CN1303220A - 自适应阵列天线收发装置 - Google Patents

Abstract

自适应阵列天线收发装置备有频率变换器(24);从各发射机(13)的输出中取出信号的耦合器(15);选择各发射机(13)的信号的转换器(21);变换其选择的信号频率的频率变换器(22);有选择地输入频率变换器(22)的信号并输出到多个路径的转换器(23);转换器(16);以及用于控制各转换器并输入接收机14输出的振幅和相位值以求出阵列天线各分路校正值的校正控制电路(25)。

Description

自适应阵列天线收发装置

本发明涉及使用自适应阵列天线进行无线信号的收发的自适应阵列天线收发装置，尤其涉及在发送和接收中相互使用不同频率的信号的如FDD(频分双工)方式那样的通信系统中，对于每个发射机和接收机分别在装置内自动校正阵列天线的分路之间的振幅及相位差的自适应阵列天线收发装置。另外，本发明涉及不使用来自远处的信息就可分别校正含有天线和供电线等的装置的发送部和接收部的振幅与相位的自适应阵列天线收发装置。

随着近年来便携电话、PHS(个人手持电话系统)等突飞猛进的移动通信的普及，必须确保在有限的频带中尽可能多的用户的通信信道。

为此，在移动通信中，对于多数用户根据需要采用分配特定的信道的方法已成为主流。

在以蜂窝系统、PHS等为代表的现行移动通信系统中，作为多信道访问方式，主要采用时分多路(时分多路：TDMA)方式。其中，在成为便携电话系统的代表的GSM(全球移动通信系统)、PDC(个人数字蜂窝电信系统)等中，为了扩大通话区域，已采用了FDD方式。

但是，为提高无线区间中频率的利用率，必须降低来自相邻蜂窝的干涉波的影响。作为降低干涉波的技术，已知有自适应阵列天线。这种技术已在例如文献1(1980年，纽约，Jone Willy&Sons的Monzingo等人的文章“自适应阵列导论”)中公开。

在自适应阵列天线中，由排列为阵列状的多个天线单元构成了阵列天线。并且，在阵列天线的各个分路上，对于输入的信号，对振幅和相位加权后控制阵列天线的辐射图形。即，在干涉波方向形成阵列天线的辐射图形的零点，从而降低干涉波的影响。

将自适应阵列天线和FDD系统组合的装置示于图34。

近年来，考虑控制的容易程度和灵活性等，在自适应阵列天线中所需要的振幅和相位的控制，一般是通过在基带中使用DSP(个人数字处理器)等的运算器的数字信号处理来实现的。这一点已在例如文献2(1993年8月出版的IEEE Trans．的42卷第3期第282到288页的T.Ohgane等人的文章“在移动通信中用于高速GMSK传输的CMA自适应阵列的实施”)中公开了。

因此，在以基带的控制实现自适应阵列天线时，阵列天线的每个分路上必须有发射机和接收机。对于这样的自适应阵列天线使用的发射机和接收机，理想情况是它们的振幅和相位在各个分路之间相等。但是，实际上，由于功率放大器等的高频电路和电缆等的个体差别、设置位置的温度特性的变化等，振幅和相位在分路之间大多不同。

由于这样的振幅和相位等的误差影响，在自适应阵列天线的辐射图形中，相对于理想的辐射图形，将产生零降低和旁瓣升高的现象，从而成为自适应阵列天线原来持有的干涉波抑制特性恶化的原因。这一点记载在例如文献3(1996年出版的J.Litva等人的文章“无线通信中的数字射束形成”)中。

对于这种现象的一个例子，参考图31和32来说明。图31表示阵列天线的构成与方向图，图32表示振幅和相位误差与零深度之间的关系。即，以将图31所示的振幅和相位作为理想条件供给图31所示的3单元圆形排列的阵列天线的各单元的情况为基准，各单元的振幅和相位偏离作为基准的理想条件时的辐射图形的零深度表示在图32中。

在理想的条件下，在图32所示的180度方向形成为零的辐射图形，零深度也变得非常大。但是，在各单元的振幅和相位偏离作为基准的理想条件时，阵列天线的幅射图形恶化，对应于振幅误差和相位误差，如图32所示的那样，零深度上升。

因此，在采用发送频率与接收频率不同的FDD系统时，为使自适应阵列天线的发送的辐射图形与接收的辐射图形一致，校正阵列天线的每个分路之间的振幅与相位的技术是有必要的。另外，在FDD系统中应用自适应阵列天线时，由于发送和接收的频率不同，所以在接收时求出的自适应阵列天线的各单元的加权系数在接收时不能直接应用。

因此，通常，为确定自适应阵列天线发送时的加权系数，必须使用接收时某个到来方向的推断技术来推断所希望的信号和干涉信号的方向，并使用这些方向的信息来确定发送时的加权系数，控制辐射图形。为此，为在FDD系统中应用自适应阵列天线，在接收时和发送时必须分别进行校正。

以往，在校正每个发送机和接收机的振幅和相位时，使用在装置内安装的振荡器输出的校正用的基准信号。这种技术已在例如文献4(微波期刊第32卷第1期第122到136页的H.Steyscal等人的文章“雷达的数字射束形成”)中公开。

这样的已有例子的校正电路如图33所示。使用图33的校正电路时的校正次序如下。

(1)通过作为分路器的耦合器把来自基准信号发生器的基准信号作为公共信号发送到各个分路。使用在各个分路的接收机得到的值和基准值求出各个接收机的校正值。把预定的特定分路的接收机检出的值用作上述基准值。

(2)经转换器和衰减器(衰减器)把发射机输出的信号发送到接收机，使用在每个分路上得到的值和基准值对每一个分路求出全部收发的校正值。这里使用的基准值是在上述(1)中求接收机的校正值时作为基准的分路的接收机得到的值。

(3)从在上述(2)中求出的全部收发的校正值减去在上述(1)求出的接收机的校正值，从而求出各个发射机的校正值。

如上所述，通过使用图33的校正电路，能够在装置内校正阵列天线的各个分路之间的振幅和相位。

但是，由于在FDD系统中发射机和接收机的频率不同，所以，不能用接收机测定发射机输出的信号，即使使用图33所示的校正电路，也不能进行上述(2)的次序。因此，在使用已有的校正电路时，仅能进行接收机的校正，不能消除发射机侧的振幅误差和相位误差。另外，已有的校正电路可以实现装置之间的校正，不能进行天线单元之间的校正。

另一方面，在校正也含有天线单元的振幅和相位的偏差的阵列天线装置的各个分路之间的振幅和相位时，接收从远处到来的信号，或在远处接收阵列天线发送的信号，使用对每个分路使用移相器而使相位依次旋转的方法。这种技术叫作单元电场向量旋转方法，表示在例如文献5(电子信息通信学会论文集(B)的第J-65-B卷第5期第555页到560页，真野，片木的文章“相控阵天线的元件振幅相位测定方法”)中。

在例如移动通信中，各基地台不一定必须规则地配置，为消除通话区域的盲区，通常根据通信量的增大而将各基地台配置到适当确定的位置。在移动通信的各基地台应用上述单元电场向量旋转方法时，基地台与基准台必须满足成为视场内的条件。因此，在移动通信等的环境下，最好尽可能在装置内可以校正阵列天线的各个分路之间的振幅和相位。

另外，通过在阵列天线的天线单元之间收发信号进行天线和与其连接的收发机的校正的方法表示在文献6(1989年7月出版的IEEETrans.AP-37d,第7期第844到850页的H.M.Aumann等人的文章“相控阵天线校准和适用人工耦合措施的方向图预测”)中。

下面，参考图35A和35B说明文献6的方法。在这种方法中，如图35A所示，例如，把阵列天线的每个天线单元配置成6角形排列，同时将相邻的天线单元排列到从基准单元(这时为#m)看为均等位置。这时，可以将从基准单元的相邻的天线单元的单元之间相互耦合视为相同。这种条件下，如图35B所示，通过在相邻的天线单元和基准单元之间收发信号，便可修正收发机之间的振幅和相位差。

但是，实际上阵列天线的排列是直线和圆形的情况很多，实际的排列中，使所使用的天线之间的相互耦合全部相等是困难的。另外，为应用这种方法，对于全部单元必须满足上述条件，大多需要校正使用的天线。此外，由于发送和接收的频率不同，所以，把这种方法应用于FDD系统时，不能简单地在相邻的天线之间收发信号。

本发明的目的是提供一种自适应阵列天线收发装置，即使在阵列天线的发送频率和接收频率不同的情况下，其也能够对含有天线和供电线等的装置的接收部和发送部双方进行简单而独立地校正。

为实现上述目的，本发明提供第一种自适应阵列天线收发装置，在具有由多个天线单元构成的阵列天线、与所述阵列天线的天线单元数目相同数目的发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路、同时所述接收机的接收频率和所述发射机的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置中，设置有用于输出与所述接收机的接收频率和所述发射机的发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路；从所述多个发射机的各个输出将信号的一部分进行分路并取出的分路器；选择所述多个发射机中的任何一个输出的信号的第一转换器；使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器所选择的信号的频率的频率变换器；将所输入的所述频率变换器输出的信号有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个的第二转换器；把来自所述天线单元的接收信号和来自所述第二二转换器的信号有选择地输入到所述各个接收机的第三转换器；通过控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态而输入由所述接收机得到的振幅和相位值并求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路。

在第一自适应阵列天线收发装置中，所述多个发射机的任何一个输出的信号由分路器(例如耦合器)取出、由第一转换器选择后输入频率变换器。频率变换器使用本机信号发生电路输出的信号变换第一转换器选择的信号的频率。

另外，本机信号发生电路输出的信号的频率相当于所述接收机的接收频率与所述发射机的发送频率的差值。例如，发射机的发送频率是f1，接收机的接收频率是f2，在存在(f1＞f2)的关系时，本机信号发生电路输出的信号的频率为(f1-f2)。因此，把发射机输出的频率为f1的信号输入到频率变换器后，便可在频率变换器的输出处得到频率为f2的信号。由于该信号的频率f2与接收机的接收频率f2相同，所以，如果把该信号输入到各个接收机，就能够测定该接收机处的信号的振幅和相位。

第二转换器在输入了频率变换器输出的信号后将其有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个。第三转换器把来自天线单元的接收信号和来自第二转换器的信号有选择地输入到各个接收机。

因此，通过第一转换器、第二转换器、第三转换器的切换，能够把来自在阵列天线的任何一个支路上设置的发射机的发送信号经调整频率后输入到任何一个支路的接收机。

第一转换器、第二转换器、第三转换器的控制通过校正控制电路进行。另外，校正控制电路输入由接收机得到的振幅和相位值，并求出阵列天线的各个分路的校正值。

按照第一种自适应阵列天线收发装置，即使在接收机的接收频率与发射机的发送频率不同的情况下，由于在把发射机输出的信号输入到接收机后可以测定振幅和相位值，所以，不只能够进行接收机的校正，而且也能进行发射机的校正。

在本发明的第一种自适应阵列天线收发装置中，在由所述第一转换器依次选择所述多个发射机的每一个输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把通过所述频率变换器变换的信号作为基准输入预先决定的特定分路的接收机中，计算出对于来自各个分路的发射机的信号分别测定的多个振幅和相位值与对于来自作为基准预先决定的特定分路的发射机的信号测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的发送系统的校正值。

在接收机检出发射机输出的信号后得到的振幅和相位中，含有发射机的成分、接收机的成分以及依赖于温度特性的成分。本发明中，由于求出以特定的接收机测定来自各个分路的发射机的信号而得到的振幅相位值与测定来自作为基准的分路的发射机的信号而得到的振幅和相位值的比率，所以，在各个分路的振幅和相位值中共用的接收机的成分与依赖温度特性的成分相互抵消，从而可以得到仅发射机的振幅和相位成分，作为校正值。

在本发明的第一种自适应阵列天线收发装置中，在上述第1转换器选择作为基准预先决定的特定分路的发射机输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把在所述频率变换器进行了频率变换的信号依次输入到各个分路的接收机中，计算出各个分路的接收机分别测定的多个振幅和相位值与作为基准预先决定的特定分路的接收机测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的接收系统的校正值。

在接收机检出发射机输出的信号后得到的振幅和相位中，含有发射机的成分、接收机的成分以及依赖于温度特性的成分。本发明中，由于求出各个分路的接收机测定来自特定发射机的信号而得到的振幅相位值与作为基准的分路的发射机测定的振幅和相位值的比率，所以，在各个分路的振幅和相位值中共用的发射机的成分与依赖温度特性的成分相互抵消，从而可以得到仅接收机的振幅和相位成分，作为校正值。

本发明提供第二种自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在配备有多个天线单元构成的阵列天线、与所述阵列天线的天线单元数目相同数目的发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路、同时所述接收机的接收频率与从所述发射机施加到天线单元上的信号的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置中，设置有用于输出与所述接收频率和所述发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路；利用所述本机信号发生电路输出的信号将与所述多个发射机的每一个输出的所述接收频率相同的频率的信号进行频率变换的第一频率变换器；在所述多个发射机的各个输出处把所述第一频率变换器的信号的一部分进行分路并取出的第一分路器；在所述发射机的1个输出处把所述第一频率变换器的变换前的信号的一部分分路并取出的第二分路器；选择所述多个发射机中的任何一个输入到所述第一分路器的一个信号的第一转换器；使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器选择的信号的频率的第二频率变换器；输入所述第二分路器输出的信号后有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个的第二转换器；把来自所述天线单元的接收信号、来自所述第二转换器的信号和来自所述第二频率变换器的信号有选择地输入到所述各个接收机的第三转换器；控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态并输入由所述接收机得到的振幅和相位值从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路。

在第二自适应阵列天线收发装置中，各个发射机输出的信号的频率与接收机的接收频率相同，但是各个发射机输出的信号由第一频率变换器进行频率变换，作为发送信号加到天线单元上。因此，与第一自适应阵列天线收发装置的情况相同，发送频率和接收机的接收频率不同。

第一分路器把第一频率变换器变换后的发送信号的一部分进行分路后取出。第一转换器选择来自任何一个分路的发射机的信号(第一频率变换器变换后的信号)，输入到第二频率变换器。第二频率变换器使用所述本机信号发生电路输出的信号变换第一转换器选择的信号的频率。

另外，本机信号发生电路输出的信号的频率相当于所述接收机的接收频率与所述发送频率的差值。例如，加到天线单元上的信号的发送频率是f1，接收机的接收频率是f2，在存在(f1＞f2)的关系时，本机信号发生电路输出的信号的频率为(f1-f2)。

因此，把发射机输出的通过第一频率变换器的频率为f1的信号输入到第二频率变换器后，便可在第二频率变换器的输出处得到频率为f2的信号。由于该信号的频率f2与接收机的接收频率f2相同，所以，如果把该信号输入到各个接收机，便可由该接收机测定该接收机处的信号的振幅和相位。

在这个例子中，由于各个发射机输出的信号的频率与接收机的接收频率相同，所以，在从发射机的输出取出通过第一频率变换器之前的信号时，不变换该个信号的频率就能够测定接收机处的振幅和相位。

因此，第二转换器通过第二分路器从一个分路的发射机的输出取出第一频率变换器的变换前的信号，有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个。第三转换器把来自天线单元的接收信号、来自第二转换器的信号和来自第二频率变换器的信号有选择地输入到各个接收机。

因此，通过切换第一转换器、第二转换器、第三转换器，便能把来自在阵列天线的任何一个的支路上设置的发射机的发送信号经调整频率后输入到任何一个支路的接收机。

第一转换器、第二转换器、第三转换器的控制通过校正控制电路进行。另外，校正控制电路输入由接收机得到的振幅和相位值，并求出阵列天线的各个分路的校正值。

第二种自适应阵列天线收发装置在即使接收频率与发送频率不同时，也能在把发射机输出的信号输入到接收机并测定振幅和相位值，所以，不只能够进行接收机的校正，而且也能进行发射机的校正。

在本发明的第二种自适应阵列天线收发装置中，在所述第一转换器依次选择所述多个发射机的每一个输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把通过所述第二频率变换器进行了频率变换的信号作为基准输入到预先决定的特定分路的接收机中，计算出对于来自各个分路的发射机的信号分别测定的多个振幅和相位值与对于来自规定作为预定基准的特定分路的发射机的信号测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的发送系统的校正值。

在接收机检出发射机输出的信号而得到的振幅和相位中，含有发射机的成分、接收机的成分以及依赖于温度特性的成分。本发明中，由于求出以特定的接收机测定来自各个分路的发射机的信号而得到的振幅相位值与测定来自作为基准的分路的发射机的信号而得到的振幅和相位值的比率，所以，在各个分路的振幅和相位值中共用的接收机的成分与依赖温度特性的成分相互抵消，从而可以得到仅发射机的振幅和相位成分，作为校正值。

在本发明的第二种自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路在由所述第二分路器取出作为基准预先决定的特定分路的发射机输出的信号，经所述第二转换器和第三转换器依次输入到各个分路的接收机，计算出各个分路的接收机分别测定的多个振幅和相位值与作为基准预先决定的特定分路的接收机测定的多个振幅·相位值的比率，作为各个分路的接收系统的校正值。

在接收机检出发射机输出的信号而得到的振幅和相位中，含有发射机的成分、接收机的成分以及依赖于温度特性的成分。本发明中，由于求出各个分路的接收机测定来自特定发射机的信号而得到的振幅相位值与作为基准的分路的发射机测定的振幅和相位值的比率，所以，在各个分路的振幅和相位值中共用的发射机的成分与依赖温度特性的成分相互抵消，从而可以得到仅接收机的振幅和相位成分，作为校正值。

本发明提供第三种自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在配备有多个天线单元构成的阵列天线、与所述阵列天线的天线单元数目相同数目的发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路、同时所述接收机的接收频率与所述发射机的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置中，设置有输出与所述接收机的接收频率和所述发射机的发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路；把从所述多个发射机的每一个输出的信号的一部分进行分路并取出的分路器；对于所述阵列天线预定的分路排列从相互邻接的2个分路分别输入所述分路器的输出信号并选择其中任何一个的多个第一转换器；使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器选择的信号的频率的频率变换器；对于所述阵列天线的多个分路的每一个，输入所述频率变换器输出的信号、有选择地输出到互相邻接的2个分路的任何一个的路径中的多个第二转换器；对于所述阵列天线的多个分路的每一个，选择来自所述天线单元的接收信号、来自属于该分路的所述所述第二转换器的信号和来自属于邻接的分路的所述第二转换器的信号的任何一个并输入到一个接收机的第三转换器；控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态并输入由所述接收机得到的振幅和相位值从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路。

在第三自适应阵列天线收发装置中，第一转换器从相互邻接的2个分路的每一个分别输入所述分路器的输出信号并选择其中任何一个；这时邻接的2个分路不一定必须与实际的天线单元的排列一致，可以任意决定第一转换器选择的分路排列。

频率变换器对于各个分路使用本机信号发生电路输出的信号分别变换第一转换器选择的信号的频率。

本机信号发生电路输出的信号的频率相当于所述接收机的接收频率与所述发射机的发送频率的差值。例如，发射机的发送频率是f1，接收机的接收频率是f2，在存在(f1＞f2)的关系时，本机信号发生电路输出的信号的频率为(f1-f2)。因此，把发射机输出的频率为f1的信号输入到频率变换器后，便可在频率变换器的输出处得到频率为f2的信号。由于该信号的频率f2与接收机的接收频率f2相同，所以，如果把该信号输入到各个接收机，便可由该接收机测定该接收机处的信号的振幅和相位。

对于阵列天线的多个分路的每一个，第二转换器输入频率变换器输出的信号，并有选择地输出到相互邻接的2个分路的任何一个的路径中。

对于阵列天线的多个分路的每一个，第三转换器选择来自该分路的天线单元的接收信号、来自属于该分路的第二转换器的信号和来自属于邻接的分路的第二转换器的信号的任何一个，输入到一个接收机。

因此，通过切换第一转换器、第二转换器、第三转换器，便能把来自在阵列天线的任何一个的支路上设置的发射机的发送信号经调整频率后输入到任何一个支路的接收机。

第一转换器、第二转换器、第三转换器的控制通过校正控制电路进行。校正控制电路输入在接收机得到的振幅和相位值，求出阵列天线的各个分路的校正值。

按照第三种自适应阵列天线收发装置，即使接收机的接收频率与发射机的发送频率不同，由于能把发射机输出的信号输入到接收机并测定振幅和相位值，所以，不只能够进行接收机的校正，而且也能进行发射机的校正。

在本发明的第三种自适应阵列天线收发装置中，在相邻的分路的每一个上，在所述第一转换器交互地选择邻接的2个分路的发射机输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把通过所述频率变换器进行了频率变换的信号输入到2个分路中预定的一个接收机中，并求出对于来自2个分路的发射机的信号分别测定的振幅和相位比率，作为第一比率，同时对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用由该分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率并计算出各个分路的发送系统的校正值。

通过在第一转换器交互地选择来自邻接的2个分路的发射机的信号并输入一方的分路的公用接收机，可以得到2个振幅和相位值。将这两个振幅和相位值的比率作为第一比率。对邻接的分路的每一个分别求出第一比率。

但是，在邻接的2个分路之间求出的第一比率中，含有与2个分路的发射机相关的振幅和相位值成分。因此，对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用由该分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率。

通过这种修正，各个分路的第一比率被统一成与作为基准预先决定的特定分路的发射机的振幅和相位值成分对应的该分路的发射机的振幅和相位值的比率。因此，可以把各个分路的第一比率作为各个发射机的振幅和相位值成分的校正值来利用。

在本发明的第三种自适应阵列天线收发装置中，在相邻的分路的每一个上，在所述第一转换器选择邻接的2个分路中预定的一方的发射机输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述频率变换器进行了频率变换的信号交互地输入到邻接的2个分路的每一个的接收机中，并求出邻接的2个分路的接收机分别测定的振幅和相位比率，作为第一比率，同时对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用由该分路求出的所述第一比率修正由其它分路求出的第一比率，并计算出各个分路的发送系统的校正值。

对于邻接的2个分路的每一个，通过由第二转换器交互地选择一方的发射机的信号来输入到2个分路的任何一方的接收机中，便可得到2个振幅和相位值。将这2个振幅和相位值的比率作为第一比率。对邻接的分路的每一个分别求出第一比率。

但是，在邻接的2个分路之间求出的第一比率中，含有与2个分路的接收机相关的振幅和相位值成分。因此，对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用由该分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率。

通过这种修正，各个分路的第一比率被统一成与作为基准而决定的特定分路的接收机的振幅和相位值成分对应的该分路的接收机的振幅和相位值的比率。因此，可以把各个分路的第一比率作为各个接收机的振幅和相位值成分的校正值来利用。

本发明提供第四种自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在配备有3个以上的N个天线单元构成的阵列天线、N个发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权并对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路同时用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同的自适应阵列天线收发装置中，设置有输出的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个发射机；把所述N个发射机的每一个输出的信号的频率变换为所述阵列天线的发送频率的第一频率变换器；从所述N个发射机的每一个的输出取出由所述第一频率变换器变换前的信号的N个分路器；接收的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个接收机；把与所述阵列天线的发送频率相同的频率的信号变换为与所述阵列天线的接收频率相同的频率的第二频率变换器；设置在所述第一频率变换器的输出、所述接收机的输入和所述各个天线单元之间的N个第一收发共用器；设置在所述分路器的输出、所述第二频率变换器的输入和所述各个天线单元之间的N个第二收发共用器；可以与所述N个发射机和N个接收机的任何一个连接的至少一个附加天线；将所述天线单元和附加天线的任何一方与所述第一收发共用器及第二收发共用器的任何一方连接的设置在每个天线单元上的第一转换器；有选择地把连接于所述接收机的输入的所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的接收信号的任何一方输入到所述接收机的设置在每一个接收机上的第二转换器；把所述附加天线连接于任何一个第一转换器的第三转换器；在控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的同时根据由所述各个接收机得到的振幅和相位值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路。

在第四自适应阵列天线收发装置中，通过控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器选择3个分路回路，便可用1个分路接收分别2个分路发射的信号，或者，用剩余的2个分路分别接收从共用的1个分路发射的信号。

对于共用的分路，能使用附加天线进行信号收发。

将附加天线配置在规定位置，通过经附加天线用1个共用分路接收2个分路发送的信号，便可求出含有2个分路的发射部和天线单元的相对振幅和相位值，作为校正值。

通过经附加天线用2个分路分别接收1个共用分路发送的信号，便能求出含有2个分路的接收部和天线单元的相对振幅和相位值，作为校正值。

由于用于通信的所述阵列天线的接收频率和发送频率不同，所以，所述阵列天线发送的信号的频率与接收机的接收频率不同，但是，利用在接收侧设置的第二频率变换器，便可得到接收机可能接收的频率的接收信号。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，在从所述N个发射机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距地存在的2个天线单元的分路的第一发射机和第二发射机的同时，从所述N个接收机中选择属于与所述第一发射机和第二发射机不同的分路的1个校正接收机，把所述第三转换器连接于与属于所述第一发射机和第二接收机不同的分路的1个校正接收机的相连接的第一转换器，从第一发射机所属的分路的天线单元发送把所述第一发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，检测把对所述附加天线接收的所述第一发射机的信号由所述第二频率变换器进行了频率变换的输出信号输入到所述校正接收机而由所述校正接收机得到的第一测定值，从第二发射机所属的分路的天线单元发送把所述第二发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，检测把对所述附加天线接收的所述第二发射机的信号由所述第二频率变换器进行了频率变换的输出信号输入到所述校正接收机而由所述校正接收机得到的第二测定值，计算所述第二测定值与第一测定值的比率作为第一校正值，根据依次切换所述第一发射机和第二发射机的选择而分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值，对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路的第一校正值修正该分路的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值计算出第一校正值。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，在从所述N个发射机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距地存在的2个天线单元的分路的第一发射机和第二发射机的同时，从所述N个接收机中选择属于与所述第一发射机和第二发射机不同的分路的1个校正接收机。

所述校正控制电路从属于第一发射机的分路的天线单元发送把所述第一发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，检测把对所述附加天线接收到的所述第一发射机的信号由所述第二频率变换器进行了频率变换的输出信号输入到所述校正接收机而由所述校正接收机得到的第一测定值。

此外，所述校正控制电路从第二发射机所属的分路的天线单元发送把所述第二发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，把对所述附加天线接收到的所述第二发射机的信号由所述第二频率变换器进行了频率变换的输出信号输入到所述校正接收机而由所述校正接收机检出得到的第二测定值。

所述校正控制电路计算出所述第二测定值与第一测定值的比率作为第一校正值，并根据依次切换所述第一发射机和第二发射机的选择而分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值。并且，对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正该分路的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值计算出第一校正值。

上述第四自适应阵列天线收发装置中，即使阵列天线的天线单元数目多时，也能求出含有各个分路的发射机和天线单元的发射部的振幅和相位值的校正值，作为对于特定的基准分路的相对值。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，在从所述N个接收机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距地存在的2个天线单元的分路的第一接收机和第二接收机的同时，从所述N个发射机中选择属于与所述第一接收机和第二接收机不同的分路的1个校正发射机，通过所述分路器、第二收发共用器、第一转换器和第三转换器从所述附加天线发送所述校正发射机发送的信号，检测把所述第一接收机所属的分路的天线单元接收到的所述校正发射机的信号输入到所述第一接收机而由所述第一接收机得到的第一测定值，检测把所述第二接收机所属的分路的天线单元接收到的所述校正发射机的信号输入到所述第二接收机而由所述第一接收机得到的第二测定值，计算出所述第二测定值与第一测定值的比率作为第一校正值，并根据依次切换所述第一接收机和第二接收机的选择而分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值，对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路的第一校正值修正该分路的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值计算出第一校正值。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，在从所述N个接收机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距地存在的2个天线单元的分路的第一接收机和第二接收机的同时，从所述N个发射机中选择属于与所述第一接收机和第二接收机不同的分路的1个校正发射机。

所述校正控制电路通过所述分路器、第二收发共用器、第一转换器和第三转换器从所述附加天线发送所述校正发射机发送的信号，检测把所述第一接收机所属的分路的天线单元接收到的所述校正发射机的信号输入到所述第一接收机而由所述第一接收机得到的第一测定值。

此外，所述校正控制电路检测把从第二接收机所属的分路的天线单元接收的所述校正发射机的信号输入到所述第二接收机而由所述第二接收机得到的第二测定值。

所述校正控制电路计算出所述第二测定值与第一测定值的比率作为第一校正值，并根据依次切换所述第一接收机和第二接收机的选择而分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值。并且，对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正该分路的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值计算出第一校正值。

上述第四自适应阵列天线收发装置中，即使阵列天线的天线单元数目多时，也能求出含有各个分路的发射机和天线单元的发射部的振幅和相位值的校正值，作为对于特定的基准分路的相对值。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，在1条直线上等间距配置所述N个天线单元，同时在两个天线单元的中间位置配置附加天线。

在阵列天线的天线单元在直线上并列配置时，通过在所选择的2个天线单元的中间位置上配置附加天线，能够使2个天线单元的每一个与附加天线之间的距离相等。

通过使2个天线单元的每一个与附加天线之间的距离相等，便可求出校正值而使天线单元与附加天线之间的传送损失的影响不会出现在校正值中。

对于3个以上的分路的每一个求校正值时，可以根据所选择的分路的组合变更1个附加天线的位置，或者预先在每一个的中间位置配置多个附加天线，用转换器切换多个附加天线。

在本发明的第四自适应阵列天线收发装置中，在1个圆周上等间距地配置所述N个天线单元，同时在所述圆周的中心位置配置所述附加天线。

在阵列天线的天线单元在圆周上并列配置时，通过在圆周的中心位置配置附加天线，能够使全部天线单元的每一个与附加天线之间的距离相等。

本发明提供第五种自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在配备有2个以上的N个天线单元构成的阵列天线、N个发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路，同时在用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同的自适应阵列天线收发装置中，设置有输出的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个发射机；把所述N个发射机的每一个输出的信号的频率变换为所述阵列天线的发送频率的第一频率变换器；从所述N个发射机的每一个的输出中取出由所述第一频率变换器变换前的信号的N个第一分路器；在阵列天线的每个分路上从所述第一频率变换器的输出N个发射机的每一个的输出中取出变换后的信号的N个第二分路器；接收的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个接收机；把与所述阵列天线的发送频率相同的频率的信号变换为与所述阵列天线的接收频率相同的频率的第二频率变换器；设置在所述第一频率变换器的输出、所述接收机的输入和所述各个天线单元之间的N个第一收发共用器；设置在所述第一分路器的输出、所述第二频率变换器的输入和所述各个天线单元之间的N个第二收发共用器；可以与所述N个发射机和N个接收机的任何一个连接的至少一个附加天线；将所述天线单元和附加天线的任何一方与所述第一收发共用器及第二收发共用器的任何一方连接的每个天线单元上设置的第一转换器；把属于预定基准分路的第一分路器的输出连接于任何一个分路的接收机的输入的第二转换器；把属于N个分路的每一个的所述第二分路器的输出的任何一个连接于属于所述基准分路的第二频率变换器的输入的第三转换器；把所述第三转换器的输出和属于所述基准分路的第二收发共用器的任何一方连接于属于所述基准分路的第二频率变换器的输入的第四转换器；在各个分路选择所述第一收发共用器的接收信号、所述第二频率变换器输出的信号以及所述第二转换器输出的发射机的信号中的任何一个而加到所述接收机的输入端的第五转换器；把所述附加天线连接于任何一个第一转换器的第六转换器；在控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器、第四转换器、第五转换器和第六转换器的同时根据从所述各个接收机得到的振幅和相位值求出分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路。

在第五自适应阵列天线收发装置中，通过控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器、第四转换器、第五转换器和第六转换器，便可在基准分路与所选择的1个分路之间不通过天线单元而进行信号的收发。

即，在测定发射机的校正值时，由于基准分路和所选择的分路的第一频率变换器输出的信号分别通过第二分路器、第三转换器、第四转换器、第二频率变换器、第五频率变换器而有选择地输入到基准分路的接收机，所以，对于基准分路和选择的分路的每一个，可以由基准分路的接收机测定发射机的振幅和相位值。因此，作为对于基准分路的相对值，可以求出不含有天线的发射机的校正值。

另外，在测定接收机的校正值时，由于基准分路的发射机输出的信号通过第一分路器和第二转换器并通过基准分路和所选择的分路的第五转换器输入到各个分路的接收机，所以，不通过天线单元就能够用基准分路和选择的分路的接收机测定基准分路的发射机的信号。因此，作为对于基准分路的相对值，可以求出不含有天线的接收机的校正值。

本发明提供第六种自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在配备有2个以上的N个天线单元构成的阵列天线、N个发射机和接收机、在所述各个天线单元上分别与所述发射机和接收机连接的第一收发共用器、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路，同时在用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同而所述各个发射机输出的信号的频率为f1和所述各个接收机的接收频率为f2的自适应阵列天线收发装置中，设置有从所述阵列天线的至少两个天线单元开始等距离配置的至少一个附加天线、连接于所述附加天线的第二收发共用器；把从一个发射机输出的频率为f1的信号变换为f2的频率后输入到所述第二收发共用器、同时把所述第二收发共用器输入的频率为f1的信号变换为f2的信号后而输出的至少一个频率变换器；把所述N个发射机的至少一个的输出中取出的信号输入到所述频率变换器的至少一个分路器；对于所述N个接收机的至少一个把其输入连接于所述第一收发共用器和所述频率变换器的任何一方的至少一个第一转换器；控制所述第一转换器同时根据从所述各个接收机得到的振幅和相位值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路。

在第六自适应阵列天线收发装置中，通过使用所述附加天线在各个分路的天线单元之间进行信号收发，能够检出每个分路的振幅和相位值。

由于各个发射机输出的信号的频率f1与各个接收机的接收频率f2不同，所以，不能由接收机直接检出发射机发送的信号但是，由于校正时发射机输出的频率f1的信号在从所述附加天线发送之前，或者在所述附加天线接收到之后已由所述频率变换器变换为频率f2的信号，所以，能够由所述接收机检出该信号。

通过切换所述第一转换器，能够选择在所述附加天线接收到的信号和在阵列天线的天线单元接收到的信号并输入到所述接收机。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，还设置了把所述分路器的每一个连接于所述N个发射机的输出并把所述第一转换器的每一个连接于所述N个接收机的输入从而有选择地把连接于所述N个发射机的分路器的任何一个连接于所述频率变换器的输入的第二转换器和有选择地把所述频率变换器的输出连接于与所述N个接收机相连的第一转换器的任何一个的输入的第三转换器。

在上述的第六自适应阵列天线收发装置中，能够把N个发射机的每一个输出的信号有选择地输入到所述频率变换器进行频率变换。另外，能够有选择地把频率变换器输出的频率f2的信号输入到任何一个分路的接收机。

因此，即使不使用阵列天线的天线单元和附加天线也能进行校正。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器，把所述频率变换器的输出连接于所述N个接收机中规定为校正接收机的一个接收机的输入，顺次选择所述N个发射机中的一个作为校正发射机，同时，从所选择的校正发射机发送信号，把从所述校正发射机发送的通过所述第一收发共用器和连接于它的所述天线单元发送的信号经所述附加天线、第二收发共用器、频率变换器和第一转换器而输入到所述校正接收机，对于从各个分路的校正发射机发送的信号，根据所述校正接收机检出的测定值，求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

在上述的第六自适应阵列天线收发装置中，通过所述校正控制电路的控制，依次从选择的校正发射机发送信号。这些信号经所述第一收发共用器和连接于它的所述天线单元被发送，由所述附加天线接收。附加天线输出的信号经第二收发共用器、频率变换器和第一转换器而输入到所述校正接收机。

因此，能够通过天线由所述校正接收机检出每一个分路的校正发射机发送的信号。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器，把第一转换器连接的接收机的输入连接于所述第一收发共用器，把所述N个发射机之一规定为校正发射机后从所述校正发射机发送信号，顺次选择所述N个接收机中的一个作为校正接收机，把从所述校正发射机发送的通过所述分路器、频率变换器和第二收发共用器从所述附加天线发送的信号通过所述校正接收机所属的分路的天线单元和第一收发共用器输入到所述校正接收机，根据每一个分路的校正接收机检出的测定值，求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

在上述第六自适应阵列天线收发装置中，通过所述校正控制电路的控制，从所述校正发射机发送的信号通过所述分路器、频率变换器和第二收发共用器从所述附加天线发送。这个信号依次通过所选择的分路的天线单元和第一收发共用器输入到每一个校正接收机。

因此，能够通过经由各个分路的天线的路径由各个校正接收机检出一个校正发射机发送的信号。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，所述校正控制电路控制所述第一转换器，把所述频率变换器的输出连接于所述N个接收机中规定为校正接收机的一个接收机的输入，顺次选择所述N个发射机中的一个作为校正发射机，同时，从所选择的校正发射机发送信号，把从所述校正发射机发送的信号经所属分路器分路的所述第二转换器而输入到频率变换器，把所述频率变换器输出的信号经所属第三转换器和第一转换器加到校正接收机的输入，对于从各个分路的校正发射机发送的信号，根据所述校正接收机检出的测定值，求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

在上述第六自适应阵列天线收发装置中，通过所述校正控制电路的控制，依次从选择的校正发射机发送各个信号。这些信号由分路器进行分路，并通过所述第二转换器输入到频率变换器，从频率变换器输出的信号经所述第三转换器和第一转换器加到校正接收机的输入。

因此，能够通过不经由天线的路径由各个校正接收机检出各个分路的校正发射机发送的信号。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，其特征在于所述校正控制电路把所述N个发射机之一规定为校正发射机而从所述校正发射机发送信号，顺次选择所述N个接收机中的一个作为校正接收机，把从所述校正发射机发送的信号由分路器进行分路，并通过所述第二转换器加到频率变换器的输入，把所述频率变换器输出的信号经所述第三转换器和第一转换器施加到校正接收机的输入，根据各个分路的校正接收机检出的测定值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

在上述第六自适应阵列天线收发装置中，通过所述校正控制电路的控制，从一个校正发射机发送信号。该信号由分路器进行分路，并通过所述第二转换器加到频率变换器的输入。从频率变换器输出的信号经所述第三转换器和第一转换器依次加到选择的分路的校正接收机的输入。

因此，能够通过不经由天线的路径由各个分路的校正接收机依次检出一个校正发射机发送的信号。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，设置有把从一个发射机输出的频率为f1的信号变换为频率f2的第一频率变换器、把所述第二收发共用器输入的频率为f1的信号变换为频率f2后输出的第二频率变换器。

在上述第六自适应阵列天线收发装置中，独立地设置用于变换向附加天线发送的信号的频率的第一频率变换器与用于变换由附加天线接收的信号的频率的第二频率变换器。因此，可以减少用于切换频率变换器的输入和输出的转换器。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，在一条直线上等间距配置所述N个天线单元，同时在两个天线单元的中间位置上配置所述附加天线。

通过这样配置N个天线单元及附加天线，能使至少2个天线单元和附加天线的距离相等。设置多个附加天线时，对于各个附加天线，配置成使它们与2个天线单元的距离相等，可以由分路切换多个附加天线。

在本发明的第六自适应阵列天线收发装置中，在一个圆周上等间距配置所述N个天线单元，同时在所述圆周的中心位置上配置所述附加天线。

通过这样配置N个天线单元及附加天线，能使附加天线和N个天线单元的距离全部相等。

权利要求中的符号不影响对权利要求的解释。

图1是表示第一实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图2是表示第一实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图3是表示第一实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图4是表示第二实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图5是表示第二实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图6是表示第二实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图7是表示第三实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图8是表示第三实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图9是表示第三实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图10是频率(f1-f2)的发生电路的例(1)的方框图；

图11是频率(f1-f2)的发生电路的例(2)的方框图；

图12是表示第四实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图13是表示第四实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图14是表示第四实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图15A，B是表示天线单元和附加天线的配置的例(1)的平面图；

图16是表示天线单元和附加天线的配置的例(2)的平面图；

图17是表示第五实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图18是表示第ⅰ个分路的各部的振幅和相位值的方框图；

图19是表示第六实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图20是表示第六实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图21是表示第六实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图22是表示第七实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图23是表示第七实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图24是表示第七实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图25是表示第八实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图；

图26是表示第九实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图27是表示第十实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图28是表示校正/接收信号分离部的结构的方框图；

图29是表示第十实施例的发射机的校正控制顺序的流程图；

图30是表示第十实施例的接收机的校正控制顺序的流程图；

图31是表示阵列天线的结构和方向图的图；

图32是表示振幅和相位误差与零深度的关系的曲线；

图33是表示已有例子的校正电路(1)的方框图；

图34是表示已有例子的自适应阵列天线与FDD系统组合的方框图；

图35A，B是表示已有例子的校正电路(2)的方框图。

下面的实施例并不限定权利要求的发明。为达到目的，不一定必须是在实施例中说明的特征的全部组合。

(第一实施例)

参考图1-3说明本发明的自适应阵列天线收发装置的一个实施例。

图1是表示第一实施例的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图2是表示第一实施例的发射机的校正控制顺序的流程图。图3是表示第一实施例的接收机的校正控制顺序的流程图。

这种自适应阵列天线收发装置含有作为收发共用器的一个例子的循环器12、对应于指向性控制运算电路的指向性控制运算部26、对应于本地信号生成部的信号发生部24、作为分路器的一个例子的耦合器15以及对应于校正控制电路的校正运算部25。

在图1中，阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元11构成。在本实施例中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置该要素的阵列天线的分路。图1中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值。

在图1的例子中，对于每个天线单元11，构成含有该天线单元的分路单元10。各个分路单元10由天线单元11、循环器12、发射机13、接收机14、耦合器15以及转换器16构成。

循环器12是为了在发送和接收中共用天线单元11而设置的。耦合器15是为了将发射机12发送的信号的一部分进行分路并取出而设置的。

进行发送时，各个发射机13发送的信号通过耦合器15和循环器12，作为无线信号从天线单元11发射出去。进行接收时，在天线单元11接收的信号通过循环器12和转换器16，输入到接收机14。

在这个例子中，发射机13输出的信号的频率即发送频率是f1，接收机14的接收频率是f2，发送频率f1与接收频率f2不同。

在图1的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元10外，还设置有转换器21、频率变换器22、转换器23、信号发生部24、校正运算部25和指向性控制运算部26。

为了自适应控制阵列天线的方向图，指向性控制运算部26合成N个分路信号，同时控制合成时的各个分路的加权。

校正运算部25分别求出各个分路单元10的发射机13和接收机14的振幅和相位误差并进行校正。实际上，校正运算部25进行图2所示的控制来求出各个发射机13的校正利用的值，进行图3所示的控制来求出各个接收机14的校正利用的值。

转换器16、21和23分别采用可以进行电控制的结构，在该例子中，通过校正运算部25的控制，切换各个连接状态。

转换器21选择N个分路单元10的耦合器15的信号中的一个来将其输入频率变换器22。转换器23把频率变换器22输出的信号供给在N个分路单元10中选择的任何一个转换器16。各个分路单元10的转换器16选择循环器12的接收信号和转换器23的输出信号中的任何一方并将其输入到接收机14。

信号发生部24输出与所述发送频率f1和接收频率f2的差值相当的频率(｜f1-f2｜)的信号。频率变换器22输出将转换器21输出的信号与信号发生部24输出的信号混合的结果。由于转换器21输出的信号是发射机13输出的信号的一部分，所以，其频率为f1，信号发生部24输出的信号的频率是(｜f1-f2｜)。

通过由频率变换器22把频率为f1的信号和频率为(｜f1-f2｜)的信号合成(混合)，可以在频率变换器22的输出中得到频率为f2的成分。即，发射机13输出的频率为f1的信号通过频率变换器22时，将变成频率为f2的信号。

由于接收机14的接收频率是f2，所以，如果把频率变换器22输出的信号输入接收机14，便可由接收机14测定发射机13输出的信号的振幅和相位等。

即，在原来的校正电路中，发送频率与接收频率不同时，就不能把发射机输出的信号输入接收机进行校正，但是，在图1的装置中，由频率变换器22变换频率，所以，即使发送频率与接收频率不同，也能把发射机13输出的信号输入接收机14进行校正。

对于信号发生部24输出的频率为(｜f1-f2｜)的信号，可以使用接收机的本地信号和发射机的本地信号来生成。即信号发生部24可以由例如图10所示的电路或图11所示的电路来实现。

图10表示将基带频率和通信频带的频率进行直接变换的直接变换方式的电路，图11表示设置中频并通过2级频率变换进行基带与通信频带之间的频率变换的超外差方式的电路。

在图10的电路中，由于发射部60用于频率变换的振荡器61的输出信号的频率与发送频率f1相同，接收部70用于频率变换的振荡器71的输出信号的频率与接收频率f2相同，所以，通过由频率变换器80把振荡器61的输出信号与振荡器71的输出信号混合，便可得到两者的差值频率(f1-f2)。

在图11的电路中，设定中频为fIF。因此，发射部60的振荡器65的输出的信号的频率为(f1-fIF)，接收部70的振荡器75的输出的信号的频率为(f2-fIF)如图11所示，通过由频率变换器80把振荡器65的输出信号和振荡器75的输出信号混合，便可得到二者的差值的频率(f1-f2)。

利用图10或11所示的电路构成图1的信号发生部24时，由于使用发射机13和接收机14的每一个的频率变换使用的本地信号生成(f1-f2)的信号，所以，不必要设置新的振荡器，从而可以使电路结构简化。而且，由于在信号发生部24的内部使用的频率与实际的发送频率以及接收频率之间不产生偏差，所以，可以改善校正的精度。

图1的电路中，之所以通过耦合器15从发射机13的输出取出信号，这是因为与接收侧电路容许的输入电平相比，发射机13的输出大的缘故。通过使用耦合器15，能够从发射机13的输出中取出电平比较小的信号。

下面，说明图12所示的校正控制顺序。在这个例子中，分路单元10(1)被规定为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。

在步骤S10，控制转换器23而把频率变换器22的输出连接于基准分路的转换器16(1)。在下一个步骤S11，控制基准分路的转换器16(1)，将转换器23的输出和基准分路的接收机14(1)的输入连接。

在下一个步骤S12，把计数器i的值初始化为1。根据计数器i的值反复执行步骤S13～S19的处理。

在步骤S13，切换转换器21用以选择对应于计数器i的值的分路的耦合器15(i)的输出。在步骤S14，从对应于计数器的值i的分路的发射机13(i)发送信号。可以仅在测定期间从发射机13(i)发送信号。

在步骤S15，根据从接收机14(1)的输出信号测定基准分路的接收机14(1)接收的第ⅰ个信号K(i)。这个信号K(i)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。因为开始时计数器i的值是1，所以，从步骤S15通过S16进行到步骤S17，并在计数器i的值计数完成后返回到步骤S13。

第二次以后，由于计数器i的值是1以外的值，所以，从步骤S15通过S16进行到步骤S18。并在步骤S18中，按下式求出第ⅰ个分路的校正值H(i)。

H(i)=K(i)/K(1)    ……(1)

还没有结束对于全部N个分路的处理时，从步骤S18通过S19进行到步骤S17，并在计数器i的值计数完成后返回到步骤S13。

因此，在实行图2的校正顺序时，对于第2到第N的每一个分路，分别求出校正值H(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值H(1)为1。

这里，信号K(i)用下式表示。

K(i)=T(i)·Q·R(1)    ……(2)

其中，

T(i)：在发射机13(i)中产生的振幅和相位值

Q：由于温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分

R(1)：接收机14(1)中产生的振幅和相位值

因此，可以把第(1)式变形而得到下式。

H(i)=K(i)/K(1)

    = (T(i)·Q·R(1))/(T(1)·Q·R(1))

    =T(i)/T(1)    ……(3)

即，以图2的校正控制顺序得到的校正值H(i)是相对于发射机13(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值根据温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(3)中相互抵消，所以，温度特性的影响不会在校正值H(i)出现。

因此，在各个分路发送时，通过把按图2的校正控制顺序得到的校正值H(i)与各个发射机13(i)的振幅和相位值相乘，便能修正发射机13中的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明图3所示的校正控制顺序。在这个例子中规定分路单元10(1)作为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。

在步骤S20，控制转换器21而选择基准分路的耦合器15(1)的输出。在步骤S21，从基准分路的发射机13(1)发送信号。可以仅在测定期间从发射机13(i)发送信号。

在步骤S22，把计数器i的值初始化为1。根据计数器ⅰ的值反复执行步骤S23～S29的处理。

在步骤S23，控制转换器23把频率变换器22的输出连接于对应于计数器i的值的分路的转换器16(i)。在步骤S24，控制转换器16(i)将频率变换器22的输出和第ⅰ个分路的接收机14(i)的输入连接。

在步骤S25，根据接收机14(i)的输出信号测定第ⅰ个分路的的接收机14(i)接收的信号S(i)。这个信号S(i)是含有所接收的信号的振幅和相位的信息的值。因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S25通过S26进行到步骤S27，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S23。

第二次以后，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S25通过S26进行到步骤S28。在步骤S28中，按下式求出第i个分路的校正值P(i)。

P(i)=S(i)/S(1)    ……(4)

对于全部N个分路的处理还没有结束时，从步骤S28通过S29进行到步骤S27，在计数器ⅰ的值计数完成后返回到步骤S23。

因此，在实行图3的校正顺序时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值S(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值P(1)为1。

这里，信号S(i)可以用下式表示。

S(i)=T(1)·Q·R(i)    ……(5)

其中，

T(1)：在发射机13(1)中产生的振幅和相位值

Q：由于温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分

R(i)：在接收机14(i)中产生的振幅和相位值

因此，把第(4)式变形可以得到下式。

p(i)=S(i)/S(1)

    =(T(1)·Q·R(i))/(T(1)·Q·R(1))

    =R(i)/R(1)    ……(6)

即，通过图3的校正控制顺序得到的校正值P(i)是相对于接收机14(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值根据温度特性等的随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(6)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值P(i)中出现。

因此，在各个分路接收时，通过把图3的校正控制顺序得到的校正值P(i)与各个接收机14(i)的振幅和相位值相乘便能修正接收机14中的振幅和相位值的分路之间的误差。

所述第(2)式和第(5)式中的由温度特性引起的振幅和相位值变动成分Q实际上含有各个分路的发射机13中的变动成分、接收机14中的变动成分和用于校正的频率变换器22中的变动成分。因此，对于伴随时间推移的温度变化，频率变换器22的特性也发生变化，但是，对于频率变换器22，由于在校正处理中测定任何一个分路的振幅和相位值时都使用了它，因此一个频率变换器22的振幅和相位值的变动成分Q不会对所求的校正值产生影响。

(第二实施例)

参考图4-6说明本发明的自适应阵列天线收发装置的一个实施例。

图4是表示这种形式的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图5是表示这种形式的发射机的校正控制顺序的流程图。图6是表示这种形式的接收机的校正控制顺序的流程图。

这种形式是第一实施例的变形例，在图4～6中与第一实施例相对应的要素和处理以同一标号和步骤序号表示。

这种自适应阵列天线收发装置含有作为收发共用器的一个例子的循环器12、对应于定向控制运算电路的定向控制运算部26、对应于本地信号生成部的信号发生部24、作为分路器的一个例子的耦合器15、耦合器32以及对应于校正控制电路的校正运算部25B。

与图1相同，图4的阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元11构成。在本实施例中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置要素的阵列天线的分路。图4中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值表示。

在图4的例子中，对于每个天线单元11构成含有该天线单元的分路单元30。各个分路单元30由天线单元11、循环器12、发射部31、接收机14、耦合器15以及转换器16构成。

发射部31配置有发射机35、耦合器32以及频率变换器33。在这个例子中，发射机35输出的信号的频率是f2，与接收机14的接收频率相同。但是，连接于发射机35的输出的频率变换器33把发射机35输出的信号的频率变换为f1后加到循环器12上。因此，发送频率是f1，与接收机14的接收频率不同。在这个例子中，是(f1＞f2)。

循环器12是为了在发送和接收中共用天线单元11而设置的。耦合器15是为了将由频率变换器33进行了频率变换的频率为f1的发送信号进行分路并取出而设置的。耦合器32是为了在发射部31的内部把发射机35输出的频率为f2的发送信号进行分路并直接取出而设置的。

在图4的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元30以外还设置有频率变换器22、信号发生部24、转换器38、分配器39、校正运算部25B和指向性控制运算部26。

频率变换器22输出的频率为(｜f1-f2｜)的信号由分配器39分配，并加到频率变换器22和各个分路的频率变换器33上。

转换器21选择来自N个分路的任何一个的耦合器15的信号(频率为f1)并加到频率变换器22上。转换器38把耦合器32从规定为基准的第1个分路的发射部31(1)取出的信号(频率为f2)加到从N个分路中选择的1个转换器16上。

基准分路的转换器16(1)选择循环器12(1)的接收信号、频率变换器22的信号和转换器38的信号中的任何一个并加到接收机14(1)的输入。基准分路以外的转换器16(2)～16(N)分别选择循环器12的接收信号和转换器38的信号中的任何一个并加到接收机14的输入。

图4的校正运算部25B分别执行图5所示的发射机的校正控制顺序和图6所示的接收机的校正控制顺序。

图5所示的发射机的校正控制顺序的内容几乎与已经说明的图2的内容相同。不同的仅是图5的步骤S10B。在图5的步骤S10B中，是控制基准分路的转换器16(1)，把频率变换器22的输出连接于接收机14(1)的输入。

因此，能够由基准分路的接收机14(1)接收各个分路的发射部31发送的信号。在进行发射部31的校正时，必须测定包括发射部31中包含的频率变换器33的特性的振幅和相位值。

因此，由耦合器15(1)取出频率为f1的发送信号，经转换器21输入到频率变换器22，将频率变换为f2后，经转换器16(1)加到接收机14(1)的输入。由于接收机14的接收频率为f2，所以，能由接收机14测定频率变换器22输出的信号。

在图5的步骤St5测定的信号K(i)可以用下式表示。

K(i)=T(i)·Q·R(1)    ……(7)

其中，

T(i)：在发射部31(i)中产生的振幅和相位值

Q：由频率变换器22的温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分

R(1)：在接收机14(1)中产生的振幅和相位值

因此，在图5的步骤S18求出的第i个分路的校正值H(i)可以表示为下式。

H(i)=K(i)/K(1)

    =(T(i)·Q·R(1))/(T(1)·Q·R(1))

    =T(i)/T(1)    ……(8)

即，按图5的校正控制顺序得到的校正值H(i)是相对于发射部31(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值根据温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(8)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值H(i)中出现。

因此，在各个分路发送时，通过把图5的校正控制顺序得到的校正值H(i)与各个发射部31(i)的振幅和相位值相乘，便能修正发射部31中的振幅和相位值的分路之间的误差。

图6所示的接收机的校正控制顺序的内容几乎与已经说明的图3的内容相同。由于步骤S20不需要而被省略。在图6的步骤S23B中，控制转换器38，把设置在基准分路的发射部31(1)中的耦合器32的输出连接于第ⅰ个分路的接收机14(i)的输入。

在图6的步骤S24B中，控制第ⅰ个分路的转换器16(i)，把转换器38的输出连接于第ⅰ个分路的接收机14(i)的输入。

因此，能够把基准分路的发射即35(1)发送的信号输入到各个分路的接收机14(i)。由于发射机35的输出信号的频率f2与接收机14的接收频率f2相同，所以各个发射机14(i)可以直接接收从转换器16输入的信号。

进行接收机14的校正时，由于不必要考虑包含在发射部31中的频率变换器33的特性，所以能够由耦合器32取出由频率变换器33进行频率变换前的信号而直接输入到接收机14。

在图6的步骤S25测定的信号S(i)可以用下式表示。

S(i)=T(1)·R(i)    ……(9)

其中，

T(1)：在发射机35(1)中产生的振幅和相位值

R(i)：在接收机14(i)中产生的振幅和相位值

因此，在图6的步骤S28得到的第ⅰ个分路的校正值P(i)可以表示为下式。

P(i)=S(i)/S(1)

    =(T(1)·R(i))/(T(1)·R(1))

    =R(i)/R(1)    ……(10)

即，按图6的校正控制顺序得到的校正值P(i)是相对于接收机14(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。因此，在各个分路接收时，通过把图3的校正控制顺序得到的校正值P(i)与各个接收机14(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收机14中的振幅和相位值的分路之间的误差。

所述第(8)式的由温度特性而引起的振幅和相位值变动成分Q实际上含有各个分路的发射部31中的变动成分、接收机14中的变动成分和用于校正的频率变换器22中的变动成分。因此，对于伴随时间推移的温度变化，频率变换器22的特性也发生变化，但是对于频率变换器22，由于在校正处理中测定任何一个分路的振幅和相位值时都使用了它，因此，一个频率变换器22的振幅和相位值的变动成分Q不会对所求的校正值产生影响。

(第三实施例)

参考图7-9说明本发明的自适应阵列天线收发装置的一个实施例。

图7是表示这种形式的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图8是表示这种形式的发射机的校正控制顺序的流程图。图9是表示这种形式的接收机的校正控制顺序的流程图。

这种形式是第一实施例的变形例，在图7～9中与第一实施例相对应的要素和处理以同一标号和步骤序号表示。

这种自适应阵列天线收发装置含有作为收发共用器的一个例子的循环器12、对应于指向性控制运算电路的指向性控制运算部26、对应于本地信号生成部的信号发生部24、作为分路器的一个例子的耦合器15以及对应于校正控制电路的校正运算部25C。

在图7中，阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元11构成。在本实施例中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置该部件的阵列天线的分路。图7中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值表示。

在图7的例子中，对于每个天线单元11构成含有该天线单元的分路单元40。各个分路单元40由天线单元11、循环器12、发射机13、接收机14、耦合器15以及转换器16、41、42和频率变换器43构成。

但是对于第N个分路的分路单元40(N)，则省略了不需要的转换器41、42和频率变换器43。

循环器12是为了在发送和接收中共用天线单元11而设置的。耦合器15是为了将发射机13输出的信号的一部分进行分路并取出而设置的。

进行发送时，各个发射机13发送的信号通过耦合器15和循环器12，作为无线信号从天线单元11发射出去。进行接收时，由天线单元11接收的信号通过循环器12和转换器16，输入到接收机14。

在这个例子中，发射机13输出的信号的频率即发送频率是f1，接收机14的接收频率是f2，发送频率f1与接收频率f2不同。

在图7的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元40以外，还设置有信号发生部24、分配器29、校正运算部25C和指向性控制运算部26。

为了自适应控制阵列天线的方向图，指向性控制运算部26合成N个分路信号，同时控制合成时的各个分路的加权。

校正运算部25C分别求出各个分路单元40的发射机13和接收机14的振幅和相位误差并进行校正。实际上，校正运算部25C执行图8所示的控制，求出用于各个发射机13的校正的值，并执行图9所示的控制，求出用于各个接收机14的校正的值。

转换器16、41和42采用可以进行电控制的结构，在该例子中通过校正运算部25C的控制，切换各个连接状态。

第i个分路的转换器41(i)选择来自该分路的耦合器15(i)的信号和相邻的分路的耦合器15(i+1)的信号中的任何一方并输入到频率变换器43(i)。

各个分路的频率变换器43使用每个分配器39的信号(频率为f1-f2)把转换器41输出的信号(频率为f1)的频率变换为f2。

第ⅰ个分路的转换器42有选择地把来自该分路的频率变换器43(i)的输出信号(频率为f2)输入到该分路的转换器16(i)和相邻的分路的转换器16(i+1)中的任何一方。

在这个例子中，把第1个分路规定为基准分路。基准分路的转换器16(1)选择来自该分路的转换器42输出的信号和循环器12的接收信号中的任何一方并加到接收机14的输入。

第2～(N-1)个分路的转换器16(j)分别选择相邻的分路的转换器42(j-1)的信号、该分路的转换器42(j)的信号、循环器12的信号中的任何一个并加到接收机14的输入。

第N个分路的转换器16(N)选择相邻的分路的转换器42(N-1)的信号、循环器12的信号中的任何一方并加到接收机14的输入。

信号发生部24输出与发送频率f1和接收频率f2的差值相当的频率(｜f1-f2｜)的信号。该信号由分配器39分配加到各个电路。各个分路的频率变换器43使用信号发生部24的信号(｜f1-f2｜)把发射机13输出的信号的频率从f1变换为f2。

由于接收机14的接收频率是f2，如果把各个频率变换器43输出的信号输入到接收机14，就能由接收机14测定发射机13输出的信号的振幅和相位等。

在图7的例子中，对于顺次组合天线单元11的排列而决定的每两个分路的组合，构成为转换器41、42选择信号路径。但是，对于转换器41、42选择的两个分路的组合，天线单元11实际上不必与相邻的2个分路相同而能够任意决定。

接着，说明图8所示的校正控制顺序。在这个例子中规定分路单元40(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。

在步骤S30，把计数器i的值初始化为1。在步骤S31将计数器i的值定为计数器i的值加上1后的值。根据计数器i,j的值反复执行步骤S31～S45的处理。计数器i的值表示所关注的分路，计数器i的值表示与所关注的分路相邻的分路。

在步骤S32，控制关注的分路的转换器42(i)把频率变换器43的输出与相邻的分路的转换器16(j)连接。在步骤S33，控制相邻的分路的转换器16(j)，将关注的分路的转换器42(i)的输出和相邻的分路的接收机14(j)的输入连接。

在步骤S34，从对应于计数器的值i的关注的分路的发射机13(i)发送信号。可以仅在测定时间从发射机13(i)发送信号。

在步骤S35中，控制对应于计数器的值i的关注的分路的转换器41(i)选择耦合器15(i)的输出。在步骤S36中，根据接收机14(j)的输出信号测定相邻的分路的接收机14(j)接收的第j个分路的信号K1(j)。这个信号K1(j)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。

在步骤S37中，从对应于计数器的值j的相邻的分路的发射机13(j)发送信号。可以仅在测定时间从发射机13(j)发送信号。

在步骤S38中，控制对应于计数器的值i的关注的分路的转换器41(i)选择相邻的分路的耦合器15(j)的输出。在步骤S39中，根据接收机14(j)的输出信号测定相邻的分路的接收机14(j)接收的第j个分路的信号K2(j)。这个信号K2(j)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。

接着在步骤S40按下式求出第j个分路的校正值H2(j)。

H2(j)=K2(j)/K1(j)……(11)

因为在开始时计数器ⅰ的值是1，所以从步骤S41通过S42进行到步骤S43，在计数器ⅰ的值计数完成后返回到步骤S31。第二次以后，由于计数器ⅰ的值是1以外的值，所以从步骤S41通过S44进行到步骤S45。

在步骤S42中，将校正值H2(j)作为校正值H3(j)保存。在步骤S44中，把对于前面的分路求出的第ⅰ个分路的校正值H3(i)与对于该分路(关注的分路及相邻的分路)求出的第j个校正值H2(j)相乘，将其结果作为校正值H3(j)保存。

因此，进行图8的处理时，可以得到各个分路的第j个校正值H3(j)  (j=2～N)。

在步骤S36得到的信号K1(j)及在步骤S39得到的信号K2(j)分别可以用下式表示。

K1(j)=T(i)·Q(i)·R(j)……(12)

K2(j)=T(j)·Q(i)·R(j)……(13)

其中

T(i)、T(j)：在发射机13(i)，13(j)中产生的振幅和相位值

Q(i)：由频率变换器43(i)的温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分

R(j)：在接收机14(j)中产生的振幅和相位值

因此，把第(11)式变形可以得到下式。

H2(j)=K2(j)/K1(j)

     =(T(j)·Q(i)·R(j))/(T(i)·Q(i)·R(j))

     =T(j)/T(i)    ……(14)

下面，说明步骤S42、S44的校正值H3(j)。例如，j=2时，由第14式可以得到校正值H2(2)=H3(2)。j＞2时，H3(3)可以表示为下式。

H3(3)=H3(2)·H2(3)

     =H2(2)·H2(3)

     =((T(2)/T(1))·(T(3)/T(2))

     =T(3)/T(1)    ……(15)

因此，校正值H3(4)可以表示为下式。

H3(4)=H3(3)·H2(4)

     =((T(3)/T(1))·H2(4)

     =((T(3)/T(1))·(T(4)/T(3))

     =(T(4)/T(1))    ……(16)

通过与上面相同的计算，校正值H3(j)可以表示为下式。

H3(j)=H3(i)·H2(j)

=(T(j)/T(1))    ……(17)

即按图8的校正控制顺序得到的校正值H3(j)是相对于发射机13(j)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值伴随温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(14)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在对校正值H3(j)中出现。

因此，在各个分路发送时，通过把图8的校正控制顺序得到的校正值H3(j)与各个发射机13(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在发射机13的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明图9所示的校正控制顺序。在这个例子中规定分路单元40(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。

在步骤S50，把计数器i的值初始化为1。在步骤S51计数器j的值定为计数器i的值加上1后的值。根据计数器i,j的值反复执行步骤S51～S65的处理。计数器i的值表示所关注的分路，计数器j的值表示与所关注的分路相邻的分路。

在步骤S52，从对应于计数器的值i的关注的分路的发射机13(i)发送信号。可以仅在测定时间从发射机13(i)发送信号。在步骤S53，控制对应于计数器的值i的关注的分路的转换器41(i)选择转换器15(i)的输出。

在步骤S54，控制关注的分路的转换器42(i)把频率变换器43的输出与关注的分路的转换器16(i)连接。在步骤S55中，控制关注的分路的转换器16(i)将关注的分路的转换器42(i)的输出与注目的分路的接收机14(i)的输入连接。

在步骤S56中，根据接收机14(i)的输出信号测定关注的分路的接收机14(i)接收的第j个分路的信号S1(j)。这个信号S1(j)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。

在步骤S57中，控制关注的分路的转换器42(i)把频率变换器43的输出与相邻的分路的转换器16(j)连接。在步骤S58中，控制相邻的分路的转换器16(j)将关注的分路的转换器42(i)的输出与相邻的分路的接收机14(j)的输入连接。

在步骤S59中，根据接收机14(j)的输出信号测定相邻的分路的接收机14(j)接收的第j个分路的信号S2(j)。这个信号S2(j)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。

接着在步骤S60按下式求出第j个分路的校正值P2(j)。

P2(j)=S2(j)/S1(j)……(18)

因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S61通过S62进行到步骤S63，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S51。在第二次以后，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S61通过S64进行到步骤S65。

在步骤S62中，将校正值P2(j)作为校正值P3(j)保存。在步骤S64中，把对于前面的分路求出的第ⅰ个分路的校正值P3(i)与对于该分路(关注的分路及相邻的分路)求出的第j个校正值P2(j)相乘，将其结果作为校正值P3(j)保存。

因此，进行图9的处理时，可以得到各个分路的第j个校正值P3(j)(j=2～N)。

在步骤S56中，得到的信号S1(j)及在步骤S59得到的信号S2(j)分别可以用下式表示。

S1(j)=T(i)·Q(i)·R(i)……(19)

S2(j)=T(i)·Q(i)·R(j)……(20)

其中

T(i)：在发射机13(i)中产生的振幅和相位值

Q(i)：由频率变换器43(i)的温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分

R(i)，R(j)：在接收机14(i)，14(j)中产生的振幅和相位值

因此，把第(18)式变形可以得到下式。

P2(j)=S2(j)/S1(j)

     =(T(i)·Q(i)·R(j))/(T(i)·Q(i)·R(i))

     =R(j)/R(i)    ……(21)

下面，说明步骤S62、S64的校正值P3(j)。例如，j=2时，由第21式可以得到校正值P2(2)=P3(2)。校正值P3(3)可以表示为下式。

P3(3)=P3(2)·P2(3)

     =P2(2)·P2(3)

     =((R(2)/R(1))·(R(3)/R(2))

     =R(3)/R(1)    ……(22)

因此，校正值P3(4)可以表示为下式。

P3(4)=P3(3)·P2(4)

     =((R(3)/R(1))·P2(4)

     =((R(3)/R(1))·(R(4)/R(3))

     =(R(4)/R(1))    ……(23)

通过与上面相同的计算，校正值P3(j)可以表示为下式。

P3(j)=P3(i)·P2(j)

     =(R(j)/R(1))    ……(24)

即按图9的校正控制顺序得到的校正值P3(j)是相对于接收机14(j)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值伴随温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(21)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值P3(j)中出现。

因此，在各个分路发送时，通过把图9的校正控制顺序得到的校正值P3(j)与各个接收机14(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在接收机14的振幅和相位值的分路之间的误差。

(第四实施例)

参考图12-16及图10、11、18说明本发明的自适应阵列天线收发装置的一个实施例。

图12是表示这种形式的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图13是表示这种形式的发射机的校正控制顺序的流程图。图14是表示这种形式的接收机的校正控制顺序的流程图。图15A是表示天线单元及附加天线的配置例子(1)的平面图。图16是表示天线单元及附加天线的配置例子(2)的平面图。

图10是表示频率f1-f2的发生电路的例子(1)的方框图。图11是表示频率f1-f2的发生电路的例子(2)的方框图。图18是表示第ⅰ个分路的各部分的振幅和相位值的方框图。

这种自适应阵列天线收发装置含有对应于指向性控制运算电路的指向性控制运算部125、作为分路器的一个例子的耦合器122以及作为收发共用器的一个例子的循环器113、循环器114以及对应于校正控制电路的校正运算部124。

在图12中，阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元11构成。在这种形式中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置该要素的阵列天线的分路。图7中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值表示。

在图12的例子中对于每个天线单元11构成含有该天线单元的分路单元110。全部N个分路单元110具有相同结构。各个分路单元110由天线单元111、转换器112、循环器113、114、发射部115、频率变换器116、转换器117以及接收机117构成。

发射部115配置有发射机121、耦合器122和频率变换器123。耦合器122是为了在发射部115内部把发射机121输出的信号的一部分分路并取出而设置的。

循环器113、114和112是为了在发送和接收中共用天线单元111而设置的。为了进行通信而进行发送时，各个发射部115发送的信号通过循环器113和转换器112，作为无线信号从天线单元111发射出去。为了进行通信而进行接收时，由天线单元111接收的信号通过转换器112、循环器113和转换器117，输入到接收机118。

在这个例子中，发射部115输出的信号的频率，即用于通信的阵列天线的发送频率是f1，用于通信的阵列天线及接收机118的接收频率是f2，发送频率f1与接收频率f2不同。

但是，在发送部115的内部，发射机121发送的信号的频率变成与接收机118的接收频率相同的f2。发射机121发送的信号通过频率变换器123变换为发送频率f1。耦合器122从发射机121的输出中取出频率为f2的信号。频率变换器116从循环器114输入频率为f1的信号，并变换信号的频率，以便把频率为f2的信号输出。

在图12的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元110以外，还设置有校正运算部124、指向性控制运算部125、信号发生部126、分配器127、附加天线128和转换器129。

为了自适应控制阵列天线的方向图，指向性控制运算部125合成N个分路信号，同时控制合成时的各个分路的加权。

校正运算部124分别求出各个分路单元110的发射机(发射部115和天线单元111)和接收机(接收机118和天线单元111)的振幅和相位误差并进行校正。实际上，校正运算部124执行图13所示的控制，求出用于各个发射机的校正的值，并执行图14所示的控制，求出用于各个接收机的校正的值。

转换器112、117和129采用可以进行电控制的结构，在该例子中通过校正运算部124的控制，切换各个连接状态。

转换器129把附加天线128连接于分路单元110的任何一个的转换器112各个分路的转换器112把天线单元111和转换器129的任何一方连接于循环器113和114的任何一方。各个分路的切换器117把循环器112和频率变换器116的输出的任何一方连接于接收机118的输入。

信号发生部126输出与所述发送频率f1和接收频率f2的差值相当的频率(｜f1-f2｜)的信号。信号发生部126输出的信号由分配器127加到各个分路的频率变换器116、123各个分路的频率变换器116、123使用信号发生部126的信号进行频率变换。

即，由于从发射机121输入到频率发射器123的信号的频率是f2，信号发生部126的信号的频率是(｜f1-f2｜)，所以，通过这些信号的合成(混合)而从频率变换器123输出的信号的频率变成f1。

由于从循环器114输入到频率变换器116的信号的频率是f1，信号发生部126的信号的频率是(｜f1-f2｜)，所以通过这些信号的合成(混合)而从频率变换器116输出的信号的频率变成f2。

在这个例子中，由于用于通信的发送频率是f1接收频率是f2，所以，从一个分路发出的信号由其它分路检测后不能由接收机118直接接收。但是，通过使用频率变换器116进行频率的变换，就能由接收机118接收从其它的分路发送的信号。

对于信号发生部126输出的频率为(｜f1-f2｜)的信号，可以使用接收机的本地信号和发射机的本地信号来生成。

即，信号发生部126可以用图10所示的电路或如图11所示的电路来实现。

图10是表示直接变换基带与通信频带之间的频率的直接变换方式的电路，图11表示设置中频而按2级频率变换进行基带与通信频带之间的频率变换的超外差方式的电路。

在图10的电路中，由于发射部160用于频率变换的振荡器161的输出信号的频率与发送频率f1相同，接收部170用于频率变换的振荡器171的输出信号的频率与接收频率f2相同，所以，通过在频率变换器180中把振荡器161的输出信号与振荡器171的输出信号混频，便可得到两者差值的频率(f1-f2)。

在图11的电路中，设定中频为fIF。因此，发射部160的振荡器165的输出的信号的频率为(f1-fIF)，接收部170的振荡器175的输出的信号的频率为(f2-fIF)。如图11所示，通过在频率变换器180中把振荡器165的输出信号和振荡器175的输出信号混频，便可得到二者的差值频率(f1-f2)。

利用图10或11所示的电路构成图12的信号发生部126时，由于使用用于发射部115和接收机118的每一个的频率变换的本地信号生成(f1-f2)的信号，所以不必设置新的振荡器，从而可使电路结构简化。而且，由于在信号发生部126的内部使用的频率与实际的发送频率以及接收频率之间不产生偏差，所以可以改善校正的精度。

在图12的电路中，之所以通过耦合器15从发射机121的输出中取出信号，这是因为与接收侧电路容许的输入电平相比，发射机121的输出大的缘故。通过使用耦合器122，便能从发射机121的输出中取出电平比较小的信号。

设置附加天线128的位置，必须根据构成阵列天线的N个天线单元111的配置来决定。如图15A所示，把天线单元111等间距并列在一条直线上时，可以在例如2个天线单元111的中间位置配置附加天线128，以使校正对象的2个分路的各个天线单元111与附加天线128的间距d相等。

如图16所示，把天线单元111等间距并列在一个圆周线上时，可以在圆周的中心位置配置附加天线128。此时，对于任何分路，天线单元111与附加天线128的间距d都相等。

这样配置附加天线128时，如后面所述那样，各个天线单元111与附加天线128之间的传输损失相等，从而可以求出不受它的影响的校正值。

接着说明如图13所示的校正控制顺序。在这个例子中，分路单元10(1)被规定为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。

在步骤S110，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。根据计数器i的值反复执行步骤S111～S127的处理。

在步骤S111，根据计数器i的值决定对应与每2个分路的计数器j,k的值。但是，计数器j的值常常规定为与计数器i的值不同，而计数器k的值常常也被规定为与计数器i的值和计数器j的值不同。

实际上，可以把计数器i的值加上1得到的结果设定为计数器j的值，把计数器i的值加上2得到的结果设定为计数器k的值。但是在计数器j,k的值超过分路数的N时，则把其设置为减去N而得到的值。

这样，由于计数器i,j,k的值彼此不同，通过选择由计数器i,j,k的值特定的分路，便能同时选择彼此不同的3个分路。在图13的处理中，计数器i,j的值对应于校正对象中的2个，而计数器k的值对应于接收用的公共的分路。

但是，对于2个校正对象的分路，必须决定计数器i,j的值，用以同时选择成各个分路的天线单元111与附加天线128之间的间距相等的2个分路。

如图16所示，把天线单元111配置在圆周上而在圆周中心配置附加天线128时，对于任何一个分路，由于天线单元111与附加天线128的间距相等而尤其没有问题。

但是，如图15A所示，把天线单元111配置在一条直线上时，则必须逐渐变更附加天线128的位置，以使得选择的校正对象中的两个分路的天线单元111的间距相等。

在步骤S112，控制对应于转换器129和计数器k的值的分路的转换器112(k)，把附加天线128连接于对应于计数器k的值的分路的循环器114(k)。

在步骤S113，对于与计数器k的值对应的分路，控制转换器117(k)把频率变换器116(k)的输出连接于接收机118(k)的输入。

在步骤S114，对于与计数器i的值对应的分路，控制转换器112(i)把频率变换器123(i)的输出连接于天线单元111(i)。

在步骤S115，从对应与计数器i的值的分路的发射机121(i)发送信号。此时，发射机121(i)输出的信号通过耦合器122(i)由在频率变换器123(i)把频率变换为f1，并通过循环器113(i)和转换器112(i)作为无线信号从天线单元111(i)发送出去。

这种无线信号由附加天线128接收。附加天线128接收的信号通过转换器129输入到对应于计数器k的值的分路，通过转换器112(k)、循环器114(k)由频率变换器116(k)把频率变换为f2，并通过转换器117(k)输入到接收机118(k)。

因此，在步骤116测定从接收机118(k)的接收信号中现在选择的分路的信号(振幅和相位值)G1(j)。测定结束后，在下一步骤S117停止发射机121(i)的发送。

与上述相同，在步骤S118，对于与计数器j的值对应的分路，控制转换器112(j)把频率变换器123(j)的输出连接于天线单元111(j)。

在步骤S119，从对应与计数器j的值的分路的发射机121(j)发送信号。此时，发射机121(j)输出的信号通过耦合器122(j)，由频率变换器123(j)把频率变换为f1，并通过循环器113(j)和转换器112(j)作为无线信号从天线单元111(j)发送出去。

这种无线信号由附加天线128接收。附加天线128接收的信号通过转换器129输入到对应于计数器k的值的分路，通过转换器112(k)、循环器114(k)由频率变换器116(k)把频率变换为f2，并通过转换器117(k)输入到接收机118(k)。

因此，在步骤120测定从接收机118(k)的接收信号中现在选择的分路的信号(振幅和相位值)G2(j)。测定结束后，在下一步骤S121停止发射机121(j)的发送。

在步骤S122中，通过下式的计算求出校正值H2(j)。

H2(j)=G2(j)/G1(j)    ……(101)

因为在开始的处理中计数器i的值是1，所以从步骤S122通过S123进行到步骤S124，在步骤S125更新计数器i的值后返回到步骤S111。在步骤S124把校正值H2(j)作为校正值H3(j)保存。

第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S122通过S123进行到步骤S126，通过步骤S127、S125返回到步骤S111。这时，在步骤S125也更新计数器i的值。

在步骤S126，通过下式的计算把修正校正值H2(j)得到的结果作为校正值H3(j)保存。

H3(j)=H3(i)·H2(j)    ……(102)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值H3(j)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，所以第1分路的校正值H3(j)为1。

但是，在图13的步骤S116、S120测定的振幅和相位值G1(j)，G2(j)可以表示为下式。

G1(j)=T(i)·M(i,f1)·L1(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k)……(103)

G2(j)=T(j)·M(j,f1)·L2(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k)……(104)

其中

T(i),T(j)：发射部115(i),115(j)的振幅和相位值

M(i,f1)：与天线单元111(i)的f1相关的振幅和相位值

M(j,f1)：与天线单元111(j)的f1相关的振幅和相位值

L1(k)：天线单元111(i)与附加天线128之间的传输损失

L2(k)：天线单元111(j)与附加天线128之间的传输损失

Q(k)：频率变换器116(k)的振幅和相位值

R(k)：接收机118(k)的振幅和相位值

在本实施例中，由于天线单元111(i)与附加天线128之间的间距和天线单元111(j)与附加天线128之间的间距相同，所以传输损失L1(k)、L2(k)相同。由于附加天线128和对应于计数器k的分路共同利用于对应于计数器i,j的2个分路，所以它们的成分是相同的。因此，将所述(101)式变形，便可得到下式。

H2(j)=G2(j)/G1(j)

     =(T(j)·M(j,f1)·L2(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k))/

      (T(i)·M(i,f1)·L1(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k))

     =(T(j)·M(j,f1))/(T(i)·M(i,f1))    ……(105)

即，把与图18所示的发射部115的f1相关的振幅和相位值的成分T(i)和与天线单元111(i)的f1相关的振幅和相位值的成分M(i,ft)合成得到的第ⅰ个分路的发送系统整体的振幅和相位值可以作为与其它分路的比率而对每个分路求出。

下面，说明步骤S124、S126的校正值H3(j)。例如，校正值H3(3)可以表示为下式。

H3(3)=H3(2)·H2(3)

     =H2(2)·H2(3)

     =((T(2)·M(2,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·((T(3)·M(3,f1))/(T(2)·M(2,f1)))

     =(T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1))    ……(106)

因此，校正值H3(4)可以表示为下式。

H3(4)=H3(3)·H2(4)

    =((T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·H2(4)

    =((T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·

((T(4)·M(4,f1))/(T(3)·M(3,f1)))

     =((T(4)·M(4,f1))/(T(1)·M(1,f1)))  ……(107)

通过与上面相同的计算，校正值H3(j)可以表示为下式。

H3(j)=H3(i)·H2(j)

     =((T(j)·M(j,f1))/(T(1)·M(1,f1)))    ……(108)

即，按图13的校正控制顺序得到的校正值H3(j)是相对于第j个分路的发射系统(发射部115(j)和天线单元111(j))的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值伴随温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(105)中相互抵消，所以，温度特性的影响不会在校正值H3(j)中出现。

这样，仅使用一个附加天线128，便可求出作为相对于基准分路的相对值的各个分路的校正值H3(j)。在各个分路发送时，通过把图13的校正控制顺序得到的校正值H3(j)与各个发射部115(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在发射部115的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明图14所示的校正控制顺序。在这个例子中，规定分路单元110(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。

在步骤S130，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。根据计数器i的值反复执行步骤S131～S145的处理。

在步骤S131根据计数器i的值决定与每2个分路对应的计数器j,k的值。但是，计数器j的值常常规定为与计数器i的值不同，而计数器k的值常常也被规定为与计数器i的值和计数器j的值不同。

实际上，可以把计数器i的值加上1得到的结果设定为计数器j的值，把计数器i的值加上2得到的结果设定为计数器k的值。但是，在计数器j,k的值超过分路数的N时，则把其设置为减去N后得到的值。

这样，由于计数器i,j,k的值彼此不同，所以，通过选择由计数器i,j,k的值特定的分路，便能同时选择彼此不同的3个分路。在图14的处理中，计数器i,j的值对应于校正对象中的2个，而计数器k的值对应于接收用的公共的分路。

但是，对于2个校正对象的分路，必须决定计数器i,j的值，用以同时选择各个分路的天线单元111与附加天线128之间的间距相等的2个分路。

如图16所示，把天线单元111配置在圆周上而在圆周中心配置附加天线128时，对于任何一个分路，由于天线单元111与附加天线128的间距相等而尤其没有问题。

但是，如图15A所示，把天线单元111配置在一条直线上时，则必须逐渐变更附加天线128的位置，以使所选择的校正对象中的两个分路的天线单元111的间距相等。

在步骤S132，控制对应于转换器129和计数器k的值的分路的转换器112(k)，把附加天线128连接于对应于计数器k的值的分路的循环器114(k)。

在步骤S133，从对应于计数器k的值的发射机121(k)发送信号。此时，从发射机121(k)发送的信号由耦合器122(k)分路，并通过转换器112(k)和转换器129而从附加天线128作为无线信号发送出去。

附加天线128发送的无线信号可以由各个分路的天线单元111接收。这时，由于发射机121(k)输出的信号不通过频率变换器123(k)而从附加天线128直接发送频率f2的信号，所以，在接收侧的分路中可以不进行频率变换而由接收机118接收信号。

在步骤S134中，对于与计数器i的值对应的分路，控制转换器112(i)而把天线单元111(i)和循环器113(i)连接。

在步骤S135中，对于与计数器i的值对应的分路，控制转换器117(i)而把接收机118的输入和循环器113(i)连接。

这时，由天线单元111(i)接收的信号通过转换器112(j)、循环器113(i)、转换器117(i)而输入到接收机118(i)。

与上面相同，在步骤S137中，对于与计数器j的值对应的分路，控制转换器112(j)而把天线单元111(j)和循环器113(j)相连接。

在步骤S138中，对于与计数器j的值对应的分路，控制转换器117(j)而把接收机118的输入和循环器113(j)相连接。

这时，由天线单元111(j)接收的信号通过转换器112(j)、循环器113(j)、转换器117(j)而输入到接收机118(j)。因此，在步骤S139，测定根据接收机118(j)的接收信号选择的分路的信号(振幅和相位值)S2(j)。

在步骤S140中，通过下式的计算求出校正值P2(j)。

P2(j)=S2(j)/S1(j)……(109)

因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S140通过S141进行到步骤S142，在步骤S143更新计数器i的值后返回到步骤S131。在步骤S142中把校正值P2(j)作为校正值P3(j)保存。

第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S140通过S141进行到步骤S144，通过步骤S145、S143返回步骤S131。这时在步骤S143也更新计数器i的值。

在步骤S144中，通过下式的计算，把修正校正值P2(j)得到的结果作为校正值P3(j)保存。

P3(j)=P3(i)·P2(j)……(110)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值P3(j)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值P3(j)为1。

但是，在图14的步骤S136、S139测定的振幅和相位值S1(j),S2(j)可以表示为下式。

S1(j)=T(k)·M2(f2)·L1(k)·M(i,f2)·R(i)    ……(111)

S2(j)=T(k)·M2(f2)·L2(k)·M(j,f2)·R(j)    ……(112)

其中

T(k)：发射机121(k)的振幅和相位

M2(f2)：与附加天线单元128的f2相关的振幅和相位

L1(k)：天线单元111(i)与附加天线128之间的传输损失

L2(k)：天线单元111(j)与附加天线128之间的传输损失

M(i,f2)：与天线单元111(i)的f2相关的振幅和相位

M(j,f2)：与天线单元111(j)的f2相关的振幅和相位

R(i)：接收机118(i)的振幅和相位

R(j)：接收机118(j)的振幅和相位

在本实施例中，由于天线单元111(i)与附加天线128之间的间距和天线单元111(j)与附加天线128之间的间距相同，所以传输损失L1(k)、L2(k)相同。由于附加天线128和对应于计数器k的分路共同利用于对应于计数器i,j的2个分路，所以它们的成分是相同的。因此，将所述(109)式变形，便可得到下式。

P2(j)=S2(j)/S1(j)

     =(T(k)·M2(f2)·L2(k)·M(j,f2)·R(j))/

       (T(k)·M2(f2)·L1(k)·M(i,f2)·R(i))

     =(M(j,f2)·R(j))/(M(i,f2)·R(i))    ……(113)

即，可以把图18所示的发射部118(i)的振幅和相位的成分R(i)和与天线单元111(i)的f2相关的振幅和相位值的成分M(i,f2)合成得到的第ⅰ个分路的接收系统整体的振幅和相位值作为与其它分路的比率而对每个分路求出。

下面，说明步骤S142、S144的校正值P3(j)。例如，校正值P3(3)可以表示为下式。

P3(3)=P3(2)·P2(3)

    =P2(2)·P2(3)

    =((M(2,f2)·R(2))/(M(1,f2)·R(t)))·

     ((M(3,f2)·R(3))/(M(2,f2)·R(2)))

    =(M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1))    ……(114)

因此，校正值P3(4)可以表示为下式。

P3(4)=P3(3)·P2(4)

     =((M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1)))·P2(4)

     =((M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1)))·

      ((M(4,f2)·R(4))/(M(3,f2)·R(3)))

     =(M(4,f2)·R(4))/(M(1,f2)·R(1))    ……(115)

通过与上面相同的计算，校正值P3(j)可以表示为下式。

P3(j)=P3(i)·P2(j)

     =(M(j,f2)·R(j))/(M(1,f2)·R(1))    ……(116)

即，按图14的校正控制顺序得到的校正值P3(j)是相对于第j个分路的接收系统(接收机118(j)和天线单元111(j))的振幅和相位值的基准分路的相对值。

因此，在各个分路接收时，通过把图14的校正控制顺序得到的校正值P3(j)与各个接收机118(j)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系统中的振幅和相位值的分路之间的误差。

对于附加天线128，由于可以仅进行配置在其附近的天线单元111之间的信号的收发，所以，不必像通信所使用的一般的天线那样具有高的增益。因此，作为附加天线128可以仅使用超小型天线或者探针就足够了。

所述第(103)式和第(104)式中由温度特性而引起的振幅和相位值变动成分Q，实际上含有各个分路的发射机121中的变动成分、接收机118中的变动成分和用于校正的频率变换器116中的变动成分。因此，对于伴随时间的推移的温度变化，频率变换器116的特性也发生变化，但是对于频率变换器116，由于在校正处理中测定任何一个分路的振幅和相位值时都使用它，因此，一个频率变换器116的振幅和相位值的变动成分Q对所求的校正值不会产生影响。

(第五实施例)

参考图17说明本发明的自适应阵列天线收发装置的又一个实施例。图17是表示这种自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。

这种形式是第四实施例的变形例。在图17中，与图12对应的要素以同一标号表示。下面省略了对与第四实施例的形式相同的要素的说明。

这种自适应阵列天线收发装置含有对应于指向性控制运算电路的指向性控制运算部125、作为分路器的一个例子的耦合器122、耦合器131以及作为收发共用器的一个例子的循环器113、循环器114以及对应于校正控制电路的校正运算部124。

在FDD收发装置中，天线、供电线等部分比较难以受温度等急剧的环境变动的影响，但是发射机和接收机内装置的功率放大器、混频器等的高频电路容易受温度变化的影响。

因此，与天线和供电线相关的校正不必频繁进行，但是对于容易受温度变化影响的发射机和接收机则最好以尽可能短的时间间隔进行校正。

因此，在图17所示的自适应阵列天线收发装置中，除了第四实施例的校正功能外，又增加了用于从天线分离发射部(发射机121、频率变换器123)和接收机118的振幅和相位的校正值并单独分别对每个分路进行测定的功能。对于含有天线和供电线的校正值，可以按与已经说明的图13、14相同的顺序进行计算。

如图17所示，在本实施例中，可以通过在各个分路单元110上设置的耦合器131把频率变换器123输出的信号的一部分进行分路并取出。由各个分路的耦合器131取出的信号分别加到转换器133上。转换器133选择来自N个分路的任何一个耦合器131的信号。

在规定为基准分路的第1分路单元110(1)中设置有转换器132。转换器132选择循环器114(1)输出的信号和转换器122选择的信号的任何一方并加到频率变换器116的输入。

对于N个分路单元110的任何一个的转换器117，转换器134输出由耦合器122(1)分路的信号。各个分路的转换器117有选择地把循环器113的接收信号和频率变换器116的输出信号、转换器134的输出中的任何一个加到接收机118的输入。

各个转换器132、133、134、117的选择状态通过校正运算部124的控制来切换。除了图13、图14以外，校正运算部124执行下面说明的校正用的控制。

关于发射部的校正顺序如下进行。

(1)控制作为基准分路分配的分路单元110(1)的转换器132，把转换器133的输出连接于频率变换器116(1)的输入。控制转换器117(1)把频率变换器116(1)的输出连接于接收机118(1)的输入。

(2)选择1个分路(i)，从所选择的分路的发射机112发送信号。

(3)由耦合器131(i)将所选择的分路的信号分路并发送，由转换器133选择该信号。

(4)测定从基准分路的接收机118(1)的接收输出中选择的分路的信号X(i)(振幅和相位值)。

反复进行上述(2)到(4)的处理，对于全部的分路顺序测定信号X(i)。

这时，从发射机121(i)输出的频率为f2的信号通过耦合器122(i)由频率变换器123(i)变换为f1的频率，由耦合器131(i)分路并输入到转换器133。

此外，这个信号通过转换器133和转换器132由频率变换器116(1)变换为f2的频率、通过转换器117(1)输入到接收机118(1)。因此，可以由基准分路的接收机118(1)测定从各个分路的发射部(发射机121、频率变换器123)输出的信号。

这里，测定的各个分路的信号X(i)可以表示为下式。

X(i)=T(i)·Q(1)·R(1)……(117)

其中，

T(i)：不含各个分路的天线的发射部的振幅和相位

Q(1)：基准分路的频率变换器116(1)的振幅和相位

R(1)：基准分路的接收机118(1)的振幅和相位

因此，由下式可以得到发射部的校正值A(i)。

A(i)=X(i)/X(1)

    =T(i)·Q(1)·R(1)/T(1)·Q(1)·R(1)

    =T(i)/T(1)    ……(118)

与接收部相关的校正顺序如下进行。

(1)从基准分路发射机121(1)发送信号，由耦合器122(1)将该信号分路，并将分路的信号向转换器134发送。

(2)选择1个分路(i)，根据所选择的分路切换转换器134。

(3)控制所选择的分路(i)的转换器117(i)，把转换器134的输出与接收机118(i)的输入连接。

(4)测定从所选择的分路的接收机118(i)的接收输出中选择的分路的信号Y(i)(振幅和相位值)。

反复进行上述(2)到(4)的处理，对于全部的分路顺序测定信号Y(i)。

Y(i)=T(1)·R(i)    ……(119)

其中，

T(1)：基准分路的接收机121(1)的振幅和相位

R(i)：各个分路的接收机118(i)的振幅和相位

因此，由下式可以得到接收机118(i)的校正值B(i)。

B(i)=Y(i)/Y(1)

    =T(1)·R(i)/T(1)·R(1)

    =R(i)/R(1)    ……(120)

因此，在本实施例中，不只能得到含有天线和供电线等的发射部整体的振幅和相位的校正值，而且可以对每个分路得到容易受温度变化影响的仅与发射机相关的校正值和与接收机相关的校正值。

(第六实施例)

参考图19-21说明本发明的自适应阵列天线收发装置的一个实施例。

图19是表示这种形式的自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图20是表示这种形式的发射机的校正控制顺序的流程图。图21是表示这种形式的接收机的校正控制顺序的流程图。

这种形式是第四实施例的变形例。在图19中，与图12对应的要素表示为相同的标号。

这种自适应阵列天线收发装置含有作为收发共用器的一个例子的循环器113、循环器143、对应于指向性控制运算电路的指向性控制运算部125、作为分路器的一个例子的耦合器122以及对应于校正控制电路的校正运算部124。

在图19中，阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元111构成。在本实施例中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置该要素的阵列天线的分路。图19中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值表示。

在图19的例子中，对于每个天线单元111构成含有该天线单元的分路单元110。各个分路单元110由天线单元111、循环器113、发射部115以及接收机118构成。耦合器122和转换器117仅设置在1个分路单元110(1)中。除此以外的分路单元110结构相同。

分路单元110(1)的耦合器122是为了将发射部115输出的信号的一部分分路并取出而设置的。分路单元110(1)的转换器115是为了切换输入到接收机118(1)的信号而设置的。转换器117的选择状态由校正运算部124进行电控制。循环器113是为了在发送和接收共用天线单元111而设置的。

在为了进行通信而进行发送时，从各个发射部115发送的信号通过循环器113，作为无线信号从天线单元111发射出去。为了进行通信而进行接收时，由天线单元111接收的信号通过循环器113输入到接收机118。

在这个例子中，发射部115输出的信号的频率即用于通信的阵列天线的发送频率是f1，用于通信的阵列天线及接收机118的接收频率是f2，发送频率f1与接收频率f2不同。

与图12的情况相同，也可以在发射部115内部设置发送与接收机118的接收频率f2相同频率的信号的发射机(121)及频率变换器(123)。

在图19的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元110以外，还设置有校正运算部124、指向性控制运算部125、信号发生部126、频率变换器141、142、循环器143和附加天线128。

循环器143从附加天线128输入频率为f1的信号，把频率为f2的信号输出到附加天线128。为了自适应控制阵列天线的方向图，指向性控制运算部125合成N个分路信号，同时控制合成时的各个分路的加权。

校正运算部124分别求出各个分路单元110的发射系统(发射部115和天线单元111)和接收系统(接收机118和天线单元111)的振幅和相位误差并进行校正。实际上，校正运算部124执行图20所示的控制，求出用于各个分路的发射系统的校正的值，并执行图21所示的控制，求出用于各个接收系统的校正的值。

发射部115发送的信号(频率为f1)的一部分由耦合器122分路并加到频率变换器141的输入。频率变换器141利用信号发生部126输出的信号(频率为｜f1-f2｜)进行频率变换。

即，频率变换器141将从耦合器122输入的信号和从信号发生部126输入的信号混频而进行频率变换。从耦合器122输入的信号的频率是f1，从信号发生部126输入的信号的频率是(｜f1-f2｜)，所以频率为f2的信号从频率变换器141输出。所以频率变换器141输出的信号通过循环器143作为电波从附加天线128发射出去。

附加天线128接收频率为f1的信号时，该信号经循环器143输入到频率变换器142。频率变换器142利用信号发生部126输出的信号(｜f1-f2｜)进行频率变换。

即，由附加天线128接收的频率为f1的信号，频率变换为f2并从频率变换器142输出。通过控制转换器117，可以把频率变换器142输出的信号输入到接收机118(1)。

在这个例子中，由于发射部115输出的信号的频率为f1、接收机118的接收频率为f2，所以不能由接收机118直接接收发射部115输出的信号。但是，通过使用频率变换器141、142进行频率变换，便可由接收机118接收从发射部115发送的信号。

与第四实施例相同，对于信号发生部126输出的频率为(｜f1-f2｜)的信号，可以使用接收机的本地信号和发射机的本地信号来生成。即，信号发生部126可以用图10所示的电路或图11所示的电路实现。

在图19的电路中，之所以通过耦合器122从发射部115的输出中取出信号，是因为与接收侧电路容许的输入电平相比，发射部115的输出大的缘故。通过使用耦合器122，便可从发射部115的输出中取出电平比较小的信号。

对于设置附加天线128的位置，必需根据构成阵列天线的N个天线单元111的配置来决定。如图15A所示，把天线单元111等间距并列在一条直线上时，可以在例如2个天线单元111的中间位置配置附加天线128，以使校正对象的2个分路的各个天线单元111与附加天线128的间距d相等。

如图15A所示，使用多个附加天线128时，可以如图15B所示的那样使用转换器149有选择地把多个附加天线128中的一个与循环器连接。

如图16所示，把天线单元111等间距并列在一个圆周线上时，可以在圆周的中心位置配置附加天线128。此时，对于任何分路，天线单元111与附加天线128的间距d都相等。

这样配置附加天线128时，各个天线单元111与附加天线128之间的传输损失相等，从而可以求出不受它的影响的校正值。

接着，说明如图20所示的校正控制顺序。在这个例子中，分路单元110(1)被规定为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。即，可以在任何一个分路单元110上设置耦合器122和转换器117。开始图20所示的校正控制顺序时，设定全部的发射部115(1)～115(N)停止发射。

在步骤S150，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。在步骤S152控制转换器117把频率变换器142的输出连接于基准分路的接收机118(1)的输入。

以后的步骤S153～S160的处理根据计数器i的值反复执行。

在步骤S153，从第ⅰ个发射部115(i)发送信号(频率为f1)。此时，发射部115(i)输出的信号通过循环器113(i)作为无线信号从天线单元111(i)发送出去。

该无线信号由附加天线128接收。附加天线128接收的信号通过循环器143输入到频率变换器142、频率变换为f2并通过转换器117输入到接收机118(1)。

因此，在步骤S154测定接收机118(1)接收的信号K(i)。测定结束后，在下一个步骤S155停止发射部115(i)的发送。

通过反复进行步骤S153～S160的处理，从属于N个分路的每一个的发射部115输出的信号通过经由各个分路的天线(111,128)的路径而由接收机118(1)所接收，并测定信号K(1)～K(N)。

因为在开始的处理中计数器i的值是1，所以从步骤S156进行到步骤S158。开始时得到的信号K(1)作为基准分路的信号保存。

在第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S156进行到步骤S159。在步骤S159，通过下式的计算可以求出校正值H(i)。

H3(i)=K(i)/K(1)    ……(121)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路作为相对值，可以分别求出校正值H(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值H(i)为1。

但是，在图20的步骤S54测定的振幅和相位值K(i)可以表示为下式。

K(i)=T(i)·M(i,f1)·L(i)·M(a,f1)·Q2·R(1)……(122)

其中，

T(i)：在发射部115(i)中产生的振幅和相位

M(i,f1)：与天线单元111(i)的f1相关的振幅和相位

M(a,f1)：与附加天线128的f1相关的振幅和相位

L(i)：天线单元111(i)与附加天线128之间的传输损失

Q2：频率变换器142的振幅和相位

R(1)：接收机118(1)的振幅和相位

在本实施例中，由于附加天线128、频率变换器142和接收机118(1)在与计数器i对应的任何分路的测定中共同利用，所以它们的成分是相同的。因此，将所述(121)式变形，可以得到下式。

H(j)=K(i)/K(1)

     =(T(i)·M(i,f1)·L(i)·M(a,f1)·Q2·R(1))/

      (T(t)·M(1,f1)·L(1)·M(a,f1)·Q2·R(1))

     =(T(j)·M(i,f1)·L(i))/(T(1)·M(1,f1)·L(1))……(123)

在本实施例中，对于校正对象的全部分路假定天线单元111(i)与附加天线128之间的间距d都相同，所以对于全部分路传输损失L(i)是相同的。因此，将所述第(123)式变形，可以得到下式。

即，可以把与图18所示的发射部115(i)的f1相关的振幅和相位的成分T(i)和与天线单元111(i)的f1相关的振幅和相位的成分M(i,f1)合成得到的第i个分路的发送系统整体的振幅和相位值作为与其它分路的比率而对每个分路求出。

测定的振幅和相位值由于温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q2在上式(124)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值H(i)中出现。

这样，仅使用一个附加天线128，就能求出作为对基准分路的相对值的各个分路的校正值H(j)。在各个分路发送时，通过把图20的校正控制顺序得到的校正值H(i)与各个发射部115(i)的振幅和相位值相乘，便能修正在发射部115的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明图21所示的校正控制顺序。在这个例子中，规定分路单元110(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。

在步骤S170，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。在下一步骤S171，控制转换器117把接收机118(1)的输入连接于循环器113(1)。

在步骤S172中，从基准分路的发射部115(1)发送信号。

此时，发射部115(1)输出的信号由耦合器122分路并由频率变换器141变换为频率为f2的信号后，通过循环器143，作为无线信号从附加天线128发送出去。

从附加天线128发送的无线信号，可以由各个分路的天线单元111接收。由于附加天线128发送的信号的频率已变换为f2，所以，可以把天线单元111接收的信号直接输入到接收机118进行检出。

步骤S173～S178的处理根据计数器i的值反复进行。每次进行这些处理时，在步骤S176更新计数器i的值。

在步骤S173，根据第i个分路的接收机118(i)的接收信号测定该分路的信号(振幅和相位值)S(i)。

通过反复进行步骤S173～S178的处理，从基准分路的发射部115(1)输出的信号通过经由各个分路的天线(111,128)的路径而由各个分路的接收机118(i)接收，并测定信号S(1)～S(N)。

因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S174进行到步骤S176。开始时得到的信号S(1)作为基准分路的信号保存。

在第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以，从步骤S174进行到步骤S177，在步骤S177，通过下式的计算，可以求出校正值P(i)。

P(i)=S(i)/S(1)    ……(125)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值P(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值P(1)为1。

但是，在图21的步骤S173测定的振幅和相位值S(i)可以表示为下式。

S(i)=T(1)·Q1·M(a,f2)·L(i)·M(i,f2)·R(i)    ……(126)

其中，

T(1)：发射部115(1)的振幅和相位

Q1：与频率变换器141相关的振幅和相位

M(a,f2)：与附加天线单元128的f2相关的振幅和相位

L(i)：天线单元111(i)与附加天线128之间的传输损失

M(i,f2)：与天线单元111(i)的f2相关的振幅和相位

R(i)：接收机118(i)的振幅和相位

在本实施例中，由于对于全部的分路，天线单元111(i)与附加天线128之间的间距设定为相同，所以传输损失L1(i)对于全部的分路都相同。

由于频率变换器141与附加天线128共同用于全部的分路，所以其成份是相同的。因此，将所述(125)式变形，可以得到下式。

P(i)=S(i)/S(1)

    =(T(1)·Q1·M(a,f2)·L(i)·M(i,f2)·R(i))/

     (T(1)·Q1·M(a,f2)·L(1)·M(1,f2)·R(1))

    =(L(i)·M(i,f2)·R(i))/(L(1)·M(1,f2)·R(1))

    =(M(i,f2)·R(i))/(M(1,f2)·R(1))    ……(127)

即，可以把图18所示的接收机118(i)的振幅和相位的成分R(i)和与天线单元111(i)的f2相关的振幅和相位值的成分M(i,f2)合成得到的第ⅰ个分路的接收系统整体的振幅和相位值作为与其它分路的比率而对每个分路求出。

因此，在各个分路接收时，通过把图21的校正控制顺序得到的校正值P(i)与各个接收机118(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系统中的振幅和相位值的分路之间的误差。

对于附加天线128，由于可以仅进行配置在其附近的天线单元111之间的信号的收发，所以，不必像通信所使用的一般的天线那样具有高的增益。因此，作为附加天线128仅使用超小型天线或者探针就足够了。

所述第(126)式中由温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分Q，实际上含有各个分路的发射部151中的变动成分、接收机118中的变动成分和用于校正的频率变换器141中的变动成分。

对于伴随时间的推移的温度变化，频率变换器141的特性也发生变化，但是对于频率变换器141，由于在校正处理中测定任何一个分路的振幅和相位值时都使用了它，因此，一个频率变换器141的振幅和相位值的变动成分Q1不会对所求的校正值产生影响。

(第七实施例)

参考图22-24说明本发明的自适应阵列天线收发装置的又一个实施例。

图22是表示这种自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图23是表示这种发射机的校正控制顺序的流程图。图24是表示这种接收机的校正控制顺序的流程图。

这种形式是第六实施例的变形例。在图22～24中，与图19～21对应的要素以同一标号表示。下面，省略对与第六实施例的形式相同的要素的说明。

这种自适应阵列天线收发装置含有作为分路器的一个例子的耦合器122。

通常，在自适应阵列天线收发装置中，天线、供电线等比较难以受温度等急剧的环境变动的影响。但是，发射机、接收机、功率放大器、频率变换器这样的高频电路，即使是在比较短的时间区间中，由于温度变化的影响，特性也容易变化。

因此，与天线和供电线相关的校正可以按较长的时间周期进行，而对于发射机等的高频电路，则必须以短时间间隔进行校正。

因此，在本实施例中，可以与天线无关地由收发机单独进行校正。对于含有天线的校正，只要进行与第六实施例相同的处理就可以实现，因此省略了对它的说明。

参考图22，在本实施例中，在N个分路单元110的每一个上设置耦合器122和转换器117。另外，还追加了转换器151、152、153和154。转换器117、151、152、153和154都构成为可以进行电控制的结构，并且通过校正运算部124的控制来连接，以使得状态变化。

转换器152把来自N个耦合器122(1)～122(N)的任何一个有选择地连接于频率变换器141的输入。转换器153有选择地把频率变换器141输出的信号输出到循环器143和转换器154中的任何一方。

转换器154有选择地把频率变换器141输出的信号和频率变换器142输出的信号中的任何一个输出到转换器151。转换器151有选择地把经转换器154输入的信号输出到N个分路的任何一个的转换器117中。

接着，说明图23所示的校正控制顺序。在这个例子中，规定第1分路单元110(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。在开始时图23的校正顺序时设定全部的发射部115(1)～115(N)停止发送。

在步骤S150，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。

在步骤S152B控制基准分路的转换器117(1)把转换器151的输出连接于基准分路的接收机118(1)的输入。控制转换器153、154把频率变换器141的输出连接于转换器151。

以后，根据计数器i的值反复执行步骤S153～S160的处理。

在步骤S153，从第i个发射部115(i)发送信号(频率为f1)。

在追加的步骤S161中首先由转换器152选择第ⅰ个分路的耦合器122(i)的输出，由转换器151选择基准分路的转换器117(1)。

此时，发射部115(i)输出的信号由耦合器122(i)分路，通过转换器152输入到频率变换器141，变换为频率为f2的信号。频率变换器141输出的信号通过转换器153、转换器154、转换器151、通过基准分路的转换器117(1)后加到接收机118(1)的输入。

因此，在步骤S154B，测定接收机118(1)接收的信号X(i)。测定结束后，在下一个步骤S155停止发射部115(i)的发送。

通过反复进行步骤S153～S160的处理，从属于N个分路的每一个的发射部115输出的信号通过不经由天线(111,128)的路径而分别由接收机118(1)接收，并测定信号X(1)～X(N)。

因为在开始的处理中计数器i的值是1，所以从步骤S156进行到步骤S158。在开始时得到的信号X(1)作为基准分路的信号保存。

在第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S156进行到步骤S159B。在步骤S159B，通过下式的计算可以求出校正值H2(i)。

H2(i)=X(i)/X(1)    ……(128)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路，作为相对值可以分别求出校正值H2(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值H2(i)为1。

但是，在图22的步骤S154B测定的振幅和相位值X(i)可以表示为下式。

X(i)=T(i)·Q1·R(1)    ……(129)

其中，

T(i)：在发射部115(i)中产生的振幅和相位

Q1：频率变换器141的振幅和相位

R(1)：接收机118(1)的振幅和相位

在本实施例中，由于频率变换器141和接收机118(1)共同利用于对应于计数器i的任何分路的测定中，所以，它们的成分是相同的。因此，将所述(129)式变形，可以得到下式。

H2(i)=X(i)/X(1)

     =(T(i)·Q1·R(1))/(T(1)·Q1·R(1))

     =T(i)/T(1)  ……(130)

即，可以把与第ⅰ个分路的发射部115(i)的f1相关的振幅和相位的成分T(i)的振幅和相位值作为与基准分路(1)的比率而对每个分路求出。

测定的振幅和相位值伴随温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q1在上式(130)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值H2(i)中出现。

这样，即使不使用天线单元111和附加天线128，也能求出作为对基准分路的相对值的各个分路的校正值H2(j)，当然，通过第六实施例中说明的处理，也有必要求出含有天线单元111的全体的校正值，但是可以以较长的时间周期来进行含有天线单元111的全体的校正。

在各个分路发送时，通过把图23的校正控制顺序得到的校正值H2(i)与各个发射部115(i)的振幅和相位值相乘，便能修正发射部115中的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明图24所示的校正控制顺序。在这个例子中，规定分路单元110(1)作为基准分路，但是，也可以将其它的分路作为基准。

在步骤S170，把计数器i的值初始化为1。计数器i的值对应于作为校正对象的1个分路。在下一步骤S171B，由转换器152选择基准分路的耦合器122(1)的输出。在步骤S172中，从基准分路的发射部115(1)发送信号。

此时，发射部115(1)输出的信号由耦合器122(1)分路、通过转换器152输入频率变换器141，由频率变换器141变换为频率为f2的信号。

在追加的步骤S181中，控制转换器153、154把频率变换器141的输出连接于转换器151。在步骤S182中，控制转换器151选择第ⅰ分路的转换器117(i)。在步骤S183中，控制转换器117(i)把转换器151的输出连接与接收机118(i)的输入。

因此，从基准分路的发射部115(1)输出的信号通过耦合器122(1)和转换器152输入到频率变换器141，从频率变换器141输出的信号通过转换器153、154、151、117和(i)输入接收机118(i)。

即，不经过附加天线128和天线单元111便可由接收机118接收发射部115(1)的信号。由于频率变换器141把信号的频率变换为f2，所以，接收机118可以直接检出输入的信号。

在步骤S173B中，根据第ⅰ分路的接收机118(i)的接收输出测定该分路的信号(振幅和相位值)Y(i)。

通过反复进行步骤S173～S178的处理，从基准分路的发射部115(1)输出的信号通过不经由各个分路的天线(111,128)的路径由各个分路的接收机118(i)接收，并测定信号Y(1)～Y(N)。

因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S174进行到步骤S176。在开始的处理中得到的信号Y(1)作为基准分路的信号保存。

在第二次以后的处理中，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S174进行到步骤S177，在步骤S177B，通过下式的计算，可以求出校正值P2(i)。

P2(i)=Y(i)/Y(1)    ……(131)

对于全部分路的处理结束时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值P2(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值P2(1)为1。

但是，在图24的步骤S173B测定的振幅和相位值Y(i)可以表示为下式。

Y(i)=T(1)·Q1·R(i)   ……(132)

其中，

T(1)：发射部115(1)的振幅和相位

Q1：与频率变换器141相关的振幅和相位

R(i)：接收机118(i)的振幅和相位

在本实施例中，由于发射部115(1)和频率变换器141共用用于全部的分路，所以其成分是相同的。因此，将所述(131)式变形，可以得到下式。

P2(i)=Y(i)/Y(1)

     =(T(1)·Q1·R(i))/(T(1)·Q1·R(1))

     =(L(i)·M(i,f2)·R(i))/(L(1)·M(1,f2)·R(1))

     =R(i)/R(1)    ……(133)

即，第ⅰ分路的接收机118(i)的振幅和相位的成分R(i)，可以作为与基准分路的比率而每个分路求出。

因此，在各个分路接收时，通过把图24的校正控制顺序得到的校正值P2(i)与各个接收机118(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系统中的振幅和相位值的分路之间的误差。

(第八实施例)

本发明的自适应阵列天线收发装置的又一个实施例如图25所示。这种形式是第六实施例的变形例。在图25中，与图19对应的要素以同一标号表示。下面说明改变了的部分。

参考图25，转换器145与频率变换器141的输入连接，转换器146与频率变换器141的输出连接。转换器145、146构成为可以电切换的结构，通过校正运算部124的控制，进行状态切换。

转换器145把从循环器143输入的信号(频率为f1)和耦合器122输入的信号(频率为f1)的任何一个有选择地输入到频率变换器141。转换器146有选择地把频率变换器141输出的信号(频率为f2)输入到循环器143的输入和转换器117的输入中的任何一方。

通过切换转换器145、146，频率变换器141可以用于发射用的信号的频率变换，也可以用于接收的信号的频率变换。

因此，不需要频率变换器142。

在本实施例中，用附加天线128发送发射部115(1)发送的信号时，控制转换器145把耦合器122的输出连接于频率变换器141的输入，控制转换器146把频率变换器141的输出连接与循环器143的输入。

接收附加天线128的信号时，控制转换器145把循环器143的输出连接于频率变换器141的输入，控制转换器146把频率变换器141的输出连接与转换器117的输入。对于其他的控制，与第六实施例相同。

(第九实施例)

本发明的自适应阵列天线收发装置的又一个实施例如图26所示。这种形式是第七实施例的变形例。在图26中，与图22对应的要素以同一标号表示。下面说明改变了的部分。

参考图26，转换器145与频率变换器141的输入连接，转换器146与频率变换器141的输出连接。转换器145、146构成为可以电切换的结构，通过校正运算部124的控制，进行状态切换。

转换器145把从循环器143输入的信号(频率为f1)和转换器162输入的信号(频率为f1)的任何一个有选择地输入到频率变换器141。转换器146有选择地把频率变换器141输出的信号(频率为f2)输入到循环器143的输入和转换器151的输入中的任何一方。

通过切换转换器145、146，频率变换器141可以用于发射用的信号的频率变换，也可以用于接收的信号的频率变换。

因此，不需要频率变换器142。

在本实施例中，频率变换发射部115(1)发送的信号时，控制转换器145把转换器152的输出连接于频率变换器141的输入，接收附加天线128的信号时，控制转换器145把循环器143的输出连接于频率变换器141的输入。

在进行含有天线的校正时，控制转换器146把频率变换器141的输出与循环器143的输入连接，在进行不含有天线的电路的校正时，控制转换器146把频率变换器141的输出与转换器151的输入连接。对于其他的控制，与第七实施例相同。

(第十实施例)

参考图27-30说明本发明的自适应阵列天线收发装置的又一个实施例。

图27是表示这种自适应阵列天线收发装置的结构的方框图。图28是表示在这种自适应阵列天线收发装置上配置的校正/接收信号分离部201的结构。图29是表示这种发射机的校正控制顺序的流程图。图30是表示这种接收机的校正控制顺序的流程图。

这种形式是第一实施例的变形例。在图27、29、30中，与第一实施例的形式对应的要素和处理以同一标号和步骤序号表示。

本实施例的这种自适应阵列天线收发装置即使在通信中也能进行各个分路的校正，这一点与第一实施例的形式中所示的自适应阵列天线收发装置不同。

与图1相同，图27的阵列天线由并列设置的N(任意整数)个天线单元11构成。在本实施例中，由附加于各要素的标号后的括号内的数值用于区分配置该部件的阵列天线的分路的分区。图27中的各个箭头表示信号方向。在下面的说明中，不必要区别各个要素的分路时，则省略各标号的括号及括号中的数值表示。

在图27的例子中，对于每个天线单元11构成含有该天线单元的分路单元40。各个分路单元40由天线单元11、循环器12、发射机13、接收机14、耦合器15以及合成器216构成。

循环器12是为了在发送和接收中共用天线单元11而设置的。耦合器15是为了将发射机13发送的信号的一部分进行分路并取出而设置的。

进行发送时，各个发射机13发送的信号通过耦合器15和循环器12作为无线信号从天线单元11发射出去。进行接收时，由天线单元11接收的信号通过循环器12和合成器216，输入到接收机14。

在这个例子中，发射机13输出的信号的频率，即发送频率是f1，接收机14的接收频率是f2，发送频率f1与接收频率f2不同。

在图27的自适应阵列天线收发装置中，除了N个分路单元40外，还设置有转换器21、频率变换器22、转换器23、信号发生部24、校正/接收信号分离部201、校正运算部25和指向性控制运算部26。

下面，以与图1所示的自适应阵列天线收发装置的不同为中心来说明。

图27的自适应阵列天线收发装置与图1的自适应阵列天线收发装置的结构的不同在于，在各个分路单元40的内部替代转换器16而设置了合成器216，还有是在自适应阵列天线收发装置中设置了校正/接收信号分离部201。

这里，合成器216合成天线单元11的接收信号和转换器23的信号，并把合成的信号输出到接收机14。

校正/接收信号分离部201对于接收机14的输出信号分离并输出天线单元11的接收信号和转换器23的信号。

在校正运算部25中，图27的自适应阵列天线收发装置与图1的自适应阵列天线收发装置在连接方面有一部分不同。即，本实施例的校正运算部25控制转换器21、23的连接状态，输入由校正/接收信号分离部201分离的来自转换器23的信号，并求出阵列天线的各个分路的校正值。

接着，说明校正/接收信号分离部201。

在通信系统中，为确立基地台侧和终端侧的同步或位置信息等，使用彼此已知的信号。例如，在CDMA(码分多址)系统中，通过向各基地台和终端处分配不同的代码，便可在基地台和终端都以同一频率与其它终端等的系统进行通信。校正/接收信号分离部201也是基于这样的原理，预先知道来自基地台的发送信号系列和终端的信号，通过设置仅抽出校正信号的相关器来抽出校正信号。

进行上述处理的校正/接收信号分离部201的结构如图28所示。校正/接收信号分离部201由分配器202、校正信号相关器203、一个以上的接收信号相关器204构成。接收信号相关器204的数目根据基地台容纳的终端数目来决定。

分配器202将来自校正运算部25指定的接收器的信号进行分路，输入到校正信号相关器203和接收信号相关器204。

校正信号相关器203预先输入由校正运算部25校正用的发送信号系列(例如CDMA中的代码)，通过求出与分配器202的信号的相关性分离并输出转换器23的信号。这个输出信号含有发射机13、频率变换器22、接收机14的特性。这个输出信号向校正运算部25输出。

接收信号相关器204预先设定基地台的发送信号系列(例如CDMA中的代码)，通过求出与分配器202的信号的相关性分离并输出天线单元11的信号。这个输出信号是含有接收机14的特性的信号。这个输出信号也输入到指向性控制运算部26。

接着，说明如图2所示的校正控制顺序。在这个例子中，分路单元10(1)被规定为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。在校正/接收信号分离部201中预先设定由校正运算部25校正用的发送信号系列。

在步骤S10D，控制转换器23而把频率变换器22的输出连接于基准分路的合成器216(1)。

在下一个步骤S12，把计数器i的值初始化为1。对应于计数器i的值反复执行步骤S13～S19的处理。

在步骤S13，切换转换器21用以选择对应于计数器i的值的分路的耦合器15(i)的输出。

在步骤S14，从对应于计数器的值i的分路的发射机13(i)发送信号。可以仅在测定期间从发射机13(i)发送信号。

这里，从发射机13(i)发送校正用的信号时，接收机14(1)输出的信号K(i)可以表示如下。

K(i)=Rc(t)·R(1)+Cc(t)·T(i)·Q·R(1)  ……(201)

其中，

T(i)：发射机13(i)中生成的振幅和相位值

Q：由温度特性而引起的振幅和相位变动成分(频率变换器)

R(1)：接收机14(1)中生成的振幅和相位值

Rc(t)：在时刻t的接收信号

Cc(t)：在时刻t的发送信号

这时，如图28所示，校正信号相关器203输出以下式表示的信号K’(i)。

K’(i)=Cc(t)·T(i)·Q·R(1)  ……(202)

因此，在步骤S15D，根据校正/接收信号分离部201内的校正信号相关器203的输出信号测定基准分路的接收机14(1)接收的第ⅰ个信号K’(i)。这个信号K’(i)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S15通过S16进行到步骤S17，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S13。

在第二次以后，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S15通过S16进行到步骤S18D。在步骤S18D中，由下式可以求出第ⅰ个分路的校正值H(i)。

H(i)=K’(i)/K’(1)    ……(203)

对于全部N个分路的处理还没有结束时，从步骤S18通过S19进行到步骤S17，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S13。

因此，在实行图29的校正顺序时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值H(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值H(1)为1。

这里，由于信号K’(i)可以用(202)式表示，所以，将(203)式变形，可以得到下式。

H(i)=K’(i)/K’(1)

    =(Cc(t)·T(i)·Q·R(1))/(Cc(t)·T(1)·Q·R(1))

    =T(i)/T(1)    ……(204)

即，按图29的校正控制顺序得到的校正值H(i)是相对于发射机13(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值由于温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其成分Q在上式(204)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值H(i)中出现。

因此，在各个分路发送时，通过把图29的校正控制顺序得到的校正值H(i)与各个发射机13(i)的振幅和相位值相乘，便能修正在发射机13的振幅和相位值的分路之间的误差。

接着，说明如图30所示的校正控制顺序。在这个例子中，规定分路单元40(1)作为基准分路，但是也可以把其它的分路作为基准。

在步骤S20，控制转换器21而选择基准分路的耦合器15(1)的输出。

在步骤S21，从基准分路的发射机13(1)发送信号。可以仅在测定期间从发射机13(i)发送信号。

在步骤S22，把计数器i的值初始化为1。根据计数器i的值反复执行步骤S23～S29的处理。

在步骤S23D，控制转换器23把频率变换器22的输出与对应于计数器i的值的分路的合成器216(i)连接。

这里，从发射机13(1)发送校正用的信号时，接收机14(i)输出的信号S(i)可以表示如下。

S(i)=Rc(t)·R(i)+Cc(t)·T(1)·Q·R(i)  ……(205)

其中，

T(1)：发射机13(1)中生成的振幅和相位值

Q：由温度特性而引起的振幅和相位变动成分(频率变换器)

R(i)：接收机14(i)中生成的振幅和相位值

Rc(t)：在时刻t的接收信号

Cc(t)：在时刻t的发送信号

这时，如图28所示，校正信号相关器203输出由下式表示的信号S’(i)。

S’(i)=Cc(t)·T(1)·Q·R(i)  ……(206)

因此，在步骤S25D，根据校正/接收信号分离部201内的校正信号相关器203的输出信号测定接收机14(i)接收的第ⅰ个信号S’(i)。这个信号S’(i)是含有接收的信号的振幅和相位的信息的值。因为开始时计数器i的值是1，所以从步骤S25通过S26进行到步骤S27，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S23。

在第二次以后，由于计数器i的值是1以外的值，所以从步骤S25通过S26进行到步骤S28。在步骤S28D中，由下式可以求出第ⅰ个分路的校正值P(i)。

P(i)=S’(i)/S(1)    ……(207)

对于全部N个分路的处理还没有结束时，从步骤S28通过S29进行到步骤S27，在计数器i的值计数完成后返回到步骤S23。

因此，在实行图30的校正顺序时，对于第2到第N的每一个分路，可以分别求出校正值S’(i)。在这个例子中，由于以第1分路作为基准，当然第1分路的校正值P(1)为1。

这里，由于信号S’(i)可以用(206)式表示，所以把第(207)式变形，可以得到下式。

P(i)=S‘(i)/S’(1)

    =(T(1)·Q·R(i))/(T(1)·Q·R(1))

    =R(i)/R(1)    ……(208)

即，按图3的校正控制顺序得到的校正值P(i)是相对于接收机14(i)的振幅和相位值的基准分路的相对值。测定的振幅和相位值由于温度特性等随时间的变化的影响而变动，但由于其中成分Q在上式(208)中相互抵消，所以温度特性的影响不会在校正值P(i)中出现。

因此，在各个分路接收时，通过把图3的校正控制顺序得到的校正值P(i)与各个接收机14(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收机14中的振幅和相位值的分路之间的误差。

第(202)式和第(206)式中由温度特性而引起的振幅和相位值的变动成分Q，实际上含有各个分路的发射机13中的变动成分、接收机14上的变动成分和用于校正的频率变换器22上的变动成分。因此，对于随着时间的推移的温度变化，频率变换器22的特性也发生变化，对于频率变换器22，由于在校正处理中测定任何一个分路的振幅和相位值时都使用了它，因此一个频率变换器22的振幅和相位值的变动成分Q不会对所求的校正值产生影响。

本实施例所示的接收时可以进行校正的变更，也可适用于第二到第九实施例。下面，简单地表示出为了应用而在结构上的变化。

即，在第二实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行校正。

在各个发射单元30中替代转换器16而分别设置合成器，该合成器合成天线单元11的接收信号和转换器38的信号，或合成天线单元11的接收信号和频率变换器22的信号，并把合成的信号输出到接收机14。

进而设置对于接收机14的输出信号在发射机35进行校正时分离/输出天线单元11的接收信号和转换器38的信号而在接收机14进校正时行分离/输出天线单元11的接收信号和频率变换器22的信号的校正/接收信号分离部。

在发射机35进行校正时，校正运算部25B控制转换器38的连接状态，并输入在校正/接收信号分离部分离的转换器38的信号，从而求出各个发射机35的校正值。在接收机14进行校正时，校正运算部25B控制转换器38的连接状态，并输入由校正/接收信号分离部分离的频率变换器22的信号，从而求出各个接收机14的校正值。

在第三实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行校正。

在各个发射单元40中替代转换器16而设置合成器，该合成器合成天线单元11的接收信号和天线所属分路的转换器42的信号，或合成天线单元11的接收信号和属于相邻的分路的转换器42的信号，并把合成的信号输出到接收机14。

进而设置对于接收机14的输出信号，分离/输出天线单元11的接收信号和属于该分路的转换器42的信号、或者分离/输出天线单元11的接收信号和属于相邻的分路的转换器42的信号的校正/接收信号分离电路。

校正运算部25C控制转换器41、42的连接状态，并输入由校正/接收信号分离部分离的属于该分路的转换器42的信号和由校正/接收信号分离部分离的属于相邻的分路的转换器42的信号，从而求出阵列天线的各个分路的校正值。

在第四实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行校正。

在各个发射单元40中替代转换器117而设置合成器，该合成器合成循环器113的接收信号和频率变换器116输出的接收信号，并把合成的信号输出到接收机118。

进而设置对于接收机118的输出，分离/输出循环器的接收信号和频率变换器116输出的信号的校正/接收信号分离部。

校正运算部124控制转换器113的连接状态，并输入由校正/接收信号分离部分离的频率变换器116输出的接收信号，从而求出阵列天线的各个分路的校正值。

在第五实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行校正。

在各个发射单元110中代替转换器118而设置合成器，该合成器合成环器113的接收信号和频率变换器116输出的信号，或合成循环器113的接收信号和转换器134输出的发射机的信号，并把合成的信号输出到接收机118。

进而设置对于接收机118的输出，分离/输出循环器113的接收信号和频率变换器116输出的信号，或者分离/输出循环器113的接收信号和转换器134输出的发射机的信号的校正/接收信号分离部。

校正运算部124控制转换器112、133、134，同时输入由校正/接收信号分离部分离的频率变换器116输出的信号，或者由校正/接收信号分离部分离的转换器134输出的发射机的信号，从而求出阵列天线的各个分路的校正值。

在第六和第八实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行发射部15的校正。

在各个发射单元110(1)中替代转换器117(1)而设置合成器，该合成器合成循环器113的信号和频率变换器142的信号，并把合成的信号输出到接收机118(1)。

进而设置对于接收机118(1)的输出，分离/输出循环器113的信号和频率变换器142的信号的校正/接收信号分离部。

校正运算部124输入由校正/接收信号分离部分离的频率变换器142的信号，从而求出各个分路的发射部115的校正值。

在第七和第九实施例所示的自适应阵列天线收发装置中，通过下面的变更可以在接收时进行校正。

在各个发射单元110中替代转换器117而设置合成器，该合成器合成循环器113的信号和转换器151的信号，并把合成的信号输出到接收机118。

进而设置对于接收机118的输出，分离/输出循环器113的信号和转换器151的信号的校正/接收信号分离部。

校正运算部124控制转换器151～153同时输入由校正/接收信号分离部分离的转换器151的信号，从而求出阵列天线的各个分路的的校正值。

如上面第一到第十实施例所述，使用本发明时，即使在象FDD这样的发送和接收的频率不同的系统中，也能分别校正各个分路之间的发射机/接收机的振幅和相位值，从而可以补偿由于基地台的设置场所不同带来的环境变动和通信中的温度特性变化引起的各个分路之间的振幅和相位误差。

如图7所示的结构中，由于不必要设计端子数多的转换器(21、23)，特别是在阵列天线的单元数(N)很大时，容易制造。

通过使用附加天线，即使是在象FDD这样的发送和接收频率不同的系统中，也能分别通过包含天线而进行各个分路之间的发射部/接收部的振幅和相位值的校正。这样，便可补偿例如由基地台的设置场所不同带来的环境变动和通信中的温度特性变化产生的各个分路之间的振幅和相位误差。

Claims (30)

1．一种配备有多个天线单元(11)构成的阵列天线、与所述阵列天线的天线单元数目相同数目的发射机(13)和接收机(14)、在所述各个天线单元(11)上分别与所述发射机(13)和接收机(14)连接的收发共用器(12)、通过在所述多个接收机(14)上对于来自各个天线单元(11)的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机(14)的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(26)、同时所述接收机(14)的接收频率和所述发射机(13)的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有：

用于输出与所述接收机的接收频率和所述发射机的发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路(24)；

从所述多个发射机的各个输出将信号的一部分进行分路并取出的分路器(15)；

选择所述多个发射机中的任何一个输出的信号的第一转换器(21)；

使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器所选择的信号的频率的频率变换器(22)；

将所输入的所述频率变换器输出的信号有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个的第二转换器(23)；

把来自所述天线单元的接收信号和来自所述第二转换器的信号有选择地输入到所述各个接收机的第三转换器(16)；

通过控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态而输入由所述接收机得到的振幅和相位值并求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路(25)。

2．根据权利要求1的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在所述第一转换器依次选择所述多个发射机的每一个输出的信号的同时，所述校正控制电路(25)控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述频率变换器进行了频率变换的信号输入到作为基准预先决定的特定分路的接收机中，计算出对于来自各个分路的发射机的信号分别测定的多个振幅和相位值与对于来自作为基准预先决定的特定分路的发射机的信号测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的发送系统的校正值。

3．根据权利要求1的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在由上述第2转换器选择作为基准预先决定的特定分路的发射机输出信号的同时，所述校正控制电路(25)控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述频率变换器进行了频率变换的信号依次输入到各个分路的接收机中，计算出各个分路的接收机分别测定的多个振幅和相位值与作为基准预先决定的特定分路的接收机测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的接收系统的校正值。

4．根据权利要求1的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：取代所述第三转换器，设置合成所述天线单元的接收信号和所述第二转换器的信号并把该信号输出到所述接收机的合成器(216)；

对于所述接收机的输出信号，进而设置有校正/接收信号分离电路(201)，用于分离/输出所述天线单元的接收信号和所述第二转换器的信号；

所述校正控制电路(25)控制所述第一转换器、第二转换器的连接状态并输入由所述校正/接收信号分离电路分离的第二转换器的信号从而求出所述阵列天线的校正值。

5．一种配备有多个天线单元构成的阵列天线(11)、与所述阵列天线的天线单元(11)数目相同数目的发射机(35)和接收机(14)、在所述各个天线单元上分别与所述发射机(35)和接收机(14)连接的收发共用器(12)、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元(11)的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(26)、同时所述接收机(14)的接收频率与从所述发射机(35)加到天线单元(11)上的信号的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有：

输出与所述接收频率和所述发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路(24)；

使用所述本机信号发生电路输出的信号频率变换与所述多个发射机的每一个输出的所述接收频率相同的频率的信号的第一频率变换器(33)；

在所述多个发射机的各个输出处把所述第一频率变换器的信号的一部分进行分路并取出的第一分路器(15)；

在所述发射机的1个输出处把所述第一频率变换器的变换前的信号的一部分分路并取出的第二分路器(32)；

选择所述多个发射机中的任何一个输入到所述第一分路器的一个信号的第一转换器(21)；

使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器选择的信号的频率的第二频率变换器(22)；

输入所述第二分路器输出的信号并有选择地输出到对应于所述多个接收机的多个路径中的任何一个的第二转换器(38)；

把来自所述天线单元的接收信号、来自所述第二转换器的信号和来自所述第二频率变换器的信号有选择地输入到所述各个接收机的第三转换器(16)；

控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态并输入由所述接收机得到的振幅和相位值从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路(25B)。

6．根据权利要求5的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在所述第一转换器依次选择所述多个发射机的每一个输出的信号的同时，所述校正控制电路(25B)控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述第二频率变换器进行了频率变换的信号输入到作为基准预先决定的特定分路的接收机中，计算出对于来自各个分路的发射机的信号分别测定的多个振幅和相位值与对于来自规定作为预定基准的特定分路的发射机的信号测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的发送系统的校正值。

7．根据权利要求5的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：所述校正控制电路(25B)使作为基准预先决定的特定分路的发射机输出的信号由所述第二分路器取出，并通过所述第二转换器和第三转换器依次输入到各个分路的接收机，计算出各个分路的接收机分别测定的多个振幅和相位值与规定为预定基准的特定分路的接收机测定的多个振幅和相位值的比率，作为各个分路的接收系统的校正值。

8．根据权利要求5的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：取代所述第三转换器，设置有合成所述天线单元的接收信号和所述第二转换器的信号、或者合成所述天线单元的接收信号和所述第二频率变换器的信号并把该信号输出到所述接收机的合成器；

对于所述接收机的输出信号，进而设置有校正/接收信号分离电路，用于分离/输出所述天线单元的接收信号和所述第二转换器的信号或者分离/输出所述天线单元的接收信号和所述第二频率变换器的信号；

所述校正控制电路(25B)控制所述第一转换器、第二转换器的连接状态并输入由所述校正/接收信号分离电路分离的第二转换器的信号或者由所述校正/接收信号分离电路分离的第二频率变换器的信号，从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值。

9．一种配备有多个天线单元(11)构成的阵列天线、与所述阵列天线的天线单元(11)数目相同数目的发射机(13)和接收机(14)、在所述各个天线单元(11)上分别与所述发射机(13)和接收机(14)连接的收发共用器(12)、通过在所述多个接收机(14)上对于来自各个天线单元(11)的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(26)、同时所述接收机(14)的接收频率与所述发射机(13)的发送频率不同的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有

输出与所述接收机的接收频率和所述发射机的发送频率的差值相当的频率的信号的本机信号发生电路(24)；

从所述多个发射机的每一个输出中将信号的一部分进行分路并取出的分路器(15)；

对于所述阵列天线预定的分路排列从相互邻接的2个分路的每一个分别输入所述分路器的输出信号并选择其中任何一个的多个第一转换器(41)；

使用所述本机信号发生电路输出的信号变换所述第一转换器选择的信号的频率的频率变换器(43)；

对于所述阵列天线的多个分路的每一个，输入所述频率变换器输出的信号并有选择地输出到互相邻接的2个分路的任何一个的路径中的多个第二转换器(42)；

对于所述阵列天线的多个分路的每一个，选择来自所述天线单元的接收信号、来自属于该分路的所述所述第二转换器的信号和来自属于邻接的分路的所述第二转换器的信号的任何一个而输入到一个接收机的第三转换器(16)；

控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的连接状态并输入由所述接收机得到的振幅和相位值从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值的校正控制电路(25C)。

10．根据权利要求9的自适应阵列天线收发装置其特征在于：在相邻的分路的每一个上，在所述第一转换器交互地选择邻接的2个分路的发射机输出的信号的同时，所述校正控制电路控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述频率变换器进行了频率变换的信号输入到2个分路中预定的一个的接收机中，求出对于来自2个分路的发射机的信号分别测定的振幅和相位值的比率，作为第一比率，同时对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用由其它分路求出的第一比率修正由该分路求出的第一比率，从而计算出各个分路的发送系统的校正值。

11．根据权利要求9的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：在相邻的分路的每一个上，在所述第一转换器选择邻接的2个分路中预定的一方的发射机输出的信号的同时，所述校正控制电路(25C)控制所述第二转换器和第三转换器，把由所述频率变换器进行了频率变换的信号交互地输入到邻接的2个分路的每一个的接收机中，求出邻接的2个分路的接收机分别测定的振幅和相位值的比率，作为第一比率，同时对于作为基准预先决定的分路以外的分路，使用其它分路求出的所述第一比率修正由该分路求出的第一比率，从而计算出各个分路的发送系统的校正值。

12．根据权利要求9的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：取代所述第三转换器，设置有合成所述天线单元的接收信号和属于该分路的所述第二转换器的信号、或者合成所述天线单元的接收信号和属于相邻的分路的所述第二转换器的信号并把该信号输出到所述接收机的合成器；

对于所述接收机的输出信号，进而设置有校正/接收信号分离电路，用于分离/输出所述天线单元的接收信号和属于该分路的所述第二转换器的信号或者分离/输出所述天线单元的接收信号和属于相邻的分路的所述第二转换器的信号；

所述校正控制电路(25C)控制所述第一转换器、第二转换器的连接状态并输入由所述校正/接收信号分离电路分离的属于该分路的所述第二转换器的信号或者由所述校正/接收信号分离电路分离的属于相邻的分路的所述第二转换器的信号，从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值。

13．一种配备有3个以上的N个天线单元(111)构成的阵列天线、N个发射机(121)和接收机(118)、在所述各个天线单元(111)上分别与所述发射机(121)和接收机(118)连接的收发共用器(113)、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元(111)的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(125)同时用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有：

输出的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个发射机(121)；

把所述N个发射机的每一个输出的信号的频率变换为所述阵列天线的发送频率的第一频率变换器(123)；

从所述N个发射机的每一个的输出取出由所述第一频率变换器变换前的信号的N个分路器(112)；

接收的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个接收机(118)；

把与所述阵列天线的发送频率相同的频率的信号变换为与所述阵列天线的接收频率相同的频率的第二频率变换器(116)；

设置在所述第一频率变换器的输出、所述接收机的输入和所述各个天线单元之间的N个第一收发共用器(113)；

设置在所述分路器的输出、所述第二频率变换器的输入和所述各个天线单元之间的N个第二收发共用器(114)；

可以与所述N个发射机和N个接收机的任何一个连接的至少一个附加天线(128)；

将所述天线单元和附加天线的任何一方与所述第一收发共用器及第二收发共用器的任何一方连接的设置在每个天线单元上的第一转换器(112)；

有选择地把连接于所述接收机的输入的所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的接收信号的任何一方输入到所述接收机的设置在每一个接收机上的第二转换器(117)；

把所述附加天线连接于任何一个第一转换器的第三转换器(129)；

在控制所述第一转换器、第二转换器和第三转换器的同时根据由所述各个接收机得到的振幅和相位值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路(124)。

14．根据权利要求13的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，在从所述N个发射机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距离设置的2个天线单元的分路的第一发射机和第二发射机的同时，从所述N个接收机中选择属于与所述第一发射机和第二发射机不同的分路的1个校正接收机，并把所述第三转换器连接于与属于所述第一发射机和第二接收机不同的分路的1个校正接收机的第一转换器，

从第一发射机所属的分路的天线单元发送把所述第一发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，

把对所述附加天线接收到的所述第一发射机的信号由所述第二频率变换器进行频率变换而得到的输出输入到所述校正接收机检测由所述校正接收机得到的第一测定值，

从第二发射机所属的分路的天线单元发送把所述第二发射机发送的信号由所述第一频率变换器进行了频率变换的信号，

把对所述附加天线接收到的所述第二发射机的信号由所述第二频率变换器进行频率变换而得到的输出输入到所述校正接收机检测由所述校正接收机检出得到的第二测定值，

计算出所述第二测定值与第一测定值的比率作为第一校正值，

依次切换所述第一发射机和第二发射机的选择并根据分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值，

对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正由该分路得到的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值，计算出第一校正值。

15．根据权利要求13的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器，并从所述N个接收机中选择分别属于从所述附加天线开始彼此等距离设置的2个天线单元的分路的第一接收机和第二接收机，同时从所述N个发射机中选择属于与所述第一接收机和第二接收机不同的分路的1个校正发射机，

通过所述分路器、第二收发共用器、第一转换器和第三转换器从所述附加天线发送所述校正发射机发送的信号，

把所述第一接收机所属的分路的天线单元接收到的所述校正发射机的信号输入到所述第一接收机并检出由所述第一接收机得到的第一测定值，

把所述第二接收机所属的分路的天线单元接收到的所述校正发射机的信号输入到所述第二接收机并检出由所述第一接收机得到的第二测定值，

作为第一校正值，计算出所述第二测定值与第一测定值的比率，

依次切换所述第一接收机和第二接收机的选择并根据分别测定的第一测定值和第二测定值求出多个分路的每一个的第一校正值，

对预定的基准分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正由该分路得到的第一校正值，作为对应于基准分路的相对值，计算出第一校正值。

16．根据权利要求13的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在1条直线上等间距配置所述N个天线单元(111)，同时，在两个天线单元的中间位置配置附加天线(128)。

17．根据权利要求13的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：在1个圆周上等间距地配置所述N个天线单元(111)，同时，在所述圆周的中心位置配置所述附加天线(128)。

18．根据权利要求13的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：取代所述第二转换器，设置有合成所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的接收信号并把该信号输出到所述接收机的合成器；

对于所述接收机的输出，进而设置有校正/接收信号分离电路，用于分离/输出所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的接收信号；

所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器的连接状态并输入由所述校正/接收信号分离电路分离的所述第二频率变换器输出的接收信号，从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值。

19．一种配备有2个以上的N个天线单元构成的阵列天线(111)、N个发射机(121)和接收机(118)、在所述各个天线单元(111)上分别与所述发射机(121)和接收机(118)连接的收发共用器(113)、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(125)、同时用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有：

输出的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个发射机(121)；

把所述N个发射机的每一个输出的信号的频率变换为所述阵列天线的发送频率的第一频率变换器(123)；

从所述N个发射机的每一个的输出中取出所述第一频率变换器变换前的信号的N个第一分路器(122)；

在阵列天线的每个分路上从所述第一频率变换器的输出中向阵列天线各天线取出变换后的信号的N个第二分路器(131)；

接收的信号的频率与所述阵列天线的接收频率相同的N个接收机(118)；

把与所述阵列天线的发送频率相同的频率的信号变换为与所述阵列天线的接收频率相同的频率的第二频率变换器(116)；

设置在所述第一频率变换器的输出、所述接收机的输入和所述各个天线单元之间的N个第一收发共用器(113)；

设置在所述第一分路器的输出、所述第二频率变换器的输入和所述各个天线单元之间的N个第二收发共用器(114)；

可以与所述N个发射机和N个接收机的任何一个连接的至少一个附加天线(128)；

将所述天线单元和附加天线的任何一方与所述第一收发共用器及第二收发共用器的任何一方连接的每个天线单元上设置的第一转换器(112)；

把属于预定基准分路的第一分路器的输出连接于任何一个分路的接收机的输入的第二转换器(134)；

把属于N个分路的每一个的所述第二分路器的输出的任何一个连接于属于所述基准分路的第二频率变换器的输入的第三转换器(133)；

把所述第三转换器的输出和属于所述基准分路的第二收发共用器的任何一方连接于属于所述基准分路的第二频率变换器的输入的第四转换器(132)；

在各个分路中选择所述第一收发共用器的接收信号、所述第二频率变换器输出的信号以及所述第二转换器输出的发射机的信号中的任何一个并加到所述接收机的输入的第五转换器(117)；

把所述附加天线与任何一个的第一转换器连接的第六转换器(129)；

在控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器、第四转换器、第五转换器和第六转换器的同时根据由所述各个接收机得到的振幅和相位值求出分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路(125)。

20．根据权利要求19的自适应阵列天线收发装置中，其特征在于：取代所述第五转换器，设置有合成所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的接收信号或者合成所述第一收发共用器的接收信号和所述第二转换器输出的发射机的信号并把该信号输出到所述接收机的合成器；

对于所述接收机的输出，进而设置有校正/接收信号分离电路，用于分离/输出所述第一收发共用器的接收信号和所述第二频率变换器输出的信号，或者分离/输出所述第一收发共用器的接收信号和所述第二转换器输出的发射机的信号；

所述校正控制电路(125)控制所述第一转换器、第二转换器、第三转换器和第四转换器的连接状态，同时，输入在所述校正/接收信号分离电路分离的所述第二频率变换器输出的信号或在所述校正/接收信号分离电路分离的所述第二转换器输出的发射机的信号，从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值。

21．一种配备有2个以上的N个天线单元构成的阵列天线(111)、N个发射机(118)和接收机(115)、在所述各个天线单元(111)上分别与所述发射机(118)和接收机(115)连接的第一收发共用器(113)、通过在所述多个接收机上对于来自各个天线单元的各个输入信号进行振幅和相位的加权而对多个接收机的输出进行合成以控制所述阵列天线的辐射图形的指向性控制运算电路(125)，同时在用于通信的所述阵列天线的接收频率与发送频率不同而所述各个发射机(115)输出的信号的频率为f1和所述各个接收机(118)的接收频率为f2的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有：

从所述阵列天线的至少两个天线单元开始等距离配置的至少一个附加天线(128)；

连接于所述附加天线的第二收发共用器(143)；

把一个发射机输出的频率为f1的信号变换为f2的频率并输入到所述第二收发共用器、同时把所述第二收发共用器输入的频率为f1的信号变换为f2的信号并输出的至少一个频率变换器(26,41,42)；

把所述N个发射机的至少一个的输出中取出的信号输入到所述频率变换器的至少一个分路器(122)；

对于所述N个接收机的至少一个把其输入连接于所述第一收发共用器和所述频率变换器的任何一方的至少一个第一转换器(117)；

控制所述第一转换器同时根据由所述各个接收机得到的振幅和相位值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值的校正控制电路(124)。

22．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：还设置了把所述分路器(122)的每一个连接于所述N个发射机的输出、

把所述第一转换器(117)的每一个连接于所述N个接收机的输入、

和把连接于所述N个发射机的分路器的任何一个有选择地连接于所述频率变换器的输入的第二转换器(152)；

有选择地把所述频率变换器的输出连接于与所述N个接收机相连的第一转换器的任何一个的输入的第三转换器(151)。

23．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器，把所述频率变换器的输出连接于所述N个接收机中规定为校正接收机的一个接收机的输入，顺次选择所述N个发射机中的一个作为校正发射机，同时，从所选择的校正发射机发送信号，把从所述校正发射机发送的通过所述第一收发共用器和连接于它的所述天线单元发送的信号通过所述附加天线、第二收发共用器、频率变换器和第一转换器输入到所述校正接收机，对于从各个分路的校正发射机发送的信号，根据由所述校正接收机检出的测定值，从而求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

24．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器，把第一转换器连接的接收机的输入连接于所述第一收发共用器，把所述N个发射机之一规定为校正发射机并从所述校正发射机发送信号，顺次选择所述N个接收机中的一个作为校正接收机，把从所述校正发射机发送的通过所述分路器、频率变换器和第二收发共用器而从所述附加天线发送的信号经由所述校正接收机所属的分路的天线单元和第一收发共用器输入到所述校正接收机，并根据每一个分路的校正接收机检出的测定值，求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

25．根据权利要求22的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)控制所述第一转换器，把所述频率变换器的输出连接于所述N个接收机中规定为校正接收机的一个接收机的输入，顺次选择所述N个发射机中的一个作为校正发射机，同时，从所选择的校正发射机发送信号，把从所述校正发射机发送的经由所属分路器分路的所述第二转换器而输入到频率变换器，把所述频率变换器输出的信号经由所属第三转换器和第一转换器加到校正接收机的输入，对于从各个分路的校正发射机发送的信号，根据由所述校正接收机检出的测定值，求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

26．根据权利要求22的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：所述校正控制电路(124)把所述N个发射机之一规定为校正发射机并从所述校正发射机发送信号，顺次选择所述N个接收机中的一个作为校正接收机，把从所述校正发射机发送的信号分路器进行分路，并通过所述第二转换器加到频率变换器的输入，把所述频率变换器输出的信号通过所述第三转换器和第一转换器加到校正接收机的输入，并根据各个分路的校正接收机检出的测定值求出阵列天线的分路之间的振幅相位校正值。

27．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：设置有把从一个发射机输出的频率为f1的信号变换为频率f2的第一频率变换器(141)和把所述第二收发共用器输入的频率为f1的信号变换为频率f2后输出的第二频率变换器(142)。

28．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在一条直线上等间距配置所述N个天线单元(111)，同时，在两个天线单元的中间位置上配置所述附加天线(128)。

29．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：在一个圆周上等间距配置所述N个天线单元(111)，同时，在所述圆周的中心位置上配置所述附加天线(128)。

30．根据权利要求21的自适应阵列天线收发装置，其特征在于：取代所述第一转换器，设置有合成所述第一收发共用器的信号和所述频率变换器的信号并把该信号输出到所述接收机的合成器；

对于所述接收机的输出，进而设置有校正/接收信号分离电路，用于分离/输出所述第一收发共用器的信号和所述频率变换器的信号；

所述校正控制电路(124)输入由所述校正/接收信号分离电路分离的所述频率变换器的信号，从而求出所述阵列天线的各个分路的校正值。

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