KR101182400B1

KR101182400B1 - 빔포밍 어레이 안테나 제어 시스템 및 이를 이용한 빔포밍 방법

Info

Publication number: KR101182400B1
Application number: KR1020100134875A
Authority: KR
Inventors: 김기진; 안광호; 태현성; 유종원
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-09-12
Also published as: US20120162009A1; US9000981B2; KR20120072938A; US9787000B2; US20150229034A1

Abstract

복수의 어레이 안테나와 연동한 제어 시스템이 빔포밍하기 위하여, 복수의 어레이 안테나 중 미리 설정한 제1 안테나 그룹으로, 미리 설정한 복수의 섹터로 각각 빔 방사를 요청한다. 제1 안테나 그룹으로 입력되는 방사한 빔에 대한 응답 빔을 각각 수신하여, 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최적화 섹터로 결정하고, 제1 안테나 그룹 및 제1 안테나 그룹에 인접한 복수의 안테나를 포함하는 제2 안테나 그룹으로, 결정된 최적화 섹터 내의 복수의 섹터로 각각 빔 방사를 요청한다. 제2 안테나 그룹으로 입력되는 방사한 빔에 대한 응답 빔을 각각 수신하여, 최적화 섹터 내의 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최종 섹터로 결정한 후, 최종 섹터로의 빔 레벨 트레이닝을 통해 복수의 빔 레벨을 결정하고 최종 섹터로의 HRS(High resolution) 빔 트레이닝을 통해, 결정한 복수의 빔 레벨 중 최종 빔 신호 쌍을 결정한다.

Description

빔포밍 어레이 안테나 제어 시스템 및 이를 이용한 빔포밍 방법{Beamforming array antenna control system and method for beamforming}

본 발명은 빔포밍 어레이 안테나 제어 시스템 및 이를 이용한 빔포밍 방법에 관한 것이다.

최근 다양한 근거리 무선 전송 개발이 활성화되고 있는 가운데, 대기 감쇠 현상이 크지만 직진성이 강하고 주파수 재 사용률이 높아 근거리 통신 대역으로 각광받고 있는 60GHz 대역의 통신 기술 개발이 주목 받고 있다. 이를 위해, HDTV 와 홈시어터 등 고속의 스트리밍 다운로드와 같은 고속 인터넷 접속을 위해 1Gbps 이상의 고속 전송을 목적으로 하는 통신 규약을 규명하고 있다.

이러한 규약에 따른 일반적인 빔포밍 네트워크에서는, 병렬 피드(parallel feed) 구조의 안테나를 통해 안테나별 입력 위상을 위상 조절기를 이용하여 조절하여 빔 방향을 조절한다. 또는 하이브리드 커플러 및 위상 지연을 이용하여 입력 포트에 따라 출력 빔 방향을 조절하거나, 위상 지연만을 이용하여 출력 빔 방향을 조절하는 빔포밍 네트워크 구조도 있다.

이러한 일반적인 빔포밍 네트워크 구조는 간결하게 출력 빔 방향을 조절할 수는 있지만, 그 구조가 복잡하여 고주파에서 구현하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 빔포밍 통신간 소요 시간이 길고, 세부적인 방사 빔 각도 조절이 불가능하여 정밀한 빔포밍 통신에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 탐색 소요 시간을 줄일 수 있는 빔포밍 어레이 안테나 제어 시스템 및 이를 이용한 빔포밍 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 복수의 어레이 안테나와 연동한 제어 시스템이 빔포밍하는 방법은,

상기 복수의 어레이 안테나 중 미리 설정한 제1 안테나 그룹으로, 미리 설정한 복수의 섹터로 각각 빔 방사를 요청하는 단계; 상기 제1 안테나 그룹으로 입력되는 방사한 빔에 대한 응답 빔을 각각 수신하여, 상기 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최적화 섹터로 결정하는 단계; 상기 제1 안테나 그룹 및 상기 제1 안테나 그룹에 인접한 복수의 안테나를 포함하는 제2 안테나 그룹으로, 상기 결정된 최적화 섹터 내의 복수의 섹터로 각각 빔 방사를 요청하는 단계; 상기 제2 안테나 그룹으로 입력되는 방사한 빔에 대한 응답 빔을 각각 수신하여, 상기 최적화 섹터 내의 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최종 섹터로 결정하는 단계; 상기 최종 섹터로의 빔 레벨 트레이닝을 통해 복수의 빔 레벨을 결정하는 단계; 및 상기 최종 섹터로의 HRS(High resolution) 빔 트레이닝을 통해, 상기 결정한 복수의 빔 레벨 중 최종 빔 신호 쌍을 결정하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 복수의 어레이 안테나와 연동하여 빔포밍을 제어하는 제어 시스템은,

미리 설정한 제1 안테나 그룹으로 빔 방사를 요청하며, 상기 제1 안테나 그룹을 포함하는 제2 안테나 그룹으로 최적화 섹터로의 빔 방사를 요청하는 빔 방사 제어부; 상기 제1 안테나 그룹 및 상기 제2 안테나 그룹으로부터 응답 빔을 수신하는 빔 수신부; 및 상기 빔 수신부가 수신한 제1 안테나 그룹에 대한 응답 빔을 토대로 최적화 섹터를 설정하고, 상기 최적화 섹터에 대한 정보를 상기 빔 방사 제어부로 전달하여 상기 제2 안테나 그룹이 상기 최적화 섹터로 빔을 방사할 수 있도록 하는 섹터 선택부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 안테나의 어레이 수를 조정하여 빔포밍 통신을 수행하기 때문에 빔포밍 프로토콜을 만족할 뿐만 아니라, 빠르고 정확하게 목표를 탐색하여 탐색 소요시간을 줄일 수 있다.

도 1은 일반적인 빔포밍 안테나의 예시도이다.
도 2a 내지 도 2d는 일반적인 빔포밍 안테나를 이용한 빔포밍 프로토콜 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 안테나 제어 시스템의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 알고리즘 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 다른 빔포밍 안테나에 의거한 빔포밍 알고리즘을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이 수에 따른 빔 넓이 시뮬레이션 결과를 타나낸 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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

이하 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 어레이 안테나 및 이를 이용한 빔포밍 방법을 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 빔포밍 안테나와 그를 이용한 빔포밍 프로토콜에 대해 먼저 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 빔포밍 안테나의 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 빔포밍 안테나는 송신부의 빔 포머 벡터(beam former vector)(

) 및 수신부의 결합 벡터(combiner bector)(

)는 빔의 방향 및 세기를 결정한다. 그리고 멀티패스 MMO(Multi Input Multi Output) 채널을 통해 전송된 CSI(Channel State Information) 행렬(

)로 나타낼 수 있다.

각각의 빔 포머 벡터, 결합 벡터 및 CSI 행렬로 결정되는 빔포밍 안테나는 송수신부의 빔 신호별로 탐색하여 최적화된 송수신간의 빔 신호 쌍을 찾는다. 이때, 모든 CSI 행렬을 구하여 빔포밍 통신을 시행하는데 많은 시간이 소요된다.

이러한 일반적인 빔포밍 안테나를 이용한 빔포밍 프로토콜에 대하여 도 2a 내지 도 2d를 참조로 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2d는 일반적인 빔포밍 안테나를 이용한 빔포밍 프로토콜 예시도이다.

빔포밍 통신이 시작되면 우선 도 2a에 나타낸 바와 같이 섹터 레벨 트레이닝(sector level training)을 통해 일정 범위에 대한 빔 검색(beam searching)을 시행한다. 즉, 송신측 안테나와 수신측 안테나가 상호 섹터 트레이닝을 통해 빔 검색을 시행하여 최적화된 빔에 대한 섹터를 결정한다. 도 2a를 포함하여 하기에서 나타낼 도 2b 내지 도 2d의 절차는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이렇게 섹터가 결정되면, 도 2b에 나타낸 바와 같이 빔 레벨 트레이닝(beam level training) 절차를 수행한다. 다시 말해, 해당 섹터에서 더 미세(sharp) 빔으로 빔 레벨 트레이닝을 실행하여, 최종 빔 신호 쌍을 결정한다. 여기서 도 2c에 나타낸 바와 같이 고해상도 빔(high resolution beam)으로 추가적인 검색을 시행하면, 빔 해상도를 높일 수 있다. 이들 절차가 모두 수행되면 도 2d에 나타낸 바와 같이 빔 패턴이 나타난다.

이와 같이 프로토콜을 구현하면, 빔 탐색을 위한 빔포밍 통신 소요시간이 다소 단축될 수 있지만, 여전히 빔포밍 통신 소요시간이 문제점으로 남아 있다. 따라서 보다 빠른 속도로 최적화된 빔 쌍을 찾기 위한 노력이 계속되고 있으며, 이를 위해 다음 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 안테나 구조를 제안한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 안테나 제어 시스템의 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 안테나의 제어 시스템(100)은 복수의 빔포밍 안테나와 연동되어 있으며, 빔 방사 제어부(110), 빔 수신부(120) 및 섹터 선택부(130)를 포함한다.

빔 방사 제어부(110)는 빔 탐색을 위한 빔 방사를 미리 설정한 섹터 영역으로 각각 전송하도록 제어한다. 이때, 최초 전송되는 빔은 복수의 안테나 중 미리 설정되어 있는 두 개의 안테나 내 신호 전송부에서 전송될 수 있도록 제어하며, 이후 안테나 수를 늘려가며 빔을 방사할 수 있도록 제어한다. 이에 대해서는 이후 설명하기로 한다.

빔 수신부(120)는 각각의 안테나의 신호 전송부에서 미리 설정한 섹터 영역으로 각각 방사한 빔에 대한 응답 빔을 각각 수신한다.

섹터 선택부(130)는 빔 신부(120)에서 수신한 복수의 응답 빔 중 세기가 가장 센 응답 빔에 대한 섹터를 확인한다. 그리고 빔 방사 제어부(110)로 확인한 섹터를 최적화 섹터로 설정한다. 최적화 섹터는 안테나 수에 따라 최종 섹터로 설정될 수 있다. 그리고 섹터 선택부(130)는 최적화 섹터로 설정된 섹터로 빔을 방사하도록 해당 섹터에 대한 정보를 빔 방사 제어부(110)로 전달한다.

이와 같은 제어 시스템을 통해 수행되는 빔포밍 알고리즘 절차에 대하여 도 4를 참조로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 알고리즘 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 빔포밍 안테나 제어 시스템(100)은 미리 설정한 두 개의 안테나에 빔 방사를 위한 제어 신호를 전달한다(S100). 여기서 본 발명의 실시예에서는 빔포밍 안테나 제어 시스템(100)에 8개(N=8)의 어레이 안테나(1～8)가 연결되어 있는 것을 예로 하여 설명한다.

그리고 시스템 시작과 함께 목표물을 탐지하기 위해 S100 단계에서 빔을 방사하는 미리 설정된 제1 안테나 그룹인 두 개의 안테나(제1 안테나(1), 제2 안테나(2))는 중앙의 두 개의 안테나를 예로 하여 설명한다. 또한 안테나가 빔을 방사할 때에는 미리 설정한 섹터로 빔을 방사하는데, 각각의 안테나는 두 개의 섹터로 빔을 방사하도록 설정되어 있는 것을 예로 하여 설명한다.

S100 단계를 통해 제어 신호를 수신한 두 개의 안테나(제1 안테나(1), 제2 안테나(2))는 설정된 두 개의 섹터로 각각 신호를 방사하는 섹터 레벨 트레이닝을 수행한다(S110). 이때 제3 안테나(3) 내지 제8 안테나(8)는 동작하지 않는다. 이에 대해서는 도 5a 내지 도 5c를 참조로 함께 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 다른 빔포밍 안테나에 의거한 빔포밍 알고리즘을 나타낸 예시도이다.

도 5a에 나타낸 바와 같이 전체 8개의 빔포밍 안테나 중에서 중앙에 위치한 두 개의 안테나(제1 안테나(1), 제2 안테나(2))인 제1 안테나 그룹이 두 개의 섹터(제1 섹터, 제2 섹터)로 각각 빔을 방사한다. 시스템 실행과 함께 최초 빔을 방사하는 두 개의 안테나는 빔의 넓이가 도 5a에 나타낸 바와 같이 넓은 빔의 형태로 방사된다. 안테나 그룹은 2n 배수로 증가하고, 섹터 레벨 트레이닝에 사용되는 안테나는 N-2 안테나까지만 사용된다.

한편 도 4의 S110 단계를 통해 방사된 빔에 대한 응답 빔을 수신한 제1 안테나 그룹은, 각각 수신한 복수의 응답 빔(제1 섹터에 대한 응답 빔 및 제2 섹터에 대한 응답 빔)을 빔포밍 안테나 제어 시스템(100)의 빔 수신부(120)로 전달한다. 이를 통해 섹터 레벨 사이클(sector level cycle)을 수행한다(S120). 여기서 두 개씩 입력된 두 개의 안테나에 대한 응답 빔 중 세기가 센 섹터 내에 탐지하고자 하는 목표가 존재하는 것으로 판단한다.

즉 도 5a에 나타낸 바와 같이 제1 섹터와 제2 섹터 중 제2 섹터로부터 입력되는 응답 빔의 세기가 더 크다고 가정하면, 섹터 선택부(130)는 제2 섹터를 최적화된 섹터로 선택한다(S130). 그리고 S110 단계에서 빔을 방사한 제1 안테나 그룹 및 제1 안테나 그룹 내에 포함되어 있는 안테나들과 인접해 있는 다른 두 개의 안테나(제3 안테나(3), 제4 안테나(4))를 제2 안테나 그룹으로 설정하여, 도 5b에 나타낸 바와 같이 제2 섹터 방향으로 신호를 전송하도록 빔 방사 제어부(110)는 제어 신호를 전달한다(S140).

여기서 제1 안테나 그룹에서 제2 안테나 그룹을 생성할 때, 제2 안테나 그룹에 포함되는 안테나 수는 제1 안테나 그룹의 2n 배수로 결정되는 것을 예로 하여 설명한다. 즉, 제1 안테나 그룹에는 제1 안테나(1) 및 제2 안테나(2)가 포함되어 있으므로, 제2 안테나 그룹에는 4개의 안테나(제1 안테나(1) 내지 제4 안테나(4))가 포함된다.

제1 안테나(1) 내지 제4 안테나(4)는 S140 단계에서 수신한 제어 신호를 토대로 제2 섹터 방향 내 두 개의 섹터(제2-1 섹터, 제2-2 섹터)로 각각 빔을 방사하는 섹터 레벨 트레이닝을 수행한다(S150). S150 단계를 통해 방사된 빔에 대한 응답 빔을 수신한 제2 안테나 그룹(제1 안테나 내지 제4 안테나)은 수신한 응답 빔을 빔포밍 안테나 제어 시스템(100)의 신호 수신부(120)로 전달한다.

빔 수신부(120)는 입력 받은 총 8개의 응답 빔을 섹터 선택부(130)로 전달하여 섹터 레벨 사이클을 수행한다(S160). 그리고 섹터 선택부(130)는 이들 응답 빔들로부터 세기가 가장 큰 섹터를 확인하여 최적화된 섹터를 결정한다(S170).

즉, 도 5b에 나타낸 바와 같이 제2-1 섹터와 제2-2 섹터 중 제2-2 섹터로부터 입력되는 응답 빔의 세기가 더 크다고 가정하면, 섹터 선택부(130)는 제2-2 섹터를 최적화된 섹터로 선택한다(S170). 여기서, 본 발명의 실시예에서는 8개의 어레이 안테나를 예로 하여 설명하고 있고, S140 단계를 통해 빔을 방사한 제2 안테나 그룹의 수가 4개이며 제3 안테나 그룹을 생성하기 위해서는 6개의 안테나가 요구된다. 그러나, N-1 어레이 안테나는 빔 레벨 트레이닝을 수행하고, N 어레이 안테나는 HRS 트레이닝을 수행하기 때문에, S170 단계에서 최적화된 섹터로 상기 S100 단계 내지 S130 단계 또는 S140 내지 S170 단계를 한번 더 수행한 후 선택된 섹터가 최종 섹터가 된다.

이러한 절차를 반복하여, 섹터 선택부(130)는 최적화된 섹터를 선택한다. 이때, 빔을 방사하는 안테나의 개수가 많아지면 많아질수록 안테나에서 출력되는 빔이 미세 빔이 되며, 절차를 수행할수록 탐색해야 할 빔 탐색 구간인 섹터의 영역이 한정되기 때문에, 보다 따른 속도로 최적화된 빔 쌍을 찾을 수 있게 된다.

S110 단계 내지 S170 단계의 절차를 반복한 후, 섹터 선택부(130)가 최종 섹터를 결정하면(S180), 제7 안테나(7)를 통해 빔 레벨 트레이닝을 수행하여 최적화된 레벨을 결정한다(S190, S200). 그리고 나서 제8 안테나(8)를 이용하여 고해상도 빔으로 추가적인 검색을 시행하면서 빔 해상도를 높여, 최종적으로 목표물로 전송할 빔을 결정한다(S210, S220). 여기서 S190 단계 내지 S230 단계의 최적화된 레벨을 결정하는 절차와 고해상도 빔으로 추가 검색을 시행하는 단계는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 어레이 수에 따른 빔 넓이 시뮬레이션 결과를 타나낸 예시도이다.

도 6에 나타난 바와 같이, 안테나 어레이 수에 따른 빔 넓이 시뮬레이션에 따른 결과는 어레이 안테나 수가 많으면 많을수록 빔이 더욱 가늘어지고, 효율이 좋아지는 것을 알 수 있다. 이를 통해 섹터 트레이닝, 레벨 트레이닝 및 고해상도 빔 트레이닝을 동작 안테나 수의 조절을 통해서 구현할 수 있다.

다시 말해, 안테나 수에 따라 방사 빔 넓이가 달라지는데, 안테나의 방사 패턴은 다음 수학식 1과 같이 나타낸다.

여기서 λ는 파장, d는 어레이 간격, β는 입력 위상차, N은 어레이 수를 의미한다.

N이 커질수록 두 빔간 간격이 작아져 빔폭(△θ_h)이 작아지는 것을 확인할 수 있다.

따라서 복수의 어레이 안테나와 연동하여 빔포밍을 제어하는 제어 시스템이 포함된 어레이 안테나 시스템은, 빔폭이 가장 큰 최소 어레이(예를 들어, 2-어레이)일 때, 수신 안테나- 송신 안테나간 섹터 레벨 트레이닝을 통해 섹터를 결정한다. 여기서 2-어레이 안테나를 제외한 모든 안테나의 입력 신호의 크기는 0이 된다.

그리고 섹터가 결정된 후에는 2n의 배수로 어레이 숫자를 늘려가, 해당 섹터에 대한 빔 레벨 트레이닝을 시행하여 최적화된 빔 폭을 점점 좁혀 나간다. 이때도 마찬가지로 빔 레벨 트레이닝에 관여하는 안테나를 제외한 모든 안테나의 입력 신호는 0이 나타나도록 한다. 그리고 빔 레벨 트레이닝에 관여하는 안테나의 경우에는 동일 입력 신호 크기에 위상차는 섹터 크기 안으로 빔이 들어갈 수 있도록 지정해준다.

여기서 빔이 이루는 각도는 어레이 펙터(array factor)를 나타내는 식으로 구할 수 있으며, 어레이 펙터는 다음 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

여기서 어레이 중심을 0으로 놓고 정규화시키면, 다음 수학식 3과 같이 된다.

어레이 펙터가 최대가 되는 위상차 값은 Ψ가 0일 때로 정할 수 있으며 이는 수학식 4와 같다.

이러한 식들을 바탕으로 실제 시뮬레이션 및 측정 값을 통해 구한 β 값을 이용하여 섹터 크기 안으로 빔을 향할 수 있게 제어할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

복수의 어레이 안테나와 연동한 제어 시스템이 빔포밍하는 방법에 있어서,
상기 복수의 어레이 안테나 중 미리 설정한 제1 안테나 그룹으로, 미리 설정한 복수의 섹터를 통해 목표물로 각각 빔 방사를 요청하는 단계;
상기 제1 안테나 그룹은 상기 제1 안테나 그룹이 상기 목표물로 각각 방사한 빔에 대하여 상기 목표물에서 각각 발생된 응답 빔을 각각 수신하고, 상기 제어 시스템은 상기 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최적화 섹터로 결정하는 단계;
상기 제1 안테나 그룹 및 상기 제1 안테나 그룹에 인접한 복수의 안테나를 포함하는 제2 안테나 그룹으로, 상기 결정된 최적화 섹터 내의 복수의 섹터를 통해 각각 목표물로 각각 빔 방사를 요청하는 단계;
상기 제2 안테나 그룹은 상기 제2 안테나 그룹이 상기 목표물로 각각 방사한 빔에 대하여 상기 목표물에서 각각 발생된 응답 빔을 각각 수신하고, 상기 제어 시스템은 상기 최적화 섹터 내의 복수의 섹터에 대한 응답 빔 중 세기가 큰 섹터를 최종 섹터로 결정하는 단계;
상기 최종 섹터로의 빔 레벨 트레이닝을 통해 복수의 빔 레벨을 결정하는 단계; 및
상기 최종 섹터로의 HRS(High resolution) 빔 트레이닝을 통해, 상기 결정한 복수의 빔 레벨 중 최종 빔 신호 쌍을 결정하는 단계
를 포함하는 빔포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 안테나 그룹에 포함되는 안테나 수는 상기 제1 안테나 그룹의 2n 배수로 결정되는 빔포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 빔 레벨을 결정하는 단계는 N-1 어레이 안테나가 수행하도록 제어하고, 상기 최종 빔 신호 쌍을 결정하는 단계는 N 어레이 안테나가 수행하도록 제어하며, 상기 N은 전체 어레이 안테나 수인 빔포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 최종 섹터를 설정하는 단계는,
2^k 개의 안테나에 대한 위상 입력이 2^k-1개의 안테나에서 결정된 섹터 내의 출력이 되도록 하는 빔포밍 방법.
제1항에 있어서,
상기 어레이 안테나 수에 따라 빔 넓이가 조절되며,
상기 어레이 안테나 수에 따른 방사 패턴은

여기서 λ는 파장, d는 어레이 간격, β는 입력 위상차, N은 어레이 수인 빔포밍 방법.는 빔포밍 방법.
복수의 어레이 안테나와 연동하여 빔포밍을 제어하는 제어 시스템에 있어서,
미리 설정한 제1 안테나 그룹으로 목표물로의 빔 방사를 요청하며, 상기 제1 안테나 그룹을 포함하는 제2 안테나 그룹으로 최적화 섹터를 통해 상기 목표물로의 빔 방사를 요청하는 빔 방사 제어부;
상기 제1 안테나 그룹 및 상기 제2 안테나 그룹이 각각 상기 목표물로부터 수신한 응답 빔을 전달받는 빔 수신부; 및
상기 빔 수신부가 전달받은 제1 안테나 그룹이 수신한 응답 빔을 토대로 최적화 섹터를 설정하고, 상기 최적화 섹터에 대한 정보를 상기 빔 방사 제어부로 전달하여 상기 제2 안테나 그룹이 상기 최적화 섹터로 빔을 방사할 수 있도록 하는 섹터 선택부
를 포함하는 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 섹터 선택부는,
상기 설정한 최적화 섹터 내로 방사된 복수의 빔에 대한 응답 빔을 토대로 최종 섹터를 설정하며,
복수의 응답 빔 중 세기가 큰 응답 빔을 방사한 섹터를 상기 최적화 섹터 또는 상기 최종 섹터로 결정하는 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2 안테나 그룹에 포함되는 안테나 수는 상기 제1 안테나 그룹의 2n 배수로 결정되는 제어 시스템.