This paper proposes a new concept of coupler integrated antenna system for self-calibration of phased array antenna. A coupler is placed adjacent to each antenna constituting the array antenna, so that a calibration path for self-calibration is formed. The added coupler provides a self-correction function without affecting the scattering coefficient and radiation characteristics of the existing antenna. The self-calibration method consists of the processes of gain calibration and phase calibration, and self-calibration was performed by applying the coupler integrated antenna structure proposed in the linear and planar phased array antennas, and experimentally verified. In addition, it was confirmed that the system performance can be detected in real time by utilizing the proposed antenna system for beamforming monitoring.
본 논문은 위상 배열 안테나의 자가 교정을 위한 새로운 개념의 커플러 통합형 안테나 시스템을 제안한다. 배열 안테나를 구성하는 각각의 안테나에 인접하게 커플러를 두어 자가 교정을 위한 교정 경로가 형성되도록 설계하였다. 추가된 커플러는 기존의 안테나의 산란계수 및 방사특성에 영향을 주지 않으면서 자가 교정 기능을 제공한다. 자가 교정 방법은 이득 교정 및 위상 교정의 과정으로 구성되고, 선형 및 평면형 위상 배열 안테나에서 제안하는 커플러 통합형 안테나 구조를 적용하여 자가 교정을 수행하고, 이를 실험적으로 검증하였다. 또한, 제안하는 안테나 시스템을 이용해 빔포밍 모니터링에 활용하여 실시간으로 시스템 성능을 감지가 가능함을 확인하였다.
