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본 발명은 도래각 추정 방법 및 이를 이용한 배열 안테나 시스템에 관한 것으로, 배열 안테나 시스템에서 공간상에 존재하는 신호원들의 도래각을 추정하기 위한 도래각 추정방법은, (a) 배열 안테나들로부터 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 수신된 신호에 대한 신호원의 전력 스펙트럼을 카폰(capon) 알고리즘에 공분산 역행렬의 원소제거 기법을 적용하여 계산하는 단계; 및, (c) 상기 계산된 전력 스펙트럼과 설정된 임계치를 비교하여 도래각을 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이상과 같은 본 발명에 의하면, 배열 안테나 시스템에서 도래각 추정시, 카폰 알고리즘에 공분산 역행렬의 원소제거 기법을 적용함으로써, 입사신호의 신호 대 잡음비(SNR)가 낮은 경우에도, 다중 입력 신호원들의 입사각이 유사할 때 각각의 신호원들을 기존의 카폰 알고리즘보다 잘 구분할 수 있도록 하여 도래각 추정 성능을 향상시킬 수 있다.