KR101386238B1 - 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치, 이를 이용한 무선 통신 ｒｆ 수신단 및 도래각 측정 방법 - Google Patents

배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치, 이를 이용한 무선 통신 ｒｆ 수신단 및 도래각 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 송수신단을 동기화하기 위한 기준신호를 생성하는 기준 신호 생성부, 배열 안테나의 안테나 요소 중 3개를 선택하고 상기 기준 신호의 주기에 따라 상기 안테나 요소와의 연결을 절체하는 스위치부, 상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호의 상호 상관을 구하기 위해 상기 두 신호를 믹싱하는 믹서부 및 상기 믹싱된 신호에서 위상차 또는 지연시간을 이용하여 상기 배열 안테나에 수신된 신호의 도래각을 계산하는 방향탐지부를 포함한다.

Description

배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치, 이를 이용한 무선 통신 ＲＦ 수신단 및 도래각 측정 방법 {apparatus of measuring angle of arrival using array antenna, wireless RF receiver for communication using the same and method of measuring angle of arrival}
본 발명은 도래각 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 배열 안테나를 이용한 무선 통신 시스템에서 수신되는 전파의 방향을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2009-S-025-01, 과제명: 60GHz CMOS Beam Forming 공통 플랫폼 기술개발].
최근 60GHz 등의 밀리미터파(millimeter wave) 대역 주파수를 이용하는 초고속 근거리 무선통신 기술을 홈 네트워크 등 다양한 분야에 적용하는 연구가 진행중이다. 특히, 60GHz 대역은 전파 직진성이 강하고 산소분자에 의한 전파 감쇄가 심한 전파 특성이 있어서 배열 안테나를 이용한 빔포밍(beam-forming) 기술이 통신 거리를 높이는 핵심 기술이다. 이 때문에 IEEE 802.15.3c, ECMA-387, WirelessHD 및 IEEE 802.11ad 등 다양한 표준이 제시되고 있다.
도 1은 종래의 배열안테나를 이용한 일반적인 빔 형성 장치를 도시한 도면이다. φ는 위상 변위기로서 각 안테나 요소에 전송되는 신호의 위상을 변화시켜 빔포밍 방향을 변화시킨다. 배열 안테나를 구성하는 각 송수신단에 위상 또는 시간지연값을 변화시키면 전파의 공간적 컴바이닝(spatial combining)을 통해 특정 방향으로 빔이 집속되고 신호대잡음비(SNR)가 개선된다.
도 1 및 도 2에 따르면, 송신기에서는 각각의 배열 안테나에 연결된 위상변위기를 통해 밀리미터파 신호의 위상을 변화시킨다. 위상이 변위된 신호는 전력증폭기(power amplifier)를 통해 증폭된 후 안테나를 통해 출력된다. 만약 배열 안테나간의 간격이 일정하게 d이며, 배열 안테나의 개수가 N개인 경우, 방향성 및 Half power beam-width (HPWB)는 다음과 같이 결정된다.
Directivity (D0 ) = Umax/U0 ~ AFmax 2 = N
Half Power Beamwidth(HPBW) ~ 2*arccos(1-λ/Nd)
즉, 배열의 개수를 증가시킬수록 빔 폭은 감소하고 안테나에 의한 이득은 비례적으로 증가한다. 따라서 60GHz와 같은 전파감쇄가 심한 시스템에서는 배열 안테나에 의한 이득을 높이기 위해 4개 이상, 수십개의 배열 안테나를 사용하게 된다.
그런데, 안테나 이득을 증가시키기 위해 배열이 증가하면 빔 폭이 감소하므로 송신기와 수신기 간에 정확하게 빔 방향을 맞추어야만 한다. 방향이 맞지 않으면 배열 안테나의 신호는 오히려 단일 안테나의 신호에 비해 이득이 급속히 감소하므로 정확하고 신속한 도래각 탐지가 매우 중요하다. 따라서 다양한 도래각 탐지 (direction-finding) 방법이 제안되고 있다.
만약 0도부터 360도까지 4도 단위로 빔 방향을 조정(steering)하면서 송수신기간 SNR이 가장 좋은 각도를 찾는 단순한 방법을 사용하면 총 90회의 위상변환 및 송수신 과정이 필요하므로 도래각 탐지에 과도하게 많은 시간이 소요된다.
따라서 IEEE 802.15.3c 등 최근 완료된 밀리미터파 대역 표준 규격에는 비교적 빠른 시간 내에 도래각을 탐지하고 빔 조정(beam-streering) 및 빔 형성(beam-forming)을 완료할 수 있는 섹터 트레이닝(sector training) 등의 절차를 제안하고있다.
그러나, 효율적인 섹터 트레이닝을 구현하더라도 도래각 탐지를 위해서는 수 차례의 위상변위기 조정 및 베이스밴드에서 SNR 추정 과정을 거쳐야 하므로 많은 시간과 전력이 소모된다.
또한 기존의 도래각 측정 장치들은 수신 신호의 위상 정보만을 이용하여 도래각을 측정하기 때문에 페이딩(pading)이 심한 환경에서는 신호의 위상 및 진폭 변동이 심해서 도래각을 정확히 탐지하기 힘든 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 적은 수의 안테나만을 이용하면서도 신속하게 도래각을 측정하는 장치 및 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 도래각 측정 장치는 송수신단을 동기화하기 위한 기준신호를 생성하는 기준 신호 생성부, 배열 안테나의 안테나 요소 중 3개를 선택하고 상기 기준 신호의 주기에 따라 상기 안테나 요소와의 연결을 절체하는 스위치부, 상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호의 상호 상관을 구하기 위해 상기 두 신호를 믹싱하는 믹서부 및상기 믹싱된 신호에서 위상차 또는 지연시간을 이용하여 상기 배열 안테나에 수신된 신호의 도래각을 계산하는 방향탐지부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 도래각 측정 장치를 포함하는 무선 통신 시스템은 배열 안테나, 송수신단을 동기화시키기 위한 기준 신호를 생성하는 기준 신호 생성부, 상기 배열 안테나의 각 안테나 요소 중 3개를 선택하고 연결을 절체하는 스위치부, 상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 상호 상관을 구하는 믹서부 및 상기 믹서부의 출력 신호에서 위상 정보 또는 지연시간 정보를 추출하고 상기 추출된 정보를 이용하여 도래각을 계산하는 방향탐지부를 포함하는 도래각 측정 장치 및 상기 배열 안테나에서 수신한 신호를 상기 도래각 측정 장치로 분기하기 위한 분기 장치를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 도래각 측정 방법은 송수신단을 동기화하기 위한 기준신호를 생성하는 기준 신호 생성 단계, 배열 안테나의 안테나 요소 중 3개를 선택하고 상기 기준 신호의 주기에 따라 상기 안테나 요소와의 연결을 절체하는 절체 단계, 상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호의 상호 상관을 구하기 위해 상기 두 신호를 믹싱하는 상호 상관 추출 단계 및 상기 믹싱된 신호에서 위상차 또는 지연시간을 이용하여 상기 배열 안테나에 수신된 신호의 도래각을 계산하는 방향탐지 단계를 포함한다.
본 발명의 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치 및 방법에 따르면, 배열 안테나의 3개 안테나 요소만을 이용하여 도래각을 측정할 수 있어 도래각 측정이 빠르다. 또한 본 발명의 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치 및 방법에 따르면, 지연시간 정보를 동시에 이용하기 때문에 밀리미터파 대역의 신호에 대한 도래각 측정 및 페이딩이 심한 환경에서 도래각 측정이 용이한 장점이 있다.
도 1은 종래의 배열안테나를 이용한 일반적인 빔 형성 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 지향성 안테나에서 형성된 빔패턴을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명이 제안하는 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치의 전체 구성에 대한 기능 블럭도이다.
도 4는 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치의 방향 탐지부의 기능 블럭도이다.
도 5는 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치와 연결되는 안테나 배치도의 일 예시도이다.
도 6은 본 발명의 도래각 측정 장치 각 부의 파형을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 7은 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치를 구비한 무선 통신 RF 수신단의 전체 구성도이다.
도 8은 본 발명이 제안하는 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명이 제안하는 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 장치의 전체 구성에 대한 기능 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 도래각 측정 장치(100)는 기준 신호 생성부(110), 스위치부(120), 믹서부(130), 방향 탐지부(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 믹서부(130)와 방향 탐지부(150) 사이에 ADC부(140)가 더 포함되고, 방향 탐지부는 디지털 신호 처리를 통해 방향 탐지를 수행할 수 있다. 또한, 안테나(200)와 스위치부(120) 사이에 저잡음 증폭부 및/또는 위상변위부(160)가 더 포함될 수 있다.
기준 신호 생성부(110)은 송수신단의 동기를 맞추기 위한 기준 신호를 생성한다. 기준 신호는 대역폭이 제한되고 미리 정해진 패턴의 파형을 가진다. 기준 신호는 60GHz 대역의 반송파 신호에 정류된 코사인파 형태의 포락선 신호를 곱하여 생성할 수 있다. 포락선 파형은 요구되는 송신 스펙트럼의 형태에 따라 결정되며, 인접한 측대역(side-band)으로 퍼지는 것(spurious emission)을 줄이기 위해 정류된 코사인 또는 가우시안 파형을 주로 사용한다
송수신단 간은 비콘 채널 또는 패킷 프리앰블의 시간 동기 신호를 이용하여 클럭 동기 및 시간 동기를 맞춘다.
스위치부(120)는 배열 안테나(200)의 안테나 요소들 중 3개 이상을 선택하고 기준 신호 생성부(110)에서 생성된 기준 신호의 주기에 따라서 안테나 요소와 믹서부(130)간의 연결을 절체한다. 도 5를 참조하면, 방향 탐지를 위해서 스위치부(120)에서 선택하는 3개의 안테나 요소는 일직선상에 놓이지 않은 3개의 안테나 요소(501, 502, 503)를 선택한다.
믹서부(130)은 기준 신호와 스위치부에서 출력되는 신호의 상호 상관(correlation)을 구하기 위해서 두 신호를 곱한다. 수신 신호와 기준 신호간의 시간 지연 및 위상차를 검출하기 위함이다.
방향 탐지부(150)은 믹서부의 출력 신호에서 위상 정보 또는 지연시간 정보를 추출하고 상기 정보들을 이용하여 도래각을 계산한다. 각 안테나 요소에서 수신한 신호의 위상 차를 이용하여 도래각을 계산하거나 지연시간 정보를 이용하여 삼각 측량법을 통해서 도래각을 계산한다.
ADC부(140)은 믹서부의 출력신호를 디지털 신호로 변환하여 방향 탐지부가 디지털 신호 처리를 할 수 있도록 한다.
또한, 도시하지는 않았으나 믹서부(130)와 ADC부(140) 사이에 저대역 통과 필터(Low Pass Filtrer)가 추가로 배치될 수 있다. 믹서부(130)를 통과한 신호 중에서 불필요한 고주파 성분을 제거하기 위함이다.
송수신 신호가 직교신호(quardrature signal)인 경우에는 직교신호의 처리를 위해서 믹서, 저대역 통과 필터 및 ADC를 각 2개씩 사용하여 I 채널(In-phase)과 Q 채널(Quardrature-phase) 각각에 대해서 신호를 검출할 수도 있다.
상기의 도래각 측정 장치를 이용함으로써, 3개의 배열 안테나 요소만을 사용하여 도래각을 측정할 수 있고 전 각도 범위에 대해서 순차적 검색을 수행하지 않아도 되기 때문에 도래각 탐지 시간이 크게 단축된다. 또한 위상차 정보뿐만 아니라 지연시간차 정보도 추출하기 때문에 페이딩이 심한 환경에서는 지연시간차를 이용하여 도래각을 정확히 탐지할 수 있다.
도 4는 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치의 방향 탐지부의 기능 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 방향 탐지부(150)는 위상 추출기(151), 지연시간 추출기(153) 및 연산기(155)를 포함하여 구성될 수 있다.
위상 추출기(151) 및 지연시간 추출기(153)은 입력되는 신호에서 위상 정보 및 지연시간 정보를 추출한다.
연산기(155)는 위상 추출기(151) 및 지연시간 추출기(153)에서 추출한 위상 정보 및 지연시간 정보를 이용하여 도래각을 계산한다.
각 안테나 요소간의 거리 및 위상차를 이용하여 도래각을 계산하거나 각 안테나 요소간의 거리 및 지연시간 정보를 이용하여 삼각 측량법을 통해서 도래각을 계산한다.
특히 지연시간 정보를 이용하여 도래각을 계산할 경우 페이딩에 의해서 발생하는 위상 및 신호 크기의 변동의 영향을 적게 받으므로 페이딩이 심한 환경 하에서도 도래각을 정확히 계산할 수 있다.
또한, 방향 탐지부(150)는 디지털 신호 처리를 통해서 위상 정보 및 지연 시간 정보를 추출하고 도래각을 계산할 수도 있다.
도 5는 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치와 연결되는 안테나 배치도의 일 예시도이다.
도 5를 참조하면, 배열 안테나(500)는 2차원적으로 배열 안테나는 2차원적으로 배치된 다수의 개별 안테나들로 구성되어 있는데, 도 5에 제시된 배치는 이해를 돕기 위한 한가지 예일 뿐이며 배열 안테나(500)의 수와 배치 형태는 제한 없이 다양하게 구현할 수 있다
일반적으로 60GHz 등 밀리미터파 대역에서는 안테나 크기가 작아지면서 칩의 패키지 전면에 안테나를 배치할 수 있으며, LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판 상에 구성된 배열 안테나 모듈(504)은 칩과 flip-chip bonding 등의 방법으로 연결될 수 있다.
방향 탐지를 위해서 도래각 측정 장치(100)의 스위치부(120)는 다수의 안테나 요소로 구성된 배열 안테나 중에서 서로 일직선상에 놓이지 않은 3개의 안테나를 선택하는데, 도 5에서는 배열 안테나의 양 끝에 위치한 3개의 안테나 (501, 502, 503)를 선택하여, 각 안테나 간의 시간차가 최대한 발생할 수 있도록 하였다.
도 6은 본 발명의 도래각 측정 장치 각 부의 파형을 도시한 타이밍 다이어그램이다.
도 6을 참조하면, 기준 신호는 패킷의 일정한 구간(비컨 또는 프리앰블 구간)동안 일정한 대역내로 대역 제한된 펄스 형태의 신호를 생성해서 스위치부(120) 및 믹서부(130)에 제공한다. 도 6의 기준 신호는 기준 신호 생성부(110)에서 생성한 기준 신호의 한 예시이며, 기준 신호는 대역 제한된 의사 랜덤 노이즈(Pseudo-random Noise) 신호를 포함한 다양한 형태의 파형으로 생성될 수 있다.
포락선 파형은 송신 스펙트럼의 형태에 따라 결정된다. 기준 신호는 인접한 측대역으로의 방사(spurious emission)를 줄이기 위해서 정류된 코사인 또는 가우시안 파형을 주로 이용하여 반송파 신호에 곱하여 생성한다. 도6의 (a)도는 기준 신호를 60GHz 대역의 반송파에 정류된 코사인파를 곱하여 생성한 예를 도시하고 있다.
도 6의 (b), (c) 및 (d)도는 각 안테나 요소에서 수신되는 신호의 일 예를 도시하였다.
도 6의 (e), (f) 및 (g)는 각각 믹서부에서 기준 신호와 안테나 요소에서 수신된 신호를 곱한 파형을 간략히 도시하고 있다. 도 6의 (h)는 믹서부에서 출력되는 최종 파형을 간략히 도시하고 있다.
송수시간의 기준신호가 동기화되어 있으므로 각 안테나로 수신되는 신호는 기준 신호에 대해 일정한 시간 지연(D1, D2, D3)만을 가진 신호로 단순화할 수 있다.
믹서부의 출력 파형의 포락선은 기준 신호에 비해서 각각 D1, D2 및 D3 만큼 시간 지연된 포락선 파의 합이다. 도면에는 도시하지 않았으나 위상 정보 및 지연시간 정보의 측정 정확도를 높이기 위해 수회 측정하여 평균을 계산하여 위상 정보 및 지연시간 정보로 결정할 수 있다.
또한 도 6에는 도시하지 않았으나, 직교 믹서(quardrature mixer)를 이용하여 위상 변화값을 추출할 수 있다.
도 7은 본 발명이 제안하는 도래각 측정 장치를 구비한 무선 통신 RF 수신단의 전체 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 무선 통신 시스템은 배열 안테나(200), 위상 변위 장치(400), 분기 장치(300) 및 도래각 측정 장치(100)을 포함하여 구성될 수 있다.
배열 안테나(200)는 다수의 안테나 요소들을 배열한 안테나이다. 도 5는 본 발명의 무선 통신 RF 수신단에서 사용될 수 있는 배열 안테나의 예시이다.
위상 변위 장치(400)는 도래각 측정 장치로부터 전송받은 도래각에 대한 정보를 이용하여 각 안테나 요소의 위상을 변위시켜 빔을 조향한다. 도 7에는 도시하지 않았으나, 위상 변위 장치(400)는 도래각 정보를 이용하여 각 안테나 요소에 가해질 위상 변위 값을 계산하는 제어부를 포함할 수 있다.
분기 장치(300)는 위상 변위 장치의 출력신호(R1', R2', ... , RN')을 분기하여 도래각 측정 장치(100)로 전달하는 장치이다. 신호의 감쇄등을 막기 위해서 지향성 결합기(directional coupler)를 사용할 수 있다.
도래각 측정 장치의 구체적 동작은 상기한 바 생략한다.
도래각 측정 장치(100)는 분기 장치(300)로부터 분기된 신호를 전송받아 안테나로 수신된 신호의 도래각을 구하고 구해진 도래각 정보를 위상 변위 장치(400)으로 전달할 수 있다.
도 8은 본 발명이 제안하는 배열 안테나를 이용한 도래각 측정 방법의 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 도래각 측정 방법은 기준 신호 생성 단계(S10), 절체 단계(S20), 상호 상관 추출 단계(S30) 및 방향 탐지 단계(S40)를 포함하여 구성될 수 있다.
기준 신호 생성 단계(S10)에서는 송수신단의 동기를 맞추기 위한 기준 신호를 생성한다. 송수신단 간은 비콘 채널 또는 패킷 프리앰블의 시간 동기 신호를 이용하여 클럭 동기 및 시간 동기를 맞춘다.
절체 단계(S20)에서는 배열 안테나(200)의 안테나 요소들 중 3개 이상을 선택하고 기준 신호 생성 단계(S10)에서 생성된 기준 신호의 주기에 따라서 안테나 요소와 연결을 절체한다
상호 상관 추출 단계(S30)에서는 기준 신호와 절체 단계(S20)에서 안테나 요소로부터 수신한 신호 간의 상호 상관을 구하기 위해서 두 신호를 곱한다. 상호 상관을 이용해서 수신 신호와 기준 신호간의 시간 지연 및 위상차를 검출하기 위함이다.
방향 탐지 단계(S40)에서는 상호 상관 추출 단계에서 추출된 상호 상관 정보를 이용하여 지연시간 정보 및 위상 정보를 추출하고 이를 이용하여 도래각을 계산한다.
방향 탐지 단계(S40)에서는 위상 추출 과정(S41), 지연 시간 추출 과정(S43) 및연산 과정(S45)를 포함하여 구성될 수 있다.
절체 단계 및 상호 상관 추출 단계에서는 3개 이상의 안테나 요소에 대한 상호 상관을 추출할 때까지 반복된다.
상기한 도래각 측정 방법은 최초 동작시 한번만 수행되는 것은 아니며, 송수신기간에 장애물의 이동에 따라 전파 환경 등이 변할 수 있으므로 주기적 또는 간헐적으로 재수행될 수 있다.
한가지 예로서, 기준 신호의 복조 후 BER이 일정 수준 이상이면 도래각 측정을 재수행할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (17)

  1. 송수신단을 동기화하기 위한 기준신호를 생성하는 기준 신호 생성부;
    배열 안테나의 출력 신호를 위상 변위 시키는 위상변위부;
    상기 배열 안테나의 안테나 요소 중 3개 이상을 선택하고 상기 기준 신호의 주기에 따라 상기 안테나 요소와의 연결을 절체하는 스위치부;
    상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호의 상호 상관을 구하기 위해 상기 두 신호를 믹싱하는 믹서부; 및
    상기 믹싱된 신호에서 위상차 또는 지연시간을 이용하여 상기 배열 안테나에 수신된 신호의 도래각을 계산하는 방향탐지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 믹서부 및 상기 방향탐지부 사이에 ADC(analog to digital convertor)부가 추가되고 상기 방향 탐지부는 디지털 신호 처리를 통해서 방향 탐지하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 믹서부 및 ADC부 사이에 저대역 통과 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 도래각 추정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향탐지부는
    상기 믹싱된 신호에서 위상 정보를 추출하는 위상 추출기;
    상기 믹싱된 신호에서 지연시간 정보를 추출하는 지연시간 추출기; 및
    상기 위상 정보 또는 지연시간 정보를 이용하여 상기 배열 안테나에서 수신된 신호의 도래각을 계산하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 연산기는 삼각 측량법을 이용하여 도래각을 계산하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스위치부는 선택된 안테나 요소 중 3개 이상의 안테나 요소가 서로 일직선 상에 있지 않는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서 상기 기준 신호 생성부는 비콘(beacon) 채널 또는 패킷 프리앰블을 이용하여 동기신호에 정류된 구형파 또는 가우시안 형태의 포락선 신호를 곱하여 송수신단을 동기화하는 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 장치.
  8. 배열 안테나;
    송수신단을 동기화시키기 위한 기준 신호를 생성하는 기준 신호 생성부, 상기 배열 안테나의 각 안테나 요소 중 3개 이상을 선택하고 연결을 절체하는 스위치부, 상기 스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호 간의 상호 상관을 구하는 믹서부 및 상기 믹서부의 출력 신호에서 위상 정보 또는 지연시간 정보를 추출하고 상기 추출된 정보를 이용하여 도래각을 계산하는 방향탐지부를 포함하는 도래각 측정 장치; 및
    상기 배열 안테나에서 수신한 신호를 상기 도래각 측정 장치로 분기하기 위한 분기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  9. 제8항에 있어서, 상기 믹서부 및 상기 방향탐지부 사이에 ADC(analog to digital convertor)부가 추가되고 상기 방향 탐지부는 디지털 신호 처리를 통해서 방향 탐지하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  10. 제9항에 있어서, 상기 믹서부 및 ADC부 사이에 저대역 통과 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  11. 제8항에 있어서, 상기 배열 안테나 및 분기 장치 사이에 상기 도래각 측정 장치에서 측정한 도래각 정보와 일치되도록 상기 배열 안테나의 빔포밍이 형성되도록 하는 위상 변위 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  12. 제8항에 있어서, 상기 방향탐지부는
    상기 믹서부의 출력 신호에서 위상 정보를 추출하는 위상추출기;
    상기 믹서부의 출력 신호에서 지연시간 정보를 추출하는 지연시간추출기; 및
    상기 위상 정보 또는 지연시간 정보를 이용하여 상기 배열 안테나에서 수신된 신호의 도래각을 계산하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  13. 제8항에 있어서, 상기 스위치부는 선택된 3개의 안테나 요소가 서로 일직선 상에 있지 않는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  14. 제8항에 있어서 상기 기준 신호 생성부는 비콘(beacon) 채널 또는 패킷 프리앰블을 이용하여 동기신호에 정류된 구형파 형태의 포락선 신호를 곱하여 송수신단을 동기화하는 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 RF 수신단.
  15. 송수신단을 동기화하기 위한 기준신호를 생성하는 기준 신호 생성 단계;
    배열 안테나의 안테나 요소 중 3개 이상을 선택하고 상기 기준 신호의 주기에 따라 상기 안테나 요소와의 연결을 절체하는 절체 단계;
    스위치부의 출력 신호 및 상기 기준 신호의 상호 상관을 구하기 위해 상기 두 신호를 믹싱하는 상호 상관 추출 단계; 및
    상기 믹싱된 신호에서 위상차 또는 지연시간을 이용하여 상기 배열 안테나에 수신된 신호의 도래각을 계산하는 방향탐지 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 방향탐지 단계는
    상기 믹싱된 신호에서 위상 정보를 추출하는 위상 추출 과정;
    상기 믹싱된 신호에서 지연시간 정보를 추출하는 지연시간 추출 과정; 및
    상기 위상 정보 또는 지연시간 정보를 이용하여 상기 배열 안테나에서 수신된 신호의 도래각을 계산하는 연산 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 방법.
  17. 제15항에 있어서 상기 기준 신호 생성 단계는 비콘(beacon) 채널 또는 패킷 프리앰블을 이용하여 동기신호에 정류된 구형파 형태의 포락선 신호를 곱하여 송수신단을 동기화하는 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 도래각 측정 방법.
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