JP2012222792A

JP2012222792A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2012222792A
Application number: JP2011090196A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Taniguchi; 将一谷口; Kazunari Kihira; 一成紀平; Toru Takahashi; 徹高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】直径が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置されるアレーアンテナにおいて、放射特性のサイドローブレベルを低減すると共に、指向性利得を最大化させるアンテナ装置を得る。
【解決手段】直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域の外周１１上およびその内側の内周１２上に複数のアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍが配置されると共に、ステアリングベクトル演算部５、素子パターン相関行列格納部６および励振振幅・位相分布演算部７により、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置された上記各アンテナ素子による指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布Ｉを演算し、上記各アンテナ素子による各受信信号をその励振振幅・位相分布に基づいて励振処理および位相処理するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、アレーアンテナにより構成され、特にサイドローブレベルの低減および指向性利得を向上するアンテナ装置に関する。

アンテナ装置の性能として、サイドローブレベルを低減すると共に、指向性利得を向上することで、不要な外来雑音に耐性を持たせ、性能を向上させることは重要である。

従来のアンテナ装置として、同一平面上に、各々異なる半径の複数の同心円状アレーアンテナを備え、放射特性のサイドローブレベルを低減したものがある（特許文献１）。

国際公開第２００２／０６９４４８号

従来のアンテナ装置は、以上のように構成されていたので、直径が受信波長よりも大きい設置領域に配置されるアレーアンテナを対象としたものである。

しかし、直径が概ね受信波長以下となる設置領域に配置されるアレーアンテナでは、設置領域が狭いことから、放射特性の改善は期待できないと考えられていた。

したがって、直径が概ね受信波長以下となる設置領域に配置されるアレーアンテナにおいて、放射特性の改善がなされたアンテナ装置が無い等の課題があった。

この発明は、以上のような課題を解消するためになされたもので、直径が概ね波長以下となる設置領域に配置されるアレーアンテナにおいて、放射特性のサイドローブレベルを低減すると共に、指向性利得を最大化させるアンテナ装置を得ることを目的とする。

本発明に係るアンテナ装置は、直径が概ね波長以下となる設置領域の外周上および内周上に複数のアンテナ素子が配置されると共に、位相分布演算部、素子パターン相関行列格納部および励振振幅・位相分布演算部により、直径が概ね波長以下となる設置領域に配置された各アンテナ素子による指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算し、各アンテナ素子の各信号をその励振振幅・位相分布に基づいて励振処理および位相処理するようにしたものである。

本発明によれば、外周上および内周上に複数のアンテナ素子を配置することにより、放射特性のサイドローブレベルを低減することができる。また、直径が概ね波長以下となる設置領域に配置された各アンテナ素子による指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算することにより、指向性利得を最大化させることができる。よって、直径が概ね波長以下となる設置領域に配置されたアレーアンテナにおいて、放射特性のサイドローブレベルを低減すると共に、指向性利得を最大化させることができる効果がある。

この発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。アレーアンテナのビーム方向を示す説明図である。この発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の放射特性を示す特性図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図である。
図１において、アレーアンテナ１，２は、外周１１上に配置されたＮ（Ｎは２以上の任意の自然数）個のアンテナ素子１−１〜１−Ｎと、内周１２上に配置されたＭ（Ｍは２以上の任意の自然数）個のアンテナ素子２−１〜２−Ｍとからなるものである。

アンテナ素子１−１〜１−Ｎは、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下に設定された外周１１上に配置されたものである。また、アンテナ素子２−１〜２−Ｍは、その外周１１の内側であって、その外周１１と同一の中心を持つ内周１２上に配置されたものである。

なお、外周１１と内周１２は任意の間隔で配置されているものとし、また、各周回上に配置されたアンテナ素子同士も任意の間隔で配置されているものとする。

Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ＋Ｍは、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍかの受信信号をアナログ／デジタル変換するものである。

ビーム方向指令部４は、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのメインビームを形成する方向を指令するものである。

ステアリングベクトル演算部（位相分布演算部）５は、ビーム方向指令部４によるビーム方向指令に応じたアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのステアリングベクトル（位相分布）を演算するものである。

素子パターン相関行列格納部６は、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ間における素子パターンの相関を示す行列を予め保持したものである。

励振振幅・位相分布演算部７は、ステアリングベクトル演算部５によるステアリングベクトルおよび素子パターン相関行列格納部６による素子パターン相関行列に基づいてアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算するものである。

合成部８は、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍによる各受信信号を励振振幅・位相分布演算部７による励振振幅・位相分布に基づいて振幅処理および位相処理すると共に、合成出力するものである。

なお、図１に示したアンテナ装置の各構成要素は、例えば、マイコン等を実装している半導体回路基板等のハードウエアで実現されるものであっても良い。また、アンテナ装置の各構成要素の処理内容が記述されているプログラムをメモリに格納し、コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行するようなソフトウエアで実現されるものであっても良い。

次に動作について説明する。
図１において、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍは、各受信信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ＋Ｍは、各入力される受信信号をアナログ／デジタル変換して出力する。

一方、ビーム方向指令部４は、アレーアンテナ１，２において逐次変化するメインビームのビーム方向指令Ｄｉｒを出力する。

図２はアレーアンテナのビーム方向を示す説明図である。
図２において、Ｄｉｒはメインビームのビーム方向、すなわち、ビーム方向指令に相当するものである。

このメインビームのビーム方向Ｄｉｒは、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍの配列面をｘ，ｙ軸平面とし、その垂直軸をｚ軸とすれば、ｚ軸とのなす仰角θ₀と、ｘ軸とのなす方位角φ₀との合成により表すことができる。

すなわち、ビーム方向指令Ｄｉｒは、（θ₀：仰角，φ₀：方位角）で表すことができ、ビーム方向指令部４は、この（θ₀：仰角，φ₀：方位角）を逐次変化するメインビームのビーム方向指令Ｄｉｒとして出力する。

次に、ステアリングベクトル演算部５は、ビーム方向指令部４から入力されるビーム方向指令Ｄｉｒに応じて、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−ＭのステアリングベクトルＶを下記式（１）のように演算する。

式（１）において、ｋは波数であり、受信周波数をｆとすれば、ｋ＝２πｆ／ｃ、但し、ｃは電磁波の伝搬速度で定義されるものである。ａ_１〜ａ_Ｎ＋Ｍは配置距離であり、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍが配置された外周１１および内周１２の円の中心からの距離である。Ψ_１〜Ψ_Ｎ＋Ｍは配置角度であり、図２において、ｘ，ｙ軸平面に配置されたアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのｘ軸とのなす角度である。

このような、式（１）、波数ｋ、配置距離ａ_１〜ａ_Ｎ＋Ｍおよび配置角度Ψ_１〜Ψ_Ｎ＋Ｍは、ステアリングベクトル演算部５において予め保持され、ビーム方向指令部４によるビーム方向指令Ｄｉｒ、すなわち、（θ₀：仰角，φ₀：方位角）の入力に応じてステアリングベクトルＶを演算して出力する。

また、素子パターン相関行列格納部６は、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ間における素子パターン相関行列ｂを下記式（２）のように予め保持している。

式（２）において、ρ_ｍｎは各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ間の距離であり、ｍを一方のアンテナ素子とし、ｎを他方のアンテナ素子とした場合のアンテナ素子間の距離である。

このような、式（２）、波数ｋおよびアンテナ素子間距離ρ_ｍｎに基づいて、素子パターン相関行列ｂを予め演算しておき、素子パターン相関行列格納部６において保持しておく。

さらに、励振振幅・位相分布演算部７は、ステアリングベクトル演算部５によるステアリングベクトルＶおよび素子パターン相関行列格納部６による素子パターン相関行列ｂに基づいて、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布Ｉを下記式（３）のように演算する。

Ｉ＝ｂ・Ｖ・・・（３）

このようにして、励振振幅・位相分布演算部７では、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置された各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍによる指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算することができる。

合成部８は、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ＋Ｍを通じて入力される、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍからの各受信信号を、励振振幅・位相分布演算部７による励振振幅・位相分布に基づいて振幅処理および位相処理すると共に、合成出力する。

次に、励振振幅・位相分布演算部７において演算された励振振幅・位相分布が、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍによる指向性利得を最大化させることができる理由について説明する。

一般的に、指向性利得は、下記式（４）で表わされる。

式（４）において、Ｅは放射電界であり、ｆ（θ，φ）を素子パターンとすると、放射電界Ｅは、下記式（５）で与えられる。

ここで、下記式（６）および下記式（７）を定義する。

式（６）における［Ｉ］の複素共役を［Ｉ］^＋とすると、指向性利得を示す式は、下記式（８）、下記式（９）のように表現することができる。

但し、［Ａ］＝［ｅ］［ｅ］^＋，［Ｂ］＝［ｂ_ｍｎ］

指向性利得が最大となる固有値は、［Ｂ］^−１を逆行列とすると、下記式（１０）で得られる。

よって、指向性利得が最大となる励振振幅・位相分布は、下記式（１１）となる。

この式（１１）は、上記式（３）に他ならない。
したがって、励振振幅・位相分布演算部７において演算された励振振幅・位相分布が、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍによる指向性利得を最大化させることができる。

なお、以上の説明の参考資料として、以下の文献がある。
M. T .Ma, Theory and Application of Antenna Arrays, Wiley-Interscience, 1973， pp.156-163.

以上のように、この実施の形態１によれば、外周１１上にアンテナ素子１−１〜１−Ｎを配置すると共に、内周１２上に複数のアンテナ素子２−１〜２−Ｍを配置することにより、放射特性のサイドローブレベルを低減することができる。また、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置された各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍによる指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算することにより、指向性利得を最大化させることができる。よって、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置されたアレーアンテナにおいて、放射特性のサイドローブレベルを低減すると共に、指向性利得を最大化させることができる効果がある。

また、上記実施の形態１によれば、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ＋Ｍ、および合成部８を通じて受信する機能について説明したが、送信する機能に上記実施の形態１の発明を適用するようにしても良く、同様な効果が得られる。

すなわち、上記実施の形態１のアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ、Ａ／Ｄ変換器３−１〜３−Ｎ＋Ｍ、および合成部８に代えて、直径ｄ１が送信波長の概ね１波長以下となる設置領域に配置された各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍと、送信信号をアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍへの各送信信号に分配すると共に、各送信信号を励振振幅・位相分布演算部７による励振振幅・位相分布に基づいて振幅処理および位相処理する分配部と、分配された各送信信号をデジタル／アナログ変換し、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍに供給するＤ／Ａ変換器とを備えたものであっても良い。

さらに、送受信共用の機能に上記実施の形態１の発明を適用するようにしても良く、同様な効果が得られる。

実施の形態２．
この実施の形態２は、自己／相互インピーダンスに基づいて素子間相互結合を補償するものである。
図３はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置を示す構成図である。
図３において、自己／相互インピーダンス行列格納部９は、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ間における自己／相互インピーダンスを示す行列を予め保持したものである。

また、励振振幅・位相分布演算部１０は、ステアリングベクトル演算部５によるステアリングベクトル、素子パターン相関行列格納部６による素子パターン相関行列および自己／相互インピーダンス行列格納部９による自己／相互インピーダンス行列に基づいて素子間相互結合を補償したアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算するものである。

なお、図３に示したアンテナ装置の構成要素である、自己／相互インピーダンス行列格納部９は、ハードウエアまたはソフトウエア、およびそれらの組み合わせによって実現されるものであって良い。

次に動作について説明する。
図３において、図１と同様に、直径ｄ１が受信波長以下に設定された外周１１上にアンテナ素子１−１〜１−Ｎが配置されると共に、内周１２上にアンテナ素子２−１〜２−Ｍが配置されている。

このように、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍを限られた設置領域内に多く配置させた場合、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ同士が近接するため、素子間相互結合の影響は無視できない。

そこで、アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍ間における自己／相互インピーダンス行列Ｚを予め演算しておき、自己／相互インピーダンス行列格納部９に格納しておく。

励振振幅・位相分布演算部１０では、ステアリングベクトル演算部５によるステアリングベクトルＶ、素子パターン相関行列格納部６による素子パターン相関行列ｂおよび自己／相互インピーダンス行列格納部９による自己／相互インピーダンス行列Ｚに基づいて素子間相互結合を補償したアンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍのメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布Ｉを、下記式（１２）のように演算する。

Ｉ＝Ｚ・ｂ・Ｖ・・・（１２）

自己／相互インピーダンス行列Ｚを、下記式（１３）に示す。

式（１３）において、Ｕは単位行列、Ｚ_０は特性インピーダンス、Ｚ_１，１〜Ｚ_{Ｎ＋Ｍ，Ｎ＋Ｍ}は素子間相互結合である。

このとき、自己／相互インピーダンス行列Ｚは、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍを線状ダイポールアンテナとして、以下のとおり演算することができる。

一般的に、アンテナ系のインピーダンスは、ｎ個の給電点が存在するとき、開放給電点をｒ、給電点をｓとすると、各給電点の電圧Ｖおよび電流Ｉは、下記式（１４）となる。

なお、Ｚ_１１，Ｚ_２２，・・・，Ｚ_ｎｎは自己インピーダンス、その他の項は相互インピーダンスと呼ぶ。

例えば、線状アンテナの自己および相互インピーダンスは、下記式（１５）から得られる。ここで、ｍ＝ｎは自己インピーダンス、ｍ≠ｎは相互インピーダンスを示す。

式（１５）において、dは素子間距離、Lは素子長、βはπ／L、Ｃｉ（ｘ）およびＳｉ（ｘ）はそれぞれ余弦積分および正弦積分であり、Ｅｉ（±ｊｘ）＝Ｃｉ（ｘ）±ｊＳｉ（ｘ）である。

このようにして、自己／相互インピーダンス行列Ｚを、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍを線状ダイポールアンテナとして、演算することができる。

なお、上記式（１５）により演算される自己／相互インピーダンス行列Ｚには、上記式（１３）における特性インピーダンスＺ_０は含まれていない。
特性インピーダンスＺ_０は、各アンテナ素子１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍに電波を入力する部分における特性によって決定される値なので、予め測定等を行い、自己／相互インピーダンス行列格納部９に格納しておく。
そして、上記式（１３）に基づいて、上記式（１５）により演算される自己／相互インピーダンス行列Ｚと、予め格納された特性インピーダンスＺ_０とから正式な自己／相互インピーダンス行列Ｚを演算するようにすれば良い。

なお、以上の説明の参考資料として、以下の文献がある。
John D. Kraus, Antennas For All Applications, 3^rd ed.， McGraw-Hill, 2002, pp.446-453.

図４はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置の配置例を示す上面図である。
図４のように、外周１１および内周１２がそれぞれ円形に形成され、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下に設定された外周１１上に５つのアンテナ素子を均等に配置すると共に、内周１２上に５つのアンテナ素子を均等に配置したものである。

図５はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置の放射特性を示す特性図である。
図５において、放射特性１３（破線）は、図４において、外周１１にのみ５つのアンテナ素子を均等に配置した場合である。また、放射特性１４（実線）は、図４に示したとおり、外周１１および内周１２にそれぞれ５つずつアンテナ素子を均等に配置し、各アンテナ素子に対して上述の素子間相互結合を補償した場合である。

この図５に示すように、放射特性１４では、放射特性１３に対して、サイドローブレベルを大幅に低減することができる。また、放射特性１３の指向性利得は、１２．５７ｄＢｉに対して、放射特性１４の指向性利得は、１５．１３ｄＢｉであり、指向性利得についても大幅に向上させることができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、自己／相互インピーダンス行列格納部９による自己／相互インピーダンスＺに基づいて素子間相互結合を補償することにより、放射特性のサイドローブレベルを大幅に低減すると共に、指向性利得を大幅に向上させることができる効果がある。

また、円形に形成された外周１１上および内周１２上にそれぞれ複数のアンテナ素子が配置されるようにし、各アンテナ素子の設置場所の自由度を持たせることができる効果がある。

実施の形態３．
この実施の形態３は、アンテナ素子を様々な形状の外周上および内周上に配置し、各アンテナ素子の設置場所の自由度を、さらに、持たせるようにしたものである。

図６はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の配置例を示す上面図である。
図６のように、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に内接するように三角形に形成された外周１５、および三角形に形成された内周１６を有し、各頂点にアンテナ素子を配置することで、均等配置したものである。

図７はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。
図７のように、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に内接するように四角形に形成された外周１７、および四角形に形成された内周１８を有し、各頂点にアンテナ素子を配置することで、均等配置したものである。

図８はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。
図８のように、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に内接するように五角形に形成された外周１９、および五角形に形成された内周２０を有し、各頂点にアンテナ素子を配置することで、均等配置したものである。

このように、直径ｄ１が受信波長の概ね１波長以下となる設置領域に内接するようにｎ角形（ｎは３以上の任意の自然数）に形成された外周、およびｎ角形に形成された内周を有し、各頂点にアンテナ素子を配置することで、均等配置するようにしても良い。

図９はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。
図６から図８では、ｎ角形に形成された外周および内周の各頂点にアンテナ素子を配置するものを示したが、図９のように、外周２１および内周２２の各頂点以外の辺上にアンテナ素子を配置するものであっても良い。

図１０はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。
図４では、外周１１および内周１２に配置されるアンテナ素子は、円の中心から引いた同一直線上に配置されるものを示したが、図１０のように、内周２４に配置されるアンテナ素子を、円の中心から外周２３上に配置されたアンテナ素子に引いた直線上からシフトした位置に配置するものであっても良い。

図１１はこの発明の実施の形態３によるアンテナ装置の他の配置例を示す上面図である。
図１１のように、外周２５の内側に、複数の内周２６，２７を有し、また、外周２５、内周２６，２７間の間隔を不等間隔に設定し、外周２５、および複数の内周２６，２７のそれぞれに複数のアンテナ素子を配置するものであっても良い。

なお、図１１では、外周２５の内側に、２つの内周２６，２７を有するものについて示したが、外周２５の内側に、３つ以上の内周を有するものであっても良いことは、言うまでもない。

以上のように、この実施の形態３によれば、アンテナ素子を様々な形状の外周上および内周上に配置されるようにし、各アンテナ素子の設置場所の自由度を持たせることができる効果がある。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意な構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意な構成要素の省略が可能である。

１，２アレーアンテナ、１−１〜１−Ｎ，２−１〜２−Ｍアンテナ素子、３−１〜３−Ｎ＋ＭＡ／Ｄ変換器、４ビーム方向指令部、５ステアリングベクトル演算部（位相分布演算部）、６素子パターン相関行列格納部、７，１０励振振幅・位相分布演算部、８合成部、９自己／相互インピーダンス行列格納部、１１，１５，１７，１９，２１，２３，２５外周、１２，１６，１８，２０，２２，２４，２６，２７内周、１３，１４放射特性。

Claims

直径が概ね波長以下となる設置領域の外周上に複数のアンテナ素子が配置されると共に、その外周の内側の内周上に複数のアンテナ素子が配置されたアレーアンテナと、
上記各アンテナ素子のメインビームを形成する方向を指令するビーム方向指令部と、
上記ビーム方向指令部によるビーム方向指令に応じた上記各アンテナ素子の位相分布を演算する位相分布演算部と、
上記各アンテナ素子間における素子パターンの相関を示す行列を予め保持した素子パターン相関行列格納部と、
上記位相分布演算部による位相分布および上記素子パターン相関行列格納部による素子パターン相関行列に基づいて上記各アンテナ素子のメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算する励振振幅・位相分布演算部とを備え、
上記各アンテナ素子の各受信信号を上記励振振幅・位相分布演算部による励振振幅・位相分布に基づいて励振処理および位相処理することを特徴とするアンテナ装置。
上記各アンテナ素子間における自己／相互インピーダンスを示す行列を予め保持した自己／相互インピーダンス行列格納部を備え、
上記励振振幅・位相分布演算部は、
上記位相分布演算部による位相分布、上記素子パターン相関行列格納部による素子パターン相関行列および上記自己／相互インピーダンス行列格納部による自己／相互インピーダンスに基づいて素子間相互結合を補償した上記各アンテナ素子のメインビームを形成する方向への指向性利得を最大化させる励振振幅・位相分布を演算することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
アレーアンテナは、それぞれ円形に形成された外周上および内周上にそれぞれ複数のアンテナ素子が配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
アレーアンテナは、それぞれｎ角形（ｎは３以上の任意の自然数）に形成された外周上および内周上にそれぞれ複数のアンテナ素子が配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
アレーアンテナは、外周の内側に複数の内周を有し、それら複数の内周上にそれぞれ複数のアンテナ素子が配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。