KR100498777B1 - 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법 - Google Patents

적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 추가안테나를 이용하여 미리 경로별 위상편차를 측정해 내도록 함으로써 배열 안테나 시스템 내부에서 고정적으로 발생하던 편차제공 요인을 실제의 신호처리 동작 이전에 미리 보정할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 마이크로 스트립 라인을 이용한 구성을 통해 배열 안테나 시스템 내의 다수의 신호 경로들 간에서 생길 수 있는 위상특성 편차의 발생을 원천적으로 배제시키는 방안을 제시한다.
본 발명에 따르면, 적응형 배열 안테나 시스템 내의 신호 경로별 위상편차를 미리 파악할 수 있게 됨으로써 결국 수신모드 및 송신모드 간 위상특성이 동일해 지도록 하여 적응형 배열 안테나 시스템에서 실제의 신호처리 시 수신모드에서 빔 패턴 최적화를 위해 산출한 파라미터(예컨대, 웨이트 벡터 등)들을 송신모드에서도 사용할 수 있게 하여 신호처리 효율성을 제고시킨다.

Description

적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CALIBRATION IN ADAPTIVE ARRAY ANTENNA SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 기지국 배열 안테나시스템 자체의 수신단 및 송신단 위상특성을 보정하기 위한 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
적응형 배열 안테나 시스템(Adaptive Array Antenna System)은, 안테나 어레이(Antenna Array)에서 개개의 소자가 입력신호를 수신하여 얻은 정보에 근간하여, 미리 설정된 알고리즘(Algorithm)에 의해 자동적으로 안테나의 빔패턴을 최적화하기 위한 것이다. (참고로, 본원 출원인 및 발명자는 이에 관련된 기술로서, 한국 특허출원 1996-12171호, 1996-12172호, 1996-17931호, 1996-25377호, 1997-73901호, 1999-58065호, 2000-30655호, 2000-30656호, 2000-30657호, 2000-30658호, 2001-14671호, 2001-20971호, 2001-7008066호, 2001-62792호, 2001-63543호, 2001-64498호, 2001-67953호, 2001-71055호, 2001-71284호, 및 2001-77674호 등을 출원하였다)
적응형 배열 안테나 시스템은 매 스냅샷마다 수신한 신호로부터 산출한 파라미터(예를 들어, 웨이트 벡터) 값을 이용하여 원하는 가입자 단말측으로는 최대의 이득을 주고 원치 않는 방향으로는 최소의 이득을 주는 이상적인 빔을 제공하는 것을 원칙으로 한다. 또한, 수신모드 뿐 아니라 송신모드에서도 이러한 이상적인 빔특성을 제공할 수 있어야 한다.
그러나, 일반적인 적응형 배열 안테나 시스템은, 수신모드에서 이상적인 빔특성을 제공하는 것에 여러가지 기술적 제약이 있으며, 또한, 이러한 이상적인 빔특성을 수신모드 뿐 아니라 송신모드에서도 동일하게 제공하기 위해서는 각 안테나 소자에 연관된 경로의 위상특성이 동일하게 보정되어야 한다.
이를 위한 캘리브레이션 기술은, 적응형 배열 안테나 시스템이 수신모드에서 산출한 웨이트 벡터 등의 파라미터를 송신모드에서 사용함으로써, 송신모드에서 수신모드에 적용되는 빔특성을 동일하게 얻기 위한 기술이다.
즉, 수신모드에서 산출한 빔특성을 송신모드에도 얻기 위하여, 적응형 배열 안테나 시스템의 각 안테나 소자에 연관된 경로의 위상특성을 동일하게 되도록 조정하는 것이다.
이러한 캘리브레이션 기술은, 각 안테나 소자에 연관된 송신단 및 수신단에 모두 적용하여 송수신단의 각 경로의 위상특성을 보정할 수 있어야 한다.
이와 관련된 캘리브레이션 기술들이 여러 차례 제시된 바 있는데, 그 공지기술의 예로서, 논문 1(K. Nishimori, et al, "Automatic calibration method of adaptive array considering antenna characteristics for FDD system," Proceedings of ISAP2000, Fukuoka, Japan, Aug. 21-25, 2000) 및 논문 2(K. Nishimori, et al, " A new calibration method of adaptive array for TDD systems,"IEEE Ap-S digest, pp 1444-1447, July, 1999)를 들 수 있다.
상기 논문 1과 논문 2에 제시되어 있는 방법은, 적응형 배열 안테나 시스템의 각 안테나 소자의 송신단과 수신단의 위상특성을 손쉽게 보정하기 위한 것이다.
그러나, 상기 논문 1 및 논문 2에 제시된 방법은 적응형 배열 안테나 시스템의 안테나의 배열이 특수한 구조(예컨대, 원형 배열)로 되어 있는 경우에만 적용할 수 있으므로, 일반적인 선형 패치 안테나로 배열 안테나를 구성한 경우에는 이를 적용할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기 논문 1 및 논문 2에 제시된 방법은, 캘리브레이션을 위하여 추가로 설치해야 하는 안테나 소자가 반드시 원형 배열의 정중앙에 위치하여야 하므로, 추가 안테나 소자와 배열 안테나의 각 안테나 소자간의 위상특성을 동일하게 맞추는 것이 매우 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 추가 안테나의 위치에 대한 제약 없이 적응형 배열 안테나 시스템 자체에 내재하는 수신모드와 송신모드에서의 경로별 위상편차를 미리 파악해 내도록 함으로써 그 편차를 보정할 수 있도록 하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.또한, 본 발명은 추가 안테나의 위치에 대한 제약 없이 적응형 배열 안테나 시스템 내에서 다수의 신호 송수신 경로들 간에서 생길 수 있는 위상편차 자체가 최소화되도록 구성하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 송신 안테나 수단; 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단; 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하는 추가 안테나 수단; 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단; 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단; 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈 및 수신 주파수의 캘리브레이션용 신호를 발생시키는 신호 발생기를 구비하여 상기 캘리브레이션용 신호를 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 추가 안테나 수단; 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 송신 안테나 수단; 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단; 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단; 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단; 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단; 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하여 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 주파수 변환 수단; 상기 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호를 상기 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 추가 안테나 수단; 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서,적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하여 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단; 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단; 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 상기 캘리브레이션용 신호를 각각 무선 수신하는 추가 안테나 수단; 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 결합기를 통해 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단; 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서, 소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단; 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단; 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단; 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치를 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 추가 안테나 수단이 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하는 제1단계; 상기 주파수 변환 수단이 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제2단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및 상기 제3단계 이후에 상기 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 추가 안테나 수단이 상기 캘리브레이션용 신호를 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 제1단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및 상기 제2단계 이후에 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로 의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 주파수 변환 수단이 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제1단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및 상기 제2단계 이후에 상기 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 주파수 변환 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하여 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 제1단계; 상기 추가 안테나 수단이 상기 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 제2단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및 상기 제3단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다.또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 추가 안테나 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 상기 캘리브레이션용 신호를 각각 무선 수신하는 제1단계; 상기 주파수 변환 수단이 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 결합기를 통해 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제2단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및 상기 제3단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다..또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 주파수 변환 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제1단계; 상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및 상기 제2단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법을 제공한다.
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상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도1은 일반적인 적응형 배열 안테나 시스템의 구성도로서, 캘리브레이션의 필요성 및 그 원리를 설명하기 위한 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 적응형 배열 안테나 시스템은, 단말기(110)가 송신하는 신호를 수신하여, 분배기(divider)를 통해 배열 안테나를 이루는 각 안테나 소자별 수신회로에 분배한 후, 각 안테나에 대한 위상오차(phase error)를 측정한다. 도1의 구성에서는 6개의 안테나를 사용하는 경우를 상정하였으며, 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나 소자의 위상오차를 측정하는 방식을 채택하였다. 다음에 제시되는 표1은 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나 소자의 위상오차의 평균값을 나타내며, 표2는 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나 소자의 위상오차의 표준편차를 나타낸다. 또한, 표3은 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나 소자의 위상오차의 최대값에서 평균값을 뺀 값을 나타내며, 표4는 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나의 위상오차의 평균값에서 최소값을 뺀 값을 나타낸다.
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표1 내지 표4로부터, 특정 단말기(110)로부터의 신호를 배열 안테나 시스템에서 다수의 안테나 소자들을 통해 각각 수신하였을 때, 그 수신 결과가 일치하지 않고 각 안테나 소자별로 위상이 제각각임을 알 수 있으며, 따라서 이러한 편차를 보정하는 작업(캘리브레이션)이 필요하게 된다.도2는 도1의 각 안테나 소자의 위상오차를 나타내는 그래프로서, 도1의 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 나머지 5개의 안테나 소자의 위상오차를 나타내는 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, "A"는 안테나 소자1(121)을 기준으로 한 안테나 소자2(122)의 위상오차를, "B", "C", "D" 및 "E"는 각각 안테나 소자3(123), 안테나 소자4(124), 안테나 소자5(125) 및 안테나 소자6(126)의 위상오차를 각각 나타낸다. 각 안테나 소자의 위상특성은 제각각이지만, 그 값은 어떤 평균값 근처에서 크게 변하지 않음을 알 수 있다.이러한 사실에 근거하여 볼 때, 배열 안테나 시스템 자체의 각 안테나 채널별 위상특성을 미리 측정하여 구성 안테나 채널(경로)들 간의 위상 편차를 명확히 파악할 수 있게 되면, 그와 같이 내부에서 고정적으로 발생하던 위상편차를 효과적으로 보정할 수 있게 된다. 본 발명에서는 위와 같은 점을 감안하여, 배열 안테나 시스템 자체에 존재하는 구성 안테나 채널별 위상특성 편차를 측정하기 위한 다양한 방안들뿐만 아니라, 구조적으로 배열 안테나 시스템의 구성 안테나 경로들 간에서 생길 수 있는 위상특성편차 자체가 발생되지 않도록 하는 방안을 제안함으로써 종국적으로 효과적인 캘리브레이션이 이루어지도록 하는바, 이하에서 그 구체적인 실시예들을 살펴본다.
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도3은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 일실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 캘리브레이션 장치는, 추가 안테나(Additional Antenna; 310), 주파수 변환기(Frequency Converter; 320), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 수신 안테나(330), 송신 안테나(331), 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)(340), 고전력 증폭기(High Power Amplifier, HPA)(341), 다운 컨버터(Down Converter, D/C)(350), 업 컨버터(Up Converter, U/C)(351), 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter, ADC)(360), 디지털 아날로그 컨버터(Digital Analog Converter, DAC)(361), 캘리브레이션기(370), 스위치1(380) 및 다수의 스위치2(390)를 포함하고 있다. 일반적으로, 배열 안테나 시스템은 다수의 송/수신 안테나를 동시에 구비하므로, 송신 안테나(331)는 배열 안테나 시스템에 이미 구비되어 있는 다수의 송신 안테나 중에 미리 선택된 송신 안테나 소자이며 본 발명의 기술을 구현하기 위하여 추가로 설치하지 아니해도 무방하다.
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도3에 도시된 장치의 상세한 동작을 살펴보면 다음과 같다. 송신 안테나(331)가 캘리브레이션용 신호를 송신하면, 추가 안테나(310)는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하며, 주파수 변환기(320)는 추가 안테나(310)가 수신한 캘리브레이션용 신호를 송신 주파수(Tx frequency)에서 수신 주파수(Rx frequency)로 변환하는 기능을 담당한다. 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호는 다수의 스위치2(390)가 온(on)된 상태에서 스위치1(380)을 통하여 다수의 수신 안테나(330)에 각각 순차적으로 인가될 수 있다. LNA(340)는 수신 안테나(330)가 수신한 캘리브레이션용 신호의 잡음을 줄이는 기능을 담당하며, D/C(350)는 캘리브레이션용 신호의 주파수를 하향 변환하는 기능을 담당하고, ADC(360)은 수신한 캘리브레이션용 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 담당한다.이 때, 주파수 변환기(320)와 수신 안테나(330)간의 경로에서의 위상특성은 서로 같도록 함이 바람직한데, 예로서 이는 주파수 변환기(320)와 수신 안테나(330)간의 경로를 마이크로 스트립 라인으로 구성함으로써 달성할 수 있다. 한편, 주파수 변환기(320)와 수신 안테나(330) 간의 각 경로의 위상특성이 동일하지 않는 경우에도 본 발명이 유효하게 이용되는바, 적어도 각 경로 간의 위상특성 편차를 위와 같은 방법으로 미리 명확하게 파악할 수 있도록 함으로써, 배열 안테나 시스템 내부에서 고정적으로 발생하던 편차제공 요인을 실제의 신호처리 동작 이전에 공지된 다양한 방법으로 보정할 수 있게 된다.캘리브레이션기(370)는 ADC(360)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호의 위상값을 기초로, 적응형 배열 안테나 시스템의 수신모드의 위상특성이 동일하도록 위상값의 차이를 보정하는 기능을 담당한다.
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이 후, 스위치2(390)가 오프(off)되어 수신 안테나(330)와 주파수 변환기(320) 연결이 제거(해지)되면 본 발명의 캘리브레이션 절차를 종료하게 된다. 본 발명의 캘리브레이션 과정이 종료된 뒤에 상기 수신 안테나(330)는 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 수신 안테나로서 즉 본래의 신호수신 및 처리기능을 수행하게 된다.도4는 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제1실시예 흐름도로서, 도3의 캘리브레이션 장치에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 방법은, 적응형 배열 안테나 시스템에서 선정된 임의의 송신 안테나(331)가 캘리브레이션용 신호를 송신한다(S901). 상기 송신된 캘리브레이션용 신호를 추가 안테나(310)가 수신하고(S903), 주파수 변환기(320)를 통해 수신 주파수로 변환된 캘리브레이션용 신호가 수신 안테나(330)에 각각 인가된다(S905). 수신 안테나(330)는 추가 안테나(310)로부터 전송된 캘리브레이션용 신호를 수신하고, 캘리브레이션기(370)는 적응형 배열 안테나 시스템의 수신모드의 위상특성이 동일하도록 위상차를 조절한다(S907). 이 후, 추가 안테나(310) 및 주파수 변환기(320)를 시스템에서 스위치 오프시켜(S909) 수신 안테나(330)가 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 수신 안테나로서 동작할 수 있도로록 한다. 도5는 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제2실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 장치는, 추가 안테나(310), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 수신 안테나(330), LNA(340), D/C(350), ADC(360), 신호 발생기(510) 및 캘리브레이션기(370)를 포함하고 있다. 신호 발생기(510)는 수신 주파수를 갖는 캘리브레이션용 신호를 발생시키며, 도3의 송신 안테나(331)와 마찬가지로 당연히 HPA, U/C, DAC를 포함하고 있다.도5에 도시된 장치의 상세한 동작을 살펴보면 다음과 같다. 추가 안테나(310)는, 다수의 수신 안테나(330)가 수신할 수 있도록 신호 발생기(510)에서 생성된 캘리브레이션용 신호를 송신한다. 상기 캘리브레이션용 신호는 다수의 수신 안테나(330)가 각각 수신하며, LNA(340)는 수신 안테나(330)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호의 잡음을 줄이고, D/C(350)는 캘리브레이션용 신호의 주파수를 하향 변환하며, ADC(360)은 수신한 캘리브레이션용 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 담당한다.이 때, 추가 안테나(310)와 수신 안테나(330) 간의 경로에서의 위상특성은 서로 같도록 함이 구성함이 바람직하다. 한편, 주파수 변환기(320)와 수신 안테나(330) 간의 각 경로의 위상특성이 동일하지 않는 경우에도 본 발명이 유효하게 이용되는바, 적어도 각 경로 간의 위상특성 차이는 미리 명확하게 파악할 수 있도록 하였기 때문에, 그 결과에 따른 효과적인 캘리브레이션이 가능하게 한다.캘리브레이션기(370)는 ADC(360)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호의 위상값을 기초로, 적응형 배열 안테나 시스템의 수신모드의 위상특성이 동일하도록 위상값의 차이를 보정하는 기능을 담당한다.이 후, 추가 안테나(310)를 시스템에서 스위치 오프시키게 되면, 수신 안테나(330)는 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 수신 안테나로서 동작하게 된다.도6은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제2실시예 흐름도로서, 도5의 캘리브레이션 장치에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 방법은, 신호 발생기(510)에서 생성된 캘리브레이션용 신호를 추가 안테나(310)가 송신한다(S1101). 상기 송신된 캘리브레이션용 신호를 다수의 수신 안테나(330)가 수신하면(S1103), 캘리브레이션기(370)는 적응형 배열 안테나 시스템의 수신모드의 위상특성이 동일하도록 위상차를 조절한다(S1105). 이 후, 추가 안테나(310)를 시스템에서 스위치 오프시켜(S1107), 수신 안테나(330)가 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 수신 안테나로서 동작할 수 있도로록 한다.도7은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제3실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 장치는, 주파수 변환기(320), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 수신 안테나(330), 송신 안테나(331), LNA(340), HPA(341), D/C(350), U/C(351), ADC(360), DAC(361), 캘리브레이션기(370), 스위치1(380), 다수의 스위치2(390) 및 스위치3(791)을 포함하고 있다. 캘리브레이션 모드에서, 송신 안테나(331)와 주파수 변환기(320)는 스위치3(791)에 의해 연결되며, 송신 안테나(331)는 주파수 변환기(320)로 캘리브레이션용 신호를 인가할 수 있다. 주파수 변환기(320)는 송신 안테나(331)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 기능을 담당한다.도7에 도시된 실시예는 캘리브레이션용 신호가 송신 안테나(331)로부터 주파수 변환기(320)로 직접 전달된다는 점을 제외하고는 도3에 도시된 실시예와 동일하다. 따라서 도4에 도시된 캘리브레이션 과정이 도7의 실시예에도 유사하게 적용될 수 있다.도8은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 일실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 장치는, 추가 안테나(410), 주파수 변환기(420), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 송신 안테나(430), 수신 안테나(431), HPA(440), LNA(441), U/C(450), D/C(451), DAC(460), ADC(461), 캘리브레이션기(470), 스위치1(480) 및 다수의 스위치2(490)를 포함하고 있다. 앞서의 경우와 마찬가지로, 수신 안테나(431)는 본 발명이 적용되는 적응형 배열 안테나 시스템에 이미 장착되어 있는 다수의 수신안테나 중의 하나로써, 본 발명의 기술을 구현하기 위하여 추가로 설치하지 아니해도 무방하다.도8에 도시된 장치의 상세한 동작을 살펴보면 다음과 같다. 스위치2(490)가 온(on)된 상태에서 스위치1(480)을 통해 다수의 송신 안테나(430) 각각이 캘리브레이션용 신호를 주파수 변환기(420)로 공급한다. 여기서, 다수의 송신 안테나(430) 각각이 전송하는 캘리브레이션용 신호 각각은 수신 안테나(431)에서 구별 가능해야 하는데, 이는 각 송신 안테나(430)에서 전송하는 캘리브레이션용 신호에 서로 다른 월시 코드 또는 PN 코드를 이용함으로써 가능하다. 주파수 변환기(420)는 상기 수신되는 캘리브레이션용 신호를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하고 추가 안테나(410)는 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호를 수신 안테나(431)로 송신한다. 수신 안테나(431)로 수신되는 캘리브레이션용 신호는 LNA(441), D/C(451) 및 ADC(461)에 의하여 저잡음 증폭, 다운 컨버팅 및 디지털 변환 된다.이때, 주파수 변환기(420)와 송신 안테나(430)간 경로의 위상특성은 서로 같도록 함이 바람직한데, 예컨대 이는 주파수 변환기(320)와 수신 안테나(330)간의 경로를 마이크로 스트립 라인으로 구성함으로써 달성할 수 있다. 한편, 주파수 변환기(420)와 송신 안테나(430) 간의 각 경로의 위상특성이 동일하지 않는 경우에도 본 발명이 유효하게 이용되는바, 적어도 각 경로 간의 위상특성 차이를 미리 명확하게 파악할 수 있도록 함으로써, 그 결과에 따른 효과적인 캘리브레이션이 가능하게 한다.캘리브레이션기(470)는 ADC(461)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호의 위상값을 기초로, 적응형 배열 안테나 시스템의 송신모드의 위상특성이 동일하도록 위상값의 차이를 보정한다.이 후, 스위치2(490)가 오프(off)되어 송신 안테나(430)와 주파수 변환기(420)는 그 연결이 제거되면, 송신 안테나(430)는 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 송신 안테나로서 동작할 수 있다.도9는 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제1실시예 흐름도로서, 도8의 캘리브레이션 장치에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 방법은, 다수의 송신 안테나(440)가 주파수 변환기(420)로 캘리브레이션용 신호를 인가하면(S1001), 주파수 변환기(420)를 통해 수신 주파수로 변환된 캘리브레이션용 신호가 추가 안테나(410)를 통해 수신 안테나(441)로 송신된다(S1003). 수신 안테나(441)는 캘리브레이션용 신호를 수신하고(S1005), 캘리브레이션기(370)는 적응형 배열 안테나 시스템의 송신모드의 위상특성이 동일하도록 위상차를 조절한다(S1007).이 후, 추가 안테나(410) 및 주파수 변환기(420)를 시스템에서 스위치 오프되면(S1109), 송신 안테나(430)가 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 송신 안테나로서 동작할 수 있도록 한다.도10은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제2실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 장치는, 추가 안테나(410), 주파수 변환기(420), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 송신 안테나(430), 수신 안테나(431), HPA(440), LNA(441), U/C(450), D/C(451), DAC(460), ADC(461), 캘리브레이션기(470) 및 결합기(Combiner, 680)를 포함하고 있다.도10에 도시된 장치의 상세한 동작을 살펴보면 다음과 같다. 다수의 송신 안테나(430) 각각에서 추가 안테나(410)로 캘리브레이션용 신호를 공급한다. 여기서, 다수의 송신 안테나(430) 각각이 전송하는 캘리브레이션용 신호 각각은 수신 안테나(431)에서 구별 가능해야 하는데, 이는 각 송신 안테나(430)에서 전송하는 캘리브레이션용 신호에 서로 다른 월시 코드 또는 PN 코드를 이용함으로써 가능하다. 추가 안테나(410)가 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하여, 주파수 변환기(420)에 전달하면, 주파수 변환기(420)는 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 기능을 담당한다. 결합기(680)는 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호를 결합하는 기능을 담당하고, LNA(441), D/C(451) 및 ADC(461)는 결합된 캘리브레이션용 신호를 캘리브레이션에 적합하도록 변환할 수 있다.이 때, 추가 안테나(410)와 다수의 송신 안테나들(430) 간 경로들에 대한 위상특성이 서로 같도록 구성함이 바람직하다. 그러나, 추가 안테나(430)와 다수의 송신 안테나들(430) 간의 각 경로의 위상특성이 동일하지 않은 경우에도 본 발명이 유효하게 적용되는바, 이 경우에는 각 경로들 간의 위상특성 차이를 여기에서 제시하는 방법에 의해 미리 파악해 내도록 함으로써 그 결과 값을 캘리브레이션 수행 시에 효과적으로 이용할 수 있도록 한다.캘리브레이션기(470)는 ADC(461)로부터 수신한 캘리브레이션용 신호의 위상값을 기초로, 적응형 배열 안테나 시스템의 송신모드의 위상특성이 동일하도록 위상값의 차이를 보정한다.이 후, 결합기(680)를 시스템에서 스위치 오프시키게 되면, 다수의 송신 안테나(430)는 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 송신 안테나로서 동작할 수 있다.도11은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제2실시예 흐름도로서, 도10의 캘리브레이션 장치에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 방법은, 다수의 송신 안테나(430)에서 각각 캘리브레이션용 신호를 송신하면(S1201), 상기 캘리브레이션용 신호를 추가 안테나(410)가 수신한다(S1203). 수신한 캘리브레이션용 신호를 주파수 변환기(420)가 수신 주파수 대역으로 변환하고, 결합기(680)가 상기 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호를 결합하여 수신 안테나(441)로 인가하면(S1205), 캘리브레이션기(470)는 적응형 배열 안테나 시스템의 송신모드의 위상특성이 동일하도록 위상차를 조절한다(S1207).이 후, 추가 안테나(410) 및 결합기(680)를 시스템에서 스위치 오프시켜(S1209), 송신 안테나(430)가 주어진 섹터 또는 셀에서 일반적인 수신 안테나로서 동작할 수 있도로록 한다.도12는 본 발명에 �醯�적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제3실시예 구조도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 캘리브레이션 장치는, 주파수 변환기(420), 소정 배열과 간격으로 설치되는 다수의 송신 안테나(430), 수신 안테나(431), HPA(440), LNA(441), U/C(450), D/C(451), DAC(460), ADC(461), 캘리브레이션기(470), 스위치1(480), 다수의 스위치2(490) 및 스위치3(891)을 포함하고 있다. 캘리브레이션 모드에서, 수신 안테나(431)와 주파수 변환기(420)는 스위치3(891)에 의해 연결되며, 주파수 변환기(420)는 송신 안테나(430)로부터 인가받은 캘리브레이션용 신호를 수신 안테나(431)로 공급하는 기능을 담당한다. 여기서, 다수의 송신 안테나(430) 각각이 전송하는 캘리브레이션용 신호 각각은 수신 안테나(431)에서 구별 가능해야 하는데, 이는 각 송신 안테나(430)에서 전송하는 캘리브레이션용 신호에 서로 다른 월시 코드 또는 PN 코드를 이용함으로써 가능하다.도12에 도시된 실시예는 캘리브레이션용 신호가 주파수 변환기(420)로부터 수신 안테나(431)로 직접 전달된다는 점을 제외하고는 도8에 도시된 실시예와 동일하다. 따라서 도9에 도시된 캘리브레이션 과정이 도12의 실시예에도 유사하게 적용될 수 있다.이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
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상기한 바와 같이, 본 발명에서는 그 위치에 제약 받지 않는 추가안테나를 이용하여 미리 경로별 위상편차를 측정해 내도록 함으로써 배열 안테나 시스템 내부에서 고정적으로 발생하던 편차제공 요인을 실제의 신호처리 동작 이전에 미리 보정할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 마이크로 스트립 라인을 이용한 구성을 통해 배열 안테나 시스템 내의 다수의 신호 경로들 간에서 생길 수 있는 위상특성 편차의 발생 자체를 최소화할 수 있도록 한다.본 발명에 따라 적응형 배열 안테나 시스템 내의 신호 경로별 위상편차가 미리 파악하여 보정할 수 있게 됨으로써, 수신모드 및 송신모드 간 위상특성이 동일해 지도록 하여 적응형 배열 안테나 시스템에서 실제의 신호처리 시 수신모드에서 빔 패턴 최적화를 위해 산출한 파라미터(예컨대, 웨이트 벡터 등)들을 송신모드에서도 사용할 수 있게 하여 신호처리 효율성을 제고시킨다.
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도1은 일반적인 적응형 배열 안테나 시스템의 구성도,
도2는 도1의 각 안테나 소자의 위상오차를 나타내는 그래프,
도3은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제1실시예 구조도,도4는 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제1실시예 흐름도,
도5는 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제2실시예 구조도,도6은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제2실시예 흐름도,도7은 본 발명에 따른 적응형 배열 수신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제3실시예 구조도,도8은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제1실시예 구조도,
도9는 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제1실시예 흐름도,
도10은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제2실시예 구조도,
도11은 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 제2실시예 흐름도,
도12는 본 발명에 따른 적응형 배열 송신 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치의 제3실시예 구조도이다.
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*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
310, 410: 추가 안테나 320, 420: 주파수 컨버터
330, 431: 수신 안테나 331, 430: 송신 안테나
340. 441: LNA 341, 440: HPA
350, 451: D/C 351, 450: U/C
360, 461: ADC 361, 460: DAC
370, 470: 캘리브레이션기

Claims (18)

  1. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 송신 안테나 수단;
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단;
    상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하는 추가 안테나 수단;
    상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단;
    상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간의 각 경로는
    마이크로 스트립 라인으로 구성되는
    적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  3. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단;
    고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈 및 수신 주파수의 캘리브레이션용 신호를 발생시키는 신호 발생기를 구비하여 상기 캘리브레이션용 신호를 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 추가 안테나 수단;
    상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  4. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 송신 안테나 수단;
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 다수의 수신 안테나 수단;
    상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단;
    상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간의 각 경로는
    마이크로 스트립 라인으로 구성되는
    적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  6. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단;
    저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단;
    상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하여 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 주파수 변환 수단;
    상기 주파수 변환된 캘리브레이션용 신호를 상기 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 추가 안테나 수단;
    상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간의 각 경로는
    마이크로 스트립 라인으로 구성되는
    적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  8. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하여 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단;
    저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단;
    상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 상기 캘리브레이션용 신호를 각각 무선 수신하는 추가 안테나 수단;
    상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 결합기를 통해 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단;
    상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  9. 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에 있어서,
    소정 배열과 간격으로 배치되고, 각각이 고전력 증폭기, 업 컨버터 및 디지털 아날로그 컨버터로 구성된 송신 모듈을 구비하며, 캘리브레이션용 신호를 전송할 수 있는 다수의 송신 안테나 수단;
    저잡음 증폭기, 다운 컨버터 및 아날로그 디지털 컨버터로 구성된 수신 모듈을 구비하며, 수신되는 캘리브레이션용 신호의 위상 값을 연산할 수 있는 수신 안테나 수단;
    상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 주파수 변환 수단;
    상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하되, 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 캘리브레이션 수단; 및
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정한 이후에는 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 제어하는 스위칭 수단
    을 포함하는 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간의 각 경로는
    마이크로 스트립 라인으로 구성되는
    적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치.
  11. 제1항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 추가 안테나 수단이 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하는 제1단계;
    상기 주파수 변환 수단이 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제2단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및
    상기 제3단계 이후에 상기 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계
    를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  12. 제3항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 추가 안테나 수단이 상기 캘리브레이션용 신호를 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 제1단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및
    상기 제2단계 이후에 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계
    를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  13. 제4항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단이 상기 송신 안테나 수단으로부터 무선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호를 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 다수의 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제1단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 다수의 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및
    상기 제2단계 이후에 상기 다수의 수신 안테나 수단이 수신 안테나로서 통신 신호를 수신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계
    를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 수신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 수신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  14. 제6항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하여 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하는 제1단계;
    상기 추가 안테나 수단이 상기 수신 안테나 수단으로 무선 전송하는 제2단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및
    상기 제3단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계
    를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  15. 제8항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 추가 안테나 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 상기 캘리브레이션용 신호를 각각 무선 수신하는 제1단계;
    상기 주파수 변환 수단이 상기 추가 안테나 수단으로 수신되는 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 결합기를 통해 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제2단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제3단계; 및
    상기 제3단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제4단계
    를 포함하되, 상기 제3단계는 상기 추가 안테나 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  16. 제9항의 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치에서 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 캘리브레이션 방법에 있어서,
    상기 주파수 변환 수단이 상기 다수의 송신 안테나 수단으로부터 유선 전송되는 상기 캘리브레이션용 신호 각각을 수신하고, 상기 캘리브레이션용 신호의 주파수를 송신 주파수에서 수신 주파수로 변환하여 상기 수신 안테나 수단으로 유선 전송하는 제1단계;
    상기 캘리브레이션 수단이 상기 수신 안테나 수단으로부터 연산된 상기 캘리브레이션용 신호의 위상 값에 기초하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정하는 제2단계; 및
    상기 제2단계 이후에 상기 다수의 송신 안테나 수단이 송신 안테나로서 통신 신호를 송신할 수 있도록 상기 스위칭 수단이 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단의 연결을 오프시키는 제3단계
    를 포함하되, 상기 제2단계는 상기 주파수 변환 수단과 상기 다수의 송신 안테나 수단 간 각 경로의 위상특성의 차이를 미리 계산하여 상기 다수의 송신 안테나 수단의 위상 특성을 동일하게 보정할 때 상기 미리 계산된 상기 각 경로의 위상특성의 차이를 적용하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
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