JP2003069460A - 適応アレーアンテナ送受信装置および適応アレーアンテナの校正方法 - Google Patents
適応アレーアンテナ送受信装置および適応アレーアンテナの校正方法Info
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- JP2003069460A JP2003069460A JP2001258359A JP2001258359A JP2003069460A JP 2003069460 A JP2003069460 A JP 2003069460A JP 2001258359 A JP2001258359 A JP 2001258359A JP 2001258359 A JP2001258359 A JP 2001258359A JP 2003069460 A JP2003069460 A JP 2003069460A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 校正用アンテナを用いることなく校正が可能
なアレーアンテナ送受信装置を提供すること。 【解決手段】 校正時に、スイッチ２１（１）、２１
（２）により、Ｎ本のアンテナ素子の中の２本のアンテ
ナ素子１１（１）、１１（３）とサーキュレータ１２
（１）との間の接続を切り放すと共に、スイッチ２３に
より前記２本のアンテナ素子の何れかを選択する。ここ
で、受信部の校正時には、カップラ１５により、送信機
１３（１）の出力の一部を分岐し、周波数変換器２２Ａ
は、この分岐された信号を入力し、これを受信周波数の
信号に変換して出力する。そして、これを各ブランチで
受信した値を用いて校正演算部２６により校正する。送
信部の校正時には、スイッチ１６により受信機１４
（１）に周波数変換器２２Ｂから出力される信号を与え
る。そして、受信機１４（１）で受信した値を用いて校
正演算部２６により校正を行う。
なアレーアンテナ送受信装置を提供すること。 【解決手段】 校正時に、スイッチ２１（１）、２１
（２）により、Ｎ本のアンテナ素子の中の２本のアンテ
ナ素子１１（１）、１１（３）とサーキュレータ１２
（１）との間の接続を切り放すと共に、スイッチ２３に
より前記２本のアンテナ素子の何れかを選択する。ここ
で、受信部の校正時には、カップラ１５により、送信機
１３（１）の出力の一部を分岐し、周波数変換器２２Ａ
は、この分岐された信号を入力し、これを受信周波数の
信号に変換して出力する。そして、これを各ブランチで
受信した値を用いて校正演算部２６により校正する。送
信部の校正時には、スイッチ１６により受信機１４
（１）に周波数変換器２２Ｂから出力される信号を与え
る。そして、受信機１４（１）で受信した値を用いて校
正演算部２６により校正を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のアンテナ素
子を配列して構成された適応アレーアンテナ送受信装置
および適応アレーアンテナの校正方法に関し、さらに詳
しくは、ＦＤＤ(Frequency Division Duplex)方式など
の送信と受信が異なる周波数で行われる通信システムに
おいて、遠方界などの外部の情報を一切用いずに、アン
テナ素子とケーブルを含めたブランチ間の振幅と位相の
ずれを、送信部と受信部に関して個別にかつ自動で校正
する技術に関するものである。
子を配列して構成された適応アレーアンテナ送受信装置
および適応アレーアンテナの校正方法に関し、さらに詳
しくは、ＦＤＤ(Frequency Division Duplex)方式など
の送信と受信が異なる周波数で行われる通信システムに
おいて、遠方界などの外部の情報を一切用いずに、アン
テナ素子とケーブルを含めたブランチ間の振幅と位相の
ずれを、送信部と受信部に関して個別にかつ自動で校正
する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯電話やＰＨＳ(Persona1 Hand
yphone System)などの急激な移動通信の普及に伴って、
限られた周波数帯を用いてできる限り多くの加入者に通
信サービスを提供することが要求されている。その対策
として、現在、携帯電話などの移動通信システムでは、
送信と受信の周波数を異なる周波数に割り付けること
で、送信および受信を同時間に行うことが可能なＦＤＤ
(Frequency Division Duplex)方式が採用されている。
yphone System)などの急激な移動通信の普及に伴って、
限られた周波数帯を用いてできる限り多くの加入者に通
信サービスを提供することが要求されている。その対策
として、現在、携帯電話などの移動通信システムでは、
送信と受信の周波数を異なる周波数に割り付けること
で、送信および受信を同時間に行うことが可能なＦＤＤ
(Frequency Division Duplex)方式が採用されている。
【０００３】一方、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
とが必要となる。干渉波を低減するための技術としてア
ダプティブアレーアンテナが知られている。この事実は
例えば文献「Monzingo et. al.,“lntroduction to Ada
ptive Array”，John Willy ＆ Sons NewYork, 1980」
に開示されている。アダプティブアレーアンテナは、複
数のアンテナ素子をアレー状に配列して、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
を重みづけすることにより、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
減する技術である。
るためには、隣接セルからの干渉波の影響を低減するこ
とが必要となる。干渉波を低減するための技術としてア
ダプティブアレーアンテナが知られている。この事実は
例えば文献「Monzingo et. al.,“lntroduction to Ada
ptive Array”，John Willy ＆ Sons NewYork, 1980」
に開示されている。アダプティブアレーアンテナは、複
数のアンテナ素子をアレー状に配列して、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
を重みづけすることにより、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
減する技術である。
【０００４】アダプティブアレーアンテナを前述のＦＤ
Ｄシステムで用いる場合の構成を図９に示す。同図に示
すように、各ブランチには、送信機ＴＸおよび受信機Ｒ
Ｘが配置され、これらはサーキュレータＣＣを介してア
ンテナ＃１〜＃Ｎに接続される。各送信機には、指向性
制御演算回路の演算結果が重みづけ乗算回路（符号な
し）で重み付けされて供給され、各受信機の出力信号は
指向性制御演算回路（符号なし）に入力されて干渉波の
到来方向等が演算される。近年、アダプティブアレーア
ンテナで必要とされる振幅と位相値の制御は、制御の容
易さや柔軟性などを考慮すると、ベースバンドでＤＳＰ
(Digital SignalProcessor)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 a CMA adaptive array for high sp
eed GMSK transmission in mobilecommunications”,IE
EE Trans. VT-42, No.3, pp.282-288, August 1993」に
開示されている。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は、図９に示
すように、各ブランチ毎に送信機と受信機が必要にな
る。
Ｄシステムで用いる場合の構成を図９に示す。同図に示
すように、各ブランチには、送信機ＴＸおよび受信機Ｒ
Ｘが配置され、これらはサーキュレータＣＣを介してア
ンテナ＃１〜＃Ｎに接続される。各送信機には、指向性
制御演算回路の演算結果が重みづけ乗算回路（符号な
し）で重み付けされて供給され、各受信機の出力信号は
指向性制御演算回路（符号なし）に入力されて干渉波の
到来方向等が演算される。近年、アダプティブアレーア
ンテナで必要とされる振幅と位相値の制御は、制御の容
易さや柔軟性などを考慮すると、ベースバンドでＤＳＰ
(Digital SignalProcessor)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 a CMA adaptive array for high sp
eed GMSK transmission in mobilecommunications”,IE
EE Trans. VT-42, No.3, pp.282-288, August 1993」に
開示されている。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は、図９に示
すように、各ブランチ毎に送信機と受信機が必要にな
る。
【０００５】ところで、アダプティブアレーアンテナで
用いるアンテナ素子、送信機、受信機は、それらの振幅
と位相が各ブランチ間で等しいことが理想的であるが、
実際は、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異なること
が多く、これらの誤差により理想的な放射パターンに対
してヌル方向のずれ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 Beamforming in Wireless C
ommunications”, Artech House Publishers, 1996」に
開示されている。
用いるアンテナ素子、送信機、受信機は、それらの振幅
と位相が各ブランチ間で等しいことが理想的であるが、
実際は、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異なること
が多く、これらの誤差により理想的な放射パターンに対
してヌル方向のずれ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 Beamforming in Wireless C
ommunications”, Artech House Publishers, 1996」に
開示されている。
【０００６】この現象の一例を図１０，１１を用いて説
明する。図１０は、３素子円形配列のアレーアンテナに
おいて、理想的な振幅・位相条件を与えた場合の放射パ
ターンのヌル深度を表わし、図１１は、図１０に示す各
素子の振幅・位相条件値に対し、各素子の振幅と位相に
誤差を与えた場合の放射パターンのヌル深度を表わして
いる。図１０から理解されるように、理想的な振幅・位
相条件を与えた場合には180゜方向にヌルを有するパタ
ーンを形成するのに対し、図１１から理解されるよう
に、アレーアンテナの各素子の振幅と位相が理想的な値
からずれると、著しく放射パターンの劣化を招いてしま
う。したがって、アダプティブアレーアンテナの送信と
受信のパターンを一致させるためには、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とな
る。
明する。図１０は、３素子円形配列のアレーアンテナに
おいて、理想的な振幅・位相条件を与えた場合の放射パ
ターンのヌル深度を表わし、図１１は、図１０に示す各
素子の振幅・位相条件値に対し、各素子の振幅と位相に
誤差を与えた場合の放射パターンのヌル深度を表わして
いる。図１０から理解されるように、理想的な振幅・位
相条件を与えた場合には180゜方向にヌルを有するパタ
ーンを形成するのに対し、図１１から理解されるよう
に、アレーアンテナの各素子の振幅と位相が理想的な値
からずれると、著しく放射パターンの劣化を招いてしま
う。したがって、アダプティブアレーアンテナの送信と
受信のパターンを一致させるためには、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とな
る。
【０００７】また、ＦＤＤシステムにおいて、アダプテ
ィブアレーアンテナを適用する場合は、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
レーアンテナのウェイトをそのまま送信時には適用でき
ない。したがって、通常、アダプティブアレーアンテナ
の送信時のウエイトを形成するためには、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と干渉信号の
方向を推定し、送信時にこれらの情報を用いてウエイト
などの形成を制御する。したがって、ＦＤＤシステムに
おいて、アダプティブアレーを適用するためには、受信
時／送信時のそれぞれにおいて校正が必要となる。さら
に、ＦＤＤシステムでは、送信周波数と受信周波数とで
アンテナ素子の特性も異なるため、送信と受信とでアン
テナ素子間の校正が個別に必要となる。
ィブアレーアンテナを適用する場合は、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
レーアンテナのウェイトをそのまま送信時には適用でき
ない。したがって、通常、アダプティブアレーアンテナ
の送信時のウエイトを形成するためには、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と干渉信号の
方向を推定し、送信時にこれらの情報を用いてウエイト
などの形成を制御する。したがって、ＦＤＤシステムに
おいて、アダプティブアレーを適用するためには、受信
時／送信時のそれぞれにおいて校正が必要となる。さら
に、ＦＤＤシステムでは、送信周波数と受信周波数とで
アンテナ素子の特性も異なるため、送信と受信とでアン
テナ素子間の校正が個別に必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来から、各送信機と
受信機の振幅・位相を校正する手段として、装置内に校
正用の基準信号をもち、この基準信号を用いた方法が提
案されている。この事実は例えば文献「J. Litva et. a
1, “Digital Beamfomrming in Wireless Communicatio
ns”, Artech House Publishers，1996」に開示されて
いる。この校正回路の構成を図１２に示す。図１２にお
いて、アンテナＡＮＴには、スイッチＳＷ１が接続され
ると共に、カップラＣＰを介して基準信号発生器ＳＧお
よび減衰器ＡＴが接続される。スイッチＳＷ２は、スイ
ッチＳＷ１または減衰器ＡＴの何れかを受信機ＲＸに接
続するためのものである。スイッチＳＷ１は、送信機Ｔ
Ｘの出力先をアンテナＡＮＴまたは受信機ＲＸの何れか
に切り換えるためのものである。なお、この例では、送
信周波数と受信周波数は同じである。
受信機の振幅・位相を校正する手段として、装置内に校
正用の基準信号をもち、この基準信号を用いた方法が提
案されている。この事実は例えば文献「J. Litva et. a
1, “Digital Beamfomrming in Wireless Communicatio
ns”, Artech House Publishers，1996」に開示されて
いる。この校正回路の構成を図１２に示す。図１２にお
いて、アンテナＡＮＴには、スイッチＳＷ１が接続され
ると共に、カップラＣＰを介して基準信号発生器ＳＧお
よび減衰器ＡＴが接続される。スイッチＳＷ２は、スイ
ッチＳＷ１または減衰器ＡＴの何れかを受信機ＲＸに接
続するためのものである。スイッチＳＷ１は、送信機Ｔ
Ｘの出力先をアンテナＡＮＴまたは受信機ＲＸの何れか
に切り換えるためのものである。なお、この例では、送
信周波数と受信周波数は同じである。
【０００９】図１２に示す校正回路におけるアレーアン
テナの校正手順は、以下の通りである。 （手順１） 基準信号発生器ＳＧから分岐手段のカップ
ラＣＰを介して各ブランチ毎に共通の信号が受信機ＲＸ
に送られる。振幅・位相校正値計算部ＣＵＬは、あるブ
ランチの受信機で得られた値を基準値として各ブランチ
毎の受信機で得られた値の校正値を求める。 （手順２） 送信機ＴＸから信号をスイッチＳＷＡとア
ッテネータＡＴとスイッチＳＷＢを介して受信機ＲＸに
送り、上述の手順１で基準としたブランチの値を用いて
各ブランチ毎に得られた値の校正値を求める。 （手順３） 上述の手順１と手順２で求めた校正値を差
し引き、送信機の校正値を求める。 したがって、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と位相を校
正できることが可能となる。
テナの校正手順は、以下の通りである。 （手順１） 基準信号発生器ＳＧから分岐手段のカップ
ラＣＰを介して各ブランチ毎に共通の信号が受信機ＲＸ
に送られる。振幅・位相校正値計算部ＣＵＬは、あるブ
ランチの受信機で得られた値を基準値として各ブランチ
毎の受信機で得られた値の校正値を求める。 （手順２） 送信機ＴＸから信号をスイッチＳＷＡとア
ッテネータＡＴとスイッチＳＷＢを介して受信機ＲＸに
送り、上述の手順１で基準としたブランチの値を用いて
各ブランチ毎に得られた値の校正値を求める。 （手順３） 上述の手順１と手順２で求めた校正値を差
し引き、送信機の校正値を求める。 したがって、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と位相を校
正できることが可能となる。
【００１０】しかし、ＦＤＤシステムでは送信機と受信
機の周波数が異なるため、図１２に示されるような方法
をＦＤＤシステムに適用しようとしても、送信機の校正
を行うための送信機から受信機に信号を送る手順２を実
現できない。したがって、従来手法では受信機の校正し
か実現できないといった問題が生じる。また、上記手法
では装置間の校正を実現するものであり、この方法単独
では、アンテナ素子間およびアンテナ素子と送受信機の
間に接続されるケーブルに関する正を行うことはできな
い。
機の周波数が異なるため、図１２に示されるような方法
をＦＤＤシステムに適用しようとしても、送信機の校正
を行うための送信機から受信機に信号を送る手順２を実
現できない。したがって、従来手法では受信機の校正し
か実現できないといった問題が生じる。また、上記手法
では装置間の校正を実現するものであり、この方法単独
では、アンテナ素子間およびアンテナ素子と送受信機の
間に接続されるケーブルに関する正を行うことはできな
い。
【００１１】一方、アンテナ素子の振幅・位相のばらつ
きも含めた、アレーアンテナ装置の各ブランチ間の振幅
と位相値を校正する技術として、遠方界から到来する信
号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、各ブランチごとの位相器を順次回転させる方法が
用いられている。この様な方法は素子電界ベクトル回転
法とよばれ、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, No.5, pp.555-560」に開
示されている。しかし、一般に移動通信では、用いられ
る基地局が必ずしも規則的に設置されるとは限らず、通
話エリアの不感地の解消やトラフィックに応じて置局が
行われるため、各基地局に対して上記の方法を用いるた
めには、基地局と基準局が見通しになる条件を見つける
必要がある。したがって、移動通信などの環境下ではで
きる限り、装置内のみでアレーアンテナの各ブランチ間
の振幅と位相を校正できることが望まれる。
きも含めた、アレーアンテナ装置の各ブランチ間の振幅
と位相値を校正する技術として、遠方界から到来する信
号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、各ブランチごとの位相器を順次回転させる方法が
用いられている。この様な方法は素子電界ベクトル回転
法とよばれ、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, No.5, pp.555-560」に開
示されている。しかし、一般に移動通信では、用いられ
る基地局が必ずしも規則的に設置されるとは限らず、通
話エリアの不感地の解消やトラフィックに応じて置局が
行われるため、各基地局に対して上記の方法を用いるた
めには、基地局と基準局が見通しになる条件を見つける
必要がある。したがって、移動通信などの環境下ではで
きる限り、装置内のみでアレーアンテナの各ブランチ間
の振幅と位相を校正できることが望まれる。
【００１２】これらの手法に対して、アレーアンテナ間
で信号を送受信することで、アンテナとアンテナに接続
される送受信機の校正を行う方法が提案されている。こ
の事実は、文献「H.M.Aumann et. al，“Phased Array
Antenna Calibration and Pattern Prediction Using M
utua1 Coupling Measurements”，IEEE Trans. on AP-3
7，No.7，pp844-850，July 1989」に開示されている。
この文献に示す方法を図１３に示す。まず、図１３
（ａ）に示すように、ある基準素子からみて、例えば６
角型配列になり、かつ隣接アンテナ素子が基準素子に対
して均等位置になるように各アンテナ素子を配列する。
この例では、アンテナ素子＃ｍを基準素子とし、これを
中心としてアンテナ素子＃ｎ〜＃ｎ＋５を６角形に配列
する。このようにアレーを配列することで、基準素子の
アンテナ素子＃ｍからみれば、隣接する素子間の相互結
合を同一と見なすことができる。この条件のもとで、図
１３（ｂ）に示すように、アンテナ素子＃ｍから例えば
隣接するアンテナ素子＃ｎ，＃ｎ＋１に対して信号を送
受信することで、送信機ＴＸと受信機ＲＸとの間の振幅
・位相差を補正することができる。
で信号を送受信することで、アンテナとアンテナに接続
される送受信機の校正を行う方法が提案されている。こ
の事実は、文献「H.M.Aumann et. al，“Phased Array
Antenna Calibration and Pattern Prediction Using M
utua1 Coupling Measurements”，IEEE Trans. on AP-3
7，No.7，pp844-850，July 1989」に開示されている。
この文献に示す方法を図１３に示す。まず、図１３
（ａ）に示すように、ある基準素子からみて、例えば６
角型配列になり、かつ隣接アンテナ素子が基準素子に対
して均等位置になるように各アンテナ素子を配列する。
この例では、アンテナ素子＃ｍを基準素子とし、これを
中心としてアンテナ素子＃ｎ〜＃ｎ＋５を６角形に配列
する。このようにアレーを配列することで、基準素子の
アンテナ素子＃ｍからみれば、隣接する素子間の相互結
合を同一と見なすことができる。この条件のもとで、図
１３（ｂ）に示すように、アンテナ素子＃ｍから例えば
隣接するアンテナ素子＃ｎ，＃ｎ＋１に対して信号を送
受信することで、送信機ＴＸと受信機ＲＸとの間の振幅
・位相差を補正することができる。
【００１３】しかしながら、実際は、アレーアンテナの
配列は直線や円形で配列されることが多く、これらの配
列では、使用するアンテナ間の相互結合をすべて等しく
することは困難である。また、この方法を適用するため
には、すべての素子に対して、上記の条件を満たすこと
が必要となり、多数の校正用のアンテナが必要となる。
さらに、この方法をＦＤＤシステムに適用する場合は、
送受信の周波数が異なるため、単に隣接アンテナ間で信
号を送受信することができないといった問題が生じる。
配列は直線や円形で配列されることが多く、これらの配
列では、使用するアンテナ間の相互結合をすべて等しく
することは困難である。また、この方法を適用するため
には、すべての素子に対して、上記の条件を満たすこと
が必要となり、多数の校正用のアンテナが必要となる。
さらに、この方法をＦＤＤシステムに適用する場合は、
送受信の周波数が異なるため、単に隣接アンテナ間で信
号を送受信することができないといった問題が生じる。
【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、アンテナ、送信機、受信機、およびこれらを接続す
るケーブルに対して、校正用アンテナを用いることなく
校正が可能な適応アレーアンテナ送受信装置および適応
アレーアンテナの校正方法を提供することを目的とす
る。
で、アンテナ、送信機、受信機、およびこれらを接続す
るケーブルに対して、校正用アンテナを用いることなく
校正が可能な適応アレーアンテナ送受信装置および適応
アレーアンテナの校正方法を提供することを目的とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解
決される。第１の発明は、直線上に配列されたＮ本（Ｎ
≧３）のアンテナ素子で構成されたアレーアンテナ（１
１）と、前記アレーアンテナのアンテナ素子毎に設けら
れた送信機（１３）及び受信機（１４）と、前記アンテ
ナ素子を共用すべく該アンテナ素子に前記送信機または
前記受信機を接続する第１の送受共用手段（１２）と、
前記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づけを行う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
（２６，２７）とを備えて構成され、前記受信機の受信
周波数と前記送信機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、校正時に、前記Ｎ本のア
ンテナ素子の中の２本のアンテナ素子と該２本のアンテ
ナ素子にそれぞれ設けられた前記第１の送受共用手段と
の間の接続を切り放すと共に前記２本のアンテナ素子の
何れかを選択する第１のスイッチ手段（２１，２３）
と、前記Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた
送信機の出力の一部を分岐する分岐手段（１５）と、前
記分岐手段により分岐された信号を入力し、これを受信
周波数の信号に変換して出力する第１の周波数変換手段
（２２Ａ）と、送信周波数の信号を入力し、これを前記
Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた受信機に
与えるべき信号に変換して出力する第２の周波数変換手
段（２２Ｂ）と、前記２本のアンテナ素子を共用すべく
前記第１のスイッチ手段に前記第１の周波数変換手段の
出力部と前記第２の周波数変換手段の入力部とを接続す
る第２の送受共用手段（２４）と、前記Ｎ本のアンテナ
素子の何れか１つに設けられた受信機に、前記第１の送
受共用手段または前記第２の周波数変換手段から出力さ
れる信号を切り替えて与える第２のスイッチ手段と、前
記第１および第２のスイッチ手段を制御するとともに、
前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた受信機か
ら得られる信号の振幅・位相値に基づいて、前記アレー
アンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制
御手段と、を備えたことを特徴とする適応アレーアンテ
ナ送受信装置である。
課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解
決される。第１の発明は、直線上に配列されたＮ本（Ｎ
≧３）のアンテナ素子で構成されたアレーアンテナ（１
１）と、前記アレーアンテナのアンテナ素子毎に設けら
れた送信機（１３）及び受信機（１４）と、前記アンテ
ナ素子を共用すべく該アンテナ素子に前記送信機または
前記受信機を接続する第１の送受共用手段（１２）と、
前記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づけを行う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
（２６，２７）とを備えて構成され、前記受信機の受信
周波数と前記送信機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、校正時に、前記Ｎ本のア
ンテナ素子の中の２本のアンテナ素子と該２本のアンテ
ナ素子にそれぞれ設けられた前記第１の送受共用手段と
の間の接続を切り放すと共に前記２本のアンテナ素子の
何れかを選択する第１のスイッチ手段（２１，２３）
と、前記Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた
送信機の出力の一部を分岐する分岐手段（１５）と、前
記分岐手段により分岐された信号を入力し、これを受信
周波数の信号に変換して出力する第１の周波数変換手段
（２２Ａ）と、送信周波数の信号を入力し、これを前記
Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた受信機に
与えるべき信号に変換して出力する第２の周波数変換手
段（２２Ｂ）と、前記２本のアンテナ素子を共用すべく
前記第１のスイッチ手段に前記第１の周波数変換手段の
出力部と前記第２の周波数変換手段の入力部とを接続す
る第２の送受共用手段（２４）と、前記Ｎ本のアンテナ
素子の何れか１つに設けられた受信機に、前記第１の送
受共用手段または前記第２の周波数変換手段から出力さ
れる信号を切り替えて与える第２のスイッチ手段と、前
記第１および第２のスイッチ手段を制御するとともに、
前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた受信機か
ら得られる信号の振幅・位相値に基づいて、前記アレー
アンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制
御手段と、を備えたことを特徴とする適応アレーアンテ
ナ送受信装置である。
【００１６】第２の発明は、第１の発明に係る適応アレ
ーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段が、
前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機の
うち、校正すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１
の送受共用手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号
を送り、該第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号
を、前記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子
であって第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、前記
第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信された信号を前記第
１のスイッチと前記第２の送受共用手段を介して前記第
２の周波数変換手段に送り、前記第２の周波数変換手段
から出力される信号を前記第２のスイッチを介して該第
２のスイッチに接続された受信機に入力させ、それぞれ
のブランチの校正すべき送信機から前記受信機に入力さ
れた測定値とブランチ間の距離に相当する波長に比例し
た位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位
相校正値を求めることを特徴とする適応アレーアンテナ
送受信装置である。
ーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段が、
前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機の
うち、校正すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１
の送受共用手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号
を送り、該第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号
を、前記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子
であって第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、前記
第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信された信号を前記第
１のスイッチと前記第２の送受共用手段を介して前記第
２の周波数変換手段に送り、前記第２の周波数変換手段
から出力される信号を前記第２のスイッチを介して該第
２のスイッチに接続された受信機に入力させ、それぞれ
のブランチの校正すべき送信機から前記受信機に入力さ
れた測定値とブランチ間の距離に相当する波長に比例し
た位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位
相校正値を求めることを特徴とする適応アレーアンテナ
送受信装置である。
【００１７】第３の発明は、第１の発明に係る適応アレ
ーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段が、
前記分岐手段に接続された送信機から送られる送信周波
数の信号を前記分岐手段により分岐し、該分岐された信
号を前記第１の周波数変換手段に送り、該第１の周波数
変換手段から出力される信号を前記第２の送受共用手段
と前記第１のスイッチ手段を介して、前記第１のスイッ
チ手段に接続されたアンテナ素子であって第ｉ番目以外
のアンテナ素子に送り、該アンテナ素子で放射された信
号を、校正すべき第ｉ番目の受信機が設けられた第ｉ番
目のアンテナ素子で受信させ、該受信された信号を第ｉ
番目の第１の送受共用手段を介して、校正すべき前記第
ｉ番目の受信機に入力させ、それぞれのブランチの受信
機で検出した測定値とブランチ間の距離に相当する波長
に比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間
の振幅位相校正値を求めることを特徴とする適応アレー
アンテナ送受信装置である。
ーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段が、
前記分岐手段に接続された送信機から送られる送信周波
数の信号を前記分岐手段により分岐し、該分岐された信
号を前記第１の周波数変換手段に送り、該第１の周波数
変換手段から出力される信号を前記第２の送受共用手段
と前記第１のスイッチ手段を介して、前記第１のスイッ
チ手段に接続されたアンテナ素子であって第ｉ番目以外
のアンテナ素子に送り、該アンテナ素子で放射された信
号を、校正すべき第ｉ番目の受信機が設けられた第ｉ番
目のアンテナ素子で受信させ、該受信された信号を第ｉ
番目の第１の送受共用手段を介して、校正すべき前記第
ｉ番目の受信機に入力させ、それぞれのブランチの受信
機で検出した測定値とブランチ間の距離に相当する波長
に比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間
の振幅位相校正値を求めることを特徴とする適応アレー
アンテナ送受信装置である。
【００１８】第４の発明は、第１の発明に係る適応アレ
ーアンテナ送受信装置において、前記第１のスイッチが
接続されたアンテナ素子は、アレーアンテナのもっとも
中心近くに位置するアンテナ素子の右隣りと左隣りの素
子であることを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
置である。第５の発明は、第１の発明に係る適応アレー
アンテナ送受信装置において、前記第１のスイッチ手段
が接続されアンテナ素子数は３であり、前記第１のスイ
ッチ手段に接続された３本のアンテナ素子は、アレーア
ンテナのもっとも中心近くに位置するアンテナ素子とそ
の右隣りおよび左隣りのアンテナ素子であることを特徴
とする適応アレーアンテナ送受信装置である。
ーアンテナ送受信装置において、前記第１のスイッチが
接続されたアンテナ素子は、アレーアンテナのもっとも
中心近くに位置するアンテナ素子の右隣りと左隣りの素
子であることを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
置である。第５の発明は、第１の発明に係る適応アレー
アンテナ送受信装置において、前記第１のスイッチ手段
が接続されアンテナ素子数は３であり、前記第１のスイ
ッチ手段に接続された３本のアンテナ素子は、アレーア
ンテナのもっとも中心近くに位置するアンテナ素子とそ
の右隣りおよび左隣りのアンテナ素子であることを特徴
とする適応アレーアンテナ送受信装置である。
【００１９】第６の発明は、第１の発明に係る適応アレ
ーアンテナ送受信装置の校正方法において、前記Ｎ本の
アンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機のうち、校正
すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１の送受共用
手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号を送らせ、
前記第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号を、前
記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子であっ
て第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、前記第ｉ番
目以外のアンテナ素子で受信された信号を前記第１のス
イッチと前記第２の送受共用手段を介して前記第２の周
波数変換手段に送らせ、前記第２の周波数変換手段から
出力される信号を前記第２のスイッチを介して該第２の
スイッチに接続された受信機に入力させ、それぞれのブ
ランチの校正すべき送信機から前記受信機に入力された
測定値とブランチ間の距離に相当する波長に比例した位
相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校
正値を求めることを特徴とする適応アレーアンテナ送受
信装置の校正方法である。
ーアンテナ送受信装置の校正方法において、前記Ｎ本の
アンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機のうち、校正
すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１の送受共用
手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号を送らせ、
前記第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号を、前
記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子であっ
て第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、前記第ｉ番
目以外のアンテナ素子で受信された信号を前記第１のス
イッチと前記第２の送受共用手段を介して前記第２の周
波数変換手段に送らせ、前記第２の周波数変換手段から
出力される信号を前記第２のスイッチを介して該第２の
スイッチに接続された受信機に入力させ、それぞれのブ
ランチの校正すべき送信機から前記受信機に入力された
測定値とブランチ間の距離に相当する波長に比例した位
相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校
正値を求めることを特徴とする適応アレーアンテナ送受
信装置の校正方法である。
【００２０】第７の発明は、第１の発明に係る適応アレ
ーアンテナ送受信装置の校正方法において、前記分岐手
段に接続された送信機から送られる送信周波数の信号を
前記分岐手段により分岐させ、該分岐された信号を前記
第１の周波数変換手段に送らせ、前記第１の周波数変換
手段から出力される信号を前記第２の送受共用手段と前
記第１のスイッチ手段を介して、前記第１のスイッチ手
段に接続されたアンテナ素子であって第ｉ番目以外のア
ンテナ素子に送らせ、該アンテナ素子で放射された信号
を、校正すべき第ｉ番目の受信機が設けられた第ｉ番目
のアンテナ素子で受信させ、該受信された信号を第ｉ番
目の第１の送受共用手段を介して、校正すべき前記第ｉ
番目の受信機に入力させ、それぞれのブランチの受信機
で検出した測定値とブランチ間の距離に相当する波長に
比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の
振幅位相校正値を求め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である。
ーアンテナ送受信装置の校正方法において、前記分岐手
段に接続された送信機から送られる送信周波数の信号を
前記分岐手段により分岐させ、該分岐された信号を前記
第１の周波数変換手段に送らせ、前記第１の周波数変換
手段から出力される信号を前記第２の送受共用手段と前
記第１のスイッチ手段を介して、前記第１のスイッチ手
段に接続されたアンテナ素子であって第ｉ番目以外のア
ンテナ素子に送らせ、該アンテナ素子で放射された信号
を、校正すべき第ｉ番目の受信機が設けられた第ｉ番目
のアンテナ素子で受信させ、該受信された信号を第ｉ番
目の第１の送受共用手段を介して、校正すべき前記第ｉ
番目の受信機に入力させ、それぞれのブランチの受信機
で検出した測定値とブランチ間の距離に相当する波長に
比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の
振幅位相校正値を求め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である。
【００２１】第８の発明は、複数のアンテナ素子を配列
して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、（ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブラン
チのアンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するス
テップ（Ｓ１〜Ｓ４Ａ／Ｓ４Ｂ）と、（ｂ）校正対象ブ
ランチが基準ブランチであるか否かに応じて、Ｎ個のア
ンテナ素子の中の基準ブランチを含む２本のアンテナ素
子の何れかを選択するステップ（Ｓ５Ａ／Ｓ５Ｂ〜Ｓ６
Ａ，Ｓ６Ｂ）と、（ｃ）校正対象ブランチの送信機から
信号を送信するステップ（Ｓ７）と、（ｄ）この信号を
選択された前記２本のアンテナ素子の何れかで受信し、
送信周波数の信号を受信周波数の信号に変換し、受信周
波数に変換された信号を基準ブランチの受信機で受信
し、この受信により得られた値に前記位相値を反映させ
て校正対象ブランチの送信機に対する校正値を求めるス
テップ（Ｓ８〜Ｓ１３）と、を含むことを特徴とする適
応アレーアンテナの校正方法である。
して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、（ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブラン
チのアンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するス
テップ（Ｓ１〜Ｓ４Ａ／Ｓ４Ｂ）と、（ｂ）校正対象ブ
ランチが基準ブランチであるか否かに応じて、Ｎ個のア
ンテナ素子の中の基準ブランチを含む２本のアンテナ素
子の何れかを選択するステップ（Ｓ５Ａ／Ｓ５Ｂ〜Ｓ６
Ａ，Ｓ６Ｂ）と、（ｃ）校正対象ブランチの送信機から
信号を送信するステップ（Ｓ７）と、（ｄ）この信号を
選択された前記２本のアンテナ素子の何れかで受信し、
送信周波数の信号を受信周波数の信号に変換し、受信周
波数に変換された信号を基準ブランチの受信機で受信
し、この受信により得られた値に前記位相値を反映させ
て校正対象ブランチの送信機に対する校正値を求めるス
テップ（Ｓ８〜Ｓ１３）と、を含むことを特徴とする適
応アレーアンテナの校正方法である。
【００２２】第９の発明は、複数のアンテナ素子を配列
して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、（ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブラン
チのアンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するス
テップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０４Ａ／１０４Ｂ）と、（ｂ）
校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに応じ
て、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む２本
のアンテナ素子の何れかを選択するステップ（Ｓ１０５
Ａ／Ｓ１０５Ｂ〜Ｓ１０６Ａ，Ｓ１０６Ｂ）と、（ｃ）
選択された前記２本のアンテナ素子の何れかを用いて、
基準ブランチの送信機の送信周波数の信号を受信周波数
の信号に変換して送信するステップ（Ｓ１０７）と、
（ｄ）基準ブランチから送信された前記信号を校正対象
ブランチの受信機で受信し、この受信機により得られた
値に前記位相値を反映させて校正対象ブランチの受信機
に対する校正値を求めるステップ（Ｓ１０８〜Ｓ１１
３）と、を含むことを特徴とする適応アレーアンテナの
校正方法である。
して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、（ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブラン
チのアンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するス
テップ（Ｓ１０１〜Ｓ１０４Ａ／１０４Ｂ）と、（ｂ）
校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに応じ
て、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む２本
のアンテナ素子の何れかを選択するステップ（Ｓ１０５
Ａ／Ｓ１０５Ｂ〜Ｓ１０６Ａ，Ｓ１０６Ｂ）と、（ｃ）
選択された前記２本のアンテナ素子の何れかを用いて、
基準ブランチの送信機の送信周波数の信号を受信周波数
の信号に変換して送信するステップ（Ｓ１０７）と、
（ｄ）基準ブランチから送信された前記信号を校正対象
ブランチの受信機で受信し、この受信機により得られた
値に前記位相値を反映させて校正対象ブランチの受信機
に対する校正値を求めるステップ（Ｓ１０８〜Ｓ１１
３）と、を含むことを特徴とする適応アレーアンテナの
校正方法である。
【００２３】
【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第１の実施の形態につい
て、図１〜３を参照して説明する。図１は、この実施の
形態のアレーアンテナ送受信装置の概略を示すブロック
図である。図２は、この実施の形態の送信部の校正を行
うための手順を示すためのフローチャートである。図３
は、この実施の形態の受信部の校正を行うための手順を
示すためのフローチャートである。なお、この実施の形
態では、送信部は、送信時のアンテナと送信機を含めた
ものとして定義し、受信部は、受信時のアンテナと受信
機を含めたものとして定義する。また、この実施の形態
では、１つのアンテナ素子に付随する構成要素の集合を
１つのブランチとして定義する。
アレーアンテナ送受信装置の第１の実施の形態につい
て、図１〜３を参照して説明する。図１は、この実施の
形態のアレーアンテナ送受信装置の概略を示すブロック
図である。図２は、この実施の形態の送信部の校正を行
うための手順を示すためのフローチャートである。図３
は、この実施の形態の受信部の校正を行うための手順を
示すためのフローチャートである。なお、この実施の形
態では、送信部は、送信時のアンテナと送信機を含めた
ものとして定義し、受信部は、受信時のアンテナと受信
機を含めたものとして定義する。また、この実施の形態
では、１つのアンテナ素子に付随する構成要素の集合を
１つのブランチとして定義する。
【００２４】この実施形態の適応アレーアンテナ送受信
装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１
２、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部２
７、ローカル信号生成部に対応する信号発生部２５、分
岐手段の一例となるカップラ１５、校正制御手段に対応
する校正演算部２６を含む。即ち、図１において、１１
はアンテナ素子を、１２は第１のサーキュレータを、１
３は送信機(送信周波数f1)を、１４は受信機(受信周波
数f2)を、２６は校正演算部を、２７は指向性制御演算
部を、１５はカップラを、２１はアンテナ素子１１に対
してサーキュレータ１２とサーキュレータ２４側のいづ
れかを接続するスイッチを、２４は周波数f2を出力する
と共に周波数flを入力する第２のサーキュレータを、２
５は信号発生部を、２２Ａ，２２Ｂは送信周波数f1から
受信周波数f2に周波数変換を行う周波数変換器を表す。
装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１
２、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部２
７、ローカル信号生成部に対応する信号発生部２５、分
岐手段の一例となるカップラ１５、校正制御手段に対応
する校正演算部２６を含む。即ち、図１において、１１
はアンテナ素子を、１２は第１のサーキュレータを、１
３は送信機(送信周波数f1)を、１４は受信機(受信周波
数f2)を、２６は校正演算部を、２７は指向性制御演算
部を、１５はカップラを、２１はアンテナ素子１１に対
してサーキュレータ１２とサーキュレータ２４側のいづ
れかを接続するスイッチを、２４は周波数f2を出力する
と共に周波数flを入力する第２のサーキュレータを、２
５は信号発生部を、２２Ａ，２２Ｂは送信周波数f1から
受信周波数f2に周波数変換を行う周波数変換器を表す。
【００２５】さらに詳細に構成を説明する。図１に示す
ように、Ｎ本（Ｎ≧３）のアンテナ素子１１（１）〜１
１（Ｎ）は直線上に配列され、アレーアンテナを構成す
る。この実施の形態では、アンテナ素子１１（１）が属
するブランチを基準ブランチとし、この基準ブランチを
基準として各ブランチの校正が行われる。送信機１３お
よび受信機１４は、アレーアンテナのアンテナ素子毎に
設けられており、この例では、全部でＮ個の送信機と受
信機が設けられる。送信機１３の送信周波数と受信機の
受信周波数は異なる。各アンテナ素子は、同一ブランチ
内の送信機１３と受信機１４とで共用され、第１の共用
手段としてのサーキュレータ１２によりアンテナ素子１
１に送信機１３または受信機１４が接続される。アンテ
ナ素子１１からそれぞれ入力される信号に対しては、校
正演算部２６および指向性制御演算部２７において、振
幅及び位相の重みづけが行われ、これによりアレーアン
テナの放射パターンの制御が行われる。
ように、Ｎ本（Ｎ≧３）のアンテナ素子１１（１）〜１
１（Ｎ）は直線上に配列され、アレーアンテナを構成す
る。この実施の形態では、アンテナ素子１１（１）が属
するブランチを基準ブランチとし、この基準ブランチを
基準として各ブランチの校正が行われる。送信機１３お
よび受信機１４は、アレーアンテナのアンテナ素子毎に
設けられており、この例では、全部でＮ個の送信機と受
信機が設けられる。送信機１３の送信周波数と受信機の
受信周波数は異なる。各アンテナ素子は、同一ブランチ
内の送信機１３と受信機１４とで共用され、第１の共用
手段としてのサーキュレータ１２によりアンテナ素子１
１に送信機１３または受信機１４が接続される。アンテ
ナ素子１１からそれぞれ入力される信号に対しては、校
正演算部２６および指向性制御演算部２７において、振
幅及び位相の重みづけが行われ、これによりアレーアン
テナの放射パターンの制御が行われる。
【００２６】スイッチ２１（１），２１（２），２３
は、第１のスイッチ手段を構成し、校正時に、Ｎ本のア
ンテナ素子の中の２本のアンテナ素子１１（１），１１
（３）と該２本のアンテナ素子のブランチにそれぞれ設
けられたサーキュレータ１２（１），１２（３）との間
の接続を切り放すと共にこれら２本のアンテナ素子の何
れかを選択してサーキュレータ２４に接続するものであ
る。カップラ１５は、送信機１３（１）の出力の一部を
分岐する分岐手段ある。このカップラ１５は、基準ブラ
ンチとなる送信機の出力に設けられ、Ｎ本のアンテナ素
子の何れか１つの送信機に設けられる。周波数変換器２
２Ａは、カップラ１５により分岐された信号を入力し、
これを受信周波数の信号に変換して出力する第１の周波
数変換手段として機能する。周波数変換器２２Ｂは、送
信周波数の信号を入力し、これを受信機１４（１）に与
えるべき信号に変換して出力する第２の周波数変換手段
として機能する。
は、第１のスイッチ手段を構成し、校正時に、Ｎ本のア
ンテナ素子の中の２本のアンテナ素子１１（１），１１
（３）と該２本のアンテナ素子のブランチにそれぞれ設
けられたサーキュレータ１２（１），１２（３）との間
の接続を切り放すと共にこれら２本のアンテナ素子の何
れかを選択してサーキュレータ２４に接続するものであ
る。カップラ１５は、送信機１３（１）の出力の一部を
分岐する分岐手段ある。このカップラ１５は、基準ブラ
ンチとなる送信機の出力に設けられ、Ｎ本のアンテナ素
子の何れか１つの送信機に設けられる。周波数変換器２
２Ａは、カップラ１５により分岐された信号を入力し、
これを受信周波数の信号に変換して出力する第１の周波
数変換手段として機能する。周波数変換器２２Ｂは、送
信周波数の信号を入力し、これを受信機１４（１）に与
えるべき信号に変換して出力する第２の周波数変換手段
として機能する。
【００２７】サーキュレータ２４は、２本のアンテナ素
子１１（１），１１（３）を共用するために必要とされ
るものであって、前記第１のスイッチ手段に周波数変換
器２２Ａの出力部と周波数変換器２２Ｂの入力部とを接
続する第２の送受共用手段として機能する。スイッチ１
６は、受信機１４（１）にサーキュレータ１２（１）ま
たは周波数変換器２２Ｂから出力される信号を切り替え
て与える第２のスイッチ手段として機能する。このスイ
ッチ１６は、基準ブランチとなる受信機の入力部に設け
られ、Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられる。
校正演算部２６および指向性制御演算部２７は、スイッ
チ２１（１），２１（２），２３、１６を制御すると共
に、受信機１４（１）〜１４（Ｎ）から得られる信号の
振幅・位相値に基づいてブランチ間の振幅位相校正値を
求める校正制御手段として機能する。
子１１（１），１１（３）を共用するために必要とされ
るものであって、前記第１のスイッチ手段に周波数変換
器２２Ａの出力部と周波数変換器２２Ｂの入力部とを接
続する第２の送受共用手段として機能する。スイッチ１
６は、受信機１４（１）にサーキュレータ１２（１）ま
たは周波数変換器２２Ｂから出力される信号を切り替え
て与える第２のスイッチ手段として機能する。このスイ
ッチ１６は、基準ブランチとなる受信機の入力部に設け
られ、Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられる。
校正演算部２６および指向性制御演算部２７は、スイッ
チ２１（１），２１（２），２３、１６を制御すると共
に、受信機１４（１）〜１４（Ｎ）から得られる信号の
振幅・位相値に基づいてブランチ間の振幅位相校正値を
求める校正制御手段として機能する。
【００２８】ここで、本発明による校正法の原理を示す
ために、図４を用いてＦＤＤ用送受信機において各ブラ
ンチ間の振幅に誤差が生じる部分を説明する。図４は校
正対象の第ｉ番目（ｉは任意の自然数をとり得る変数）
のブランチを示しており、Ｍ i(f1)，Ｔi(f1)は、送信部
（送信時におけるアンテナおよび送信機）で生じる振幅
と位相をそれぞれ表す。Ｍi(f2)，Ｒi(f2)は、受信部
（受信時におけるアンテナおよび受信機）で生じる振幅
と位相をそれぞれ表す。ここで、送信と受信では周波数
が異なるのでアンテナの特性が異なり、Ｍi(f1)≠Ｍi(f
2)となる。したがって、送信時のアンテナと送信機を含
めた送信部で生じる振幅・位相は、「Ｍi(f 1)Ｔi(f1)」で
与えられる。
ために、図４を用いてＦＤＤ用送受信機において各ブラ
ンチ間の振幅に誤差が生じる部分を説明する。図４は校
正対象の第ｉ番目（ｉは任意の自然数をとり得る変数）
のブランチを示しており、Ｍ i(f1)，Ｔi(f1)は、送信部
（送信時におけるアンテナおよび送信機）で生じる振幅
と位相をそれぞれ表す。Ｍi(f2)，Ｒi(f2)は、受信部
（受信時におけるアンテナおよび受信機）で生じる振幅
と位相をそれぞれ表す。ここで、送信と受信では周波数
が異なるのでアンテナの特性が異なり、Ｍi(f1)≠Ｍi(f
2)となる。したがって、送信時のアンテナと送信機を含
めた送信部で生じる振幅・位相は、「Ｍi(f 1)Ｔi(f1)」で
与えられる。
【００２９】一方、受信時のアンテナと受信機を含めた
受信部で生じる振幅・位相は「Ｍi(f 2)Ｒi(f2)」で与えら
れる。各ブランチ間の校正値は、ブランチ間の相対的な
振幅と位相差が求まればよいので、例えば、１番目のブ
ランチを基準とすると、ｉ番目のブランチのＦＤＤ用送
受信機において必要とされる振幅・位相の校正値は以下
の式で与えられる。 Ｍi(f1)Ｔi(f1)／Ｍ1(f1)Ｔ1(f1)…１番目ブランチに対
するｉ番目の送信部の校正値 Ｍi(f2)Ｒi(f2)／Ｍ1(f2)Ｒ1(f2)…１番目ブランチに対
するｉ番目の受信部の校正値 以下では、簡略化のため、Ｔi(f1)＝Ｔiとし、Ｒi(f2)
＝Ｒiと表記する。
受信部で生じる振幅・位相は「Ｍi(f 2)Ｒi(f2)」で与えら
れる。各ブランチ間の校正値は、ブランチ間の相対的な
振幅と位相差が求まればよいので、例えば、１番目のブ
ランチを基準とすると、ｉ番目のブランチのＦＤＤ用送
受信機において必要とされる振幅・位相の校正値は以下
の式で与えられる。 Ｍi(f1)Ｔi(f1)／Ｍ1(f1)Ｔ1(f1)…１番目ブランチに対
するｉ番目の送信部の校正値 Ｍi(f2)Ｒi(f2)／Ｍ1(f2)Ｒ1(f2)…１番目ブランチに対
するｉ番目の受信部の校正値 以下では、簡略化のため、Ｔi(f1)＝Ｔiとし、Ｒi(f2)
＝Ｒiと表記する。
【００３０】次に、本発明における送信部の校正実現手
順を説明する。この校正手順を概略的に言えば、送信部
を校正する場合、各ブランチから送信された信号を特定
のブランチの受信機で受信して、ブランチ間の相対的な
校正量を算出する。また、受信部を校正する場合、特定
のブランチの送信機から送信された信号を各ブランチの
受信機で受信して、ブランチ間の相対的な校正量を算出
する。図１においては、校正用の基準ブランチの番号ｉ
を「１」と定めているが、他の任意のブランチを基準に
してもよく、その基準となるブランチの送信機および受
信機にそれぞれカップラ１５およびスイッチ１６を接続
すればよい。また、スイッチ２１(１)と２１(２)はそれ
ぞれアンテナ素子１１(１)、１１(３)に接続されている
が、これは他のブランチのアンテナ素子に接続されても
よい。
順を説明する。この校正手順を概略的に言えば、送信部
を校正する場合、各ブランチから送信された信号を特定
のブランチの受信機で受信して、ブランチ間の相対的な
校正量を算出する。また、受信部を校正する場合、特定
のブランチの送信機から送信された信号を各ブランチの
受信機で受信して、ブランチ間の相対的な校正量を算出
する。図１においては、校正用の基準ブランチの番号ｉ
を「１」と定めているが、他の任意のブランチを基準に
してもよく、その基準となるブランチの送信機および受
信機にそれぞれカップラ１５およびスイッチ１６を接続
すればよい。また、スイッチ２１(１)と２１(２)はそれ
ぞれアンテナ素子１１(１)、１１(３)に接続されている
が、これは他のブランチのアンテナ素子に接続されても
よい。
【００３１】まず、図２に示すフローに沿って送信部の
校正手順を説明する。 (手順Ａ) 校正対象のブランチの番号を表す変数「ｉ」
に「１」を設定し（ステップＳ１）、校正演算部２６か
らスイッチ１６を制御して、受信機１４(1)に周波数変
換器２２Ｂから出力される校正用の信号を入力させる
（ステップＳ２）。 (手順Ｂ) 続いて、ｉに応じて、校正を行うブランチｉ
とブランチの第１のスイッチ２１が接続されている基準
ブランチのアンテナ１１との間の距離に対する位相値を
算出する（ステップＳ３〜Ｓ４Ａ／Ｓ４Ｂ）。この演算
結果は、最後の振幅位相の校正値を求める演算で用い
る。基準ブランチである１番目のアンテナ素子１１
（１）と送信機の振幅と位相特性を求めるためには、１
番目以外のアンテナ素子を校正用アンテナとして用いる
ことが必要となる。よって、ｉの値に応じて以下のアン
テナ間（ブランチ間）の距離に相当する位相項Ａ（ｉ）
を求める。
校正手順を説明する。 (手順Ａ) 校正対象のブランチの番号を表す変数「ｉ」
に「１」を設定し（ステップＳ１）、校正演算部２６か
らスイッチ１６を制御して、受信機１４(1)に周波数変
換器２２Ｂから出力される校正用の信号を入力させる
（ステップＳ２）。 (手順Ｂ) 続いて、ｉに応じて、校正を行うブランチｉ
とブランチの第１のスイッチ２１が接続されている基準
ブランチのアンテナ１１との間の距離に対する位相値を
算出する（ステップＳ３〜Ｓ４Ａ／Ｓ４Ｂ）。この演算
結果は、最後の振幅位相の校正値を求める演算で用い
る。基準ブランチである１番目のアンテナ素子１１
（１）と送信機の振幅と位相特性を求めるためには、１
番目以外のアンテナ素子を校正用アンテナとして用いる
ことが必要となる。よって、ｉの値に応じて以下のアン
テナ間（ブランチ間）の距離に相当する位相項Ａ（ｉ）
を求める。
【００３２】位相項Ａ(ｉ)は、以下の次式（１），
（２）で与えられる。 Ａ(i)＝ｅｘｐ(２πｄ1i／λ) （ｉ≠１） ・・・（１） ＝ｅｘｐ(２πｄ2i／λ) （ｉ＝１） ・・・（２） ここで、λは波長、dli、d2iはそれぞれアンテナ素子１
１(1)，１１(2)と１１(i)との間の実際の距離を表す。
以上の手順Ａ，Ｂにより、校正対象ブランチのアンテナ
と基準ブランチのアンテナとの間の距離に応じた位相値
Ａ(i)を得る。
（２）で与えられる。 Ａ(i)＝ｅｘｐ(２πｄ1i／λ) （ｉ≠１） ・・・（１） ＝ｅｘｐ(２πｄ2i／λ) （ｉ＝１） ・・・（２） ここで、λは波長、dli、d2iはそれぞれアンテナ素子１
１(1)，１１(2)と１１(i)との間の実際の距離を表す。
以上の手順Ａ，Ｂにより、校正対象ブランチのアンテナ
と基準ブランチのアンテナとの間の距離に応じた位相値
Ａ(i)を得る。
【００３３】(手順Ｃ) 続いて、ｉの値に応じて、スイ
ッチ２１(１)もしくはスイッチ２１(２)を制御してアン
テナ素子１１（１）またはアンテナ素子１１（２）を選
択し、これらアンテナ素子１１(１)もしくは１１(２)の
出力とスイッチ２３の入力を接続する。さらに、スイッ
チ２３を制御してスイッチ２１(１)もしくは２１（２）
の出力を第２のサーキュレータ２４に接続する（ステッ
プＳ５Ａ／Ｓ５Ｂ〜Ｓ６Ａ／Ｓ６Ｂ）。この手順Ｃによ
り、校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに応
じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む２
本のアンテナ素子の何れかを選択する。
ッチ２１(１)もしくはスイッチ２１(２)を制御してアン
テナ素子１１（１）またはアンテナ素子１１（２）を選
択し、これらアンテナ素子１１(１)もしくは１１(２)の
出力とスイッチ２３の入力を接続する。さらに、スイッ
チ２３を制御してスイッチ２１(１)もしくは２１（２）
の出力を第２のサーキュレータ２４に接続する（ステッ
プＳ５Ａ／Ｓ５Ｂ〜Ｓ６Ａ／Ｓ６Ｂ）。この手順Ｃによ
り、校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに応
じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む２
本のアンテナ素子の何れかを選択する。
【００３４】(手順Ｄ) 続いて、送信機１３(i)から信
号を送信する（ステップＳ７）。この信号をｉの値に応
じてアンテナ１１(１)もしくは１１(２)で受信する。こ
の信号は、第２のサーキュレータ２４を介して周波数変
換器２２Ａに入力される。ここで、送信周波数f1の信号
を受信周波数f2の信号に変換する。信号発振器２５の発
信周波数は｜f1−f2｜に相当する。
号を送信する（ステップＳ７）。この信号をｉの値に応
じてアンテナ１１(１)もしくは１１(２)で受信する。こ
の信号は、第２のサーキュレータ２４を介して周波数変
換器２２Ａに入力される。ここで、送信周波数f1の信号
を受信周波数f2の信号に変換する。信号発振器２５の発
信周波数は｜f1−f2｜に相当する。
【００３５】この信号発振器２５の信号は、受信機１４
のローカル信号と送信機１３のローカル信号を用いて生
成することが可能である。この信号発振器２５の例とし
て、図５にベースバンド帯と通信周波数帯の周波数を直
接変換する方式 (ダイレクトコンバージョン方式)を、
図６にベースバンド帯と通信周波数帯の周波数変換の間
の別の周波数(中間周波数)に変換した後に所望の周波数
に変換する方式 (スーパーヘテロダイン方式)における
構成を示す。
のローカル信号と送信機１３のローカル信号を用いて生
成することが可能である。この信号発振器２５の例とし
て、図５にベースバンド帯と通信周波数帯の周波数を直
接変換する方式 (ダイレクトコンバージョン方式)を、
図６にベースバンド帯と通信周波数帯の周波数変換の間
の別の周波数(中間周波数)に変換した後に所望の周波数
に変換する方式 (スーパーヘテロダイン方式)における
構成を示す。
【００３６】図５から明らかなように、ダイレクトコン
バージョン方式の場合は、送信機の周波数変換に周波数
f1の発振器を用い、受信機の周波数変換に周波数f2の発
振器をそれぞれ用いるため、これらの出力をミキサでミ
キシングすることで、送信周波数と受信周波数の差分周
波数f1-f2の信号を直接抽出することができる。なお、
この例では、ミキシングされた信号から低域通過フィル
タにより高周波成分を除去している。図６の場合、中間
周波数をfIFとすると、中間周波数と通信周波数の間に
必要とされる発振周波数は、送信機では「f1-fIF」、受
信機では「f2-f IF」となる。
バージョン方式の場合は、送信機の周波数変換に周波数
f1の発振器を用い、受信機の周波数変換に周波数f2の発
振器をそれぞれ用いるため、これらの出力をミキサでミ
キシングすることで、送信周波数と受信周波数の差分周
波数f1-f2の信号を直接抽出することができる。なお、
この例では、ミキシングされた信号から低域通過フィル
タにより高周波成分を除去している。図６の場合、中間
周波数をfIFとすると、中間周波数と通信周波数の間に
必要とされる発振周波数は、送信機では「f1-fIF」、受
信機では「f2-f IF」となる。
【００３７】これらの信号発振器の出力をミキシングす
ると、周波数差(f1-fIF)−(f2-fIF)＝f1-f2 の信号成分
を抽出することが可能となる。すなわち、図６の場合も
送信機と受信機の発振器出力を用いて送信周波数と受信
周波数の差分周波数f1-f2の信号を抽出することができ
る。よって、図５，６に示すように、送信機と受信機で
用いる発振器を用いれば、校正時において発振器の違い
による周波数偏差の影響を無視することができるととも
に、新たな発振源を設ける必要がなく、ハードウエアを
実現する上でも有効である。この手順Ｄにより、校正対
象ブランチの送信機１３（１）から信号を送信し、これ
を２本のアンテナ素子１１（１），１１（３）の何れか
で受信し、送信周波数の信号を受信周波数の信号に変換
する。
ると、周波数差(f1-fIF)−(f2-fIF)＝f1-f2 の信号成分
を抽出することが可能となる。すなわち、図６の場合も
送信機と受信機の発振器出力を用いて送信周波数と受信
周波数の差分周波数f1-f2の信号を抽出することができ
る。よって、図５，６に示すように、送信機と受信機で
用いる発振器を用いれば、校正時において発振器の違い
による周波数偏差の影響を無視することができるととも
に、新たな発振源を設ける必要がなく、ハードウエアを
実現する上でも有効である。この手順Ｄにより、校正対
象ブランチの送信機１３（１）から信号を送信し、これ
を２本のアンテナ素子１１（１），１１（３）の何れか
で受信し、送信周波数の信号を受信周波数の信号に変換
する。
【００３８】（手順Ｅ） 続いて、周波数変換器２２Ｂ
から出力された信号をスイッチ１６を介して、１番目の
受信機１４（１）で受信する。そして、この受信機１４
（１）で得られる信号の値Ｋ(i)を校正演算部２６で測
定する（ステップＳ８）。ｉ＝１，２の場合のＫ(i)を
次式（３），（４）に示す。 Ｋ(1)＝Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13Ｍ3(f1)ＱＲ1 ・・・（３） Ｋ(2)＝Ｔ2Ｍ2(f1)Ｌ23Ｍ3(f1)ＱＲ1 ・・・（４） ここで、Ｌは送受信を行うアンテナ間における伝搬ロス
を表す。Ｑは周波数変換器で生じる振幅・位相の変動で
ある。振幅・位相の校正値は各ブランチ間の相対差とし
て求まればよく、次式（５）により与えられる。 Ｋ(2)／Ｋ(1)＝Ｔ2Ｍ2(fl)Ｌ13Ｍ3(fl)ＱＲ1／Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13Ｍ3(f1)ＱＲ1 ＝Ｔ2Ｍ2(f1)Ｌ23／Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13 ・・・（５）
から出力された信号をスイッチ１６を介して、１番目の
受信機１４（１）で受信する。そして、この受信機１４
（１）で得られる信号の値Ｋ(i)を校正演算部２６で測
定する（ステップＳ８）。ｉ＝１，２の場合のＫ(i)を
次式（３），（４）に示す。 Ｋ(1)＝Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13Ｍ3(f1)ＱＲ1 ・・・（３） Ｋ(2)＝Ｔ2Ｍ2(f1)Ｌ23Ｍ3(f1)ＱＲ1 ・・・（４） ここで、Ｌは送受信を行うアンテナ間における伝搬ロス
を表す。Ｑは周波数変換器で生じる振幅・位相の変動で
ある。振幅・位相の校正値は各ブランチ間の相対差とし
て求まればよく、次式（５）により与えられる。 Ｋ(2)／Ｋ(1)＝Ｔ2Ｍ2(fl)Ｌ13Ｍ3(fl)ＱＲ1／Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13Ｍ3(f1)ＱＲ1 ＝Ｔ2Ｍ2(f1)Ｌ23／Ｔ1Ｍ1(f1)Ｌ13 ・・・（５）
【００３９】式（３）において、Ｒ1、Ｑ、Ｍ3(fl)の項
は校正値を求めるには余分な項となるが、各校正ループ
において常に通過するので、これらの影響は除去でき
る。すなわち、式（３），（４）においてＬ13＝Ｌ23を
満たせばよい。本発明では、Ｌ 13＝Ｌ23を満たすかわり
に、手順Ｂで求めた位相項Ａ(ｉ)を用いる。位相項Ａ
（ｉ）は、アンテナ間の距離の位相差に相当するので、
Ｌと位相項Ａ（ｉ）の関係は、次式（６）で与えること
ができる。 Ｌ23／Ｌ13＝Ａ（２）／Ａ（１） ・・・（６）
は校正値を求めるには余分な項となるが、各校正ループ
において常に通過するので、これらの影響は除去でき
る。すなわち、式（３），（４）においてＬ13＝Ｌ23を
満たせばよい。本発明では、Ｌ 13＝Ｌ23を満たすかわり
に、手順Ｂで求めた位相項Ａ(ｉ)を用いる。位相項Ａ
（ｉ）は、アンテナ間の距離の位相差に相当するので、
Ｌと位相項Ａ（ｉ）の関係は、次式（６）で与えること
ができる。 Ｌ23／Ｌ13＝Ａ（２）／Ａ（１） ・・・（６）
【００４０】次に、１番目のブランチに対するｉ番目の
ブランチの送信部の校正値Ｈi,1を求める（ステップＳ
９；Ｎｏ〜Ｓ１４）。１番目のブランチに対する２番目
のブランチの送信部の校正値Ｈ2,1は、式（３）と式
（４）を用いて以下の次式（７）で与えられる。 Ｈ2,1＝｛Ｋ(2)／Ｋ(1)｝×｛Ａ（１）／Ａ（２）｝ ＝Ｔ2Ｍ2（ｆ1）／Ｔ1Ｍ1（ｆ1） ・・・（７） ３番目のブランチを求めるためには、まず、２番目と３
番目との間の校正値Ｈ 3,2を式（７）と同様に求め、次
式（８）を得る。 Ｈ3,2＝｛Ｋ(3)／Ｋ(2)｝×｛Ａ（２）／Ａ（３）｝ ＝Ｔ3Ｍ3（ｆ1）／Ｔ2Ｍ2（ｆ1） ・・・（８）
ブランチの送信部の校正値Ｈi,1を求める（ステップＳ
９；Ｎｏ〜Ｓ１４）。１番目のブランチに対する２番目
のブランチの送信部の校正値Ｈ2,1は、式（３）と式
（４）を用いて以下の次式（７）で与えられる。 Ｈ2,1＝｛Ｋ(2)／Ｋ(1)｝×｛Ａ（１）／Ａ（２）｝ ＝Ｔ2Ｍ2（ｆ1）／Ｔ1Ｍ1（ｆ1） ・・・（７） ３番目のブランチを求めるためには、まず、２番目と３
番目との間の校正値Ｈ 3,2を式（７）と同様に求め、次
式（８）を得る。 Ｈ3,2＝｛Ｋ(3)／Ｋ(2)｝×｛Ａ（２）／Ａ（３）｝ ＝Ｔ3Ｍ3（ｆ1）／Ｔ2Ｍ2（ｆ1） ・・・（８）
【００４１】式（７），（８）で得られた値Ｈ2,1とＨ
3,2より、１番目のブランチに対する３番目のブランチ
の送信部の校正値Ｈ3,1は以下の次式（９）で求められ
る。 Ｈ3,1＝Ｈ2,1・Ｈ3,2 ＝｛Ｔ2Ｍ2(f1)／Ｔ1Ｍ1(fl)}・{Ｔ3Ｍ3(f1)／Ｔ2Ｍ2(fl)} ＝Ｔ3Ｍ3(f1)／Ｔ1Ｍ1(f1) ・・・（９） 同様に、1番目のブランチに対するｉ番目(ｉ≧３)の校
正値Ｈi,1の校正値は、次式（１０）で求められる。 Ｈi,1＝Ｈi-1,1・Ｈi,i-1 ＝ＴiＭi（ｆ1）／Ｔ1Ｍ1（ｆ1） ・・・（１０） この手順Ｅにより、受信周波数に変換された信号を基準
ブランチの受信機で受信し、この受信により得られた値
に位相値Ａ（ｉ）を反映させて校正対象ブランチの送信
機に対する校正値を求める。
3,2より、１番目のブランチに対する３番目のブランチ
の送信部の校正値Ｈ3,1は以下の次式（９）で求められ
る。 Ｈ3,1＝Ｈ2,1・Ｈ3,2 ＝｛Ｔ2Ｍ2(f1)／Ｔ1Ｍ1(fl)}・{Ｔ3Ｍ3(f1)／Ｔ2Ｍ2(fl)} ＝Ｔ3Ｍ3(f1)／Ｔ1Ｍ1(f1) ・・・（９） 同様に、1番目のブランチに対するｉ番目(ｉ≧３)の校
正値Ｈi,1の校正値は、次式（１０）で求められる。 Ｈi,1＝Ｈi-1,1・Ｈi,i-1 ＝ＴiＭi（ｆ1）／Ｔ1Ｍ1（ｆ1） ・・・（１０） この手順Ｅにより、受信周波数に変換された信号を基準
ブランチの受信機で受信し、この受信により得られた値
に位相値Ａ（ｉ）を反映させて校正対象ブランチの送信
機に対する校正値を求める。
【００４２】ここで、２素子のアンテナ間のみのループ
では、「Ｍ1・Ｍi」を求めることができるが、アンテナ間
の振幅・位相差「Ｍi／Ｍ1」を求めることができない。こ
れに対し本発明では、校正に用いるアンテナ以外のアン
テナを用いることで、等価的に「Ｍi／Ｍ1」を求めること
ができる。また、従来校正では、多数のダミー用アンテ
ナを必要としたが、本構成ではダミー用アンテナを用い
ずに校正が実現できる。
では、「Ｍ1・Ｍi」を求めることができるが、アンテナ間
の振幅・位相差「Ｍi／Ｍ1」を求めることができない。こ
れに対し本発明では、校正に用いるアンテナ以外のアン
テナを用いることで、等価的に「Ｍi／Ｍ1」を求めること
ができる。また、従来校正では、多数のダミー用アンテ
ナを必要としたが、本構成ではダミー用アンテナを用い
ずに校正が実現できる。
【００４３】次に、図３に示すフローに沿って、受信部
の校正手順を具体的に説明する。 （手順Ａ') 校正対象のブランチを表す変数「ｉ」に
「１」を設定し（ステップＳ１０１）、校正演算部２６
からスイッチ１６を制御して、受信機１４(１)に周波数
変換器２２Ｂから出力される校正用の信号を入力させ
る。 （手順Ｂ') 校正を行うブランチｉと第１のスイッチが
接続されているアンテナ間の距離に対する位相値Ａ
（ｉ）を算出する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０４Ａ／Ｓ
１０４Ｂ）。この演算は、送信部の上述の手順Ｂと同じ
である。 以上の手順Ａ'，Ｂ'により、校正対象ブランチのアンテ
ナと基準ブランチのアンテナとの間の距離に応じた位相
値Ａ（ｉ）を算出する。
の校正手順を具体的に説明する。 （手順Ａ') 校正対象のブランチを表す変数「ｉ」に
「１」を設定し（ステップＳ１０１）、校正演算部２６
からスイッチ１６を制御して、受信機１４(１)に周波数
変換器２２Ｂから出力される校正用の信号を入力させ
る。 （手順Ｂ') 校正を行うブランチｉと第１のスイッチが
接続されているアンテナ間の距離に対する位相値Ａ
（ｉ）を算出する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０４Ａ／Ｓ
１０４Ｂ）。この演算は、送信部の上述の手順Ｂと同じ
である。 以上の手順Ａ'，Ｂ'により、校正対象ブランチのアンテ
ナと基準ブランチのアンテナとの間の距離に応じた位相
値Ａ（ｉ）を算出する。
【００４４】（手順Ｃ')ｉの値に応じて、スイッチ２１
（１）もしくはスイッチ２１（２）を制御してアンテナ
素子１１（１）もしくはアンテナ素子１１（２）の出力
とスイッチ２３の入力を接続する。さらに、スイッチ２
３を制御してスイッチ２１（１）もしくは２１（２）の
出力を第２のサーキュレータ２４に接続する（ステップ
Ｓ１０５Ａ／Ｓ１０５Ｂ〜Ｓ１０６Ａ／Ｓ１０６Ｂ）。
この手順により、校正対象ブランチが基準ブランチであ
るか否かに応じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブラ
ンチを含む２本のアンテナ素子の何れかを選択する。
（１）もしくはスイッチ２１（２）を制御してアンテナ
素子１１（１）もしくはアンテナ素子１１（２）の出力
とスイッチ２３の入力を接続する。さらに、スイッチ２
３を制御してスイッチ２１（１）もしくは２１（２）の
出力を第２のサーキュレータ２４に接続する（ステップ
Ｓ１０５Ａ／Ｓ１０５Ｂ〜Ｓ１０６Ａ／Ｓ１０６Ｂ）。
この手順により、校正対象ブランチが基準ブランチであ
るか否かに応じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブラ
ンチを含む２本のアンテナ素子の何れかを選択する。
【００４５】（手順Ｄ'）送信機１３（１）から信号を
カップラ１５で分離し、分離された信号を周波数変換器
２２Ａに入力する。ここで、送信周波数f1の信号を受信
周波数Ｑの信号に変換する。変換された信号を第２のサ
ーキュレータ２４を介して、スイッチ２３に接続される
アンテナより信号を送信する（ステップＳ１０７）。即
ち、この手順Ｄ'により、選択された前記２本のアンテ
ナ素子の何れかを用いて、基準ブランチの送信機の送信
周波数の信号を受信周波数の信号に変換して送信する。 （手順Ｅ'） 手順Ｄ'で送信された信号をｉ番目の受信
機１４（ｉ）で受信する。受信機１４（ｉ）で得られる
値Ｓ(i)を校正演算部２６で測定する（ステップＳ１０
８）。
カップラ１５で分離し、分離された信号を周波数変換器
２２Ａに入力する。ここで、送信周波数f1の信号を受信
周波数Ｑの信号に変換する。変換された信号を第２のサ
ーキュレータ２４を介して、スイッチ２３に接続される
アンテナより信号を送信する（ステップＳ１０７）。即
ち、この手順Ｄ'により、選択された前記２本のアンテ
ナ素子の何れかを用いて、基準ブランチの送信機の送信
周波数の信号を受信周波数の信号に変換して送信する。 （手順Ｅ'） 手順Ｄ'で送信された信号をｉ番目の受信
機１４（ｉ）で受信する。受信機１４（ｉ）で得られる
値Ｓ(i)を校正演算部２６で測定する（ステップＳ１０
８）。
【００４６】ｉ＝１，２場合のＳ(i)を次式（１１），
（１２）に示す。 Ｓ(1)＝Ｔ1Ｍ3(f1)Ｌ31Ｍ1(fl)ＱＲ1 ・・・（１１） Ｓ(2)＝Ｔ1Ｍ3(f1)Ｌ32Ｍ2(fl)ＱＲ2 ・・・（１２） ここで、Ｌは送受信を行うアンテナ間における伝搬ロス
を表す。Ｑは周波数変換器で生じる振幅・位相変動であ
る。振幅・位相の校正値は各ブランチ間の相対差として
求まればよく、次式（１３）により与えられる。 Ｓ(2)／Ｓ(1)＝Ｔ1Ｍ3(f2)Ｌ32Ｍ2(f2)ＱＲ2／Ｔ1Ｍ3(f2)Ｌ31Ｍ1(f2)ＱＲ1 ＝Ｌ32Ｍ2(f2)Ｒ2／Ｌ31Ｍ1(f2)Ｒ1 ・・・（１３）
（１２）に示す。 Ｓ(1)＝Ｔ1Ｍ3(f1)Ｌ31Ｍ1(fl)ＱＲ1 ・・・（１１） Ｓ(2)＝Ｔ1Ｍ3(f1)Ｌ32Ｍ2(fl)ＱＲ2 ・・・（１２） ここで、Ｌは送受信を行うアンテナ間における伝搬ロス
を表す。Ｑは周波数変換器で生じる振幅・位相変動であ
る。振幅・位相の校正値は各ブランチ間の相対差として
求まればよく、次式（１３）により与えられる。 Ｓ(2)／Ｓ(1)＝Ｔ1Ｍ3(f2)Ｌ32Ｍ2(f2)ＱＲ2／Ｔ1Ｍ3(f2)Ｌ31Ｍ1(f2)ＱＲ1 ＝Ｌ32Ｍ2(f2)Ｒ2／Ｌ31Ｍ1(f2)Ｒ1 ・・・（１３）
【００４７】式（３）において、Ｔ1Ｑ、Ｍ(f1)の項は
校正値を求めるには余分な項となるが、各校正ループに
おいて常に通過するので、これらの影響は除去できる。
すなわち、Ｌ31＝Ｌ32を満たせばよい。本発明では、Ｌ
31＝Ｌ32を満たすかわりに、手順Ｂ'で求めた位相項Ａ
(i)を用いる。位相項Ａ(i)は、アンテナ間の距離の位相
差に相当するので、Ｌと位相項Ａ(i)の関係は、次式
（１４）で与えることができる。 Ｌ31／Ｌ32 ＝Ａ（２）／Ａ（１） ・・・（１４）
校正値を求めるには余分な項となるが、各校正ループに
おいて常に通過するので、これらの影響は除去できる。
すなわち、Ｌ31＝Ｌ32を満たせばよい。本発明では、Ｌ
31＝Ｌ32を満たすかわりに、手順Ｂ'で求めた位相項Ａ
(i)を用いる。位相項Ａ(i)は、アンテナ間の距離の位相
差に相当するので、Ｌと位相項Ａ(i)の関係は、次式
（１４）で与えることができる。 Ｌ31／Ｌ32 ＝Ａ（２）／Ａ（１） ・・・（１４）
【００４８】続いて、１番目のブランチに対するｉ番目
のブランチの受信部の校正値Ｐi,1を求める（ステップ
Ｓ１０９；Ｎｏ〜Ｓ１１３）。即ち、 上記の式を用い
て、１番目のブランチに対する２番目のブランチの送信
部の校正値をＰ2,1とすると、式（１３）と式（１４）
を用いてＰ2,1は、次式（１５）で与えられる。 Ｐ2,1＝｛Ｓ(2)／Ｓ(1)｝×｛Ａ（１）／Ａ（２）} ＝Ｍ2（ｆ2)Ｒ2／Ｍ1（ｆ2)Ｒ1 ・・・（１５） ３番目のブランチの校正値を求めるためには、まず、２
番目と３番目の間の校正値Ｐ3,2を式（７）と同様に求
める。 Ｐ3,2＝｛Ｓ(3)／Ｓ(2)｝×｛Ａ（２）／Ａ（３）｝ ＝Ｍ3（ｆ2）Ｒ3／Ｍ2（ｆ2）Ｒ2 ・・・（１６）
のブランチの受信部の校正値Ｐi,1を求める（ステップ
Ｓ１０９；Ｎｏ〜Ｓ１１３）。即ち、 上記の式を用い
て、１番目のブランチに対する２番目のブランチの送信
部の校正値をＰ2,1とすると、式（１３）と式（１４）
を用いてＰ2,1は、次式（１５）で与えられる。 Ｐ2,1＝｛Ｓ(2)／Ｓ(1)｝×｛Ａ（１）／Ａ（２）} ＝Ｍ2（ｆ2)Ｒ2／Ｍ1（ｆ2)Ｒ1 ・・・（１５） ３番目のブランチの校正値を求めるためには、まず、２
番目と３番目の間の校正値Ｐ3,2を式（７）と同様に求
める。 Ｐ3,2＝｛Ｓ(3)／Ｓ(2)｝×｛Ａ（２）／Ａ（３）｝ ＝Ｍ3（ｆ2）Ｒ3／Ｍ2（ｆ2）Ｒ2 ・・・（１６）
【００４９】式（７）で得られた値Ｐ2,1とＰ3,2より１
番目のブランチに対する３番目のブラチの送信部の校正
値Ｐ3,1は、次式（１７）で求められる。 Ｐ3,1＝Ｐ2,1・Ｐ3,2 ＝{Ｍ2（ｆ2）Ｒ2／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1}・{Ｍ3(ｆ2)Ｒ3／Ｍ2(ｆ2)Ｒ2} ＝Ｍ3(ｆ2)Ｒ3／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1 ・・・（１７） 同様に、１番目のブランチに対するj番目(ｉ≧３)の校
正値Ｐi,1は、次式（１８）で求められる。 Ｐi,1＝Ｐi-1,1・Ｐi,i-1 ＝Ｍi(ｆ2）Ｒi／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1 ・・・（１８）
番目のブランチに対する３番目のブラチの送信部の校正
値Ｐ3,1は、次式（１７）で求められる。 Ｐ3,1＝Ｐ2,1・Ｐ3,2 ＝{Ｍ2（ｆ2）Ｒ2／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1}・{Ｍ3(ｆ2)Ｒ3／Ｍ2(ｆ2)Ｒ2} ＝Ｍ3(ｆ2)Ｒ3／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1 ・・・（１７） 同様に、１番目のブランチに対するj番目(ｉ≧３)の校
正値Ｐi,1は、次式（１８）で求められる。 Ｐi,1＝Ｐi-1,1・Ｐi,i-1 ＝Ｍi(ｆ2）Ｒi／Ｍ1(ｆ2)Ｒ1 ・・・（１８）
【００５０】この手順Ｅ'により、基準ブランチから送
信された前記信号を校正対象ブランチの受信機で受信
し、この受信機により得られた値に前記位相値を反映さ
せて校正対象ブランチの受信機に対する校正値を求め
る。以上、説明したように、手順Ａ'〜Ｅ'によれば、１
番目のブランチに対するｉ番目のブランチの受信部の校
正値Ｐi,1が求まり、従って受信でも送信と同様にダミ
ー用アンテナを用いずに校正が実現できる。
信された前記信号を校正対象ブランチの受信機で受信
し、この受信機により得られた値に前記位相値を反映さ
せて校正対象ブランチの受信機に対する校正値を求め
る。以上、説明したように、手順Ａ'〜Ｅ'によれば、１
番目のブランチに対するｉ番目のブランチの受信部の校
正値Ｐi,1が求まり、従って受信でも送信と同様にダミ
ー用アンテナを用いずに校正が実現できる。
【００５１】(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第２の実施の形態について、図７を
参照して説明する。図７の例では、アンテナ素子１１と
第２のサーキュレータ２４に接続される第２のスイッチ
２３は、直線配列アレーアンテナの中心素子１１（１）
の右隣りと左隣りに位置するアンテナ素子１１（２），
１１（３）に接続される点が図１の例と異なる。
ンテナ送受信装置の第２の実施の形態について、図７を
参照して説明する。図７の例では、アンテナ素子１１と
第２のサーキュレータ２４に接続される第２のスイッチ
２３は、直線配列アレーアンテナの中心素子１１（１）
の右隣りと左隣りに位置するアンテナ素子１１（２），
１１（３）に接続される点が図１の例と異なる。
【００５２】第１の実施の形態で説明したように、本発
明では、アンテナ間で信号を送受信することで送受信機
とアンテナ間の振幅／位相の誤差を検出する。そのため
に、アンテナ間の伝達関数をアンテナ間の距離に相当す
る位相項Ａの値を用いて近似している。この値Ａは、実
際に設置されるアンテナ間の距離と設定した距離の誤差
が大きくなると、誤差が生じることになる。そこで、図
７では、基準とするアンテナ素子１１（１）を中央付近
に設置することで、各アンテナ間と基準素子の距離を図
１の場合に対し、等距離となる場合が多くなり、アンテ
ナ間の距離に相当する位相Ａの値と実際に求められるア
ンテナ間の伝達関数の誤差が少なくしている。
明では、アンテナ間で信号を送受信することで送受信機
とアンテナ間の振幅／位相の誤差を検出する。そのため
に、アンテナ間の伝達関数をアンテナ間の距離に相当す
る位相項Ａの値を用いて近似している。この値Ａは、実
際に設置されるアンテナ間の距離と設定した距離の誤差
が大きくなると、誤差が生じることになる。そこで、図
７では、基準とするアンテナ素子１１（１）を中央付近
に設置することで、各アンテナ間と基準素子の距離を図
１の場合に対し、等距離となる場合が多くなり、アンテ
ナ間の距離に相当する位相Ａの値と実際に求められるア
ンテナ間の伝達関数の誤差が少なくしている。
【００５３】具体的な校正値を得る手段を以下に示す。
まず、アンテナ１１（１）〜１１（３）の間で校正値を
求める。アンテナ１１（４）に関しては、アンテナ１１
（２）を基準として校正値を求めることができる。アン
テナ１１（５）に関しては、アンテナ１１（３）を基準
として校正値を求めることができる。以下、偶数番目の
素子ｉ＝２ｍ(ｍ≧３)に関しては、アンテナ１１（２）
を基準として、偶数番目の素子ｉ＝２ｍ＋１(ｍ≧３)に
関しては、アンテナ１１（３）を基準として、以下の式
（１９ａ）〜（２０ｂ）から送信部の校正値Ｈおよび受
信部の校正値Ｐを求めることができる。
まず、アンテナ１１（１）〜１１（３）の間で校正値を
求める。アンテナ１１（４）に関しては、アンテナ１１
（２）を基準として校正値を求めることができる。アン
テナ１１（５）に関しては、アンテナ１１（３）を基準
として校正値を求めることができる。以下、偶数番目の
素子ｉ＝２ｍ(ｍ≧３)に関しては、アンテナ１１（２）
を基準として、偶数番目の素子ｉ＝２ｍ＋１(ｍ≧３)に
関しては、アンテナ１１（３）を基準として、以下の式
（１９ａ）〜（２０ｂ）から送信部の校正値Ｈおよび受
信部の校正値Ｐを求めることができる。
【００５４】
Ｈi,1＝Ｈi,i-3・Ｈi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３，基準アンテナ２）
・・・（１９ａ）
Ｈi,1＝Ｈi,i-5・Ｈi-5,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３，基準アンテナ３）
・・・（１９ｂ）
Ｐi,1＝Ｐi,i-3・Ｐi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３，基準アンテナ２）
・・・（２０ａ）
Ｐi,1＝Ｐi,i-5・Ｐi-5,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３，基準アンテナ３）
・・・（２０ｂ）
【００５５】（第３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８
を参照して説明する。図８例では、アンテナ素子と第２
のサーキュレータに接続される第２のスイッチを３個設
けることで、３本のアンテナ素子が基準アンテナ素子と
して構成できるようになっており、具体的には、直線配
列アレーアンテナの中心に位置するアンテナ素子１１
（１）とその左右隣りのアンテナ素子１１（２），１１
（３）にスイッチ２１（１）〜２１（３）がそれぞれ接
続されている点が図１の例と異なる。
アンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図８
を参照して説明する。図８例では、アンテナ素子と第２
のサーキュレータに接続される第２のスイッチを３個設
けることで、３本のアンテナ素子が基準アンテナ素子と
して構成できるようになっており、具体的には、直線配
列アレーアンテナの中心に位置するアンテナ素子１１
（１）とその左右隣りのアンテナ素子１１（２），１１
（３）にスイッチ２１（１）〜２１（３）がそれぞれ接
続されている点が図１の例と異なる。
【００５６】図８の構成を適用すると、１番目と２番目
のブランチ間以外は、校正の際に必要となる基準アンテ
ナ素子と、校正の対象となる２ブランチのアンテナ素子
との距離は必ず等距離にすることができる。この２ブラ
ンチ間の校正値を求める際に用いるアンテナと基準アン
テナの距離が等しくなるための条件は以下のように与え
ることができる。 ｉ＝２の場合 ； 基準アンテナ＝３ ｉ＝３の場合 ； 基準アンテナ＝１ ｉ＝２ｋ（ｋ≧２）の場合 ； 基準アンテナ＝２ ｉ＝２ｋ＋１（ｋ≧２）の場合 ； 基準アンテナ＝３
のブランチ間以外は、校正の際に必要となる基準アンテ
ナ素子と、校正の対象となる２ブランチのアンテナ素子
との距離は必ず等距離にすることができる。この２ブラ
ンチ間の校正値を求める際に用いるアンテナと基準アン
テナの距離が等しくなるための条件は以下のように与え
ることができる。 ｉ＝２の場合 ； 基準アンテナ＝３ ｉ＝３の場合 ； 基準アンテナ＝１ ｉ＝２ｋ（ｋ≧２）の場合 ； 基準アンテナ＝２ ｉ＝２ｋ＋１（ｋ≧２）の場合 ； 基準アンテナ＝３
【００５７】上記より、送信部の校正値Ｈとその際に基
準となるアンテナ素子は、以下の式（２１）により与え
られる。 Ｈ2,1（基準アンテナ３） Ｈ3,1=Ｈ2,1・Ｈ3,2（基準アンテナ１） Ｈ4,1（基準アンテナ２） Ｈ5,1（基準アンテナ３） Ｈi,1＝Ｈi,i-3・Ｈi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３、基準アンテナｉ−３） Ｈi,1=Ｈi,i-4・Ｈi-4,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３、基準アンテナi-4） ・・・（２１）
準となるアンテナ素子は、以下の式（２１）により与え
られる。 Ｈ2,1（基準アンテナ３） Ｈ3,1=Ｈ2,1・Ｈ3,2（基準アンテナ１） Ｈ4,1（基準アンテナ２） Ｈ5,1（基準アンテナ３） Ｈi,1＝Ｈi,i-3・Ｈi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３、基準アンテナｉ−３） Ｈi,1=Ｈi,i-4・Ｈi-4,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３、基準アンテナi-4） ・・・（２１）
【００５８】受信部の校正値Ｐとその際に基準となるア
ンテナ素子は、以下の式（２２ａ）〜（２２ｆ）より与
えられる。 Ｐ2,1（基準アンテナ３） ・・・（２２ａ） Ｐ3,1=Ｐ2,1・Ｐ3,2（基準アンテナ１） ・・・（２２ｂ） Ｐ4,1（基準アンテナ２） ・・・（２２ｃ） Ｐ5,1（基準アンテナ３） ・・・（２２ｄ） Ｐi,1=Ｐi,i-3・Ｐi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３、基準アンテナi-3） ・・・（２２ｅ） Ｐi,1=Ｐi,i-4・Ｐi-4,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３，基準アンテナi-4） ・・・（２２ｆ） 式（１９ａ），（１９ｂ）と式（２０ａ），（２０ｂ）
を求めることで、必要とする校正値を得ることができ
る。
ンテナ素子は、以下の式（２２ａ）〜（２２ｆ）より与
えられる。 Ｐ2,1（基準アンテナ３） ・・・（２２ａ） Ｐ3,1=Ｐ2,1・Ｐ3,2（基準アンテナ１） ・・・（２２ｂ） Ｐ4,1（基準アンテナ２） ・・・（２２ｃ） Ｐ5,1（基準アンテナ３） ・・・（２２ｄ） Ｐi,1=Ｐi,i-3・Ｐi-3,1（ｉ＝２ｍ，ｍ≧３、基準アンテナi-3） ・・・（２２ｅ） Ｐi,1=Ｐi,i-4・Ｐi-4,1（ｉ＝２ｍ＋１，ｍ≧３，基準アンテナi-4） ・・・（２２ｆ） 式（１９ａ），（１９ｂ）と式（２０ａ），（２０ｂ）
を求めることで、必要とする校正値を得ることができ
る。
【００５９】以上、この発明の実施の形態を説明した
が、この発明は、これらの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等
があっても本発明に含まれる。
が、この発明は、これらの実施の形態に限られるもので
はなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等
があっても本発明に含まれる。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いると、
ＦＤＤのような送信と受信の周波数が異なったシステム
においても、各ブランチ間のアンテナ／送信部／受信部
の振幅・位相値を、外部の情報や校正用アンテナを別途
設けることなく得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。従って、送信周波数と受信周波数とが異
なっていても、アンテナ、送信機、受信機、およびこれ
らを接続するケーブルに対して、校正用アンテナを用い
ることなく校正が可能なアレーアンテナ送受信装置を実
現することができる。
ＦＤＤのような送信と受信の周波数が異なったシステム
においても、各ブランチ間のアンテナ／送信部／受信部
の振幅・位相値を、外部の情報や校正用アンテナを別途
設けることなく得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。従って、送信周波数と受信周波数とが異
なっていても、アンテナ、送信機、受信機、およびこれ
らを接続するケーブルに対して、校正用アンテナを用い
ることなく校正が可能なアレーアンテナ送受信装置を実
現することができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る適応アレー
アンテナ送受信装置の構成図である。
アンテナ送受信装置の構成図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態に係る送信部の校
正のためのフローチャートである。
正のためのフローチャートである。
【図３】 本発明の第１の実施の形態に係る受信部の校
正のためのフローチャートである。
正のためのフローチャートである。
【図４】 ＦＤＤ送受信機およびアンテナにおいて振幅
・位相誤差が生じる部分を表す図である。
・位相誤差が生じる部分を表す図である。
【図５】 周波数変換器に入力するローカル周波数（f1
-f2）の発振器の発振源を得るための手段の一例を表
す。
-f2）の発振器の発振源を得るための手段の一例を表
す。
【図６】 周波数変換器に入力するローカル周波数（f1
-f2）の発振器の発振源を得るための手段の他の例を表
す。
-f2）の発振器の発振源を得るための手段の他の例を表
す。
【図７】 本発明の第２の実施の形態に係る適応アレー
アンテナ送受信装置の構成図である。
アンテナ送受信装置の構成図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態に係る適応アレー
アンテナ送受信装置の構成図である。
アンテナ送受信装置の構成図である。
【図９】 従来の適応アレーアンテナをＦＤＤシステム
に適用した場合の構成を表わす図である。
に適用した場合の構成を表わす図である。
【図１０】 アレーアンテナの放射パターンの一例を表
す図である。
す図である。
【図１１】 アレーアンテナに対して各ブランチ間で振
幅・位相に誤差を与えたときのヌル深度の例を表わした
特性図である。
幅・位相に誤差を与えたときのヌル深度の例を表わした
特性図である。
【図１２】 従来装置内での校正方法の一例を説明する
ための図である。
ための図である。
【図１３】 従来装置内での校正方法の他の例を説明す
るための図である。
るための図である。
１１，１１（１）〜１１（Ｎ）；アンテナ素子
１２，１２（１）〜１２（Ｎ）；サーキュレータ
１３，１３（１）〜１３（Ｎ）；送信機
１４，１４（１）〜１４（Ｎ）；受信機
１５；カップラ
１６；スイッチ
２２Ａ，２２Ｂ；周波数変換器
２３，２３０；スイッチ
２４；サーキュレータ
２５；信号発生部
２６；校正演算部
２７；指向性制御演算部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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 AA05 AA07 CA06 DB02 DB03
DB04 EA04 FA14 FA15 FA16
FA17 FA20 FA31 FA32 GA02
HA05 HA10 JA10
5K059 CC04 DD31 DD41
Claims (9)
- 【請求項１】 直線上に配列されたＮ本（Ｎ≧３）のア
ンテナ素子で構成されたアレーアンテナ（１１）と、前
記アレーアンテナのアンテナ素子毎に設けられた送信機
（１３）及び受信機（１４）と、前記アンテナ素子を共
用すべく該アンテナ素子に前記送信機または前記受信機
を接続する第１の送受共用手段（１２）と、前記アンテ
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
相の重みづけを行う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（２６，２
７）とを備えて構成され、前記受信機の受信周波数と前
記送信機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、 校正時に、前記Ｎ本のアンテナ素子の中の２本のアンテ
ナ素子と該２本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた前
記第１の送受共用手段との間の接続を切り放すと共に前
記２本のアンテナ素子の何れかを選択する第１のスイッ
チ手段（２１，２３）と、 前記Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた送信
機の出力の一部を分岐する分岐手段（１５）と、 前記分岐手段により分岐された信号を入力し、これを受
信周波数の信号に変換して出力する第１の周波数変換手
段（２２Ａ）と、 送信周波数の信号を入力し、これを前記Ｎ本のアンテナ
素子の何れか１つに設けられた受信機に与えるべき信号
に変換して出力する第２の周波数変換手段（２２Ｂ）
と、 前記２本のアンテナ素子を共用すべく前記第１のスイッ
チ手段に前記第１の周波数変換手段の出力部と前記第２
の周波数変換手段の入力部とを接続する第２の送受共用
手段（２４）と、 前記Ｎ本のアンテナ素子の何れか１つに設けられた受信
機に、前記第１の送受共用手段または前記第２の周波数
変換手段から出力される信号を切り替えて与える第２の
スイッチ手段と、 前記第１および第２のスイッチ手段を制御するととも
に、前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた受信
機から得られる信号の振幅・位相値に基づいて、前記ア
レーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校
正制御手段と、 を備えたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置において、前記校正制御手段は、 前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機の
うち、校正すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１
の送受共用手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号
を送り、該第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号
を、前記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子
であって第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、前記
第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信された信号を前記第
１のスイッチと前記第２の送受共用手段を介して前記第
２の周波数変換手段に送り、前記第２の周波数変換手段
から出力される信号を前記第２のスイッチを介して該第
２のスイッチに接続された受信機に入力させ、それぞれ
のブランチの校正すべき送信機から前記受信機に入力さ
れた測定値とブランチ間の距離に相当する波長に比例し
た位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位
相校正値を求めることを特徴とする適応アレーアンテナ
送受信装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置において、前記校正制御手段は、 前記分岐手段に接続された送信機から送られる送信周波
数の信号を前記分岐手段により分岐し、該分岐された信
号を前記第１の周波数変換手段に送り、該第１の周波数
変換手段から出力される信号を前記第２の送受共用手段
と前記第１のスイッチ手段を介して、前記第１のスイッ
チ手段に接続されたアンテナ素子であって第ｉ番目以外
のアンテナ素子に送り、該アンテナ素子で放射された信
号を、校正すべき第ｉ番目の受信機が設けられた第ｉ番
目のアンテナ素子で受信させ、該受信された信号を第ｉ
番目の第１の送受共用手段を介して、校正すべき前記第
ｉ番目の受信機に入力させ、それぞれのブランチの受信
機で検出した測定値とブランチ間の距離に相当する波長
に比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間
の振幅位相校正値を求めることを特徴とする適応アレー
アンテナ送受信装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置において、前記第１のスイッチが接続され
たアンテナ素子は、アレーアンテナのもっとも中心近く
に位置するアンテナ素子の右隣りと左隣りの素子である
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置において、前記第１のスイッチ手段が接続
されアンテナ素子数は３であり、前記第１のスイッチ手
段に接続された３本のアンテナ素子は、アレーアンテナ
のもっとも中心近くに位置するアンテナ素子とその右隣
りおよび左隣りのアンテナ素子であることを特徴とする
適応アレーアンテナ送受信装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置の校正方法において、 前記Ｎ本のアンテナ素子にそれぞれ設けられた送信機の
うち、校正すべき第ｉ番目の送信機から第ｉ番目の第１
の送受共用手段を介して第ｉ番目のアンテナ素子に信号
を送らせ、 前記第ｉ番目のアンテナ素子から放射される信号を、前
記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子であっ
て第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信させ、 前記第ｉ番目以外のアンテナ素子で受信された信号を前
記第１のスイッチと前記第２の送受共用手段を介して前
記第２の周波数変換手段に送らせ、 前記第２の周波数変換手段から出力される信号を前記第
２のスイッチを介して該第２のスイッチに接続された受
信機に入力させ、 それぞれのブランチの校正すべき送信機から前記受信機
に入力された測定値とブランチ間の距離に相当する波長
に比例した位相に基づいてアレーアンテナのブランチ間
の振幅位相校正値を求め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。 - 【請求項７】 請求項１に記載された適応アレーアンテ
ナ送受信装置の校正方法において、 前記分岐手段に接続された送信機から送られる送信周波
数の信号を前記分岐手段により分岐させ、該分岐された
信号を前記第１の周波数変換手段に送らせ、 前記第１の周波数変換手段から出力される信号を前記第
２の送受共用手段と前記第１のスイッチ手段を介して、
前記第１のスイッチ手段に接続されたアンテナ素子であ
って第ｉ番目以外のアンテナ素子に送らせ、 該アンテナ素子で放射された信号を、校正すべき第ｉ番
目の受信機が設けられた第ｉ番目のアンテナ素子で受信
させ、 該受信された信号を第ｉ番目の第１の送受共用手段を介
して、校正すべき前記第ｉ番目の受信機に入力させ、 それぞれのブランチの受信機で検出した測定値とブラン
チ間の距離に相当する波長に比例した位相に基づいてア
レーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求めるこ
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。 - 【請求項８】 複数のアンテナ素子を配列してなる適応
アレーアンテナ送受信装置の校正方法において、 （ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブランチのア
ンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するステップ
（Ｓ１〜Ｓ４Ａ／Ｓ４Ｂ）と、 （ｂ）校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに
応じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む
２本のアンテナ素子の何れかを選択するステップ（Ｓ５
Ａ／Ｓ５Ｂ〜Ｓ６Ａ，Ｓ６Ｂ）と、 （ｃ）校正対象ブランチの送信機から信号を送信するス
テップ（Ｓ７）と、 （ｄ）この信号を選択された前記２本のアンテナ素子の
何れかで受信し、送信周波数の信号を受信周波数の信号
に変換し、受信周波数に変換された信号を基準ブランチ
の受信機で受信し、この受信により得られた値に前記位
相値を反映させて校正対象ブランチの送信機に対する校
正値を求めるステップ（Ｓ８〜Ｓ１３）と、 を含むことを特徴とする適応アレーアンテナの校正方
法。 - 【請求項９】 複数のアンテナ素子を配列してなる適応
アレーアンテナ送受信装置の校正方法において、 （ａ）校正対象ブランチのアンテナと基準ブランチのア
ンテナとの間の距離に応じた位相値を算出するステップ
（Ｓ１０１〜Ｓ１０４Ａ／１０４Ｂ）と、 （ｂ）校正対象ブランチが基準ブランチであるか否かに
応じて、Ｎ個のアンテナ素子の中の基準ブランチを含む
２本のアンテナ素子の何れかを選択するステップ（Ｓ１
０５Ａ／Ｓ１０５Ｂ〜Ｓ１０６Ａ，Ｓ１０６Ｂ）と、
（ｃ）選択された前記２本のアンテナ素子の何れかを用
いて、基準ブランチの 送信機の送信周波数の信号を受信周波数の信号に変換し
て送信するステップ（Ｓ１０７）と、 （ｄ）基準ブランチから送信された前記信号を校正対象
ブランチの受信機で受信し、この受信機により得られた
値に前記位相値を反映させて校正対象ブランチの受信機
に対する校正値を求めるステップ（Ｓ１０８〜Ｓ１１
３）と、 を含むことを特徴とする適応アレーアンテナの校正方
法。
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-
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