KR102071801B1

KR102071801B1 - 위상 제어기와 그를 이용하는 안테나 어레이 및 통신장치용 위상 제어방법

Info

Publication number: KR102071801B1
Application number: KR1020180100697A
Authority: KR
Inventors: 치아-유 야오; 샤오 첸; 치엔-티 유
Original assignee: 국립 중산 과학 기술 연구원
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-01-30
Also published as: CN109842426B; EP3493329B1; CN109842426A; US10598778B2; KR20190063373A; US20190162835A1; EP3493329A1

Abstract

본 발명의 안테나 어레이용 위상 제어기는 안테나 어레이 방향 지표를 결정하고 방향 지표에 근거하여 합동 모듈로 방정식으로 위상 지표를 계산하는 결정회로, 위상 지표에 따라 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는 스위칭 박스, 그리고 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 수신하여 안테나 어레이의 L개의 안테나에 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 생성하는 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 구성되는 주파수 합성 모듈을 포함한다. 이때 L와 K는 1보다 큰 정수이고 L은 K보다 크지 않으며, 둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 크다.

Description

위상 제어기와 그를 이용하는 안테나 어레이 및 통신장치용 위상 제어방법{PHASE CONTROLLER AND PHASE CONTROLLING METHOD FOR ANTENNA ARRAY, AND COMMUNICATION APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 많은 수의 안테나가 있는 안테나 어레이용 위상 제어기가 있거나 또는 위상 제어 방법을 구현하는 통신장치, 특히 위상 제어기가 있거나 또는 합동 모듈로 방정식에 근거하는 다중 위상동기식 위상 잠금 루프(PLL) 주파수 합성기를 사용하여 안테나 어레이용 위상 제어 방법을 구현하는 통신장치에 관한 것이다.

많은 수의 안테나가 있는 안테나 어레이는 송수신기, 송신기 혹은 수신기와 같은 통신장치에 광범위하게 사용된다. 안테나 어레이의 위상은 복사 신호를 위한 구체적인 주요 방향(즉 복사장 패턴이 제어될 수 있는)이 있도록 제어될 수 있다. 재래식 안테나 어레이 제어 방식은 많은 수의 변위기 또는 많은 수의 PLL로 구현할 수 있다. 이 경우 인접한 두 개의 PLL은 서로 결합한다.

도 1a를 참고한다. 도 1a는 통신장치에 사용되는 재래식 위상 제어기의 개략도이다. 도 1a에서, 통신장치(1)는 PS_1에서 PS_n까지의 변위기와 ANT_1에서 ANT_n까지의 안테나로 구성되며 n은 1보다 큰 정수이다. PS_1에서 PS_n까지의 변위기는 재래식 위상 제어기를 형성하며, ANT_1에서 ANT_n까지의 안테나는 안테나 어레이를 형성한다. ANT_1부터 ANT_n까지의 인접한 두 개의 안테나는 거리 d로 서로 떨어진다.

PS_1부터 PS_n까지의 각각의 변위기는 첫째 전송신호를 수신하고 전송신호의 위상을 변환하여 ANT_1부터 ANT_n까지의 상응하는 한 개의 안테나로 Φ₀부터 Φ_n까지의 위상을 지닌 전송 신호를 생성한다. Φ₀부터 Φ_n까지의 위상은 (수직축 y에 대한) θ각이나 안테나 어레이의 주요 복사방향 MD를 결정할 수 있다. ANT_1부터 ANT_n까지의 인접한 두 개의 안테나 파면 사이의 거리 d는 안테나 어레이의 θ각과 연관된다. 따라서 Φ₀부터 Φ_n까지를 제어함으로써 안테나 어레이의 복사장 패턴을 결정할 수 있다.

다음은 도 1b를 참고한다. 도 1b는 통신장치에 사용되는 다른 재래식 위상 제어기의 개략도이다. 통신장치 1'과 1의 차이점은 통신장치 1'의 PD_1부터 PD_n까지의 변위기 구성이 통신장치 1의 PS_1부터 PS_n까지의 변위기 구성과 같지 않다는 것이다. 구체적으로, 통신장치 1'은 PD_1부터 PD_n까지의 변위기의 단계 위상 이동 구성을 채택하며, PD_1부터 PD_n까지의 각각의 변위기는 PD_1부터 PD_(n-1)까지의 앞의 변위기에 의해 이동되는 위상 ΔΦ를 지닌 전송신호를 수신한다. 위상 ΔΦ를 제어함으로써 안테나 어레이의 복사장 패턴을 결정할 수 있다.

변위기의 이동 위상은 여러 다른 주파수에서 서로 다르며, 변위기는 위상 불균형 및 이득 부조화 등 문제가 있다. 그러므로 고정 차동 위상이 있을 것으로 기대되는 전송신호에 위상 오차와 진폭 오차가 있을 수 있어 요구되는 안테나 어레이의 복사장 패턴이 정확하지 않게 된다.

위에 언급된 바와 같이, 또 다른 안테나 어레이용 재래식 위상 제어 방식은 많은 수의 PLL을 채택하는 것이며(이 경우 인접한 두 개의 PLL은 서로 결합한다), 제어 신호는 PLL의 전압 제어 발진기(VCO)로 입력되어 안테나 어레이의 위상을 제어한다. 하지만 이 안테나 어레이용 재래식 위상 제어 방식에는 높은 정밀성과 낮은 위상잡음을 지닌 기준 신호원이 없다. 그리고 이 방식은 주입 및 동기를 위해 결합된 VCO를 사용하기 때문에 VCO의 출력 신호에는 높은 위상잡음이 있을 수 있고 출력 주파수는 정확하지 않다.

본 발명의 한 가지 목적은 많은 수의 안테나를 지닌 안테나 어레이용 위상 제어기가 있거나 위상 제어 방법을 구현하여 위상 및 진폭 오차가 적고 주파수 정밀성이 높으며, 요구되는 정확한 복사장 패턴이 있는 통신장치를 제공하는 것이다.

최소한 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 안테나 어레이의 방향 지표를 결정하고 방향 지표에 근거하여 위상 지표를 합동 모듈로 방정식(congruence modulo equation)으로 계산하는 결정회로, 결정회로에 접속되고 위상 지표에 따라 K개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는 스위칭 박스, 그리고 스위칭 박스에 접속되고 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 수신하여 안테나 어레이의 L개의 안테나를 위한 L개의 서로 다른 둘째 위상을 각각 갖는 L개의 둘째 주파수 신호를 생성하는 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 구성되는 주파수 합성 모듈을 포함하는 어레이 안테나용 위상 제어기를 제공한다. 이때 L와 K는 1보다 큰 정수이고 L은 K보다 크지 않으며, 둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 크다.

최소한 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호를 제공하는 다중 위상 신호생성 회로, 안테나 어레이를 형성하는 L개의 안테나, 그리고 다중 위상 신호생성 회로와 L개의 안테나 사이에 접속되는 상기 안테나 어레이용 위상 제어기를 포함하는 통신장치를 제공한다.

최소한 상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 안테나 어레이의 방향 지표를 결정하고, 방향 지표에 근거하여 위상 지표를 합동 모듈로 방정식으로 계산하는 단계, 위상 지표에 따라 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는 단계(이때 L와 K는 1보다 큰 정수이며, L은 K보다 크지 않음), 및 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기를 이용하여 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호에 따라 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 안테나 어레이의 L개의 안테나로 생성하는 단계(이때 둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 큼)로 구성되는 안테나 어레이용 위상 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 한 실시예에서, K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ ..., (L-1)Δθ이며, L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)Δθ이다. δΦ은 위상 분해능도로서 2π/K와 같고 ΔΦ은 kδΦ와 같으며, k는 방향 지표로서 정수이고 Δθ는o lδΦ와 같으며, l은 위상 지표로서 정수이다. 그리고 합동식은 Ml≡k(mod K)이며(M과 K가 서로 정수형 소수일 경우), M은 주파수 나눗수이다.

본 발명의 한 실시예에서, K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이다. ΔΦ은 위상 분해능도로서 2π/K와 같고 ΔΦ은 kδΦ와 같으며, k는 방향 지표로서 정수이고 Δθ는 lδΦ와 같으며, l은 위상 지표로서 정수이다. 그리고 합동식은 Pl≡Qk(mod QK)이며(M=P/Q, P와 Q가 서로 정수형 소수일 때), M은 주파수 나눗수이다.

본 발명의 한 실시예에서, 스위칭 박스는 IN_0, IN_1, ..., IN_K-1개의 입력 선, OUT_0, OUT_1, ..., OUT_K-1개의 출력선, 그리고 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1개의 스위치로 구성된다. r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 첫째 단들은 출력 선 OUT_n에 접속되며, r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 둘째 단들은 입력 선 IN_0부터 IN_K-1까지에 연결된다. 이때 n은 0부터 L-1까지의 정수이며, 스위치 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1는 위상 지표에 따라 켜지거나 꺼져서 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택한다.

본 발명의 한 실시예에서, 위상동기식 PLL 주파수 합성기는 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호 중 상응하는 한 개와 주파수 분할 신호를 수신하는 혼합기, 혼합기에 접속되고 혼합기의 출력 신호를 여파하는 저역통과 필터, 저역통과 필터에 접속되고 저역통과 필터로부터 오는 제어 전압 출력에 따라 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호 중 상응하는 한 개를 생성하는 전압 제어 발진기, 그리고 혼합기와 전압 제어 발진기에 접속되고 상응하는 둘째 위상을 지닌 둘째 주파수 신호에 따라 주파수 분할 신호를 생성하는 주파수 분할기를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 다중 위상 신호생성 회로는 직렬로 연결되는 많은 수의 지연 유닛이 있고 기준 클럭 신호를 수신하는 전압 제어 지연선, 전압 제어 지연선에 접속되고 기준 신호의 위상과 전압 제어 지연선의 출력 신호를 비교하여 비교 신호를 출력하는 위상 검출기, 그리고 위상 검출기와 전압 제어 지연선에 접속되고 비교 신호를 여파하는 저역통과 필터를 포함한다. 이때 지연 유닛의 지연 시간은 저역통과 필터의 출력 신호로 제어되며, 지연 유닛의 입력단 신호는 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호로 출력된다.

본 발명의 한 실시예에서, 다중 위상 신호생성 회로는 기준 클럭 신호와 주파수 분할 신호를 수신하고 기준 클럭 신호와 주파수 분할 신호의 주파수와 위상을 비교하여 비교 신호를 출력하는 위상-주파수 검출기, 위상-주파수 검출기에 접속되고 비교 신호의 전압을 올리는 전하 펌프, 전하 펌프에 접속되고 전하 펌프의 출력 신호를 여파하는 루프 필터, 루프 필터에 접속되고 루프 필터의 출력 신호를 수신하여 직교 위상을 지닌 발진 신호를 생성하는 직교 전압 제어 발진기, 직교 전압 제어 발진기에 접속되고 직교 위상을 지닌 발진 신호 한 개를 수신하여 주파수 분할 신호를 생성하는 주파수 분할기, 그리고 직교 전압 제어 발진기에 접속되고 직교 위상을 지닌 발진 신호를 수신하여 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호를 생성하는 주입동기 주파수 분할기를 포함한다.

본 발명의 한 실시예에서, 상기 통신장치는 또한 L개의 프론트-엔드 회로가 있는 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈을 포함하며, 프론트-엔드 회로는 중간주파수 전송 신호를 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호 중 상응하는 한 개와 혼합하는 혼합기, 혼합기에 접속되고 혼합기의 출력 신호를 여파하는 필터, 그리고 필터에 접속되고 필터의 출력 신호를 증폭시켜 상응하는 안테나에 출력 신호를 생성하는 전력 증폭기로 구성된다.

본 발명의 한 실시예에서, 상기 통신장치는 수신기, 송신기 혹은 송수신기이다.

본 발명의 한 실시예에서, 상기 방향 지표는 안테나 어레이의 위상, 주요 복사 방향, 그리고 복사장 패턴과 연관된다.

요약하면, 재래식 위상 제어기 또는 안테나 어레이용 위상 제어 방법과 비교할 때, 본 발명은 위상 및 진폭 오차가 적고, 주파수 정밀도가 높으며, 요구되는 복사장 패턴이 정확한 것 등 여러 장점이 있다.

도 1a는 통신장치에 사용되는 재래식 위상 제어기의 개략도이다.
도 1b는 통신장치에 사용되는 다른 재래식 위상 제어기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 위상동기식 PLL 주파수 합성기의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위칭 박스의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 다중 위상 신호생성 회로의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 신호생성 회로의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 어레이 위상 제어방법의 흐름도이다.
도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 어레이용 위상 제어기 또는 위상 제어방법을 사용하는 여러 다른 방향 지표를 지닌 안테나 어레이의 복사장 패턴 개략도이다.
도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 어레이용 위상 제어기 또는 위상 제어방법을 사용하는 여러 다른 방향 지표를 지닌 안테나 어레이의 복사장 패턴 개략도이다.

본 발명의 목적, 특징, 효과 등을 구체적인 실시예와 동반하는 도면을 이용해서 설명한다.

본 발명의 한 실시예는 통신장치의 안테나 어레이용 위상 제어기를 제공한다. 구체적으로, 안테나 어레이의 위상, 주요 복사 방향, 그리고 복사장 패턴과 연관되는 안테나 어레이의 방향 지표는 실제 수요에 의해 결정된다. 결정된 방향 지표는 합동 모듈로 방적식에 근거하여 위상 지표를 계산하는 데 사용될 수 있다. 계산된 위상 지표에 근거하여 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호로부터 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호가 선택된다. 이때 K와 L은 1보다 큰 정수이며 L은 K보다 크지 않다. 그런 다음 선택된 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호는 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 입력되어 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 생성한다. 이때 둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 주파수보다 크다. 그런 다음, L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호는 L개의 안테나에 접속되는 L개의 프론트-엔드 회로로 전송되어 L개의 안테나로 형성되는 안테나 어레이의 복사 방향을 제어한다. 본 발명은 또한 상기 안테나 어레이용 위상 제어기의 개념으로부터 추론되는 안테나 어레이용 위상 제어 방법도 제시한다.

도 2를 참고한다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 위상동기식 PLL 주파수 합성기의 구성도이다. 위상동기식 PLL 주파수 합성기(2)는 혼합기(21), 저역통과 필터(LPF)(22), VCO(23), 그리고 주파수 분할기(24)로 구성된다. 혼합기(21)는 LPF(22)와 주파수 분할기(24)에 접속되며, VCO(23)는 LPF(22)와 주파수 분할기(24) 에 접속된다.

첫째 위상(즉 A_icos(ω_reft+θ_i))을 지닌 첫째 주파수 신호는 혼합기(21)에 의해 주파수 분할 신호(즉 G_dA₀cos((ω_RFt/M)+(Φ_i/M)))와 혼합된다. 혼합기(21)는 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 알고있는 체배기일 수 있다. LPF(22)는 VCO(23)에 제어 전압 v_c(t)를 생성하기 위해 혼합기(21)의 출력 신호를 여파하는 데 사용된다. VCO(23)는 둘째 위상(즉 A_ocos(ω_RFt+Φ_i))을 지닌 둘째 주파수 신호를 생성한다. 둘째 위상을 지닌 둘째 주파수 신호는 주파수 분할 신호를 생성하기 위해 주파수 분할기(24)로 입력된다.

상기 모든 변수들을 다음과 같이 설명한다. A_i는 첫째 주파수 신호의 진폭, ω_ref는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수, t는 시간, θ_i는 첫째 주파수 신호의 첫째 위상, ω_RF는 둘째 주파수 신호의 둘째 주파수, Φ_i는 둘째 주파수 신호의 둘째 위상, A_o는 둘째 주파수 신호의 진폭, 그리고 M은 주파수 분할기(24)의 주파수 나눗수이다.

cos(ω_RFt+Φ_i)는 cos(ω_RFt+_i+2πm)와 동일할 수 있으며 m은 정수이다. 첫째 주파수 ω_ref가 ω_RF/M (i.e. ω_ref=ω_RF/M)와 같고 Mθ_i가 _i+2πm(즉 Mθ_i=Φ_i+2πm)와 같을 때, 위상동기를 구현할 수 있다. 위상동기 조건은 합동 모듈로 방정식 Mθ_i≡Φ_i(mod 2π)로 표시할 수 있다. 상기 합동 모듈로 방정식은 2π로 나눈 Mθ_i와 Φ_i의 나머지가 동일하다는 것을 의미한다.

다음은 도 3을 참고한다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 통신장치의 구성도이다. 통신장치(3)는 다중 위상 신호생성 회로(도 3에 표시되지 않았지만 도 5 혹은 도 6에 표시됨), 안테나 어레이용 위상 제어기(31), 안테나 ANT_0부터 ANT_L-1까지로 형성된 안테나 어레이, 그리고 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈(32)로 구성된다. 위상 제어기(31)는 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈(32)을 통해서 안테나 어레이에 연결된다. 위상 제어기(31)는 안테나 어레이의 위상 제어에 사용되어 안테나 어레이는 요구되는 복사장 패턴(즉 요구되는 주요 복사 방향 혹은 요구되는 위상)을 가질 수 있다.

상기 위상 제어기(31)는 다중 위상 신호생성 회로(도 5 혹은 도 6에 표시됨)에서 생성되는 K개의 다른 첫째 위상(즉 Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+δΦ), Bcos(ω_reft+2δΦ), ..., Bcos(ω_reft+(K-1)δΦ))을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호를 수신하고 그 중 일부분을 사용해서 L개의 다른 둘째 위상(즉 Acos(ω_RFt), Acos(ω_RFt+ΔΦ), Acos(ω_RFt+2ΔΦ), ..., Acos(ω_RFt+(L-1)ΔΦ))을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈(32)에 생성하여 안테나 어레이의 위상을 제어한다. A와 B는 둘째 및 첫째 주파수 신호의 진폭이며, δΦ는 위상 분해능도이다.

구체적으로, 상기 위상 제어기(31)는 스위칭 박스(311), 주파수 합성 모듈(312), 그리고 결정회로(313)로 구성되며, 주파수 합성 모듈(312)에는 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기가 있다. 상기 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈(32)에는 L개의 프론트-엔드 회로, 필터(322_n), 그리고 전력 증폭기(PA)(323_n)가 있으며, L개의 프론트-엔드 회로의 n 번째 프론트-엔드 회로는 혼합기(321_n)에 의해 형성된다. 여기서 n은 0부터 L-1까지의 정수이다. 혼합기(321_n)는 필터(322_n)에 접속되며, 필터(322_n)는 PA(323_n)에 접속되며, PA(323_n)는 안테나(ANT_n)에 연결된다.

결정회로(313)는 방향 지표 k를 결정하고 방향 지표 k에 따라 합동 모듈로 방정식으로 위상 지표 l을 계산한다. 결정회로(313)는 또한 스위칭 박스(311)로 제어 신호를 생성한다. 스위칭 박스(311)는 제어 신호에 따라(즉 제어 신호는 위상 지표 l과 연관됨) K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 주파수 신호에서 L개의 다른 첫째 위상(즉 Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+Δθ), Bcos(ω_reft+2Δθ), ..., Bcos(ω_reft+(L-1)Δθ))을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택한다. L개의 다른 첫째 위상을 지닌 첫째 주파수 신호들은 주파수 합성 모듈(312)의 L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 입력되어 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 생성한다.

그런 다음 둘째 주파수 신호 중 n 번째(즉 Acos(ω_RFt+nΔΦ) 신호는 혼합기(321_n)에 의해 중간주파수(IF) 전송 신호와 혼합된다. 혼합기(321_n)의 출력 신호는 필터(322_n)와 PA(323_n)에 의해 여파 및 증폭된다. 그리고 마지막으로 PA(323_n)의 출력 신호는 ANT_n로 전송된다. IF 변환이 요구되지 않는 경우, L-경로 프론트-엔드 회로 모듈(32)을 제거할 수 있다.

상기 실시예에서, 요구되는 둘째 위상 Φ_i는 nΔΦ이고 구해야 하는 첫재 위상 θ_i는 nΔθ이다. 따라서 상기 합동 모듈로 방정식은 MΔθ≡ΔΦ(mod 2π)로 표시될 수 있다. 위상 분해능도 δΦ가 2π로 분할될 수 있도록 (즉 δΦ=2π/K) 구현하는 경우, 요구되는 위상 ΔΦ는 kδΦ일 수 있으며(즉 ΔΦ= kδΦ, k는 방향 지표로서 정수임), 계산해야 할 위상 Δθ는 lδΦ이다(즉 ΔΦ= lδΦ, l은 위상 지표로서 정수임). 그리고 상기 합동식은 Ml≡k(mod K)로 표시될 수 있으며, 여기서 M과 K는 서로 정수형 소수다. 다시 말해서, 요구되는 위상 ΔΦ에 의해 방행 지표 k가 결정되면, M과 K가 서로 정수형 소수일 경우 합동식 Ml≡k(mod K)로 위상 지표 l을 구할 수 있다.

만약 M이 정수가 아닐 경우(즉 위상동기식 PLL 주파수 합성기가 단편 N 위상동기식 PLL 주파수 합성기일 때), 상기 합동식은 Pl≡Qk(mod QK)로 표시될 수 있으며, 여기서 M은 P/Q와 같으며(즉 M=P/Q), P와 Q는 서로 정수형 소수이다. 다시 말해서, 요구되는 위상 ΔΦ에 의해 방행 지표 k가 결정되면, M=P/Q이고 P와 Q가 서로 정수형 소수일 경우, 합동식 Pl≡Qk(mod QK)로 위상 지표 l을 구할 수 있다.

위상 지표 l이 구해지고 Δθ=lδΦ이므로, 위상 Δθ도 구해진다. 그리고 위상 지표 l이 구해지면 L개의 다른 첫째 위상, 즉 Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+Δθ), Bcos(ω_reft+2Δθ), ..., Bcos(ω_reft+(L-1)Δθ)을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 결정할 수 있다. 스위칭 박스(311)는 K개의 다른 첫째 위상, 즉 (i.e. Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+δΦ), Bcos(ω_reft+2δΦ), ..., Bcos(ω_reft+(K-1)δΦ)를 지닌 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택할 수 있다.

도 4는 상기 스위칭 박스(311)의 한 가지 구현을 보여주며, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 도 4를 참고한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 스위칭 박스의 회로도이다. 스위칭 박스(4)는 읽기 전용 메모리(ROM)이며, r₀에서 r_LK-1까지의 스위치, IN_0에서 IN_K-1까지의 입력 선, 그리고 OUT_0에서 OUT_L-1까지의 출력 선으로 구성된다. 스위치 r_nK부터 r_(n+1)K-1의 첫째 단들은 출력 선 OUT_n에 접속되며, 스위치 r_nK부터 r_(n+1)K-1의 둘째 단들은 입력 선 IN_0부터 IN_K-1까지에 연결된다. 제어 신호는 r₀부터 r_LK-1까지의 스위치가 켜지거나 꺼지도록 제어하는 데 사용되어 IN_1부터 IN_K-1까지의 입력 선은 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호를 수신하고, OUT_1부터 OUT_L-1까지의 출력 선은 선택된 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 선택된 L개의 첫째 주파수 신호를 출력한다.

다음은 도 5를 참고한다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 다중 위상 신호생성 회로의 구성도이다. 다중 위상 신호생성 회로(5)는 전압 제어 지연선(51), 위상 검출기(52), 그리고 LPF(53)로 구성되며, 전압 제어 지연선(51)은 LPF(53)와 위상 검출기(52)에 연결괴고 위상 검출기(52)는 LPF(53)에 연결된다.

전압 제어 지연선(51)은 직렬로 연결된 많은 수의 지연 유닛이 있으며, 지연 유닛의 지연 시간은 LPF(53)의 출력 신호로 제어된다. 기준 클럭 신호 REF_CLK는 전압 제어 지연선(51)과 위상 검출기(52)로 입력된다. 위상 검출기(52)는 기준 클럭 신호 REF_CLK의 위상과 전압 제어 지연선(51)의 마지막 지연 유닛의 출력 신호와 비교하여 비교 신호를 출력한다. LPF(53)는 비교 신호의 높은 주파수 부분을 여파한다. 지연 유닛의 입력단 신호는 K개의 다른 첫째 위상, 즉 Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+δΦ), Bcos(ω_reft+2δΦ), ..., Bcos(ω_reft+(K-1)δΦ)를 지닌 K개의 첫째 주파수 신호로 출력된다.

상기 다중 위상 신호생성 회로(5) 구현은 본 발명을 국한시키지 않는 다는 점을 강조한다. 다음은 도 6을 참고한다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 신호생성 회로의 구성도이다. 다중 위상 신호생성 회로(6)는 위상-주파수 검출기(PFD), 전하 펌프(62), 루프 필터(63), 직교 전압 제어 발진기(QVCO, 64), 주파수 분할기(65), 그리고 주입동기 주파수 분할기(ILFD, 66)로 구성된다. PFD (61)는 주파수 분할기(65)에 접속되고 전하 펌프(62)는 루프 필터(63)에 접속되며, 루프 필터(63)는 QVCO(64)에 접속되고 QVCO(64)는 ILFD(66)와 주파수 분할기(65)에 연결된다.

PFD(61)는 K/4 분수를 지닌 주파수 분할기(65)로부터 기준 클럭 신호 REF_CLK와 주파수가 분할된 신호를 수신한다. PFD (61)는 기준 클럭 신호 REF_CLK와 주파수가 분할된 신호의 주파수와 위상을 비교하여 비교 신호를 전하 펌프(62)로 출력한다. 전하 펌프(62)는 비교 신호의 전압을 올린다. 루프 필터(63)는 전하 펌프(62)의 출력 신호를 여파하고 QVCO(64)는 루프 필터(63)의 출력 신호를 수신하여 직교 위상이 있는 발진 신호를 출력한다. 주파수 분할기(65)는 직교 위상이 있는 발진 신호 중 하나를 수신하고 수신한 발진 신호의 주파수를 분할한다. 상기 ILFD(66)는 4에서 K (즉 4개의 입력/K개의 출력) ILFD이며, 직교 위상이 있는 발진 신호를 수신하여 K개의 다른 첫째 위상, 즉 Bcos(ω_reft), Bcos(ω_reft+δΦ), Bcos(ω_reft+2δΦ), ..., Bcos(ω_reft+(K-1)δΦ)을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호를 생성한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 어레이 위상 제어 방법의 흐름도이다. 이 위상 제어 방법은 안테나 어레이를 형성하는 많은 수의 안테나가 있는 통신장치에서 실행된다. 그리고 통신장치는 수신기, 송신기 혹은 송수신기일 수 있다. 단계 S71에서, 안테나 어레이의 위상에 따라 방향 지표 k를 결정한다. 그런 다음 단계 S72에서, 방향 지표에 근거하여 상기 합동 모듈로 방정식으로 위상 지표 l을 계산한다.

단계 S73에서, 위상 지표 l에 따라 K개의 다른 첫째 위상을 지닌 K개의 첫째 주파수 신호로부터 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호를 선택한다. 그런 다음 단계 S74에서, L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기를 이용하여 선택된 L개의 다른 첫째 위상을 지닌 L개의 첫째 주파수 신호에 따라 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호를 생성한다. 그리고 단계 S75에서, 선택된 L개의 다른 둘째 위상을 지닌 L개의 둘째 주파수 신호는 L개의 안테나로 출력되어 L 포론터엔드 회로를 통해서 안테나 어레이의 복사장 패턴을 제어한다.

다음은 도 8a와 도 8b를 참고한다. 도 8a와 도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 안테나 어레이용 위상 제어기 또는 위상 제어방법을 사용하는 여러 다른 방향 지표를 지닌 안테나 어레이의 복사장 패턴 개략도이다. 본 실시예에서, 도 8a에 주어진 조건은 M=181, K=64, L=16, k=14이며, 도 8b는 k= -14 (또는 50)이다.

도 8a에서, 방향 지표는 14이므로 합동 방정식 Ml≡k(mod K)에 근거하여 계산된 위상 지표 l은 22이다. 선택된 16개의 첫째 주파수 신호의 16개의 첫째 위상 Φ_in 및 16개의 둘째 주파수 신호의 둘째 위상 Φ_out은 표 1에 표시되었다(주석: 상기 위상은 2π의 나머지로 표시됨). 도 8a의 복사장 패턴은 안테나 어레이의 위상이 약 60도라는 것을 보여준다.

도 8b에서, 방향 지표 k는 -14이므로 합동 방정식 Ml≡k(mod K)에 근거하여 계산된 위상 지표 l은 -22이다. 선택된 16개의 첫째 주파수 신호의 16개의 첫째 위상 Φ_in 및 16개의 둘째 주파수 신호의 둘째 위상 Φ_out은 표 2에 표시되었다(주석: 상기 위상은 2π의 나머지로 의해 표시됨). 도 8b의 복사장 패턴은 안테나 어레이의 위상이 약 300도라는 것을 보여준다.

끝으로, 본 발명은 많은 수의 안테나가 있는 안테나 어레이용 위상 제어기 또는 위상 제어 방법을 구현하는 통신장치에 사용되어 위상 및 진폭 오차가 적고, 주파수 정밀도가 높으며, 요구되는 복사장 패턴이 정확한 것 등 여러 장점을 제공한다.

본 발명에서 상기 구체적인 실시예들은 일부 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형, 변경이 가능할 것이며, 이러한 것들은 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

어레이 안테나용 위상 제어기로서,
안테나 어레이의 방향 지표를 결정하고 방향 지표로부터 합동 모듈로 방정식(congruence modulo equation)을 기반으로 위상 지표를 계산하는 결정회로;
결정회로에 접속되고 위상 지표에 따라 K개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는 (L와 K는 1보다 큰 정수이며, L은 K보다 크지 않음) 스위칭 박스; 및
스위칭 박스에 접속되고 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 수신하여 안테나 어레이의 L개의 안테나를 위한 L개의 서로 다른 둘째 위상을 각각 갖는 L개의 둘째 주파수 신호를 생성하는 (둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 큼) L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 구성되는 주파수 합성 모듈을 포함하는, 어레이 안테나용 위상 제어기.
청구항 1에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ 이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이며, δΦ는 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ은 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Ml≡k(mod K)이되, M과 K가 서로 정수형 소수일 경우. 그리고 M은 주파수 나눗수인, 어레이 안테나용 위상 제어기.
청구항 1에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, .., (K-1)δΦ이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, Δ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이며, δΦ은 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ는 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Pl≡Qk(mod QK)이되, M=P/Q이고 P와 Q는 서로 정수형 소수인 경우, 그리고 M은 주파수 나눗수인, 어레이 안테나용 위상 제어기.
청구항 1에 있어서, 상기 스위칭 박스는
많은 수의 입력 선 IN_0, IN_1, ..., IN_K-1,
많은 수의 출력 선 OUT_0, OUT_1, ..., OUT_K-1, 그리고
많은 수의 스위치 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1를 포함하며, r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 첫째 단은 출력 선 OUT_n에 접속되고, r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 둘째 단은 입력 선 IN_0부터 IN_K-1까지에 접속되며, n은 0부터 L-1까지의 정수이며,
스위치 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1는 위상 지표에 따라 켜지거나 꺼져서 K개의 다른 첫째 위상을 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는, 어레이 안테나용 위상 제어기.
청구항 1에 있어서, 상기 위상동기식 PLL 주파수 합성기는,
L개의 다른 첫째 위상을 갖는 L개의 첫째 주파수 신호 중 상응하는 한 개와 주파수 분할 신호를 수신하는 혼합기;
혼합기에 접속되고 혼합기의 출력 신호를 여파하는 저역통과 필터;
저역통과 필터에 접속되고 저역통과 필터에서 출력하는 제어 전압에 따라 L개의 다른 둘째 위상을 갖는 L개의 둘째 주파수 신호 중 상응하는 한 개를 생성하는 전압 제어 발진기; 및
혼합기와 전압 제어 발진기에 접속되고 상응하는 둘째 위상을 갖는 둘째 주파수 신호에 따라 주파수 분할 신호를 생성하는 주파수 분할기를 포함하는, 어레이 안테나용 위상 제어기.
청구항 1에 있어서, 상기 방향 지표는 안테나 어레이의 위상, 주요 복사 방향, 그리고 복사장 패턴과 연관되는, 어레이 안테나용 위상 제어기.
통신장치로서,
K개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 K개의 첫째 주파수 신호를 제공하는 다중 위상 신호생성 회로;
안테나 어레이를 형성하는 L개의 안테나;
다중 위상 신호생성 회로와 L개의 안테나 사이에 접속되며, 안테나 어레이의 방향 지표를 결정하고 방향 지표로부터 합동 모듈로 방정식(congruence modulo equation)을 기반으로 위상 지표를 계산하는 결정회로;
결정회로에 접속되고 위상 지표에 따라 K개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는 (L와 K는 1보다 큰 정수이며, L은 K보다 크지 않음) 스위칭 박스; 및
스위칭 박스에 접속되고 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 수신하여 안테나 어레이의 L개의 안테나를 위한 L개의 서로 다른 둘째 위상을 각각 갖는 L개의 둘째 주파수 신호를 생성하는 (둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 큼) L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기로 구성되는 주파수 합성 모듈을 포함하는 어레이 안테나용 위상 제어기를 포함하는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔθΦ이며, δΦ는 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ는 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Ml≡k(mod K)이되, M과 K가 서로 정수형 소수일 경우. 그리고 M은 주파수 나눗수인, 통신장치.
청구항 7에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이며, δΦ은 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ는 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Pl≡Qk(mod QK)이되, M=P/Q이고 P와 Q는 서로 정수형 소수인 경우, 그리고 M은 주파수 나눗수인, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 스위칭 박스는,
많은 수의 입력 선 IN_0, IN_1, ..., IN_K-1,
많은 수의 출력 선 OUT_0, OUT_1, ..., OUT_K-1, 그리고
많은 수의 스위치 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1를 포함하며, r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 첫째 단은 출력 선 OUT_n에 접속되고, r_nK부터 r_(n+1)K-1까지의 스위치의 둘째 단은 입력 선 IN_0부터 IN_K-1까지에 접속되며, n은 0부터 L-1까지의 정수이며,
스위치 r₀, r₁, r₂, ..., r_LK-1는 위상 지표에 따라 켜지거나 꺼져서 K개의 다른 첫째 위상을 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 다른 첫째 위상을 갖는 L개의 첫째 주파수 신호를 선택하는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 위상동기식 PLL 주파수 합성기는,
L개의 다른 첫째 위상을 갖는 L개의 첫째 주파수 신호 중 상응하는 한 개와 주파수 분할 신호를 수신하는 혼합기;
혼합기에 접속되고 혼합기의 출력 신호를 여파하는 저역통과 필터;
저역통과 필터에 접속되고 저역통과 필터에서 출력하는 제어 전압에 따라 L개의 다른 둘째 위상을 갖는 L개의 둘째 주파수 신호 중 상응하는 한 개를 생성하는 전압 제어 발진기; 및
혼합기와 전압 제어 발진기에 접속되고 상응하는 둘째 위상을 갖는 둘째 주파수 신호에 따라 주파수 분할 신호를 생성하는 주파수 분할기를 포함하는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 다중 위상 신호생성 회로는,
직렬로 연결되는 많은 수의 지연 유닛이 있고 기준 클럭 신호를 수신하는 전압 제어 지연선;
전압 제어 지연선에 접속되고 기준 신호의 위상과 전압 제어 지연선의 출력 신호를 비교하여 비교 신호를 출력하는 위상 검출기; 및
위상 검출기와 전압 제어 지연선에 접속되고 비교 신호를 여파하는 저역통과 필터를를 포함하되,
상기 지연 유닛의 지연 시간은 저역통과 필터의 출력 신호로 제어되며, 지연 유닛의 입력단 신호는 K개의 다른 첫째 위상을 갖는 K개의 첫째 주파수 신호로 출력되는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 다중 위상 신호생성 회로는,
기준 클럭 신호와 주파수 분할 신호를 수신하고 기준 클럭 신호와 주파수 분할 신호의 주파수와 위상을 비교하여 비교 신호를 출력하는 위상-주파수 검출기;
위상-주파수 검출기에 접속되고 비교 신호의 전압을 올리는 전하 펌프;
전하 펌프에 접속되고 전하 펌프의 출력 신호를 여파하는 루프 필터;
루프 필터에 접속되고 루프 필터의 출력 신호를 수신하여 직교 위상을 지닌 발진 신호를 생성하는 직교 전압 제어 발진기;
직교 전압 제어 발진기에 접속되고 직교 위상을 지닌 발진 신호 한 개를 수신하여 주파수 분할 신호를 생성하는 주파수 분할기; 및
직교 전압 제어 발진기에 접속되고 직교 위상을 지닌 발진 신호를 수신하여 K개의 다른 첫째 위상을 갖는 K개의 첫째 주파수 신호를 생성하는 주입동기 주파수 분할기를 포함하는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 통신장치는 L개의 프론트-엔드 회로로 구성되는 L-경로 프론트-엔드 회로 모듈을 더 포함하되, 상기 프론트-엔드 회로는,
전송된 중간주파수 신호를 L개의 다른 둘째 위상을 갖는 L개의 둘째 주파수 신호 중 상응하는 한 개와 혼합하는 혼합기;
혼합기에 접속되고 혼합기의 출력 신호를 여파하는 필터; 및
필터에 접속되고 필터의 출력 신호를 증폭시켜 상응하는 안테나에 출력 신호를 생성하는 전력 증폭기로 구성되는, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 통신장치는 수신기, 송신기 또는 송수신기인, 통신장치.
청구항 7에 있어서, 상기 방향 지표는 안테나 어레이의 위상, 주요 복사 방향, 그리고 복사장 패턴과 연관되는, 통신장치.
어레이 안테나의 위상 제어 방법으로서,
안테나 어레이의 방향 지표를 결정하는 단계;
방향 지표로부터 합동 모듈로 방정식(congruence modulo equation)을 기반으로 위상 지표를 계산하는 단계;
위상 지표에 따라 K개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 K개의 첫째 주파수 신호 가운데서 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수를 선택하는 단계(L과 K는 1보다 큰 정수이며, L은 K보다 크지 않음); 및
L개의 위상동기식 PLL 주파수 합성기를 사용하여 L개의 서로 다른 첫째 위상을 각각 갖는 L개의 첫째 주파수 신호에 따라 안테나 어레이의 L개의 안테나를 위한 L개의 서로 다른 둘째 위상을 각각 갖는 L개의 둘째 주파수 신호를 생성하는 단계(둘째 주파수 신호의 둘째 주파수는 첫째 주파수 신호의 첫째 주파수보다 큼)를 포함하는, 어레이 안테나의 위상 제어 방법.
청구항 17에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이며, δΦ는 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ은 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Ml≡k(mod K)이되, M과 K가 서로 정수형 소수일 경우. 그리고 M은 주파수 나눗수인, 어레이 안테나의 위상 제어 방법.
청구항 17에 있어서, K개의 첫째 주파수 신호의 K개의 다른 첫째 위상은 0, δΦ, 2δΦ, ..., (K-1)δΦ이고 L개의 첫째 주파수 신호의 L개의 다른 첫째 위상은 0, Δθ, 2Δθ, ..., (L-1)Δθ이며, L개의 둘째 주파수 신호의 L개의 다른 둘째 위상은 0, ΔΦ, 2ΔΦ, ..., (L-1)ΔΦ이며, δΦ은 위상 분해능도로서 2π/K와 동일하며, ΔΦ는 kδΦ와 동일하며, k는 정수인 방향 지표이며, Δθ는 lδΦ와 동일하고 l은 정수인 위상 지표이며, 합동식은 Pl≡Qk(mod QK)이되, M=P/Q이고 P와 Q는 서로 정수형 소수인 경우, 그리고 M은 주파수 나눗수인, 어레이 안테나의 위상 제어 방법.
청구항 17에 있어서, 상기 방향 지표는 안테나 어레이의 위상, 주요 복사 방향, 그리고 복사장 패턴과 연관되는, 어레이 안테나의 위상 제어 방법.