KR101389837B1 - 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법 - Google Patents

커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101389837B1
KR101389837B1 KR1020130154143A KR20130154143A KR101389837B1 KR 101389837 B1 KR101389837 B1 KR 101389837B1 KR 1020130154143 A KR1020130154143 A KR 1020130154143A KR 20130154143 A KR20130154143 A KR 20130154143A KR 101389837 B1 KR101389837 B1 KR 101389837B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
phase
power level
array antennas
initial
Prior art date
Application number
KR1020130154143A
Other languages
English (en)
Inventor
박규철
하종수
이정수
조병래
이종민
강태하
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020130154143A priority Critical patent/KR101389837B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101389837B1 publication Critical patent/KR101389837B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 레이더 시스템의 배열 안테나의 위상 및 전력 레벨을 정확하게 보정할 수 있는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법은, 배열 안테나의 커플링 라인을 통해 신호를 출력하고, 상기 신호와 초기 보정 데이터의 차이값을 근거로 상기 배열 안테나를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법{CALIBRATION APPARATUS OF ARRAY ANTENNA IN RADAR SYSTEM USING COUPLING LINE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 레이더 시스템에 관한 것으로서, 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배열 안테나 시스템은 빔 형성 장치를 통해 신호를 전송하기 위한 송수신 단의 방향으로 빔을 형성하여 간섭을 최소화할 수 있다. 이때, 배열 안테나 시스템은 빔을 형성하기 위해 각각의 안테나별로 빔 계수를 적용한다. 배열 안테나 시스템의 송신 단에서 안테나별로 빔 계수를 적용하기 위해서는 안테나별로 입력되는 신호의 위상과 신호의 크기를 제어해야 한다. 따라서, 송신 경로와 수신 경로를 구성하는 요소들의 비선형 특성에 따라 신호의 위상과 신호의 크기가 왜곡되는 것을 방지하기 위해 캘리브레이션(보정)을 수행한다. 추가 안테나를 이용하여 미리 경로별 위상 편차를 측정하여 배열 안테나 시스템 내의 다수의 신호 경로들 간에서 생길 수 있는 위상특성 편차의 발생을 배제시키는 방안이 있으나 추가 안테나에 의한 추가 송신기에 의한 비용이 증가하는 문제가 발생한다. 또한 임의의 위치에서 운용시에는 추가 안테나 시스템을 이용하여 캘리브레이션을 수행할 수 없는 문제가 발생한다.
종래 기술에 따른 위상 배열 안테나 보정 방법 및 장치(한국특허등록번호 제10-1007395호)는, 정해진 크기와 위상이 출력되도록 송수신 모듈의 송수신 증폭기와 위상 변위기를 조절하여 안테나 출력 신호의 크기와 위상을 보정하고, 무선 주파수 커넥터의 이상 유무를 확인하는 과정을 포함한다. 그러나 이 경우에는 송수신 안테나를 포함한 안테나 출력 신호 이상 여부는 알 수 없는 문제점이 있다.
종래 기술에 따른 어레이 안테나 교정 장치 및 어레이 안테나 교정 방법(한국특허공개번호 특2003-0063220호)에서는, 배열 안테나를 구성하는 복수의 안테나 소자들 각각에 서로 직교하는 원(original) 교정신호들을 동시에 공급하여 안테나 소자들로부터 방사되고 인접 안테나 소자들에 의해 수신된다. 수신된 교정 신호들 간의 상관들을 계산하고 위상 및 진폭 특성 계산하여 안테나 소자들 간의 상대 교정 계수를 얻는다. 이 상대 교정 계수에 기초하여, 각 안테나 소자들에 공급될 송신 신호들을 교정하는 어레이 안테나 교정장치가 제공된다. 그러나 이 경우에는 송수신 안테나가 분리되지 않은 경우에 적용이 가능하지만 분리된 안테나에는 적용하기 어렵다. 하나의 송신기, 수신기, 안테나가 고장이 나면 인접한 두 개의 송신기, 수신기, 안테나에 영향을 주는 문제점이 있다. 또한 교정을 위해 추가 하드웨어(전력 합성기, 추가 포트 등)로 인해 복잡도와 비용이 증가하는 문제가 발생한다.
한국특허 공개번호 제10-2003-0030878호
본 발명은 레이더 시스템의 배열 안테나의 위상 및 전력 레벨을 정확하게 보정할 수 있는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따른 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법은, a*b 개의 송신 배열 안테나와 m*n 개의 수신 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법에 있어서, 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나의 보정을 위해 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에서 송신 신호를 출력하고, 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에 연결된 a 개의 커플링 라인을 통해 상기 송신 신호를 수신하고, 상기 a 개의 커플링 라인을 통해 수신된 송신 신호와 제1 초기 보정 데이터의 차이값을 근거로 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나를 보정하는 단계와; 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나의 보정을 위해 상기 송신 신호를 분배기를 통해 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 출력하고, 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 연결된 n 개의 커플링 라인을 통해 상기 송신 신호를 수신하고, 상기 n 개의 커플링 라인을 통해 수신된 송신 신호와 제2 초기 보정 데이터의 차이값을 근거로 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나를 보정하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 a, b, m, n은 자연수이며, 상기 a*b 개와 m*n 개는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예에 따른 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치는, a*b 개의 송신 배열 안테나와 m*n 개의 수신 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 있어서, 중간 주파수와 로컬 오실레이터 주파수 신호를 발생하는 펄스 발생기 모듈과; 펄스의 시작 타이밍 신호, 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 발생하는 신호처리기 모듈과; 상기 펄스의 시작 타이밍 신호를 근거로 펄스 타이밍 신호를 생성하고, 상기 펄스 타이밍 신호, 상기 중간 주파수 및 로컬 오실레이터 주파수 신호를 근거로 펄스 형태의 무선 주파수(RF, radio frequency) 신호를 생성하고, 상기 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 근거로 상기 펄스 형태의 무선 주파수(RF) 신호를 상기 a*b 송신 배열 안테나에 출력시키는 송신기와; 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에 연결되고, 상기 a*b 송신 배열 안테나를 통해 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호를 인가하는 a 개의 커플링 라인과; 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 연결되고, 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나를 통해 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호를 인가하는 n 개의 커플링 라인과; 상기 a 개의 커플링 라인을 통해 상기 무선 주파수(RF) 신호를 수신하고, 상기 수신된 무선 주파수(RF) 신호, 상기 중간 주파수 및 로컬 오실레이터 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환시키고, 상기 기저대역 신호를 제1 디지털 신호로 변환시키는 수신기를 포함하며, 상기 신호처리기 모듈은 상기 제1 디지털 신호의 제1 위상과 제1 전력 레벨을 검출하고, 상기 제1 위상과 제1 초기 보정 데이터의 위상의 차이값만큼 위상 변위값을 조정하고, 상기 제1 전력 레벨과 상기 제1 초기 보정 데이터의 전력 레벨의 차이값만큼 전력 레벨을 조정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법은, a*b 개의 배열 안테나를 가진 송신 안테나, m*n 개의 배열 안테나를 가진 수신 안테나로 구성된 레이더 시스템에 있어서, 각 배열 안테나의 위상 및 전력 레벨을 정확하게 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템(군사용 레이더 시스템)의 배열 안테나 보정 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 송신 배열 안테나를 나타낸 도이다.
도 3은 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 수신 배열 안테나를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 송신 배열 안테나의 보정 동작을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 수신 배열 안테나의 보정 동작을 나타낸 도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명은 배열 안테나로 이루어진 레이더 시스템에서 송신 배열 안테나와 수신 배열 안테나를 보정하는 장치로서, 커플링 라인을 이용한 배열 안테나로 이루어진 레이더 시스템의 안테나를 보정한다.
도 1은 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템(군사용 레이더 시스템)의 배열 안테나 보정 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 보정 장치(10)는, 송신기(transmitter)(11), 펄스 발생기(pulse generator)(펄스 발생 모듈)(12), 송신 배열 안테나(transmission array antenna)(13), 수신 배열 안테나(receiving array antenna)(14), 수신기(receiver)(15), 신호처리기(signal processor)(신호처리기 모듈)(16), 보정 데이터 저장기(calibration data storage)(17)로 구성된다. 상기 신호처리기(신호처리기 모듈)(16)는 보정 데이터 저장기(17)를 포함하도록 구성될 수도 있다.
커플링 라인을 이용한 안테나 보정 장치의 송신 배열 안테나와 수신 배열 안테나를 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 송신 배열 안테나(13)로서, a*b 개의 배열 안테나(13a)로 구성된다. 커플링 라인(13b)은 a 개로 구성되고, 결합기(13c)는 a*1로 구성된다. 여기서, 상기 a, b는 자연수이다.
도 3은 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 적용된 수신 배열 안테나(14)로서, m*n 개의 배열 안테나(14a)로 구성된다. 여기서, 상기 m, n은 자연수이다. 상기 a*b 개와 m*n 개는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 커플링 라인(14b)은 n 개로 구성되고, 분배기(14c)는 n*1로 구성된다.
이하에서는, 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치(10)에 적용된 송신 배열 안테나(13)의 보정 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치(10)에 적용된 송신 배열 안테나(13)의 보정 동작을 나타낸 도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 송신기(11)는 송신 제어 모듈(101), 송신 모듈(103), 상향변환 모듈(104), 타이밍 제어 모듈(105)로 구성되며, 상기 수신기(15)는 수신 모듈(108), 수신 제어 모듈(111), 하향변환 모듈(109)로 구성된다. 상기 신호처리기 모듈(16)은 보정 데이터 저장기(17)를 포함한다.
먼저, 타이밍 제어 모듈(105)은 신호처리기 모듈(16)로부터 펄스의 시작 타이밍 신호를 수신하고, 상기 펄스의 시작 타이밍 신호를 근거로 펄스 타이밍 신호를 생성하고, 그 생성한 펄스 타이밍 신호를 상향변환 모듈(up conversion module)(104)에 출력한다.
상기 상향변환 모듈(104)은 상기 펄스 타이밍 신호와 펄스 발생기 모듈(12)에서 생성된 중간(IF, Intermediate Frequency) 주파수와 로컬 오실레이터(LO, Local Oscillator) 주파수 신호를 수신하고, 상기 수신된 펄스 타이밍 신호, IF 주파수 및 LO 주파수 신호를 근거로 펄스 형태의 무선 주파수(RF, radio frequency) 신호를 생성하고, 상기 생성한 펄스 형태의 무선 주파수(RF) 신호(송신 신호)를 송신 모듈(103)에 출력한다.
상기 송신 모듈(103)은 상향변환 모듈(104)로부터 상기 펄스 형태의 무선 주파수(RF)를 수신하고, 송신 제어 모듈(101)로부터 빔 조향(beam steering) 신호와 전력 제어(power control) 신호를 수신하고, 그 수신된 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 근거로 빔 조향 및 전력을 제어하여 상기 펄스 형태의 무선 주파수(RF)(송신 신호)를 a*b 송신 배열 안테나(13)에 출력시킴으로써 상기 a*b 송신 배열 안테나(13)를 보정한다. 여기서, 상기 수신된 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 근거로 빔 조향 및 전력을 제어하는 방법 자체는 일반적인 기술이므로, 이에 대하 상세한 설명은 생략한다.
상기 a*b 송신 배열 안테나(13)를 보정하는 방법은 다음과 같다.
상기 빔 조향 신호와 전력 제어 신호를 근거로 1*1 위치의 안테나로부터 a*b 위치의 안테나까지 a*b 개의 각 위치에 해당하는 송신 모듈에 있는 위상변위기와 감쇠기를 제어하여 a*b 송신 배열 안테나(13)의 각 위치에 있는 배열 안테나(13a)로부터 1~a 커플링 라인(13b)을 통해 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 적은 신호)를 커플링하여 하향변환 모듈(109)에 안테나 보정 신호로 입력시킨다. 즉, 상기 결합기(13c)는 1*(1-b)인 1 커플링 라인, 2*(1-b)인 2 커플링 라인, a*(1-b)인 a 커플링 라인으로 인가되는 상기 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 적은 신호)를 커플링하고, 그 커플링된 신호(위상 및 전력 레벨)를 안테나 보정 신호로서 하향변환 모듈(109)에 출력한다.
상기 하향변환 모듈(109)은 상기 커플링된 신호(안테나 보정 신호)와, 상기 펄스 발생기 모듈(12)에서 생성된 LO 주파수와 IF 주파수 신호를 수신하고, 상기 수신 신호, LO 주파수 및 IF 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환시키고, 그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 그 디지털 신호를 상기 신호처리기 모듈(16)에 입력시킨다.
상기 신호처리기 모듈(16)은, 상기 디지털 신호 내의 커플링된 신호(안테나 보정 신호)의 위상과 진폭(전력 레벨)을 검출하여 보정 데이터 저장기(17)에 저장한다.
이하에서는, 커플링 라인을 이용한 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치(10)에 적용된 수신 배열 안테나(14)의 보정 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치(10)에 적용된 수신 배열 안테나(14)의 보정 동작을 나타낸 도이다.
먼저, 상기 타이밍 제어 모듈(105)은 신호처리기 모듈(16)로부터 펄스의 시작 타이밍 신호를 수신하고, 상기 펄스의 시작 타이밍 신호를 근거로 펄스 타이밍 신호를 생성하고, 그 생성한 펄스 타이밍 신호를 상향변환 모듈(104)에 입력시킨다.
상기 상향변환 모듈(104)은 상기 펄스 타이밍 신호와 펄스 발생기 모듈(12)에서 생성된 IF 주파수와 LO 주파수 신호를 근거로 펄스 형태의 무선 주파수(RF) 신호를 생성하고, 그 무선 주파수(RF) 신호를 수신 배열 안테나(14)에 출력한다.
상기 상향 변환 모듈(104)에서 출력된 무선 주파수(RF) 신호는 분배기(14c)를 통해 m*n 수신 배열 안테나(303)에 입력되어 m*n 수신 배열 안테나를 보정한다.
상기 m*n 수신 배열 안테나(14)의 m*n 개의 수신 안테나를 보정하는 방법은 다음과 같다.
상기 수신 제어 모듈(111)은 상기 신호처리기 모듈(16)에서 보낸 빔 조향 및 전력 제어 신호를 수신하고, 그 수신된 빔 조향 및 전력 제어 신호를 근거로 상기 수신 모듈(108)을 통해 해당 안테나를 제어한다.
상기 수신 모듈(108)은, 1 커플링 라인(1*(1-m)), 2 커플링 라인(2*(1-m)), n 커플링 라인(n*(1-m))에서 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 신호)를 하향변환 모듈(109)에 입력시킨다. 즉, 해당 커플링 라인으로부터 수신되는 상기 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 신호)는 해당 위치의 안테나에 연결된 수신 모듈(108)에 입력되고, 이 입력된 신호는 수신 제어 모듈(111)에서 입력된 빔 조향 신호와 전력 제어 신호에 신호의 위상과 진폭이 제어된 신호가 출력된다.
상기 하향변환 모듈(109)은, 수신 모듈(108)로부터 상기 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 신호)를 수신하고, 상기 펄스 발생기 모듈(12)에서 생성된 LO 주파수와 IF 주파수 신호를 수신하고, 그 수신된 무선 주파수(RF) 신호, LO 주파수 및 IF 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환시키고, 그 기저대역 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 그 디지털 신호를 상기 신호처리기 모듈(16)에 입력시킨다.
상기 신호처리기 모듈(16)은 상기 디지털 신호 내의 무선 주파수(RF) 신호(예를 들면, 30dB 신호)의 위상과 진폭(전력 레벨)을 검출을 검출하고, 그 검출된 위상 및 진폭 값을 상기 보정 데이터 저장기(17)에 저장한다.
예를 들면, 상기 신호처리기 모듈(16)은 a*b 송신 배열 안테나(13)와 m*n 수신 안테나(14)의 초기 위상과 전력 레벨(진폭)을 보정 데이터 저장기(17)에 저장한다. 이때 상기 위상변위기는 위상을 0도로 설정하고, 상기 전력 제어기는 0dB 감쇠로 설정하여 각 배열 안테나(13a, 14a)의 초기 위상 및 전력 레벨을 측정한다.
상기 신호처리기 모듈(16)은 레이더 시스템을 점검할 때 위상변위기의 위상을 0도, 전력 제어기는 0dB 감쇠로 설정하여 위상 및 전력 레벨을 측정하고, 그 측정된 위상 및 전력 레벨이 상기 보정 데이터 저장기(17)에 저장된 값(위상 및 전력 레벨)과 차이가 있으면 그 값만큼 위상 변위값을 조정한다. 즉, 위상과 관련된 예로 임의의 위치에 있는 안테나(예를 들면, 3*4)의 보정 데이터 저장기(17)에 저장된 위상이 10도이고, 레이더 운용중 측정한 위상이 22도라면 위상이 12도 틀어져 있다. 따라서 레이더 시스템의 운용시 설정해야 하는 위상이 30도라면 이미 12도가 틀어져 있기 때문에 레이더 시스템의 운용시에는 18도를 설정하면 틀어진 12도에 18도가 더해져 30도 위상을 설정한 것과 같은 효과가 있다.
또 다른 예로 임의의 위치에 있는 안테나(예를 들면, 5*7)의 보정 데이터 저장기(17)에 저장된 위상이 3도이고, 레이더 운용중 측정한 위상이 -8도라면 위상이 -11도 틀어져 있다. 따라서 운용시 설정해야하는 위상이 38도라면 이미 -11도가 틀어져 있기 때문에 운용시에는 49도를 설정하면 틀어진 -11도에 49도가 더해져 38도 위상을 설정한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
전력 레벨과 관련된 예로 임의의 위치에 있는 안테나(예를 들면, 2*14)의 보정 데이터 저장기(17)에 저장된 레벨이 2dB이고, 레이더 시스템 운용중 측정한 레벨이 5dB라면 레벨이 3dB 틀어져 있다. 따라서 레이더 시스템의 운용시 설정해야 하는 레벨이 6dB라면 이미 3dB가 틀어져 있기 때문에 레이더 시스템의 운용시에는 3dB를 설정하면 틀어진 3dB에 3dB가 더해져 6dB 레벨을 설정한 것과 같은 효과가 있다.
또 다른 예로 임의의 위치에 있는 안테나(예를 들면, 7*3)의 보정 데이터 저장기(17)에 저장된 레벨이 1dB이고, 레이더 운용중 측정한 레벨이 -1dB라면 레벨이 -2dB 틀어져 있다. 따라서 레이더 시스템의 운용시 설정해야하는 전력 레벨이 3dB라면 이미 -2dB가 틀어져 있기 때문에 레이더 시스템의 운용시에는 5dB를 설정하면 틀어진 -2dB에 5dB가 더해져 3dB 레벨을 설정한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. a*b 개의 송신 배열 안테나와 m*n 개의 수신 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법에 있어서,
    상기 a*b 개의 송신 배열 안테나의 보정을 위해 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에서 송신 신호를 출력하고, 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에 연결된 a 개의 커플링 라인을 통해 상기 송신 신호를 수신하고, 상기 a 개의 커플링 라인을 통해 수신된 송신 신호와 제1 초기 보정 데이터의 차이값을 근거로 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나를 보정하는 단계와;
    상기 m*n 개의 수신 배열 안테나의 보정을 위해 상기 송신 신호를 분배기를 통해 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 출력하고, 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 연결된 n 개의 커플링 라인을 통해 상기 송신 신호를 수신하고, 상기 n 개의 커플링 라인을 통해 수신된 송신 신호와 제2 초기 보정 데이터의 차이값을 근거로 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나를 보정하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 a, b, m, n은 자연수이며, 상기 a*b 개와 m*n 개는 서로 동일하거나 다르며,
    상기 제1 초기 보정 데이터는 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나의 초기 위상과 전력 레벨을 포함하며, 상기 제2 초기 보정 데이터는 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나의 초기 위상과 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 배열 안테나를 보정하는 단계는,
    상기 송신 신호의 위상과 전력 레벨을 검출하고, 상기 위상과 상기 제1 초기 보정 데이터의 위상의 차이값만큼 위상 변위값을 조정하는 단계와;
    상기 전력 레벨과 상기 제1 초기 보정 데이터의 전력 레벨의 차이값만큼 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수신 배열 안테나를 보정하는 단계는,
    상기 송신 신호의 위상과 전력 레벨을 검출하고, 상기 위상과 상기 제2 초기 보정 데이터의 위상의 차이값만큼 위상 변위값을 조정하는 단계와;
    상기 전력 레벨과 상기 제2 초기 보정 데이터의 전력 레벨의 차이값만큼 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 방법.
  4. a*b 개의 송신 배열 안테나와 m*n 개의 수신 배열 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치에 있어서,
    중간 주파수와 로컬 오실레이터 주파수 신호를 발생하는 펄스 발생기 모듈과;
    펄스의 시작 타이밍 신호, 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 발생하는 신호처리기 모듈과;
    상기 펄스의 시작 타이밍 신호를 근거로 펄스 타이밍 신호를 생성하고, 상기 펄스 타이밍 신호, 상기 중간 주파수 및 로컬 오실레이터 주파수 신호를 근거로 펄스 형태의 무선 주파수(RF, radio frequency) 신호를 생성하고, 상기 빔 조향 신호 및 전력 제어 신호를 근거로 상기 펄스 형태의 무선 주파수(RF) 신호를 상기 a*b 송신 배열 안테나에 출력시키는 송신기와;
    상기 a*b 개의 송신 배열 안테나에 연결되고, 상기 a*b 송신 배열 안테나를 통해 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호를 인가하는 a 개의 커플링 라인과;
    상기 m*n 개의 수신 배열 안테나에 연결되고, 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나를 통해 출력되는 상기 무선 주파수(RF) 신호를 인가하는 n 개의 커플링 라인과;
    상기 a 개의 커플링 라인을 통해 상기 무선 주파수(RF) 신호를 수신하고, 상기 수신된 무선 주파수(RF) 신호, 상기 중간 주파수 및 로컬 오실레이터 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환시키고, 상기 기저대역 신호를 제1 디지털 신호로 변환시키는 수신기를 포함하며,
    상기 신호처리기 모듈은 상기 제1 디지털 신호의 제1 위상과 제1 전력 레벨을 검출하고, 상기 제1 위상과 제1 초기 보정 데이터의 초기 위상의 차이값만큼 위상 변위값을 조정하고, 상기 제1 전력 레벨과 상기 제1 초기 보정 데이터의 초기 전력 레벨의 차이값만큼 전력 레벨을 조정하며,
    상기 제1 초기 보정 데이터는 상기 a*b 개의 송신 배열 안테나의 상기 초기 위상과 상기 초기 전력 레벨을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수신기는 상기 무선 주파수(RF) 신호를 상기 n 개의 커플링 라인을 통해 수신하고, 상기 n 개의 커플링 라인을 통해 수신된 무선 주파수(RF)) 신호, 상기 중간 주파수 및 로컬 오실레이터 주파수 신호를 기저대역 신호로 변환시키고, 상기 기저대역 신호를 제2 디지털 신호로 변환시키고,
    상기 신호처리기 모듈은 상기 제2 디지털 신호의 제2 위상과 제2 전력 레벨을 검출하고, 상기 제2 위상과 제2 초기 보정 데이터의 초기 위상의 차이값만큼 위상 변위값을 조정하고, 상기 제2 전력 레벨과 상기 제2 초기 보정 데이터의 초기 전력 레벨의 차이값만큼 전력 레벨을 조정하며,
    상기 제2 초기 보정 데이터는 상기 m*n 개의 수신 배열 안테나의 상기 초기 위상과 상기 초기 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치.
KR1020130154143A 2013-12-11 2013-12-11 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법 KR101389837B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154143A KR101389837B1 (ko) 2013-12-11 2013-12-11 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154143A KR101389837B1 (ko) 2013-12-11 2013-12-11 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101389837B1 true KR101389837B1 (ko) 2014-04-29

Family

ID=50658866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130154143A KR101389837B1 (ko) 2013-12-11 2013-12-11 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101389837B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101785980B1 (ko) 2016-12-26 2017-10-16 광운대학교 산학협력단 위상 배열 안테나에서 안테나 간의 위상 및 진폭 보정 장치
US10158181B2 (en) 2013-08-21 2018-12-18 Lg Innotek Co., Ltd. Antenna device for radar system
US10224619B2 (en) 2014-01-23 2019-03-05 Lg Innotek Co., Ltd. Antenna device of radar system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990083507A (ko) * 1998-04-28 1999-11-25 모리시타 요이찌 어레이안테나무선통신장치와캘리브레이션방법
KR100397445B1 (ko) * 2000-03-07 2003-09-17 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 어레이 안테나 수신 장치
KR100498777B1 (ko) * 2001-10-05 2005-07-01 주식회사 세스텍 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990083507A (ko) * 1998-04-28 1999-11-25 모리시타 요이찌 어레이안테나무선통신장치와캘리브레이션방법
KR100397445B1 (ko) * 2000-03-07 2003-09-17 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 어레이 안테나 수신 장치
KR100498777B1 (ko) * 2001-10-05 2005-07-01 주식회사 세스텍 적응형 배열 안테나 시스템의 캘리브레이션 장치 및 그 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10158181B2 (en) 2013-08-21 2018-12-18 Lg Innotek Co., Ltd. Antenna device for radar system
US10224619B2 (en) 2014-01-23 2019-03-05 Lg Innotek Co., Ltd. Antenna device of radar system
KR101785980B1 (ko) 2016-12-26 2017-10-16 광운대학교 산학협력단 위상 배열 안테나에서 안테나 간의 위상 및 진폭 보정 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11411311B2 (en) System and method for measuring a plurality of RF signal paths
US7327802B2 (en) Method and apparatus for canceling the transmitted signal in a homodyne duplex transceiver
US9225411B2 (en) Phased array transmission device
US10355740B2 (en) Array antenna device and calibration method therefor
US9031163B2 (en) Phased array transmission device
US11158940B2 (en) Self-calibration of antenna array system
EP3211716B1 (en) Phase calibration method and apparatus
US8259005B1 (en) True time delay diversity beamforming
JP5736545B2 (ja) フェイズドアレーアンテナのブランチ間補正装置及びフェイズドアレーアンテナのブランチ間補正方法
US10330775B2 (en) Transmitter, transmission method, phase adjustment device, and phase adjustment method
KR20090081753A (ko) 다중 안테나 시스템에서 캘리브레이션 장치 및 방법
KR102313253B1 (ko) 무선 주파수 장치 및 대응 방법
KR101389837B1 (ko) 커플링 라인을 이용한 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법
US8526895B2 (en) Systems and methods of transmitter protection for wireless communications
KR101021677B1 (ko) 능동 위상 배열 안테나 시스템의 오차 보정 장치 및 그 방법
KR101378061B1 (ko) 레이더 시스템의 배열 안테나 보정 장치 및 그 방법
JP6532017B2 (ja) フェーズドアレイ送信装置
KR101556067B1 (ko) 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법
EP3819652B1 (en) Method and system for determining and/or adjusting phases of at least two electrical signals
US8060007B2 (en) Adaptive crosspole technique
JP6659642B2 (ja) アレイアンテナ装置およびキャリブレーション方法
JP5485045B2 (ja) 通信装置
US20210399417A1 (en) Array calibration thru polarization cross-coupling
KR20180110341A (ko) 다채널 빔 형성 시스템 송수신 보정 방법 및 장치
KR20200064325A (ko) 빔포밍 기반 에너지 하베스팅 센서

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 5