록 배치된다. 안테나 조립체의 지구 측에는, 흡수된 알베도(반사율 즉, 지구를 떠나고 우주로 복귀하도록 반사되는 광선)의 양을 한정하면서 지구로 열을 방산하기 위하여 채널과 같은, 하나 이상의 내부 또는 외부 부품들 위에서 흰색 페인트가 이용될 수 있다. ASIC는 안테나 조립체의 중심에 설치되나, 천저 측을 향하여 설치된다(즉, 태양 전지(380)보다 리플렉터(320)에 더 근접한). ASIC(362)는 알루미늄 리플렉터에 직접 연결된 히트 파이프에 직접 연결된다.
제1 및 제2 측면을 포함하는 안테나 조립체는 평면이고 평탄하다. 평탄한 형태에 의하여 상대적으로 균일한 온도를 달성할 수 있고 일 측면, 즉, RF측이 태양으로부터 어두워질 수 있고 천정 측이 지구 측, RF층으로 열을 방산할 수 있다. 이와 같이, RF측(320)은 광선으로부터 완전히 어두워지고, 열은 천정 측의 태양 전지로부터 천저 측의 부품으로 전달된다.
평탄한 형태는 지구 측에 열을 방사하기 위하여 필요한 영역을 제공한다. 프로세서에 의하여 생성된 열은 또한 안테나 조립체의 천저 측에서 온도-민감성 부품에 전달된다. 지구는 우주에 비해서 커다란 열의 라디에이터가 아니고, 평탄한 안테나 조립체 디자인이 열 방산 영역을 최대화한다. 안테나 조립체의 평탄성이 태양으로부터의 열 변동으로부터 해당 측면을 가리기 위하여 지구를 향하는 영역을 최대화한다. 평탄한 안테나 조립체는 또한 안테나 조립체 측에서 우주로의 열 손실을 감소시킨다. 측면(324)은 거의 항상 깊은 우주를 향하고, 낮은 방사율을 가지므로 우주로 열을 손실하지 않는다. 이는 수납 구조에서 그리고 전개 동안 특히 중요하다.
안테나 조립체의 모든 내면은 안테나 조립체의 열전달을 감소시키기 위하여 낮은 방사율의 광학 특성을 가진다. 예컨대, 태양 전지, 배터리, 프로세서, 리플렉터, 열 분산기 및 구조 지지체의 내면은 낮은 방사율을 가진다. 이는 안테나 조립체 내측의 방사열 전달을 감소시킨다. 제조 동안 얇은 코팅이 진행될 수 있고, 또는 알루미늄 테이프가 조립 동안 적용될 수 있다.
IR 방사율은 0과 1 사이일 수 있는 표면 특성이다. IR 방사율이 높을수록 방사 열전달이 커진다. 목표는 태양 패널로부터의 내부 방사를 감소시키는 것이다. 낮은 방사율이 의미하는 것은 낮은 열전달이고, 이는 두 가지 이유로서 도움이 된다. 첫째, 태양 패널은 안테나 조립체에 그다지 많은 열을 전달하지 않는다. 둘째, 태양 패널은 일식 동안 안테나 조립체로부터 우주로 열을 전달하지 않는다. 이것은 안테나 조립체가 전체 궤도 동안 비교적 균일한 온도를 가지는 것을 의미한다. 비교적 균일한 온도는 열 사이클링 피로에 기인하여 안테나 조립체가 더욱 오래 견디도록 하는 것을 의미한다.
일 예로서의 실시예에서, 안테나 조립체는 이하와 같은 두 개의 작동 모드를 가지며; (i) 안테나 조립체가 광선 중에 있고 광선에 의하여 가열될 때 안테나 조립체로 열을 가하며(가열 모드); 그리고 (ii) 안테나 조립체가 어둡고 급속하게 냉각할 때 안테나 조립체로부터 열을 외부로 방출한다(냉각 모드). 작동의 가열 모드 동안, 태양 전지는 태양 에너지를 흡수하고, 태양 전지는 온도를 증대시키고 그들의 표면으로부터 해당 에너지를 방사하기를 바란다. 태양 전지들은 안테나 조립체에 대한 내부 뷰 인자를 가진다. 그러나 ASIC는 전적으로 작동하여 열을 소비한다. 히트 파이프는 ASIC를 냉각하기 위하여 ASIC로부터의 열을 소비한다. 이제 히트 파이프는 또한 태양 패널로부터 안테나 조립체로 유입하는 열을 분산해야 한다. 낮은 IR 방사율에 의해 태양 패널로부터의 열전달이 감소된다. 이로써 히트 파이프는 더욱 효과적으로 작동할 수 있다.
냉각 작동 모드에서, 안테나 조립체(310)는 일식에 진입하고 태양 전지는 신속하게 냉각한다. 태양 전지들은 더 저온이고 이제 ASIC, 배터리, 히트 파이프로부터의 열은 역전되므로 열은 ASIC, 배터리로부터 태양 전지로 향한다. 그러나, 우리는 안테나 조립체가 매 궤도에서 큰 온도 변동을 가지는 것을 바라지 않는다. 내면(예컨대, RF 및 태양 패널(320, 380))의 낮은 방사율에 의해 당신이 태양광 내로 다시 진입하기까지 덥게 유지되기를 바랄 때 일식 동안 안테나 조립체로부터의 열 방출은 감소된다. 이와 같이, 허니컴을 포함하는, 안테나 조립체의 낮은 전도성 구조에 의하여 일식 동안 열 손실과 그리고 태양에 노출되는 동안의 흡수된 열은 감소된다.
각각의 안테나 조립체(310)는 열을 국부적으로 방산하므로, 인접 안테나 조립체(310)로 열은 전달되지 않는다. 시스템 디자인의 질량과 복잡성을 감소시키기 위하여 이것은 중요하다.
그러나, 어레이(10)가 일단 우주에서 전개되면, 온도는 저하한다. 하나의 이유는 안테나 조립체(310)가 지구로의 열을 거부하기 때문이다. 지구와 우주 우주에 대해 최적화된 라디에이터를 가지려면, 이러한 라디에이터는 무엇보다 효율적이고 전체 안테나 조립체(310)를 냉각하면서 항상 작동할 것이다. 우주에서의 온도는 약 -270℃이며, 이는 지구보다 더욱 저온이다.
전개 동안 태양 열 플럭스는 열적으로 최대화된다. 외측으로 향한 태양 패널을 가지는 것은 두 가지 이유로 중요하다. 첫째, 태양 패널은 태양 에너지를 흡수할 수 있고 전개 동안 배터리와 안테나 조립체(310)를 덥게 유지하도록 전력을 공급한다. 그리고 둘째, 태양 패널은 우주를 향하도록 설계되고 RF측을 향하는 지구와 달리 더 큰 온도 범위를 가질 것이다.
전개 동안 전력은 공유될 수 있고, 일부 안테나 조립체(310)들은 우주로의 더 긴 뷰를 가지며 다른 안테나 조립체(310)보다 온도가 더욱 저하할 것이다. 안테나 조립체(310)가 전력을 공유하면, 이어서 안테나 조립체(310)가 더울수록 전력을 절감할 수 있고 히터를 구동하기 위하여 저온의 안테나 조립체(310)에 전력을 전송한다.
온도 센서들은, 예컨대, 디지털 PCB 및 ASIC(362), 배터리(368), 및 안테나 FEM(370)을 포함하는 하나 이상의 온도-민감성 부품에 제공될 수 있다. 프로세서(362)는 이어서 필요하면 다양한 부품들의 냉각 및 열을 인도할 수 있다.
열은 안테나 조립체(310)들 사이에 공유되지 않는다. 오히려, 전기 에너지가 안테나 조립체들 사이에 공유된다. 더 저온의 안테나 조립체(310)는 내부 히터, 히트 파이프 또는 부품을 구동하기 위하여 전기 에너지를 사용할 수 있다. 예컨대, 전개시, ASIC(362)는 통전되어 열을 방산하기 위하여 히터로서 작용할 수 있다. 추가적인 히터를 부가하는 대신 열 소스로서 부품을 이용하는 것이 더욱 질량 효율적일 것이다.
태양이 존재할 때, 태양 에너지는 두 가지 일을 수행할 것이다. 첫째, 이는 배터리를 작동시키기 위하여 태양 패널을 구동한다. 둘째, 태양 열 플럭스에 기초해서 안테나 조립체를 가온한다. 태양 중의 안테나 조립체는 항상 태양이 없을 때보다 더 고온이다. 대부분의 시간 동안, 광선 중의 안테나 조립체는 과잉 에너지를 가진다.
광선이 없을 때, 지구 IR 가열 또는 반사광만이 존재할 수 있고, 이는 일정한 열 입력을 제공할 수 있으나, 크지 많으며 태양 패널로부터 전력은 생성될 수 없다. 조립체는 이제 형태, 뷰 인자, 태양 각도, 및 안테나 조립체로부터의 열량 및 국부적인 어두움의 함수로서 작동한다. 하나의 안테나 조립체(310)가 태양광을 차단하면, 후방의 안테나 조립체는 어떤 광선도 수용하지 못한다. 프로세서(362)는 온도를 감시하고 안테나 조립체의 온도를 기초로 열을 생성하기 위하여 ASIC(362)을 통전한다. 일부 안테나 조립체들은 사용가능한 전력을 더 많이 가질 수 있으며, 그렇게 되면 배터리가 전개 동안 전력이 소진되는 것을 방지하기 위하여 그들은 어두운 안테나 조립체와 그들의 전력을 공유해야만 할 것이다.
안테나 조립체들은 RF측(즉, 안테나 요소들을 갖는 측)이 지구를 향하게 개방한다. 지구가 우주보다 더우므로 안테나 조립체(310)를 비교적 덥게 유지하는 것이 중요하다.
수납 구조로 우주로 운반되고 이어서 우주에서 전개된 구조로 이동되는 많은 개별적인 안테나 조립체들로 형성된 안테나 어레이와 관련해서 본 발명이 도시되고 설명되는 것을 유의하여야 한다. 그러나, 본 발명은 안테나와 안테나 어레이들 외의 다른 용도들에 이용될 수 있다. 그리고 본 발명은 전개된 구조로 실질적으로 운반되는 구조물에 이용될 수 있다.
또한 상세한 설명과 특허청구범위는 평면의, 평행인, 원형의, 맞닿은, 및 편평한과 같은 여러 기하학적이거나 관계성 용어들을 사용하는 것을 주목해야 한다. 또한 상세한 설명과 특허청구범위는 상부, 바닥, 내측으로, 외측으로, 멀리 있는, 근접한과 같은 여러 방향성, 또는 위치설정 용어들을 사용하는 것을 주목해야 한다. 이들 용어들은 도면들에 도시된 실시예에 기초해서 설명을 용이하게 하기 위해 단지 편의상으로 사용되었고, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명은 그들 기하학적이고, 관계성, 방향성 또는 위치설정 용어들 없이 다른 방식으로 설명될 수 있음을 인식하여야 한다. 더욱이, 기하학적이거나 관련성 용어는 정확할 수 없다. 예컨대, 안테나 조립체와 안테나 조립체의 어레이는 작동을 여전히 가능하게 하는 작동상 허용되는 굽힘 또는 휨으로 인해 서로에 대하여 정확히 평면일 수 없으나 실질적으로 평면인 것으로 생각된다. 또한, 본 발명의 범위와 사상으로부터 벗어나지 않고 다른 적절한 기하학적 형태, 관련성이 제공될 수 있다.
본 발명은 별개로 이용될 수 있고, 전체 내용이 참고를 위하여 여기 포함된, 2020년 5월 15일에 출원된 우주 적용 어레이를 위한 자체-포함된 구조물용 태양, 전기, RF 라디에이터라는 명칭의 미국 출원 제 호와, 202년 5월 15일에 출원된 저 지구 궤도 기계적으로 전개 가능한 구조물이라는 명칭의 미국 출원 제 호에 개시된 방법과 시스템과 결합하여 이용될 수 있음이 더욱 주목되어야 한다. 따라서, 예컨대, 열 관리는, LEO 기계적으로 전개가능한 구조물 출원에 도시되고 설명된 바와 같이 자체-전개가능하고, 및/또는 태양의, 전기, RF라디에이터 출원에서 도시되고 설명된 구조물을 가질 수 있다.
상술한 설명과 도면들은 본 발명의 원리를 단지 예시하기 위한 것으로 생각되어야 하고, 이는 다양한 방식으로 구성될 수 있고 여기 설명된 실시예들에 의하여 한정되는 것을 의도하지 않는다. 본 발명의 다양한 적용이 이 기술분야의 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명을, 개시된 구체적인 예들이나 도시되고 설명된 정확한 구성 및 작동으로 한정하는 것이 의도되지 않는다. 오히려, 모든 적절한 수정들과 균등물이 본 발명의 범위 내에 속하고 이에 의존한다.

Claims (15)

  1. 안테나 조립체로서:
    태양 전력을 생성하기 위한 하나 이상의 태양 전지를 가지는 태양층;
    상기 태양층에 연결되고 상기 태양층에 의하여 생성된 태양 전력을 이용하는 전자부품을 가지는 안테나층; 및
    상기 안테나 조립체에서 국부적으로 열을 방산하는 열방산 기구;
    를 포함하는 안테나 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 태양층과 상기 안테나층은 편평한 정사각형 또는 직사각형 타일인, 안테나 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 안테나 조립체 어레이를 형성하도록 함께 연결되는 복수의 안테나 조립체를 추가로 포함하고, 상기 복수의 안테나 조립체의 각각은 태양 전력을 생성하고 상기 복수의 안테나 조립체 각각에서 생성된 태양 전력을 이용하는, 안테나 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 안테나 조립체의 전체 영역에 걸쳐 열을 방산시키는, 안테나 조립체.
  5. 안테나 조립체로서:
    상기 안테나 조립체의 제1 외면을 형성하고, 상기 안테나 조립체의 상기 제1 외면에 하나 이상의 안테나를 가진 편평한 안테나판을 가지는 편평한 안테나층;
    상기 안테나 조립체의 제2 외면을 형성하고, 상기 안테나 조립체의 상기 제2 외면에 하나 이상의 태양 전지를 구비한 편평한 태양판을 가지는 편평한 태양층;
    상기 안테나층과 상기 태양층 사이에 개재된 중간층;
    상기 중간층의 하나 이상의 전자 부품; 및
    상기 하나 이상의 전자 부품에 열을 전달하기 위한 하나 이상의 열전달장치;
    를 포함하는 안테나 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 부품을 유지하는 상기 중간층에 열차단부재를 추가로 포함하는, 안테나 조립체.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 부품은 하나 이상의 전방 단부 모듈을 포함하는, 안테나 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 부품은, 각각 동일한 하나 이상의 전방 단부 모듈의 하나와 결합되는, 하나 이상의 안테나들을 포함하는, 안테나 조립체.
  9. 제5-8항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 안테나는 각각은 하나 이상의 안테나 요소들을 포함하는, 안테나 조립체.
  10. 제5-9항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 부품은 추가로 상기 하나 이상의 전자 부품을 작동시키기 위한 처리 장치를 포함하는, 안테나 조립체.
  11. 제5-10항의 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 조립체는 천저측과 천정측을 가지며, 상기 하나 이상의 전자부품은 천저측에 있고 상기 편평한 태양층은 천정측에 위치하는, 안테나 조립체.
  12. 제5-11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 열전달 장치는 열을 전달하기 위한 하나 이상의 히트 파이프를 포함하는, 안테나 조립체.
  13. 제5-12항의 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 열전달 장치는 상기 하나 이상의 전자부품의 하나로부터 상기 하나 이상의 전자부품들의 다른 전자부품들로 열을 전달하는, 안테나 조립체.
  14. 제5-13항의 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층과 상기 하나 이상의 전자부품은 각각 낮은 열 방사율을 가지는, 안테나 조립체.
  15. 제1-14항의 어느 한 항의 안테나 조립체로부터 및/또는 안테나 조립체로 신호를 수신하거나 및/또는 송신하는 것을 포함하는 통신방법.
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