JP2001177458A - 適応アレーアンテナ送受信装置及びその校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は送信機の送信周波数と受信機の受信
周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置におい
てアレーアンテナに接続される送信機及び受信機の双方
を個別にかつ簡易に校正可能にすることを目的とする。 【解決手段】 アレーアンテナに接続された受信機の受
信周波数ｆ２と送信周波数ｆ１とが異なる適応アレーア
ンテナ送受信装置において少なくとも２つのアンテナ素
子１１から等距離の位置に配置された校正アンテナ３１
と受信周波数ｆ２と同じ周波数の信号を校正アンテナ３
１に印加する校正送信機３４と送信周波数ｆ１と同じ周
波数の信号を校正アンテナ３１を介して受信する校正受
信機３３と送信機１３からの信号を校正受信機３３で受
信して得られる第１の振幅・位相値と校正送信機３４か
らの信号を受信機１４で受信して得られた第２の振幅・
位相値とに基づいてブランチ間の校正値を求める校正演
算手段２５とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、適応アレーアンテ
ナを用いて無線信号の送受信を行う適応アレーアンテナ
送受信装置に関し、特に、ＦＤＤ（Frequency Division
Duplex）方式のように送信と受信とで互いに異なる周
波数の信号を用いる通信システムにおいて、アンテナ，
給電線及び送受信機を含めたブランチ間の振幅及び位相
差を、遠方界からの情報を用いることなく、送信部及び
受信部のそれぞれについて個別に自動校正するための適
応アレーアンテナ送受信装置及びその校正方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の携帯電話やＰＨＳ（Personal Han
dyphone System）などの爆発的な移動通信の普及に伴っ
て、限られた周波数帯においてできる限り多くの加入者
の通信チャネルを確保することが必要になってきてい
る。そのため、移動通信では多数の加入者に対して、必
要に応じて特定のチャネルを割り当てる方法（マルチチ
ャネルアクセス方式とよぶ）を採用することが現在の主
流になっている。

【０００３】セルラーシステムやＰＨＳなどに代表され
る現在の移動通信システムでは、マルチチャネルアクセ
ス方式として、主に時分割多重化（Time Division Mult
ipleAccess：ＴＤＭＡ）方式が採用されている。その中
でも、携帯電話のシステムの代表とされるＧＳＭ(Globa
l System for Mobile Communications)やＰＤＣ(Person
al Digital Cellular Telecommunication System)で
は、通話エリアを拡大するためにＦＤＤ方式を採用して
いる。

【０００４】ところで、無線区間で周波数の利用効率を
高めるためには、隣接セルからの干渉波の影響を低減す
ることが必要である。干渉波を低減する技術としては、
アダプティブアレーアンテナが知られている。この種の
技術は、例えば文献「Monzingo et al., “Introductio
n to Adaptive Array”, Jone Willy & Sons New York,
1980」に開示されている。

【０００５】アダプティブアレーアンテナにおいては、
アレー状に配列した複数のアンテナ素子によってアレー
アンテナを構成する。そして、アレーアンテナの各ブラ
ンチ毎に、入力された信号に対して振幅と位相を重みづ
けしてアレーアンテナの放射パターンを制御する。すな
わち、干渉波の方向にアレーアンテナの放射パターンの
ヌルを形成し、干渉波の影響を低減する。

【０００６】従来例では、アダプティブアレーアンテナ
とＦＤＤシステムとを組み合わせた装置は図１３に示す
ように構成される。近年、アダプティブアレーで必要と
される振幅と位相の制御は、制御の容易さや柔軟性など
を考慮して、ベースバンドでＤＳＰ(Digital Signal Pr
ocessor)などの演算器を用いたディジタル信号処理で実
現することが一般的な方法とされている。この事実は、
例えば文献「T. Ohgane, et al., “A Implementation
of aCMA Adaptive array for high speed GMSK transmi
ssion in mobile communications”, IEEE Trans. VT-4
2, No.3, pp.282-288, August 1993」に開示されてい
る。

【０００７】したがって、ベースバンドの制御でアダプ
ティブアレーアンテナを実現する場合には、アレーアン
テナの各ブランチ毎に送信機及び受信機が必要になる。
このようなアダプティブアレーアンテナで用いる送信機
および受信機については、それらの振幅及び位相が各ブ
ランチ間で等しいことが理想的である。しかし、実際に
は電力増幅器などの高周波回路やケーブルの個体差、設
置場所の温度特性の変動などによって振幅や位相がブラ
ンチ間で異なることが多い。

【０００８】このような振幅や位相の誤差の影響によ
り、アダプティブアレーアンテナの放射パターンには、
理想的な放射パターンに対してヌルの低下やサイドロー
ブの上昇が生じ、アダプティブアレーアンテナの本来持
つ干渉波抑圧特性を劣化させる要因となっている。この
事実は、例えば文献「J. Litva et al., “Digital Bea
mforming in Wireless Communications”, Artech Hous
e Publishers, 1996.」に開示されている。

【０００９】この現象の一例について、図１０及び図１
１を参照して説明する。図１０はアレーアンテナの構成
及び指向パターンを示し、図１１は振幅及び位相誤差と
ヌル深度の関係を示している。すなわち、図１０に示す
３素子円形配列のアレーアンテナの各素子に図１０に示
す振幅及び位相を理想条件として与えた場合を基準と
し、各素子の振幅及び位相が基準となる理想条件からず
れた場合の放射パターンのヌル深度が図１１に表されて
いる。

【００１０】理想的な条件においては、図１０に示す１
８０度方向にヌルを有する放射パターンが形成され、ヌ
ル深度も非常に大きくなる。しかし、各素子の振幅及び
位相が基準となる理想条件からずれた場合には、アレー
アンテナの放射パターンが劣化し、振幅誤差及び位相誤
差に応じて図１１のようにヌル深度が低下する。したが
って、送信周波数と受信周波数とが異なるＦＤＤシステ
ムを採用する場合には、アダプティブアレーアンテナの
送信の放射パターンと受信の放射パターンとを一致させ
るために、アレーアンテナの各ブランチ間の振幅と位相
を校正する技術が必要になる。また、ＦＤＤシステムに
アダプティブアレーアンテナを適用する場合には、送信
と受信の周波数が異なるため、受信時に求められたアダ
プティブアレーアンテナの各素子の重み係数をそのまま
送信時に適用することはできない。

【００１１】したがって、通常、アダプティブアレーア
ンテナの送信時の重み係数を決定するためには、受信時
になんらかの到来方向推定技術を用いて所望信号及び干
渉信号の方向を推定する必要があり、これらの方向の情
報を用いて送信時の重み係数を決定し放射パターンを制
御することになる。このため、ＦＤＤシステムにアダプ
ティブアレーを適用するためには、受信時及び送信時に
それぞれ個別の校正を行う必要がある。更に、ＦＤＤシ
ステムでは送信周波数と受信周波数とが異なるが、周波
数が変わるとアンテナ素子の特性も変化するので、送信
と受信とでアンテナ素子間の校正を個別に行う必要があ
る。

【００１２】従来より、各送信機及び受信機の振幅や位
相を校正する場合には、装置に内蔵した発振器が出力す
る校正用の基準信号を用いる。この種の技術は、例えば
文献「H. Steyscal et al., “Digital Beamforming fo
r Raders”, Microwave Journal, vol.32, No.1, pp.12
1-136.」に開示されている。このような従来例の構成回
路を図１２に示す。図１２の構成回路を用いる場合の校
正手順は次の通りである。

【００１３】（１）基準信号発生器からの基準信号を、
分岐手段であるカップラを介して各ブランチの受信機に
各ブランチに共通の信号として送る。各ブランチの受信
機で得られる値と基準値とを用いて各受信機の校正値を
求める。予め定めた特定のブランチの受信機が検出した
値を前記基準値として用いる。 （２）送信機から出力した信号をスイッチと減衰器（ア
ッテネータ）を介して受信機に送り、各ブランチ毎に得
られた値と基準値とを用いて送受信全体の校正値をブラ
ンチ毎に求める。ここで用いる基準値は、前記(1)で受
信機の校正値を求める際に基準としたブランチの受信機
で得られた値である。

【００１４】（３）前記(2)で求めた送受信全体の校正
値から前記(1)で求めた受信機の校正値を差し引き、各
送信機の校正値を求める。 上記のように、図１２の校正回路を用いることにより、
装置内でアレーアンテナの各ブランチ間の振幅及び位相
を校正できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＦＤＤ
システムの場合には送信機と受信機の周波数が異なるた
め、送信機の出力する信号を受信機で測定することがで
きず、図１２に示されるような校正回路を用いても、上
記(2)の手順を実行できない。したがって、従来の校正
回路を用いる場合には、受信機の校正だけしか行うこと
ができず、送信機側の振幅誤差及び位相誤差を解消でき
ないという問題が生じる。また、このような校正回路は
装置間の校正を実現するものであって、それだけではア
ンテナ素子間の校正を行うことはできない。

【００１６】一方、アンテナ素子の振幅及び位相のばら
つきも含めてアレーアンテナ装置の各ブランチ間の振幅
及び位相を校正する場合には、遠方界から到来する信号
を受信するか、あるいは遠方界でアレーアンテナの送信
する信号を受信し、各ブランチ毎に移相器を用いて位相
を順次に回転させる方法が用いられる。この技術は、素
子電界ベクトル回転方法と呼ばれ、例えば文献「真野，
片木，“フェーズドアレーアンテナの素子振幅位相測定
法”，電子情報通信学会論文誌（Ｂ），Vol. J-65-B，N
o.5，pp.555-560」に開示されている。

【００１７】ところが、例えば移動通信においては、各
基地局が必ずしも規則的に配置されるとは限らず、通話
エリアの不感地を解消するためやトラヒックの増大に応
じて適宜決定した位置に各基地局が配置されるのが一般
的である。移動通信の各基地局に上記の素子電界ベクト
ル回転方法を適用する場合には、基地局と基準局とが見
通しになる条件を満たす必要がある。したがって、移動
通信などの環境下においては、アレーアンテナの各ブラ
ンチ間の振幅及び位相をできる限り装置内で校正できる
のが望ましい。

【００１８】本発明は、送信機の送信周波数と受信機の
受信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置に
おいて、アレーアンテナに接続される送信機及び受信機
の双方を個別にかつ簡易に校正可能にすることを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１は、複数のアン
テナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーア
ンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、
前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ
接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテ
ナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位
相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成するこ
とにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する
指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の
受信周波数と前記アレーアンテナの送信周波数とが異な
る適応アレーアンテナ送受信装置において、前記アレー
アンテナに含まれる少なくとも２つのアンテナ素子から
等距離の位置に配置された校正アンテナと、前記受信周
波数と同じ周波数の送信信号を前記校正アンテナに印加
する校正送信機と、前記送信周波数と同じ周波数の信号
を前記校正アンテナを介して受信する校正受信機と、前
記送信機からアンテナ素子を介して送信された信号を、
前記校正アンテナを介して前記校正受信機で受信して得
られる第１の振幅・位相値と、前記校正送信機から前記
校正アンテナを介して送信された信号を、前記アンテナ
素子を介して前記受信機で受信して得られた第２の振幅
・位相値とに基づいて、前記アレーアンテナのブランチ
間の校正値を求める校正演算手段とを設けたことを特徴
とする。

【００２０】請求項１においては、校正受信機の受信周
波数が校正対象のアレーアンテナにおける送信周波数と
同一であるため、前記各送信機からアンテナ素子を介し
て送信された信号を、それぞれ校正アンテナを介して校
正受信機で受信して第１の振幅・位相値を得ることがで
きる。この第１の振幅・位相値には、各送信機の成分
と、校正受信機の成分と、それらの間の伝搬路でそれぞ
れ生じる振幅・位相成分とが含まれている。しかし、同
一の校正受信機を全てのブランチで共通に利用するの
で、ブランチ間の相対値を求める場合には、校正受信機
の振幅・位相成分をうち消すことができる。

【００２１】また、校正アンテナを２つのアンテナ素子
から等距離の位置に配置して測定を行うので、２つのブ
ランチの各送信機と校正受信機との間の伝搬路でそれぞ
れ生じる振幅・位相成分も同一になり、ブランチ間の相
対値を求める場合には、各送信機の振幅・位相成分だけ
を抽出して校正値として利用することができる。また、
請求項１では校正送信機の送信周波数が校正対象のアレ
ーアンテナに接続された各受信機の受信周波数と同一で
あるため、校正送信機から前記校正アンテナを介して送
信された信号を、前記アンテナ素子を介して各受信機で
受信して第２の振幅・位相値を得ることができる。

【００２２】第２の振幅・位相値には、校正送信機の成
分と、各受信機の成分と、それらの間の伝搬路でそれぞ
れ生じる振幅・位相成分とが含まれている。しかし、同
一の校正送信機を全てのブランチで共通に利用するの
で、ブランチ間の相対値を求める場合には、校正送信機
の振幅・位相成分をうち消すことができる。また、校正
アンテナを２つのアンテナ素子から等距離の位置に配置
して測定を行うので、２つのブランチの各受信機と校正
送信機との間の伝搬路でそれぞれ生じる振幅・位相成分
も同一になり、ブランチ間の相対値を求める場合には、
各受信機の振幅・位相成分だけを抽出して校正値として
利用することができる。

【００２３】請求項２は、請求項１の適応アレーアンテ
ナ送受信装置において、前記校正演算手段は、各々のブ
ランチの前記送信機から送信された信号について前記第
１の振幅・位相値をそれぞれ測定し、各ブランチの第１
の振幅・位相値と、予め定めた基準ブランチの第１の振
幅・位相値との比率を、各ブランチの送信機の校正値に
定めることを特徴とする。

【００２４】請求項２では、同一の基準ブランチについ
て測定された第１の振幅・位相値と各ブランチで測定さ
れた第１の振幅・位相値との比率を求めるので、ブラン
チ間の相対値として各送信機の校正値を求めることがで
きる。請求項３は、請求項１の適応アレーアンテナ送受
信装置において、前記校正演算手段は、前記校正送信機
から送出された信号を各々のブランチの前記受信機でそ
れぞれ第２の振幅・位相値として測定し、各ブランチの
第２の振幅・位相値と、予め定めた基準ブランチの第２
の振幅・位相値との比率を、各ブランチの受信機の校正
値に定めることを特徴とする。

【００２５】請求項３では、同一の基準ブランチについ
て測定された第２の振幅・位相値と各ブランチで測定さ
れた第２の振幅・位相値との比率を求めるので、ブラン
チ間の相対値として各受信機の校正値を求めることがで
きる。請求項４は、請求項１の適応アレーアンテナ送受
信装置において、前記アレーアンテナを構成する全ての
アンテナ素子を、前記校正アンテナから等距離の位置に
それぞれ配置したことを特徴とする。

【００２６】請求項４では、アレーアンテナを構成する
全てのアンテナ素子が校正アンテナから等距離の位置に
それぞれ配置されているので、各受信機と校正送信機と
の間の伝搬路でそれぞれ生じる振幅・位相成分にはブラ
ンチ間の差がなくなり、各送信機と校正受信機との間の
伝搬路でそれぞれ生じる振幅・位相成分についてもブラ
ンチ間の差がなくなるので、ブランチ間の相対値を求め
る場合には、いずれのブランチについても、伝搬路にお
ける振幅・位相成分をうち消すことができる。

【００２７】請求項５は、複数のアンテナ素子で構成さ
れるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ
素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素
子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用
手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞ
れ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行
って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレ
ーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回
路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記
アレーアンテナの送信周波数とが異なる適応アレーアン
テナ送受信装置の校正方法において、前記送信周波数と
同じ周波数の信号を受信する校正受信機と、それに接続
された校正アンテナとを用い、前記アレーアンテナの隣
接するブランチ毎に、２つのブランチの各アンテナ素子
からの距離が予め定めた特定距離になる位置に前記校正
アンテナを配置して、前記アレーアンテナの隣接するブ
ランチ毎に、２つのブランチの一方の送信機からアンテ
ナ素子を介して送信された信号を、前記校正アンテナを
介して前記校正受信機で受信して第１の振幅・位相値と
して測定するとともに、２つのブランチの他方の送信機
からアンテナ素子を介して送信された信号を、前記校正
アンテナを介して前記校正受信機で受信して第２の振幅
・位相値として測定し、前記アレーアンテナの隣接する
ブランチ毎に、測定された前記第１の振幅・位相値と第
２の振幅・位相値との比率を第１の比率として求め、基
準ブランチ以外については、当該ブランチで求められた
第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用
いて修正し、基準ブランチに対する相対値として各ブラ
ンチの送信部の校正値を算出することを特徴とする。

【００２８】請求項５においては、校正対象のアレーア
ンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を受信する校正
受信機を用いるので、各ブランチの送信機からの信号を
校正受信機で受信して振幅・位相値を測定することがで
きる。また、校正アンテナを配置する位置を、アレーア
ンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブランチの各ア
ンテナ素子からの距離が特定距離になるように定めるの
で、２つのブランチの一方の送信機からの信号を前記校
正受信機で受信して得られる第１の振幅・位相値に含ま
れる伝送路の成分と、２つのブランチの他方の送信機か
らの信号を前記校正受信機で受信して得られる第２の振
幅・位相値に含まれる伝送路の成分とは同一になる。

【００２９】隣接するブランチ毎に得られる第１の比率
は、第１の振幅・位相値と第２の振幅・位相値との比率
であるため、伝送路の成分は現れない。また、基準ブラ
ンチ以外については、当該ブランチで求められた第１の
比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修
正することにより、基準ブランチに対する相対値として
各ブランチの送信部の校正値を算出することができる。

【００３０】請求項５においては、隣接する２つのブラ
ンチの測定の度に校正アンテナを移動するか、あるいは
予め複数の校正アンテナを用意することにより、アレー
アンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブランチの各
アンテナ素子からの距離が予め定めた特定距離になる位
置に校正アンテナを配置することができるので、校正の
際にアレーアンテナの各アンテナ素子の配置を変更する
必要がない。

【００３１】請求項６は、複数のアンテナ素子で構成さ
れるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ
素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素
子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用
手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞ
れ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行
って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレ
ーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回
路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記
アレーアンテナの送信周波数とが異なる適応アレーアン
テナ送受信装置の校正方法において、前記受信機の受信
周波数と同じ周波数の信号を送信する校正送信機と、そ
れに接続された校正アンテナとを用い、前記アレーアン
テナの隣接するブランチ毎に、２つのブランチの各アン
テナ素子からの距離が予め定めた特定距離になる位置に
前記校正アンテナを配置して、前記アレーアンテナの隣
接するブランチ毎に、前記校正送信機から校正アンテナ
を介して送信された信号を、２つのブランチの一方の受
信機で受信して第１の振幅・位相値として測定するとと
もに、２つのブランチの他方の受信機で受信して第２の
振幅・位相値として測定し、前記アレーアンテナの隣接
するブランチ毎に、測定された前記第１の振幅・位相値
と第２の振幅・位相値との比率を第１の比率として求
め、基準ブランチ以外については、当該ブランチで求め
られた第１の比率を他のブランチで求められた第１の比
率を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として
各ブランチの受信部の校正値を算出することを特徴とす
る。

【００３２】請求項６では、校正対象のアレーアンテナ
に接続された各受信機の受信周波数と同じ周波数の信号
を送信する校正送信機を用いるので、同一の校正送信機
からの信号を各ブランチの受信機でそれぞれ受信して振
幅・位相値を測定することができる。また、校正アンテ
ナを配置する位置を、アレーアンテナの隣接するブラン
チ毎に、２つのブランチの各アンテナ素子からの距離が
特定距離になるように定めるので、前記校正送信機から
の信号を２つのブランチの一方の受信機で受信して得ら
れる第１の振幅・位相値に含まれる伝送路の成分と、前
記校正送信機からの信号を２つのブランチの他方の受信
機で受信して得られる第１の振幅・位相値に含まれる伝
送路の成分とは同一になる。

【００３３】隣接するブランチ毎に得られる第１の比率
は、第１の振幅・位相値と第２の振幅・位相値との比率
であるため、伝送路の成分は現れない。また、基準ブラ
ンチ以外については、当該ブランチで求められた第１の
比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修
正することにより、基準ブランチに対する相対値として
各ブランチの受信部の校正値を算出することができる。

【００３４】請求項６においては、隣接する２つのブラ
ンチの測定の度に校正アンテナを移動するか、あるいは
予め複数の校正アンテナを用意することにより、アレー
アンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブランチの各
アンテナ素子からの距離が予め定めた特定距離になる位
置に校正アンテナを配置することができるので、校正の
際にアレーアンテナの各アンテナ素子の配置を変更する
必要がない。

【００３５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の適
応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態につい
て、図１〜図６を参照して説明する。この形態は請求項
１〜請求項４に対応する。図１はこの形態の適応アレー
アンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図
２はこの形態の送信部の校正手順を示すフローチャート
である。図３はこの形態の受信部の校正手順を示すフロ
ーチャートである。図４はこの形態の適応アレーアンテ
ナ送受信装置の配置例を示すブロック図である。図５は
各アンテナの配置例を示す平面図である。図６はｉ番目
のブランチの各部の振幅・位相値を表すブロック図であ
る。

【００３６】この形態では、請求項１のアンテナ素子，
送信機，受信機，送受共用手段，指向性制御演算回路，
校正アンテナ，校正送信機，校正受信機及び校正演算手
段は、それぞれアンテナ素子１１，送信機１３，受信機
１４，サーキュレータ１２，２６，校正アンテナ３１，
校正送信機３４，校正受信機３３及び校正演算部２５に
対応する。

【００３７】図１において、アレーアンテナは並べて配
置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１で構成
されている。この形態では、各要素の符号に付加した括
弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナの
ブランチの区分を表してある。また、図１中の各矢印は
信号の方向を表わしている。なお、以下の説明におい
て、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、
各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。

【００３８】図１の例では、アンテナ素子１１毎にそれ
を含むブランチユニット１０を構成してある。各ブラン
チユニット１０は、アンテナ素子１１，サーキュレータ
１２，送信機１３及び受信機１４で構成されている。サ
ーキュレータ１２は、アンテナ素子１１を送信と受信と
で共用するために設けてある。

【００３９】送信を行う場合、各送信機１３から送出さ
れる信号は、サーキュレータ１２を通り、アンテナ素子
１１から無線信号として放射される。受信を行う場合に
は、アンテナ素子１１で受信された信号がサーキュレー
タ１２を通って、受信機１４に入力される。この例で
は、送信機１３が出力する信号の周波数すなわち送信周
波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数はｆ２であ
り、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なってい
る。

【００４０】図１の適応アレーアンテナ送受信装置に
は、Ｎ個のブランチユニット１０の他に、校正演算部２
５，指向性制御演算部２６及び校正局３０が設けてあ
る。指向性制御演算部２６は、アレーアンテナの指向パ
ターンを適応制御するために、Ｎ個のブランチの信号を
合成すると共に、合成の際の各ブランチの重み付けを制
御する。

【００４１】校正演算部２５は、各ブランチユニット１
０の送信機１３及び受信機１４の振幅・位相誤差を個別
に求めて校正を行う。実際には、校正演算部２５は図２
に示す制御を実施して各送信機１３の校正に利用する値
を求め、図３に示す制御を実施して各受信機１４の校正
に利用する値を求める。校正局３０には、校正アンテナ
３１，サーキュレータ３２，校正受信機３３及び校正送
信機３４が設けてある。

【００４２】校正送信機３４が出力する信号の周波数
は、受信機１４の受信周波数（ｆ２）と同一であり、校
正受信機３３の受信周波数は、送信機１３の出力する信
号の周波数（ｆ１）と同一になっている。校正送信機３
４が出力する信号は、サーキュレータ３２を通り、校正
アンテナ３１から無線信号として放射される。また、校
正アンテナ３１が受信した無線信号は、サーキュレータ
３２を通り校正受信機３３で受信される。

【００４３】校正受信機３３の受信周波数は送信機１３
の出力する信号の周波数と同一なので、各ブランチのア
ンテナ素子１１から放射された無線信号を校正受信機３
３で受信することができる。また、校正送信機３４の出
力する信号の周波数は受信機１４の受信周波数と同一な
ので、校正アンテナ３１から放射した無線信号を各ブラ
ンチの受信機１４で受信することができる。

【００４４】この例では、校正を行う場合には、図４及
び図５に示すように全てのブランチのアンテナ素子１１
が同一の円周上に配置され、その円の中心位置に校正局
３０の校正アンテナ３１が配置される。したがって、各
アンテナ素子１１と校正アンテナ３１との距離ｄはいず
れのブランチについても同一になる。なお、図４の例は
アンテナ素子１１の数が３の場合を示しており、図５の
例は、アンテナ素子１１の数が８の場合を示している。

【００４５】次に、図２に示す送信部の校正手順につい
て説明する。ステップＳ１０では、カウンタｉの値を１
に初期化する。ステップＳ１１以降の処理は、カウンタ
ｉの値に応じて繰り返し実行される。ステップＳ１１で
は、ｉ番目のブランチの送信機１３（ｉ）から送信す
る。送信機１３（ｉ）が出力した信号は、サーキュレー
タ１２（ｉ）を通り、アンテナ素子１１（ｉ）から無線
信号として放射される。この無線信号は、校正局３０の
校正アンテナ３１で受信され、サーキュレータ３２を通
って校正受信機３３に入力される。

【００４６】ステップＳ１２では、校正受信機３３の受
信出力から、振幅・位相値Ａ１(i)を測定する。次のス
テップＳ１３では、送信機１３（ｉ）からの信号の送信
を停止する。初回はカウンタｉが１なので、ステップＳ
１３からＳ１４，Ｓ１５を通りステップＳ１１の処理に
戻る。ステップＳ１５でカウンタｉの値が更新される。
また、カウンタｉの値が２〜（Ｎ−１）の間はステップ
Ｓ１３からＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１５を通ってス
テップＳ１１に戻る。

【００４７】カウンタｉの値がＮの場合には、ステップ
Ｓ１３からＳ１４，Ｓ１６，Ｓ１７を通り処理を終了す
る。ステップＳ１６では、次式の計算により、ｉ番目の
ブランチの送信部に関する校正値Ａｄ(i)を求める。 Ａｄ(i)＝Ａ１(i)／Ａ１(1) ・・・ （１） したがって、図２の校正手順を実行すると、２番目〜Ｎ
番目のそれぞれのブランチについて、それぞれの校正値
Ａｄ(i)が求められる。この例では１番目のブランチを
基準にしているので、１番目のブランチの校正値Ａｄ
(1)は１である。なお、基準ブランチはいずれのブラン
チに割り当てても良い。

【００４８】ところで、図２のステップＳ１２で測定さ
れる振幅・位相値Ａ１(i)は次式で表される。 Ａ１(i)＝Ｔ(i,f1)・Ｍ(i,f1)・Ｌ(i)・Ｍ２(f1)・Ｒ２(f1) ・・・ （２） 但し、 Ｔ(i,f1)：送信機１３(i)のｆ１に関する振幅・位相 Ｍ(i,f1)：アンテナ素子１１(i)のｆ１に関する振幅・
位相 Ｌ(i) ：アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３１と
の間の伝搬損失 Ｍ２(f1)：校正アンテナ３１のｆ１に関する振幅・位相 Ｒ２(f1)：校正受信機３３のｆ１に関する振幅・位相 この形態では、アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３
１との間の距離がいずれのブランチについても同一であ
るので、伝搬損失Ｌ(i)にはブランチ間で差が生じな
い。また、校正アンテナ３１及び校正受信機３３の成分
については各ブランチに共通である。したがって、前記
第（１）式を変形すると次式が得られる。

【００４９】 Ａd(i)＝Ａ１(i)／Ａ１(1) ＝(Ｔ(i,f1)・Ｌ(i)・Ｍ(i,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｌ(1)・Ｍ(1,f1)) ＝(Ｔ(i,f1)・Ｍ(i,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1)) ・・・ （３） つまり、図６に示すような送信機１３(i)のｆ１に関す
る振幅・位相の成分Ｔ(i,f1)と、アンテナ素子１１(i)
のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｍ(i,f1)とを合わせた
ｉ番目のブランチの送信部全体の振幅・位相値の基準ブ
ランチに対する比率が校正値Ａd(i)としてブランチ毎に
求められる。

【００５０】次に、図３に示す受信部の校正手順につい
て説明する。ステップＳ２０では、カウンタｉの値を１
に初期化する。ステップＳ２１では、校正送信機３４か
ら信号を送信する。校正送信機３４が出力した信号（周
波数がｆ２）は、サーキュレータ３２を通り、校正アン
テナ３１から無線信号として放射される。この無線信号
は、各ブランチのアンテナ素子１１で受信され、サーキ
ュレータ１２を通って受信機１４に入力される。

【００５１】ステップＳ２２以降の処理は、カウンタｉ
の値に応じて繰り返し実行される。ステップＳ２２で
は、ｉ番目のブランチの受信機１４（ｉ）の受信出力か
ら、振幅・位相値Ｂ２(i)を測定する。初回はカウンタ
ｉが１なので、ステップＳ２２からＳ２３，Ｓ２４を通
りステップＳ２２の処理に戻る。ステップＳ２４でカウ
ンタｉの値が更新される。また、カウンタｉの値が２〜
（Ｎ−１）の間はステップＳ２２からＳ２３，Ｓ２５，
Ｓ２６，Ｓ２４を通ってステップＳ１１に戻る。

【００５２】カウンタｉの値がＮの場合には、ステップ
Ｓ２２からＳ２３，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ２７を通り処理
を終了する。ステップＳ２５では、次式の計算により、
ｉ番目のブランチの受信部に関する校正値Ｂｄ(i)を求
める。 Ｂｄ(i)＝Ｂ２(i)／Ｂ２(1) ・・・ （４） ステップＳ２７では、校正送信機３４から信号の送信を
停止する。

【００５３】したがって、図３の校正手順を実行する
と、２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、そ
れぞれの校正値Ｂｄ(i)が求められる。この例では１番
目のブランチを基準にしているので、１番目のブランチ
の校正値Ｂｄ(1)は１である。なお、基準ブランチはい
ずれのブランチに割り当てても良い。

【００５４】ところで、図３のステップＳ２２で測定さ
れる振幅・位相値Ｂ２(i)は次式で表される。 Ｂ２(i)＝Ｔ２(f2)・Ｍ２(f2)・Ｌ(i)・Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2) ・・・ （５） 但し、 Ｔ２(f2)：校正送信機３４のｆ２に関する振幅・位相 Ｍ２(f2)：校正アンテナ３１のｆ２に関する振幅・位相 Ｌ(i) ：アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３１と
の間の伝搬損失 Ｍ(i,f2)：アンテナ素子１１(i)のｆ２に関する振幅・
位相 Ｒ(i,f2)：受信機１４(i)のｆ２に関する振幅・位相 この形態では、アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３
１との間の距離がいずれのブランチについても同一であ
るので、伝搬損失Ｌ(i)にはブランチ間で差が生じな
い。また、校正送信機３４及び校正アンテナ３１の成分
については各ブランチに共通である。したがって、前記
第（４）式を変形すると次式が得られる。

【００５５】 Ｂd(i)＝Ｂ２(i)／Ｂ２(1) ＝(Ｌ(i)・Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2))／(Ｌ(1)・Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)) ＝(Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)) ・・・ （６） つまり、図６に示すような受信機１４(i)のｆ２に関す
る振幅・位相の成分Ｒ(i,f2)と、アンテナ素子１１(i)
のｆ２に関する振幅・位相の成分Ｍ(i,f2)とを合わせた
ｉ番目のブランチの送信部全体の振幅・位相値の基準ブ
ランチに対する比率が校正値Ｂd(i)としてブランチ毎に
求められる。

【００５６】ところで、実際の校正の際には校正局３０
を校正対象となるアレーアンテナの近傍に配置できるの
で、校正アンテナ３１，校正受信機３３及び校正送信機
３４は最小限の機能だけを備えていればよい。例えば、
校正アンテナ３１については単純な構造のプローブを用
意すれば十分である。また、校正送信機３４は微弱な信
号を出力するだけでよいので電力増幅器を備える必要は
ない。校正受信機３３については高い受信感度は不要で
ある。

【００５７】したがって、付加する校正局３０について
は構造が簡単で小型化も容易であるため、適応アレーア
ンテナ送受信装置の構造を複雑化することなく校正を行
うことができる。 （第２の実施の形態）本発明の適応アレーアンテナ送受
信装置の校正方法の実施の形態について、図７〜図９を
参照して説明する。この形態は請求項５及び請求項６に
対応する。

【００５８】図７はこの形態のアンテナ素子及び校正局
の配置例を示す平面図である。図８はこの形態の送信部
の校正手順を示すフローチャートである。図９はこの形
態の受信部の校正手順を示すフローチャートである。こ
の形態では、図１に示した構成の適応アレーアンテナ送
受信装置を用いて送信部及び受信部の校正値を求めるた
めの方法について説明する。

【００５９】第１の実施の形態の例では、校正の際に校
正アンテナ３１と各ブランチのアンテナ素子１１との距
離を全て同一にするために、図５に示すようにアンテナ
素子１１を例えば同一の円周上に配置することなどの制
約があり、校正のためにアンテナ素子１１の配列が限定
される場合がある。この形態では、アンテナ素子１１の
配置を固定して、図７に示すように校正アンテナ３１の
位置を順次に変更しながら図８及び図９に示す手順にし
たがって校正を行う。

【００６０】すなわち、互いに隣接する２つのブランチ
毎に、校正アンテナ３１の位置を図７の位置POS(1),POS
(2),POS(3),・・・に順次に移動して測定を行う。例え
ば、１番目のブランチと２番目のブランチとについて測
定する場合には、位置POS(1)に校正アンテナ３１を配置
する。また、校正アンテナ３１を配置する位置から隣接
する２つのアンテナ素子１１までの距離ｄ１，ｄ２が等
しくなるように定めるとともに、校正アンテナ３１の位
置を図７の位置POS(1),POS(2),POS(3),・・・のいずれ
に移動した場合でも、距離ｄ１，ｄ２が変化しないよう
に位置決めする。なお、校正アンテナ３１の移動につい
ては、測定者の手作業で行っても良いし、特別な位置決
め装置を用いて自動的に行っても良い。

【００６１】次に、図８を参照して送信部の校正手順に
ついて説明する。なお、この例では１番目のブランチを
基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準に定
めても良い。ステップＳ３０では、カウンタｉの値を１
に初期化する。次のステップＳ３１では、カウンタｊに
カウンタｉの値に１を加算した値をセットする。カウン
タｉの値は注目ブランチの番号を表し、カウンタｊの値
は注目ブランチに隣接するブランチの番号を表す。ステ
ップＳ３１〜Ｓ４４の処理はカウンタｉ，ｊの値に応じ
て繰り返し実行される。

【００６２】ステップＳ３２では、校正アンテナ３１を
ｉ番目のブランチのアンテナ素子１１(i)及びｊ番目の
ブランチのアンテナ素子１１(j)からの距離が等しいｉ
番目の位置POS(i)に移動する。ステップＳ３３では、ｉ
番目のブランチの送信機１３(i)から信号を送信する。
この信号は、アンテナ素子１１(i)から送信され、校正
アンテナ３１で受信されて校正受信機３３に入力され
る。そこで、ステップＳ３４では、校正受信機３３の受
信出力から振幅・位相値Ｋ１(j)を測定する。ステップ
Ｓ３５では送信機１３(i)の送信を停止する。

【００６３】同様に、ステップＳ３６ではｊ番目のブラ
ンチの送信機１３(j)から信号を送信する。この信号
は、アンテナ素子１１(ｊ)から送信され、校正アンテナ
３１で受信されて校正受信機３３に入力される。ステッ
プＳ３７では、校正受信機３３の受信出力から振幅・位
相値Ｋ２(j)を測定する。ステップＳ３８では送信機１
３(j)の送信を停止する。

【００６４】ステップＳ３９では、次式の計算によりｊ
番目のブランチの校正値Ｈ２(j)を求める。 Ｈ２（ｊ）＝Ｋ２（ｊ）／Ｋ１（ｊ） ・・・ （７） 初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ４０から
Ｓ４１を通ってステップＳ４２に進み、カウンタｉの値
をカウントアップしてステップＳ３１に戻る。２回目以
降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ４０
からＳ４３を通ってステップＳ４４に進む。

【００６５】ステップＳ４１では、校正値Ｈ２(j)を校
正値Ｈ３(j)として保存する。また、ステップＳ４３で
は、前のブランチについて求められたｉ番目の校正値Ｈ
３(i)を当該ブランチ（注目ブランチ及び隣接ブラン
チ）について求めたｊ番目の校正値Ｈ２(j)に乗算し、
その結果を校正値Ｈ３(j)として保存する。従って、図
８の処理を実行すると、各ブランチについてｊ番目の校
正値Ｈ３(j)が得られる（ｊ＝２〜Ｎ）。

【００６６】ステップＳ３４で得られる信号Ｋ１(j)及
びステップＳ３７で得られる信号Ｋ２(j)はそれぞれ次
式で表される。 Ｋ１（ｊ）＝Ｔ(i,f1)・Ｍ(i,f1)・Ｌ(i)・Ｍ２(f1)・Ｒ２(f1) ・・・（８） Ｋ２（ｊ）＝Ｔ(j,f1)・Ｍ(j,f1)・Ｌ(j)・Ｍ２(f1)・Ｒ２(f1) ・・・（９） 但し、 Ｔ(i,f1)：送信機１３(i)のｆ１に関する振幅・位相 Ｔ(j,f1)：送信機１３(j)のｆ１に関する振幅・位相 Ｍ(i,f1)：アンテナ素子１１(i)のｆ１に関する振幅・
位相 Ｍ(j,f1)：アンテナ素子１１(j)のｆ１に関する振幅・
位相 Ｌ(i)：アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３１との間
の伝搬損失 Ｌ(j)：アンテナ素子１１(j)と校正アンテナ３１との間
の伝搬損失 Ｍ２(f1)：校正アンテナ３１のｆ１に関する振幅・位相 Ｒ２(f1)：校正受信機３３のｆ１に関する振幅・位相 この形態では、隣接する２つのアンテナ素子１１(i)，
１１(j)と校正アンテナ３１との間の距離ｄ１，ｄ２が
同一であるので、伝搬損失Ｌ(i)とＬ(j)とは等しい。ま
た、校正アンテナ３１及び校正受信機３３の成分につい
ては各ブランチに共通である。したがって、前記第
（７）式を変形すると次式が得られる。

【００６７】 Ｈ2(j)＝Ｋ２(j)／Ｋ１(j) ＝(Ｔ(j,f1)・Ｍ(j,f1)・Ｌ(j))／(Ｔ(i,f1)・Ｍ(i,f1)・Ｌ(i)) ＝(Ｔ(j,f1)・Ｍ(j,f1))／(Ｔ(i,f1)・Ｍ(i,f1)) ・・・ （10） ステップＳ４１，Ｓ４３の校正値Ｈ３(ｊ)について説明
する。例えば、校正値Ｈ３(３)は次式で表される。

【００６８】 Ｈ３(３)＝Ｈ３(２)・Ｈ２(３) ＝Ｈ２(２)・Ｈ２(３) ＝(Ｔ(2,f1)・Ｍ(2,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1))・ (Ｔ(3,f1)・Ｍ(3,f1))／(Ｔ(2,f1)・Ｍ(2,f1)) ＝(Ｔ(3,f1)・Ｍ(3,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1)) ・・・ （11） 従って、校正値Ｈ３(４)は次式で表される。

【００６９】 Ｈ３(４)＝Ｈ３(３)・Ｈ２(４) ＝(Ｔ(3,f1)・Ｍ(3,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1))・Ｈ２(４) ＝(Ｔ(3,f1)・Ｍ(3,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1))・ (Ｔ(4,f1)・Ｍ(4,f1))／(Ｔ(3,f1)・Ｍ(3,f1)) ＝(Ｔ(4,f1)・Ｍ(4,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1)) ・・・ （12） 上記と同様の計算により、校正値Ｈ３(ｊ)は次式で表さ
れる。

【００７０】 Ｈ３(ｊ)＝Ｈ３(ｉ)・Ｈ２(ｊ) ＝(Ｔ(j,f1)・Ｍ(j,f1))／(Ｔ(1,f1)・Ｍ(1,f1)) ・・・ （13） つまり、図８の校正手順で得られる校正値Ｈ３(ｊ)は、
ｊ番目のブランチの送信部の振幅・位相値の基準ブラン
チに対する相対値である。

【００７１】従って、各ブランチで送信する際に、図８
の校正手順で得られた校正値Ｈ３(ｊ)を各々の送信機１
３(ｊ)の振幅・位相値に乗算することにより、送信機１
３における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正する
ことができる。次に、図９に示す受信部の校正手順につ
いて説明する。なお、この例では１番目のブランチを基
準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準に定め
ても良い。

【００７２】ステップＳ５０では、カウンタｉの値を１
に初期化する。次のステップＳ５１では、カウンタｊに
カウンタｉの値に１を加算した値をセットする。カウン
タｉの値は注目ブランチの番号を表し、カウンタｊの値
は注目ブランチに隣接するブランチの番号を表す。ステ
ップＳ５１〜Ｓ６２の処理はカウンタｉ，ｊの値に応じ
て繰り返し実行される。

【００７３】ステップＳ５２では、校正アンテナ３１を
ｉ番目のブランチのアンテナ素子１１(i)及びｊ番目の
ブランチのアンテナ素子１１(j)からの距離が等しいｉ
番目の位置POS(i)に移動する。ステップＳ５３では、校
正送信機３４から信号を送信する。この信号は、校正ア
ンテナ３１から送信され、各ブランチのアンテナ素子１
１(i)で受信され、各受信機１４(i)に入力される。

【００７４】ステップＳ５４では、ｉ番目の受信機１４
(i)の受信出力から振幅・位相値Ｓ１(j)を測定する。ま
た、ステップＳ５５では隣接するｊ番目の受信機１４
(j)の受信出力から振幅・位相値Ｓ２(j)を測定する。ス
テップＳ５６では校正送信機３４の送信を停止する。次
のステップＳ５７では、次式によりｊ番目のブランチの
校正値Ｐ２(j)を求める。

【００７５】 Ｐ２（ｊ）＝Ｓ２（ｊ）／Ｓ１（ｊ） ・・・ （14） 初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ５８から
Ｓ５９を通ってステップＳ６０に進み、カウンタｉの値
をカウントアップしてステップＳ５１に戻る。２回目以
降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ５８
からＳ６１を通ってステップＳ６２に進む。

【００７６】ステップＳ５９では、校正値Ｐ２(j)を校
正値Ｐ３(j)として保存する。また、ステップＳ６１で
は、前のブランチについて求められたｉ番目の校正値Ｐ
３(i)を当該ブランチ（注目ブランチ及び隣接ブラン
チ）について求めたｊ番目の校正値Ｐ２(j)に乗算し、
その結果を校正値Ｐ３(j)として保存する。従って、図
９の処理を実行すると、各ブランチについてｊ番目の校
正値Ｐ３(j)が得られる（ｊ＝２〜Ｎ）。

【００７７】ステップＳ５４で得られる信号Ｓ１(j)及
びステップＳ５５で得られる信号Ｓ２(j)はそれぞれ次
式で表される。 Ｓ１(j)＝Ｔ２(f2)・Ｍ２(f2)・Ｌ(i)・Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2) ・・・ （15） Ｓ２(j)＝Ｔ２(f2)・Ｍ２(f2)・Ｌ(j)・Ｍ(j,f2)・Ｒ(j,f2) ・・・ （16） 但し、 Ｔ２(f2)：校正送信機３４のｆ２に関する振幅・位相 Ｍ２(f2)：校正アンテナ３１のｆ２に関する振幅・位相 Ｌ(i) ：アンテナ素子１１(i)と校正アンテナ３１と
の間の伝搬損失 Ｌ(j) ：アンテナ素子１１(j)と校正アンテナ３１と
の間の伝搬損失 Ｍ(i,f2)：アンテナ素子１１(i)のｆ２に関する振幅・
位相 Ｍ(j,f2)：アンテナ素子１１(j)のｆ２に関する振幅・
位相 Ｒ(i,f2)：受信機１４(i)のｆ２に関する振幅・位相 Ｒ(j,f2)：受信機１４(j)のｆ２に関する振幅・位相 この形態では、隣接する２つのブランチのアンテナ素子
１１(i)，１１(j)と校正アンテナ３１との間の距離ｄ
１，ｄ２が同一であるので、伝搬損失Ｌ(i)，Ｌ(j)は同
一である。また、校正送信機３４及び校正アンテナ３１
の成分については各ブランチに共通である。したがっ
て、前記第（14）式を変形すると次式が得られる。

【００７８】 Ｐ2(j)＝Ｓ２(j)／Ｓ１(j) ＝(Ｌ(j)・Ｍ(j,f2)・Ｒ(j,f2))／(Ｌ(i)・Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2)) ＝(Ｍ(j,f2)・Ｒ(j,f2))／(Ｍ(i,f2)・Ｒ(i,f2)) ・・・（17） ステップＳ５９，Ｓ６１の校正値Ｐ３(ｊ)について説明
する。例えば、校正値Ｐ３(3)は次式で表される。

【００７９】 Ｐ3(3)＝Ｐ３(2)・Ｐ２(3) ＝Ｐ２(2)・Ｐ２(3) ＝(Ｍ(2,f2)・Ｒ(2,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2))・ (Ｍ(3,f2)・Ｒ(3,f2))／(Ｍ(2,f2)・Ｒ(2,f2)) ＝(Ｍ(3,f2)・Ｒ(3,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)) ・・・（18） 従って、校正値Ｐ3(4)は次式で表される。

【００８０】 Ｐ3(4)＝Ｐ３(3)・Ｐ２(4) ＝((Ｍ(3,f2)・Ｒ(3,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)))・Ｐ２(4) ＝((Ｍ(3,f2)・Ｒ(3,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)))・ ((Ｍ(4,f2)・Ｒ(4,f2))／(Ｍ(3,f2)・Ｒ(3,f2))) ＝(Ｍ(4,f2)・Ｒ(4,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)) ・・・（19） 上記と同様の計算により、校正値Ｐ３(ｊ)は次式で表さ
れる。

【００８１】 Ｐ３(ｊ)＝Ｐ３(ｉ)・Ｐ２(ｊ) ＝(Ｍ(j,f2)・Ｒ(j,f2))／(Ｍ(1,f2)・Ｒ(1,f2)) ・・・（20） つまり、図９の校正手順で得られる校正値Ｐ３(ｊ)は、
ｊ番目のブランチの受信部の振幅・位相値の基準ブラン
チに対する相対値である。従って、各ブランチで受信す
る際に、図９の校正制御手順で得られた校正値Ｐ３(ｊ)
をｊ番目のブランチで受信した信号の振幅・位相値に乗
算することにより、受信部における振幅・位相値のブラ
ンチ間の誤差を補正することができる。

【００８２】なお、この例では１つの校正アンテナ３１
を測定する隣接ブランチを変えるたびに移動する場合を
説明したが、予め用意した（Ｎ−１）個の校正アンテナ
３１を位置POS(1)〜POS(N-1)のそれぞれに配置しておけ
ば測定の度に移動する必要はなくなる。

【００８３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によればＦＤ
Ｄのように送信と受信との周波数が異なったシステムに
おいても各ブランチ間の送信部及び受信部の振幅・位相
値を、アンテナまで含めて個別に校正することが可能と
なり、基地局の設置場所の違いによる環境変動や通信中
の温度特性の変化により生じる各ブランチ間の振幅・位
相誤差を補償することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態の送信部の校正手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】第１の実施の形態の受信部の校正手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】第１の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信
装置の配置例を示すブロック図である。

【図５】各アンテナの配置例を示す平面図である。

【図６】ｉ番目のブランチの各部の振幅・位相値を表す
ブロック図である。

【図７】第２の実施の形態のアンテナ素子及び校正局の
配置例を示す平面図である。

【図８】第２の実施の形態の送信部の校正手順を示すフ
ローチャートである。

【図９】第２の実施の形態の受信部の校正手順を示すフ
ローチャートである。

【図１０】アレーアンテナの構成及び指向パターンを示
すグラフである。

【図１１】振幅及び位相誤差とヌル深度の関係を示すグ
ラフである。

【図１２】従来例の校正回路を示すブロック図である。

【図１３】従来例のアダプティブアレーアンテナとＦＤ
Ｄシステムとの組み合わせを示すブロック図である。

【符号の説明】 １０ ブランチユニット １１ アンテナ素子 １２ サーキュレータ １３ 送信機 １４ 受信機 ２５ 校正演算部 ２６ 指向性制御演算部 ３０ 校正局 ３１ 校正アンテナ ３２ サーキュレータ ３３ 校正受信機 ３４ 校正送信機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷹取 泰司 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 堀 俊和 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 EA04 FA06 FA20 FA24 FA26 FA32 FA35 GA02 GA06 GA08 HA05 HA10 JA07 JA10 5K059 CC03 CC04 DD31 DD41 EE02 5K067 AA23 BB04 CC02 CC04 EE02 KK03 LL08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアンテナ素子で構成されるアレー
   アンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同
   数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送
   信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前
   記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力され
   る信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の
   受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナ
   の放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備え
   るとともに、前記受信機の受信周波数と前記アレーアン
   テナの送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信
   装置において、 前記アレーアンテナに含まれる少なくとも２つのアンテ
   ナ素子から等距離の位置に配置された校正アンテナと、 前記受信周波数と同じ周波数の送信信号を前記校正アン
   テナに印加する校正送信機と、 前記送信周波数と同じ周波数の信号を前記校正アンテナ
   を介して受信する校正受信機と、 前記送信機からアンテナ素子を介して送信された信号
   を、前記校正アンテナを介して前記校正受信機で受信し
   て得られる第１の振幅・位相値と、前記校正送信機から
   前記校正アンテナを介して送信された信号を、前記アン
   テナ素子を介して前記受信機で受信して得られた第２の
   振幅・位相値とに基づいて、前記アレーアンテナのブラ
   ンチ間の校正値を求める校正演算手段とを設けたことを
   特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
2. 【請求項２】 請求項１の適応アレーアンテナ送受信装
   置において、前記校正演算手段は、各々のブランチの前
   記送信機から送信された信号について前記第１の振幅・
   位相値をそれぞれ測定し、各ブランチの第１の振幅・位
   相値と、予め定めた基準ブランチの第１の振幅・位相値
   との比率を、各ブランチの送信機の校正値に定めること
   を特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
3. 【請求項３】 請求項１の適応アレーアンテナ送受信装
   置において、前記校正演算手段は、前記校正送信機から
   送出された信号を各々のブランチの前記受信機でそれぞ
   れ第２の振幅・位相値として測定し、各ブランチの第２
   の振幅・位相値と、予め定めた基準ブランチの第２の振
   幅・位相値との比率を、各ブランチの受信機の校正値に
   定めることを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１の適応アレーアンテナ送受信装
   置において、前記アレーアンテナを構成する全てのアン
   テナ素子を、前記校正アンテナから等距離の位置にそれ
   ぞれ配置したことを特徴とする適応アレーアンテナ送受
   信装置。
5. 【請求項５】 複数のアンテナ素子で構成されるアレー
   アンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同
   数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送
   信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前
   記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力され
   る信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の
   受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナ
   の放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備え
   るとともに、前記受信機の受信周波数と前記アレーアン
   テナの送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信
   装置の校正方法において、 前記送信周波数と同じ周波数の信号を受信する校正受信
   機と、それに接続された校正アンテナとを用い、 前記アレーアンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブ
   ランチの各アンテナ素子からの距離が予め定めた特定距
   離になる位置に前記校正アンテナを配置して、 前記アレーアンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブ
   ランチの一方の送信機からアンテナ素子を介して送信さ
   れた信号を、前記校正アンテナを介して前記校正受信機
   で受信して第１の振幅・位相値として測定するととも
   に、２つのブランチの他方の送信機からアンテナ素子を
   介して送信された信号を、前記校正アンテナを介して前
   記校正受信機で受信して第２の振幅・位相値として測定
   し、 前記アレーアンテナの隣接するブランチ毎に、測定され
   た前記第１の振幅・位相値と第２の振幅・位相値との比
   率を第１の比率として求め、基準ブランチ以外について
   は、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブラン
   チで求められた第１の比率を用いて修正し、基準ブラン
   チに対する相対値として各ブランチの送信部の校正値を
   算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
   置の校正方法。
6. 【請求項６】 複数のアンテナ素子で構成されるアレー
   アンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同
   数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送
   信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前
   記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力され
   る信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の
   受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナ
   の放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備え
   るとともに、前記受信機の受信周波数と前記アレーアン
   テナの送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信
   装置の校正方法において、 前記受信機の受信周波数と同じ周波数の信号を送信する
   校正送信機と、それに接続された校正アンテナとを用
   い、 前記アレーアンテナの隣接するブランチ毎に、２つのブ
   ランチの各アンテナ素子からの距離が予め定めた特定距
   離になる位置に前記校正アンテナを配置して、前記アレ
   ーアンテナの隣接するブランチ毎に、前記校正送信機か
   ら校正アンテナを介して送信された信号を、２つのブラ
   ンチの一方の受信機で受信して第１の振幅・位相値とし
   て測定するとともに、２つのブランチの他方の受信機で
   受信して第２の振幅・位相値として測定し、 前記アレーアンテナの隣接するブランチ毎に、測定され
   た前記第１の振幅・位相値と第２の振幅・位相値との比
   率を第１の比率として求め、基準ブランチ以外について
   は、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブラン
   チで求められた第１の比率を用いて修正し、基準ブラン
   チに対する相対値として各ブランチの受信部の校正値を
   算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
   置の校正方法。