본 발명은 무향칼만필터 기반의 빔 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로, 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle)로 빔포밍을 수행하는 기지국을 포함하고, 기지국의 전처리부가 무인 항공기로부터 수신된 신호로 무인 항공기의 이동 궤적에 대한 예상 벡터값을 도출하고 도출된 예상 벡터값으로 적어도 하나의 시그마 포인트(Sigma point)를 선정하고, 공분산 도출부가 선정된 시그마 포인트를 비선형 측정 함수에 입력으로 자기 공분산을 도출하고, 도출된 예상 벡터값 및 도출된 자기 공분산으로 교차 공분산을 도출하고, 빔 추정부가 도출된 자기 공분산 및 도출된 교차 공분산으로 무향칼만필터(unscented Kalman Filter) 이득을 도출하여 무인 항공기의 미래의 이동 궤적에 대한 빔 각도를 도출하는 구성으로 낮은 평균 제곱 오차와 높은 스펙트럼 효율을 제공하고, 이동통신 환경하에서의 높은 빔 추적에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.