JP2014102195A - レーダ装置およびレーダ装置のモニタ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナモジュール以外の構成品による影響を除外すると共に、単純な構成によってアンテナモジュールの動作状態を正確且つ容易に把握する。
【解決手段】 本発明のレーダ装置１０は、レーダ処理部２０と、切替部３０と、スイッチ４１、４２、信号調整部４３およびカップラ４４を備えたアンテナモジュール４０と、アンテナ素子５０と、モニタ動作時に、モニタ信号を生成して出力すると共に戻ってきたモニタ信号の計測値に基づいてアンテナモジュールの動作状態を把握するモニタ部６０と、を備える。モニタ部６０は、スイッチ４１、４２が信号調整部４３およびカップラ４４を選択している時の第１モニタ信号の計測値と、スイッチ４１、４２が互いを選択している時の第２モニタ信号の計測値との差分に基づいてアンテナモジュール４０の動作状態を把握する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーダ装置および該レーダ装置のモニタ方法に関し、特に、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置を備えたレーダ装置および該レーダ装置におけるアクティブフェーズドアレイアンテナ装置のモニタ方法に関する。

アクティブフェーズドアレイアンテナ装置を備えるレーダ装置が広く用いられている。アクティブフェーズドアレイアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と１対１に対応付けられ、アンテナ素子に供給またはアンテナ素子から供給される高周波信号の振幅および位相を制御する、複数のアンテナモジュールを備える。

レーダ装置において複数のアンテナモジュールが正常に稼働しているか否かを判断する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１のレーダ装置は、複数のアンテナモジュールから出力されたモニタ信号の出力電力が所定の規格範囲内に入っているか否かを判定することにより、アンテナモジュールが正常に稼働しているか否かを判断する。さらに、特許文献１のレーダ装置は、アンテナモジュールにおいて所定の調整が施されたＲＦ信号の電力およびアンテナモジュールに入力した直後のＲＦ信号の位相を計測し、計測結果を用いて演算したビーム指向特性が所定の規格特性を満足するか否かを判定することにより、所望のビーム特性が実現できているか否かを判断する。

特開平２−３０９２７８号公報

しかし、複数のアンテナモジュールから出力されたモニタ信号の出力電力に基づいてアンテナモジュールが正常に稼働しているか否か判断する場合、アンテナモジュール以外の構成品による影響も計測結果に含まれるため、アンテナモジュールの故障判定の精度が低下する。

また、所定のポイントでのＲＦ信号の電力と位相とを計測し、計測結果に基づいてビーム指向特性を演算して判断する場合、複数のアンテナモジュールのそれぞれに計測系を配置する必要があり、計測系の構成が複雑になると共に判定処理が複雑になる。

本発明の目的は、上記の課題に鑑みなされたものであり、アンテナモジュール以外の構成品による影響を除外できると共に、単純な構成によってアンテナモジュールの動作状態を正確且つ容易に把握することができるレーダ装置およびレーダ装置のモニタ方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係るレーダ装置は、レーダ信号を送受信するレーダ処理部と、レーダ動作時にレーダ処理部を選択してアンテナモジュールと接続し、モニタ動作時にモニタ部を選択してアンテナモジュールと接続する切替部と、入力した信号を調整する信号調整部、信号調整部または第２スイッチを選択して切替部と接続する第１スイッチ、カップラまたは第１スイッチを選択してモニタ部と接続する第２スイッチ、および、信号をアンテナ素子および信号調整部間を通過させると共に信号の一部を第２スイッチ側を通過させるカップラ、を備えたアンテナモジュールと、アンテナモジュールから入力した信号を外部空間へ放射すると共に外部空間から入射した信号をアンテナモジュールへ出力するアンテナ素子と、モニタ動作時に、モニタ信号を生成して出力すると共に戻ってきたモニタ信号の計測値に基づいてアンテナモジュールの動作状態を把握するモニタ部と、を備える。ここで、モニタ部は、第１スイッチおよび第２スイッチが信号調整部およびカップラを選択している時の第１モニタ信号の計測値と、第１スイッチおよび第２スイッチが互いを選択している時の第２モニタ信号の計測値との差分に基づいてアンテナモジュールの動作状態を把握する。

上記目的を達成するために本発明に係るレーダ装置のモニタ方法は、レーダ動作時に、レーダ処理部とアンテナモジュールとを接続し、レーダ処理部またはアンテナ素子から入力し、アンテナモジュールにおいて調整されたレーダ信号をアンテナ素子またはレーダ処理部へ出力し、モニタ動作時に、モニタ部とアンテナモジュールとを接続し、モニタ部において生成され、アンテナモジュールにおいて調整されたモニタ信号を、第１モニタ信号としてモニタ部に戻すと共に該第１モニタ信号の計測値を計測し、モニタ部において生成されたモニタ信号を、そのまま第２モニタ信号としてモニタ部に戻すと共に該第２モニタ信号の計測値を計測し、第１モニタ信号の計測値と第２モニタ信号の計測値との差分に基づいてアンテナモジュールの動作状態を把握する。

本発明に係るレーダ装置および該レーダ装置のモニタ方法は、アンテナモジュール以外の構成品による影響を除外できると共に、単純な構成によってアンテナモジュールの動作状態を正確且つ容易に把握することができる。

本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１０のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーダ装置１００のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るモニタ信号の通過経路を示した図である。 本発明の第３の実施形態に係るレーダ装置１００Ｂのブロック構成図である。 本発明の第４の実施形態に係るレーダ装置１００Ｃのブロック構成図である。 本発明の第５の実施形態に係るレーダ装置１００Ｄのブロック構成図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るレーダ装置について説明する。本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図１に示す。図１において、本実施形態に係るレーダ装置１０は、レーダ処理部２０、切替部３０、アンテナモジュール４０、アンテナ素子５０およびモニタ部６０を備える。

レーダ処理部２０は、送信信号を生成して切替部３０へ出力すると共に、切替部３０から入力した受信信号を処理する。以下、送信信号と受信信号とを区別する必要がない時は、送信信号および受信信号をレーダ信号と記載する。

切替部３０は、レーダ動作時にレーダ処理部２０を選択してアンテナモジュール４０と接続し、モニタ動作時にモニタ部６０を選択してアンテナモジュール４０と接続する。

アンテナモジュール４０は、第１スイッチ４１、第２スイッチ４２、信号調整部４３、カップラ４４および校正ライン４５を備える。

第１スイッチ４１は、信号調整部４３または校正ライン４５のいずれか一方を選択して切替部３０と接続する。本実施形態において、第１スイッチ４１は、レーダ動作時に信号調整部４３を選択すると共に、モニタ動作時の一部期間において信号調整部４３を、残りの期間において校正ライン４５を選択する。

第２スイッチ４２は、カップラ４４または校正ライン４５のいずれか一方を選択してモニタ部６０と接続する。第２スイッチ４２は、モニタ動作時において第１スイッチ４１と連動して動作する。すなわち、モニタ動作時において第２スイッチ４２は、第１スイッチ４１が信号調整部４３を選択している時にカップラ４４を選択し、第１スイッチ４１が校正ライン４５を選択している時に校正ライン４５を選択する。

信号調整部４３は、入力したレーダ信号およびモニタ信号の位相や振幅等を所望の値に調整して出力する。本実施形態に係るアンテナモジュール４０の信号調整部４３は、信号を電力増幅する増幅器および信号の位相を制御する移相器を含む。

カップラ４４は、入力したレーダ信号およびモニタ信号をアンテナ素子５０および信号調整部４３間を通過させると共に、入力したレーダ信号およびモニタ信号の一部を第２スイッチ４２および信号調整部４３間を通過させる。

校正ライン４５は、第１スイッチ４１の一つの端子と第２スイッチ４２の一つの端子とを接続し、第１スイッチ４１または第２スイッチ４２から入力したモニタ信号をそのまま反対側の第２スイッチ４２または第１スイッチ４１へ出力する。

アンテナ素子５０は、アンテナモジュール４０から入力した送信信号を外部空間へ放射すると共に、外部空間から入射した受信信号をアンテナモジュール４０へ出力する。

モニタ部６０は、第１端子６１および第２端子６２を備え、モニタ時にモニタ信号を生成して一方の端子（第１端子６１または第２端子６２）から出力すると共に、他方の端子（第２端子６２または第１端子６１）から入力したモニタ信号に基づいてアンテナモジュール４０の動作状態を把握する。

本実施形態において、モニタ部６０は、アンテナモジュール４０の第１スイッチ４１が信号調整部４３を、第２スイッチ４２がカップラ４４を選択している時のモニタ信号（以下、第１モニタ信号と記載する。）の計測値１と、第１スイッチ４１および第２スイッチ４２が校正ライン４５を選択している時のモニタ信号（以下、第２モニタ信号と記載する。）の計測値２と、の差分に基づいてアンテナモジュール４０の動作状態を把握する。信号調整部４３が増幅器および移相器を含む場合、モニタ部６０はモニタ信号の振幅の差分および位相の差分に基づいてアンテナモジュール４０の動作状態を把握する。

上記のように構成されたレーダ装置１０は、レーダ動作を行う場合、切替部３０がレーダ処理部２０を選択してレーダ処理部２０とアンテナモジュール４０とを接続すると共に、アンテナモジュール４０の第１スイッチ４１が信号調整部４３を選択する。

レーダ処理部２０において生成された送信信号は、切替部３０を介してアンテナモジュール４０に入力し、信号調整部４３において振幅や位相が調整された後、アンテナ素子５０から外部空間へ放射される。一方、外部空間からアンテナ素子５０に入射した受信信号は、信号調整部４３において振幅や位相が調整された後、切替部３０を介してレーダ処理部２０に出力され、レーダ処理部２０において処理される。

また、上記のように構成されたレーダ装置１０は、モニタ動作を行う場合、切替部３０がモニタ部６０を選択してモニタ部６０とアンテナモジュール４０とを接続すると共に、アンテナモジュール４０の第１スイッチ４１が信号調整部４３を選択し、第２スイッチ４２がカップラ４４を選択する。

モニタ部６０において生成されたモニタ信号は、切替部３０を介してアンテナモジュール４０の第１スイッチ４１に入力し、信号調整部４３において振幅や位相が調整された後、カップラ４４に入力する。カップラ４４に入力されたモニタ信号は所望のカップリングレベルで抽出され、第２スイッチ４２へ出力される。第２スイッチ４２がカップラ４４とモニタ部６０とを接続していることから、信号調整部４３において振幅や位相が調整された第１モニタ信号の一部がモニタ部６０へ入力する。モニタ部６０は、入力した第１モニタ信号の振幅や位相を計測して計測値１として記憶する。

レーダ装置１０は、モニタ部６０において計測値１を記憶した後、アンテナモジュール４０の第１スイッチ４１および第２スイッチ４２を制御して校正ライン４５を選択させる。これにより、モニタ部６０において生成されたモニタ信号は、切替部３０を介してアンテナモジュール４０の第１スイッチ４１に入力し、校正ライン４５および第２スイッチ４２を通過してそのままモニタ部６０に戻ってくる。

モニタ部６０は、戻ってきた第２モニタ信号を計測して計測値２を記憶する。モニタ部６０は計測値１と計測値２との差分を演算し、演算した差分に基づいてアンテナモジュール４０の動作状態を把握する。

本実施形態に係るレーダ装置１０は、演算した差分が所望の値からずれていた場合、演算した差分に基づいて信号調整部４３を調整する。そして、レーダ装置１０は信号調整部４３を調整した後、再度、計測値１および計測値２を計測し直し、再計測した計測値１および計測値２の差分に基づいて、アンテナモジュール４０の動作状態を把握し、ずれ量の許容値から外れている場合はアンテナモジュール４０が正常に動作していないと判断する。

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１０は、校正ライン４５を通過してそのまま戻ってきた第２モニタ信号の計測値２をレファレンスとして用い、信号調整部４３において調整された第１モニタ信号の計測値１から計測値２を差し引くことにより、アンテナモジュール４０の動作状態にのみ依存する計測値を取得し、アンテナモジュール４０の動作状態を把握する。この場合、単純な構成によってアンテナモジュール４０以外の構成品の影響を除外でき、アンテナモジュール４０の動作状態を正確且つ容易に把握することができ、演算した差分に基づいて信号調整部４３を高精度に補正できる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図２に示す。本実施形態では、レーダ装置として送信信号をアンテナ素子から外部空間へ放射する送信装置を適用する。図２において、本実施形態に係るレーダ装置１００は、励振部２００、切替スイッチ３００、電力分配器４１０、選択部４２０、ｎ個（ｎは１以上の整数）のアンテナモジュール５００、ｎ個のアンテナ素子６００、モニタ計測部７００および図示しない制御部を備える。

励振部２００は、励振信号を生成して切替スイッチ３００へ出力する。

切替スイッチ３００は、レーダ動作時に励振部２００を選択し、モニタ動作にモニタ計測部７００を選択する。本実施形態において、切替スイッチ３００は、レーダ動作時にモニタ動作へ移行させるための第１制御信号が入力することにより選択先をモニタ計測部７００へ切り替え、モニタ動作時にレーダ動作へ移行させるための第２制御信号が入力することにより選択先を励振部２００に戻す。

電力分配器４１０は、切替スイッチ３００を介して入力した励振信号またはモニタ信号をｎ個に分配し、ｎ個のアンテナモジュール５００へそれぞれ出力する。本実施形態において、電力分配器４１０とｎ個のアンテナモジュール５００とはフィーダによって接続され、励振信号およびモニタ信号はフィーダによって電力分配器４１０からアンテナモジュール５００へ出力される。

選択部４２０は、モニタ動作へ移行させるための第１制御信号が入力することによりモニタ対象のアンテナモジュール５００の選択を開始し、選択したアンテナモジュール５００から入力したモニタ信号をモニタ計測部７００へ出力する。選択部４２０は、通知信号が入力することによって、選択先を次のモニタ対象のアンテナモジュール５００へ切り替え、レーダ動作へ移行させるための第２制御信号が入力することによって、アンテナモジュール５００の選択を停止する。本実施形態において、選択部４２０とｎ個のアンテナモジュール５００とはフィーダによって接続され、モニタ信号はフィーダによってアンテナモジュール５００から選択部４２０へ出力される。

ｎ個のアンテナモジュール５００はそれぞれ、２個の切替スイッチ５１１、５１２、移相器５２０、電力増幅器５３０、カップラ５４０および校正ライン５５０を備える。ここで、図２ではアンテナモジュール５００内のモニタ動作に必要な要素のみを記載し、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置として機能するために必要な制御回路等は省略した。

切替スイッチ５１１は、移相器５２０および校正ライン５５０のいずれか一方を選択して電力分配器４１０と接続する。本実施形態において、切替スイッチ５１１は、レーダ動作時に移相器５２０を選択すると共に、モニタ動作時の一部期間において移相器５２０を、残りの期間において校正ライン５５０を選択する。切替スイッチ５１１は、モニタ動作時にアンテナモジュール５００に切替信号が入力することにより選択先を移相器５２０から校正ライン５５０へ切り替え、通知信号またはレーダ動作へ移行させるための第２制御信号が入力することにより、選択先を再び移相器５２０へ切り替える。

切替スイッチ５１２は、モニタ動作時にカップラ５４０および校正ライン５５０のどちらか一方を選択して選択部４２０と接続する。本実施形態において、モニタ動作時において切替スイッチ５１２は切替スイッチ５１１と連動して動作する。すなわち、切替スイッチ５１２は、切替スイッチ５１１が移相器５２０を選択している時はカップラ５４０を選択し、切替スイッチ５１１が校正ライン５５０を選択している時は校正ライン５５０を選択する。

移相器５２０は、入力した励振信号およびモニタ信号の位相を調整して電力増幅器５３０へ出力する。

電力増幅器５３０は、移相器５２０において位相が調整された励振信号の電力を増幅して送信信号としてカップラ５４０へ出力すると共に、移相器５２０において位相が調整されたモニタ信号の電力を増幅してカップラ５４０へ出力する。

カップラ５４０は、電力増幅器５３０、切替スイッチ５１２およびアンテナ素子６００と接続され、レーダ動作時に電力増幅器５３０から入力した送信信号をアンテナ素子６００へ出力する。また、カップラ５４０は、モニタ動作時に電力増幅器５３０から入力したモニタ信号から所望のカップリングレベルを抽出し、切替スイッチ５１２へ出力する。

校正ライン５５０は、切替スイッチ５１１から入力したモニタ信号をそのまま切替スイッチ５１２へ出力する。

ｎ個のアンテナ素子６００は、ｎ個のアンテナモジュール５００とそれぞれ１対１に対応付けられて接続されている。アンテナ素子６００は、対応するアンテナモジュール５００から入力した送信信号を外部空間へ放射する。

モニタ計測部７００は、切替スイッチ３００と接続されたモニタＯＵＴ端子７１０および選択部４２０と接続されたモニタＩＮ端子７２０を備える。モニタ計測部７００は、モニタ動作へ移行させるための第１制御信号が入力することによりモニタ信号の生成を開始し、生成したモニタ信号をモニタＯＵＴ端子７１０から切替スイッチ３００へ出力する。さらに、モニタ計測部７００は、選択部４２０およびモニタＩＮ端子７２０を介してｎ個のアンテナモジュール５００から入力したモニタ信号の振幅および位相を解析し、解析結果に基づいてｎ個のアンテナモジュール５００の動作状態を把握する。本実施形態に係るモニタ計測部７００はさらに、把握したアンテナモジュール５００の動作状態に基づいて、アンテナモジュール５００の移相器５２０を調整する。

上記のように構成されたレーダ装置１００は、レーダ動作を行う場合、切替スイッチ３００が励振部２００を、アンテナモジュール５００の切替スイッチ５１１が移相器５２０を選択する。励振部２００において生成された励振信号は、切替スイッチ３００および電力分配器４１０を介してｎ個のアンテナモジュール５００に入力し、アンテナモジュール５００の移相器５２０において位相が調整され、電力増幅器５３０において電力増幅された後、送信信号としてアンテナ素子６００から外部空間へ放射される。

また、上記のように構成されたレーダ装置１００は、モニタ動作を行う場合、図示しない制御部から切替スイッチ３００、選択部４２０、ｎ個のアンテナモジュール５００およびモニタ計測部７００へモニタ動作に関する第１制御信号を出力する。

モニタ計測部７００は、第１制御信号が入力することによってモニタ信号の生成を開始し、生成したモニタ信号を切替スイッチ３００へ出力する。切替スイッチ３００は、第１制御信号が入力した場合、選択先を励振部２００からモニタ計測部７００へ切り替え、モニタ計測部７００から入力したモニタ信号を電力分配器４１０へ出力する。電力分配器４１０は、入力したモニタ信号をｎ個に分配してｎ個のアンテナモジュール５００へそれぞれ出力する。

ｎ個のアンテナモジュール５００はそれぞれ、第１制御信号が入力することにより切替スイッチ５１２にカップラ５４０を選択させる。電力分配器４１０から入力したモニタ信号は、移相器５２０において位相が調整され、電力増幅器５３０において電力増幅された後、カップラ５４０において所望のカップリングレベルが抽出され、切替スイッチ５１２へ出力される。切替スイッチ５１２に入力したモニタ信号は選択部４２０へ出力される。

選択部４２０は、第１制御信号が入力した場合、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００を順次選択し、選択したアンテナモジュール５００から入力したモニタ信号をモニタ計測部７００へ出力する。この時のモニタ信号の経路を図３にφ１で示す。

モニタ計測部７００は、選択部４２０から入力した図３の経路φ１を通過したモニタ信号の振幅および位相を計測し、計測結果１（振幅１、位相１）を記憶する。モニタ計測部７００は、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００について計測結果１を記憶した後、切替信号を生成してモニタ信号と共に切替スイッチ３００へ出力する。

モニタ計測部７００から入力した切替信号およびモニタ信号は、電力分配器４１０においてｎ個に分割されてそれぞれアンテナモジュール５００へ入力する。アンテナモジュール５００は、切替信号が入力することにより切替スイッチ５１１、５１２の選択先を校正ライン５５０に切り替える。これにより、アンテナモジュール５００に入力したモニタ信号は校正ライン５５０を通過してそのまま選択部４２０へ出力され、モニタ計測部７００に入力する。この時のモニタ信号の経路を図３にφ２で示す。

モニタ計測部７００は、選択部４２０から入力した図３の経路φ２を通過したモニタ信号の振幅および位相を計測し、計測結果２（振幅２、位相２）を記憶する。モニタ計測部７００は、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００について計測結果２を記憶した後、通知信号を生成してモニタ信号と共に切替スイッチ３００へ出力する。

選択部４２０は、通知信号が入力した場合、選択先を最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００から次のモニタ対象のアンテナモジュール５００へ切り替える。そして、モニタ計測部７００は、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００の時と同様に、次のモニタ対象のアンテナモジュール５００について、計測結果１および計測結果２を記憶する。そして、モニタ計測部７００は、ｎ個のモニタ対象のアンテナモジュール５００についての計測結果１および計測結果２を記憶する。

モニタ計測部７００は、記憶したｎ個の計測結果１（振幅１、位相１）および計測結果２（振幅２、位相２）の差分を演算し、演算結果に基づいてｎ個のアンテナモジュール５００の動作状態を把握する。なお、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００について動作状態を把握した後、モニタ計測部７００が通知信号を生成し、順次、ｎ個のモニタ対象のアンテナモジュール５００の動作状態を把握していくことでも良い。本実施形態に係るレーダ装置１００は、モニタ動作が終了した場合、レーダ動作へ移行させるための第２制御信号を出力して再びレーダ動作を開始する。

ここで、本実施形態に係るモニタ計測部７００は、モニタ対象のアンテナモジュール５００について演算した位相の差分（位相２−位相１）と予め記憶されている基準値とを比較し、位相差が基準値から一定量以上ずれている場合、基準値と一致するようにモニタ対象のアンテナモジュール５００の移相器５２０で位相を補正する。移相器５２０で位相を補正した後、レーダ装置１００は再度、モニタ動作により位相１および位相２を取得し、位相差と基準値とを再度比較する。本実施形態に係るレーダ装置１００は、調整後の位相差が基準値から一定量以上ずれている場合、モニタ対象のアンテナモジュール５００が異常であると判断する。

さらに、本実施形態に係るモニタ計測部７００は、モニタ対象のアンテナモジュール５００についてそれぞれ、演算した振幅の差分（振幅２−振幅１）と予め記憶されている閾値とを比較し、振幅差が閾値よりも小さい場合はアンテナモジュール５００が異常であると判断する。

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１００は、図３の経路φ２を通過したモニタ信号の計測結果２をレファレンスとして用い、経路φ１を通過したモニタ信号の計測結果１から経路φ２を通過したモニタ信号の計測結果２の計測結果２を差し引くことにより、アンテナモジュール５００の機能にのみ依存する振幅データおよび位相データを取得する。この場合、アンテナモジュール５００以外の構成品の影響を除外でき、アンテナモジュール５００の故障判定および移相器５２０の補正の精度が向上する。

また、モニタ計測部７００において生成したモニタ信号をｎ個に分配してｎ個のアンテナモジュール５００へそれぞれ出力し、ｎ個のアンテナモジュール５００から出力されたモニタ信号をそれぞれ選択してモニタ計測部７００において計測する場合、計測系をｎ個のアンテナモジュール５００に配置する必要がない。従って、アンテナモジュール５００間の計測バラツキが生じないと共に、故障等したアンテナモジュール５００を交換した場合でも計測に関する基準データ等を継続して用いることができる。さらに、個々のアンテナモジュール５００に測定系を配置する必要がないことから、アンテナモジュール５００のサイズが大きくなることを抑制できると共にコストが上昇することを抑制できる。

なお、モニタ信号の振幅差が閾値よりも小さい場合に可変減衰器を用いて振幅値を補正することもできる。この場合、レーダ装置１００は再度、モニタ動作により振幅１および振幅２を取得し、調整後の振幅差が再び所定の閾値より小さい場合にアンテナモジュール５００が異常であると判断する。

また、上記の実施形態では、位相差が基準値から一定量以上ずれている場合に移相器５２０を補正し、再度、位相差を用いた判定を行ったが、補正を行うことなしにそのままアンテナモジュール５００が異常であると判断することもできる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施形態では、レーダ装置としてアンテナ素子を用いて外部空間から受信信号を受信して処理する受信装置を適用する。本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図４に示す。図４において、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｂは、切替スイッチ３００Ｂ、選択部４２０Ｂ、電力合成器４３０Ｂ、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂ、ｎ個のアンテナ素子６００Ｂ、モニタ計測部７００Ｂ、受信部８００Ｂおよび図示しない制御部を備える。以下、第２の実施形態に係るレーダ装置１００と異なる部分を中心に説明する。

選択部４２０Ｂは、モニタ動作へ移行させるための第３制御信号が入力することによりｎ個のアンテナモジュール５００Ｂを順次選択し、モニタ計測部７００Ｂから入力したモニタ信号を選択したアンテナモジュール５００Ｂへ出力する。また、選択部４２０Ｂは、通知信号が入力することによって、選択先を次のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂへ切り替え、レーダ動作へ移行させるための第４制御信号が入力することによって、アンテナモジュール５００Ｂの選択を停止する。

ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂはそれぞれ、２個の切替スイッチ５１１Ｂ、５１２Ｂ、移相器５２０Ｂ、低雑音増幅器５６０Ｂ、カップラ５４０Ｂおよび校正ライン５５０Ｂを備える。

切替スイッチ５１１Ｂは、レーダ動作時に移相器５２０Ｂを選択すると共に、モニタ動作時の一部期間において移相器５２０Ｂを、残りの期間において校正ライン５５０Ｂを選択する。切替スイッチ５１１Ｂは、モニタ動作時にアンテナモジュール５００Ｂに切替信号が入力することにより選択先を移相器５２０Ｂから校正ライン５５０Ｂへ切り替え、通知信号またはレーダ動作へ移行させるための第４制御信号が入力することにより、選択先を再び移相器５２０Ｂへ切り替える。

切替スイッチ５１２Ｂは、モニタ動作時において、切替スイッチ５１１Ｂが移相器５２０Ｂを選択している時にカップラ５４０Ｂと選択部４２０Ｂとを接続し、切替スイッチ５１１Ｂが校正ライン５５０Ｂを選択している時に校正ライン５５０Ｂと選択部４２０Ｂとを接続する。

カップラ５４０Ｂは、モニタ動作時に切替スイッチ５１２Ｂから入力したモニタ信号から所望のカップリングレベルを低雑音増幅器５６０Ｂへ出力する。レーダ動作時にアンテナ素子６００Ｂから入力した受信信号もカップラ５４０Ｂでカップリングされ一部の受信信号が切替スイッチ５１２Ｂ側へ出力されるが、図示しない終端等で吸収することが望ましい。

低雑音増幅器５６０Ｂはカップラ５４０Ｂから入力した受信信号およびモニタ信号を増幅して移相器５２０Ｂへ出力し、移相器５２０Ｂは低雑音増幅器５６０Ｂにおいて増幅された受信信号およびモニタ信号の位相を調整して切替スイッチ５１１Ｂへ出力する。

アンテナ素子６００Ｂは、外部空間から入射した受信信号をカップラ５４０Ｂへ出力する。

電力合成器４３０Ｂは、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂから出力された受信信号およびモニタ信号を切替スイッチ３００Ｂへ出力する。

切替スイッチ３００Ｂは、レーダ動作時に受信部８００Ｂを選択し、モニタ動作へ移行させるための第３制御信号が入力されることにより選択先をモニタ計測部７００Ｂへ切り替える。さらに、切替スイッチ３００Ｂは、レーダ動作へ移行させるための第４制御信号が入力することにより選択先を受信部８００Ｂに戻す。

受信部８００Ｂは、レーダ動作時に外部空間から入射した受信信号を処理する。

モニタ計測部７００Ｂは、切替スイッチ３００Ｂと接続されたモニタＩＮ端子７３０Ｂおよび選択部４２０Ｂと接続されたモニタＯＵＴ端子７４０Ｂを備える。モニタ計測部７００Ｂは、モニタ動作へ移行させるための第３制御信号が入力することによりモニタ信号の生成を開始し、生成したモニタ信号をモニタＯＵＴ端子７４０Ｂから選択部４２０Ｂへ出力する。さらに、モニタ計測部７００Ｂは、モニタＩＮ端子７３０Ｂから入力したモニタ信号の振幅および位相を解析し、解析結果に基づいてアンテナモジュール５００Ｂの動作状態を把握する。

上記のように構成されたレーダ装置１００Ｂは、レーダ動作を行う場合、切替スイッチ３００Ｂが受信部８００Ｂを、アンテナモジュール５００Ｂの切替スイッチ５１１Ｂが移相器５２０Ｂを選択する。アンテナ素子６００Ｂに入射した受信信号は、カップラ５４０Ｂを介して低雑音増幅器５６０Ｂに入力し、低雑音増幅器５６０Ｂにおいて電力増幅され、移相器５２０Ｂにおいて位相が調整された後、電力合成器４３０Ｂに入力する。電力合成器４３０Ｂに入力した受信信号は、他のアンテナモジュール５００Ｂから入力した受信信号と合成され、受信部８００Ｂで処理される。

また、上記のように構成されたレーダ装置１００Ｂは、モニタ動作を行う場合、図示しない制御部から切替スイッチ３００Ｂ、選択部４２０Ｂ、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂおよびモニタ計測部７００Ｂへモニタ動作に関する第３制御信号を出力する。

モニタ計測部７００Ｂは、第３制御信号が入力されることによってモニタ信号の生成を開始し、生成したモニタ信号を選択部４２０Ｂへ出力する。選択部４２０Ｂは、第３制御信号が入力した場合、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂを選択し、モニタ計測部７００Ｂから入力したモニタ信号を選択したアンテナモジュール５００Ｂへ出力する。

ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂはそれぞれ、第３制御信号が入力した場合、切替スイッチ５１２Ｂにカップラ５４０Ｂを選択させる。また、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂに入力したモニタ信号は、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂにおいて、切替スイッチ５１２Ｂからカップラ５４０Ｂへ入力し、カップラ５４０Ｂにおいて所望のカップリングレベルが抽出され、低雑音増幅器５６０Ｂへ出力される。そして、低雑音増幅器５６０Ｂにおいて電力増幅された後、移相器５２０Ｂにおいて位相が調整され、切替スイッチ５１１Ｂから電力合成部４３０Ｂへ出力される。

電力合成部４３０Ｂは、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂから出力されたモニタ信号を切替スイッチ３００Ｂへ出力する。

切替スイッチ３００Ｂは、第３制御信号が入力した場合に選択先を受信部８００Ｂからモニタ計測部７００Ｂへ切り替え、電力合成部４３０Ｂから入力したモニタ信号をモニタ計測部７００Ｂへ出力する。モニタ計測部７００Ｂは入力したモニタ信号（低雑音増幅器５６０Ｂおよび移相器５２０Ｂを通過）の振幅および位相を計測し、計測結果３（振幅３、位相３）として記憶した後、切替信号を生成してモニタ信号と共に選択部４２０Ｂへ出力する。

モニタ計測部７００Ｂから入力した切替信号は、選択部４２０Ｂを介して最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂへ入力し、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂは切替信号が入力することによって、切替スイッチ５１１Ｂ、５１２Ｂの選択先を校正ライン５５０Ｂに切り替える。従って、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂに入力したモニタ信号は、校正ライン５５０Ｂを通過してそのまま電力合成部４３０Ｂへ出力され、切替スイッチ３００Ｂを介してモニタ計測部７００Ｂへ出力される。

モニタ計測部７００Ｂは、入力したモニタ信号（校正ライン５５０Ｂを通過）の振幅および位相を計測し、計測結果４（振幅４、位相４）として記憶する。モニタ計測部７００Ｂは、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂについての計測結果４を記憶した後、通知信号を生成して出力する。通知信号が入力した場合、選択部４２０Ｂは、選択先を最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂから次のモニタ対象のアンテナモジュール５００へ切り替え、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂは切替スイッチ５１１Ｂの選択先を移相器５２０Ｂに戻す。

モニタ計測部７００Ｂは、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂの時と同様に、次のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂについて、計測結果３および計測結果４を記憶する。そして、モニタ計測部７００Ｂは、ｎ個のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｂについての計測結果３および計測結果４を記憶する。

モニタ計測部７００Ｂは、第２の実施形態で説明したモニタ計測部７００と同様の方法で、計測結果４（振幅４、位相４）をレファレンスとして用い、計測結果３と計測結果４との差分に基づいて、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｂの動作状態を把握し、移相器５２０Ｂの補正やアンテナモジュール５００Ｂの故障判定等を実施する。

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｂは、校正ライン５５０Ｂを通過したモニタ信号の計測結果４をレファレンスとして用いることにより、アンテナモジュール５００Ｂの機能にのみ依存する振幅データおよび位相データを取得し、これに基づいてアンテナモジュール５００Ｂの動作状態を把握する。この場合、アンテナモジュール５００Ｂ以外の構成品の影響を除外でき、アンテナモジュール５００Ｂの故障判定および移相器５２０Ｂの補正の精度が向上する。

（第４の実施形態）
第４の実施形態について説明する。本実施形態では、レーダ装置として、送信信号をアンテナ素子から外部空間へ放射すると共に外部空間からアンテナ素子に入射した受信信号を処理する送受信装置を適用する。本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図５に示す。

図５において、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｃは、励振部２００Ｃ、切替スイッチ３１０Ｃ、３２０Ｃ、電力分配器４１０Ｃ、選択部４２０Ｃ、電力合成器４３０Ｃ、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃ、ｎ個のアンテナ素子６００Ｃ、モニタ計測部７００Ｃ、受信部８００Ｃおよび図示しない制御部を備える。

アンテナモジュール５００Ｃはそれぞれ、切替スイッチ５１１Ｃ、５１２Ｃ、５１３Ｃ、移相器５２０Ｃ、電力増幅器５３０Ｃ、カップラ５４０Ｃ、校正ライン５５１Ｃ、５５２Ｃ、低雑音増幅器５６０Ｃおよび切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃを備える。

切替スイッチ５１１Ｃ、５１２Ｃは、切替スイッチ５７１Ｃまたは切替スイッチ５１３Ｃのいずれか一方を選択すると共に、切替スイッチ５１３Ｃは切替スイッチ５１１Ｃ、５１２Ｃまたはカップラ５４０Ｃのいずれか一つを選択する。

切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃは、送信系の動作を行う場合に切替スイッチ５１１Ｃおよび電力増幅器５３０Ｃを選択し、受信系の動作を行う場合に切替スイッチ５１２Ｃおよび低雑音増幅器５６０Ｃを選択する。切替スイッチの動作については後述する。

励振部２００Ｃおよび電力分配器４１０Ｃは、第２の実施形態で説明したレーダ装置１００の励振部２００および電力分配器４１０と同様に機能する。電力合成器４３０Ｃおよび受信部８００Ｃは、第３の実施形態で説明したレーダ装置１００Ｂの電力合成器４３０Ｂおよび受信部８００Ｂと同様に機能する。

モニタ計測部７００Ｃは、切替スイッチ３１０Ｃと接続されたモニタＯＵＴ端子７１０Ｃ、切替スイッチ３２０Ｃと接続されたモニタＩＮ端子７３０Ｃおよび選択部４２０Ｃと接続されたモニタ端子７５０Ｃを備える。以下、第２の実施形態および第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

上記のように構成されたレーダ装置１００Ｃは、レーダ動作を行う場合、切替スイッチ３１０Ｃが励振部２００Ｃを、切替スイッチ３２０Ｃが受信部８００Ｃを、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５１１Ｃ、５１２Ｃがそれぞれ切替スイッチ５７１Ｃを選択している。

そして、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃがそれぞれ送信系（切替スイッチ５１１Ｃ、電力増幅器５３０Ｃ）を選択することにより、励振部２００Ｃにおいて生成された励振信号が切替スイッチ３１０Ｃおよび電力分配器４１０Ｃを介してｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５１１Ｃに入力し、移相器５２０Ｃにおいて位相が調整され、電力増幅器５３０Ｃにおいて電力増幅された後、送信信号としてアンテナ素子６００Ｃから外部空間へ放射される。

一方、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃが受信系（切替スイッチ５１２Ｃ、低雑音増幅器５６０Ｃ）を選択することにより、ｎ個のアンテナ素子６００Ｃから入射した受信信号は、低雑音増幅器５６０Ｃにおいて増幅され、移相器５２０Ｃにおいて位相が調整された後、切替スイッチ５１２Ｃから電力合成器４３０Ｃへ出力されて他のアンテナモジュール５００Ｃから入力した受信信号と合成され、受信部８００Ｃにおいて処理される。

さらに、上記のように構成されたレーダ装置１００Ｃは、モニタ動作を行う場合、図示しない制御部が、切替スイッチ３１０Ｃ、３２０Ｃ、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃ、選択部４２０Ｃおよびモニタ計測部７００Ｃへモニタ動作に関する第１制御信号を出力する。

第１制御信号が入力することによって、モニタ計測部７００Ｃはモニタ信号を生成してモニタＯＵＴ端子７１０Ｃから切替スイッチ３１０Ｃへ出力し、切替スイッチ３１０Ｃ、３２０Ｃは共にモニタ計測部７００Ｃを選択し、選択部４２０Ｃはｎ個のアンテナモジュール５００Ｃを順次選択する。さらに、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃは、第１制御信号が入力することによって、切替スイッチ５１３Ｃにカップラ５４０Ｃを選択させると共に切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃに送信系（切替スイッチ５１１Ｃ、電力増幅器５３０Ｃ）を選択させる。

従って、モニタ計測部７００Ｃから出力されたモニタ信号は、切替スイッチ３１０Ｃおよび電力分配器４１０Ｃを介してｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５１１Ｃに順次入力する。各アンテナモジュール５００Ｃにおいて送信系が選択されていることから、入力したモニタ信号は移相器５２０Ｃおよび電力増幅器５３０Ｃにおいて位相および振幅が調整された後、カップラ５４０Ｃにおいて所望のカップリングレベルで抽出され切替スイッチ５１３Ｃへ出力される。

切替スイッチ５１３Ｃへ出力されたモニタ信号は、選択部４２０Ｃおよびモニタ端子７５０Ｃを介してモニタ計測部７００Ｃに入力し、モニタ計測部７００Ｃにおいて振幅および位相が計測される。

モニタ計測部７００Ｃは、計測結果１（振幅１、位相１）を記憶した後、切替信号を生成してモニタ信号と共に出力する。切替信号が入力することにより、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃはそれぞれ、切替スイッチ５１１Ｃ、５１３Ｃの選択先を校正ライン５５１Ｃに切り替える。これにより、アンテナモジュール５００Ｃに入力したモニタ信号は、校正ライン５５１Ｃを通過してそのまま選択部４２０Ｃへ出力され、モニタ計測部７００Ｃへ入力する。モニタ計測部７００Ｃは、校正ライン５５１Ｃを経たモニタ信号の振幅・位相を計測して計測結果２（振幅２、位相２）を記憶する。

本実施形態に係るレーダ装置１００Ｃの図示しない制御部は、モニタ計測部７００Ｃが計測結果２（振幅２、位相２）を記憶した後さらに、切替スイッチ３１０Ｃ、３２０Ｃ、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃ、選択部４２０Ｃおよびモニタ計測部７００Ｃへモニタ動作に関する第３制御信号を出力する。

第３制御信号が入力することによって、モニタ計測部７００Ｃは生成したモニタ信号をモニタ端子７５０Ｃから選択部４２０Ｃへ出力し、選択部４２０Ｃは入力したモニタ信号をｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５１３Ｃへ順次出力する。

ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃは、第３制御信号が入力することによって、切替スイッチ５１２Ｃに切替スイッチ５７１Ｃを選択させ、切替スイッチ５１３Ｃにカップラ５４０Ｃを選択させると共に切替スイッチ５７１Ｃ、５７２Ｃ、５７３Ｃに受信系（切替スイッチ５１２Ｃ、低雑音増幅器５６０Ｃ）を選択させる。

従って、アンテナモジュール５００Ｃの切替スイッチ５１３Ｃに入力したモニタ信号は、切替スイッチ５１３Ｃからカップラ５４０Ｃへ出力され、モニタ信号の一部が切替スイッチ５７３Ｃに入力する。切替スイッチ５７３Ｃに入力したモニタ信号は、低雑音増幅器５６０Ｃおよび移相器５２０Ｃにおいて振幅および位相が調整された後、切替スイッチ５１２Ｃを介して電力合成器４３０Ｃに入力し、切替スイッチ３２０ＣおよびモニタＩＮ端子７３０Ｃを介してモニタ計測部７００Ｃへ入力する。

モニタ計測部７００Ｃは入力したモニタ信号の振幅・位相を計測して計測結果３（振幅３、位相３）を記憶する。切替信号が入力することにより、ｎ個のアンテナモジュール５００Ｃはそれぞれ、切替スイッチ５１２Ｃ、５１３Ｃの選択先を校正ライン５５２Ｃに切り替える。これにより、アンテナモジュール５００Ｃに入力したモニタ信号は、校正ライン５５２Ｃを通過してそのまま電力合成器４３０Ｃへ出力され、モニタ計測部７００Ｃへ入力する。モニタ計測部７００Ｃは、校正ライン５５２Ｃを経たモニタ信号の振幅・位相を計測して計測結果４（振幅４、位相４）を記憶する。

本実施形態に係るモニタ計測部７００Ｃは、計測結果１と計測結果２との差分および計測結果３と計測結果４との差分を演算し、演算結果に基づいてｎ個のアンテナモジュール５００Ｃの動作状態を把握する。なお、アンテナモジュール５００Ｃの動作状態を把握する方法は、第２の実施形態および第３の実施形態で説明した方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｃは、校正ライン５５１Ｃ、５５２Ｃを経たモニタ信号の計測結果をレファレンスとして用いることにより、送受信モジュールのみに依存する振幅データおよび位相データをそれぞれ抽出することができ、アンテナモジュール５００Ｃの故障判定および移相器５２０Ｃの補正の精度を向上させることができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態について説明する。アクティブフェーズドアレイアンテナ装置において、サイドローブ抑圧手法として、アンテナモジュールを間引きする技術がある。本実施形態では、間引きしたアンテナモジュールの幾つかを校正用モジュールに置き換えた送信装置を適用する。

本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図６に示す。図６に示すように、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｄは、ｎ個（ｎは２以上の整数）のアンテナモジュールのうちのα個（αはｎより小さい１以上の整数）を間引きし、さらに、α個のうちのｍ個（ｍは１以上α以下の整数）を校正用モジュールに置き換えることにより構成される。図６において、本実施形態に係るレーダ装置１００Ｄは、励振部２００Ｄ、切替スイッチ３００Ｄ、電力分配器４１０Ｄ、選択部４２０Ｄ、（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄ、ｎ個のアンテナ素子６００Ｄ、モニタ計測部７００Ｄ、および、ｍ個の校正用モジュール９００Ｄを備える。

本実施形態に係るレーダ装置１００Ｄは、第２の実施形態で説明した図２のレーダ装置１００とほぼ同様に構成される。以下、第２の実施形態に係るレーダ装置１００と異なる部分を中心に説明する。

図６において、（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄと対応する（ｎ−α）個のアンテナ素子６００Ｄは（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄとそれぞれ接続されている。一方、ｍ個の校正用モジュール９００Ｄおよび図示しない（α−ｍ）個の間引き箇所と対応するα個のアンテナ素子６００Ｄは、終端処理されている。

ｍ個の校正用モジュール９００Ｄはそれぞれ、切替スイッチ９１０Ｄ、９２０Ｄおよび校正ライン９３０Ｄを備えると共に、幾つかのアンテナモジュール５００Ｄと対応付けられている。

切替スイッチ９１０Ｄ、９２０Ｄはそれぞれ、終端部および校正ライン９３０Ｄのいずれか一方を選択する。切替スイッチ９１０Ｄ、９２０Ｄはレーダ動作時に終端部を選択し、モニタ動作へ移行させるための第１制御信号が入力することにより選択先を校正ライン９３０Ｄへ切り替え、レーダ動作へ移行させるための第２制御信号が入力することにより選択先を終端部に戻す。

上記のように構成されたレーダ装置１００Ｄは、レーダ動作を行う場合、切替スイッチ３００Ｄが励振部２００Ｄを選択する。励振部２００Ｄにおいて生成された励振信号は、切替スイッチ３００Ｄおよび電力分配器４１０Ｄを介して（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄと、ｍ個の校正用モジュール９００Ｄと、に入力する。

アンテナモジュール５００Ｄに入力した励振信号は、移相器５２０Ｄにおいて位相が調整され、電力増幅器５３０Ｄにおいて電力増幅された後、送信信号としてアンテナ素子６００Ｄから外部空間へ放射される。一方、校正用モジュール９００Ｄに入力した励振信号は終端部により吸収される。

また、上記のように構成されたレーダ装置１００Ｄは、（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄの動作状態を把握する場合、切替スイッチ３００Ｄ、選択部４２０Ｄ、ｍ個の校正用モジュール９００Ｄおよびモニタ計測部７００Ｄへモニタ動作に関する第１制御信号を出力する。

モニタ計測部７００Ｄは、第１制御信号が入力することによってモニタ信号の生成を開始し、生成したモニタ信号を切替スイッチ３００Ｄへ出力する。切替スイッチ３００Ｄは、第１制御信号が入力した場合、選択先をモニタ計測部７００Ｄへ切り替え、モニタ計測部７００Ｄから入力したモニタ信号を電力分配器４１０Ｄへ出力する。電力分配器４１０Ｄは、入力したモニタ信号をｎ個に分配して（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄおよびｍ個の校正用モジュール９００Ｄ等へ出力する。

アンテナモジュール５００Ｄに入力したモニタ信号は、移相器５２０Ｄにおいて位相が調整され、電力増幅器５３０Ｄにおいて電力増幅された後、カップラ５４０Ｄへ入力する。カップラ５４０Ｄは入力したモニタ信号の一部を選択部４２０Ｄへ出力する。

一方、ｍ個の校正用モジュール９００Ｄは、モニタ動作に関する第１制御信号が入力することによって切替スイッチ９１０Ｄ、９２０Ｄの選択先を校正ライン９３０Ｄへ切り替え、電力分配器４１０Ｄから入力したモニタ信号をそのまま選択部４２０Ｄへ出力する。

選択部４２０Ｄは、第１制御信号が入力することによって最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄを選択する。モニタ計測部７００Ｄは、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄから入力したモニタ信号の計測結果１（振幅１・位相１）を計測して記憶した後、切替信号を生成して出力する。

選択部４２０Ｄは、切替信号が入力することによって選択先を最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄに対応付けられている校正用モジュール９００Ｄへ切り替える。モニタ計測部７００Ｄは、最初のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄに対応付けられている校正用モジュール９００Ｄから入力したモニタ信号の計測結果を計測結果２（振幅２・位相２）として記憶した後、通知信号を生成して出力する。

選択部４２０Ｄは、通知信号が入力することによって、選択先を次のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄへ切り替える。モニタ計測部７００Ｄは、次のモニタ対象のアンテナモジュール５００Ｄについて、同様に計測結果１・計測結果２を計測および記憶する。そして、モニタ計測部７００Ｄは、アンテナモジュール５００Ｄから入力したモニタ信号の計測結果１と対応する校正用モジュール９００Ｄから入力したモニタ信号の計測結果２との差分をそれぞれ演算し、演算結果に基づいて（ｎ−α）個のアンテナモジュール５００Ｄの動作状態を把握する。

本実施形態に係るレーダ装置１００Ｄは、校正用モジュール９００Ｄを通過したモニタ信号の計測結果２をレファレンスとして用いることにより、アンテナモジュール５００Ｄの機能にのみ依存する振幅データおよび位相データを取得することができる。従って、アンテナモジュール５００Ｄ以外の構成品の影響を除外でき、アンテナモジュール５００Ｄの故障判定および移相器５２０Ｄの補正の精度が向上する。

なお、本実施形態では、レーダ動作時に励振部２００Ｄにおいて生成した励振信号を送信信号としてアンテナ素子６００Ｄから外部空間へ放射する送信装置において、アンテナモジュールの幾つかを校正用モジュール９００Ｄに置き換えたが、これに限定されない。第３の実施形態で説明した、アンテナ素子を用いて外部空間から受信信号を受信して処理する受信装置や、第４の実施形態で説明した、送信信号をアンテナ素子から外部空間へ放射すると共に外部空間からアンテナ素子に入射した受信信号を処理する送受信装置において、アンテナモジュールの幾つかを校正用モジュールに置き換えることもできる。

本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

１０ レーダ装置
２０ レーダ処理部
３０ 切替部
４０ アンテナモジュール
４１ 第１スイッチ
４２ 第２スイッチ
４３ 信号調整部
４４ カップラ
４５ 校正ライン
５０ アンテナ素子
６０ モニタ部
１００、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ レーダ装置
２００、２００Ｃ、２００Ｄ 励振部
３００、３００Ｂ、３１０Ｃ、３２０Ｃ、３００Ｄ 切替スイッチ
４１０、４１０Ｃ、４１０Ｄ 電力分配器
４２０、４２０Ｂ、４２０Ｃ、４２０Ｄ 選択部
４３０Ｂ、４３０Ｃ 電力合成器
５００、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ アンテナモジュール
５１１、５１２、５１１Ｂ、５１２Ｂ、５１１Ｃ、５１２Ｂ、５１３Ｃ 切替スイッチ
５２０、５２０Ｂ、５２０Ｃ、５２０Ｄ 移相器
５３０、５３０Ｃ、５３０Ｄ 電力増幅器
５４０、５４０Ｂ、５４０Ｃ、５４０Ｄ カップラ
５５０、５５０Ｂ、５５１Ｃ、５５２Ｃ 校正ライン
５６０Ｂ、５６０Ｃ 低雑音増幅器
６００、６００Ｂ、６００Ｃ、６００Ｄ アンテナ素子
７００、７００Ｂ、７００Ｃ、７００Ｄ モニタ計測部
８００Ｂ、８００Ｃ 受信部
９００Ｄ 校正用モジュール
９１０Ｄ、９２０Ｄ 切替スイッチ
９３０Ｄ 校正ライン

Claims (12)

1. レーダ信号を処理するレーダ処理部と、
   レーダ動作時に前記レーダ処理部を選択してアンテナモジュールと接続し、モニタ動作時にモニタ部を選択してアンテナモジュールと接続する切替部と、
   入力した信号を調整する信号調整部、信号調整部または第２スイッチを選択して切替部と接続する第１スイッチ、カップラまたは第１スイッチを選択してモニタ部と接続する第２スイッチ、および、信号をアンテナ素子および信号調整部間を通過させると共に信号の一部を第２スイッチ側を通過させるカップラ、を備えたアンテナモジュールと、
   前記アンテナモジュールから入力した信号を外部空間へ放射すると共に外部空間から入射した信号を前記アンテナモジュールへ出力するアンテナ素子と、
   モニタ動作時に、モニタ信号を生成して出力すると共に戻ってきたモニタ信号の計測値に基づいて前記アンテナモジュールの動作状態を把握するモニタ部と、
   を備え、
   前記モニタ部は、前記第１スイッチおよび第２スイッチが前記信号調整部およびカップラを選択している時の第１モニタ信号の計測値と、前記第１スイッチおよび第２スイッチが互いを選択している時の第２モニタ信号の計測値との差分に基づいて前記アンテナモジュールの動作状態を把握することを特徴とするレーダ装置。
2. 前記信号調整部は、入力したレーダ信号およびモニタ信号を増幅する増幅器および入力したレーダ信号およびモニタ信号の位相を調整する移相器を含み、
   前記計測値は前記モニタ信号の振幅および位相である、
   請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記モニタ部は所定の基準値を予め保持し、２つの計測値の位相差と前記基準値とのずれ量が許容値内になるように前記移相器を調整する、請求項２記載のレーダ装置。
4. 前記モニタ部は所定の閾値を予め保持し、２つの計測値の振幅差が前記閾値よりも小さい場合、前記増幅器が正常に動作していないと判断する、請求項２記載のレーダ装置。
5. 前記第１スイッチと前記第２スイッチとは校正ラインによって接続されている、請求項１乃至４のいずれか１項記載のレーダ装置。
6. 前記モニタ部は第１端子および第２端子を備え、モニタ動作時にモニタ信号を生成して一方の端子から出力すると共に他方の端子から入力したモニタ信号に基づいて前記アンテナモジュールの動作状態を把握する、請求項１乃至５のいずれか１項記載のレーダ装置。
7. ｎ個の前記アンテナモジュールを備え、
   前記ｎ個のアンテナモジュールおよび切替部の間に配置された分配器と、前記ｎ個のアンテナモジュールおよびモニタ部の間に配置された選択部と、をさらに備え、
   前記ｎ個のアンテナモジュールはそれぞれ、レーダ信号を生成して出力し、
   前記選択部は、モニタ動作時に前記ｎ個のアンテナモジュールを順次選択する、請求項１乃至６のいずれか１項記載のレーダ装置。
8. 前記ｎ個のアンテナモジュールと前記分配器、および、前記ｎ個のアンテナモジュールと前記選択部は、それぞれフィーダによって接続されている、請求項７記載のレーダ装置。
9. ｎ個の前記アンテナモジュールを備え、
   前記ｎ個のアンテナモジュールおよび切替部の間に配置された合成器と、前記ｎ個のアンテナモジュールおよびモニタ部の間に配置された選択部と、をさらに備え、
   前記ｎ個のアンテナモジュールはそれぞれ、入力したレーダ信号を処理し、
   前記選択部は、モニタ動作時に前記ｎ個のアンテナモジュールを順次選択する、請求項１乃至８のいずれか１項記載のレーダ装置。
10. 前記ｎ個のアンテナモジュールと前記合成器、および、前記ｎ個のアンテナモジュールと前記選択部は、それぞれフィーダによって接続されている、請求項９記載のレーダ装置。
11. ｎ個の前記アンテナモジュールの幾つかは校正モジュールに置き換えられ、
    前記信号調整部およびカップラは前記アンテナモジュールに配置され、
    前記第１スイッチおよび第２スイッチは前記校正モジュールに配置される、
    請求項７乃至１０のいずれか１項記載のレーダ装置。
12. レーダ動作時に、
    レーダ処理部とアンテナモジュールとを接続し、
    前記レーダ処理部またはアンテナ素子から入力し、前記アンテナモジュールにおいて調整されたレーダ信号を前記アンテナ素子またはレーダ処理部へ出力し、
    モニタ動作時に、
    モニタ部とアンテナモジュールとを接続し、
    前記モニタ部において生成され、前記アンテナモジュールにおいて調整されたモニタ信号を、第１モニタ信号としてモニタ部に戻すと共に該第１モニタ信号の計測値を計測し、
    前記モニタ部において生成されたモニタ信号を、そのまま第２モニタ信号としてモニタ部に戻すと共に該第２モニタ信号の計測値を計測し、
    第１モニタ信号の計測値と第２モニタ信号の計測値との差分に基づいて前記アンテナモジュールの動作状態を把握する、
    レーダ装置のモニタ方法。

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