디지털 빔 형성을 위한 배열 안테나 오차 보정

Antenna Array Calibration for Digital Beamforming

  • 최희영 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 박형근 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 김영수 (포항공과대학교 전자전기공학과) ;
  • 방승찬 (한국전자통신연구원 이동통신연구소)
  • 발행 : 2004.02.01

초록

배열 안테나는 많은 오차 요인을 포함하고 있는데 그로 인하여 빔 패턴의 부엽 레벨이 증가하고 안테나 이득이 감소하게 된다. 본 논문에서는 배열 안테나 오차 중 소자간 상호 커플링과 급전부의 불균일한 전달 함수 오차를 제거하는 알고리즘을 제시하였다. 이러한 오차들은 방사 소자간 상호 연동을 나타내는 행렬로 모델링하였고 이 행렬은 특정 각도들에서 측정한 배열 응답 벡터로부터 추정하였다. 배열 안테나 오차는 추정된 오차 보정 행렬을 이용하여 빔 가중치를 미리 왜곡함으로써 보정하였다. 전파 시뮬레이션과 실험을 통하여 제시된 보정 알고리즘이 부엽 레벨을 감소시키고 안테나 이득을 증가하는 것을 확인하였다.

There are many antenna array errors. They will distort the array beam pattern and result in an increased sidelobe level. A calibration technique is proposed for correcting the antenna array errors such as mutual coupling and unequal feeder characteristics. These are modeled as a matrix representing the interaction between the radiating elements. The matrix is estimated from the measured array response vectors. The antenna array errors are corrected by modifying the beamforming weight vector. It is verified by the electromagnetic simulation and experiment that the proposed technique reduces the sidelobe level and increases the antenna gain.

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참고문헌

  1. IEEE Trans. Antenna Propagat. v.39 Mutual coupling compen sation in small array antenna H.Steyskal;J.S.Herd
  2. Proc. ICASSP - 91 Experimental performance of calibration and direction - findig algorithms J.Pierre;M.Kaveh
  3. IEE Proc. Radar Sonar Navig. Over-the-horizon radar array calibration using echoes from ionized meteor trails I.S.D.Solomon(et al.)
  4. Electromics Letters 18th v.38 no.15 Model based antenna array calibrationfor smart antenna systems Hyung Geun Park;Jae Ho Jung;Hyun Seo Ho;Mun Geon Kyeong
  5. Electromics Letters v.30 no.5 Sensor array calibration in the presence of mutual coupling and unknown sensor gains and phase C.M.S.See
  6. Digital Beamforming in Wireless Communications John Litva;Titus kwok-Yeung Lo