CN108701899B - 阵列天线装置及其校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的阵列天线装置中，多个元件天线分别连接有具有发送电路、接收电路及收发切换部的收发模块，收发控制装置中，进行通过各所述收发模块的所述发送电路与所述接收电路的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行控制，并利用分配器将来自信号发射器的用于进行发送的信号分配给各所述发送电路并发送，此外，利用合成器对来自各所述接收电路的接收到的信号进行合成，利用接收机接收所合成的信号，在各所述收发模块的校正时，利用各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对检测所述接收机接收到的信号的振幅与相位而得的检测信号进行补正，根据补正得到的校正值进行校正。

Description

阵列天线装置及其校正方法
技术领域
本发明涉及用于雷达、无线通信等应用的阵列天线装置及其校正方法。
背景技术
在相控阵列天线中，能在物理性固定了阵列天线装置的状态下，通过电子方式、即元件天线的电控制来扫描射束，因此能实现射束的高速控制、多射束的形成等。因此，可用于雷达、无线通信等应用。此处，为了形成所希望的射束，对每个元件天线所具备的发送电路和接收电路的初始偏差进行校正较为重要。
阵列天线装置的校正通常在电波暗室等试验站中利用测定器来实施。在距阵列天线装置规定距离的位置设置校正用的天线，使其与阵列天线装置相对。并且，将阵列天线装置与校正用天线连接到测定器来进行校正。例如，若是阵列天线装置的发送电路的校正，则利用校正用天线依次接收由构成阵列天线装置的各个元件天线发送的信号。并且，在由测定器检测到信号后，由运算器计算信号间的偏差，并以对该偏差进行补偿的方式进行校正。然而，电波暗室的设备通常规模较大，测定器一般价格昂贵，因此设备投资需要成本。
另一方面，例如下述专利文献1示出了不在与阵列接天线装置相对的位置放置校正用天线的情况下进行校正的方法。在进行校正的线性阵列天线的两侧设置的校正用天线，基于线性阵列天线与校正用天线间的信号交换信息来进行校正。由于无需电波暗室、测定器等设备，因此能简单地进行阵列天线装置的校正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4478606号说明书
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述专利文献1中，由于与进行校正的线性阵列天线分开设置校正用天线，因此需要专用的区域。此外，由于是对发送用线性阵列天线设置接收用校正天线、对接收用线性阵列天线设置发送用校正天线的结构，因此进行校正的线性阵列天线限定于发送专用或接收专用，无法适用于收发阵列天线。并且，阵列天线的排列限定于直线状，无法适用于雷达、无线通信等中一般所使用的例如平面阵列天线等。
此外，上述专利文献1中，对于线性阵列天线的各元件天线与校正用天线的距离不同的点，仅对根据波长与距离进行理论性计算而得出的相位进行补正，而未考虑振幅的补正。此外，平面阵列天线中，元件天线的排列是电场面方向、磁场面方向、倾斜方向等各种方向，因此产生下述问题：利用根据波长与距离进行理论性计算而得出的值无法进行适当的相位补正。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于，获得一种在具备阵列天线与收发电路、且由阵列天线装置自身进行校正的阵列天线装置中，能适当地进行振幅与相位的补正的阵列天线装置及其校正方法。
解决技术问题的技术方案
本发明所涉及的阵列天线装置等包括：多个元件天线；收发模块，该收发模块分别设置于多个所述元件天线，且具有发送电路、接收电路及收发切换部；信号发射器，该信号发射器产生用于进行发送的信号；分配器，该分配器将所述信号发射器输出的信号分配给各所述发送电路；合成器，该合成器对各所述接收电路接收到的信号进行合成；接收机，该接收机接收所述合成器所合成的信号，并具有对接收到的信号的振幅与相位进行检测的信号检测部；以及收发控制装置，该收发控制装置根据所希望的控制信号进行通过各所述收发模块的所述发送电路与所述接收电路的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行收发控制，并且在所述收发模块的校正时，利用所述收发模块的各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对来自所述信号检测部的检测信号进行补正，根据由此获得的校正值进行所述发送电路与所述接收电路的振幅与相位的校正。
发明效果
本发明提供一种在包括阵列天线与收发电路，并利用阵列天线装置自身进行校正的阵列天线装置中，能适当地进行振幅与相位的补正的阵列天线装置及其校正方法。
附图说明
图1是示意性表示本发明实施方式1所涉及的阵列天线装置的发送电路校正时的结构的图。
图2是示意性表示本发明实施方式1所涉及的阵列天线装置的接收电路校正时的结构的图。
图3是示意性表示本发明实施方式2所涉及的阵列天线装置的一个示例的结构的图。
图4是示意性表示本发明实施方式2所涉及的阵列天线装置的其他示例的结构的图。
图5是示意性表示本发明实施方式3所涉及的阵列天线装置的结构的图。
图6是表示本发明所涉及的阵列天线装置的元件天线的排列的一个示例的主视图。
图7是表示本发明所涉及的阵列天线装置的元件天线的排列的其他示例的主视图。
图8是本发明所涉及的阵列天线装置的收发控制装置的功能框图。
图9是表示由计算机构成本发明所涉及的阵列天线装置的收发控制装置时的硬件结构的一个示例的图。
图10是表示本发明实施方式1至3所涉及的阵列天线装置的校正时的动作的一个示例的概要性动作流程图。
图11是表示本发明实施方式4所涉及的阵列天线装置的校正时的动作的一个示例的概要性动作流程图。
具体实施方式
下面，使用附图按各实施方式对本发明所涉及的阵列天线装置及其校正方法进行说明。另外，各实施方式中，对于相同或相当部分以相同标号示出，此外省略重复的说明。
实施方式1.
图1、图2是示意性表示本发明实施方式1所涉及的阵列天线装置的结构的图。
收发模块200分别连接到各元件天线100。各收发模块200中，放大率可变的发送用放大部211、发送用移相部212、切换动作与非动作的动作切换部即发送动作切换用开关213构成发送电路TC。此外，放大率可变的接收用放大部221、接收用移相部222、切换动作与非动作的动作切换部即接收动作切换用开关223构成接收电路RC。在元件天线100与发送电路TC及接收电路RC之间设有收发切换部即收发切换用开关231。
来自信号发射器300的信号经由分配器310被分配并提供给各个收发模块200。另一方面，各个收发模块200的接收信号在合成器410中被合成，并发送至接收机400。元件天线100、收发模块200、信号发射器300、分配器310、接收机400、合成器410表示阵列天线装置中交换高频信号的状态。另外，图1中示意性地将元件天线100的排列绘制为直线状，但元件天线排列成平面状的情况也相同。
图6及图7是用于表示元件天线100的排列示例的例如从图1的右侧观察到的主视图，图6表示元件天线100如以下进行说明的图1等所示那样排列成直线状的情况，图7表示元件天线100呈平面状地纵横排列的情况。另外，为了便于说明，以下图示并说明元件天线为4个的情况，但元件天线的数量并不限于此。只要多个元件天线进行排列即可。
接收机400具备检测由阵列天线装置接收到的信号的振幅与相位的信号检测部420。信号检测部420的检测结果作为检测信号输入至收发控制装置500。
收发控制装置500是阵列天线装置的控制部，图8是收发控制装置500的概要性功能框图。图8的收发控制装置500包含收发控制部510、校正信号运算部520及存储部530。
图9是表示例如由计算机构成接收控制装置500时的硬件结构的一个示例的图。作为计算机500a构成的收发控制装置500经由接口11与信号发射器300、接收机400、各收发模块200及未图示的其他装置进行数据等信号的输入输出。存储器13存储有例如在图8所示的各功能块所表示的功能的程序及控制处理中使用的数据。此处，控制处理所使用的数据成为存储于图8所示的存储部530的互耦振幅相位信息531。并且，处理器12根据存储于存储器13的程序及数据对经由接口11从外部输入的信号进行运算处理，并将运算处理结果经由接口11进行输出。人机接口(HI)14由用于作业人员的数据输入装置、显示器等构成。根据需要从HI14进行数据输入，或者利用显示器对阵列天线装置的状态进行监视。存储器13相当于图8的存储部530。
另外，收发控制装置500例如可以按图8所示的每个功能块由数字电路构成。
图8中，来自信号检测部420的检测信号DS被输入至校正信号运算部520。校正信号运算部520中的运算结果即校正值CV被发送至收发控制部510。校正阵列天线装置时，校正信号运算部520根据预先存储于存储部530的互耦振幅相位信息531中的在进行校正动作时收发的元件天线100间所对应的互耦振幅相位信息，对信号检测部420的检测信号进行补正。并且，求出用于针对设定值对补正后的值进行补偿的校正值CV。收发控制部510根据校正信号运算部520中求出的校正值CV，对发送电路TC及接收电路RC的振幅与相位进行校正。另外，校正时收发控制部510或校正信号运算部520可以将校正用信号指令CAS输出至信号发射器300，由信号发射器300产生校正专用的信号。
在阵列天线装置的通常收发时，收发控制部510根据用于阵列天线装置的控制的所希望的控制信号CS，对各收发模块200的发送电路TC与接收电路RC的放大部211、221、移相部212、222、动作切换用开关213、223进行控制，进行通过发送电路TC、接收电路RC的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，从而进行收发控制。此外，各收发模块200的发送电路TC及接收电路RC与元件天线100之间的切换对收发切换用开关231进行控制。通常时的控制信号CS实际上根据接收机400中的接收信号、其他信号来求出。
阵列天线装置的校正中，分别进行调整并进行匹配，以使得各收发模块200的发送电路TC及接收电路RC的基准的振幅值、相位值成为所希望的设定值。校正时，基于由元件天线100接收并通过1个接收电路RC而得到的检测信号DS，来对通过1个发送电路TC并由元件天线100发送的信号进行校正。所获得的检测信号DS中除了发送电路TC与接收电路RC的特性以外，还包含在发送的元件天线与接收的元件天线间的空间中信号受到的特性。本发明预先求出各个元件天线间的空间中信号受到的特性，并作为互耦振幅相位信息预先保存在存储部530中。并且，利用互耦振幅相位信息对校正时获得的检测信号DS进行补正，并进行校正。
接着，对本发明的特征即校正时的动作进行说明。图1中为了区别元件天线100，标注记号E01、E02、E03、E04。作为一个示例，绘制出将元件天线E01、E02、E04作为发送天线、将元件天线E03作为接收天线的状态。因此，与元件天线E01、E02、E04相连接的各收发模块200的收发切换用开关231连接至发送电路TC侧，与元件天线E03相连接的收发模块200的收发切换用开关231连接至接收电路RC侧。该状态下，通过分别依次切换发送天线即元件天线E01、E02、E04的发送动作切换用开关213，从而对于E01→E03、E02→E03、E04→E03的路径，能分别获得由信号发射器300输出的信号在接收机400中的信号信息。利用信号检测部420进行信号信息的检测。
在制造阵列天线时，各个信号路径通常具有初始偏差。因此，信号检测部420中获得的信号信息包含振幅、相位的偏差。并且，在例如路径E01→E03与路径E02→E03中，元件天线间的物理距离不同，因此空间的传输条件也不同，从而要加上因其影响而产生的特性差。此外，在平面阵列天线的情况下，即使元件天线间的物理距离相同，在其排列方向为电场面方向、磁场面方向、倾斜方向等而不同的情况下，空间的传输条件也不同。
因此，若预先获取各元件天线100间的互耦振幅相位信息，分别利用互耦振幅相位信息对由信号检测部420分别获得的具有信号信息的检测信号DS进行补正，则能排除平面阵列天线中因各个元件天线间的距离、排列方向而产生的特性。
图8中，将元件天线100间的互耦振幅相位信息531预先保存在存储部530中。校正信号运算部520通过将信号检测部420获得的检测信号DS除以积蓄在存储部530中的元件天线100间的互耦振幅相位信息531，从而进行补正。接着，计算出校正时的各信号路径的有线部分、更详细而言从分配器310的输入侧到元件天线100为止的偏差，计算出对该偏差进行补偿的校正值CV。收发控制部510根据该校正值CV对各收发模块200进行控制，从而进行阵列天线的校正。
校正信号运算部520中，例如进行表示信号
S(t)＝Aexp(jφ)
的振幅A与相位φ的复数信息即检测信号DS及互耦振幅相位信息的除法运算。其中，
S(t)：信号
A：振幅
φ：相位
元件天线100间的互耦振幅相位信息可通过仅切离各元件天线100，利用另行准备的以图1为代表来示出的矢量网络分析仪等测定器10来对各元件天线100的供电点间的互耦进行试验来获取。此外，在上述试验难以进行的情况下，可通过同样省略了图示的计算机所进行的电磁场模拟等的计算来获取同样的数据。
在上述说明中，从元件天线E01、E02、E04依次进行发送，并由共通的元件天线E03进行接收，因此对元件天线E01、E02、E04的发送电路TC侧的特性偏差进行校正。另一方面，如图2所示，例如将元件天线E03作为发送天线，将元件天线E01、E02、E04作为接收天线的情况下，与元件天线E01、E02、E04相连接的各收发模块200的收发切换用开关231连接到接收电路RC侧，与元件天线E03相连接的收发模块200的收发切换用开关231连接到发送电路TC侧。并且，通过分别依次切换接收天线即元件天线E01、E02、E04的接收动作切换用开关223，从而对于E03→E01、E03→E02、E03→E04的路径，也能通过与上述同样的方法对接收天线E01、E02、E04的接收电路RC侧的特性偏差进行校正。
图10是表示本发明所涉及的阵列天线装置的发送电路TC的校正时的动作的一个示例的概要性动作流程图。最初，通过测定器10或计算机所进行的模拟，来事先获取各元件天线100间的互耦振幅相位信息(步骤S1)。然后，使收发控制装置500的存储部530记录互耦振幅相位信息531(步骤S2)。
接着，收发控制装置500的收发控制部510根据预先存储于存储部530的计划或来自HI14的作业人员的输入，选择成为接收天线的元件天线(步骤S3)。然后，向信号发射器300发送校正用信号指令CAS来使其产生校正用信号，控制各收发模块200，切换成为发送天线的元件天线来发送信号，并由信号检测部420进行接收(步骤S4)。
校正信号运算部520将表示由信号检测部420获取到的接收信号的检测信号DS除以存储于存储部530的互耦振幅相位信息中的收发了信号的元件天线100间的互耦振幅相位信息，从而进行补正(步骤S5)。然后，继续进行补正，直至针对所有的发送天线进行补正为止(步骤S6)。
接着，校正信号运算部520计算补正后的信号的元件间的偏差，计算出针对各发送天线的发送电路TC的校正值CV(步骤S7)。校正值CV由用于对各补正后的信号的偏差进行补偿的振幅及相位的值构成。
然后，收发控制部510根据校正值CV在各发送天线的收发模块200的发送电路TC中分别设定振幅、相位(步骤S8)。
实施方式2.
图3、图4是示意性表示本发明实施方式2所涉及的阵列天线装置的结构的图。上述实施方式1中，在收发模块200内的发送电路TC与接收电路RC的各个动作的切换中使用了构成动作切换部的发送动作切换用开关213与接收动作切换用开关223，但也可以如图3所示那样使用发送用可变衰减器214与接收用可变衰减器224。通过利用收发控制装置500的收发控制部510对它们的衰减量进行调整，也能进行发送电路TC与接收电路RC的动作的切换。
此外，也可以如图4所示那样使用发送用可变放大器215与接收用可变放大器225。通过对这些放大器的放大率进行调整，也能进行发送电路TC与接收电路RC的动作的切换。
实施方式3.
图5是示意性表示本发明实施方式3所涉及的阵列天线装置的结构的图。上述实施方式1中，利用构成收发切换部的收发切换用开关231对收发模块200的发送电路TC及接收电路RC与元件天线100之间的连接进行了切换，但也可以如图5所示那样使用循环器232来取代收发切换用开关231。
在上述实施方式1所阐述的示例中，在进行发送电路TC的校正的情况下，接收校正信号的元件天线(E03)自身的发送电路TC不会成为校正的对象。即，无法利用1个元件天线在所连接的收发模块200内的发送电路TC中进行发送并在接收电路RC中进行接收。因此，设置循环器232，并将元件天线(E03)的发送动作切换用开关213、接收动作切换用开关223分别设为动作状态，从而通过利用元件天线(E03)接收元件天线(E03)所发送出的信号，能与实施方式1所记载的步骤同样地进行对其他的元件天线的发送电路TC的校正。这对于接收电路RC也同样。
另外，该情况下，关于从元件天线(E03)发送出的信号再次被元件天线(E03)接收为止的空间的自耦振幅相位信息成为互耦振幅相位信息。
实施方式4.
上述实施方式1至3中，将对发送电路TC侧的特性偏差进行校正时的接收天线设为1个，但也可以准备多个接收天线。同样地，将对接收电路RC侧的特性偏差进行校正时的发送天线设为1个，但也可以准备多个发送天线。
作为一个示例，示出利用多个接收天线对发送电路TC侧的特性偏差进行校正时的步骤。若将元件天线中的接收天线设为接收天线E02与接收天线E03这2个，并基于上述步骤计算校正值，则获得使用接收天线E02获取到的发送电路TC的校正值与使用接收天线E03获取到的发送电路TC的校正值的2个校正值。此处，考虑接收天线E02及E03各自的接收电路RC中也存在偏差的情况来进行以下的处理。
对于使用接收天线E02获取到的发送电路TC的振幅、相位的校正值，计算各发送电路TC的振幅与相位的校正值的各个平均值。然后，利用计算得到的平均值对振幅与相位的校正值分别进行标准化。由此，对振幅、相位乘上使所有发送电路TC的振幅与相位的校正值的各个平均值成为零的偏移。对于使用接收天线E03获取到的发送电路TC的振幅、相位的校正值也进行同样的运算。然后，对于发送电路TC的各元件，对上述获得的结果、即使用多个接收天线而获得的振幅、相位的校正值分别进行平均，从而能将发送电路TC的校正值设定为1个。
图11是表示本实施方式4所涉及的阵列天线装置的发送电路TC的校正时的动作的一个示例的概要性动作流程图。另外，对于与图10相同的内容标注相同的标号，并省略说明。
收发控制装置500的收发控制部510根据预先存储于存储部530的计划或来自HI14的作业人员的输入，选定多个用于校正的接收天线(步骤S’1)。然后，由收发控制装置500执行图10的步骤S3至步骤S7，利用所选择的接收天线计算校正值。并且，由校正信号运算部520将偏移分别乘以振幅、相位，使得所获得的所有发送天线校正值的平均值成为零，并将乘以了偏移的振幅、相位计算作为校正值(步骤S’2)。
对于所选定的所有接收天线执行上述动作(步骤S’3)。最后，由校正信号运算部520对所有接收天线的校正值进行平均，并将平均后得到的值计算作为最终的校正值CV(步骤S’4)。
步骤S7中获得的校正值是平均处理前的值，例如4个元件的相位为(30°、60°、-40°、10°)那样。步骤S’2中，求出上述值的平均值。该情况下，平均值计算为+15°。利用该平均值进行标准化，由此成为(15°、45°、-55°、-5°)那样。当然，校正是平衡相对值的行为，因此前者、后者均可以用作该4个元件的校正值。
若也利用该示例对步骤S’4进行说明，则假定步骤S7中获得的结果为(50°、80°、-20°、30°)。即，假定接收电路间具有20°的特性差。在步骤S’2中，以该平均值的+35°进行标准化，结果与上述相同，成为(15°、45°、-55°、-5°)。然而，实际上因测定误差等的影响不会恰好一致，因此最终通过在步骤S’4中对多个接收元件间获得的结果进行平均，最终决定为一个校正值。
此外，通过更换发送天线的切换和接收天线的切换，同样能利用多个发送天线对接收电路RC侧的特性偏差进行校正。
根据本实施方式4，将获取校正值的系统分散成多个并增加信息量，从而能提高校正精度。此外，如实施方式3说明的那样，在天线的根部设有收发切换用开关231那样的装置结构的情况下，接收校正信号的元件天线自身的发送电路TC不会成为校正的对象，但利用本实施方式4的装置结构，其他的元件会起到该作用，因此即使不使用循环器232那样的装置，也能进行本发明所涉及的校正。
如上所述，本发明为阵列天线装置，该阵列天线装置包括：多个元件天线(100)；收发模块(200)，该收发模块(200)分别设置于多个所述元件天线，具有发送电路(TC)、接收电路(RC)及收发切换部(231、232)；信号发射器(300)，该信号发射器(300)产生用于进行发送的信号；分配器(310)，该分配器(310)将所述信号发射器(300)输出的信号分配给各所述发送电路(TC)；合成器(410)，该合成器(410)对各所述接收电路(RC)接收到的信号进行合成；
接收机(400)，该接收机(400)接收所述合成器所合成的信号，并具有对接收到的信号的振幅与相位进行检测的信号检测部(420)；以及收发控制装置(500)，该收发控制装置(500)根据所希望的控制信号(CS)进行通过各所述收发模块的所述发送电路(TC)与所述接收电路(RC)的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行收发控制，并且在所述收发模块的校正时，利用所述收发模块的各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对来自所述信号检测部(420)的检测信号进行补正，根据由此获得的校正值进行所述发送电路(TC)与所述接收电路(RC)的振幅与相位的校正。
此外，各所述收发模块(200)包括：所述发送电路(TC)及所述接收电路(RC)，该发送电路(TC)及接收电路(RC)分别包含对信号进行放大的放大部(211、221)、改变相位的移相部(212、222)及切换动作非动作的动作切换部(213、214、215、223、224、225)；以及所述收发切换部(231、232)，该收发切换部(231、232)连接在所述发送电路及所述接收电路与所述元件天线之间并对收发进行切换，
所述收发控制装置(500)包括：收发控制部(510)，该收发控制部(510)进行各所述收发模块的振幅与相位的控制及切换，由此进行收发控制；存储部(530)，该存储部(530)保存了所述互耦振幅相位信息；以及校正信号运算部(520)，
在所述收发模块的校正时，所述收发控制部(510)使所述发送电路进行动作来发送信号，并由所述接收电路进行接收，所述校正信号运算部(520)根据对应的所述互耦振幅相位信息对所述信号检测部(420)的所述检测信号进行补正后，求出用于对设定值进行补偿的所述校正值，所述收发控制部(510)根据所述校正值对所述发送电路及所述接收电路的振幅与相位进行校正。
此外，各所述收发模块(200)的各所述动作切换部(213、214、215、223、224、225)由切换用开关(213、223)构成。
各所述收发模块(200)的各所述动作切换部(213、214、215、223、224、225)由可变衰减器(214、224)构成。
各所述收发模块(200)的各所述动作切换部(213、214、215、223、224、225)由可变放大器(215、225)构成。
各所述收发切换部(231、232)由切换用开关(231)构成。
各所述收发切换部(231、232)由循环器(232)构成。
所述收发控制部(510)使所述发送电路内的一个进行动作来发送信号，并使所述接收电路内的一个进行动作来接收信号。
所述校正信号运算部(520)将所述信号检测部(420)检测出的所述检测信号与来自所述存储部(530)的对应的所述互耦振幅相位信息设为复数，将所述检测信号除以所述互耦振幅相位信息，从而进行所述补正。
所述收发控制部(510)使所述接收电路的一个进行动作，并使多个所述发送电路依次进行动作来发送信号，从而进行多个所述发送电路间的校正。
所述收发控制部(510)使所述发送电路的一个进行动作，并使多个所述接收电路依次进行动作来接收信号，从而进行多个所述接收电路间的校正。
所述收发控制部(510)使所述接收电路(RC)的一个进行动作，并使多个所述发送电路(TC)依次进行动作来发送信号，从而进行多个所述发送电路间的校正，并且依次切换多个所述接收电路来分别进行多个发送电路间的校正。
所述收发控制部(510)使所述发送电路(TC)的一个进行动作，并使多个所述接收电路(RC)依次进行动作来接收信号，从而进行多个所述接收电路间的校正，并且依次切换多个所述发送电路来分别进行多个接收电路间的校正。
所述校正信号运算部(520)利用校正值的平均值对使所述接收电路(RC)的一个进行动作而获得的所述发送电路(TC)间的校正值进行标准化，并且在进行动作的所有所述接收电路所分别求出的校正值间进行平均，来进行多个发送电路间的校正。
所述校正信号运算部(520)利用校正值的平均值对使所述发送电路(TC)的一个进行动作而获得的所述接收电路(RC)间的校正值进行标准化，并且在进行动作的所有所述发送电路所分别求出的校正值间进行平均，来进行多个接收电路间的校正。
一种阵列天线装置的校正方法，该阵列天线装置中，多个元件天线(100)分别连接有具有发送电路(TC)、接收电路(RC)及收发切换部(231、232)的收发模块(200)，收发控制装置(500)中，进行通过各所述收发模块(200)的所述发送电路(TC)与所述接收电路(RC)的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行控制，并利用分配器(310)将来自信号发射器(300)的用于进行发送的信号分配给各所述发送电路(TC)并发送，此外，利用合成器(410)对来自各所述接收电路(RC)的接收到的信号进行合成，利用接收机(400)接收所合成的信号，
该阵列天线装置的校正方法中，在各所述收发模块的校正时，利用各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对检测所述接收机(400)接收到的信号的振幅与相位而得的检测信号进行补正，根据补正得到的校正值进行校正。
本发明并不限定于上述各实施方式，也包含它们所有可能的组合。
工业上的实用性
本发明能适用于各种领域的阵列天线装置。
标号说明
10测定器、11接口、12处理器、13存储器、100元件天线、200收发模块、211发送用放大部、212发送用移相部、213发送动作切换用开关、214发送用可变衰减器、215发送用可变放大器、221接收用放大部、222接收用移相部、223接收动作切换用开关、224接收用可变衰减器、225接收用可变放大器、231接收切换用开关、232循环器、300信号发射器、310分配器、400接收机、410合成器、420信号检测部、500a计算机、500收发控制装置、510收发控制部、520校正信号运算部、530存储部、531互耦振幅相位信息、RC接收电路、TC发送电路。

Claims (15)

1.一种阵列天线装置，其特征在于，包括：
多个元件天线；
收发模块，该收发模块分别设置于多个所述元件天线，且具有发送电路、接收电路及收发切换部；
信号发射器，该信号发射器产生用于进行发送的信号；
分配器，该分配器将所述信号发射器输出的信号分配给各所述发送电路；
合成器，该合成器对各所述接收电路接收到的信号进行合成；
接收机，该接收机接收所述合成器所合成的信号，并具有对接收到的信号的振幅与相位进行检测的信号检测部；以及
收发控制装置，该收发控制装置根据所希望的控制信号进行通过各所述收发模块的所述发送电路与所述接收电路的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行收发控制，并且在所述收发模块的校正时，利用所述收发模块将多个所述元件天线中的任意一个切换作为接收天线，将除此以外的其他的所述元件天线切换作为发送天线，分别针对从作为所述发送天线的其他的所述元件天线到作为所述接收天线的所述元件天线的路径，利用预先存储的各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对来自所述信号检测部的检测信号进行补正，根据由此获得的校正值进行所述发送电路与所述接收电路的振幅与相位的校正。
2.如权利要求1所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发模块包括：
所述发送电路及所述接收电路，该发送电路及接收电路分别包含对信号进行放大的放大部、改变相位的移相部及切换动作非动作的动作切换部；以及
所述收发切换部，该收发切换部连接在所述发送电路及所述接收电路与所述元件天线之间并对收发进行切换，
所述收发控制装置包括：
收发控制部，该收发控制部进行各所述收发模块的振幅与相位的控制及切换，由此进行收发控制；
存储部，该存储部保存了所述互耦振幅相位信息；以及
校正信号运算部，
在所述收发模块的校正时，所述收发控制部使所述发送电路进行动作来发送信号，并由所述接收电路进行接收，所述校正信号运算部根据对应的所述互耦振幅相位信息对所述信号检测部的所述检测信号进行补正后，求出用于对设定值进行补偿的所述校正值，所述收发控制部根据所述校正值对所述发送电路及所述接收电路的振幅与相位进行校正。
3.如权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发模块的各所述动作切换部由切换用开关构成。
4.如权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发模块的各所述动作切换部由可变衰减器构成。
5.如权利要求2所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发模块的各所述动作切换部由可变放大器构成。
6.如权利要求2至5的任一项所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发切换部由切换用开关构成。
7.如权利要求2至5的任一项所述的阵列天线装置，其特征在于，
各所述收发切换部由循环器构成。
8.如权利要求2至7的任一项所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述收发控制部使所述发送电路内的一个进行动作来发送信号，并使所述接收电路内的一个进行动作来接收信号，
所述校正信号运算部将所述信号检测部检测出的所述检测信号与来自所述存储部的对应的所述互耦振幅相位信息设为复数，将所述检测信号除以所述互耦振幅相位信息，从而进行所述补正。
9.如权利要求8所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述收发控制部使所述接收电路的一个进行动作，并使多个所述发送电路依次进行动作来发送信号，从而进行多个所述发送电路间的校正。
10.如权利要求8所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述收发控制部使所述发送电路的一个进行动作，并使多个所述接收电路依次进行动作来接收信号，从而进行多个所述接收电路间的校正。
11.如权利要求9所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述收发控制部使所述接收电路的一个进行动作，并使多个所述发送电路依次进行动作来发送信号，从而进行多个所述发送电路间的校正，并且依次切换多个所述接收电路来分别进行多个发送电路间的校正。
12.如权利要求10所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述收发控制部使所述发送电路的一个进行动作，并使多个所述接收电路依次进行动作来接收信号，从而进行多个所述接收电路间的校正，并且依次切换多个所述发送电路来分别进行多个接收电路间的校正。
13.如权利要求11所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述校正信号运算部利用校正值的平均值对使所述接收电路的一个进行动作而获得的所述发送电路间的校正值进行标准化，并且在进行动作的所有所述接收电路所分别求出的校正值间进行平均，来进行多个发送电路间的校正。
14.如权利要求12所述的阵列天线装置，其特征在于，
所述校正信号运算部利用校正值的平均值对使所述发送电路的一个进行动作而获得的所述接收电路间的校正值进行标准化，并且在进行动作的所有所述发送电路所分别求出的校正值间进行平均，来进行多个接收电路间的校正。
15.一种阵列天线装置的校正方法，
该阵列天线装置中，多个元件天线分别连接有具有发送电路、接收电路及收发切换部的收发模块，收发控制装置中，进行通过各所述收发模块的所述发送电路与所述接收电路的信号的振幅与相位的控制及收发的切换，由此进行控制，并利用分配器将来自信号发射器的用于进行发送的信号分配给各所述发送电路并发送，此外，利用合成器对来自各所述接收电路的接收到的信号进行合成，利用接收机接收所合成的信号，该阵列天线装置的校正方法的特征在于，
在各所述收发模块的校正时，利用所述收发模块将多个所述元件天线中的任意一个切换作为接收天线，将除此以外的其他的所述元件天线切换作为发送天线，分别针对从作为所述发送天线的其他的所述元件天线到作为所述接收天线的所述元件天线的路径，利用预先存储的各所述元件天线间的空间中各个互耦振幅相位信息对检测所述接收机接收到的信号的振幅与相位而得的检测信号进行补正，根据补正得到的校正值进行校正。
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