KR20010088416A

KR20010088416A - 어레이 안테나 수신 장치

Info

Publication number: KR20010088416A
Application number: KR1020010011629A
Authority: KR
Inventors: 마루따야스시
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2001-09-26
Also published as: CN1200519C; EP1133200A3; EP1133200B1; CN1319918A; DE60104580T2; EP1133200A2; JP2001251124A; CA2339580C; CA2339580A1; US20010020919A1; KR100397445B1; DE60104580D1; JP3567976B2; US6448939B2

Abstract

캘리브레이션용 신호 발생기(107)로부터 발생되고 캘리브레이션용 무선 송신부(108)에서 주파수 변환이 행해진 캘리브레이션 신호들이, 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 전력 레벨 가변 회로들(109-1 내지 107-N)에서 전력 레벨화가 이루어지고, 다중 회로들(103-1 내지 103-N)에서 안테나 소자들(102-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들과 승산된다.

Description

어레이 안테나 수신 장치{ARRAY ANTENNA RECEIVING APPARATUS}

본 발명은 안테나의 지향성을 제어함으로써 간섭을 제거하기 위한 어레이 안테나 수신 장치에 관한 것으로서, 특히 복수의 무선 수신부의 캘리브레이션을 행하는 어레이 안테나 수신 장치에 관한 것이다.

셀룰러 이동 통신 시스템 등에 있어서, 신호의 고속화 및 고품질화, 가입자 용량의 증대를 목적으로, 복수의 안테나 소자로 구성되는 어레이 안테나 수신 장치를 이용하여 수신 지향성 패턴을 형성하는 방법이 연구되어, 양호한 신호가 오면 수신 이득을 증가시키고, 다른 사용자로부터의 간섭 및 지연파에 의한 간섭에 대한 수신 이득을 작게 하였다.

한펴냐, 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, 일반적으로 각각의 안테나 소자에 대한 무선 수신부에서 진폭 변동 및 위상 변동이 각각 서로 상이하므로, 수신 지향성 패턴을 형성하는데 진폭 변동 및 위상 변동을 보상하는 것이 필요하다. 이러한 동작을 캘리브레이션{calibration)이라 한다.

이러한 종류의 캘리브레이션을 수행하는 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, JP-A-46180/1990에 개시된 어레이 안테나 무선 수신 장치에서의 캘리브레이션 장치에서, 공지된 캘리브레이션 신호를 각각의 무선 수신부에 입력하여 진폭 변동 및 위상 변동을 측정함으로써 캘리브레이션용 진폭 및 위상 정보를 얻을 수 있다.

도 6은 종래의 캘리브레이션용 어레이 안테나 수신 장치의 하나의 구성예를 도시하는 블럭 다이어그램이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 종래예는 복수의 안테나 소자(602-1 내지 602-N)으로 구성된 어레이 안테나(601); 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호에 의해 캘리브레이션 신호를 다중화하고 이들을 출력하는 다중 회로(603-1 내지 603-N)-상기 다중 회로는 각각 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에 따라 제공됨-; 다중 회로(603-1 내지 603-N)로부터 출력된 신호의 수신 프로세스를 실행하는 무선 수신부(604-1 내지 604-N)-상기 무선 수신부는 각각 안테나(603-1 내지 603-N)에 따라 제공됨-; 무선 수신부(604-1 내지 604-N)로부터 출력된 신호가 입력되어, 입력 신호에 기초하여 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호의 진폭 정보 및 위상 정보를 검출하는 검출 회로(611); 사용자의 수 마다 제공되어, 상기 검출 회로(611)에서 검출된 진폭 정보 및 위상 정보를 이용하여 무선 수신부(604-1 내지 604-N)으로부터 출력된 신호를 보정하고, 모든 사용자 마다 복조 신호로서 이들을 출력하는 사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-M); 캘리브레이션 신호를 발생시키는 캘리브레이션용 신호 발생기(607); 및 캘리브레이션용 신호 발생기(607)에서 발생된 캘리브레이션 신호를 주파수 변환시켜 이들을 출력하는 캘리브레이션용 무선 송신부(608); 및 일정한 전력 레벨에서 캘리브레이션용 무선 송신부(608)로부터 출력된 캘리브레이션 신호를 출력하는 전력 레벨 가변 회로(609)를 포함하고, 전력 레벨 가변 회로(609)로부터 출력된 캘리브레이션 신호는 다중 회로(603-1 내지 603-N) 내의 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호에 의해 다중화된다.

어레이 안테나(601)를 구성하는 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에 있어서, 단일 안테나 소자에 대한 수평면 및 수직면 내의 지향성에 제한되는 것이 아니라, 예를 들면, 옴니(비-지향성) 및 2극(2극 지향성)이 제공될 수 있다. 안테나 소자(602-1 내지 602-N)가 배치되어, 각각의 안테나 소자(602-1 내지 602-N)의 수신 신호가 서로 상관 관계를 가지고 양호한 신호 및 복수의 간섭 신호가 다중화된 신호를 수신한다.

다중 회로(603-1 내지 603-N)에 있어서, 전력 레벨 가변 회로(609)로부터 출력된 캘리브레이션 신호가 예를 들면 코드 다중화 등에 의한 방법으로 무선 밴드에서 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호에 의해 다중화되어, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)로 출력된다. 또한, 여기서의 다중화 방법은 코드 다중화에 제한되지 않는다. 또한, 다중 회로(603-1 내지 603-N)에서 다중화된 캘리브레이션 신호가 인용될 수 있다.

무선 수신부(604-1 내지 604-N)는 로우-노이즈 앰프, 대역-제한 필터, 믹서, 국부 발신기, AGC(Auto Gain Controller), 직교 검파기, 저역 통과 필터, 아날로그/디지탈 변환기 등으로 구성된다. 여기서, 예를 들면 무선 수신부(604-N)에서, 다중 회로(603-N)로부터 출력된 신호가 입력되고, 입력된 신호의 증폭, 무선 대역으로부터 기저 대역으로의 주파수 변환, 직교 검파, 아날로그/디지탈 변환 등이 수행되어, 상기 신호는 사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-N) 및 검출 회로(611)로 출력된다. 일반적으로, 각각의 무선 수신부(604-1 내지 604-N)에 대하여. 출력 신호의 전력 레벨을 입력 신호의 전력 레벨과 무관하게 일정하게 하도록, 비선형 회로인 AGC가 사용된다.

검출 회로(611)에 있어서, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)으로부터 출력된 신호가 입력되고, 고정 신호가 입력 신호로부터 추출되므로, 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보가 검출된다. 검출된 진폭 및 위상 정보가 신호 처리부(605-1 내지 605-M)으로 출력된다. 여기서, 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보는 무선 수신부(604-1 내지 604-N)에서 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상의 변동량을 관찰함으로써 검출된다.

사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-M)에 있어서, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)으로부터 출력된 신호 및 검출 회로(611)에서 검출된 진폭 및 위상 정보가 입력되고, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)로부터 출력된 신호가 검출 회로(611)에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 보정되므로, 각각의 사용자에 대하여 사용자 신호 도래 방향에 대하여 수신 이득이 증가하고, 다른 사용자로부터의 지연파에 따른 간섭에 대하여 수신 이득이 감소하는 수신 지향성 패턴이 형성되고, 수신 지향성 패턴에 의해 수신된 복조 신호가 출력된다.

캘리브레이션용 신호 발생기(607)에 있어서, 캘리브레이션 신호가 기저 대역에서 발생되고, 발생된 캘리브레이션 신호가 캘리브레이션용 무선 송신부(608)로 출력된다.

캘리브레이션용 무선 송신부(608)에 있어서, 캘리브레이션용 신호 발생기(607)로부터 출력된 기저 대역의 캘리브레이션 신호가 입력되고, 입력된 캘리브레이션 신호에 대하여 디지탈/아날로그 변환, 기저 대역으로부터 무선 대역으로의 주파수 변환 등이 수행되어, 상기 캘리브레이션 신호가 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수니된 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호로서 전력 레벨 가변 회로(609)로 출력된다.

전력 레벨 가변 회로(609)에 있어서, 캘리브레이션용 무선 송신부(608)로부터 출력된 캘리브레이션 신호가 임의의 전력 레벨에서 다중 회로(603-1 내지 603-N)로 출력된다.

이하, 상술된 바와 같이 구성된 어레이 안테나 수신 장치의 동작에 관하여 설명한다.

안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 각각의 신호에 있어서, 양호한(사용자) 신호 성분 및 간섭 신호 성분, 및 열 노이즈가 포함된다. 또한, 다중 경로 성분이 양호한 신호 성분 및 간섭 신호 성분에 각각 포함된다. 일반적으로, 이들 신호 성분은 서로 상이한 방향으로부터 도래한다.

도 6에 도시된 안테나 소자(602-1 내지 602-N0에서 수신된 신호 각각에 대한 진폭 및 위상 정보를 이용한 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, 서로 상이한 방향으로부터 도래하는 신호 성분이 서로 구별되어, 수신 지향성 패턴이 형성된다.

이 때, 무선 수신부(604-1 내지 604-N) 내부의 진폭 및 위상 수신 신호가 무선 수신부(604-1 내지 604-N0에 포함된 각각의 회로에 의해 변환되어, 원래의 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호 각각의 진폭 및 위상 정보와 상이한 정보가 사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-M)에 제공되어, 신호 성분을 정확하게 구별하여 수신 지향성 패턴을 형성하는 것이 불가능하다.

따라서, 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호가 수신 신호에 의해 다중화되어, 검출 회로(611)에서, 캘리브레이션 신호가 무선 수신부(604-1 내지 604-N)로부터 출력된 신호로부터 추출되고, 수신 신호의 진폭 및 위상 정보가 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상의변동에 기초하여 검출되므로, 사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-M)로 입력된 수신 신호의 진폭 및 위상 정보를 보정한다.

또한, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)내의 비선형 제어기(특히, AGCs에서), 수신 신호의 진폭 및 위상의 변동 방식이 수신 신호의 전력 레벨에 따라 서로 상이하므로, 캘리브레이션 신호의 전력 레벨이 전력 레벨 가변 회로(609)에 의해 변동하는 동안, 무선 수신부(604-1 내지 604-N)로부터의 각각의 출력의 캘리브레이션 신호가 추출되고, 수신 신호의 진폭 및 위상 정보가 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 변동에 기초하여 검출되므로, 캘리브레이션 신호의 전력 레벨 마다 사용자 처리부(605-1 내지 605-M)으로 입력된 수신 신호의 진폭 및 위상 정보의 캘리브레이션량이 결정된다.

이러한 캘리브레이션 수단을 갖는 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, 수신 신호의 진폭 및 위상이 어레이 안테나 수신 장치가 동작할 때 무선 수신부(604-1 내지 604-N) 내에서 변동하더라도, 사용자 신호 처리부(605-1 내지 605-M)로 입력된 수신 신호의 진폭 및 위상 정보가 보정될 수 있다. 또한, 장치가 동작하지 않을 때, 수신 신호의 전력 레벨에 따라 높은 정확도로 캘리브레이션될 수 있다.

이러한 방식으로, 종래예에서, 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 각 신호의 진폭 및 위상 정보를 이용함으로써, 서로 상이한 방향으로부터 도래하는 신호 성분을 서로 명확하게 구별하여 수신 지향성 패턴을 형성하는 것이 가능하다.

일반적으로, 복수의 안테나 소자를 갖는 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, 동작하는 경우 수신 신호의 전력 레벨이 각각의 안테나 소자에 대하여 시시각각 변동한다.

여기서, 상술된 종래의 어레이 안테나 수신 장치에 있어서, 무선 수신부 내에서 AGC에서 진폭률이 자동적으로 변화하므로, 수신 신호의 전력 레벨 및 캘리브레이션 신호의 전력 레벨의 합이 일정하게 되고, 수신 신호의 전력 레벨이 변동하는 경우, 일정한 전력 레벨을 갖는 캘리브레이션 신호가 무선 수신부에 입력되더라도, 무선 수신부로부터 출력된 신호에 포함된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨이 고정되지 않는다.

캘리브레이션시, 각각의 무선 수신부에 입력된 캘리브레이션 신호를 각각의 무선 수신부로부터 출력된 신호에 포함된 캘리브레이션 신호와 비교하므로, 각각의 무선 수신부에서 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 변동이 검출되고, 이러한 검출결과에 기초하여, 안테나 소자(602-1 내지 602-N)에서 수신된 신호의 진폭 및 위상 변동이 검출된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 각각의 무선 수신부로부터 출력된 신호에 포함된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨이 고정되지 않는 경우, 각각의 무선 수신부에서 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 변동을 명확하게 추출하는 것이 불가능하고, 높은 정확도로 캘리브레이션이 행해질 수 없게 된다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것이다.

본 발명의 목적은, 동작 중에도 높은 정확도로 캘리브레이션을 수행할 수 있는 어레이 안테나 수신 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치는,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하기 위한 캘리브레이션 수단과,

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한 M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 구비하고,

상기 캘리브레이션 수단은 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 결정된 전력 레벨에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 상기 캘리브레이션 신호들을 승산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와,

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와,

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와,

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와,

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 N개 전력 레벨 가변 회로를 구비하고,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 한다.

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 K개(K는 1 이상 N 미만의 정수) 전력 레벨 가변 회로와,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하여, 상기 N개 다중 회로에 분배 및 출력하기 위한 선택 및 분기 회로를 구비하고,

상기 선택 및 분기 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 비트 에러율을 이용하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들과 상기 신호들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 비율을 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치는,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와,

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 구비하고,

상기 캘리브레이션 수단은 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 결정된 전력 레벨에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 상기 캘리브레이션 신호들을 승산하는 것을 특징으로 한다.

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캘리브레이션 수단은,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하여,상기 N개 다중 회로에 분배 및 출력하기 위한 선택 및 분기 회로를 구비하고,

또한, 상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치는,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와,

또한, 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치는,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와,

또한, 상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 어레이 안테나 수신 장치는,

상기 무선 수신부가, 출력 신호들의 전력 레벨을 입력 신호들의 전력 레벨과 관계없이 일정하게 유지하기 위한 자동 이득 제어 수단을 포함하고,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 자동 이득 제어 수단에서의 이득 정보에 기초하여 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨을 인식하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에서는, 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨이 시간에 따라 변화하는 경우에도, 무선 수신부로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 하는 전력 레벨에서 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들이 승산되고, 또한 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨과 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 합이 일정하게 되도록, 무선 수신부에서의 출력이 자동적으로 제어되기 때문에, 캘리브레이션 수단에서 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 동요되지 않고, 그에 따라, 캘리브레이션 수단에서는, 무선 수신부에서의 캘리브레이션 신호들의 진폭 및 위상 변화가 정확하게 검출되고, 그와 관련하여, 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 정확하게 검출된다. 그에 따라, 동작 중에도 높은 정확도로 캘리브레이션이 수행된다.

이상의 것들과, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 이하의 상세한 설명 및 도면을 참조하면 보다 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제1 실시예를 도시하는 블록도.

도 2는 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제2 실시예를 도시하는 블록도.

도 3은 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제3 실시예를 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제4 실시예를 도시하는 블록도.

도 5는 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제5 실시예를 도시하는 블록도.

도 6은 종래의 어레이 안테나 수신 장치의 일 구성예를 도시하는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 어레이 안테나

102-1 내지 102-N : 안테나 소자

103-1 내지 103-N : 다중 회로

104-1 내지 104-N : 무선 수신부

105-1 내지 105-M : 사용자 신호 처리부

106 : 캘리브레이션용 신호 처리부

107 : 캘리브레이션용 신호 발생기

108 : 캘리브레이션용 무선 전송부

109-1 내지 109-N : 전원 레벨 가변 회로

이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제1 실시예를 도시하는 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 N (N은 1 이상의 정수)개의 안테나 소자(102-1 내지 102-N)로 구성된 어레이 안테나(101)와; 상기 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에 각각 구비되고 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호와 캘리브레이션 신호를 곱하여 출력하는 다중 회로(103-1 내지 103-N)와; 상기 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에 각각 구비되고 다중 회로(103-1 내지 103-N)로부터 출력된 신호들을 수신 처리하기 위한 무선 수신부(104-1 내지 104-N)와; 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들이 입력되면, 상기 입력 신호에 기초하여 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호들의 진폭 정보와 위상 정보를 검출하는 캘리브레이션용 신호 처리부(106)와; 사용자 수만큼 구비되고 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들을 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 검출된 진폭 정보 및 위상 정보를 사용하여 캘리브레이션하고, 이들을 모든 사용자들에 대한 복조 신호로서 출력하기 위한 M (M은 1보다 크거나 같은 정수) 사용자 신호 처리부(105-1 내지 105-M)와; 캘리브레이션 신호를 발생하는 캘리브레이션용 신호 발생기(107)와; 캘리브레이션용 신호 발생기(107)에서 발생된 캘리브레이션 신호에 대해 주파수 변환을 행하여 이들을 출력하는 캘리브레이션용 무선 전송부(108)와; 캘리브레이션용 무선 전송부(108)로부터 출력된 캘리브레이션 신호를 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 제어되는 임의의 전원 레벨에서 출력하기 위한 전원 레벨 가변 회로(109-1 내지 109-N)로 구성된 어레이 안테나(101)로 구성되고, 전원 레벨 가변 회로(109-1 내지 109-N)로부터 출력된 캘리브레이션 신호는 다중 회로(103-1 내지 103-N)의 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호들로 곱해진다.

또한, 캘리브레이션 수단은 다중 회로(103-1 내지 103-N), 캘리브레이션용 신호 처리부(106), 캘리브레이션용 신호 발생기(107), 캘리브레이션용 무선전송부(108), 및 전원 레벨 가변 회로(109-1 내지 109-N)로 구성된다.

어레이 안테나(101)를 구성하는 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에서, 하나의 안테나 소자에 대해 수평면 및 수직한 면 내를 특별히 지향성을 갖도록 제한하는 것은 아니고 예를 들면, 옴니(무지향성) 및 2극(양방향 지향성)일 수 있다. 각 안테나 소자(102-1 내지 102-N)의 신호가 상호 상관관계를 갖도록 안테나 소자(102-1 내지 102-N)를 배치하고, 소망하는 수신 신호와 간섭 신호를 곱한다.

다중 회로(103-1 내지 103-N)에서, 전원 레벨 가변 회로(109-1 내지 109-N)로부터 출력된 캘리브레이션 신호가 무선 대역의 안테나 소자(1021-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들에 의해 곱해지고, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로 출력된다.

여기서, 다중 회로(103-1 내지 103-N)의 다중 방법에 제한은 없으며 예를 들면, 코드 다중 방식이 주어진다. 코드 다중 방식의 경우, 무선 대역에서 동작하는 전원 가산기가 다중 회로(103-1 내지 103-N)용으로 사용될 수 있다. 또한, 다중 회로(103-1 내지 103-N)용의 지향성 커플러를 사용함으로써 캘리브레이션 신호가 안테나 소자로부터 방사되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 다중 회로(13-1 내지 103-N)에서 곱해진 캘리브레이션 신호들이 추출될 수 있다.

무선 수신부(104-1 내지 104-N)가 저잡음 증폭기, 대역 제한 필터, 믹서, 로컬 다이얼 장치, AGC(자동 이득 제어기), 직각 검출기, 저대약 통과 필터, 아날로그/디지털 변환기 등으로 구성된다. 여기서, 예를 들어 무선 수신부(104-N)에서, 다중 회로(103-N)로부터 출력된 신호가 입력되고, 이 입력된 신호들에 대한 증폭, 무선 대역에서 기저 대역으로의 주파수 변환, 직각 검출, 아날로그/디지털 변환 등이 행해지고, 이 신호들이 사용자 신호 처리부(105-1 내지 105-M) 및 캘리브레이션용 신호 처리부(106)로 출력된다.

여기서, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)의 구성에 제한은 없지만, 일반적으로 출력 신호의 전력 레벨을 입력 신호의 전력 레벨과는 상관없이 일정하게 하기 위해, 비선형 회로인 AGC가 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 각각에 대해 사용된다.

사용자 신호 처리부(105-1 내지 105-M)에서, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들과, 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 검출된 진폭 및 위상 정보가 입력되고, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들이 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 보정됨으로써, 사용자 신호가 지나는 방향에서의 수신 신호가 증가하고, 다른 사용자로부터의 간섭 및 지연파에 기인한 간섭에 대한 수신 신호가 감소하고, 수신 지향성 패턴에 의해 수신된 복조 신호가 출력되는 수신 지향성 패턴이 각 사용자에 대해 형성된다.

여기서, 사용자 신호 처리부(105-1 내지 105-N)에서, 이들의 구성, 수신 지향성 패턴을 형성하는 알고리즘과 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서 검출된 진폭 및 위상 정보를 사용함으로써 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들에 대한 보정을 행하는 방법에 제한은 없다. 이러한 보정을 행함으로써, 어레이 안테나 수신 장치가 동작할 때 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 내의 수신 신호의 진폭 및 위상이 변하는 경우에서 조차, 각 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 내에서 생기는 진폭 및 위상 변동 성분들이 사용자 신호 처리부(105-1 내지 105-M)로의입력되는 신호들로부터 제거될 수 있고, 다른 방향으로부터 도래하여 수신 지향성 패턴을 형성하는 각 신호 성분을 각각 정확하게 구별할 수 있게 된다.

캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들이 입력되고, 캘리블레이션 신호들이 입력 신호들로부터 추출됨으로써 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 검출된다. 검출된 진폭 및 위상 정보는 신호 처리부(105-1 내지 105-N)로 출력된다. 여기서, 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 내의 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상의 변동량을 조사함으로써 검출된다. 또한, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전원 레벨에 기초하여, 다중 회로(103-1 내지 103-N)로 입력된 캘리브레이션 신호의 전원을 제어하기 위한 제어 신호들이 전원 레벨 가변 회로(109-1 내지 109-N)로 출력됨으로써, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전원 레벨과 다중 회로(103-1 내지 103-N)로 입력되는 캘리블레이션 신호의 전원 레벨비가 일정해진다.

여기서, 어레이 안테나 수신 장치의 동작 동안, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로 입력될 신호들의 전원 레벨에 상관없이 출력된 신호들의 전력 레벨이 일정해지도록 각 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 내의 AGC에 의해 자동으로 제어된다. 따라서, 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들에 포함된 캘리브레이션 신호들의 전원 레벨이 일정해지고, 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 각각의 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 변동이 캘리브레이션 신호 처리부(106)에서정확하게 검출되고, 이와 관련하여 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 정확하게 검출될 수 있다.

동작중인 무선 수신부(104-1 내지 104-N) 내에서 수신 신호의 진폭 및 위상이 변하는 경우, 각 무선 수신부(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 캘리브레이션 신호가 추출되고, 추출된 캘리브레이션 신호는 다중 회로(103-1 내지 103-N)로 입력될 캘리브레이션 신호와 비교되고, 이 비교 결과에 기초하여 각 무선 수신부(104-1 내지 104-N)에서의 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 정보가 검출되고, 이 검출 결과에 기초하여 안테나 소자(102-1 내지 102-N)에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 검출된다.

또한, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N) 내의 AGC들이 정상적으로 동작으로 경우에, 각 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨은 일정하기 때문에, 전력 레벨 가변 회로들(109)에 제어 신호가 출력되어 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호로부터 추출된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨이 일정하게 되는 방법이 있다.

더욱이, 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨과 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 계산될 때, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 비트 에러율(BER: Bit Error Rate) 정보가 또한 사용될 수 있다.

캘리브레이션 신호가 알려져 있기 때문에, 캘리브레이션용 신호 처리부(106)의 캘리브레이션 신호들의 BER을 측정할 수 있다. BER이 큰 경우, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 비해, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 더 작은 것으로 나타나며, 또한 BER이 작은 경우, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 비해, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨은 더 큰 것으로 나타난다. 따라서, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호의 비트 에러율 정보에 기초하여, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨과 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨의 비율이 개략적으로 계산될 수 있다.

캘리브레이션용 신호 발생기(107)에서, 캘리브레이션 신호들이 베이스 밴드에서 생성되고, 이 생성된 캘리브레이션 신호들은 캘리브레이션용 무선 송신부(108)에 출력된다.

캘리브레이션용 무선 송신부(108)에서, 캘리브레이션용 신호 발생기(107)로부터 출력된 베이스 밴드에서의 캘리브레이션 신호가 입력되고, 베이스 밴드에서 무선 밴드로의 디지털/아날로그 변환, 주파수 변환 등은 입력 캘리브레이션 신호에 적용되며, 이들 캘리브레이션 신호들은 안테나 소자들(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호들과 동일한 주파수 밴드를 갖는 캘리브레이션 신호로서 전력 레벨 가변 회로(109)에 출력된다.

전력 레벨 가변 회로들(109-1 내지 109-N)에서, 캘리브레이션용 무선 송신부(108)로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 캘리브레이션용 신호 처리부(106)로부터 출력된 제어 신호에 기초한 전력 레벨에서 다중 회로(103-1 내지 103-N)에 출력된다.

전술된 바와 같이 배열된 어레이 안테나 수신 장치에서, 각각의 안테나 소자들(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호들의 전력 레벨에 따라 전력 레벨을 갖는 캘리브레이션 신호들이 각 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)에 공급되기 때문에, 적시에 변화하는 수신 신호들의 전력 레벨과 출력들이 무선 수신부들(104-1 내지 104-N) 내의 AGC들에 의해 자동적으로 제어되어, 수신 신호의 전력 레벨과 캘리브레이션 신호의 전력 레벨의 합계가 일정하게 된다고 할지라도, 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)로부터 출력된 신호들 내에 포함된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨은 일정하게 유지될 수 있고, 캘리브레이션용 신호 처리부(106)에서, 각각의 무선 수신부들(104-1 내지 104-N)내의 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상 변화가 정확하게 검출될 수 있고, 이와 관련하여, 안테나 소자들(102-1 내지 102-N)에 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보는 정확하게 검출된다. 이로써, 동작중에도 캘리브레이션은 높은 정확도로 수행될 수 있다.

(제2 실시예)

도 2는 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제2 실시예를 나타낸 블럭도이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 본 실시예는 복수의 안테나 소자들(202-1 내지 202-N), 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 다중하고 이들을 출력하며, 각기 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 따라 제공되는 다중 회로들(203-1 내지 203-N), 다중 회로들(203-1 내지 203-N)로부터 출력된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 것으로, 각기 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 따라 제공되는 무선 수신부들(204-1 내지 204-N), 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들과 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호들이 입력되며, 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호에 기초하여 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들의 진폭 정보 및 위상 정보를 검출하는 신호 처리부(206), 사용자의 수만큼 제공되며, 캘리브레이션용 신호 처리부(206)에 검출된 진폭 정보 및 위상 정보를 이용하여 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호들을 정정하고 이들을 모든 사용자가 복조 신호로서 출력하는 사용자 신호 처리부들(205-1 내지 205-N), 캘리브레이션 신호를 생성하는 캘리브레이션용 신호 발생기(207), 캘리브레이션용 신호 발생기(207)에서 생성된 캘리브레이션 신호에 주파수 변환을 적용하여, 이들을 출력하는 캘리브레이션용 무선 송신부(208), 및 캘리브레이션용 무선 송신부(208)로부터 출력된 캘리브레이션 신호를 캘리브레이션용 신호 처리부(206)에서 제어되는 전력 레벨로 출력하기 위한 전력 레벨 가변 회로들(209-1 내지 209-N)로 구성되며, 전력 레벨 가변 회로들(209-1 내지 209-N)로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 다중 회로들(203-1 내지 203-N)내의 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호와 다중된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예는 캘리브레이션용 신호 처리부(206)와는 다른 제1 실시예와 동일하다.

캘리브레이션용 신호 처리부(206)에서, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호와 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호들이 입력되고, 캘리브레이션 신호들이 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호로부터 추출됨으로써, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보가 검출된다. 검출된 진폭 및 위상 정보는 사용자 신호 처리부들(205-1 내지 205-N)에 출력된다. 여기서, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보는 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)에서의 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상의 변화량을 조사함으로써 검출된다. 또한, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호에 기초하여, 다중 회로들(203-1 내지 203-N)에 입력된 캘리브레이션 신호의 전력을 제어하기 위한 제어 신호들을 전력 레벨 가변 회로들(209-1 내지 209-N)에 입력하여 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들의 전력 레벨과 다중 회로들(203-1 내지 203-N)에 입력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 한다.

여기서, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들의 전력 레벨과 다중 회로들(203-1 내지 203-N)에 입력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율을 일정하게 한다는 것은 다중 회로들(203-1 내지 203-N)로부터 출력된 신호들내에 포함된 캘리브레이션 신호들의 전력의 비율을 일정하게 하는 것을 의미하기 때문에, 각각의 무선 수신부들(204-1 내지 204-N)로부터 출력된 신호내에 포함된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨은 일정하게 된다. 이로부터, 본 실시예는 대체적으로 제1 실시예와 동일하다는 것을 알 수 있다.

전술된 바와 같이 구성된 어레이 안테나 장치에서, 제1 실시예에서 무선 수신부로부터 출력된 신호의 전력 레벨이 측정되고, 이들 전력 레벨에 기초하여 다중 회로들에 입력된 캘리브레이션 신호의 전력이 제어되는 동안, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에서의 수신 신호의 전력 레벨이 측정되고, 이들 전력 레벨에 기초하여, 다중 회로들(203-1 내지 203-N)에 입력될 캘리브레이션 신호의 전력이 제어되기 때문에, 안테나 소자들(202-1 내지 202-N)에 수신된 신호들이 캘리브레이션 신호와 다중되기 전의 정보는 다중 회로들(203-1 내지 203-N)에 사용될 수 있고, 캘리브레이션이 높은 정확도로 수행될 수 있다.

(제3 실시예)

도 3은 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제3 실시예를 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 복수의 안테나 소자(302-1 내지 302-N)를 포함하는 어레이 안테나(301), 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에서 수신된 신호에 의해 캘리브레이션 신호를 승산하여 출력하고 각각 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에 대응하여 설치되는 다중 회로, 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 출력된 신호의 수신 처리를 실행하고 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에 대응하여 설치되는 무선 수신부(304-1 내지 304-N), 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 신호가 출력되고 무선 수신부(304-1 내지 304-N)로부터 신호가 출력되며 무선 수신부(304-1 내지 304-N)로부터 출력된 신호에 기초하여 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에서 수신된 신호의 진폭 정보 및 위상 정보를 검출하는 캘리브레이션용 신호 처리부(306), 사용자의 수에 따라 제공되고 캘리브레이션용 신호 처리부(306)에서 검출된 진폭 정보 및 위상 정보를 사용하여 무선 수신부(304-1 내지 304-N)로부터 출력된 신호를 정정하고 각 사용자에 대하여 복조 신호로서 출력하는 사용자 신호 처리부(305-1 내지 305-M), 캘리브레이션 신호를 생성하는 캘리브레이션용 신호 발생기(307), 주파수 변환을 캘리브레이션용 신호 발생기(307)에서 생성된 캘리브레이션 신호에 적용하여 출력하는 캘리브레이션용 무선 송신부(308), 및 전력 레벨에서 캘리브레이션용 무선 송신부(308)로부터 출력되는 캘리브레이션 신호를 출력하고 캘리브레이션용 신호 처리부(306)에서 제어되는 전력 레벨 가변 회로(309-1 내지 309-N)로 구성되고 전력 레벨 가변 회로(309-1 내지 309-N)으로부터 출력되는 캘리브레이션 신호는 다중 회로(303-1 내지 303-n)에서 인테나 소자(302-1 내지 302-N)에서 수신된 신호에 의해 승산된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예는 캘리브레이션용 신호 처리부(306)를 제외하고는 제1 실시예와 동일하다.

캘리브레이션용 신호 처리부(306)에서, 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 출력된 신호 및 무선 수신부(304-1 내지 304-N)으로부터 수신된 신호가 입력되고, 캘리브레이션 신호가 무선 수신부(304-1 내지 304-N)로부터 출력된 신호로부터 추출됨으로써, 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에서 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보가 검출된다. 검출된 진폭 및 위상 정보는 사용자 신호 처리부(305-1 내지 305-N)에 출력된다. 여기서, 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에 수신된 신호의 진폭 및 위상 정보가 무선 수신부(304-1 내지 304-N)에서 캘리브레이션 신호의 진폭 및 위상의 가변량을 조사함으로써 검출된다. 또한, 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터출력된 신호의 전력 레벨에 기초하여, 다중 회로(303-1 내지 303-N)에 입력되는 캘리브레이션 신호의 전력을 제어하는 제어 신호가 전력 레벨 가변 회로(309-1 내지 309-N)에 출력되어 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 출력된 신호 출력의 전력 레벨 및 다중 회로(303-1 내지 303-N)에 입력된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨의 비율이 일정하게 된다.

여기서, 각각의 안테나 소자(302-1 내지 302-N)에서 수신된 신호의 전력 레벨이 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 출력된 신호의 전력 레벨로부터 다중 회로(303-1 내지 303-N)에서 입력된 캘리브레이션 신호의 전력 레벨을 빼서 계산될 수 있기 때문에, 본 실시예는 원리에 있어서 제2 실시예외 동일한 것으로 이해될 수 있다.

전술된 바와 같이 배열된 어레이 안테나 수신 장치에서, 제2 실시예에서 각각의 안테나 소자에서 수신된 신호의 전력 레벨이 측정되고, 다중 회로에 입력되는 캘리브레이션 신호의 전력이 제어되고, 다중 회로(303-1 내지 303-N)로부터 출력된 신호의 전력 레벨, 즉 각각의 무선 수신부(304-1 내지 304-N)에서 입력 신호의 전력 레벨이 측정되고, 이들 전력 레벨에 기초하여, 다중 회로(303-1 내지 303-N)에 입력되는 캘리브레이션 신호의 전력이 제어된다.

여기서, 제2 실시예에 나타낸 바와 같이, 각각의 안테나 소자에서 수신된 신호의 전력 레벨을 측정하기 위하여, 각각의 안테나 소자의 출력과 다중 회로의 입력 사이의 전력 레벨을 측정하는 것이 필요하다. 그러나, 일반적으로, 안테나 소자 및 다중 회로가 무선 수신부로부터 떨어진 위치에 설치되어 있는 경우가 많고,제2 실시예에서 안테나 소자의 수에 대응하는 N개 측정 케이블의 특성의 분산에 기인하여 에러가 발생된다.

반면에, 본 실시예에서, 측정되는 대상이 각각의 무선 수신부에서 입력 신호의 파워 레벨이기 때문에, 측정 케이블의 길이를 단축하고 특성의 분산을 억제하는 것이 가능하다.

(제4 실시예)

도 4는 본 발명의 어레이 수신 장치의 제4 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 복수의 안테나 소자(402-1 내지 402-N)를 포함하는 어레이 안테나(401), 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에서 수신된 신호에 의해 캘리브레이션 신호를 승산하여 출력하고 각각 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에 대응하여 설치되는 다중 회로(403-1 내지 403-N), 다중 회로(403-1 내지 403-N)로부터 출력된 신호의 수신 프로세싱을 하는 자동 이득 제어 수단인 AGCs(Auto Gain Controllers)를 포함하고 AGC 제어 정보로서 AGC에서 증폭 인자를 출력하며 각각 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에 대응하여 설치되는 무신 수신부(404-1 내지 404-N), 무선 수신부(404-1 내지 402-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보 및 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 신호를 입력하고 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 신호에 기초하여 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에 수신된 신호의 진폭 정보 및 위상 정보를 검출하는 신호 처리부(406), 사용자 수에 따라 제공되고 캘리브레이션용 신호 처리부(406)에서 검출된 진폭 정보 및 위상 정보를 사용하여 무선 수신부(404-1 내지 404-N)으로부터 출력된 신호를 정정하고 각 사용자에 대해 복조 신호로서 출력하는 사용자 신호 처리부(405-1 내지 405-M), 캘리브레이션 신호를 생성하는 캘리브레이션용 신호 발생기(407), 주파수 변환을 캘리브레이션용 신호 발생기(407)에서 발생된 캘리브레이션 신호에 인가하고 출력하는 캘리브레이션용 무선 송신부(408), 전력 레벨에서 캘리브레이션용 무선 송산부(408)로부터 출력된 캘리브레이션 신호를 출력하고 캘리브레이션용 신호 처리부(406)에서 제어되는 전력 레벨 가변 회로(409-1 내지 409-N)으로 구성되고, 전력 레벨 가변 회로(409-1 내지 409-N)로부터 출력된 캘리브레이션 신호가 다중 회로(403-1 내지 403-N)에서 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에 수신된 신호에 의해 승산된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예는 무선 수신부(404-1 내지 404-N) 및 캘리브레이션용 신호 처리부(406)를 제외하고는 제1 실시예와 동일하다.

무선 수신부(404-1 내지 404-N)는 로우-노이즈 증폭기, 대역-제한 필터, 믹서, 국부 발신기, AGC(Auto Gain Controller), 직교 검파기, 저역 통과 필터, 아날로그/디지털 변환기 등으로 구성된다. 여기서, 무선 수신부(404-N)에서, 예를 들어 다중 회로(403-N)로부터 출력된 신호가 입력되고, 입력 신호의 증폭, 무선 밴드에서 베이스 밴드로의 주파수 변환, 직교 검파, 아날로그/디지털 변환 등이 수행되고, 신호가 사용자 신호 처리부(405-1 내지 405-M) 및 캘리브레이션용 신호 처리부(406)로 출력된다. 또한, 각 무선 수신부(404-1 내지 404-N) 내에 제공된 AGC에서 AGC 증폭 인자가 제어 정보로서 캘리브레이션용 신호 처리부(406)로 출력된다.

캘리브레이션용 신호 처리부(406)에서는, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보와, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 신호가 입력되고, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 신호로부터 캘리브레이션 신호가 추출되어, 안테나 소자(402-1 내지 402-N)에 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보가 검출되고, 검출된 진폭 및 위상 정보는 사용자 신호 처리부(405-1 내지 405-N)로 출력된다. 또한, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보와 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)에 입력될 신호들의 전력 레벨들이 근사적으로 계산되고, 다중 회로(403-1 내지 403-N)로 입력될 캘리브레이션 신호들의 전력을 제어하기 위한 제어 신호들이 전력 레벨 가변 회로(409-1 내지 409-N)로 출력되어, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)에 입력된 신호들의 전력 레벨과 무선 수신부(404-1 내지 404-N)으로 입력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨들 간의 비율이 일정하게 된다.

여기서, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보는, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로 입력될 신호들의 전력 레벨에 따라, 입력 전력 레벨이 작을 때는 AGC의 증폭 계수가 증가하고, 입력 전력 레벨이 클 때는 AGC의 증폭 계수가 감소되는 정보이기 때문에, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보 및 신호들의 전력 레벨에 기초하여, 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로 입력될 신호들의 전력 레벨이 근사적으로 계산될 수 있다. 원리적으로는, 본 실시예는 제3 실시예와 동일하다.

전술한 바와 같이 배치된 어레이 안테나 수신 장치에서는, 제3 실시예에서 다중 회로들의 출력 전력 레벨, 즉, 각 무선 수신부에 입력될 신호들의 전력 레벨이 측정되고, 이들 전력 레벨에 기초하여, 다중 회로들에 입력될 캘리브레이션 신호들의 전력이 제어되는 반면, 단지 무선 수신부(404-1 내지 404-N)로부터 출력된 AGC 제어 정보만이 사용된다. 이러한 AGC 제어 정보가 기저 대역 신호이기 때문에, 직접 무선 대역 신호인 무선 수신부 각각의 입력 신호들을 취급하는 제3 실시예와 비교하여, 캘리브레이션용 신호 처리부의 부하가 경감될 수 있다.

(제5 실시예)

도 5는 본 발명의 어레이 안테나 수신 장치의 제5 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예는, 복수의 안테나 소자(502-1 내지 502-N)를 포함하는 어레이 안테나(501)와, 각 안테나 소자(502-1 내지 502-N) 마다 제공되며 안테나 소자(502-1 내지 502-N)에 수신된 신호에 의해 캘리브레이션 신호를 증폭하고 출력하기 위한 다중 회로(503-1 내지 503-N)과, 각 안테나 소자(502-1 내지 502-N)마다 제공되며 다중 회로(503-1 내지 503-N)로부터 출력된 신호들의 수신 처리를 행하기 위한 무선 수신부(504-1 내지 504-N)과, 무선 수신부(504-1 내지 504-N)로부터 출력된 신호들이 입력되며, 이 입력 신호들에 기초하여 안테나 소자(502-1 내지 502-N)에 수신된 신호들의 위상 정보 및 진폭 정보를 검출하는 캘리브레이션용 신호 처리부(506)와, 사용자의 수에 따라 제공되며, 캘리브레이션용 신호 처리부(506)에서 검출된 위상 정보 및 진폭 정보를 사용하여 무선 수신부(504-1내지 504-N)로부터 출력된 신호들을 보정하고 이들을 매 사용자마다 복조 신호로서 출력하는 사용자 신호 처리부(505-1 내지 505-M)과, 캘리브레이션 신호를 발생시키는 캘리브레이션용 신호 발생기(507)와, 캘리브레이션용 신호 발생기(507)에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하며, 이들을 출력하는 캘리브레이션용 무선 전송부(508)와, 안테나 소자(502-1 내지 502-N)보다 적은 수가 제공되며, 캘리브레이션용 신호 처리부(506)에서 제어되는 전력 레벨에서, 캘리브레이션용 무선 송신부(508)로부터 출력된 캐리브레이션 신호들을 출력하기 위한 K (K는 1 이상이고 N 미만인 정수) 전력 레벨 가변 회로(509-1 내지 509-K)와, 전력 레벨 가변 회로(509-1 내지 509-K)로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하고, 이들을 분배하고, 이들을 출력하기 위한 선택/분기 회로(510)로 구성되며, 선택/분기 회로(510)로부터 출력된 캘리브레이션 신호들과 다중 회로(503-1 내지 503-N)에서 안테나 소자(502-1 내지 502-N)에서 수신된 신호들을 곱한다.

전술한 바와 같이, 본 실시예는 전력 레벨 가변 회로(509-1 내지 509-K)와 선택/분기 회로(510)를 제외하고서는 제1 실시예와 동일하다.

전력 레벨 가변 회로(509-1 내지 509-K)에서는, 캘리브레이션용 무선 송신부(508)로부터 출력되며 안테나 소자(502-1 내지 502-N)에서 수신된 신호들과 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들이 이곳에 입력되고, 이들 캘리브레이션 신호들은 캘리브레이션용 신호 처리부(506)의 제어에 기초여 임의의 전력 레벨에서 선택/분기 회로(510)로 출력된다.

선택/분기 회로(510)에서는, 전력 레벨 가변 회로(509-1 내지 509-K)로부터출력된 캘리브레이션 신호들이 이곳에 입력되고, 이들 캘리브레이션 신호들의 선택 및 분배가 행해지고, 다음에 이들 신호는 다중 회로(503-1 내지 503-N)으로 출력된다.

부가적으로, 선택 및 분기 회로(510) 내의 접속 방식과 선택 및 분배의 수에는 제한이 없다. 특히, 1개의 전력 레벨 가변 회로와 1개 입력 및 N개 출력 분배기에 의한 배치가 채택될 수 있다.

도 5에서, 제1 실시예에 도시된 것과 대응하는 예들이 주어졌으나, 이 실시예는 동일한 방식으로 제2 내지 제4 실시예에 적용될 수도 있다.

전술한 바와 같이 배치된 어레이 안테나 수신 장치에서는, 제1 내지 제4 실시예에 도시된 배치와 비교해서, 안테나 소자의 수보다 적은 수의 전력 레벨 가변 회로를 사용함으로써, 어레이 안테나 수신 장치의 배치가 단순화될 수 있다.

전술한 제1 내지 제4 실시예를 임의로 결합함으로써, 각 안테나 소자에 수신된 신호들의 전력 레벨에 따라 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 정확도를 향상하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는, 무선 송신 방법에는 제한이 없으며, 가령, 코드 분할 다중 커플링(Code Division Multiplex Coupling; CDMA) 방법이 채택될 수 있다.

또는, 본 발명에서는, 안테나의 소자 수 및 안테나 소자의 배치에 제한이 없으며, 안테나 소자들의 배치의 일례로서, 캐리어 웨이브의 파장 간격의 절반인 직선 배치가 채택될 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 동시에 수신을 행하는 사용자 수와, 동시에 수신을 행하는 사용자마다의 다중 경로의 수에 제한이 없다.

또한, 본 발명에서는, 사용자 신호 처리부의 배치와, 수신 지향성 패턴(reception directivity pattern)을 형성하기 위한 알고리즘과, 각 안테나 소자 내의 진폭 및 위상 정보를 사용함으로써 각 무선 수신부의 출력에 대한 보정을 행하는 방법에 한계가 없다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 안테나 소자에 수신된 신호들이 곱해질 캘리브레이션 신호들이, 무선 수신부로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 하는 전력 레벨에서 안테나 소자에 수신된 신호들에 의해 곱해지기 때문에, 안테나 소자들에 수신된 신호들의 전력 레벨이 시간에 따라 변화하는 경우, 그리고, 무선 수신부에서, 안테나 소자에 수신된 신호들의 전력 레벨과 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 합이 일정하게 되도록 그 출력이 자동으로 제어되는 경우에도, 캘리브레이션은 높은 정밀도로 행해질 수 있다.

Claims

어레이 안테나 수신 장치에 있어서,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하기 위한 캘리브레이션 수단과;

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한 M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 포함하고,

상기 캘리브레이션 수단은 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 결정된 전력 레벨에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 상기 캘리브레이션 신호들을 승산하는

것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 N개 전력 레벨 가변 회로를 포함하고,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제2항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제3항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 비트 에러율을 이용하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들과 상기 신호들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 비율을 인식하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제1항에 있어서,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 K개(K는 1 이상 N 미만의 정수) 전력 레벨 가변 회로와,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하여, 상기 N개 다중 회로에 분배 및 출력하기 위한 선택 및 분기 회로를 포함하고,

상기 선택 및 분기 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제5항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제6항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 추출된 캘리브레이션 신호들의 비트 에러율을 이용하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들과 상기 신호들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 비율을 인식하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
어레이 안테나 수신 장치에 있어서,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하기 위한 캘리브레이션 수단과;

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한 M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 포함하고,

상기 캘리브레이션 수단은 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 결정된 전력 레벨에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 상기 캘리브레이션 신호들을 승산하는

것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제8항에 있어서,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 N개 전력 레벨 가변 회로를 포함하고,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제9항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제8항에 있어서,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 K개(K는 1 이상 N 미만의 정수) 전력 레벨 가변 회로와,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하여, 상기 N개 다중 회로에 분배 및 출력하기 위한 선택 및 분기 회로를 포함하고,

상기 선택 및 분기 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제11항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
어레이 안테나 수신 장치에 있어서,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하기 위한 캘리브레이션 수단과;

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한 M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 포함하고,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 N개 전력 레벨 가변 회로를 포함하고,

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는

것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제13항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제14항에 있어서,

상기 무선 수신부는, 출력 신호들의 전력 레벨을 입력 신호들의 전력 레벨과 관계없이 일정하게 유지하기 위한 자동 이득 제어 수단을 포함하고,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 자동 이득 제어 수단에서의 이득 정보에 기초하여 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨을 인식하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
어레이 안테나 수신 장치에 있어서,

N개(N은 1 이상의 정수) 안테나 소자로 이루어진 어레이 안테나와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 수신 처리를 수행하기 위한 N개 무선 수신부와;

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하고, 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을 추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하기 위한 캘리브레이션 수단과;

상기 캘리브레이션 수단에서 검출된 진폭 및 위상 정보에 기초하여 상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들을 보정하여, 복조 신호들로서 출력하기 위한 M개(M은 1 이상의 정수) 사용자 신호 처리부를 포함하고,

상기 캘리브레이션 수단은,

상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 캘리브레이션 신호들을 승산하기 위한 N개 다중 회로와;

상기 캘리브레이션 신호들을 발생시키는, 캘리브레이션용 신호 발생기와;

상기 캘리브레이션용 신호 발생기에서 발생된 캘리브레이션 신호들에 주파수 변환을 행하고, 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 주파수와 동일한 주파수 대역을 갖는 캘리브레이션 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 무선 송신부와;

상기 무선 수신부들로부터 출력된 신호들로부터 상기 캘리브레이션 신호들을추출하고, 추출된 캘리브레이션 신호들에 기초하여 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들의 진폭 및 위상 정보를 검출하고, 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨을 제어하기 위한 제어 신호들을 출력하는, 캘리브레이션용 신호 처리부와;

상기 캘리브레이션용 신호 무선 송신부로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 상기 캘리브레이션용 신호 처리부로부터 출력된 제어 신호들에 기초한 전력 레벨로 출력하기 위한 K개(K는 1 이상 N 미만의 정수) 전력 레벨 가변 회로와;

상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들을 선택하여, 상기 N개 다중 회로에 분배 및 출력하기 위한 선택 및 분기 회로를 포함하고,

상기 선택 및 분기 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들은 상기 다중 회로들에서 상기 안테나 소자들에서 수신된 신호들과 승산되는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제16항에 있어서,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨과 상기 전력 레벨 가변 회로들로부터 출력된 캘리브레이션 신호들의 전력 레벨의 비율이 일정하게 되도록 제어 신호들을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.
제17항에 있어서,

상기 무선 수신부는, 출력 신호들의 전력 레벨을 입력 신호들의 전력 레벨과 관계없이 일정하게 유지하기 위한 자동 이득 제어 수단을 포함하고,

상기 캘리브레이션용 신호 처리부는, 상기 자동 이득 제어 수단에서의 이득 정보에 기초하여 상기 다중 회로들로부터 출력된 신호들의 전력 레벨을 인식하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 안테나 수신 장치.