KR101556067B1 - 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법 - Google Patents

어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법 Download PDF

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이상규
이현철
용상순
강은수
이승훈
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명은 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법은, 복수의 안테나 소자를 구비하는 어레이 안테나와, 상기 안테나 소자 각각에 대응하여 설치된 복수의 송신모듈을 포함하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에 있어서, 복수의 상기 송신모듈 각각에 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 과정과; 복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 추출하여 위상 및 전력을 검출하는 과정과; 상기 교정신호와 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호의 위상 및 전력을 비교하여 위상 오차 및 전력 오차를 추출하는 과정과; 상기 위상 오차 또는 전력 오차 중 적어도 하나를 복수의 상기 송신모듈 각각으로 제공하여 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법{APPARATUS AND METHOD FOR PHASE ERROR DETECTION IN ACTIVE ARRAY ANTENNA}
본 발명은 어레이 안테나 송신장치에 관한 것으로, 특히 고속전송을 위한 능동형 어레이 안테나의 위상 오차를 보정하기 위한 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 관한 것이다.
최근 위성 관측 시스템의 영상 해상도가 0.3cm일 정도로 고해상도의 영상이 만들어지고 있다. 이러한 지구 관측 위성의 영상해상도 개선 및 관측폭 증가에 대응하여 고이득의 X-밴드 안테나를 구현하고 빔의 방사방향을 조정함으로써 충분한 EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)를 확보하는 방법이 널리 사용되고 있다.
그러나 2축 짐벌 기반 지향성 안테나는 안테나가 움직이는 동안 발생하는 지터에 의하여 영상의 품질 열화가 불가피하다. 따라서, 안테나 빔의 방향을 전기적으로 제어하기 위한 능동형 위상배열 안테나가 저궤도 위성에서 사용되는 추세에 있다[1].
그러나 위상배열 안테나는 발열이나 기타 환경적 문제에 의하여 발생하는 이득과 위상의 왜곡이 불가피하므로 빔 제어의 정밀도를 유지하기 위해서는 위상 오차를 검출하고 이를 보상하는 기술이 중요하다[2]. 예를 들면, 위상 오차를 검출하기 위해서는 원칙적으로 RF 위상 검출기를 사용하면 되겠으나, 이는 비용이 증가하는 단점이 있어서 전력검출기를 사용하고 반송파의 위상을 조절하여 위상 오차를 검출하는 방법이 제안된바 있다[3].
그러나, [3]의 방법은 위상 오차 검출의 정확도가 낮아서 여러 번의 반복계산이 불가피하기 때문에 제한된 통신 시간에 빠르게 보상하여야 하는 경우, 효용이 떨어지는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제2001-0052155호
[1] K. Perko, T. Dod, R. Huggins, P. Heisen, G. Miller, D. McMeen, J. Sank, X. Nguyen,"X-band Phased Array Antenna (XPAA) Summary", EO-1 Mission Technology Forum, TRW, August 15-16, 2001 [2] A. Amyotte, L. Camelo M,"Antenna for Satellite Communications,"Space antenna handbook, pp. 466-509, 2012. [3] A. Valdes-Garcia, S. T. Nicolson, Lai Jie-Wei, A. Natarajan, Chen Ping, Yu, S. K. Renolds, J.-H. C Zhan, D. G. Kam, "Transmitter in SiGe BiCMOS for 60-GHz Communications,"IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol. 45, Issue 4, pp. 2757-2773, Dec. 2010 [4] Ronald E. Sorace,"Phase array calibration orthogonal phase sequence," U. S. patent 5,861,843, Jan. 19, 1999
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일반적인 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 보다 구체적인 다른 목적은 간단한 구조 및 저렴한 비용으로 위성용 위상배열 안테나의 위상 왜곡을 교정할 수 있는 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법은 복수의 안테나 소자를 구비하는 어레이 안테나와, 상기 안테나 소자 각각에 대응하여 설치된 복수의 송신모듈을 포함하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에 있어서, 복수의 상기 송신모듈 각각에 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 과정과; 복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 추출하여 위상 및 전력을 검출하는 과정과; 상기 교정신호와 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호의 위상 및 전력을 비교하여 위상 오차 및 전력 오차를 추출하는 과정과; 상기 위상 오차 또는 전력 오차 중 적어도 하나를 복수의 상기 송신모듈 각각으로 제공하여 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에서, 상기 SSB-AM 변조신호는
Figure 112014121121467-pat00001
와 같이 표현되며, 여기서 ωc와 ωs는 각각 반송파 및 교신신호의 각주파수[rad/sec]를 나타내고, M(t)=sin(ωst)이며,
Figure 112014121121467-pat00002
는 M(t)의 공액을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에서, 복수의 상기 송신모듈 각각에 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 상기 과정은 정현파 신호를 생성하는 단계와; 상기 정현파 신호를 SSB-AM 변조하는 단계; 및 상기 SSB-AM 변조된 신호를 복수의 상기 송신모듈 각각에 대응되도록 분배하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에서, 복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 추출하여 위상 및 전력을 검출하는 상기 과정은 복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 결합기를 통해 분기하는 단계와; 상기 분기된 교정신호를 복수의 상기 송신모듈 별로 스위칭하는 단계와; 상기 스위칭된 교정신호의 전력 및 위상을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치는 안테나 소자를 구비하는 어레이 안테나와; 상기 어레이 안테나를 통해 송신하고자 하는 송신신호 또는 교정신호를 제공하는 신호 제공부로서, 상기 안테나 소자로부터 방사되는 송신신호의 위상 특성 및 진폭 특성을 균일하게 하기 위해 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 교정신호 제공부를 포함하는 상기 신호 제공부와; 상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호를 상향변환하여 어레이 안테나의 안테나 소자 각각으로 제공하는 수신부와; 상기 어레이 안테나로 제공되는 송신신호의 위상 및 전력을 검출하는 검출부; 및 상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호와 상기 안테나 소자에 제공되는 송신신호 사이의 전력 및 위상 오차를 추출하여 상기 송신부로 제공하는 오차 추출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 교정신호 제공부는 정현파 신호를 생성하는 신호 발생기와; 신호 발생기에서 생성된 정현파 신호를 SSB-AM 변조하는 SSB-AM 변조기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 SSB-AM 변조기는
Figure 112014121121467-pat00003
로 표현되는 교정신호를 출력하며, 여기서 ωc와 ωs는 각각 반송파 및 교신신호의 각주파수[rad/sec]를 나타내고, M(t) = sin(ωst),
Figure 112014121121467-pat00004
는 M(t)의 공액을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 신호 제공부는 상기 어레이 안테나를 통해 송신하고자 하는 송신신호를 제공하는 송신신호 제공부와; 송신모드에서는 상기 송신신호 제공부와 접속되어 송신신호를 제공하도록 스위칭 되고, 교정모드에서는 상기 교정신호 제공부와 접속되어 교정신호를 제공하도록 스위칭 되는 모드 선택부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 송신부는 상기 신호 발생부로부터 수신된 신호를 상기 안테나 소자의 수에 대응되도록 분기하여 제공하는 분배기와; 상기 분배기로부터 수신한 송신신호의 위상 및 진폭을 조절하여 출력하는 송신모듈; 및 상기 송신모듈의 빔 조향을 제어하는 빔 조향 제어기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 검출부는 복수의 상기 송신모듈 각각으로부터 출력되는 송신신호 중 일부를 분기하는 복수의 결합기와; 상기 결합기에 의해 분기된 각각의 송신신호를 기설정된 시간 간격으로 스위칭하는 스위치와; 분기된 각각의 송신신호의 위상 및 전력을 검출하는 위상/전력 검출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 위상/전력 검출부는 다이오드와 저역통과필터로 이루어진 전력 검출기와; 혼합기와 저역통과필터로 이루어진 위상 검출기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 위상/전력 검출부는 다이오드와 저역통과필터로 이루어진 전력 검출기를 포함하며, SSB-AM 변조된 교정신호에 0°, 180°, 270°, 360°의 위상변화를 주어 위상차를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치에서, 상기 오차 추출부는 상기 위상/전력 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지털 변환기(ADC)와; 상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호의 전력 및 위상을 상기 위상/전력 검출부로부터 출력되는 출력값과 비교하여 오차를 계산하여 상기 송신모듈 각각에 구비된 빔 조향 제어기로 제공하는 비교부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 의하면, SSB-AM 신호를 교정신호로 사용하고 전력/위상 검출기를 사용하여 위상오차 및 송신전력값을 추출하도록 함으로써 송신 전력과 위상 변화를 동시에 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 의하면, X-밴드처럼 높은 주파수에서도 반송파의 천이된 위상이 교정신호에 반영되므로 전력과 위상을 동시에 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 의하면, 전력 검출기와 위상 검출기를 이용하여 전력 검출과 교정신호 복조를 동시에 수행함으로써 후단에 위치하는 오차 추출부의 아날로그 디지털 변환기의 비트수와 샘플링 클럭이 낮아도 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치 및 그 교정방법에 의하면, 디지털화된 위상차가 반영된 교정신호를 필터링 과정을 통해 RF 전력값을 추출하고 또한 위상차를 검출함으로써 ADC 비트수와 샘플 클럭이 비교적 낮은 경우에 적합한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 위상/전력 검출부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력검출기와 위상검출기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 서로 다른 변조방식과 교정신호에 따른 위상변화를 나타낸 것이다.
도 5는 위상/전력 검출부의 출력특성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치(1)는 어레이 안테나(100)와, 신호 제공부(200)와, 송신부(300)와, 검출부(400) 및 오차 추출부(500)를 포함한다.
상기 어레이 안테나(100)는 예를 들면, 평면 어레이 안테나로서 평면으로 배치되는 복수(N 개)의 안테나 소자(101 내지 104)로 이루어지며 송신신호를 방사한다. 여기서, 어레이 안테나(110)는 평면 어레이 안테나 외에 선형 어레이 안테나가 될 수도 있다.
상기 신호 제공부(200)는 상기 어레이 안테나(100)를 통해 송신하고자 하는 송신신호 또는 교정신호를 제공하기 위한 것으로, 송신신호 제공부(210), 교정신호 제공부(220) 및 모드 선택부(230)를 포함할 수 있다.
상기 송신신호 제공부(210)는 어레이 안테나(100)를 통해 송신하고자 하는 송신신호를 제공하기 위한 것으로, 예를 들면 초고주파 신호를 제공할 수 있다.
상기 교정신호 제공부(220)는 어레이 안테나(110)의 안테나 소자(101 내지 104)로부터 방사되는 송신신호의 위상 특성 및 진폭 특성을 균일하게 하기 위한 교정신호를 제공하기 위한 것으로, 정현파 신호를 생성하는 신호 발생기(222)와, 신호 발생기(222)에서 생성된 정현파 신호를 SSB-AM 변조하여 교정신호로 제공하는 SSB-AM 변조기(224)를 구비할 수 있다.
상기 모드 선택부(230)는 송신모드 또는 교정모드를 선택하기 위한 것으로, 기 설정된 제어신호에 의해 제어되는 스위치를 구비할 수 있다. 즉, 송신모드에서는 송신신호 제공부(210)와 접속되어 송신신호를 제공하도록 스위칭 되고, 교정모드에서는 교정신호 제공부(220)와 접속되어 교정신호를 제공하도록 스위칭 될 수 있다.
상기 송신부(300)는 신호 제공부(200)로부터 제공되는 송신신호를 상향변환하여 어레이 안테나(100)의 안테나 소자(101 내지 104) 각각으로 제공하기 위한 것으로, 신호 발생부(200)로부터 수신된 신호를 안테나 소자(101 내지 104)의 수에 대응되도록 N 분기하여 제공하는 분배기(310)와, 분배기(310)로부터 수신한 송신신호의 위상 및 진폭을 조절하여 출력하며 안테나 소자(101 내지 104)의 수에 대응되도록 마련된 N개의 송신모듈(320 내지 350) 및 빔 조향 제어기(325 내지 355)를 구비한다. 여기서, 각각의 송신모듈(320 내지 350)은 위상천이기(322), 감쇄기(324) 및 전력증폭기(326)로 구성될 수 있으며, 이러한 송신모듈(320 내지 350) 및 빔 조향 제어기(325 내지 355)는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 검출부(400)는 어레이 안테나(100)로 제공되는 송신신호의 위상 및 전력을 검출하기 위한 것으로, 송신부(300)의 각 송신모듈(320 내지 350)로부터 출력되는 송신신호 중 일부를 분기하는 N 개의 결합기(410)와, N 개의 결합기(410)에 의해 분기된 각각의 송신신호를 기설정된 시간 간격으로 스위칭하는 RF 스위치(제2 스위치, 420)와, 분기된 각각의 송신신호의 위상 및 전력을 검출하는 위상/전력 검출부(430)를 포함할 수 있다.
상기 오차 추출부(500)는 신호 제공부(200)로부터 제공되는 송신신호와 어레이 안테나(100)의 각 안테나 소자(101 내지 104)에 제공되는 송신신호 사이의 전력 및 위상 오차를 추출하기 위한 것으로, ADC(아날로그/디지털 변환기, 510)와 비교부(520)를 포함할 수 있다.
상기 ADC(510)는 위상/전력 검출부(430)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며, 상기 비교부(520)는 신호 제공부(200)로부터 제공되는 송신신호의 전력 및 위상을 위상/전력 검출부(430)로부터 출력되는 출력값과 비교하여 오차를 계산하여 송신부(300)의 송신모듈(320 내지 350) 각각에 구비된 빔 조향 제어기(325 내지 355)로 제공한다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 안테나 송신장치(1)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에서는 정현파를 SSB 변조하여 교정신호로 사용하며 이를 위해 교정신호 제공부(220)의 신호발생기(222)에서 M(t)=sin(ωst)의 정현파를 생성하고, SSB-AM 변조기(224)에 의해 SSB-AM 변조된 신호는 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112014121121467-pat00005
여기서 ωc와 ωs는 각각 반송파 및 교신신호의 각주파수[rad/sec]이다.
다음으로, 각 송신모듈(320 내지 350)에서 상향 변환된 SSB-AM 신호는 θ d만큼 천이되며, 검출부(400)에 의해 AM 복조한 신호 RSSB(t)는 하기 수학식 2와 같다.
Figure 112014121121467-pat00006
여기서
Figure 112014121121467-pat00007
는 M(t)의 공액이며, M(t)=sin(ωst)를 대입하면 sin(ωst+θ d)가 얻어진다. 다른 고조파 성분들은 일반적으로 저역통과 필터에 의하여 제거되는 것으로 한다.
한편, 도 1의 검출부(400)에 구비된 위상/전력 검출부(430)는 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 구성으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 위상/전력 검출부의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력검출기와 위상검출기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 위상/전력 검출부는 전력 검출기(432)와 위상 검출기(434)를 모두 구비할 수 있다.
여기서, 상기 전력 검출기(432)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 다이오드와 저역통과필터(LPF)로 구성되고, 위상 검출기(434)는 혼합기와 LPF로 구성되어 AM 복조 기능를 수행한다.
본 실시예에서는, 전력 검출기(432)와 위상 검출기(434)를 이용하여 전력 검출과 교정신호 복조를 동시에 수행함으로써 후단에 위치하는 오차 추출부의 아날로그 디지털 변환기의 비트수와 샘플링 클럭이 낮아도 되는 장점이 있다.
다음으로, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 위상/전력 검출부는 전력 검출기(432)만을 구비할 수 있다.
여기서, 전력 검출기(432)는 SSB-AM 교정신호에 0°, 180°, 270°, 360°의 위상 변화를 주어 [4]의 방법으로 위상차를 검출한다.
본 실시예는, 검출하고자하는 RF 전력성분에 더해지는 식으로 위상차 성분이 존재하므로 매우 높은 ADC 해상도를 필요로 하지만 구성 및 사용이 용이하다.
다음으로, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 위상/전력 검출부는 위상 검출기(434)만을 구비할 수 있다.
본 실시예는, SSB-AM 교정신호에 위상 검출기만을 사용하여 위상차가 반영된 교정신호를 후단에 위치하는 오차 추출부의 아날로그 디지털 변환기에 입력한다. 즉, 디지털화된 위상차가 반영된 교정신호를 필터링 과정을 통해 RF 전력값을 추출하고 또한 위상차를 검출한다.
본 실시예는, ADC 비트수와 샘플 클럭이 비교적 낮은 경우에 적합한 방법이다.
전술한 도 2의 구성을 통해 X-밴드처럼 높은 주파수에서도 반송파의 천이된 위상이 교정신호에 반영되므로 전력과 위상을 동시에 정확하게 검출할 수 있다.
도 4는 서로 다른 변조방식과 교정신호에 따른 위상변화를 나타낸 도면이다.
도 4에서 DSB-AM 신호는 위상차에 따라 복조된 신호에 위상변화가 없지만 SSB-AM 신호는 위상차가 교정신호에 정확하게 반영되어 위상이 변화함을 알 수 있다.
도 5는 위상/전력 검출부의 출력특성을 나타낸 도면이다.
도 5에서 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 사용하더라도 RF 송신전력과 정확한 위상 변화를 동시에 검출할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 어레이 안테나 송신장치
100 : 어레이 안테나 101 내지 104 : 안테나 소자
200 : 신호 제공부 210 : 송신신호 제공부
220 : 교정신호 제공부 222 : 신호 발생기
224 : SSB-AM 변조기 230 : 모드 선택부
300 : 송신부 310 : 분배기
320 내지 350 : 송신모듈 322 : 위상천이기
324 : 감쇄기
325 내지 355 : 빔 조향 제어기 326 : 전력증폭기
400 : 검출부 410 : 결합기
420 : RF 스위치 430 : 위상/전력 검출부
500 : 오차 추출부 510 : ADC
520 : 비교부

Claims (13)

  1. 복수의 안테나 소자를 구비하는 어레이 안테나와, 상기 안테나 소자 각각에 대응하여 설치된 복수의 송신모듈을 포함하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법에 있어서,
    복수의 상기 송신모듈 각각에 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 과정과;
    복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 추출하여 위상 및 전력을 검출하는 과정과;
    상기 교정신호와 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호의 위상 및 전력을 비교하여 위상 오차 및 전력 오차를 추출하는 과정과;
    상기 위상 오차 또는 전력 오차 중 적어도 하나를 복수의 상기 송신모듈 각각으로 제공하여 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 SSB-AM 변조신호는
    하기 <수학식 1>과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법.
    <수학식 1>
    Figure 112014121121467-pat00008

    여기서 ωc와 ωs는 각각 반송파 및 교신신호의 각주파수[rad/sec]를 나타내고, M(t)=sin(ωst),
    Figure 112014121121467-pat00009
    는 M(t)의 공액을 나타낸다.
  3. 제 1 항에 있어서, 복수의 상기 송신모듈 각각에 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 상기 과정은
    정현파 신호를 생성하는 단계와;
    상기 정현파 신호를 SSB-AM 변조하는 단계; 및
    상기 SSB-AM 변조된 신호를 복수의 상기 송신모듈 각각에 대응되도록 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 추출하여 위상 및 전력을 검출하는 상기 과정은
    복수의 상기 송신모듈 각각을 통과한 교정신호를 결합기를 통해 분기하는 단계와;
    상기 분기된 교정신호를 복수의 상기 송신모듈 별로 스위칭하는 단계와;
    상기 스위칭된 교정신호의 전력 및 위상을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치에서의 교정방법.
  5. 복수의 안테나 소자를 구비하는 어레이 안테나와;
    상기 어레이 안테나를 통해 송신하고자 하는 송신신호 또는 교정신호를 제공하는 신호 제공부로서, 상기 안테나 소자로부터 방사되는 송신신호의 위상 특성 및 진폭 특성을 균일하게 하기 위해 SSB-AM 변조신호를 교정신호로 제공하는 교정신호 제공부를 포함하는 상기 신호 제공부와;
    상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호를 상향변환하여 어레이 안테나의 안테나 소자 각각으로 제공하는 수신부와;
    상기 어레이 안테나로 제공되는 송신신호의 위상 및 전력을 검출하는 검출부; 및
    상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호와 상기 안테나 소자에 제공되는 송신신호 사이의 전력 및 위상 오차를 추출하여 송신부로 제공하는 오차 추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 교정신호 제공부는
    정현파 신호를 생성하는 신호 발생기와;
    신호 발생기에서 생성된 정현파 신호를 SSB-AM 변조하는 SSB-AM 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 SSB-AM 변조기는
    하기 <수학식 2>와 같이 표현되는 교정신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
    <수학식 2>
    Figure 112014121121467-pat00010

    여기서 ωc와 ωs는 각각 반송파 및 교신신호의 각주파수[rad/sec]를 나타내고, M(t)=sin(ωst),
    Figure 112014121121467-pat00011
    는 M(t)의 공액을 나타낸다.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 신호 제공부는
    상기 어레이 안테나를 통해 송신하고자 하는 송신신호를 제공하는 송신신호 제공부와;
    송신모드에서는 상기 송신신호 제공부와 접속되어 송신신호를 제공하도록 스위칭 되고, 교정모드에서는 상기 교정신호 제공부와 접속되어 교정신호를 제공하도록 스위칭 되는 모드 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 송신부는
    상기 신호 발생부로부터 수신된 신호를 상기 안테나 소자의 수에 대응되도록 분기하여 제공하는 분배기와;
    상기 분배기로부터 수신한 송신신호의 위상 및 진폭을 조절하여 출력하는 송신모듈; 및
    상기 송신모듈의 빔 조향을 제어하는 빔 조향 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 검출부는
    복수의 상기 송신모듈 각각으로부터 출력되는 송신신호 중 일부를 분기하는 복수의 결합기와;
    상기 결합기에 의해 분기된 각각의 송신신호를 기설정된 시간 간격으로 스위칭하는 스위치와;
    분기된 각각의 송신신호의 위상 및 전력을 검출하는 위상/전력 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 위상/전력 검출부는
    다이오드와 저역통과필터로 이루어진 전력 검출기와;
    혼합기와 저역통과필터로 이루어진 위상 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 위상/전력 검출부는
    다이오드와 저역통과필터로 이루어진 전력 검출기를 포함하며,
    SSB-AM 변조된 교정신호에 0°, 180°, 270°, 360°의 위상변화를 주어 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 오차 추출부는
    상기 위상/전력 검출부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그디지털 변환기(ADC)와;
    상기 신호 제공부로부터 제공되는 송신신호의 전력 및 위상을 상기 위상/전력 검출부로부터 출력되는 출력값과 비교하여 오차를 계산하여 상기 송신모듈 각각에 구비된 빔 조향 제어기로 제공하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 송신장치.
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