JP2001053663A - 多元接続通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のアンテナ素子それぞれに対する受信系
信号経路及び送信系信号経路の振幅特性及び位相特性を
均一化して良好なアンテナ受信指向性、送信指向性を確
保し、通信間干渉の低減効果、送信電力の低減効果を高
める。 【解決手段】 各アンテナ素子１１に対する受信系信号
経路に、参照信号導入部３４、受信側振幅・位相制御器
３７、参照信号除去器３８、及び誤差検出保持器３９か
ら成る受信系振幅位相制御・参照信号除去手段を設け
る。各アンテナ素子１１に対する送信系信号経路に、送
信側振幅・位相制御器３１、送信参照信号導出部３５、
及び受信系振幅位相制御・参照信号除去手段を含む送信
系振幅位相制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多元接続通信装置に
関し、特にアレイ・アンテナを採用して多元接続可能な
複数の個別の通信経路毎に送受信方向が設定できるよう
にしたＣＤＭＡ方式等による多元接続通信装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：
Code Division Multiplex Access)方式を採用した多元
接続の移動体通信では、従来、指向特性が固定された単
一のアンテナを用い、広範囲に送信電波を放射し、各方
向からの電波を受信して通信を行っていた。このような
多元接続通信装置の一例（第１の例）の、主要部分のブ
ロック図を図２１に示す。この第１の例の多元接続通信
装置は、ＣＤＭＡ方式などによる送信情報帯域の送信情
報信号ＴＸ１，ＴＸ２（これらは割当てられたコードを
有する）を無線周波帯の送信信号に変換、増幅して、送
受信共用器５３を介して単一のアンテナ６０に供給し、
送信電波ＴＷ１，ＴＷ２として放射する送信系と、送ら
れて来た電波ＲＷ１，ＲＷ２をアンテナ６０で受信して
送受信共用器５３を介して受信機５２に伝達し、この受
信機５２で無線周波帯の受信信号を受信情報帯域（送信
情報帯域と同一）の受信情報信号ＲＸ１，ＲＸ２に変換
して出力する受信系とを備えている。この第１の例で
は、指向特性が固定された単一のアンテナ６０を用い、
送信電波を広範囲に放射するためにその送信電力が大き
く、また、複数の通信が同時に、同一の送受信範囲で行
われるため、通信間の干渉も多くなる。そこで、複数の
アンテナ素子を配列したアレイ・アンテナを使用し、個
々の通信毎にその電波の送受信方向を定めて通信する方
式が検討されてきている。

【０００３】図２２は、このようなアレイ・アンテナを
用いた多元接続通信装置の一例（従来の第２の例）を示
すブロック図である。この第２の例は、複数のアンテナ
素子１１が配列されて、供給された無線周波数帯の送信
信号に基づいて送信電波（ＴＷ１，ＴＷ２）を放射し、
送られて来た電波（ＲＷ１，ＲＷ２）を受信し無線周波
帯の受信信号を出力するアレイ・アンテナ部１０と、ア
レイ・アンテナ部１０の各アンテナ素子１１毎に設けら
れた、前述の第１の例と同様の、送信機５１ａ、受信機
５２ａ、及び送受信共用器５３ａを備えた送受信部５０
と、個別の通信毎、各アンテナ素子毎に送信用の指向性
制御素子２１、受信用の指向性制御素子２２を備え、各
送信情報信号ＴＸ１，ＴＸ２が持つアンテナ指向特性情
報を制御して送信機５１ａに供給しアレイ・アンテナ部
１０からの送信電波ＴＷ１，ＴＷ２の指向性を制御し、
各受信機５２ａからの受信情報信号が持つアンテナ指向
特性情報を制御してアレイ・アンテナ部１０で受信する
電波（ＲＷ１，ＲＷ２）に対する指向性を制御するアン
テナ指向性制御部２０とを有する構成となっている。こ
の第２の例では、個別の通信毎に、その送信電波（ＴＷ
１，ＴＷ２）の指向性を制御することができて特定の方
向に電波を集中することができるので、送信電力を低減
することができ、また、受信電波ＲＷ１，ＲＷ２に対す
る指向性も制御できて特定の方向からの電波を受信する
ことができるので、個別の通信間の干渉を低減すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の多元接続通
信装置において、第２の例では、複数のアンテナ素子１
１を配列したアレイ・アンテナ部１０、及びアンテナ指
向性制御部２０を備えていて、各通信毎に、その送信電
波（ＴＷ１，ＴＷ２）の指向性、及び受信電波（ＲＷ
１，ＲＷ２）に対する指向性を制御して、特定の方向に
対し送受信できるので、単一のアンテナを用いた第１の
例に比べ、送信電力を低減し、かつ各通信間干渉を低減
することができるが、複数のアンテナ素子１１それぞれ
に対し送信機５１ａ、受信機５２ａ、及び送受信共用器
５３ａを含む送受信部５０が設けられているため、これ
ら各送受信部５０間で、その振幅特性、位相特性の個別
的、経時的な差が生じて指向性に悪影響を与え、送信電
力の低減効果、通信間干渉の低減効果が十分引き出せな
いという問題点がある。なお、複数のアンテナ素子１１
間の特性の差は、予めそれぞれの特性を測定して補正す
ることができ、通常、その補正手段を各アンテナ素子毎
に備えている。

【０００５】このような問題はフェーズドアレイ・レー
ダーなどにも存在するが、レーダーでは、その送受信信
号が間欠的であり、また常時連続使用ではないので、そ
の合間に、参照信号を用いて送信系及び受信系の振幅特
性、位相特性を制御し、各アンテナ素子毎の送信系、受
信系の各特性を揃えている。しかしながら、多元接続通
信装置では、常時連続使用状態に保つ必要があるため、
上記レーダーのように、合間を利用することはできな
い。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点に
鑑みて、常時連続使用状態であっても各アンテナ素子毎
の受信系、送信系の振幅特性及び位相特性を制御してそ
の受信系、送信系に個別に発生する振幅誤差及び位相誤
差を相互間で除去出来、良好なアンテナ指向特性を確保
することができて十分な送信電力低減効果、及び通信間
干渉低減効果が得られる多元接続通信装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多元接続通信装
置は、アレイ・アンテナを用いて、多元接続可能な複数
の個別の通信経路それぞれに対し、送信電波の送信方
向、及び送られて来た電波に対する受信方向を設定して
通信を行う多元接続通信装置であって、上記の目的を達
成するために次の各構成を有することを特徴とする。 （イ）複数のアンテナ素子が配列されて成り、これら複
数のアンテナ素子それぞれに供給された無線周波帯の送
信信号に基づいて、前記複数の個別の通信経路それぞれ
に対し送信指向性を設定して送信電波を放射する一方、
送られて来た電波を前記複数のアンテナ素子それぞれで
受信して無線周波帯の受信信号として出力するアレイ・
アンテナ部 （ロ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
れぞれと対応して設けられ、前記複数の個別の通信経路
それぞれの送信情報信号を、前記無線周波帯の送信信号
に変換処理して対応するアンテナ素子に供給する複数の
送信機 （ハ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
れぞれと対応して設けられ、対応するアンテナ素子から
の無線周波帯の受信信号を、前記複数の個別の通信経路
それぞれの受信情報信号に変換処理する複数の受信機 （ニ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
れぞれに供給される無線周波帯の送信信号の、アンテナ
指向性情報を前記複数の個別の通信経路ごとに制御する
一方、前記アレイ・アンテナ部で受信する電波に対する
指向性を前記複数の個別の通信経路それぞれに対し設
定、制御するアンテナ指向性制御部 （ホ）前記送信情報信号及び受信情報信号の周波帯と同
一の周波帯を有する参照信号を、受信系制御用局部発振
信号に基づいて前記無線周波帯の受信信号と同一の周波
帯の信号に変換して前記アレイ・アンテナ部の複数のア
ンテナ素子それぞれの無線周波帯の受信信号伝送路に導
入し、この導入部分から、対応する受信機を経由してそ
の受信情報信号の出力端に至るまでの受信系信号経路に
おける前記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、
前記受信系信号経路の受信情報信号出力端近傍の信号に
対し、前記参照信号のその入力端の信号を減算処理して
この受信情報信号出力端の信号中の参照信号部分を除去
するように制御することにより、これら複数の受信系信
号経路の間で互いに等しくする複数の受信系振幅位相制
御・参照信号除去手段 （ヘ）前記受信系制御用局部発振信号を発生して前記複
数の受信系振幅位相制御・参照信号除去手段に供給する
受信系制御用局部発振器

【０００８】また、前記複数の受信系振幅位相制御・参
照信号除去手段それぞれが、前記参照信号を無線周波帯
の受信信号と同一の周波帯の信号に変換して対応するア
ンテナ素子の無線周波帯の受信信号伝送路に導入する参
照信号導入部と、対応する受信系信号経路の信号に対し
誤差信号に基づいて振幅特性及び位相特性を制御する受
信側振幅・位相制御部と、対応する受信情報信号出力端
近傍の信号に対し、前記参照信号を、その入力端から導
いて減算し、この信号中の参照信号成分を除去する参照
信号除去部と、この参照信号除去部の出力信号中に残存
する参照信号成分を検出して前記誤差信号として出力す
る誤差検出部とを含んで成る構成を有している。

【０００９】また、前記複数の受信系振幅位相制御・参
照信号除去手段それぞれが、前記参照信号を無線周波帯
の受信信号と同一の周波帯の信号に変換して対応するア
ンテナ素子の無線周波帯の受信信号伝送路に導入する参
照信号導入部と、対応する受信系信号経路出力端近傍の
信号に対し較正信号に基づいて振幅特性及び位相特性を
較正制御する受信側振幅・位相制御部と、この受信側振
幅・位相制御部の出力信号に対し、前記参照信号を、そ
の入力端から導いて減算し、この信号中の参照信号成分
を除去する参照信号除去部と、前記受信側振幅・位相制
御部の入力端の信号、及び前記参照信号をその入力端か
ら導いた信号に基づいて、前記受信側振幅・位相制御部
の入力信号に含まれる参照信号成分の振幅特性及び位相
特性の、前記参照信号をその入力端から導いた信号に対
する変位量を打ち消すような前記較正信号を出力する較
正信号発生部と、を含んで構成される。

【００１０】更に、前記複数の受信系振幅位相制御・参
照信号除去手段それぞれで用いられる参照信号が、対応
する送信機に入力される送信情報信号である構成を有し
ている。そして、前記複数の受信系振幅位相制御・参照
信号除去手段それぞれにおける較正信号発生部が、対応
する受信側振幅・位相制御部の入力端の信号と前記参照
信号をその入力端から導いた信号との相互相関をとる相
互相関器と、前記参照信号をその入力端から導いた信号
の自己相関をとる自己相関器と、前記相互相関器の出力
信号をＬＭＳアルゴリズムの入力信号、自己相関器の出
力信号をＬＭＳアルゴリズムの参照信号としたＬＭＳア
ルゴリズムに基づく演算を行い、前記較正信号を出力す
るＬＭＳ演算部と、を含んで成るか、対応する受信側振
幅・位相制御部の入力端の信号と前記参照信号をその入
力端から導いた信号との相互相関をとる第１の相互相関
器と、前記参照信号をその入力端から導いた信号の自己
相関をとる自己相関器と、前記第１の相互相関器の出力
信号をＬＭＳアルゴリズムの入力信号、自己相関器の出
力信号をＬＭＳアルゴリズムの参照信号として入力し、
かつ前記対応する受信側振幅・位相制御部の入力端の信
号に対し、出力する較正信号に基づいて較正した後、前
記参照信号をその入力端から導いた信号との相互相関を
とる第２の相互相関器をＬＭＳアルゴリズムに加えて演
算を行い前記較正信号を出力する、相関ループ付きのＬ
ＭＳ演算部と、を含んで成るか、対応する受信側振幅・
位相制御部の入力端の信号と前記参照信号をその入力端
から導いた信号との相互相関をとる相互相関器と、前記
参照信号をその入力端から導いた信号の自己相関をとる
自己相関器と、この自己相関器の出力信号を前記相互相
関器の出力信号で割算して前記較正信号を出力する除算
器と、を含んで成る構成を有している。

【００１１】また、前記多元接続通信装置における、複
数の受信機それぞれが、受信信号に対する可変利得増幅
手段を備えて成り、複数の受信系振幅位相制御・参照信
号除去手段それぞれが、対応する受信機の可変利得増幅
手段による増幅利得に応じて、参照信号を、無線周波帯
の受信信号伝送路に導入する際のレベルを、この導入部
分の参照信号と受信信号との比が予め設定された値とな
るように制御する、参照信号導入レベル制御手段を含ん
で成る、構成を有している。

【００１２】更にまた、前記多元接続通信装置に加え、
参照信号を、複数の送信機それぞれへの送信情報信号の
入力端に印加し、これら複数の送信機で無線周波帯の送
信信号と同一の周波帯の信号に変換処理して対応するア
ンテナ素子に供給し、この対応するアンテナ素子への送
信信号伝送路から、無線周波帯の参照信号を導き出して
送信系制御用局部発振信号に基づいて無線周波帯の受信
信号と同一の周波帯に変換し、対応するアンテナ素子の
受信信号伝送路に導入して、振幅特性及び位相特性が制
御済みの受信系信号経路に供給し、前記送信情報信号の
入力端から、前記アンテナ素子への送信信号伝送路の参
照信号導出部分に至るまでの送信系信号経路における前
記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、受信情報
信号出力端の信号中の参照信号成分を除去するように制
御して、複数の送信系信号経路の間で互いに等しくなる
ように制御する複数の送信系振幅位相制御手段と、前記
送信系制御用局部発振信号を発生して前記複数の送信系
振幅位相制御手段に供給する送信系制御用局部発振器
と、を設けて構成される。

【００１３】また、前記複数の送信系振幅位相制御手段
それぞれが、対応するアンテナ素子への送信信号伝送路
から無線周波帯の参照信号を導き出して無線周波帯の受
信信号と同一の周波帯の信号に変換し、対応するアンテ
ナ素子からの受信信号伝送路に導入する参照信号導出・
導入部と、対応する送信系信号経路の信号に対し誤差信
号に基づいて振幅特性及び位相特性を制御する送信側振
幅・位相制御部と、対応する受信系信号経路の受信情報
信号出力端の信号中に残存する参照信号成分を検出して
前記誤差信号として出力する誤差検出部とを含んで成る
構成を有している。

【００１４】また、前記複数の送信系振幅位相制御手段
それぞれが、対応するアンテナ素子への送信信号伝送路
から無線周波帯の参照信号を導き出して無線周波帯の受
信信号と同一の周波帯の信号に変換し、対応するアンテ
ナ素子からの受信信号伝送路に導入する参照信号導出・
導入部と、対応する送信系信号経路の信号に対し補正信
号に基づいて振幅特性及び位相特性を補正制御する送信
側振幅・位相制御部と、対応する受信系信号経路の受信
機出力信号に対する補正信号による補正制御後の信号、
及び対応する送信機の入力端の参照信号に基づいて、前
記受信系信号経路の補正制御後の信号に含まれる参照信
号の振幅特性及び位相特性の、前記送信機の入力端の参
照信号に対する変位量を打ち消すような前記補正信号を
出力する較正信号発生部と、を含んで成る構成を有して
いる。

【００１５】そして、前記複数の送信系振幅位相制御手
段それぞれにおける較正信号発生部が、対応する受信系
信号経路の補正制御後の信号と対応する送信機の入力端
の参照信号との相互相関をとる相互相関器と、前記対応
する送信機の入力端の参照信号の自己相関をとる自己相
関器と、前記相互相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズ
ムの入力信号、自己相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリ
ズムの参照信号としたＬＭＳアルゴリズムに基づく演算
を行い、前記較正信号を出力するＬＭＳ演算部と、を含
んで成るか、対応する受信系信号経路の補正制御後の信
号と対応する送信機の入力端の参照信号との相互相関を
とる第１の相互相関器と、前記対応する送信機の入力端
の参照信号の自己相関をとる自己相関器と、前記第１の
相互相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズムの入力信
号、自己相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズムの参照
信号として入力し、かつ前記対応する受信系信号経路の
補正制御後の信号に対し、出力する較正信号に基づいて
較正した後、前記対応する送信機の入力端の参照信号と
の相互相関をとる第２の相互相関器をＬＭＳアルゴリズ
ムに加えて演算を行い前記較正信号を出力する、相関ル
ープ付きのＬＭＳ演算部と、を含んで成るか、対応する
受信系信号経路の補正制御後の信号と対応する送信機の
入力端の参照信号との相互相関をとる相互相関器と、前
記対応する送信機の入力端の参照信号の自己相関をとる
自己相関器と、この自己相関器の出力信号を前記相互相
関器の出力信号で割算して前記較正信号を出力する除算
器と、を含んで成る構成を有している。

【００１６】また、前記多元接続通信装置における、複
数の送信機それぞれが、その入力端の信号に対する可変
利得増幅手段を備えて成り、複数の送信系振幅位相制御
手段それぞれが、対応する送信機の増幅利得に応じて、
参照信号を無線周波帯の受信信号伝送路に導入する際の
レベルを、この導入部分の、参照信号と受信信号との比
が予め設定された値となるように制御する、参照信号導
入レベル制御手段を含んで成る構成を有している。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態は、ア
レイ・アンテナを用いて、多元接続可能な複数の個別の
通信経路それぞれに対し、送信電波の送信方向、及び送
られて来た電波に対する受信方向を設定して通信を行う
従来の多元接続通信装置に対し、送信情報信号及び受信
情報信号の周波帯と同一の周波帯を有する参照信号を、
複数の受信系信号経路に共通の受信系制御用局部発振信
号に基づいて上記無線周波帯の受信信号と同一の周波帯
の信号に変換してアレイ・アンテナ部の複数のアンテナ
素子それぞれの無線周波帯の受信信号伝送路に導入し、
この導入部分から、対応する受信機を経由してその受信
情報信号の出力端に至るまでの受信系信号経路における
上記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、上記受
信系信号経路の受信情報信号出力端近傍の信号に対し、
上記参照信号のその入力端の信号を減算処理してこの受
信情報信号出力端の信号中の参照信号部分を除去するよ
うに制御することにより、これら複数の受信系信号経路
の間で互いに等しくする複数の受信系振幅位相制御・参
照信号除去手段を設けた構成となっている。

【００１８】このような構成とすることにより、使用状
態であっても、各アンテナ素子毎の受信系信号経路の振
幅特性及び位相特性を、個別的、経時的な差を含めて、
これら複数の受信系信号経路の間で互いに等しくするこ
とができるので、良好なアンテナ受信指向性を確保する
ことができ、通信間干渉の低減効果を高めることができ
る。

【００１９】本発明の第２の実施の形態は、更に上記の
多元接続通信装置に加え、参照信号を、複数の送信機そ
れぞれへの送信情報信号の入力端に印加し、これら複数
の送信機で無線周波帯の送信信号と同一の周波帯の信号
に変換処理して対応するアンテナ素子に供給し、この対
応するアンテナ素子への送信信号伝送路から、無線周波
帯の参照信号を導き出して複数の送信系信号経路に共通
の送信系制御用局部発振信号に基づいて無線周波帯の受
信信号と同一の周波帯に変換し、対応するアンテナ素子
の受信信号伝送路に導入して、振幅特性及び位相特性が
制御済みの受信系信号経路に供給し、上記送信情報信号
の入力端から、上記アンテナ素子への送信信号伝送路の
参照信号導出部分に至るまでの送信系信号経路における
上記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、受信情
報信号出力端の信号中の参照信号成分を除去するように
制御して、複数の送信系信号経路の間で互いに等しくな
るように制御する複数の送信系振幅位相制御手段を設け
た構成となっている。

【００２０】このような構成とすることにより、各アン
テナ素子毎の送信系信号経路の振幅特性及び位相特性の
誤差を、個別的、経時的な変化を含めて、これら複数の
送信系信号経路相互間で除去することができるので、良
好なアンテナ送信指向性を確保することができ、上記の
通信間干渉の低減効果の向上と同時に、送信電力の低減
効果を高めることができる。

【００２１】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すブロック
図、図２はその振幅・位相制御送受信部内のブロック図
である。この実施例が図２２に示された従来の多元接続
通信装置の第２の例と相違する点は、この従来の第２の
例のアレイ・アンテナ部１０の複数のアンテナ素子１１
それぞれと対応して設けられた送受信部５０に代えて、
これら複数のアンテナ素子１１と対応して、図２に示さ
れた回路構成の振幅・位相制御送受信部３０を設けた点
にあり、これら振幅・位相制御送受信部３０それぞれの
詳細は次のとおりとなっている。まず、送信機３２、送
受信共用器３３及び受信機３６は、従来の送受信部５０
の送信機５１ａ、送受信共用器５３ａ、及び受信機５２
ａと同様の機能を有している。送信機３２の入力端と送
信情報信号（ＴＸ１，ＴＸ２）入力端との間には、送信
系信号経路の参照信号（ＲＦ）に対する振幅特性及び位
相特性を誤差信号ＥＳに基づいて制御する送信側振幅・
位相制御器３１が設けられ、受信機３６の出力端と受信
情報信号（ＲＸ１，ＲＸ２）出力端との間には、受信系
信号経路の参照信号（ＲＦ）に対する振幅特性及び位相
特性を誤差信号ＥＳに基づいて制御する受信側振幅・位
相制御器３７と、受信情報信号出力端の信号に参照信号
成分が残らないようにする参照信号除去器３８とが直列
に設けられ、また、受信情報信号出力端の信号中の参照
信号成分を検出して誤差信号ＥＳとして送信側振幅・位
相制御器３１及び受信側振幅・位相制御器３７へ供給す
る誤差検出保持器３９が設けられ、送受信共用器３３か
らアンテナ素子１１に至るまでの無線周波帯の送信信号
伝送路及び受信信号伝送路には、参照信号ＲＦを無線周
波帯の受信信号と同一の周波帯の信号に変換して受信信
号伝送路に導入する参照信号導入部３４と、送信信号伝
送路の参照信号を導き出して受信信号の無線周波帯の信
号に変換し、参照信号導入部３４を介して受信信号伝送
路に導入する送信参照信号導出部３５とが設けられ、更
に、受信系信号経路の制御と送信系信号経路の制御と切
換える切換器Ｓ１〜Ｓ４が設けられている。

【００２２】この図２に示された回路構成において、参
照信号導入部３４、受信側振幅・位相制御器３７、参照
信号除去器３８、及び誤差検出保持器３９により、受信
系振幅位相制御・参照信号除去手段を形成し、送信側振
幅・位相制御器３１、送信参照信号導出部３５、参照信
号導入部３４の一部、及び誤差検出保持器３９により、
送信系振幅位相制御手段を形成する。

【００２３】次に、これら手段の各部の動作、機能、及
び全体の動作等について説明する。はじめに、受信系振
幅位相制御・参照信号除去手段について説明する（図２
は、受信系が制御される状態を示している）。まず、送
信情報信号（ＴＸ１，ＴＸ２）入力端に入力された参照
信号ＲＦは、参照信号導入部３４に伝達される。この参
照信号導入部３４は、周波数変換器３４１、方向性結合
器３４２、切換器Ｓ１、及び加算器３４３を備えてお
り、参照信号ＲＦと、各受信系信号経路に共通位相の局
部発振器４０ａからの周波数ｆｒの発振信号とをミキシ
ングして、参照信号を無線周波帯の受信信号と同一の周
波帯の信号に変換し、方向性結合器３４２により、受信
信号伝送路に導入する。受信信号伝送路に導入された無
線周波帯の参照信号は、送受信共用器３３を経由して受
信機３６に入り、この受信機３６で受信情報信号の周波
帯と同一の周波帯、従って送信情報信号入力端の参照信
号ＲＦと同一の周波帯に変換され、受信側振幅・位相制
御器３７に供給される。受信側振幅・位相制御器３７で
は、誤差検出保持器３９からの誤差信号ＥＳに基づい
て、供給された信号に対する振幅特性及び位相特性を制
御し、参照信号除去器３８へ出力する。参照信号除去器
３８は加算器３８１を備えていて、受信側振幅・位相制
御器３７の出力信号に対し、参照信号ＲＦのその入力端
（送信情報信号入力端）の信号を減算処理し、受信情報
信号出力端の信号に参照信号成分が残存しないようにす
る。すなわち、参照信号成分を除去するように働く。

【００２４】受信情報信号出力端の信号中に残存する参
照信号成分は、誤差検出器３９１、保持回路３９２，３
９３、及び切換器Ｓ３，Ｓ４を備えた誤差検出保持器３
９に入力されて検出され、誤差信号ＥＳとして、切換器
Ｓ３を通って受信側振幅・位相制御器３７に供給され、
かつ保持回路３９２に保持される。この受信側振幅・位
相制御器３７から、参照信号除去器３８、誤差検出保持
器３９を経由して再び受信側振幅・位相制御器３７に戻
るループにより、受信情報信号出力端の信号中から参照
信号成分が除去され、このとき、参照信号ＲＦが、参照
信号導入部３４、受信信号伝送路、送受信共用器３３、
受信機３６、受信側振幅・位相制御器３７、及び参照信
号除去器３８を経由（参照信号導入部分からの受信系信
号経路に対し、広い意味での受信信号経路）した信号
と、参照信号ＲＦの入力端（送信情報信号入力端）の信
号とが、その振幅特性及び位相特性を含めてそれぞれの
受信系信号経路で一致するようになり、このように制御
された広義の受信系信号経路は、入力された信号を、振
幅、位相等を変化させることなくそのまま出力すること
になるので、アンテナ指向性制御部２０の制御に基づく
良好なアンテナ受信指向性を確保することができる。従
って、通信間干渉の低減効果を高めることができる。

【００２５】次に、送信系振幅位相制御手段について説
明する（図２の切換器Ｓ１〜Ｓ４をｔ側に切換える）。
この送信系振幅位相制御手段による送信系信号経路の制
御が行われる前に、前述の受信系振幅位相制御・参照信
号除去手段による受信系信号経路の制御を済ませてお
く。送信情報信号（ＴＸ１，ＴＸ２）入力端に入力され
た参照信号ＲＦは、送信側振幅・位相制御器３１に入力
されて、そこで、誤差信号ＥＳに基づいて参照信号ＲＦ
に対する振幅特性及び位相特性が制御される。この制御
された参照信号は送信機３２に送られて無線周波帯の送
信信号と同一の周波帯の信号に変換され、送受信共用器
３３を経由して対応するアンテナ素子１１に伝達され
る。この送受信共用器３３からアンテナ素子１１への送
信信号伝送路において、方向性結合器３５２、周波数変
換器３５１、及び切換器Ｓ２を備えた送信参照信号導出
部３５により、送信信号伝送路中の無線周波帯（送信用
の）の参照信号が導き出されて、複数の送信系信号経路
に共通位相の局部発振器４０ｂからの信号を用いて無線
周波帯の受信信号と同一の周波帯の信号に変換され、参
照信号導入部３４に送られて、受信信号伝送路（送信信
号伝送路と共用）に導入される。

【００２６】受信信号伝送路に導入された参照信号は、
送受信共用器３３、受信機３６及び受信側振幅・位相制
御器３７を経由して参照信号除去器３８に入力され、こ
こで参照信号ＲＦの、送信情報信号入力端の信号との減
算処理が行われ、受信情報信号（ＲＸ１，ＲＸ２）出力
端に出力される。受信側振幅・位相制御器３７では、誤
差検出保持器３９の保持回路３９２に保持された受信系
の制御における最終時点の誤差信号ＥＳで参照信号に対
する振幅特性、位相特性が制御されているので、受信系
信号経路の振幅特性、位相特性は、その制御における最
終時点の状態を保っている。

【００２７】一方、参照信号除去器３８の出力信号は誤
差検出保持器３９に入力され、この信号中に残存する参
照信号成分が検出されて誤差信号ＥＳとして送信側振幅
・位相制御器３１に供給され、かつ保持回路３９３に保
持される。この、送信側振幅・位相制御器３１、送信機
３２、送受信共用器３３及び送信信号伝送路を含む送信
系信号経路、更に送信参照信号導出部３５を含めた広義
の送信系信号経路と、参照信号導入部３４から参照信号
除去器３８を含む受信系信号経路と、誤差検出保持器３
９を経由して再び送信側振幅・位相制御器３１に戻るル
ープにより、受信情報信号出力端の信号中から参照信号
成分が除去されると同時に、参照信号ＲＦが、送信系信
号経路、受信系信号経路を経由して受信情報信号出力端
に出力された信号と、参照信号ＲＦの入力端（送信情報
信号入力端）の信号とがその振幅特性及び位相特性を含
めて一致するようになり、受信系信号経路は制御済みで
あるので、アンテナ指向性制御部２０に基づく良好なア
ンテナ送信指向性を確保することができる。 従って、
送信電力の低減効果を高めることができ、また受信系振
幅位相制御・参照信号除去手段と併せて、更に通信間干
渉の低減効果を高めることができる。

【００２８】この実施例において、参照信号ＲＦは、送
信系信号経路、受信系信号経路を経由しても、その入力
端の信号とは相関性が有るが、アンテナ素子１１で受信
されて得られた受信情報信号（ＲＸ１，ＲＸ２）は参照
信号ＲＦに対し擬似ランダムであるので、参照信号除去
器３８をす通りして出力される。従って、個別の通信を
行いながら受信系、送信系の振幅特性、位相特性を制御
することができる。

【００２９】また、参照信号ＲＦとして、個別の通信の
送信情報信号（ＴＸ１，ＴＸ２）そのものを使用するこ
とが好ましい。なぜなら、参照信号のみを目的とした信
号をアンテナ素子１１から電波として放射してしまうこ
とがなく、個別の通信を行いながら送信系及び受信系の
信号経路の制御ができるからである。受信系信号経路の
みの制御であれば参照信号は、送信情報信号等とは別
に、別途設定出来る。ここで、この別途設定された参照
信号が参照信号導入部を経由してアンテナ素子１１に入
り込んで、電波として放射されたとしても、その信号レ
ベルは送信信号に比べて極めて低いので、電波として放
射されても問題にはならない。

【００３０】図２に示された回路構成は、送信系、受信
系の制御を行う場合の例であるが、送信系及び受信系の
制御を交互にくりかえすことによりほぼ定常的に最適な
制御状態にて多元通信装置を動作させておくことが出来
る。また、切換器Ｓ１〜Ｓ４を、Ｓ１はｔ側に、Ｓ２は
ｒ側に、Ｓ３はｔ側に、Ｓ４はｒ側に切換え操作すれ
ば、参照信号ＲＦ等による制御の最終時点の状態を保ち
つつ、個別の通信を行うこともできる。更にまた、振幅
・位相制御送受信部３０に入力される参照信号ＲＦは、
その振幅、位相に関係なく、送信系及び受信系の信号経
路における振幅、位相の特性が均一になるように制御す
るので、振幅・位相制御送受信部３０に直接入力して
も、アンテナ指向性制御部２０を経由して入力してもか
まわないし、また、アンテナ指向性制御機能を、送信側
振幅・位相制御器３１、受信側振幅・位相制御器３７
に、バイアス振幅、バイアス位相が加わるようにして持
たせ、これら制御器にアンテナ指向性制御部を兼用させ
るようにしてもよい。

【００３１】なお、この実施例では、受信系振幅位相制
御・参照信号除去手段及び送信系振幅位相制御手段の両
方が設けられた例を示したが、受信系振幅位相制御・参
照信号除去手段のみを設けて、通信間干渉の低減効果向
上に主眼をおくようにしてもよい。また、送信側振幅・
位相制御器３１を、送信機３２の後側、または送信機内
に設けることもでき、受信側振幅・位相制御器３７を、
受信機３６の前側、または受信機内に設けることもでき
る。

【００３２】この第１の実施例においては、参照信号除
去器３８の出力信号を誤差検出保持器３９に入力し、こ
の誤差検出保持器３９からの誤差信号ＥＳに基づいて、
受信側振幅・位相制御器３７で受信系信号経路の信号の
振幅、位相を制御し、又は送信側振幅・位相制御器３１
で送信系信号経路（制御済みの受信系信号経路を含む）
の信号の振幅、位相を制御して、参照信号除去器３８に
伝達する、という帰還ループにより、参照信号除去器３
８の出力信号中の参照成分を除去するようにしている
が、参照信号除去器３８の出力信号を用いないで、この
参照信号除去器３８に入力されるまでの間に、受信系信
号経路、及び送信系信号経路における入力端・出力端間
の、信号の振幅、位相の変化量を打ち消すように補正制
御するようにして、参照信号除去器３８の入力端での参
照信号成分はその振幅特性及び位相特性が参照信号ＲＦ
のその入力端の信号と一致するようにし、参照信号除去
器３８の出力信号には参照信号成分が残らないようにす
ることもできる（以下、参照信号除去器前段制御型とい
う）。

【００３３】また、参照信号成分が大きくなると、受信
信号（アンテナ受信された信号）にとっては本来なかっ
たはずの強力な干渉波となるため、（参照信号）／（受
信信号）の比の値（電力比、振幅比）は十分小さい方が
望ましい。これに対し、前述の第１の実施例では、受信
系信号経路における、入力端での信号を「受信信号＋参
照信号」とし、出力端近傍の振幅、位相制御前の信号
を、この「受信信号ｒｃ＋参照信号ｒｆ」に「受信系信
号経路による変位量δ」を乗算したものとし、また、受
信側振幅・位相制御器３７による制御演算を、その入力
信号と制御信号Ｅ（誤差信号ＥＳに基づく）との積であ
るとすると、帰還ループによる演算は、 （ｒｃ＋ｒｆ）×δ×Ｅ−ｒｆ→ｒｃ となり、参照信号に着目してδ×Ｅ＝１として受信系信
号経路の出力端における参照信号成分を除去するように
作用する。しかし、参照信号が受信信号に対し十分小さ
い（例えば−２０ｄＢ）場合には、受信信号が支配的に
なって参照信号に着目することが困難になり、受信系信
号経路の信号に対する振幅、位相の制御の精度が低下す
る。

【００３４】そこで、受信信号に対する干渉が少なく、
（参照信号）／（受信信号）の比が小さい値であって
も、受信系信号経路の信号に対する振幅、位相の制御が
高い精度で行うことができる、参照信号除去器前段制御
型の実施例を以下に示す。

【００３５】図３は本発明の第２の実施例における、振
幅・位相制御送受信部のブロック図、図４はその較正信
号発生器のブロック図及びそのＬＭＳ演算の内容を示す
図である。この第２の実施例における振幅・位相制御送
受信部３０ａが第１の実施例における振幅・位相制御送
受信部３０と相違する点は、誤差検出保持器３９に代え
て較正信号発生保持器７０を設けている点、送信側振幅
・位相制御器３１ａ及び受信側振幅・位相制御器３７ａ
が、較正信号発生保持器７０からの較正信号ｗに基づい
て各信号経路の信号の振幅特性及び位相特性を較正制御
している点、送信参照信号導出部３５ａが、その方向性
結合器３５２と周波数変換器３５１との間に減衰器３５
３を挿入している点、較正信号発生保持器７０への入力
信号が一部異なる点などである。また同時に、参照信号
の符号をｄ、受信信号（受信機出力の）の符号をｕなど
と表示している。

【００３６】そしてこの第２の実施例における、較正信
号発生保持器７０は、較正信号ｗを発生する較正信号発
生器７１と、受信系信号経路の信号に対する補正信号ｗ
を保持する保持回路７２と、送信系信号経路の信号に対
する補正信号ｗを保持する保持回路７３と、切換器Ｓ３
〜Ｓ６と、を備えて構成され、更に、較正信号発生器７
１の詳細は次のとおりとなっている。

【００３７】すなわち、較正信号発生器７１は、乗算器
７１１１と積分器７１１２とを含み、受信系信号経路の
信号に対しては（切換器Ｓ３〜Ｓ６のｒ側）、受信機３
６の出力端からの受信系信号経路の信号ｕと参照信号ｄ
（その入力端から導いた）との相互相関をとる相互相関
器７１１と、乗算器７１２１と積分器７１２２とを含
み、参照信号ｄの自己相関をとる自己相関器７１２と、
乗算器７１３１，７１３３と加算器７１３２，７１３５
とパラメータ増幅器７１３４と遅延器７１３６とを含
み、相互相関器７１１の出力信号（ｕ′）及び自己相関
器７１２の出力信号（ｄ′）を入力して図４の下側に示
すようなＬＭＳアルゴリズムに基づく演算を行い較正信
号ｗを出力するＬＭＳ演算器７１３と、を備えており、
送信系信号経路の信号に対しては、受信側較正を行った
後、切換器Ｓ３〜Ｓ６をｔ側とし、受信系信号経路の信
号ｕ（以下単に、受信経路信号ｕという）として受信側
振幅・位相制御器３７ａの出力信号を用い、参照信号ｄ
として送信機３２の入力端の信号を用いて同様の演算を
行う構成となっている。

【００３８】この第２の実施例において、参照信号を
ｄ、受信系信号経路の入力端における信号を（ｒｃ＋
ｄ）、受信系信号経路における振幅、位相の変化量をδ
として受信系信号経路を受信機３６まで通過した受信、
すなわち受信経路信号ｕを（ｒｃ＋ｄ）×δとすると、
受信側振幅・位相制御器３７ａ及び較正信号発生保持器
７０による演算は、参照信号ｄに着目して、その受信系
信号経路における変化量を打ち消すように働くので、 （ｒｃ＋ｄ）×δ×ｗ（その複素共役）→ｒｃ＋ｄ となる。

【００３９】ここで、較正信号発生器７１において、受
信経路信号ｕと参照信号ｄとの相互相関をとり、また参
照信号ｄの自己相関をとると、参照信号ｄと受信信号ｒ
ｃとの間では相関がなく、かつ受信信号ｒｃは時々刻々
変化するので、相互相関器７１１の積分器７１１２によ
って受信信号（ｒｃ）成分は排除され、その出力信号
ｕ′は参照信号ｄが優位となり、自己相関器７１２にお
いても、参照信号ｄは固定であるので、その出力信号に
対するＳＮ比は改善される。すなわち、受信信号ｒｃに
対する干渉を少なくするために、参照信号ｄが受信信号
に対し大幅に小さいレベルであっても、前述の式のｒｃ
成分を排除することができ、参照信号ｄに着目して、精
度よくδ×ｗ＝１とすることができ、受信系信号経路の
信号に対し、高い精度でその振幅特性及び位相特性を較
正することができると同時に受信信号出力端における参
照信号成分を除去でき、かつ複数の振幅・位相制御送受
信部３０ａ相互間のそれを均一にすることができる。こ
のことは、送信系信号経路の信号についても同様であ
る。

【００４０】ここで、この第２の実施例における、振幅
特性及び位相特性の較正効果を見極めるべく行った回路
シミュレーションの結果を、図５〜図８に示す。この回
路シミュレーションにおいては、参照信号ｄの受信信号
（ｒｃ）に対する電力比を−２０ｄＢとし、相互相関器
７１１及び自己相関器７１２の積分時定数１／α（αは
回路定数）に対する振幅誤差等の関係を検証している。

【００４１】図５において、その上段側の縦軸である振
幅誤差は、参照信号振幅に対する「１−（送・受信系信
号経路による変位量）×（較正値）」の２乗平均の平方
根（ｒｍｓ）の比である。すなわち、入力した参照信号
電力に対する、消し切れずに残った参照信号成分の振幅
に対する誤差量と等価となり、振幅に対する較正精度を
表す。また、下段側の縦軸は「（送・受信系信号経路に
よる変位量）×（較正値）」が受信信号に与える位相変
動の２乗平均の平方根（ｒｍｓ）である。すなわち、位
相に対する較正精度を表す。

【００４２】図６の縦軸は振幅√２倍、位相差４５°の
瞬時変動が発生した場合に、システムが位相誤差を１％
（０．４５°）以下にするまでに要した時間の平均値を
示す。平均収束時間はステップサイズパラメータμと相
関器の積分時定数１／αによって決まる。

【００４３】図７は縦軸に積分時定数の対数をとって、
振幅誤差をプロットしたものである。最小二乗法一次近
似を行い得られた関係式から、振幅誤差をＡ（ｄＢ）以
下にしたい場合は、１０の（−０．０５９６Ａ＋２．５
５）乗以上の積分時定数が必要なことが判る。

【００４４】図８は縦軸に積分時定数の対数をとって、
位相誤差の対数をプロットしたものである。最小二乗法
一次近似を行い得られた関係式から、位相誤差をＢ
（°）以下にしたい場合は、１０の（−１．８４Ｌｏｇ
（Ｂ）＋４．９）乗以上の積分時定数が必要なことが判
る。

【００４５】よって、要求される振幅誤差Ａ（ｄＢ）以
下、位相誤差Ｂ（°）以下とする場合、積分時定数（１
／α）は、１０の（−０．０５９６Ａ＋２．５５）乗以
上、かつ１０の（−１．８４Ｌｏｇ（Ｂ）＋４．９）乗
以上とすればよい。

【００４６】図９は本発明の第３の実施例における、較
正信号発生器内のブロック図及びそのＬＭＳ演算の内容
を示す図である。なお、その他の部分は第２の実施例の
図３と同様である。この第３の実施例の較正信号発生器
７１ａは、そのＬＭＳ演算器７１３ａを、対応する受信
側振幅・位相制御器（３７ａ）の入力端の信号（ｕ：受
信機出力信号）に対し、出力する較正信号ｗに基づいて
較正した後、参照信号ｄとの相互相関をとる相互相関器
７１１ａをＬＭＳアルゴリズムに加えて演算を行い較正
信号ｗを出力する相関ループ付きとした点が第２の実施
例と相違する。

【００４７】較正動作における演算式は第２の実施例と
同様であり、δ×ｗ＝１となるように作用する一方、Ｌ
ＭＳ演算器７１３ａ内に相関ループが設けられているこ
とにより、このループが、相互相関器７１１ａによるロ
ーパスフィルタを含む負帰還ループとなって、ＬＭＳ演
算器７１３ａの安全性を高めることができる。この第３
の実施例におけるその他の作用効果は第２の実施例と同
様である。

【００４８】この第３の実施例における回路シミュレー
ションの結果を図１０〜図１３に示す（条件等は第２の
実施例と同様）。これらの図において、図１１に示した
平均収束時間特性に着目すると、μは固定にして積分時
定数（１／α）を下げていくと、ある変曲点までは、積
分時定数の減少に応じて、平均収束時間は減少するが、
変曲点を超えて積分時定数を下げても、平均収束時間は
減少せずに下げ止まる。その下限はμによって決まり、
μが大きいほど下限はより低くなる。

【００４９】図１１には、μをパラメータにして５本の
グラフが描かれているが、上述の変曲点だけを抜き出し
ていくと、１本の直線に近似できる。その範囲を図中に
点線で示した。グラフより、全ての変曲点で、積分時定
数の逆数αと、変曲点となるμの値はおおよそα：μ＝
８：１の関係になっていることが読みとれる。よって平
均収束時間特性については、パラメータを選択する際に
は、αとμの比を８：１にすることが望ましい。

【００５０】同様のことが図１０の振幅誤差特性につい
ても当てはまる。任意のμに対して、その変曲点の積分
時定数の逆数αはおおよそα：μ＝８：１になってい
る。一方、位相誤差特性はμのみで決まり、積分時定数
に関わりないから、μとαが以下の等式を満足すると
き、この方式は最も優れた特性を得る。 μ＝α／８

【００５１】次に、パラメータの選び方について一般的
な表現で述べる。図１２は上記の式に従ってμをαに依
存させて変化させ、縦軸に積分時定数の対数をとって、
振幅誤差をプロットしたものである。最小二乗法一次近
似を行い得られた関係式から、振幅誤差をＡ（ｄＢ）以
下にしたい場合は、１０の（−０．０６３６Ａ＋１．５
２２）乗以上の積分時定数が必要なことが判る。

【００５２】また、図１３は縦軸に積分時定数の対数を
とって、平均収束時間の対数をプロットしたものであ
る。最小二乗法一次近似を行い得られた関係式から、平
均収束時間をＢ以下にしたい場合は、１０の（１．００
８Ｌｏｇ（Ｂ）−１．２）乗以下の積分時定数が必要な
ことが判る。

【００５３】よって、要求される振幅誤差Ａ（ｄＢ）以
下、平均収束時間Ｂ以下の場合、積分時定数（１／α）
は、１０の（−０．０６３６Ａ＋１．５２２）乗以上、
かつ１０の（１．００８Ｌｏｇ（Ｂ）−１．２）乗以下
とすればよい。

【００５４】図１４（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実
施例における、較正信号発生器内のブロック図及びその
演算内容を示す図である（その他の部分は第２，第３の
実施例と同様）。この第４の実施例の較正信号発生器７
１ｂは、対応する受信側振幅・移相制御器（３７ａ）の
入力端の信号（ｕ）と参照信号ｄとの相互相関をとる相
互相関器７１１と、参照信号ｄの自己相関をとる自己相
関器７１２と、逆数回路７１４１と乗算器７１４２とを
備えて自己相関器７１２の出力信号を相互相関器７１１
の出力信号で割算して較正信号ｗを出力する除算器７１
４と、を含んで構成される。また、除算器７１４の部分
を、図１４（ｂ）に示すように、レジスタ及びＣＰＵを
有する除算器７１４ａで、ソフトウェア処理することも
できる。

【００５５】この第４の実施例において、相互相関器７
１１の出力信号（ｕ′）は、参照信号ｄの自己相関と、
受信信号・参照信号の相互相関との和に、送・受信信号
経路による変位量を乗算したものとなり、このうちの受
信信号・参照信号の相互相関成分は、受信信号と参照信
号との間に相関関係がなく雑音成分と見なされ、その積
分結果は参照信号の自己相関に対し無視できる（すなわ
ち、ｕ′＝ｄ′×δ）。従って、除算器７１４，７１４
ａでｄ′／（ｄ′×δ）の演算をすることにより、較正
信号ｗとして１／δ、すなわち、ｗ×δ＝１を得ること
ができる。

【００５６】この第４の実施例においては、相互相関器
７１１及び自己相関器７１２の後の演算部分が第２，第
３の実施例に比べて極めて単純になるという利点や、帰
還ループもなく、発振する等の危険性がない、という利
点がある。また、システム中に制御用のＣＰＵ等が含ま
れていれば、それを利用して除算器の演算処理をソフト
ウェアで行うこともでき、更に回路規模を小さくするこ
とができる。その他の作用効果は第２，第３の実施例と
同様である。

【００５７】この第４の実施例の回路シミュレーション
結果を図１５〜図１９に示す。第４の実施例では、ＬＭ
Ｓ演算を行わないので、パラメータは積分時定数のみと
なる。また、平均収束時間は、相関器内の積分器が所望
の値にまで収束する時間と等価である。

【００５８】図１７は縦軸に積分時定数の対数をとっ
て、振幅誤差をプロットしたものである。最小二乗法一
次近似を行い得られた関係式から、振幅誤差をＡ（ｄ
Ｂ）以下にしたい場合は、１０の（−０．０６５Ａ＋
２．２２５）乗以上の積分時定数が必要なことが判る。

【００５９】また、図１８は縦軸に積分時定数の対数を
とって、位相誤差の対数をプロットしたものである。最
小二乗法一次近似を行い得られた関係式から、位相誤差
をＢ（°）以下にしたい場合は、１０の（−１．８９Ｌ
ｏｇ（Ｂ）＋４．８７）乗以上の積分時定数が必要なこ
とが判る。

【００６０】また、図１９は縦軸に積分時定数の対数を
とって、平均収束時間の対数をプロットしたものであ
る。最小二乗法一次近似を行い得られた関係式から、平
均収束時間をＣ以下にしたい場合は、１０の（Ｌｏｇ
（Ｃ）−０．６８５）乗以下の積分時定数が必要なこと
が判る。

【００６１】よって、要求される振幅誤差Ａ（ｄＢ）以
下、位相誤差Ｂ（°）以下、平均収束時間Ｃ以下の場
合、積分時定数（１／α）は、１０の（−０．０６５Ａ
＋２．２２５）乗以上、かつ１０の（−１．８９Ｌｏｇ
（Ｂ）＋４．８７）乗以上、かつ１０の（Ｌｏｇ（Ｃ）
−０．６８５）乗以下とすればよい。

【００６２】図２０は本発明の第５の実施例を示す、各
振幅・位相制御送受信部のブロック図である。この第５
の実施例は、振幅・位相制御送受信部３０ｂ内の送信機
３２ｂ及び受信機３６ｂが、その入力信号に対する可変
利得増幅手段を備えている場合に、参照信号導入部３４
ｂ内に、送信機３２ｂ及び受信機３６ｂの可変利得増幅
手段による増幅利得に応じて、参照信号を無線周波帯の
受信信号伝送路に導入する際のレベルを、この導入部分
における参照信号と受信信号との比が予め設定された値
となるように制御する、可変減衰器３４４を設けたもの
である。

【００６３】可変利得増幅手段を含む回路を用い、第１
〜第４の実施例の構成にて受信側振幅・位相制御器（３
７等）を動作させた場合、例えば受信電力が大きく、受
信機（３６ｂ）の可変利得が減少した場合、アンテナよ
り受信される信号電力は受信機３６ｂの可変利得増幅手
段により、受信機３６ｂ後段にて適切なレベルまで電力
が減少されるが、同時に受信機３６ｂの可変利得増幅手
段を通過する参照信号電力も減少し、この参照信号をキ
ャンセルするよう、誤差検出保持器３９、較正信号発生
保持器７０等が動作するため、逆に受信側振幅・位相制
御器３７等で振幅が増加するよう設定される。従って、
受信機３６ｂの可変利得増幅手段の増幅率の変化を受信
側振幅・位相制御器３７等がキャンセルするような動作
をし、可変利得増幅手段と受信側振幅・位相制御器３７
等が相互に干渉して、正常な動作を行うことができな
い。

【００６４】そこで、参照信号導入部３４ｂに可変減衰
器３４４を挿入し、まず、較正信号発生保持器等を動作
しない状態にて、受信機３６ｂの可変利得増幅手段を動
作させ、受信機３６ｂ後段で受信電力（ＲＭＳ値）が適
性値となるような可変利得を仮設定する。次に設定され
た可変利得を基に、アンテナにて受信された信号電力を
推定する。ここで、推定されたアンテナ端での受信信号
電力に対して、予め設定された比（例えば−２０ｄＢ）
で参照信号が導入されるように追加された可変減衰器３
４４を設定する。最後に、この設定された可変減衰器３
４４を通った参照信号をキャンセルするよう、較正信号
発生保持器等が動作し、受信側振幅・位相制御器３７等
を設定する。

【００６５】また、受信機３６ｂが動作状態で、アンテ
ナに入力される受信信号電力が変化した場合は、受信機
３６ｂ後段において受信信号電力（ＲＭＳ値等）を検出
し、受信機３６ｂの可変利得増幅手段の利得を変更する
とともに、この利得変更に伴い参照信号導入部３４ｂの
可変減衰器３４４の設定値を調整すればよい。

【００６６】このような構成とすることにより、受信機
３６ｂに可変利得増幅手段があった場合においても受信
側の振幅・位相の較正を行うことができる。また、一般
的に可変利得増幅手段は、能動素子を用いるため、環境
温度・経時変化により利得が変化し、初期較正のみで実
用化することは難しい。

【００６７】加えて、可変利得増幅手段は利得により位
相も変化するため、全ての利得において振幅と位相の較
正を必要とするが、本発明の較正によれは、実動作状況
で、実際に使用している利得において逐次較正を行うこ
とができ、較正の基準となるのは参照信号導入部３４ｂ
で導入される参照信号電力である。この参照信号を正確
にキャンセルするよう、受信側振幅・位相制御器３７ａ
等が動作するため、たとえ可変利得増幅手段が不適当な
利得であっても、その不足分を受信側振幅・位相制御器
３７ａ等が補償するよう動作する。

【００６８】ここで、参照信号導入電力は可変減衰器３
４４により設定され、可変減衰器３４４は一般に受動回
路から構成されるため、温度変化・経時変化が小さい特
徴を持つ。

【００６９】ここでは、受信機３６ｂ内の可変利得増幅
手段の利得を補償するよう、受信側振幅・位相制御器３
７ａ等を動作させる場合を示したが、設定された可変利
得を基にアンテナにて受信された信号電力を推定する際
の、この推定テーブルを逐次更新してもよい。アレイ・
アンテナを構成するのに複数の振幅・位相制御送受信部
を用いるが、各々の振幅・位相制御送受信部に含まれる
可変利得増幅手段は同一の可変利得としても、また可変
利得量分補正してアンテナ指向性制御を行なってもよい
ことは従来例を鑑み言うまでもない。

【００７０】なお、送信系信号経路に対しても同様であ
る。また、送信参照信号導出部３５ａの減衰器３５３
は、送信系信号経路から導入する信号レベルが大きい場
合に、挿入すると有効である。本発明にかかわる図２、
図３、図２０において、送受信機、受信機、送受信共用
器等に信号波形を成形するためにロールオフフィルタ
ー、遅延要素等が挿入されている場合があるが、この場
合、参照信号除去器にて、完全に参照信号が除去出来な
いのは明白であるが、この場合、参照信号側にも図示さ
れていない同様なロールオフフィルター、遅延要素等を
挿入し、信号等価を行い除去すればよく、また、誤差検
出保持器へも同様な等価参照信号を用いればよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、複数のア
ンテナ素子それぞれの送受信部に、送信情報信号及び受
信情報信号と同一の周波帯を持つ参照信号を、受信信号
と同一の無線周波帯の信号に変換して受信信号伝送路に
導入し、受信系信号経路における参照信号に対する振幅
特性及び位相特性を、受信情報信号出力端近くの信号に
対し参照信号の入力端の信号を減算処理して受信情報信
号出力端の信号から参照信号成分を除去するように制御
することにより、これら複数の受信系信号経路の振幅特
性及び位相特性を、個別的、経時的な部分を含めて相互
間で均一にすることができて、アンテナ受信指向性を良
好に保つことができるので、通信間干渉の低減効果を高
めることができ、更に、送信系信号経路にも、この信号
経路の振幅特性及び位相特性を制御する送信系振幅位相
制御手段を設けて複数の送信系信号経路の間でその振幅
特性及び位相特性が均一となるようにすることにより、
アンテナ送信指向性を良好に保つことができるので、送
信電力の低減効果を更に高めることができると同時に、
受信系信号経路の振幅特性及び位相特性の制御と併せ
て、通信間干渉の低減効果を更に高めることができる、
という効果がある。

【００７２】また、送・受信系信号経路を通過した信号
と参照信号との相互相関をとった信号と、参照信号の自
己相関をとった信号とに基づいて較正信号を発生し、こ
の較正信号により送・受信系信号経路の信号に対する振
幅・位相の較正制御を行う構成とすることにより、参照
信号が受信信号等に干渉しないように、参照信号の受信
信号に対する比を大幅に小さくしても、これら相関器に
よって参照信号のＳＮ比を改善することができて、送・
受信系信号経路の信号に対し、その振幅特性及び位相特
性を、参照信号に着目して高い精度で較正制御すること
ができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の多元接続通信装置を示
すブロック図である。

【図２】図１に示された第１の実施例の振幅・位相制御
送受信部の回路構成ブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施例における振幅・位相制御
送受信部のブロック図である。

【図４】図３に示された第２の実施例における較正信号
発生器のブロック図及びそのＬＭＳ演算の内容を示す図
である。

【図５】図３及び図４に示された第２の実施例における
信号経路の信号の振幅特性及び位相特性に対する較正誤
差のシミュレーション結果を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例における較正制御動作の
平均収束時間のシミュレーション結果を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施例における設定した振幅誤
差に対する積分時定数の求め方を説明するための図であ
る。

【図８】本発明の第２の実施例における設定した位相誤
差に対する積分時定数の求め方を説明するための図であ
る。

【図９】本発明の第３の実施例における較正信号発生器
のブロック図及びそのＬＭＳ演算の内容を示す図であ
る。

【図１０】図９に示された第３の実施例における信号経
路の信号の振幅特性及び位相特性に対する較正誤差のシ
ミュレーション結果を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施例における較正制御動作
の平均収束時間のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第３の実施例における設定した振幅
誤差に対する積分時定数の求め方を説明するための図で
ある。

【図１３】本発明の第３の実施例における設定した平均
収束時間に対する積分時定数の求め方を説明するための
図である。

【図１４】本発明の第４の実施例における較正信号発生
器のブロック図及びその演算内容を示す図である。

【図１５】図１４に示された第４の実施例における信号
経路の振幅特性及び位相特性に対する較正誤差のシミュ
レーション結果を示す図である。

【図１６】本発明の第４の実施例における較正制御動作
の平均収束時間のシミュレーション結果を示す図であ
る。

【図１７】本発明の第４の実施例における設定された振
幅誤差に対する積分時定数の求め方を説明するための図
である。

【図１８】本発明の第４の実施例における設定された位
相誤差に対する積分時定数の求め方を説明するための図
である。

【図１９】本発明の第４の実施例における設定された平
均収束時間に対する積分時定数の求め方を説明するため
の図である。

【図２０】本発明の第５の実施例における振幅・位相制
御送受信部のブロック図である。

【図２１】単一アンテナを用いた従来の多元接続通信装
置の一例（従来の第１の例）のブロック図である。

【図２２】アレイ・アンテナを用いた従来の多元接続通
信装置の一例（従来の第２の例）のブロック図である。

【符号の説明】

１０ アレイ・アンテナ部 １１ アンテナ素子 ２０ アンテナ指向性制御部 ２１，２２ 指向性制御素子 ３０，３０ａ，３０ｂ 振幅・位相制御送受信部 ３１，３１ａ 送信側振幅・位相制御器 ３２，３２ｂ 送信機 ３３ 送受信共用器 ３４，３４ｂ 参照信号導入部 ３５，３５ａ 送信参照信号導出部 ３６，３６ｂ 受信機 ３７，３７ａ 受信側振幅・位相制御器 ３８ 参照信号除去器 ３９ 誤差検出保持器 ４０ａ，４０ｂ 局部発振器 ５０ 送受信部 ５１，５１ａ 送信機 ５２，５２ａ 受信機 ５３，５３ａ 送受信共用器 ６０ アンテナ ７０ 較正信号発生保持器 ７１，７１ａ，７１ｂ，７１ｃ 較正信号発生器 ７２，７３ 保持回路 ３４１ 周波数変換器 ３４２ 方向性結合器 ３４３ 加算器 ３４４ 可変減衰器 ３５１ 周波数変換器 ３５２ 方向性結合器 ３５３ 減衰器 ３８１ 加算器 ３９１ 誤差検出器 ３９２，３９３ 保持回路 ７１１，７１１ａ 相互相関器 ７１２ 自己相関器 ７１３，７１３ａ ＬＭＳ演算器 ７１４ 除算器 Ｓ１〜Ｓ６ 切換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 13/00 Ｈ０４Ｊ 13/00 Ａ Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 AB01 DB01 EA04 FA14 FA33 GA02 HA10 5K022 EE02 EE21 EE31 5K059 CC02 CC03 DD32 DD37 EE02

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイ・アンテナを用いて、多元接続可
   能な複数の個別の通信経路それぞれに対し、送信電波の
   送信方向、及び送られて来た電波に対する受信方向を設
   定して通信を行う多元接続通信装置であって、次の各構
   成を有することを特徴とする多元接続通信装置。 （イ）複数のアンテナ素子が配列されて成り、これら複
   数のアンテナ素子それぞれに供給された無線周波帯の送
   信信号に基づいて、前記複数の個別の通信経路それぞれ
   に対し送信指向性を設定して送信電波を放射する一方、
   送られて来た電波を前記複数のアンテナ素子それぞれで
   受信して無線周波帯の受信信号として出力するアレイ・
   アンテナ部 （ロ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
   れぞれと対応して設けられ、前記複数の個別の通信経路
   それぞれの送信情報信号を、前記無線周波帯の送信信号
   に変換処理して対応するアンテナ素子に供給する複数の
   送信機 （ハ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
   れぞれと対応して設けられ、対応するアンテナ素子から
   の無線周波帯の受信信号を、前記複数の個別の通信経路
   それぞれの受信情報信号に変換処理する複数の受信機 （ニ）前記アレイ・アンテナ部の複数のアンテナ素子そ
   れぞれに供給される無線周波帯の送信信号の、アンテナ
   指向性情報を前記複数の個別の通信経路ごとに制御する
   一方、前記アレイ・アンテナ部で受信する電波に対する
   指向性を前記複数の個別の通信経路それぞれに対し設
   定、制御するアンテナ指向性制御部 （ホ）前記送信情報信号及び受信情報信号の周波帯と同
   一の周波帯を有する参照信号を、受信系制御用局部発振
   信号に基づいて前記無線周波帯の受信信号と同一の周波
   帯の信号に変換して前記アレイ・アンテナ部の複数のア
   ンテナ素子それぞれの無線周波帯の受信信号伝送路に導
   入し、この導入部分から、対応する受信機を経由してそ
   の受信情報信号の出力端に至るまでの受信系信号経路に
   おける前記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、
   前記受信系信号経路の受信情報信号出力端近傍の信号に
   対し、前記参照信号のその入力端の信号を減算処理して
   この受信情報信号出力端の信号中の参照信号部分を除去
   するように制御することにより、これら複数の受信系信
   号経路の間で互いに等しくする複数の受信系振幅位相制
   御・参照信号除去手段 （ヘ）前記受信系制御用局部発振信号を発生して前記複
   数の受信系振幅位相制御・参照信号除去手段に供給する
   受信系制御用局部発振器
2. 【請求項２】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれが、前記参照信号を無線周波帯の受
   信信号と同一の周波帯の信号に変換して対応するアンテ
   ナ素子の無線周波帯の受信信号伝送路に導入する参照信
   号導入部と、対応する受信系信号経路の信号に対し誤差
   信号に基づいて振幅特性及び位相特性を制御する受信側
   振幅・位相制御部と、対応する受信情報信号出力端近傍
   の信号に対し、前記参照信号を、その入力端から導いて
   減算し、この信号中の参照信号成分を除去する参照信号
   除去部と、この参照信号除去部の出力信号中に残存する
   参照信号成分を検出して前記誤差信号として出力する誤
   差検出部とを含んで成る請求項１記載の多元接続通信装
   置。
3. 【請求項３】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれが、前記参照信号を無線周波帯の受
   信信号と同一の周波帯の信号に変換して対応するアンテ
   ナ素子の無線周波帯の受信信号伝送路に導入する参照信
   号導入部と、対応する受信系信号経路出力端近傍の信号
   に対し較正信号に基づいて振幅特性及び位相特性を較正
   制御する受信側振幅・位相制御部と、この受信側振幅・
   位相制御部の出力信号に対し、前記参照信号を、その入
   力端から導いて減算し、この信号中の参照信号成分を除
   去する参照信号除去部と、前記受信側振幅・位相制御部
   の入力端の信号、及び前記参照信号をその入力端から導
   いた信号に基づいて、前記受信側振幅・位相制御部の入
   力信号に含まれる参照信号成分の振幅特性及び位相特性
   の、前記参照信号をその入力端から導いた信号に対する
   変位量を打ち消すような前記較正信号を出力する較正信
   号発生部と、を含んで成る請求項１記載の多元接続通信
   装置。
4. 【請求項４】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれで用いられる参照信号が、対応する
   送信機に入力される送信情報信号である請求項１記載の
   多元接続通信装置。
5. 【請求項５】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれにおける較正信号発生部が、対応す
   る受信側振幅・位相制御部の入力端の信号と前記参照信
   号をその入力端から導いた信号との相互相関をとる相互
   相関器と、前記参照信号をその入力端から導いた信号の
   自己相関をとる自己相関器と、前記相互相関器の出力信
   号をＬＭＳアルゴリズムの入力信号、自己相関器の出力
   信号をＬＭＳアルゴリズムの参照信号としたＬＭＳアル
   ゴリズムに基づく演算を行い、前記較正信号を出力する
   ＬＭＳ演算部と、を含んで成る請求項３記載の多元接続
   通信装置。
6. 【請求項６】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれにおける較正信号発生部が、対応す
   る受信側振幅・位相制御部の入力端の信号と前記参照信
   号をその入力端から導いた信号との相互相関をとる第１
   の相互相関器と、前記参照信号をその入力端から導いた
   信号の自己相関をとる自己相関器と、前記第１の相互相
   関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズムの入力信号、自己
   相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズムの参照信号とし
   て入力し、かつ前記対応する受信側振幅・位相制御部の
   入力端の信号に対し、出力する較正信号に基づいて較正
   した後、前記参照信号をその入力端から導いた信号との
   相互相関をとる第２の相互相関器をＬＭＳアルゴリズム
   に加えて演算を行い前記較正信号を出力する、相関ルー
   プ付きのＬＭＳ演算部と、を含んで成る請求項３記載の
   多元接続通信装置。
7. 【請求項７】 前記複数の受信系振幅位相制御・参照信
   号除去手段それぞれにおける較正信号発生部が、対応す
   る受信側振幅・位相制御部の入力端の信号と前記参照信
   号をその入力端から導いた信号との相互相関をとる相互
   相関器と、前記参照信号をその入力端から導いた信号の
   自己相関をとる自己相関器と、この自己相関器の出力信
   号を前記相互相関器の出力信号で割算して前記較正信号
   を出力する除算器と、を含んで成る請求項３記載の多元
   接続通信装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の多元接続通信装置におけ
   る、複数の受信機それぞれが、受信信号に対する可変利
   得増幅手段を備えて成り、複数の受信系振幅位相制御・
   参照信号除去手段それぞれが、対応する受信機の可変利
   得増幅手段による増幅利得に応じて、参照信号を、無線
   周波帯の受信信号伝送路に導入する際のレベルを、この
   導入部分の参照信号と受信信号との比が予め設定された
   値となるように制御する、参照信号導入レベル制御手段
   を含んで成る、多元接続通信装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の多元接続通信装置に加
   え、参照信号を、複数の送信機それぞれへの送信情報信
   号の入力端に印加し、これら複数の送信機で無線周波帯
   の送信信号と同一の周波帯の信号に変換処理して対応す
   るアンテナ素子に供給し、この対応するアンテナ素子へ
   の送信信号伝送路から、無線周波帯の参照信号を導き出
   して送信系制御用局部発振信号に基づいて無線周波帯の
   受信信号と同一の周波帯に変換し、対応するアンテナ素
   子の受信信号伝送路に導入して、振幅特性及び位相特性
   が制御済みの受信系信号経路に供給し、前記送信情報信
   号の入力端から、前記アンテナ素子への送信信号伝送路
   の参照信号導出部分に至るまでの送信系信号経路におけ
   る前記参照信号に対する振幅特性及び位相特性を、受信
   情報信号出力端の信号中の参照信号成分を除去するよう
   に制御して、複数の送信系信号経路の間で互いに等しく
   なるように制御する複数の送信系振幅位相制御手段と、
   前記送信系制御用局部発振信号を発生して前記複数の送
   信系振幅位相制御手段に供給する送信系制御用局部発振
   器と、を設けた多元接続通信装置。
10. 【請求項１０】 前記複数の送信系振幅位相制御手段そ
    れぞれが、対応するアンテナ素子への送信信号伝送路か
    ら無線周波帯の参照信号を導き出して無線周波帯の受信
    信号と同一の周波帯の信号に変換し、対応するアンテナ
    素子からの受信信号伝送路に導入する参照信号導出・導
    入部と、対応する送信系信号経路の信号に対し誤差信号
    に基づいて振幅特性及び位相特性を制御する送信側振幅
    ・位相制御部と、対応する受信系信号経路の受信情報信
    号出力端の信号中に残存する参照信号成分を検出して前
    記誤差信号として出力する誤差検出部とを含んで成る請
    求項９記載の多元接続通信装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の送信系振幅位相制御手段そ
    れぞれが、対応するアンテナ素子への送信信号伝送路か
    ら無線周波帯の参照信号を導き出して無線周波帯の受信
    信号と同一の周波帯の信号に変換し、対応するアンテナ
    素子からの受信信号伝送路に導入する参照信号導出・導
    入部と、対応する送信系信号経路の信号に対し補正信号
    に基づいて振幅特性及び位相特性を補正制御する送信側
    振幅・位相制御部と、対応する受信系信号経路の受信機
    出力信号に対する補正信号による補正制御後の信号、及
    び対応する送信機の入力端の参照信号に基づいて、前記
    受信系信号経路の補正制御後の信号に含まれる参照信号
    の振幅特性及び位相特性の、前記送信機の入力端の参照
    信号に対する変位量を打ち消すような前記補正信号を出
    力する較正信号発生部と、を含んで成る請求項９記載の
    多元接続通信装置。
12. 【請求項１２】 前記複数の送信系振幅位相制御手段そ
    れぞれにおける較正信号発生部が、対応する受信系信号
    経路の補正制御後の信号と対応する送信機の入力端の参
    照信号との相互相関をとる相互相関器と、前記対応する
    送信機の入力端の参照信号の自己相関をとる自己相関器
    と、前記相互相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズムの
    入力信号、自己相関器の出力信号をＬＭＳアルゴリズム
    の参照信号としたＬＭＳアルゴリズムに基づく演算を行
    い、前記較正信号を出力するＬＭＳ演算部と、を含んで
    成る請求項１１記載の多元接続通信装置。
13. 【請求項１３】 前記複数の送信系振幅位相制御手段そ
    れぞれにおける較正信号発生部が、対応する受信系信号
    経路の補正制御後の信号と対応する送信機の入力端の参
    照信号との相互相関をとる第１の相互相関器と、前記対
    応する送信機の入力端の参照信号の自己相関をとる自己
    相関器と、前記第１の相互相関器の出力信号をＬＭＳア
    ルゴリズムの入力信号、自己相関器の出力信号をＬＭＳ
    アルゴリズムの参照信号として入力し、かつ前記対応す
    る受信系信号経路の補正制御後の信号に対し、出力する
    較正信号に基づいて較正した後、前記対応する送信機の
    入力端の参照信号との相互相関をとる第２の相互相関器
    をＬＭＳアルゴリズムに加えて演算を行い前記較正信号
    を出力する、相関ループ付きのＬＭＳ演算部と、を含ん
    で成る請求項１１記載の多元接続通信装置。
14. 【請求項１４】 前記複数の送信系振幅位相制御手段そ
    れぞれにおける較正信号発生部が、対応する受信系信号
    経路の補正制御後の信号と対応する送信機の入力端の参
    照信号との相互相関をとる相互相関器と、前記対応する
    送信機の入力端の参照信号の自己相関をとる自己相関器
    と、この自己相関器の出力信号を前記相互相関器の出力
    信号で割算して前記較正信号を出力する除算器と、を含
    んで成る請求項１１記載の多元接続通信装置。
15. 【請求項１５】 請求項９記載の多元接続通信装置にお
    ける、複数の送信機それぞれが、その入力端の信号に対
    する可変利得増幅手段を備えて成り、複数の送信系振幅
    位相制御手段それぞれが、対応する送信機の増幅利得に
    応じて、参照信号を無線周波帯の受信信号伝送路に導入
    する際のレベルを、この導入部分の、参照信号と受信信
    号との比が予め設定された値となるように制御する、参
    照信号導入レベル制御手段を含んで成る、多元接続通信
    装置。