JP2009038453A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リアクタンス制御の高速化が可能な受信装置を提供する。
【解決手段】リアクタンステーブル６０は、アレーアンテナ１０に到来する到来波の到来方向と、アレーアンテナ１０によって形成されるビームを到来方向に向けるためのリアクタンス値との関係を保持する。制御手段５０は、リアクタンステーブル６０の各リアクタンス値をバラクタダイオード５，６に設定してパケットＰＫＴのプリアンブルの一部を受信したときの受信信号と、リアクタンステーブル６０の各到来方向からアレーアンテナ１０に到来する到来波の受信信号との相関値が最大になるときのリアクタンス値をリアクタンステーブル６０から選択し、その選択したリアクタンス値にバラクタダイオード５，６のリアクタンス値を制御する。そして、制御手段５０は、その選択したリアクタンス値を固定してデジタルビームフォーミングを行なう。
【選択図】図１

Description

この発明は、受信装置に関し、特に、複数の給電素子を含むアレーアンテナを備える受信装置に関するものである。

従来、２本の給電素子と、可変リアクタンスが装荷された２本のパラサイト素子とを備えるアレーアンテナが知られている（非特許文献１）。このアレーアンテナにおいては、パラサイト素子に装荷された可変リアクタンスを最適化するアナログビームフォーミングと、給電素子のウェイトを最適化するデジタルビームフォーミングとが行なわれ、到来波の方向に指向性を有するビームが形成される。

また、このアレーアンテナにおいては、アナログビームフォーミングとデジタルビームフォーミングとが交互に実行され、最適なビーム形成が行なわれる（非特許文献２）。そして、アナログビームフォーミングは、最急勾配法によって行なわれ、デジタルビームフォーミングは、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）に基づくＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを用いて行なわれる。
大平 昌敬、三浦 周、上羽 正純、太郎丸 真、大平 孝，"素子間結合を有する逆Ｆアンテナアレーの構成と等価ウェイト"，電子情報通信学会技術報告，Ａ・Ｐ２００６−１１６，ｐｐ．３７−４２，Ｊａｎ．２００７． 森下 雅透、Ｃｈｅｎ ＳＵＮ、太郎丸 真、山田 寛喜、大平 孝，"複数給電型パラサイトアレーによる適応指向性制御について"，電子情報通信学会技術報告，Ａ・Ｐ２００７−１８，ｐｐ．３１−３５，Ｍａｙ ２００７． 飯草恭一、大平 孝、小宮山牧兒，"ダイポール素子上電流分布を考慮したアレーアンテナの等価ウェイトベクトルモデル"，信学論（Ｂ），ｖｏｌ． Ｊ８７−Ｂ，ｎｏ．１２， ｐｐ．２０３８−２０５０， Ｄｅｃ． ２００４． 大平 孝、飯草恭一，"電子走査導波器アレーアンテナ"， 信学論（Ｃ）， ｖｏｌ． Ｊ８７−Ｃ， ｎｏ．１， ｐｐ．１２−３１， Ｊａｎ． ２００４． 太郎丸真、大平 孝，"エスパアンテナのリアクタンス空間から等価ウェイトベクトル空間への写像に関する考察"，信学技報， ＲＣＳ２００２−１７９， Ｏｃｔ． ２００２．

しかし、最急勾配法は、収束速度が遅いため、アナログビームフォーミングにおけるリアクタンス制御の高速化が困難であるという問題がある。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、リアクタンス制御の高速化が可能な受信装置を提供することである。

この発明によれば、受信装置は、アレーアンテナと、出力回路と、リアクタンステーブルと、制御手段とを備える。アレーアンテナは、可変容量素子を含む無給電素子と、複数の給電素子とを有する。出力回路は、アレーアンテナによって受信された受信信号をウェイトを用いて処理し、出力信号を出力する。リアクタンステーブルは、アレーアンテナに到来する到来波の所定の到来方向と、アレーアンテナによって形成されるビームを所定の到来方向に向けるためのリアクタンス値との関係を保持する。制御手段は、パケットのプリアンブルの区間において、受信信号に基づいてアレーアンテナによって形成されるビームの方向がアレーアンテナに到来する到来波の方向に近づくようにリアクタンステーブルからリアクタンス値を選択し、その選択したリアクタンス値に可変容量素子のリアクタンス値を制御するアナログビームフォーミングと、受信信号に基づいてアレーアンテナの出力における干渉電力および雑音電力に対する信号電力の比が最大になるようにウェイトを制御するデジタルビームフォーミングとを行なう。

好ましくは、制御手段は、アナログビームフォーミングによって選択されたリアクタンス値を固定してデジタルビームフォーミングを行なう。

好ましくは、プリアンブルは、アナログビームフォーミングを行なうための第１の領域と、デジタルビームフォーミングを行なうための第２の領域とを含む。そして、制御手段は、第１の領域を複数に分割した複数の区間においてリアクタンステーブルに保持された複数のリアクタンス値が可変容量素子に順次設定されたときにアレーアンテナによって受信された複数の受信信号と、リアクタンステーブルに保持された各到来方向から到来波が到来したときの受信信号との相関値を演算し、最大の相関値が得られるときのリアクタンス値をリアクタンステーブルから選択してアナログビームフォーミングを行なう。

好ましくは、制御手段は、アレーアンテナに実際に到来する到来波の到来方向を推定し、その推定した到来方向に最も近い方向のビームを形成するためのリアクタンス値をリアクタンステーブルから選択してアナログビームフォーミングを行なう。

好ましくは、制御手段は、無給電素子から給電素子への電気的な影響を除去して到来波の到来方向を推定する。

この発明による受信装置においては、予め設定されたリアクタンステーブルを参照して、到来波を受信するために最適なリアクタンス値が選択される。

従って、この発明によれば、摂動法を用いてリアクタンス値を制御する場合よりも高速にリアクタンス値を制御できる。

また、この発明による受信装置においては、アナログビームフォーミングおよびデジタルビームフォーミングは、パケットのプリアンブルの受信信号に基づいて実行される。

従って、この発明によれば、ビームフォーミングを高速に実行し、データを正確に受信できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による受信装置の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態１による受信装置１００は、アレーアンテナ１０と、重付器２０，３０と、加算器４０と、制御手段５０と、リアクタンステーブル６０とを備える。

アレーアンテナ１０は、給電素子１，４と、無給電素子２，３と、バラクタダイオード５，６とを含む。バラクタダイオード５，６は、それぞれ、無給電素子２，３と接地電位ＧＮＤとの間に接続され、無給電素子２，３に装荷される。

２本の給電素子１，４および２本の無給電素子２，３は、平面的に配置されてもよく、２本の給電素子１，４および２本の無給電素子２，３が四角形の頂点に位置するように立体的に配置されてもよい。この場合、無給電素子２は、給電素子１に隣接して配置され、無給電素子３は、給電素子４に隣接して配置される。そして、無給電素子２，３は、バラクタダイオード５，６のリアクタンス値によって給電素子１，４に対して反射器または導波器として機能する。

バラクタダイオード５，６は、それぞれ、制御手段５０からの制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２によってリアクタンス値が変えられる。

重付器２０，３０は、それぞれ、給電素子１，４に装荷される。そして、重付器２０は、給電素子１が受信した受信信号ｙ_１に制御手段５０からの重みｗ_１を乗算し、その乗算結果ｙ_１×ｗ_１を加算器４０へ出力する。また、重付器３０は、給電素子４が受信した受信信号ｙ_２に制御手段５０からの重みｗ_２を乗算し、その乗算結果ｙ_２×ｗ_２を加算器４０へ出力する。

加算器４０は、重付器２０からの乗算結果ｙ_１×ｗ_１と、重付器３０からの乗算結果ｙ_２×ｗ_２とを加算し、その加算結果を出力信号ｙ_０として制御手段５０および受信装置１００の信号処理部（図示せず）へ出力する。

制御手段５０は、給電素子１，４からそれぞれ受信信号ｙ_１，ｙ_２を受け、加算器４０から出力信号ｙ_０を受ける。そして、制御手段５０は、リアクタンステーブル６０を参照しながら、受信信号ｙ_１，ｙ_２に基づいて後述するアナログビームフォーミングを行なう。また、制御手段５０は、出力信号ｙ_０に基づいて、後述するデジタルビームフォーミングを行なう。

リアクタンステーブル６０は、到来波の到来方向と、アレーアンテナ１０の指向性を各到来方向へ向けるためのリアクタンス値との関係を保持する。

図２は、図１に示すアレーアンテナ１０の配置方法を示す斜視図である。アレーアンテナ１０の給電素子１，４および無給電素子２，３は、基板７上に略平行に配置される。そして、無給電素子２，３は、給電素子１と給電素子４との間に配置される。

給電素子１，４および無給電素子２，３が基板７の平面方向に直線的に配列される場合、例えば、給電素子１，４および無給電素子２，３の長さ方向に対して直交する一方の方向であるＡ方向が０度の方向と定義される。その結果、図２の（ａ）に示すＢ方向は、１８０度の方向となる。

そして、到来波ｗｖ１がアレーアンテナ１０に到来したとき、到来波ｗｖ１を基板７の平面方向の平面に投影した線ＳＬ１が０度の方向と成す角度は、θｍ１からなり、到来波ｗｖ１の方向が線ＳＬ１と成す角度は、Ψｍ１からなる。従って、給電素子１，４および無給電素子２，３が基板７の平面方向に直線的に配列される場合、到来波ｗｖ１の到来方向は、［θｍ１］または［θｍ１，Ψｍ１］によって表される（図２の（ａ）参照）。

また、アレーアンテナ１０の給電素子１，４および無給電素子２，３は、空間に直線的に配置されてもよい。この場合、給電素子１，４および無給電素子２，３の長さ方向に対して直交する一方の方向であるＡ方向が０度の方向と定義される。その結果、図２の（ｂ）に示すＢ方向は、１８０度の方向となる。

そして、到来波ｗｖ２がアレーアンテナ１０に到来したとき、到来波ｗｖ２を給電素子１，４および無給電素子２，３に垂直な平面に投影した線ＳＬ２が０度の方向と成す角度は、θｍ２からなり、到来波ｗｖ２の方向が線ＳＬ２と成す角度は、Ψｍ２からなる。従って、給電素子１，４および無給電素子２，３が空間に直線的に配列される場合、到来波ｗｖ２の到来方向は、［θｍ２］または［θｍ２，Ψｍ２］によって表される（図２の（ｂ）参照）。

図３は、図１に示すアレーアンテナ１０の他の配置方法を示す斜視図である。アレーアンテナ１０の給電素子１，４および無給電素子２，３は、正方形８の頂点に位置するように立体的に配置される。この場合、給電素子１，４は、相互に対角の位置に配置され、無給電素子２，３は、相互に対角の位置に配置される。

給電素子１，４および無給電素子２，３が立体的に配置される場合、例えば、給電素子１から無給電素子３へ向かう方向（＝無給電素子２から給電素子４へ向かう方向）が０度の方向と定義される。

そして、到来波ｗｖ３がアレーアンテナ１０に到来したとき、到来波ｗｖ３を正方形８の面内方向の平面に投影した直線ＳＬ３が０度の方向と成す角度は、θｍ３からなり、到来波ｗｖ３の方向が直線ＳＬ３と成す角度は、Ψｍ３からなる。従って、給電素子１，４および無給電素子２，３が立体的に配置される場合、到来波ｗｖ３の到来方向は、［θｍ３］または［θｍ３，Ψｍ３］によって表される。

図４は、図１に示すリアクタンステーブル６０の例を示す図である。なお、図４に示すリアクタンステーブル６０Ａは、アレーアンテナ１０の給電素子１，４および無給電素子２，３が平面的に配置された場合（図２参照）の到来方向とリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２との関係を示す。

リアクタンステーブル６０Ａは、到来波の到来方向と、リアクタンス値ｘ_１，ｘ_２とからなる。到来方向は、図２に示すθｍ１からなる。リアクタンス値ｘ_１，ｘ_２は、それぞれ、バラクタダイオード５，６のリアクタンス値であり、各到来方向に対応付けられる。そして、リアクタンス値ｘ_１，ｘ_２は、アレーアンテナ１０の指向性を到来方向に設定するために予め最適化された値からなる。

到来方向は、０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度からなる。

ｘ_１＝−２０Ωおよびｘ_２＝７７０Ωのリアクタンス値は、０度の到来方向に対応付けられる。以下、同様にして、［−２５，７６０］，［−４０，４９５］，［−３５，−１２０］，［２６０，１９５］，［１９５，２６０］，［−１２０，−３５］，［４９５，−４０］，［７６０，−２５］，［７７０，−２０］のリアクタンス値［ｘ_１，ｘ_２］は、それぞれ、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度の到来方向に対応付けられる。

図５は、図１に示すリアクタンステーブル６０の他の例を示す図である。リアクタンステーブル６０Ｂは、図４に示すリアクタンステーブル６０Ａの到来方向［θｍ１］を到来方向［θｍ１，Ψｍ１］に代えたものである。角度θｍ１は、０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度からなり、角度Ψｍ１は、−９０度、−７０度、−５０度、−３０度、−１０度、１０度、３０度、５０度、７０度および９０度からなる。この場合、角度Ψｍ１は、０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度の各々からなる角度θｍ１に対して、−９０度、−７０度、−５０度、−３０度、−１０度、１０度、３０度、５０度、７０度および９０度の各々に設定される。

そして、リアクタンス値［ｘ_１１，ｘ_２１］〜［ｘ_１１，ｘ_２１０］は、それぞれ、［０，−９０］〜［０，９０］の到来方向に対応付けられ、リアクタンス値［ｘ_１２，ｘ_２１］〜［ｘ_１２，ｘ_２１０］は、それぞれ、［２０，−９０］〜［２０，９０］の到来方向に対応付けられ、以下、同様にして、リアクタンス値［ｘ_１１０，ｘ_２１］〜［ｘ_１１０，ｘ_２１０］は、それぞれ、［１８０，−９０］〜［１８０，９０］の到来方向に対応付けられる。

上述したように、リアクタンステーブル６０は、給電素子１，４および無給電素子２，３が基板７の平面方向に直線的に配列される場合、基板７の平面内における水平角θｍ１からなる到来方向とリアクタンス値［ｘ_１，ｘ_２］との関係、または水平角θｍ１および仰角Ψｍ１（＝基板７の平面方向に対して成す角度）からなる到来方向とリアクタンス値［ｘ_１，ｘ_２］との関係を示す。

アレーアンテナ１０の給電素子１，４および無給電素子２，３が立体的に配置される場合（図３参照）も、リアクタンステーブル６０は、リアクタンステーブル６０Ａまたはリアクタンステーブル６０Ｂからなる。この場合、リアクタンステーブル６０Ａ，６０Ｂの到来方向は、０度〜３６０度の範囲（但し、Ψｍ１は、−９０度〜９０度の範囲）の角度からなる。

［リアクタンステーブルの作成］
次に、リアクタンステーブル６０の作成方法について説明する。リアクタンステーブル６０がリアクタンステーブル６０Ａからなる場合、電波暗室内で電波を基板７の平面方向において０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度の各方向からアレーアンテナ１０へ放射し、アレーアンテナ１０の指向性が電波の方向へ向くようにリアクタンス値［ｘ_１，ｘ_２］が決定される。

リアクタンス値［ｘ_１，ｘ_２］の決定方法を具体的に説明する。信号ｓ_ｍからなる所望波が方向θｍからアレーアンテナ１０へ到来した場合、アレーアンテナ１０における受信信号＜ｙ_ｍ＞は、次式によって表される。なお、この明細書においては、＜Ａ＞は、ベクトルＡまたは行列Ａを表すものとする。

なお、式（１）において、Ｔは、転置を表す。また、＜ａ（θｍ）＞は、入射波の到来方向を示すステアリングベクトルであり、［ｐ_ｉ，ｑ_ｉ］は、給電素子１，４および無給電素子２，３の配置位置であり（ｉ＝１〜４）、ｆは、入射波の周波数である。

そして、受信信号＜ｙ_ｍ＞を次式に代入して、受信信号＜ｙ_ｍ＞の相関行列＜Ｒ_ｍ＞が演算される。

なお、式（２）において、Ｈは、複素共役転置を表す。また、Ｅ［・］は、アンサンブル平均を表す。

その後、演算された相関行列＜Ｒ_ｍ＞に対して固有値分解を施して複数の固有値を求め、複数の固有値のうち、最も大きい第１固有値を求める。そして、その求めた第１固有値に対する固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞を演算する。

所望波の到来方向θｍ以外の各方向θｌ（ｌ＝１〜Ｍ，ｌ≠ｍ）から到来波が到来した場合に対して、同様にして固有ベクトル＜ｈ_ｌ＞を演算する。

式（１）において、相互アドミタンス行列＜Ｙ＞、ベクトル＜Ｕ＞および給電素子１，４のインピーダンスｚ_０は、既知であり、対角行列＜Ｘ＞は、給電素子１，４のインピーダンスｚ_０およびバラクタダイオード５，６のリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２を構成要素とするので、行列＜Ｅ＞は、リアクタンス値ｘ_１，ｘ_２によって表される。また、ステアリングベクトルａ（θｍ）は、θｍが０度および２０度等の角度からなるので、既知である。

式（１）および式（２）を用いて固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞，＜ｈ_ｌ＞が演算されると、その演算された固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞，＜ｈ_ｌ＞を次式に代入して評価関数Ｊ_ｍを演算する。

式（３）は、θｍ方向から到来する所望波に対して、その他のＭ−１個の方向θｌから到来する干渉波が与える干渉量に関する評価関数である。

評価関数Ｊ_ｍは、リアクタンス値ｘ_１，ｘ_２に依存する固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞，＜ｈ_ｌ＞の関数であるので、評価関数Ｊ_ｍが最大になるように固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞を決定するリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２を最急勾配法によって求める。即ち、固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞を決定するリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２をｘ_１ｍ，ｘ_２ｍとすると、＜ｈ_ｍ＞＝ｆ（ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍ）であり、＜ｈ_ｌ＞＝ｆ（ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍ）であるので、リアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍを変化させ、評価関数Ｊ_ｍが最大になるようにリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍを最急勾配法によって決定する。

なお、評価関数Ｊ_ｍが最大になるようにリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍを決定することは、θｍ方向へビームを向けつつもＭ−１個のθｌ方向へのサイドローブレベルが最小になるようにリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍを決定することに相当する。

評価関数Ｊ_ｍが最大になるようにリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍが決定されると、その決定されたリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍを最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}とし、θｍ方向から到来する信号ｓ_ｍに対して最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を用いて、固有ベクトル＜ｈ_ｍ＞を演算した方法と同じ方法によって固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞を演算する。

角度θｍは、信号ｓ_ｍの到来方向を表すので、上述した方法によって演算された最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}は、リアクタンステーブル６０Ａの到来方向θｍに対応するリアクタンス値である。

従って、０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度の各角度を所望波の到来方向θｍ（＝θ１〜θ１０＝０度、２０度、４０度、６０度、８０度、１００度、１２０度、１４０度、１６０度および１８０度）として、上述した方法によって各到来方向θｍに対応する最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を演算し、リアクタンステーブル６０Ａを事前に作成する。

また、演算された最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を用いて、固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞も演算されるので、作成されたリアクタンステーブル６０Ａおよび固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞は、事前に受信装置１００に設定される。

リアクタンステーブル６０がリアクタンステーブル６０Ｂからなる場合も、上述した方法によって、到来方向［θｍ，Ψｍ］に対応する最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を演算してリアクタンステーブル６０Ｂを事前に作成するとともに、固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞を演算する。そして、固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞およびリアクタンステーブル６０Ｂを事前に受信装置１００に設定する。

［アナログビームフォーミング］
次に、リアクタンステーブル６０を用いてアナログビームフォーミングを行なう方法について説明する。

図６は、パケットＰＫＴの構成図である。パケットＰＫＴは、プリアンブルおよびデータからなる。プリアンブルは、領域ＲＥＧ１，ＲＥＧ２からなる。そして、この発明においては、アナログビームフォーミングは、領域ＲＥＧ１を用いて行なわれ、デジタルビームフォーミングは、領域ＲＥＧ２を用いて行なわれる。つまり、この発明においては、アナログビームフォーミングおよびデジタルビームフォーミングは、パケットＰＫＴのプリアンブルにおいて実行される。

アナログビームフォーミングが領域ＲＥＧ１を用いて行なわれる場合、領域ＲＥＧ１は、リアクタンステーブル６０の到来方向の個数Ｍと同じ数の小区間ｄ１〜ｄＭに分割される。より具体的には、プリアンブルの総受信時間ＲＴ（既知）を領域ＲＥＧ１，ＲＥＧ２の長さの比に分割することによって領域ＲＥＧ１を受信する時間ＲＴ１および領域ＲＥＧ２を受信する時間ＲＴ２が演算される。即ち、プリアンブルの長さを“１”とし、領域ＲＥＧ１，ＲＥＧ２の長さをそれぞれＬ１，Ｌ２とすると、時間ＲＴ１は、ＲＴ１＝ＲＴ×Ｌ１によって演算され、時間ＲＴ２は、ＲＴ２＝ＲＴ×Ｌ２によって演算される。そして、時間ＲＴ１が演算されると、その演算された時間ＲＴ１をＭ等分して（ＲＴ１）／Ｍを演算する。演算された（ＲＴ１）／Ｍは、Ｍ個の小区間１〜Ｍの各々の受信時間である。この受信時間（ＲＴ１）／Ｍを演算することは、領域ＲＥＧ１をＭ個の小区間ｄ１〜ｄＭに分割することに相当する。

制御手段５０は、プリアンブルの受信開始から時間（ＲＴ１）／Ｍの間に受信した受信信号を小区間ｄ１における受信信号とする。以下、同様にして、制御手段５０は、（ｍ−１）×（ＲＴ１）／Ｍ〜ｍ×（ＲＴ１）／Ｍの間に受信した受信信号を小区間ｄｍにおける受信信号とする。

そして、制御手段５０は、ｍ番目の小区間ｄｍにおいて、θｍに対応するリアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍをリアクタンステーブル６０から読み出してそれぞれバラクタダイオード５，６に設定する。

そうすると、給電素子１，４は、リアクタンス値ｘ_１ｍ，ｘ_２ｍがそれぞれバラクタダイオード５，６に設定された状態でそれぞれ受信信号ｙ_１，ｙ_２を受信し、その受信した受信信号ｙ_１，ｙ_２を制御手段５０へ出力する。

制御手段５０は、給電素子１，４からそれぞれ受信信号ｙ_１，ｙ_２を受け、その受けた受信信号ｙ_１，ｙ_２からなる受信信号ベクトル＜ｙ_ｍ＞を作成する。

その後、制御手段５０は、その作成した受信信号ベクトル＜ｙ_ｍ＞を式（２）に代入して相関行列＜Ｒ_ｍ＞を演算し、その演算した相関行列＜Ｒ_ｍ＞に対して固有値分解を施して第１固有値を求める。そして、制御手段５０は、その求めた第１固有値に対する固有ベクトル＜ｈ’_ｍ＞を演算する。

そうすると、制御手段５０は、保持している固有ベクトル＜ｈ^ｏｐｔ _ｍ＞（到来方向θｍに対応する固有ベクトル）と、演算した固有ベクトル＜ｈ’_ｍ＞とを次式に代入して評価関数Ｓ_ｍを演算する。

制御手段５０は、Ｍ個の小区間ｄ１〜ｄＭについて、Ｍ個の評価関数Ｓ_１〜Ｓ_Ｍを演算し、その演算したＭ個の評価関数Ｓ_１〜Ｓ_Ｍのうち、最大の評価関数Ｓ_{ｍ＿ＭＡＸ}が得られたときのリアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を検出する。そして、制御手段５０は、その検出したリアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}をバラクタダイオード５，６に設定するための制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２を生成し、その生成した制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２をそれぞれバラクタダイオード５，６へ出力する。

これによって、バラクタダイオード５，６のリアクタンス値は、それぞれ、リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}に設定され、アナログビームフォーミングが終了する。

［デジタルビームフォーミング］
引き続いて、デジタルビームフォーミングについて説明する。制御手段５０は、アナログビームフォーミングが終了すると、バラクタダイオード５，６のリアクタンス値をアナログビームフォーミングにおいて設定されたリアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}に固定したまま、プリアンブルの領域ＲＥＧ２を用いて以下に説明する方法によってデジタルビームフォーミングを行なう。

制御手段５０は、例えば、ＭＭＳＥに基づくＲＬＳアルゴリズムを用いてデジタルビームフォーミングを行なう。

アレーアンテナ１０の出力信号ｙ_０（ｋ）は、次式によって与えられる。

式（５）において、ｋは、反復回数であり、＜ｗ（ｋ）＞は、ウェイトベクトルである。アレーアンテナ１０は、２本の給電素子１，４を備えるため、ウェイトベクトル＜ｗ（ｋ）＞は、［ｗ_１，ｗ_２］からなる。

最小化の対象となる誤差信号ｅ（ｋ）は、参照信号ｒ（ｋ）と出力信号ｙ_０（ｋ）との差によって表され、次式によって与えられる。

この場合、受信信号ｙ（ｋ）は、アナログビームフォーミングによって設定されたリアクタンス値_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}を用いてアレーアンテナ１０が受信した受信信号である。

制御手段５０は、パケットＰＫＴのプリアンブルの領域ＲＥＧ２における所望波を参照信号ｒ（ｋ）として予め保持しており、給電素子１，４からそれぞれ受信信号ｙ_１，ｙ_２を受けると、ｙ_１，ｙ_２からなる受信信号ｙ（ｋ）と参照信号ｒ（ｋ）とを式（６）に代入する。そして、制御手段５０は、平均２乗誤差（＝Ｅ［｜ｅ｜^２］）が最小になるようにＲＬＳアルゴリズムを用いてウェイトベクトル＜ｗ（ｋ）＞の更新を行なう。ＲＬＳアルゴリズムによって更新されたウェイトベクトル＜ｗ（ｋ＋１）＞は、次式によって表される。

そして、式（７）におけるηは、次式によって表される。

なお、式（８）において、αは、忘却係数であり、０＜α≦１の値をとる。

制御手段５０は、プリアンブルの領域ＲＥＧ２において、加算器４０から受けた出力信号ｙ_０（ｋ）が収束するまで、式（６）〜式（８）を用いてウェイトベクトルの更新を繰り返し行ない、デジタルビームフォーミングを行なう。

そして、制御手段５０は、出力信号ｙ_０（ｋ）が収束したときのウェイトベクトルｗ（ｋ＋１）を構成するウェイトｗ_１，ｗ_２をそれぞれ重付器２０，３０へ出力する。重付器２０は、制御手段５０からウェイトｗ_１を受け、給電素子１が受信した受信信号ｙ_１に重みｗ_１を乗算し、その乗算結果ｙ_１・ｗ_１を加算器４０へ出力する。また、重付器３０は、制御手段５０からウェイトｗ_２を受け、給電素子４が受信した受信信号ｙ_２に重みｗ_２を乗算し、その乗算結果ｙ_２・ｗ_２を加算器４０へ出力する。加算器４０は、乗算結果ｙ_１・ｗ_１と乗算結果ｙ_２・ｗ_２とを加算して出力信号ｙ_０（ｋ）を出力する。

図７は、図１に示す受信装置１００における動作を説明するためのフローチャートである。一連の動作が開始されると、制御手段５０は、リアクタンステーブル６０を参照しながら、パケットＰＫＴのプリアンブルの一部（＝領域ＲＥＧ１）を用いて、リアクタンステーブル６０の各リアクタンス値をバラクタダイオード５，６に順次設定して実際に受信した受信信号と、リアクタンステーブル６０の各到来方向から到来する到来波の受信信号との相関値が最大になるときのリアクタンス値を最適リアクタンス値として選択する（ステップＳ１）。即ち、制御手段５０は、パケットＰＫＴのプリアンブルの一部（＝領域ＲＥＧ１）を用いてアナログビームフォーミングを行なう。

そして、制御手段５０は、その選択したリアクタンス値をバラクタダイオード５，６に設定するための制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２を生成し、その生成した制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２をそれぞれバラクタダイオード５，６へ出力する。

その後、制御手段５０は、パケットＰＫＴのプリアンブルの残りの部分（＝領域ＲＥＧ２）を用いて、選択したリアクタンス値にバラクタダイオード５，６のリアクタンス値を固定したまま、上述した方法によってウェイトｗ_１，ｗ_２を最適化する（ステップＳ２）。即ち、制御手段５０は、パケットＰＫＴのプリアンブルの残りの部分（＝領域ＲＥＧ２）を用いてデジタルビームフォーミングを行なう。

そして、制御手段５０は、その最適化したウェイトｗ_１，ｗ_２をそれぞれ重付器２０，３０へ出力する。重付器２０は、給電素子１が受信した受信信号ｙ_１に重みｗ_１を乗算して乗算結果ｙ_１・ｗ_１を加算器４０へ出力する。また、重付器３０は、給電素子４が受信した受信信号ｙ_２に重みｗ_２を乗算して乗算結果ｙ_２・ｗ_２を加算器４０へ出力する。加算器４０は、乗算結果ｙ_１・ｗ_１と乗算結果ｙ_２・ｗ_２とを加算して出力信号ｙ_０を出力する（ステップＳ３）。これによって、一連の動作が終了する。

上述したように、この発明においては、予め作成されたリアクタンステーブル６０を用いてバラクタダイオード５，６のリアクタンス値が制御される（ステップＳ１参照）。

従って、この発明によれば、リアクタンス制御を高速化できる。

また、この発明においては、アナログビームフォーミングおよびデジタルビームフォーミングがプリアンブルを用いて行なわれる。

従って、この発明によれば、パケットＰＫＴのデータを受信するまでにリアクタンス値およびウェイトを最適化し、データを正確に受信できる。

なお、上記においては、制御手段５０は、評価関数Ｓ_ｍが最大になるときのリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２を最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}として選択すると説明したが、この発明においては、これに限らず、制御手段５０は、小区間ｄ１〜ｄＭにおいて受信したＭ個の受信信号のＭ個の受信信号強度ＲＳＳＩのうち、最大の受信信号強度が得られたときのリアクタンス値を最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}として選択してもよい。

また、上記においては、リアクタンステーブル６０の到来方向を示す複数の角度は、２０度のステップからなると説明したが、この発明においては、これに限らず、リアクタンステーブル６０は、任意の角度ステップからなる到来方向を備えていてもよい。そして、角度ステップを小さくすることによって、精度の高いアナログビームフォーミングを行なうことができる。

［実施の形態２］
図８は、実施の形態２による受信装置の構成を示す概略図である。実施の形態２による受信装置１００Ａは、図１に示す受信装置１００の制御手段５０を制御手段５０Ａに代えたものであり、その他は、受信装置１００と同じである。

制御手段５０Ａは、パケットＰＫＴのプリアンブルにおいて、後述する方法によってアナログビームフォーミングを行なうとともに、実施の形態１において説明した方法と同じ方法によってデジタルビームフォーミングを行なう。

制御手段５０Ａは、無給電素子２，３を電気的に透明化した状態で給電素子１，４が受信した受信信号ｙ_１，ｙ_２の位相差Δθを検出し、その検出した位相差Δθに最も近い到来方向θｍを検出する。そして、制御手段５０Ａは、その検出した到来方向θｍに対応するリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２を最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}としてリアクタンステーブル６０から選択し、その選択したリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２をそれぞれバラクタダイオード５，６に設定する。これにより、実施の形態２におけるアナログビームフォーミングが終了する。

［無給電素子の電気的な透明化］
図９は、無給電素子の電気的な透明化を説明するための図である。給電素子１，４および無給電素子２，３の各々は、ダイポール素子からなる。そして、各ダイポール素子の長さ方向に沿った座標ｚを考え、ｎ（ｎは、正の整数）番目のダイポール素子上に流れる電流をｉ_ｎ（ｚ）とする。また、バラクタダイオード５，６が装荷されるポート位置をｚ＝０とし、ポート部における電流ｉ_ｎ（０）をポート電流ｉ_ｎとし、ポート部におけるポート電圧をｖ_ｎとする。

ダイポール素子に流れる電流の電流分布ｉ_ｎ（ｚ）は、素子自体のポート電流ｉ_ｎおよびポート電圧ｖ_ｎが分かれば、次式により演算され得る（非特許文献３）。

式（９）において、ｆ_ｎ（ｚ）は、ｎ番目の素子のポートが短絡された場合に流れる電流分布形状を表す。また、−ｊｇ_ｎ（ｚ）ｖ_ｎは、ｎ番目の素子のポートが開放され、自身のポートの端子間に電圧が存在する場合に流れる電流分布を表す。

電流分布による遠方界は、ベクトル実効長＜ｌ_ｅｎ（γ，φ）＞によって表される。そして、ベクトル実効長＜ｌ_ｅｎ（γ，φ）＞は、ダイポール素子の真横方向のベクトル実効長ｌ_ｅｎを用いて次式のように表すことができる。

なお、式（１０）において、γｎは、各ダイポール素子の長さ方向からの角度を表す。また、ｃ_ｎ（γｎ）は、放射パターン形状を表し、ｎ番目の素子の向きに対応したベクトル量である。更に、式（１１）におけるＬは、ダイポール素子の長さを表す。

Ｌが半波長以下のとき、放射パターン形状を表すｃ_ｎ（γｎ）は、素子上の電流分布に大きく依存せず、ほぼｓｉｎ（γｎ）の指向性を示す。従って、電流分布の特徴は、ダイポール素子の電気長を表すｌ_ｅｎに集約される。式（１１）を式（９）に代入すると、次式が得られる。

ｆ_ｎ（ｚ）およびｇ_ｎ（ｚ）は、アンテナ構造で決まるパラメータであるので、ｌ_ｅｎ ^（０）およびα_ｎも、ポート電流ｉ_ｎおよびポート電圧ｖ_ｎに依存しない構造パラメータである。

ｆ_ｎ（ｚ）は、実数であるので、ｌ_ｅｎ ^（０）も、ほぼ実数であり、電流分布がコサイン形の場合、ｌ_ｅｎ ^（０）＝０．６４Ｌである。また、ｇ_ｎ（ｚ）は、実数であるので、α_ｎも、ほぼ実数であり、約０．００２の値をとる。

ポートにリアクタンス値ｘ_ｎの可変リアクタンスが装荷される無給電素子の場合、ポート電流ｉ_ｎおよびポート電圧ｖ_ｎの比は、一定であり、ポート電流ｉ_ｎとポート電圧ｖ_ｎとの関係は、次式により表される。

式（１５）を式（１２）に代入すると、次式が得られる。

式（１６）より、ベクトル実効長ｌ_ｅｎは、素子上の電流分布、ポート電流ｉ_ｎおよびポート電圧ｖ_ｎが分からなくても、リアクタンス値ｘ_ｎから直接計算できることが分かる。

ポート電流ｉ_ｎは、次式により計算され得る（非特許文献４）。

Ｚ_Ｓ，ｖ_Ｓは，図９に示すように、それぞれ、給電素子の内部インピーダンスおよび開放電圧を表す。また、Ｑは、無給電素子数を一般化して表す記号である。Ｚ_ｎｐは、ポートｎとポートｐとの間のインピーダンスであり、可変リアクタンス値に依存しない構造パラメータである。＜Ｚ_ｎｐ＞は、Ｚ_ｎｐを要素とする行列であり、インピーダンス行列と呼ばれる。

アレーアンテナの指向性＜Ｅ（γ，φ）＞は、次式によって計算され得る。

なお、式（１８）において、＜ρ_ｎ＞は、ｎ番目の素子のポートを表す位置ベクトルであり、＜ｒ＞は、観測方向（γ，φ）の単位ベクトルである。また、ｋ_０およびＺ_０は、それぞれ、自由空間の波数およびインピーダンスである。

式（１８）より、電流重みとして、ポート電流ｉ_ｎとベクトル実効長ｌ_ｅｎとが同じように寄与することが分かる。

ポート電流ｉ_ｎは、式（１７）より、他の素子に装荷される可変リアクタンス値にも依存する。また、ポート電流ｉ_ｎと、自身に装荷される可変リアクタンス値ｘ_ｎとの関係は、等角写像であり（非特許文献５）、ｘ_ｎの可変範囲が無制限でも、ｉ_ｎの変化範囲は、限られる。

一方、ベクトル実効長ｌ_ｅｎは、式（１６）より素子自身に装荷される可変リアクタンス値ｘ_ｎのみに依存し、ベクトル実効長ｌ_ｅｎと可変リアクタンス値ｘ_ｎとの関係は、線形であるので、可変リアクタンス値ｘ_ｎの可変範囲を広げれば、ベクトル実効長ｌ_ｅｎの可変範囲も広くなる。従って、アレーアンテナ１０の指向性は、ベクトル実効長、即ち素子上の電流分布形状の変化の影響を強く受けることが分かる。

式（１８）より、指向性に影響を与えるのは、ポート電流とベクトル実効長との積Ｉ_ｎであり、積Ｉ_ｎは、次式により与えられる。

式（１１）および式（１９）より、積Ｉ_ｎは、素子上の電流の積分量に相当する。そして、式（１９）によれば、電流積分値Ｉ_ｎが“０”となるのは、ポート電流ｉ_ｎまたはベクトル実効長ｌ_ｅｎが“０”のときである。

ポートを開放すれば、ポート電流ｉ_ｎを常に“０”にすることができる。しかし、ポートが開放されていても、素子間結合により電流分布−ｊｇ_ｎ（ｚ）ｖ_ｎが発生するので、電流積分量は、“０”にならない。これは、ポート電流ｉ_ｎが“０”のとき、ベクトル実効長ｌ_ｅｎが無限大となるためである。

一方、式（１６）より、リアクタンス値ｘ_ｎを次式によって与えられるリアクタンス値ｘ_ｎに設定することにより、ベクトル実効長ｌ_ｅｎを“０”にすることができる。

ベクトル実効長ｌ_ｅｎが“０”という状態は、他の素子に装荷されるリアクタンス値に影響されない状態である。また、ベクトル実効長ｌ_ｅｎが“０”であるとき、ポート電流ｉ_ｎが変化しても、電流積分量Ｉ_ｎが“０”という状態は維持される。即ち、「電流積分量が“０”という状態は、他の素子から影響を受けない状態である」ことが分かる。

次に、電流積分量Ｉ_ｎが“０”であるときの外部への影響について調べる。このとき、式（１８）から、遠方界＜Ｅ（γ，φ）＞は、“０”になることが分かる。しかし、電流が全く流れないわけではないので、真横以外の方向の放射界は、打ち消されない。また、各部には、電流が流れるので、近傍の素子に対する電気的影響も完全に“０”ではない。しかし、「電流積分量が“０”であるとき、外部への電気的影響は最小である」と考えられる。

従って、ダイポール素子に装荷されるリアクタンスのリアクタンス値が式（２０）を満たすとき、外部との電気的相互作用が殆どなくなる。このことから、ダイポール素子は、電気的に透明化されたと考えることができる。

上述したように、バラクタダイオード５，６に印加する直流電圧を制御することにより、無給電素子２，３の電気的透明化を制御することができる。また、α_ｎは、素子間隔が約０．１波長以上であれば、素子の配置に殆ど依存せず、自身の寸法によってほぼ決定される（非特許文献３）。従って、電気的に透明化する無給電素子に装荷されたバラクタダイオードのリアクタンス値ｘ_ｎ＝１／α_ｎを素子寸法から決定することができる。

制御手段５０Ａは、パケットＰＫＴのプリアンブルを受信し始めると、上述した方法によって無給電素子２，３を電気的に透明化し、領域ＲＥＧ１の小区間ｄ１〜ｄＭにおいて受信した受信信号ｙ_１１〜ｙ_１Ｍ，ｙ_２１〜ｙ_２Ｍの受信信号強度のうち、最も強い強度が得られたときの２つの受信信号ｙ_{１＿ＭＡＸ}，ｙ_{２＿ＭＡＸ}間の位相差Δθを検出する。そして、制御手段５０Ａは、その検出した位相差Δθに最も近い到来方向θｍを検出し、その検出した到来方向θｍに対応するリアクタンス値ｘ_１，ｘ_２をリアクタンステーブル６０を参照して最適リアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}として検出する。

その後、制御手段５０Ａは、バラクタダイオード５，６のリアクタンス値をリアクタンス値ｘ_{１ｍ＿ｏｐｔ}，ｘ_{２ｍ＿ｏｐｔ}に設定するための制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２を生成し、その生成した制御電圧ＣＶ１，ＣＶ２をそれぞれバラクタダイオード５，６へ出力する。これによって、アナログビームフォーミングが終了する。

図１０は、図８に示す受信装置１００Ａにおける動作を説明するためのフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートのステップＳ１をステップＳ１Ａに代えたものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。

一連の動作が開始されると、制御手段５０Ａは、パケットＰＫＴのプリアンブルの一部（＝領域ＲＥＧ１）を用いて、無給電素子２，３を電気的に透明化した状態で受信した複数の受信信号ｙ_１１〜ｙ_１Ｍ，ｙ_２１〜ｙ_２Ｍのうち、強度が最大である受信信号ｙ_{１＿ＭＡＸ}，ｙ_{２＿ＭＡＸ}の位相差Δθに相当する到来方向を検出し、その検出した到来方向に対応するリアクタンス値を最適リアクタンス値としてリアクタンステーブル６０から選択する（ステップＳ１Ａ）。つまり、制御手段５０Ａは、アレーアンテナ１０に実際に到来する到来波の到来方向を推定し、その推定した到来方向に対応するリアクタンス値を最適リアクタンス値としてリアクタンステーブル６０から選択する。

その後、上述したステップＳ２，Ｓ３が順次実行され、一連の動作が終了する。

上述したように、実施の形態２においては、制御手段５０Ａは、無給電素子２，３を電気的に透明化した状態で受信した複数の受信信号ｙ_１１〜ｙ_１Ｍ，ｙ_２１〜ｙ_２Ｍのうち、強度が最大である受信信号ｙ_{１＿ＭＡＸ}，ｙ_{２＿ＭＡＸ}の位相差に相当する到来方向を検出するとともに、その検出した到来方向に対応するリアクタンス値をリアクタンステーブル６０から選択してバラクタダイオード５，６に設定することによってアナログビームフォーミングを行なう。

従って、この発明によれば、リアクタンス制御を高速に実行できる。

その他は、実施の形態１と同じである。

図７に示すステップＳ１および図１０に示すステップＳ１Ａは、共に、アレーアンテナ１０によって形成されるビームの方向がアレーアンテナ１０に到来する到来波の方向に近づくようにリアクタンステーブル６０からリアクタンス値を選択することに相当し、図７および図１０のステップＳ２は、アレーアンテナ１０の出力信号ｙ_０の干渉電力および雑音電力に対する信号電力の比ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が最大になるようにウェイトｗ_１，ｗ_２を最適化することに相当するので、この発明による受信装置は、パケットＰＫＴのプリアンブルの区間において、受信信号に基づいてアレーアンテナ１０によって形成されるビームの方向がアレーアンテナ１０に到来する到来波の方向に近づくようにリアクタンステーブルからリアクタンス値を選択し、その選択したリアクタンス値にバラクタダイオード５，６のリアクタンス値を制御するアナログビームフォーミングと、受信信号に基づいてアレーアンテナ１０の出力信号ｙ_０の干渉電力および雑音電力に対する信号電力の比が最大になるようにウェイトを制御するデジタルビームフォーミングとを行なう制御手段を備えていればよい。

なお、上記においては、アレーアンテナ１０は、２本の無給電素子２，３と、２本の給電素子１，４とを備えると説明したが、この発明においては、これに限らず、アレーアンテナは、一般的には、少なくとも１つの無給電素子と、複数の給電素子とを備えていればよい。

また、上記においては、デジタルビームフォーミングは、ＭＭＳＥに基づくＲＬＳアルゴリズムを用いて実行されると説明したが、この発明においては、これに限らず、デジタルビームフォーミングは、ウェイトを最適化する方法であれば、どのような方法を用いて実行されてもよい。

この発明においては、重付器２０，３０および加算器４０は、「出力回路」を構成する。

また、領域ＲＥＧ１，ＲＥＧ２は、それぞれ、「第１の領域」および「第２の領域」を構成する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、リアクタンス制御の高速化が可能な受信装置に適用される。

この発明の実施の形態１による受信装置の構成を示す概略図である。 図１に示すアレーアンテナの配置方法を示す斜視図である。 図１に示すアレーアンテナの他の配置方法を示す斜視図である。 図１に示すリアクタンステーブルの例を示す図である。 図１に示すリアクタンステーブルの他の例を示す図である。 パケットの構成図である。 図１に示す受信装置における動作を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２による受信装置の構成を示す概略図である。 無給電素子の電気的な透明化を説明するための図である。 図８に示す受信装置における動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１，４ 給電素子、２，３ 無給電素子、５，６ バラクタダイオード、７ 基板、１０ アレーアンテナ、２０，３０ 重付器、４０ 加算器、５０，５０Ａ 制御手段、６０，６０Ａ，６０Ｂ リアクタンステーブル、１００，１００Ａ 受信装置。

Claims (5)

1. 可変容量素子を含む無給電素子と、複数の給電素子とを有するアレーアンテナと、
   前記アレーアンテナによって受信された受信信号をウェイトを用いて処理し、出力信号を出力する出力回路と、
   前記アレーアンテナに到来する到来波の所定の到来方向と、前記アレーアンテナによって形成されるビームを前記所定の到来方向に向けるためのリアクタンス値との関係を保持するリアクタンステーブルと、
   パケットのプリアンブルの区間において、前記受信信号に基づいて前記アレーアンテナによって形成されるビームの方向が前記アレーアンテナに到来する到来波の方向に近づくように前記リアクタンステーブルからリアクタンス値を選択し、その選択したリアクタンス値に前記可変容量素子のリアクタンス値を制御するアナログビームフォーミングと、前記受信信号に基づいて前記アレーアンテナの出力における干渉電力および雑音電力に対する信号電力の比が最大になるように前記ウェイトを制御するデジタルビームフォーミングとを行なう制御手段とを備える受信装置。
2. 前記制御手段は、前記アナログビームフォーミングによって選択されたリアクタンス値を固定して前記デジタルビームフォーミングを行なう、請求項１に記載の受信装置。
3. 前記プリアンブルは、前記アナログビームフォーミングを行なうための第１の領域と、前記デジタルビームフォーミングを行なうための第２の領域とを含み、
   前記制御手段は、前記第１の領域を複数に分割した複数の区間において前記リアクタンステーブルに保持された複数のリアクタンス値が前記可変容量素子に順次設定されたときに前記アレーアンテナによって受信された複数の受信信号と、前記リアクタンステーブルに保持された各到来方向から到来波が到来したときの受信信号との相関値を演算し、最大の相関値が得られるときのリアクタンス値を前記リアクタンステーブルから選択して前記アナログビームフォーミングを行なう、請求項１または請求項２に記載の受信装置。
4. 前記制御手段は、前記アレーアンテナに実際に到来する到来波の到来方向を推定し、その推定した到来方向に最も近い方向のビームを形成するためのリアクタンス値を前記リアクタンステーブルから選択して前記アナログビームフォーミングを行なう、請求項１または請求項２に記載の受信装置。
5. 前記制御手段は、前記無給電素子から前記給電素子への電気的な影響を除去して前記到来波の到来方向を推定する、請求項４に記載の受信装置。

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