CN115917990A - 相控阵天线 - Google Patents

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Abstract

一种相控阵天线(1)，其包括：多个天线元件(11a至11d)；连接至天线元件中的每一个的多个信号路径(R11和R12)；存储单元(M)，其被配置成存储通过关于天线元件中的至少一个天线元件的多个信号路径中的至少一个预定义参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个的设定值；以及幅度和相位控制单元(22或26)，其被配置成通过使用存储单元中存储的设定值来控制通过连接至天线元件的参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个，并且被配置成控制通过除参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位。

Description

相控阵天线
技术领域
本发明涉及相控阵天线。
背景技术
相控阵天线是这样的天线：其波束方向图可以通过调整被馈送至多个天线元件的信号(发送信号)或从多个天线元件馈送的信号(接收信号)的幅度或相位中的至少一个(即，仅调整幅度或仅调整相位或调整幅度和相位两者)来自由地改变。近年来，这样的相控阵天线已经被用于各种领域诸如汽车、通信等。
下面的专利文献1公开了相关技术中的相控阵天线的示例。该相控阵天线包括多个天线元件、与多个天线元件相对应的多个幅度和相位控制器、以及为多个幅度和相位控制器存储幅度和相位的设定值的存储器。然后，通过在幅度和相位控制器中设置存储器中存储的设定值并调整从多个天线元件馈送的多个信号的幅度和相位来形成所需的天线波束方向图。
[引用文献列表]
[专利文献]
[专利文献1]
日本未审查专利申请，首次公开号2019-212947。
发明内容
[技术问题]
如上所述，现有技术中的相控阵天线参考存储器中存储的设定值来调整从多个天线元件馈送的多个信号的幅度和相位。因此，存在以下问题：随着天线波束方向图的数量、天线元件的数量以及发送和接收以及极化的数量增加，需要大的存储量。
例如，当有八个天线波束方向图、四个天线元件以及两次发送和接收(即，一次发送和一次接收)时，所需的存储量为64个字(通过将这些要素相乘获得，即，8×4×2)。另外，当发送和接收垂直(V)极化和水平(H)极化的信号时，需要128个字(通过进一步乘以极化的数量2而获得)。一个字是一个幅度和相位控制器中设置的幅度和相位的设定值。
本发明是鉴于上述情况而提出的，并且其目的在于提供一种能够减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量的相控阵天线。
[问题的解决方案]
根据本发明的一方面，提供了一种相控阵天线，包括：多个天线元件；连接至天线元件中的每一个的多个信号路径；存储单元，其被配置成存储通过关于天线元件中的至少一个天线元件的多个信号路径中的至少一个预定义参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个的设定值，设定值用于要被设置的天线波束方向图中的至少一个；以及幅度和相位控制单元，其被配置成通过使用存储单元中存储的设定值来控制通过连接至其设定值存储在存储单元中的天线元件的参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个，并且被配置成通过使用存储单元中存储的设定值来控制通过除连接至天线元件的参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位。
在根据上述方面的相控阵天线中，对于连接至多个信号路径的天线元件中的至少一个，对于要设置的天线波束方向图中的至少一个，通过多个信号路径中的至少一个预定义参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个的设定值被存储在存储单元中。
然后，对于其设定值被存储在存储单元中的天线元件，通过使用存储单元中存储的设定值来控制通过参考路径以及除参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个。如上所述，在根据上述方面的相控阵天线中，对于其设定值被存储在存储单元中的天线元件，由于将与参考路径相关的设定值存储在存储单元中是足够的，而不需要将除参考路径之外的信号路径的设定值存储在存储单元中，因此可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
存储单元可以被配置成存储所有天线元件的设定值。
在根据上述方面的相控阵天线中，存储单元还可以存储参考路径与除参考路径之外的信号路径之间的路径间误差，并且幅度和相位控制单元可以通过使用校正设定值来控制通过除参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个，校正设定值是通过由路径间误差校正存储单元中存储的设定值而获得的。
在根据上述方面的相控阵天线中，存储单元可以存储多个路径间误差，并且幅度和相位控制单元可以根据要设置的天线波束方向图选择路径间误差中的一个。
在根据上述方面的相控阵天线中，多个信号路径可以包括：发送信号路径，通过该发送信号路径传递从天线元件中的每一个发送的多个发送信号；以及接收信号路径，通过该接收信号路径传递由天线元件中的每一个接收的多个接收信号。
在根据上述方面的相控阵天线中，多个信号路径可以包括：第一发送信号路径，通过该第一发送信号路径传递作为第一极化状态的信号从天线元件中的每一个发送的发送信号；第一接收信号路径，通过该第一接收信号路径传递通过由天线元件中的每一个接收第一极化状态的信号而获得的接收信号；第二发送信号路径，通过该第二发送信号路径传递作为第二极化状态的信号从天线元件中的每一个发送的发送信号；以及第二接收信号路径，通过该第二接收信号路径传递通过由天线元件中的每一个接收第二极化状态的信号而获得的接收信号。
根据上述方面的相控阵天线还可以包括被配置成顺序地切换信号路径的切换单元。
在根据上述方面的相控阵天线中，可以与要设置的天线波束方向图的数量一样多地提供设定值。
在根据上述方面的相控阵天线中，可以仅针对要设置的天线波束方向图的一部分提供设定值。
根据本发明的另一方面，提供了一种相控阵天线，包括：多个天线元件；第一发送信号路径，通过该第一发送信号路径传递作为第一极化状态的信号从天线元件中的每一个发送的发送信号；第一接收信号路径，通过该第一接收信号路径传递通过由天线元件中的每一个接收第一极化状态的信号而获得的接收信号；第二发送信号路径，通过该第二发送信号路径传递作为第二极化状态的信号从天线元件中的每一个发送的发送信号；第二接收信号路径，通过该第二接收信号路径传递通过由天线元件中的每一个接收第二极化状态的信号而获得的接收信号；存储单元，其被配置成存储用于关于所有天线元件要被设置的所有天线波束方向图的第一设定值和第二设定值，第一设定值是通过第一发送信号路径传递的发送信号和通过第一接收信号路径传递的接收信号中的任一个的幅度或相位中的至少一个的设定值，第二设定值是通过第二发送信号路径传递的发送信号和通过第二接收信号路径传递的接收信号中的任一个的幅度或相位中的至少一个的设定值；以及幅度和相位控制单元，其被配置成通过使用存储单元中存储的第一设定值来控制通过第一发送信号路径传递的发送信号和通过第一接收信号路径传递的接收信号的幅度或相位中的至少一个，并且被配置成通过使用存储单元中存储的第二设定值来控制通过第二发送信号路径传递的发送信号和通过第二接收信号路径传递的接收信号的幅度或相位中的至少一个。
[本发明的有利效果]
根据本发明的一个或更多个方面，可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的相控阵天线的主要部分的配置的框图。
图2A是示出根据第一实施方式的存储器的内容的示例的图。
图2B是描述根据第一实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图3是示出根据第二实施方式的相控阵天线的主要部分的配置的框图。
图4A是示出根据第二实施方式的存储器的内容的示例的图。
图4B是描述根据第二实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图5A是示出根据第三实施方式的存储器的内容的示例的图。
图5B是描述根据第三实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图6A是示出根据第四实施方式的存储器的内容的示例的图。
图6B是描述根据第四实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图7A是示出根据第五实施方式的存储器的内容的示例的图。
图7B是描述根据第五实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图8A是示出根据第六实施方式的存储器的内容的示例的图。
图8B是描述根据第六实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图9A是示出根据第七实施方式的存储器的内容的示例的图。
图9B是示出根据第七实施方式的校正索引的选择示例的图。
图9C是描述根据第七实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图10A是示出根据第八实施方式的存储器的内容的示例的图。
图10B是示出根据第八实施方式的校正索引的选择示例的图。
图10C是描述根据第八实施方式的控制器的配置的一部分的图。
图11是示出存储器的内容的另一示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施方式的相控阵天线。
[第一实施方式]
图1是示出根据第一实施方式的相控阵天线的主要部分的配置的框图。如图1所示，本实施方式的相控阵天线1包括天线元件11a至11d、发送/接收单元12a至12d以及控制器13，并且通过时分双工(TDD)系统发送和接收无线电信号。相控阵天线1可以通过控制控制器13来改变天线波束方向图。
相控阵天线1发送和接收具有例如约30至300[GHz]频率的毫米波段的无线电信号。由相控阵天线1发送和接收的无线电信号不限于毫米波段的无线电信号，而可以是除毫米波段之外的无线电信号。
在下文中，四个天线元件11a至11d被统称为天线元件11，并且四个发送/接收单元12a至12d被统称为发送/接收单元12。此外，相控阵天线1中包括的天线元件11和发送/接收单元12的数量不限于四个，而可以是三个或更少、或者五个或更多。
天线元件11a至11d发送和接收无线电信号。具体地，天线元件11a至11d将从发送/接收单元12a至12d输出的发送信号分别转换为电磁波并发送它们，并且还接收从外部发送的电磁波，将它们转换为信号(接收信号)，并将它们分别输出至发送/接收单元12a至12d。天线元件11a至11d例如以预定间隔以二维方式被布置以形成阵列天线。天线元件11a至11d可以是线性天线、平面天线、微带天线、贴片天线或其他天线。
发送/接收单元12a至12d与天线元件11a至11d相对应地设置，将发送信号输出至对应的天线元件11a至11d，并接收从对应的天线元件11a至11d输出的接收信号。此外，在控制器13的控制下，发送/接收单元12a至12d被配置成控制输出至对应的天线元件11a至11d的发送信号的幅度或相位中的至少一个(即，仅控制幅度、或仅控制相位、或控制幅度和相位两者)，并且被配置成控制从对应的天线元件11a至11d输出的接收信号的幅度或相位中的至少一个。为了简化说明，假设此后发送/接收单元12a至12d被配置成控制发送信号和接收信号的幅度和相位两者。然而，发送/接收单元12a至12d可以被配置成控制发送信号和接收信号的仅幅度或仅相位。
发送/接收单元12a至12d各自包括发送器21、幅度和相位控制器22(幅度和相位控制单元)、放大器23、开关24(切换单元)、放大器25、幅度和相位控制器26(幅度和相位控制单元)以及接收器27。由于发送/接收单元12a至12d具有相同的配置，因此发送/接收单元12a至12d在下面被描述为发送/接收单元12，而不区分它们。
发送器21、幅度和相位控制器22以及放大器23被配置成发送无线电信号，并且被设置在通过其传递发送信号的信号路径R11(发送信号路径)中。放大器25、幅度和相位控制器26以及接收器27被配置成接收无线电信号，并且被设置在通过其传递接收信号的信号路径R12(接收信号路径)中。
开关24以所需的时间间隔在将信号路径R11连接至天线元件11与将信号路径R12连接至天线元件11之间切换。也就是说，开关24以所需的时间间隔顺序地切换信号路径R11和R12中要连接至天线元件11的信号路径。如上所述，在本实施方式中，信号路径R11和R12共享一个天线元件11。当开关24执行上述切换时，通过TDD系统实现无线电信号的发送/接收。
信号路径R11中设置的发送器21输出要发送至外部的发送信号。幅度和相位控制器22包括例如可变增益放大器和移相器，并且在控制器13的控制下控制从发送器21输出的发送信号(通过信号路径R11传递的发送信号)的幅度和相位。尽管稍后将描述细节，但是幅度和相位控制器22通过使用控制器13的存储器M中存储的设定值来控制发送信号的幅度和相位。放大器23对从幅度和相位控制器22输出的发送信号的功率进行放大，并将该信号输出至开关24。
信号路径R12中设置的放大器25以低噪声方式对经由开关24从天线元件11输出的接收信号进行放大，并将该信号输出至幅度和相位控制器26。幅度和相位控制器26包括例如可变增益放大器和移相器，并且在控制器13的控制下控制从放大器25输出的接收信号(通过信号路径R12传递的接收信号)的幅度和相位。尽管稍后将描述细节，但是类似于幅度和相位控制器22，幅度和相位控制器26通过使用控制器13的存储器M中存储的设定值来控制接收信号的幅度和相位。接收器27执行从幅度和相位控制器26输出的接收信号的接收处理。
控制器13将控制信号输出至发送/接收单元12a至12d中的每一个中设置的幅度和相位控制器22和26，以形成相控阵天线1的天线波束方向图。从控制器13输出的控制信号包括设定值，该设定值根据要形成的天线波束方向图定义由幅度和相位控制器22和26控制的幅度和相位。控制器13包括存储该设定值的存储器M(存储单元)。控制器13由例如现场可编程门阵列(FPGA)和电可擦可编程只读存储器(EEPROM)组成。可替选地，控制器13可以设置在集成电路内部，该集成电路与发送/接收单元12一体地组合作为ASIC(专用集成电路)。
图2A是示出根据第一实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB1，在表TB1中定义了要在发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。也就是说，存储器M存储表TB1，在表TB1中定义了通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值。
具体地，如图2A所示，表TB1针对每个波束方向图索引定义四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)。在此，波束方向图索引是用于指定要形成的天线波束方向图的索引。在图2A所示的示例中，准备了由数值“1”至“8”指定的八种类型的波束方向图索引。也就是说，在本实施方式的相控阵天线1中，可以形成八种类型的天线波束方向图。此外，四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)分别是要在发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。
具体地，图2A中的“C11”、“C21”、…和“C81”是当波束方向图索引分别为1、2、…和8时要在发送/接收单元12a的幅度和相位控制器22中设置的设定值。图2B中的设定值“C12”、“C22”、…和“C82”是当波束方向图索引分别为1、2、…和8时要在发送/接收单元12b的幅度和相位控制器22中设置的设定值。在图2A中，幅度和相位的设定值的组合被描述为C11等。然而，可以针对各个波束方向图索引分别存储幅度的设定值和相位的设定值。
类似地，图2B中的设定值“C13”、“C23”、…和“C83”是当波束方向图索引分别为1、2、…和8时要在发送/接收单元12c的幅度和相位控制器22中设置的设定值。图2B中的设定值“C14”、“C24”、…和“C84”是当波束方向图索引分别为1、2、…和8时要在发送/接收单元12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。
图2B是描述根据第一实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图2B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出关于指定的波束方向图索引的对应四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)。从存储器M输出的四个设定值分别被输出至发送/接收单元12a至12d。
例如，考虑控制器13指定波束方向图索引“1”的情况。在这种情况下，设定值“C11”作为“设定值1”被输出至发送/接收单元12a的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C12”作为“设定值2”被输出至发送/接收单元12b的幅度和相位控制器22和26。此外，设定值“C13”作为“设定值3”被输出至发送/接收单元12c的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C14”作为“设定值4”被输出至发送/接收单元12d的幅度和相位控制器22和26。
如上所述，存储器M中存储的表TB1用于控制通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。另外，表TB1还用于控制通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R12(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，表TB1由信号路径R11和R12共享。
接下来，将描述相控阵天线1的操作。相控阵天线1的操作基本上是形成天线波束方向图和通过TDD系统发送/接收无线电信号的操作。
当形成天线波束方向图时，首先，由控制器13指定与要形成的天线波束方向图相对应的波束方向图索引。接下来，从存储器M输出关于指定的波束方向图索引的四个设定值(图2B中所示的“设定值1”至“设定值4”)。这四个设定值作为控制信号被输出至发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22和26，并且信号路径R11和R12中的指定的幅度和相位被设置。由此，形成天线波束方向图。
当发送无线电信号时，首先，发送/接收单元12a至12d的信号路径R11分别通过开关24连接至天线元件11a至11d。接下来，发送/接收单元12a至12d中设置的发送器21分别输出要发送至外部的发送信号。从发送/接收单元12a至12d的发送器21输出的发送信号分别通过发送/接收单元12a至12d中设置的信号路径R11被传递。
在幅度和相位分别由发送/接收单元12a至12d中设置的幅度和相位控制器22控制之后，这些发送信号的功率由发送/接收单元12a至12d中设置的放大器23放大。然后，发送信号分别经由发送/接收单元12a至12d中设置的开关24被馈送至天线元件11a至11d。馈送至天线元件11a至11d的发送信号被转换为电磁波并被发送。
当接收无线电信号时，首先，发送/接收单元12a至12d的信号路径R12分别通过开关24连接至天线元件11a至11d。接下来，从外部发送的电磁波被天线元件11a至11d接收，并且接收信号分别从天线元件11a至11d输出至发送/接收单元12a至12d。
从天线元件11a至11d输出的接收信号经由发送/接收单元12a至12d的开关24被传递，然后分别通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R12被传递。这些接收信号由发送/接收单元12a至12d中设置的放大器25以低噪声方式放大，然后幅度和相位分别由发送/接收单元12a至12d中设置的幅度和相位控制器26控制。然后，接收信号被馈送至发送/接收单元12a至12d中设置的接收器27以执行接收处理。
如上所述，在本实施方式中，分别为天线元件11a至11d设置发送/接收单元12a至12d，并且天线元件由通过其传递发送信号的信号路径R11和通过其传递接收信号的信号路径R12共享。此外，存储器M存储表TB1，在表TB1中定义了通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位的设定值。
然后，通过使用存储器M中存储的表TB1，控制通过信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位，并控制通过信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位。如上所述，在本实施方式中，可以共享用于控制发送信号的幅度和相位的设定值的表TB1，以用于控制接收信号的幅度和相位。因此，存储所有设定值所需的存储量是32个字。在此，单个幅度和相位控制器(即，幅度和相位控制器22或26)的幅度和相位的设定值的单个组合相当于1个字。如果在发送信号与接收信号之间不共享设定值，则存储所有设定值所需的存储量相当于64个字。这意味着在本实施方式中可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第二实施方式]
图3是示出根据第二实施方式的相控阵天线的主要部分的配置的框图。在图3中，对与图1所示的配置相对应的配置赋予了相同的附图标记。如图3所示，本实施方式的相控阵天线2设置有代替图1所示的相控阵天线1的发送/接收单元12a的发送/接收单元14a和15a、代替发送/接收单元12b的发送/接收单元14b和15b、代替发送/接收单元12c的发送/接收单元14c和15c、以及代替发送/接收单元12d的发送/接收单元14d和15d。
本实施方式的相控阵天线2使用天线元件16a至16d发送和接收垂直极化(V极化：第一极化状态)的信号和水平极化(H极化：第二极化状态)的信号。换言之，通过使天线元件16a至16d的馈电点不同，天线元件16a至16d被共享为用于V极化的天线元件和用于H极化的天线元件。
在下文中，四个发送/接收单元14a至14d被统称为发送/接收单元14，以及四个发送/接收单元15a至15d被统称为发送/接收单元15。此外，相控阵天线2中包括的天线元件16、发送/接收单元14和发送/接收单元15的数量不限于四个，而可以是三个或更少、或者五个或更多。此外，用于发送和接收的极化信号不限于V极化信号和H极化信号。可以使用任何极化信号对，例如右旋圆极化信号和左旋圆极化波、或者+45度线性极化波和-45度线性极化波。
发送/接收单元14a至14d与天线元件16a至16d相对应地设置，将发送信号输出至对应的天线元件16a至16d，并接收从对应的天线元件16a至16d输出的接收信号。发送/接收单元14a至14d发送和接收V极化信号。此外，发送/接收单元14a至14d在控制器13的控制下控制输出至对应的天线元件16a至16d的发送信号的幅度和相位，并且控制从对应的天线元件16a至16d输出的接收信号的幅度与相位。
发送/接收单元15a至15d与天线元件16a至16d相对应地设置，将发送信号输出至对应的天线元件16a至16d，并接收从对应的天线元件16a至16d输出的接收信号。发送/接收单元15a至15d发送和接收H极化信号。此外，发送/接收单元15a至15d在控制器13的控制下控制输出至对应的天线元件16a至16d的发送信号的幅度和相位，并且控制从对应的天线元件16a至16d输出的接收信号的幅度和相位。
这些发送/接收单元14a至14d和15a至15d具有与图1所示的发送/接收单元12a至12d相同的配置，并且它们各自包括发送器21、幅度和相位控制器22、放大器23、开关24、放大器25、幅度和相位控制器26以及接收器27。由于发送/接收单元14a至14d和15a至15d具有相同的配置，因此发送/接收单元14a至14d在下面被描述为发送/接收单元14而不区分它们，以及发送/接收单元15a至15d在下面被描述为发送/接收单元15而不区分它们。
发送/接收单元14的发送器21、幅度和相位控制器22以及放大器23被配置成发送V极化的无线电信号，并且被设置在通过其传递发送信号的信号路径R21(发送信号路径，第一发送信号路径)中。发送/接收单元14的放大器25、幅度和相位控制器26以及接收器27被配置成接收V极化的无线电信号，并且被设置在通过其传递接收信号的信号路径R22(接收信号路径，第一接收信号路径)中。
发送/接收单元14的开关24以所需的时间间隔在将信号路径R21连接至天线元件16与将信号路径R22连接至天线元件16之间切换。也就是说，发送/接收单元14的开关24以所需的时间间隔顺序地切换信号路径R21和R22中要连接至天线元件16的信号路径。
发送/接收单元15的发送器21、幅度和相位控制器22以及放大器23被配置成发送H极化的无线电信号，并且被设置在通过其传递发送信号的信号路径R23(发送信号路径，第二发送信号路径)中。发送/接收单元15的放大器25、幅度和相位控制器26以及接收器27被配置成接收H极化的无线电信号，并且被设置在通过其传递接收信号的信号路径R24(接收信号路径，第二接收信号路径)中。
发送/接收单元15的开关24以所需的时间间隔在将信号路径R23连接至天线元件16与将信号路径R24连接至天线元件16之间切换。也就是说，发送/接收单元15的开关24以所需的时间间隔顺序地切换信号路径R23和R24中要连接至天线元件16的信号路径。如上所述，在本实施方式中，四个信号路径(信号路径R21至R24)共享一个天线元件16。当发送/接收单元14和15的开关24执行上述切换时，通过TDD系统实现无线电信号的发送/接收。
图4A是示出根据第二实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB2，在表TB2中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。也就是说，存储器M存储表TB2，在表TB2中定义了通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)发送的发送信号的幅度和相位的设定值。图4A所示的表TB2与图2A所示的表TB1相同。
图4B是描述根据第二实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图4B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出关于V极化的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值1”至“设定值4”)。此外，本实施方式的控制器13被配置成输出关于H的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值1”至“设定值4”)。
控制器13可以分别指定V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引。在此，由于对于V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引可以同时从表TB2中读取不同的设定值，因此期望使用双端口存储器作为存储器M。当控制器13指定V极化的波束方向图索引时，从控制器13输出的四个设定值被分别输出至发送/接收单元14a至14d。此外，当控制器13指定H极化的波束方向图索引时，从控制器13输出的四个设定值被分别输出至发送/接收单元15a至15d。
例如，考虑控制器13将“1”指定为V极化的波束方向图索引以及将“8”指定为H极化的波束方向图索引的情况。在这种情况下，设定值“C11”作为“设定值1”被输出至发送/接收单元14a的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C12”作为“设定值2”被输出至发送/接收单元14b的幅度和相位控制器22和26。此外，设定值“C13”作为“设定值3”被输出至发送/接收单元14c的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C14”作为“设定值4”被输出至发送/接收单元14d的幅度和相位控制器22和26。
此外，设定值“C81”作为“设定值1”被输出至发送/接收单元15a的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C82”作为“设定值2”被输出至发送/接收单元15b的幅度和相位控制器22和26。此外，设定值“C83”作为“设定值3”被输出至发送/接收单元15c的幅度和相位控制器22和26，以及设定值“C84”作为“设定值4”被输出至发送/接收单元15d的幅度和相位控制器22和26。
如上所述，存储器M中存储的表TB2用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。另外，表TB2还用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R22、发送/接收单元15a至15d的信号路径R23以及发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，表TB2由信号路径R21至R24共享。
本实施方式的相控阵天线2与第一实施方式的相控阵天线1的不同之处在于：控制器13可以分别设置V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引。也就是说，本实施方式的相控阵天线2与第一实施方式的相控阵天线1的不同之处在于：可以在V极化的信号与H极化的信号之间形成不同的天线波束方向图。然而，由于本实施方式的相控阵天线2的基本操作与第一实施方式的相控阵天线1的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，分别为天线元件16a至16d设置用于发送和接收V极化的发送/接收单元14a至14d以及用于发送和接收H极化的发送/接收单元15a至15d。由此，天线元件由四个信号路径(信号路径R21至R24)共享。此外，存储器M存储表TB2，在表TB2中定义了通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位的设定值。
然后，通过使用存储器M中存储的表TB2，控制通过信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位，并且控制通过信号路径R22至R24传递的信号的幅度和相位。如上所述，在本实施方式中，通过共享表TB2，在表TB2中多个信号路径中的一个信号路径(信号路径R21)中的设定值与其他信号路径一起被定义，存储所有设定值所需的存储量变为相当于32个字。如果设定值不被共享，则所需的存储量将是128个字。这意味着在本实施方式中可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第三实施方式]
根据第三实施方式的相控阵天线具有与图3所示的相控阵天线2相同的配置。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与图3所示的相控阵天线2不同。
图5A是示出根据第三实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB31和表TB32，在表TB31中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB32中定义了要在发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。也就是说，表TB31是定义通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值(第一设定值)的表。表TB32是定义通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值(第二设定值)的表。
具体地，如图5A所示，表TB31针对H极化的波束方向图索引中的每一个定义要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。此外，如图5A所示，表TB32针对H极化的波束方向图索引中的每一个定义要在发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。也就是说，表TB31和TB32各自具有与要设置(形成)的天线波束方向图的数量相对应的设定值的组合(设定值1至4相当于1个组合)。存储表TB31和TB32所需的存储量相当于每个表32个字。因此，在本实施方式中，存储所有设定值所需的存储量相当于64个字。
图5B是描述根据第三实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图5B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出关于V极化的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值V1”至“设定值V4”)。此外，本实施方式的控制器13被配置成输出关于H极化的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值H1”至“设定值H4”)。
与第二实施方式中一样，控制器13可以分别指定V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引。然而，本实施方式与第二实施方式的不同之处在于：在V极化的波束方向图索引中读取表TB31中定义的设定值，而在H极化的波束方向图索引中读取表TB32中定义的设定值。因此，在本实施方式中，存储器M不必使用双端口存储器。
当指定V极化的波束方向图索引时，从存储器M的表TB31读取的四个设定值分别被输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22，并且分别被输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器26。此外，当指定H极化的波束方向图索引时，从存储器M的表TB32读取的四个设定值分别被输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器22，并且分别被输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器26。
如上所述，表TB31中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。另外，表TB31中定义的设定值还用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R22(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，存储器M的表TB31由信号路径R21和R22共享。
此外，表TB32中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。另外，表TB32中定义的设定值还用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，存储器M的表TB32由信号路径R23和R24共享。
本实施方式的相控阵天线与第二实施方式的相控阵天线2的不同之处在于：在表TB31中定义了在发送/接收单元14a至14d中使用的设定值，而在表TB32中定义了在发送/接收单元15a至15d中使用的设定值。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第二实施方式的相控阵天线2的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第二实施方式中一样，天线元件由四个信号路径(信号路径R21至R24)共享。此外，用于信号路径R21的设定值在存储器M中被存储为表TB31，并且用于信号路径R23的设定值在存储器M中被存储为表TB32。
然后，通过使用表TB31的设定值，控制通过信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位，并且控制通过信号路径R22传递的接收信号的幅度和相位。此外，通过使用表TB32的设定值，控制通过信号路径R23传递的发送信号的幅度和相位，并且控制通过信号路径R24传递的接收信号的幅度和相位。
如上所述，在本实施方式中，通过在发送/接收单元14a至14d和发送/接收单元15a至15d的每一个中共享用于控制发送信号的幅度和相位的设定值以及用于控制接收信号的幅度和相位的设定值，存储所有设定值所需的存储量变为相当于64个字。如果设定值不被共享，则所需的存储量将相当于128个字。这意味着可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第四实施方式]
根据第四实施方式的相控阵天线具有与图3所示的相控阵天线2相同的配置。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与图3所示的相控阵天线2不同。
图6A是示出根据第四实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB41和表TB42，在表TB41中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB42中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器26中设置的设定值。也就是说，表TB41是定义通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值(第一设定值)的表。表TB42是定义通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R22(参考路径)传递的接收信号的幅度和相位的设定值(第二设定值)的表。
具体地，如图6A所示，表TB41针对用于发送的波束方向图索引中的每一个定义要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。此外，如图6A所示，表TB42针对用于接收的波束方向图索引中的每一个定义要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器26中设置的设定值。也就是说，表TB41和TB42各自具有与要设置(形成)的天线波束方向图的数量相对应的设定值的组合(设定值1至4相当于1个组合)。存储表TB41和TB42所需的存储量相当于每个表32个字。因此，在本实施方式中，与第三实施方式中一样，存储所有设定值所需的存储量相当于64个字。
图6B是描述根据第四实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图6B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出关于用于发送的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值T1”至“设定值T4”)。此外，本实施方式的控制器13被配置成输出关于用于接收的指定的波束方向图索引的四个对应的设定值(“设定值R1”至“设定值R4”)。
控制器13可以分别指定用于发送的波束方向图索引和用于接收的波束方向图索引。然而，本实施方式与第二实施方式的不同之处在于：在用于发送的波束方向图索引中读取表TB41中定义的设定值，而在用于接收的波束方向图索引中读取表TB42中定义的设定值。因此，在本实施方式中，存储器M不必是双端口存储器。
当指定用于发送的波束方向图索引时，从表TB41读取的四个设定值分别被输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22，并且分别被输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器22。此外，当指定用于接收的波束方向图索引时，从存储器M的表TB42读取的四个设定值分别被输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器26，并且分别被输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器26。
如上所述，表TB41中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。另外，表TB41中定义的设定值还用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(除参考路径之外的信号路径)传递的发送信号的幅度和相位。也就是说，表TB41由信号路径R21和R23共享。
此外，表TB42中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R22(参考路径)传递的接收信号的幅度和相位。另外，表TB42中定义的设定值还用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，存储器M的表TB42由信号路径R22和R24共享。
本实施方式的相控阵天线与第二实施方式的相控阵天线2的不同之处在于：在表TB41中定义了在信号路径R21和R23中使用的设定值，而在表TB42中定义了在信号路径R22和R24中使用的设定值。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第二实施方式的相控阵天线2的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第二实施方式中一样，天线元件由四个信号路径(信号路径R21至R24)共享。此外，用于信号路径R21的设定值在存储器M中被存储为表TB41，并且用于信号路径R22的设定值在存储器M中被存储为表TB42。
然后，通过使用表TB41的设定值，控制通过信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位，并且控制通过信号路径R23传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用表TB42的设定值，控制通过信号路径R22传递的接收信号的幅度和相位，并且控制通过信号路径R24传递的接收信号的幅度和相位。
如上所述，在本实施方式中，通过在发送/接收单元14a至14d和发送/接收单元15a至15d的发送侧之间共享用于控制幅度和相位的设定值，并且通过在发送/接收单元14a至14d和发送/接收单元15a至15d的接收侧之间共享用于控制幅度和相位的设定值，存储所有设定值所需的存储量变为相当于64个字。如果设定值不被共享，则所需的存储量将是128个字。这意味着在本实施方式中可以减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第五实施方式]
根据第五实施方式的相控阵天线具有与图1所示的相控阵天线1类似的配置。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与图1所示的相控阵天线1不同。
图7A是示出根据第五实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB51和表TB52，在表TB51中定义了要在发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB52中定义了用于表TB51中定义的设定值的校正值。也就是说，表TB51是定义通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值的表。表TB52是定义发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)与信号路径R12(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。
具体地，如图7A所示，表TB51针对每个波束方向图索引定义要在发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。此外，如图7A所示，表TB52定义用于发送/接收单元12a至12d中的每一个的校正值。也就是说，表TB51具有与要设置(形成)的天线波束方向图的数量相对应的设定值的组合(设定值1至4相当于1个组合)，并且表TB52具有与发送/接收单元12a至12d的数量相对应的校正值。
图7B是描述根据第五实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图7B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出关于指定的波束方向图索引的对应的四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)。此外，本实施方式的控制器13被配置成还输出通过使用表TB52的校正值(“校正值1”至“校正值4”)校正这四个设定值而获得的四个校正设定值。图7B中的四个符号“○”(圆形)表示对设定值执行校正操作的操作符。例如，该操作符执行诸如幅度的乘法(或分贝值的加法)和相位角的加法的操作。
当指定波束方向图索引时，从存储器M的表TB51读取的四个设定值分别被输出至发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22。此外，当指定波束方向图索引时，从控制器13输出的四个校正设定值分别被输出至发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器26。
如上所述，表TB51中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。相比之下，通过使用表TB52中定义的校正值而获得的校正设定值用于控制通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R12(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。尽管表TB51需要使用表TB52中定义的校正值来校正，但是表TB51由信号路径R11和R12共享。
本实施方式的相控阵天线与第一实施方式的相控阵天线1的不同之处在于：通过使用通过校正表TB51中定义的设定值而获得的校正设定值来控制通过信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第一实施方式的相控阵天线1的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第一实施方式中一样，天线元件由通过其传递发送信号的信号路径R11和通过其传递接收信号的信号路径R12共享。此外，存储器M存储表TB51和表TB52，在表TB51中定义了通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位的设定值，在表TB52中定义了用于表TB51中定义的设定值的校正值。
然后，通过使用存储器M中存储的表TB51来控制通过信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用通过用表TB52中定义的校正值校正表TB51中定义的设定值而获得的校正设定值来控制通过信号路径R12传递的发送信号的幅度和相位。因此，即使在信号路径R11与R12之间存在路径间误差，也可以形成期望的天线波束方向图。
存储表TB51所需的存储量相当于32个字，而存储表TB52所需的存储量相当于4个字。在本实施方式中，存储所有设定值和校正值所需的存储量相当于36个字。因此，与在发送信号与接收信号之间不共享设定值的情况下所需的存储量(64个字)相比，能够减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第六实施方式]
根据第六实施方式的相控阵天线具有与图3所示的相控阵天线2类似的配置。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与图3所示的相控阵天线2不同。
图8A是示出根据第六实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB61以及表TB62至TB64，在表TB61中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB62至TB64中定义了用于表TB61中定义的设定值的校正值。
也就是说，表TB61是定义通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值的表。表TB62是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与信号路径R22(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。表TB63是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。表TB64是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。
具体地，如图8A所示，表TB61针对每个波束方向图索引定义要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值。此外，如图8A所示，表TB62定义用于发送/接收单元14a至14d中的每一个的校正值，并且表TB63和TB64定义用于发送/接收单元15a至15d中的每一个的校正值，如图8A所示。
也就是说，表TB61具有与要设置(形成)的天线波束方向图的数量相对应的设定值的组合(设定值1至4相当于1个组合)。表TB62具有与发送/接收单元14a至14d的数量相对应的校正值，并且表TB63和TB64各自具有与发送/接收单元15a至15d的数量相对应的校正值。
图8B是描述根据第六实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图8B所示，本实施方式的控制器13被配置成输出针对V极化的指定的波束方向图索引的对应的四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)。此外，本实施方式的控制器13还被配置成输出通过使用表TB62的校正值(“校正值CA1”至“校正值CA4”)校正这四个设定值而获得的四个校正设定值(在下文中被称为“第一校正设定值”)。
此外，当指定H极化的波束方向图索引时，本实施方式的控制器13被配置成针对波束方向图索引输出通过校正四个设定值(“设定值1”至“设定值4”)而获得的校正设定值。具体地，本实施方式的控制器13被配置成输出使用表TB63的校正值(“校正值CB1”至“校正值CB4”)校正的四个校正设定值(在下文中被称为“第二校正设定值”)。此外，本实施方式的控制器13被配置成输出使用表TB64的校正值(“校正值CC1”至“校正值CC4”)校正的四个校正设定值(在下文中被称为“第三校正设定值”)。
控制器13可以分别指定V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引。在此，由于在V极化的波束方向图索引和H极化的波束方向图索引中可以从表TB61中同时读取不同设定值，因此与第二实施方式中一样期望使用双端口存储器作为存储器M。图8B中的十二(12)个符号“○”与图7B中所示的操作符相同。
当指定V极化的波束方向图索引时，从存储器M的表TB61读取的四个设定值被分别输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22。此外，第一校正设定值被分别输出至发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器26。当指定H极化的波束方向图索引时，第二校正设定值被分别输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器22，并且第三校正设定值被分别输出至发送/接收单元15a至15d的幅度和相位控制器26。
如上所述，表TB61中定义的设定值用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位。相比之下，通过使用在表TB62中定义的校正值获得的第一校正设定值用于控制通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R22(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。
此外，通过使用在表TB63中定义的校正值获得的第二校正设定值用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(除参考路径之外的信号路径)传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用在表TB64中定义的校正值获得的第三校正设定值用于控制通过发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的信号路径)传递的接收信号的幅度和相位。尽管表TB61需要使用表TB62至TB64中定义的校正值来校正，但是表TB61由信号路径R21至R24共享。
本实施方式的相控阵天线与第二实施方式的相控阵天线2的不同之处在于：将通过校正表TB61中定义的设定值而获得的校正设定值用作信号路径R22至R24的设定值。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第二实施方式的相控阵天线2的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第二实施方式中一样，天线元件由四个信号路径(信号路径R21至R24)共享。此外，存储器M存储其中定义信号路径R21的设定值的表TB61以及其中定义用于表TB61中定义的设定值的校正值的表TB62至TB64。
然后，通过使用表TB61的设定值来控制通过信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用通过用表TB62至TB64中定义的校正值校正表TB61中定义的设定值而获得的第一校正设定值至第三校正设定值来分别控制通过信号路径R22至R24传递的信号的幅度和相位。因此，即使在信号路径R21与信号路径R22至R24之间存在路径间误差，也可以形成期望的天线波束方向图。
存储表TB61所需的存储量相当于32个字，存储表TB62至TB64所需的存储量相当于12个字。在本实施方式中，存储所有设定值和校正值所需的存储量相当于44个字。因此，与未共享设定值的情况下所需的存储量(128个字)相比，能够减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
[第七实施方式]
根据第七实施方式的相控阵天线具有与第五实施方式的相控阵天线基本相同的配置，并且整体配置与图1所示的相控阵天线1基本相同。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与第五实施方式的相控阵天线略有不同。
图9A是示出根据第七实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB71和表TB72，在表TB71中定义了要在发送/接收单元12a至12d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB72中定义了用于表TB71中定义的设定值的校正值。
表TB71与图7A所示的表TB51相同，并且是定义通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值的表。与图7A所示的表TB52类似，表TB72是定义发送/接收单元12a至12d的信号路径R11(参考路径)与信号路径R12(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。然而，表TB72与图7A所示的表TB52的不同之处在于定义了多个上述路径间误差。
以这种方式定义多个路径间误差的原因是：根据要设置(形成)的天线波束方向图，使得用于控制通过信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位的校正设定值更适合。表TB72中定义的多个路径间误差由校正索引指定。在图9A所示的示例中，在表TB72中定义了由校正索引指定的两个路径间误差。
图9B是示出根据第七实施方式的校正索引的选择示例的图。如图9B所示，为每个波束方向图索引选择校正索引。在图9A所示的表TB72中，校正索引可以取值“1”或“2”。因此，如图9B所示，选择“1”或“2”作为每个波束方向图索引的校正索引的值。
图9C是描述根据第七实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图9C所示，本实施方式的控制器13具有与图7B所示的控制器基本相同的配置。然而，本实施方式的控制器13与图7B所示的控制器的不同之处在于：选择与波束方向图索引相对应的校正索引(参见图9B)，并且使用由所选择的校正索引指定的校正值(“校正值1”至“校正值4”)来校正设定值。
本实施方式的相控阵天线与第五实施方式的相控阵天线的不同之处在于：定义了发送/接收单元12a至12d的信号路径R11与信号路径R12之间的多个路径间误差。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第五实施方式的相控阵天线的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第五实施方式(第一实施方式)中一样，天线元件由通过其传递发送信号的信号路径R11和通过其传递接收信号的信号路径R12共享。此外，存储器M存储表TB71和表TB72，在表TB71中定义了通过发送/接收单元12a至12d的信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位的设定值，在表TB72中定义了用于表TB71中定义的设定值的多个校正值。
然后，通过使用存储器M中存储的表TB71来控制通过信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用通过用表TB72中定义的校正值校正表TB71中定义的设定值而获得的校正设定值来控制通过信号路径R12传递的发送信号的幅度和相位。因此，即使在信号路径R11与R12之间存在路径间误差，也可以形成期望的天线波束方向图。
如上所述，由于表TB71与图7A所示的表TB51相同，因此存储表TB71所需的存储量相当于32个字。此外，存储表TB72所需的存储量相当于8个字(即，4个字乘以2个索引)。在本实施方式中，存储所有设定值和校正值所需的存储量相当于40个字。因此，与在发送信号与接收信号之间不共享设定值的情况下所需的存储量(64个字)相比，能够减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
此外，在本实施方式中，表TB72定义有用于表TB71中定义的设定值的多个校正值。因此，在本实施方式中，可以根据要设置(形成)的天线波束方向图，使得用于控制通过信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位的校正设定值更适合。当信号路径R12中设置的幅度和相位控制器26的控制误差不能被忽略时，可以通过选择适合的校正值来减小控制误差。
[第八实施方式]
根据第八实施方式的相控阵天线具有与第六实施方式的相控阵天线基本相同的配置，并且整体配置与图3所示的相控阵天线2基本相同。然而，本实施方式的相控阵天线在控制器13的存储器M的内容和控制器13的配置的一部分方面与第六实施方式的相控阵天线略有不同。
图10A是示出根据第八实施方式的存储器的内容的示例的图。在本实施方式中，控制器13的存储器M存储表TB81以及表TB72至TB74，在表TB81中定义了要在发送/接收单元14a至14d的幅度和相位控制器22中设置的设定值，在表TB72至TB74中定义了用于表TB81中定义的设定值的校正值。
表TB81与图8A所示的表TB61相同，并且是定义通过发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)传递的发送信号的幅度和相位的设定值的表。与图8A所示的表TB62类似，表TB82是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与信号路径R22(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。
与图8A所示的表TB63类似，表TB83是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与发送/接收单元15a至15d的信号路径R23(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。与图8A所示的表TB64类似，表TB84是定义发送/接收单元14a至14d的信号路径R21(参考路径)与发送/接收单元15a至15d的信号路径R24(除参考路径之外的路径)之间的路径间误差的表。
然而，表TB82至TB84与图8A所示的表TB62至TB64的不同之处在于定义了多个上述路径间误差。以这种方式定义多个路径间误差的原因是：根据要设置(形成)的天线波束方向图，使得用于控制通过信号路径R22至R24传递的信号的幅度和相位的校正设定值更适合。
在图10A所示的示例中，在表TB82中定义了由校正索引A指定的两个路径间误差。此外，在表TB83中定义了由校正索引B指定的两个路径间误差。此外，在表TB84中定义了由校正索引C指定的两个路径间误差。
图10B是示出根据第八实施方式的校正索引的选择示例的图。如图10B所示，为V极化的波束方向图索引中的每一个选择校正索引A。为H极化的波束方向图索引中的每一个选择校正索引B和C。在图10A所示的表TB82至TB84中，校正索引A至C可以取值“1”或“2”。因此，如图10B所示，“1”或“2”被分别选择作为每个波束方向图索引的校正索引A至C的值。
图10C是描述根据第八实施方式的控制器的配置的一部分的图。如图10C所示，本实施方式的控制器13具有与图8B所示的控制器基本相同的配置。然而，本实施方式的控制器13与图8B所示的控制器的不同之处在于：选择与波束方向图索引相对应的校正索引A至C(参见图10B)，并且使用由所选择的校正索引A至C指定的校正值来校正设定值。在本实施方式中，由校正索引A指定“校正值A1”至“校正值A4”，由校正索引B指定“校正值B1”至“校正值B4”，以及由校正索引C指定“校正值C1”至“校正值C4”。
本实施方式的相控阵天线与第六实施方式的相控阵天线的不同之处在于：定义了信号路径R21与信号路径R22之间的多个路径间误差，定义了信号路径R21与信号路径R23之间的多个路径间误差，以及定义了信号路径R21与信号路径R24之间的多个路径间误差。然而，由于本实施方式的相控阵天线的基本操作与第六实施方式的相控阵天线的基本操作相同，因此将省略其详细描述。
如上所述，在本实施方式中，与第六实施方式(第二实施方式)中一样，天线元件由四个信号路径(信号路径R21至R24)共享。此外，存储器M存储表TB81以及表TB62至TB64，在表TB81中定义了信号路径R21的设定值，在表TB62至TB64中定义了用于表TB81中定义的设定值的多个校正值。
然后，通过使用表TB81的设定值来控制通过信号路径R21传递的发送信号的幅度和相位。此外，通过使用通过用表TB82至TB84中定义的校正值校正表TB81中定义的设定值而获得的校正设定值(第一校正设定值至第三校正设定值)来分别控制通过信号路径R22至R24传递的信号的幅度和相位。因此，即使在信号路径R21与信号路径R22至R24之间存在路径间误差，也可以形成期望的天线波束方向图。
如上所述，由于表TB81与图8A所示的表TB61相同，因此存储表TB81所需的存储量相当于32个字。此外，存储表TB82至TB84所需的存储量相当于每个表8个字。在本实施方式中，存储所有设定值和校正值所需的存储量相当于56个字。因此，与未共享设定值的情况下所需的存储量(128个字)相比，能够减少形成期望的天线波束方向图所需的存储量。
此外，在本实施方式中，表TB82至TB84定义有用于表TB81中定义的设定值的多个校正值。因此，在本实施方式中，可以根据要设置(形成)的天线波束方向图，使得用于控制通过信号路径R22至R24传递的信号的幅度和相位的校正设定值更适合。当信号路径R22至R24中设置的幅度和相位控制器22或幅度和相位控制器26的控制误差不能被忽略时，也可以通过选择适合的校正值来减少控制误差。
虽然上面已经描述了实施方式，但是本发明不限于以上实施方式，并且可以在本发明的范围内自由地修改。例如，在上述实施方式中，一个天线元件由两个信号路径R11和R12或四个信号路径R21至R24共享，但是天线元件不一定必须被共享。可以在两个信号路径R11和R12或四个信号路径R21至R24中的每一个中设置天线元件。
然而，无论天线元件是由多个信号路径共享还是天线元件不是由多个信号路径共享，期望均匀地布置诸如每个信号路径的布线长度的条件。当由于物理限制、安装误差、幅度和相位控制器22和26的控制误差等而难以均匀地布置上述条件时，如第五实施方式至第八实施方式中那样，可以提供校正值以校正设定值。
此外，在上述实施方式中，通过TDD系统实现了信号(无线电信号)的发送/接收，但并不总是需要发送和接收信号。它可以是仅发送信号，或者它可以是仅接收信号。例如，可以仅执行V极化信号和H极化信号的发送，或者可以执行V极化信号和H极化信号的接收。此外，本发明可以应用于通过采用适当的发送信号消除器同时发送和接收信号的全双工系统。
此外，当如上述第五实施方式至第八实施方式中那样执行校正操作时，可以想到在校正之后发生相位缠绕(即，校正后的相位可能超过±π)。当发生这样的相位缠绕时，期望执行模运算等以将校正后的相位保持在±π的范围内。
此外，在上述实施方式中，在所有波束方向图索引中共享设定值。然而，可以在至少一个波束方向图索引(即，要设置的至少一个天线波束方向图)中共享设定值。在共享设定值的波束方向图索引的数量少的情况下，优选的是减少校正值的数量和字的数量。
图11是示出存储器的内容的另一示例的图。如图11所示，该示例的表TB90包括三个表TB91至TB93。表TB91是定义在波束方向图索引为1至6的情况下使用的设定值的表。表TB92和TB93是定义在波束方向图索引为7或8的情况下使用的设定值的表。
在表TB91中定义的设定值例如用于控制通过图1所示的相控阵天线1中的每个发送/接收单元12a至12d的信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位以及通过信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位。也就是说，关于波束方向图索引1至6，在信号路径R11与R12之间共享表TB91。
在表TB92中定义的设定值例如用于控制通过图1所示的相控阵天线1中的每个发送/接收单元12a至12d的信号路径R11传递的发送信号的幅度和相位。在表TB93中定义的设定值例如用于控制通过图1所示的相控阵天线1中的每个发送/接收单元12a至12d的信号路径R12传递的接收信号的幅度和相位。
如所描述的，在该示例中，关于波束方向图索引1至8中的六个波束方向图索引(即，波束方向图索引1至6)共享设定值。然而，图11所示的配置仅是一个示例，并且共享设定值的波束方向图索引的数量不限于6，该数量可以是1至5或7中的任一个。
[附图标记列表]
1、2相控阵天线
11a至11d天线元件
16a至16d天线元件
22、26幅度和相位控制器
M存储器
24开关
R11、R12信号路径
R21至R24信号路径

Claims (10)

1.一种相控阵天线，包括：
多个天线元件；
多个信号路径，所述多个信号路径连接至所述天线元件中的每一个；
存储单元，所述存储单元被配置成存储通过关于所述天线元件中的至少一个天线元件的所述多个信号路径中的至少一个预定义参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个的设定值，所述设定值用于要被设置的天线波束方向图中的至少一个；以及
幅度和相位控制单元，所述幅度和相位控制单元被配置成通过使用所述存储单元中存储的设定值来控制通过连接至其设定值存储在所述存储单元中的天线元件的所述参考路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个，并且被配置成通过使用所述存储单元中存储的设定值来控制通过除连接至所述天线元件的所述参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位。
2.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，
所述存储单元被配置成存储所有天线元件的设定值。
3.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，
所述存储单元还存储所述参考路径与除所述参考路径之外的信号路径之间的路径间误差，并且
所述幅度和相位控制单元通过使用校正设定值来控制通过除所述参考路径之外的信号路径传递的信号的幅度或相位中的至少一个，所述校正设定值是通过由所述路径间误差校正所述存储单元中存储的设定值而获得的。
4.根据权利要求3所述的相控阵天线，其中，
所述存储单元存储多个路径间误差，并且
所述幅度和相位控制单元根据要设置的天线波束方向图选择所述路径间误差中的一个。
5.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，所述多个信号路径包括：
发送信号路径，通过所述发送信号路径传递从所述天线元件中的每一个发送的多个发送信号，以及
接收信号路径，通过所述接收信号路径传递由所述天线元件中的每一个接收的多个接收信号。
6.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，所述多个信号路径包括：
第一发送信号路径，通过所述第一发送信号路径传递作为第一极化状态的信号从所述天线元件中的每一个发送的发送信号，
第一接收信号路径，通过所述第一接收信号路径传递通过由所述天线元件中的每一个接收所述第一极化状态的信号而获得的接收信号，
第二发送信号路径，通过所述第二发送信号路径传递作为第二极化状态的信号从所述天线元件中的每一个发送的发送信号，以及
第二接收信号路径，通过所述第二接收信号路径传递通过由所述天线元件中的每一个接收所述第二极化状态的信号而获得的接收信号。
7.根据权利要求1所述的相控阵天线，还包括：
切换单元，所述切换单元被配置成顺序地切换所述信号路径。
8.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，与要设置的天线波束方向图的数量一样多地提供所述设定值。
9.根据权利要求1所述的相控阵天线，其中，仅针对要设置的天线波束方向图的一部分提供所述设定值。
10.一种相控阵天线，包括：
多个天线元件；
第一发送信号路径，通过所述第一发送信号路径传递作为第一极化状态的信号从所述天线元件中的每一个发送的发送信号；
第一接收信号路径，通过所述第一接收信号路径传递通过由所述天线元件中的每一个接收所述第一极化状态的信号而获得的接收信号；
第二发送信号路径，通过所述第二发送信号路径传递作为第二极化状态的信号从所述天线元件中的每一个发送的发送信号；
第二接收信号路径，通过所述第二接收信号路径传递通过由所述天线元件中的每一个接收所述第二极化状态的信号而获得的接收信号；
存储单元，所述存储单元被配置成存储用于关于所有天线元件要被设置的所有天线波束方向图的第一设定值和第二设定值，所述第一设定值是通过所述第一发送信号路径传递的发送信号和通过所述第一接收信号路径传递的接收信号中的任一个的幅度或相位中的至少一个的设定值，所述第二设定值是通过所述第二发送信号路径传递的发送信号和通过所述第二接收信号路径传递的接收信号中的任一个的幅度或相位中的至少一个的设定值；以及
幅度和相位控制单元，所述幅度和相位控制单元被配置成通过使用所述存储单元中存储的所述第一设定值来控制通过所述第一发送信号路径传递的发送信号和通过所述第一接收信号路径传递的接收信号的幅度或相位中的至少一个，并且被配置成通过使用所述存储单元中存储的所述第二设定值来控制通过所述第二发送信号路径传递的发送信号和通过所述第二接收信号路径传递的接收信号的幅度或相位中的至少一个。
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