This paper presents a novel approach to internal calibration of RF system. Ku-Band RF system with internal calibration path is designed to implement internal calibration process. Leakage signal path of the system is analyzed. From the analysis, robustness of system against leakage signal is demonstrated. The variation of system performance caused by thermal drift is compensated using learning algorithm with Gradient-Descent. System Offset Factor and Calibration Factor are newly defined for proposed internal calibration process. In learning algorithm, penalty function is applied to loss function with the analysis on local minima of loss function to improve stability of learning process. The results of internal calibration process of system are presented. Gain and phase difference in TX path are adjusted with the maximum variation smaller than 0.0477dB and $0.2481^\circ$, respectively. Also gain and phase difference in RX path are compensated with the variation less than 0.0132dB and $0.0722^\circ$, respectively.
본 논문은 Internal Calibration을 위한 RF 시스템의 설계 및 새로운 Internal Calibration 방법을 제시한다. Ku 대역을 위한 RF 시스템에 Internal Calibration 경로를 추가한 시스템을 설계 및 구현하였으며, 구현된 시스템 내부에서 발생하는 누설 신호를 이론적으로 분석하여 누설 신호가 시스템에 미치는 영향이 미미함을 검증하였다. 설계한 시스템의 온도변화로 인한 성능 변화는 새로 정의된 System Offset Factor와 Calibration Factor를 이용한 Internal Calibration을 진행하여 보정하였다. 이 과정에서 경사하강 학습 알고리즘이 적용되었다. 학습 알고리즘의 손실함수에 대한 분석을 바탕으로, 학습 알고리즘에 벌칙함수를 적용하여 학습의 안전성을 개선했다. 보상 결과, 송신 경로에서 발생하는 신호 이득과 위상차는 각각 0.0477dB 및 $0.2481^\circ$ 의 오차범위 이내로 보정되었다. 수신 경로에서 발생하는 신호 이득과 위상차는 각각 0.0132dB 및 $0.0722^\circ$의 오차범위 이내로 보정되었다.
