Abstract
The retrodirective array antenna system is operated faster than existing techniques of beamforming due to its less complexity. Therefore, it is effective for beam tracking in the environment of fast vehicle. On the other hand, it also has difficulty in estimating AOA according to multipath environment or multiuser signals. To improve the certainty of estimating AOA), this article proposes hybrid digital retrodirective array antenna systme combined with MUSIC algorithm. In this paper, the digital retrodirective array antenna system is designed according to the number of antenna array by using only one digital PLL which finds angle of delayed phase. And we evaluate the performance of the digital retrodirective array antenna for the high speed tracking application. Performance is studied by simulink when the speed of mobile is 300km/h and the distance between transmitter and receiver is 100m and then we have to confirm the performance of the system in multi path environment. As a result, the mean of AOA (Angle Of Arrival) error is $4.2^{\circ}$ when SNR is 10dB and it is $1.3^{\circ}$ when SNR is 20dB. Consequently, the digital RDA shows very good performance for high speed tracking due to the simple calculation and realization.
역지향성 배열 안테나 시스템은 기존의 빔형성 기술들에 비하여 복잡도가 낮고 간단하여 시스템 동작 속도가 빠르다. 따라서 고속이동체 환경에서의 빔추적에 용이하다. 하지만 역지향성 배열 안테나는 다중경로 환경 또는 다중 사용자 신호에 따른 AOA(anle of arrival) 추정에 어려움이 있다. 이러한 AOA 추정의 불확실성을 개선 하기 위해 MUSIC 알고리즘과 결합한 디지털 역지향성 배열 안테나 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 위상을 추정하는 디지털 PLL 하나를 통하여 위상을 찾는 디지털 역지향성 배열 안테나 시스템을 설계하며 시속 300Km/h의 속도의 이동체를 송수신 거리 100m일때, 원 경로를 따라 움직이는 환경에서의 역지향성 배열 안테나 시스템의 성능을 확인하였고, 다중경로 환경을 고려 하였을 때 시스템의 성능 또한 확인하였다. 고속 추적 모델에 따라AOA를 추적한 결과 10dB의 SNR에서는 오차크기의 평균이 $4.2^{\circ}$, SNR이 20dB인 경우에는 오차크기 평균이 $1.3^{\circ}$이다.
