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본 발명의 3차원 배열 안테나 시스템은 X-Y-Z 좌표계에서 X축 안테나(10)와 Y축 안테나(20)가 형성하는 평면에 수직하는 Z축에 배열된 Z축 안테나(30)가 더 포함되고, z좌표에 의해 나타는 위상 변이 값인 cos 함수에 의해 고도각 π/2지점에서의 대칭적 특성을 보이지 않는 조향벡터(Steering Vector)가 적용된 MUSIC(Multiple Signal Classification)알고리즘(40)과, 방위각(φ)을 계산한 뒤 고도각(θ)을 계산하는 것이 아니라 방위각(φ)과 고도각(θ)을 각각 독립적으로 계산하는 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique) 알고리즘(50)이 적용되어 공중 목표물에 대한 고도각(θ)이 추정됨으로써, 배열 안테나의 수신신호로부터 고도각 추정을 위한 DOA(Direction of Arrival) 분리의 어려움과 재밍 신호의 효과적인 제거 및 오류 전파에 의한 성능 열화가 크게 개선되는 특징을 갖는다.