일반기술

다중 빔 배열안테나의 빔 선택방법 및 그를 이용한 송수신 장치

본 기술은 배열 안테나 (array antenna)를 이용하는 기술에 관한 것으로, 특히 하나의 섹터를 여러 개의 협각빔으로 나누어 커버하는 다중빔 배열 안테나의 빔 선택방법 및 그를 이용한 송수신장치에 관한 것이다.종래의 경우 이동통신 기지국 등에서는 단일빔으로 해당 섹터 전체를 거의 같은 이득값으로 커버하도록 하는 기지국 시스템을 이용하고 있었기 때문에, 동일 섹터 내에 있는 여타의 단말기 신호에 의해 모든 단말들의 신호가 상호 간섭되는 문제점이 있었다. 또한, 소정범위의 섹터를 여러 개의 협각빔으로 나누어 커버하도록 함으로써 단말기들 간의 상호간섭을 대폭 감소시려는 방안이 제시되기도 하였으나, 각각의 단말에 대하여 해당되는 협각빔을 간단하고도 정확히 선택해 내는 방법과 통신이 단절되지 않도록 통화채널을 적절히 스위칭 해주는 적절한 방법이 제시되지 않았기 때문에, 협각빔 형태의 안테나 시스템을 실제 구현함에 있어서는 많은 문제가 따랐다.본 기술은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하고 시대적 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로서, 배열안테나 (array antenna) 구조를 채용하되 기존의 경우에 단일 안테나 소자가 커버하던 하나의 넓은 섹터범위를 세분하여 다수의 배열 안테나 소자들의 협각빔에 의해 분담되도록 하고, 기지국에서 각 단말과의 통신을 수행함에 있어서, 각 단말의 움직이는 속도에 대응할 수 있는 정도로 빠르게 각 단말에 대하여 올바른 협각빔을 스위칭하기 위하여 각각의 단말이 어떤 빔에 해당되는지를 정확히 판별하므로써, 이동통신과 같은 시변환 신호환경에 그 적용이 적절한 다중빔배열 안테나의 빔선택방법 및 그를 이용한 송수신 장치를 제공함에 그 목적이 있다.본 기술은 다중 빔 배열 안테나의 빔 선택방법에 있어서, 각각의 안테나 소자에서 수신된 신호를 주파수 저역 천이 및 복조하여 배열 안테나의 수신 신호 벡터를 형성하는 제1단계; 상기 수신신호 신호벡터와 소정의 이득벡터를 유클리디언 내적(Euclidean inner product)하여, 각각의 협각 빔으로 수신한 배열 안테나의 출력 수신신호를 생성하는 제2단계; 해당 신호환경에 따라 설계된 신호분별기로 커버범위 내의 모든 단말로부터 수신된 신호를 처리하여 각각의 단말 신호를 분리 추출하는 제3단계; 및 수신안테나 배열에서 각 단말에 대한 수신신호의 다수(N, 단 N은 2 이상의 자연수임)개의 후보 중에서 크기가 가장 큰 신호를 선택하는 제4단계를 포함하되, 상기 이득벡터의 값은 기준 안테나 소자의 신호위상이 변하지 않도록 정한 것을 특징으로 하는 다중 빔 배열 안테나의 빔 선택방법에 관한 것이다.따라서 위와 같이 여러 개의 협각빔을 사용하는 기지국의 배열 안테나 시스템에 있어 각 단말이 어떤 빔에 속해 있는지를 정확하고 빠르게 판별하여 해당되는 빔을 각 단말에 정확히 스위칭 시켜주며, 이와 같이 정확하고 빠른 빔판별법을 이용하여, 다중 협각빔을 사용하는 기지국용 안테나 배열을 용이하게 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.