JP2015001429A - Delay time difference measuring apparatus, phased array antenna device, and delay time difference measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、通信装置やレーダ装置などに搭載されるフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定装置及び遅延時間差測定方法と、その遅延時間差測定装置により測定された遅延時間差にしたがって信号処理系統における遅延処理での遅延時間が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置とに関するものである。 The present invention is measured by, for example, a delay time difference measuring device and a delay time difference measuring method for measuring a delay time difference between signal processing systems in a phased array antenna device mounted on a communication device, a radar device, and the like, and the delay time difference measuring device. The present invention relates to a phased array antenna apparatus in which a delay time in a delay process in a signal processing system is calibrated according to the delay time difference.
広帯域なフェーズドアレーアンテナ装置において、高周波信号の周波数に依らずに、同じ移相量を与える移相器（以下、「３６０度移相器」と称する）を用いて、各素子アンテナの励振位相が設定された場合、帯域内でビーム指向誤差やサイドローブレベルの上昇が発生する。
ビーム指向誤差やサイドローブレベルの上昇の発生を回避するため、実時間遅延手段と３６０度移相器を併用しているフェーズドアレーアンテナ装置が下記の特許文献１に開示されている。
In a broadband phased array antenna apparatus, a phase shifter (hereinafter referred to as “360-degree phase shifter”) that gives the same phase shift amount regardless of the frequency of the high-frequency signal is used. When set, the beam pointing error and the side lobe level increase within the band.
In order to avoid the occurrence of a beam pointing error and an increase in sidelobe level, a phased array antenna apparatus that uses both real-time delay means and a 360-degree phase shifter is disclosed in
しかし、実時間遅延手段と３６０度移相器を併用しているフェーズドアレーアンテナ装置でも、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合には放射パターンが劣化する問題が生じる。
ここで、図１４は放射パターンの一例を示す説明図である。
図１４では、４５度を理想的に指向している場合の放射パターンを破線で示し、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンを実線で示している。
図１４から明らかなように、遅延時間に誤差が有る場合、指向方向のずれや、サイドローブレベルの上昇が生じている。
However, even in a phased array antenna device using both the real time delay means and the 360-degree phase shifter, the radiation pattern deteriorates if there is an error between the set value of the real time delay means and the actual output value. Problems arise.
Here, FIG. 14 is an explanatory view showing an example of a radiation pattern.
In FIG. 14, the radiation pattern when 45 degrees is ideally oriented is indicated by a broken line, and the radiation pattern when there is an error between the setting value of the real time delay means and the actual output value is indicated by a solid line. ing.
As is apparent from FIG. 14, when there is an error in the delay time, a deviation in the pointing direction or an increase in the side lobe level occurs.
以下の特許文献２に開示されているフェーズドアレーアンテナ装置では、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンの劣化を解消するため、予め、実時間遅延手段の実際の出力値を測定して実際の出力値を保持し、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差があれば、保持している実際の出力値を参照して、３６０度移相器の移相量を設定するようにしている。
ただし、例えば、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延は補正することができない。
また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができない。また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後に、再調整が必要になった場合には、フェーズドアレーアンテナ装置を分解して、有線区間の遅延時間を測定する必要があるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置には適用することができない。
In the phased array antenna device disclosed in the following
However, it is not possible to correct delays for previously unknown parts that are not known until the entire phased array antenna apparatus is configured, such as cable routing and connector connection parts.
In addition, it is impossible to confirm whether or not the delay correction is appropriate after the phased array antenna apparatus is assembled. In addition, if it is necessary to readjust after the phased array antenna device is assembled, it is necessary to disassemble the phased array antenna device and measure the delay time of the wired section. It cannot be applied to an antenna device.
なお、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成した上で、空間を介した測定を行って各素子アンテナの位相を校正する方法が以下の特許文献３に開示されている。
しかし、この方法は、位相の測定や校正を目的としており、実時間遅延の測定や校正には適用することができない。
A method for calibrating the phase of each element antenna by performing measurement through a space after configuring the entire phased array antenna apparatus is disclosed in
However, this method is intended for phase measurement and calibration, and cannot be applied to measurement or calibration of real time delay.
従来のフェーズドアレーアンテナ装置は以上のように構成されているので、予め、実時間遅延手段の実際の出力値を測定して実際の出力値を保持するようにすれば、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンの劣化を解消することができる。しかし、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延は補正することができない。また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができない課題があった。
また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後に、再調整が必要になった場合には、フェーズドアレーアンテナ装置を分解しなければ、有線区間の遅延時間を測定することができず、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置には適用することができない課題があった。
Since the conventional phased array antenna apparatus is configured as described above, if the actual output value of the real time delay means is measured and held in advance, the real time delay means is set. It is possible to eliminate the deterioration of the radiation pattern when there is an error between the value and the actual output value. However, it is not possible to correct delays for previously unknown parts such as cable routing and connector connection parts that are not known until the entire phased array antenna apparatus is configured. Further, there is a problem that it is impossible to confirm whether or not the delay correction is appropriate after the phased array antenna apparatus is assembled.
Also, if re-adjustment is necessary after the phased array antenna device is assembled, the delay time of the wired section cannot be measured unless the phased array antenna device is disassembled, and the phased array that cannot be disassembled. There is a problem that cannot be applied to the array antenna device.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる遅延時間差測定装置及び遅延時間差測定方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の遅延時間差測定装置により測定された遅延時間差にしたがって遅延時間が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and measures a delay time difference between each signal processing system including an unknown part even after a phased array antenna device that cannot be disassembled is assembled. An object of the present invention is to obtain a delay time difference measuring apparatus and a delay time difference measuring method.
Another object of the present invention is to obtain a phased array antenna apparatus in which the delay time is calibrated according to the delay time difference measured by the delay time difference measuring apparatus.
この発明に係る遅延時間差測定装置は、複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御手段と、上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信手段と、高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段とを設け、遅延時間差推定手段が、電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するようにしたものである。 The delay time difference measuring apparatus according to the present invention includes a signal processing system selection unit that selects two signal processing systems from a plurality of signal processing systems, and a signal while sweeping the frequency of a high-frequency signal generated by a signal source. A signal transmission control means for transmitting a high-frequency signal from the element antenna connected to the two signal processing systems selected by the processing system selection means; a high-frequency signal receiving means for receiving the high-frequency signal transmitted from the element antenna; Electric field strength measuring means for measuring the electric field strength of the high frequency signal received by the high frequency signal receiving means, and the delay time difference estimating means is a signal processing system selecting means based on the fluctuation period of the electric field strength measured by the electric field strength measuring means. The delay time difference between the two signal processing systems selected by is estimated.
この発明によれば、高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を設け、遅延時間差推定手段が、電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果がある。 According to this invention, the electric field strength measuring means for measuring the electric field strength of the high frequency signal received by the high frequency signal receiving means is provided, and the delay time difference estimating means is based on the fluctuation period of the electric field strength measured by the electric field strength measuring means, Since the delay time difference between the two signal processing systems selected by the signal processing system selection means is estimated, each signal processing including an unknown part can be performed even after the phased array antenna device that cannot be disassembled is assembled. There is an effect that a delay time difference between systems can be measured.
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
図１において、フェーズドアレーアンテナ装置１は信号源２、実時間遅延部（ＴＴＤ）３、３６０度移相器４及び素子アンテナ５から構成されている。
信号源２は制御部１３が指示する周波数の高周波信号を発生し、その高周波信号をＮ個の実時間遅延部３−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に出力する信号発生回路である。
1 is a block diagram showing a phased array antenna apparatus and a delay time difference measuring apparatus according to
In FIG. 1, the phased
The
実時間遅延部３−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は遅延時間が異なる複数の遅延素子と、複数の遅延素子の中から、ユーザにより指定された１つの遅延素子を選択する選択スイッチとから構成されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施する。
３６０度移相器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は実時間遅延部３−ｎによる遅延処理後の高周波信号に対する位相可変処理を実施する。
なお、実時間遅延部３−ｎ及び３６０度移相器４−ｎから信号処理系統が構成されている。
The real-time delay unit 3-n (n = 1, 2,..., N) selects a plurality of delay elements having different delay times and one delay element designated by the user from the plurality of delay elements. The delay switch for the high-frequency signal generated by the
The 360-degree phase shifter 4-n (n = 1, 2,..., N) performs phase variable processing on the high-frequency signal after delay processing by the real-time delay unit 3-n.
A signal processing system is constituted by the real-time delay unit 3-n and the 360-degree phase shifter 4-n.
以下、説明の便宜上、実時間遅延部３−１と３６０度移相器４−１からなる信号処理系統を系統（１）、実時間遅延部３−２と３６０度移相器４−２からなる信号処理系統を系統（２）、実時間遅延部３−３と３６０度移相器４−３からなる信号処理系統を系統（３）のように表記する。
素子アンテナ５−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は３６０度移相器４−ｎによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
Hereinafter, for convenience of explanation, the signal processing system including the real time delay unit 3-1 and the 360 degree phase shifter 4-1 is referred to as the system (1), and the real time delay unit 3-2 and the 360 degree phase shifter 4-2. The signal processing system is expressed as system (2), and the signal processing system including the real-time delay unit 3-3 and the 360-degree phase shifter 4-3 is expressed as system (3).
The element antenna 5-n (n = 1, 2,..., N) is a member that transmits a high-frequency signal after the phase variable processing by the 360-degree phase shifter 4-n.
受信アンテナ１１はフェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−ｎから送信された高周波信号を受信する部材である。なお、受信アンテナ１１は高周波信号受信手段を構成している。
電界強度測定器１２は受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する処理を実施する。なお、電界強度測定器１２は電界強度測定手段を構成している。
The receiving
The electric field
制御部１３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、フェーズドアレーアンテナ装置１に対する制御や、信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理などを実施する。
制御部１３の信号処理系統選択部２１はＮ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する処理を実施する。なお、信号処理系統選択部２１は信号処理系統選択手段を構成している。
例えば、信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
The
The signal processing
For example, when the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
制御部１３の信号送信制御部２２は信号源２により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナ５から高周波信号を送信させる処理を実施する。なお、信号送信制御部２２は信号送信制御手段を構成している。
制御部１３の遅延時間差推定部２３は電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２３は遅延時間差推定手段を構成している。
The signal
The delay time
図１の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 1, it is assumed that each of the receiving
When the field
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents (delay time difference measuring method) of the delay time difference measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図３はこの発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２３を示す構成図であり、図３において、第１の伝搬時間差算出部３１は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する処理を実施する。
FIG. 3 is a block diagram showing the delay time
第２の伝搬時間差算出部３２は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２との差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する処理を実施する。
遅延時間差算出部３３は第１の伝搬時間差算出部３１により算出された第１の伝搬時間差Ｔと、第２の伝搬時間差算出部３２により算出された第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）として算出する処理を実施する。
For example, when the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
The delay time difference calculation unit 33 includes a first propagation time difference T calculated by the first propagation time
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、Ｎ個の信号処理系統における高周波信号の伝搬時間差、即ち、フェーズドアレーアンテナ装置１における各系統の有線区間での伝搬時間差を遅延時間差として推定する。
具体的には、以下の通りである。
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the propagation time difference of the high frequency signal in the N signal processing systems, that is, the propagation time difference in the wired section of each system in the phased
Specifically, it is as follows.
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する（図２のステップＳＴ１）。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
First, the signal processing
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the system (1) and the system (2) are selected as the two signal processing systems.
When the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する（ステップＳＴ２）。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
When the signal processing
When the
As a result, a high-frequency signal whose frequency sequentially changes is input to the real-time delay unit 3-1 of the system (1) and the real-time delay unit 3-2 of the system (2).
系統（１）の実時間遅延部３−１は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
In the real time delay unit 3-1 of the system (1), one delay element designated by the user is selected from among a plurality of delay elements, and the
In the real-time delay unit 3-2 of the system (2), one delay element designated by the user is selected from among a plurality of delay elements, and the
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２に出力する。
これにより、素子アンテナ５−１から高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２から高周波信号が送信される。
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-1, the 360-degree phase shifter 4-1 of the system (1) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-1.
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-2, the 360-degree phase shifter 4-2 of the system (2) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-2.
Thereby, a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-1, and a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-2.
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１，５−２から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、その高周波信号の電界強度を測定する（ステップＳＴ３）。
ここで、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、受信アンテナ１１で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器１２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
The receiving
When receiving the high frequency signal from the receiving
Here, the propagation time (Wire 1 + Air 1 ) of the high frequency signal from the
For this reason, if there is no frequency characteristic of the antenna or the like, the electric field strength measured by the electric field
一方、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器１２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（１）のように表される。
式（１）において、Ｔは信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）） （２）
In Equation (1), T is the propagation time (Wire 1 + Air 1 ) of the high frequency signal from the
T = ± ((Wire 1 + Air 1 ) − (Wire 2 + Air 2 )) (2)
信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（１）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４は高周波信号の周波数ｆと受信電界レベル｜Ｅ｜の関係を示す説明図である。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（３）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ） （３）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（３）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
When the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the frequency f of the high frequency signal and the received electric field level | E |.
As shown in FIG. 4, when a frequency band in which the received electric field level | E | fluctuates by one cycle (for example, between null points of adjacent received electric field levels | E |) is F, the following equation (3) is obtained. A relationship is established.
F × (± T) = 1
T = ± (1 / F) (3)
Therefore, if the frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one period is known, the first propagation time difference T can be calculated from the equation (3). However, since the sign of the first propagation time difference T is not known, only the result that either + T or -T is correct remains.
そこで、遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆは、図４に示すように、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点を検出することで特定してもよいが、図５に示すように、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のピーク点を検出することで特定してもよい。
また、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値は、図６に示すように、余弦状に変化するので、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値を算出し、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における隣り合う極大値に対応する周波数の間隔を特定するようにしてもよい。
また、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における隣り合う極小値に対応する周波数の間隔を特定するようにしてもよい。
Therefore, the first propagation time
The frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one period may be specified by detecting the null point of the adjacent received electric field level | E | as shown in FIG. As described above, it may be specified by detecting the peak point of the adjacent received electric field level | E |.
Further, as shown in FIG. 6, the square value of the received electric field level | E | changes in a cosine shape, so that the square value of the received electric field level | E | is calculated and the received electric field level | E | As the frequency band F with periodic fluctuation, the frequency interval corresponding to the adjacent maximum value in the square value of the received electric field level | E | may be specified.
Further, as the frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one cycle, the frequency interval corresponding to the adjacent minimum value in the square value of the received electric field level | E | may be specified.
ここでは、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極大値の中から、隣接している任意の２つの極大値を選択し、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求めるものを示したが、全ての極大値に対応する周波数の間隔が一定であるとは限らないので、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極大値の中から、隣接している２つの極大値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求め、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出するようにしてもよい。
同様に、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極小値の中から、隣接している２つの極小値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極小値に対応する周波数の間隔を求め、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出するようにしてもよい。
Here, any two adjacent maximum values are selected from the maximum values in the square value of the received electric field level | E |, and the frequency band F in which the received electric field level | E | Although the frequency interval corresponding to the two maximum values is shown, the frequency interval corresponding to all the maximum values is not always constant, so the maximum in the square value of the received electric field level | E | A plurality of combinations of two adjacent maximum values are selected from the values, and the frequency interval corresponding to the two maximum values is obtained for each combination, and the received electric field level | E | varies by one cycle. As the frequency band F, an average value of frequency intervals related to each combination may be calculated.
Similarly, a plurality of combinations of two adjacent minimum values are selected from the minimum values in the square value of the received electric field level | E |, and the frequency corresponding to the two minimum values is selected for each combination. The intervals may be obtained, and the average value of the frequency intervals related to each combination may be calculated as the frequency band F in which the received electric field level | E |
さらに、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆは、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅをフーリエ変換し、その変換結果から特定するようにしてもよい。
なお、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点を検出することで、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定する際、ヌル点を検出することが困難な場合がある。このような場合、図７に示すように、●で表している８点を用いて直線を４本引き、２本の直線の交点をヌル点とみなして、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定するようにしてもよい。
Furthermore, the frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one cycle may be specified by Fourier transforming the electric field intensity E measured by the electric field
It may be difficult to detect the null point when identifying the frequency band F in which the received electric field level | E | varies by one period by detecting the null point of the adjacent received electric field level | E |. . In such a case, as shown in FIG. 7, four straight lines are drawn using eight points indicated by ● and the intersection of the two straight lines is regarded as a null point, and the received electric field level | E | The fluctuating frequency band F may be specified.
遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する（ステップＳＴ４）。
When the first propagation time
遅延時間差推定部２３の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。なお、伝搬時間Ａｉｒ１，Ａｉｒ２は、言うまでもないが、無線区間（空間）の伝搬時間である。
When the signal processing
遅延時間差推定部２３の遅延時間差算出部３３は、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する（ステップＳＴ５）。
In the delay time difference calculation unit 33 of the delay time
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
Up to this point, the example in which the signal processing
If the system (1) is used as a reference, the system (1) and the system (2), the system (1) and the system (3), the system (1) and the system (4),. Even if (1) and the system (N) are selected and the same processing is performed, the delay time difference between all systems can be calculated.
制御部１３は、遅延時間差算出部３３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
When the delay time difference calculation unit 33 calculates the delay time difference between all systems (propagation time difference in the wired section), the
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器１２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the electric field
Accordingly, it is possible to correct delays for previously unknown parts such as cable routing and connector connection parts that are not known until the entire phased
In addition, even if readjustment is required after the phased
なお、この実施の形態１では、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するものを示したが、遅延時間差推定部２３が、予め、２つの信号処理系統間における各々の遅延時間差に対応する電界強度を保持しておき、各々の遅延時間差に対応する電界強度の中から、電界強度測定器１２により測定された電界強度と最も相関が高い電界強度を特定し、その電界強度に対応する遅延時間差を２つの信号処理系統間の遅延時間差として推定するようにしてもよい。
In the first embodiment, the delay time
即ち、遅延時間差推定部２３は、各々の遅延時間差に対応する電界強度を計算（例えば、コンピュータでシミュレーションを実施することで、各々の遅延時間差に対応する電界強度を計算）し、その計算結果をメモリに格納する。
遅延時間差推定部２３は、電界強度測定器１２が電界強度を測定すると、メモリに格納されている各々の遅延時間差に対応する電界強度と、電界強度測定器１２により測定された電界強度との相関を求める。相関を求める処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
遅延時間差推定部２３は、メモリに格納されている各々の遅延時間差に対応する電界強度の中から、電界強度測定器１２により測定された電界強度と最も相関が高い電界強度を特定し、その電界強度に対応する遅延時間差を２つの信号処理系統間の遅延時間差として推定する。
That is, the delay
When the electric field
The delay time
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
制御部１３の遅延時間差推定部２４は電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２４は遅延時間差推定手段を構成している。
8 is a block diagram showing a phased array antenna apparatus and a delay time difference measuring apparatus according to
The delay time
図８の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図９はこの発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
In the example of FIG. 8, it is assumed that each of the receiving
When the field
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents (delay time difference measuring method) of the delay time difference measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図１０はこの発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２４を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１の伝搬時間差算出部４１は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する処理を実施する。
FIG. 10 is a block diagram showing the delay time
For example, when the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
遅延処理時間差算出部４２は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、実時間遅延部３−１における伝搬時間（遅延処理での遅延時間ＴＴＤ１）と、実時間遅延部３−２における伝搬時間（遅延処理での遅延時間ＴＴＤ２）との差分である遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出する処理を実施する。
遅延時間差算出部４３は２つの信号処理系統間の遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）として、第１の伝搬時間差算出部４１により算出された第１の伝搬時間差Ｔから、第２の伝搬時間差算出部３２により算出された第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）と遅延処理時間差算出部４２により算出された遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を減算する処理を実施する。
For example, when the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
The delay time
上記実施の形態１では、信号源２から素子アンテナ５−ｎに至るまでの遅延時間差を推定するものを示したが、この実施の形態２では、その遅延時間差から実時間遅延部３−２における遅延処理での遅延時間を除いた遅延時間差（信号源２から実時間遅延部３−ｎに至るまでの遅延時間差と、実時間遅延部３−ｎから素子アンテナ５−ｎに至るまでの遅延時間差との合計）を推定するものについて説明する。
In the first embodiment, the estimation of the delay time difference from the
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する（図９のステップＳＴ１１）。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
First, the signal processing
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the system (1) and the system (2) are selected as the two signal processing systems.
When the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
信号処理系統選択部２１は、系統（１）と系統（２）を選択すると、系統（１）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ１）を設定するとともに、系統（２）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ２）を設定する（ステップＳＴ１２）。
ただし、遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）は異なる時間であり、双方の遅延処理に時間差を持たせるようにする。
When the signal processing
However, the delay time (TTD 1 ) and the delay time (TTD 2 ) are different from each other, and both delay processes have a time difference.
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、上記実施の形態１と同様に、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する（ステップＳＴ１３）。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
When the signal processing
When the
As a result, a high-frequency signal whose frequency sequentially changes is input to the real-time delay unit 3-1 of the system (1) and the real-time delay unit 3-2 of the system (2).
系統（１）の実時間遅延部３−１は、先に設定された遅延時間（ＴＴＤ１）だけ、信号源２により発生された高周波信号を遅延する処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、先に設定された遅延時間（ＴＴＤ２）だけ、信号源２により発生された高周波信号を遅延する処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
The real time delay unit 3-1 of the system (1) performs a process of delaying the high-frequency signal generated by the
The real-time delay unit 3-2 of the system (2) performs a process of delaying the high-frequency signal generated by the
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２に出力する。
これにより、素子アンテナ５−１から高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２から高周波信号が送信される。
When the 360-degree phase shifter 4-1 of the system (1) receives the high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-1, the phase variable processing for the high-frequency signal is performed as in the first embodiment. The high frequency signal after the phase variable processing is output to the element antenna 5-1.
When the 360-degree phase shifter 4-2 of the system (2) receives the high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-2, the phase variable processing for the high-frequency signal is performed as in the first embodiment. The high frequency signal after the phase variable process is output to the element antenna 5-2.
Thereby, a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-1, and a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-2.
受信アンテナ１１は、上記実施の形態１と同様に、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１，５−２から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する（ステップＳＴ１４）。
ここで、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、受信アンテナ１１で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器１２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
The
When receiving the high frequency signal from the receiving
Here, the propagation time (Wire 1 + TTD 1 + Air 1 ) of the high frequency signal from the
For this reason, if there is no frequency characteristic of the antenna or the like, the electric field strength measured by the electric field
一方、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器１２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（４）のように表される。
式（４）において、Ｔは信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）） （５）
In Equation (4), T is the propagation time (Wire 1 + TTD 1 + Air 1 ) of the high-frequency signal from the
T = ± ((Wire 1 + TTD 1 + Air 1 ) − (Wire 2 + TTD 2 + Air 2 )) (5)
上記実施の形態１でも説明したように、信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（４）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（６）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ） （６）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（６）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
As described in the first embodiment, when the
As shown in FIG. 4, when the frequency band in which the received electric field level | E | fluctuates by one period (for example, between null points of adjacent received electric field levels | E |) is F, the following equation (6) is obtained. A relationship is established.
F × (± T) = 1
T = ± (1 / F) (6)
Therefore, if the frequency band F in which the received electric field level | E | varies by one period is known, the first propagation time difference T can be calculated from the equation (6). However, since the sign of the first propagation time difference T is not known, only the result that either + T or -T is correct remains.
そこで、遅延時間差推定部２４の第１の伝搬時間差算出部４１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆの特定方法は、上記実施の形態１における第１の伝搬時間差算出部３１が用いる方法と同様であるため詳細な説明を省略する。
Therefore, the first propagation time
The method for specifying the frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one cycle is the same as the method used by the first propagation time
第１の伝搬時間差算出部４１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（６）に代入して、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する（ステップＳＴ１５）。
When the first propagation time
遅延時間差推定部２４の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、上記実施の形態１と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
The second propagation time
遅延時間差推定部２４の遅延処理時間差算出部４２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択して、系統（１）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間をＴＴＤ１に設定し、系統（２）の実時間遅延部３−２における遅延処理での遅延時間をＴＴＤ２に設定すると、その遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）との差分である遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出する。
The delay processing time
遅延時間差推定部２４の遅延時間差算出部４３は、第１の伝搬時間差算出部４１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出し、遅延処理時間差算出部４２が遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出すると、第１の伝搬時間差算出部４１により算出された第１の伝搬時間差Ｔから、第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）と遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する（ステップＳＴ１６）。
In the delay time
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
Up to this point, the example in which the signal processing
If the system (1) is used as a reference, the system (1) and the system (2), the system (1) and the system (3), the system (1) and the system (4),. Even if (1) and the system (N) are selected and the same processing is performed, the delay time difference between all systems can be calculated.
制御部１３は、遅延時間差算出部４３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
When the delay time
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器１２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
なお、この実施の形態２では、遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）を異なる時間に設定して、実時間遅延部３−１と実時間遅延部３−２の遅延処理に時間差を持たせているので、第１の伝搬時間差算出部４１により算出される第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を大きくすることができる。その結果、狭い周波数間隔で受信電界レベル｜Ｅ｜が変化するため、必要な周波数帯域を狭くすることができる。
As is apparent from the above, according to the second embodiment, the electric field
Accordingly, it is possible to correct delays for previously unknown parts such as cable routing and connector connection parts that are not known until the entire phased
In addition, even if readjustment is required after the phased
In the second embodiment, the delay time (TTD 1 ) and the delay time (TTD 2 ) are set to different times, and the time difference between the delay processing of the real time delay unit 3-1 and the real time delay unit 3-2 is set. Therefore, the first propagation time difference T (total propagation time difference) calculated by the first propagation time
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１及び図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３６０度移相器４−ｎａ及び３６０度移相器４−ｎｂは実時間遅延部３−ｎと接続されており、実時間遅延部３−ｎによる遅延処理後の高周波信号に対する位相可変処理を実施する。
なお、実時間遅延部３−ｎ及び３６０度移相器４−ｎａ，４−ｎｂから信号処理系統が構成されている。
以下、説明の便宜上、実時間遅延部３−１と３６０度移相器４−１ａ，４−１ｂからなる信号処理系統を系統（１）、実時間遅延部３−２と３６０度移相器４−２ａ，４−２ｂからなる信号処理系統を系統（２）、実時間遅延部３−３と３６０度移相器４−３ａ，４−３ｂからなる信号処理系統を系統（３）のように表記する。
素子アンテナ５−ｎａは３６０度移相器４−ｎａによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
素子アンテナ５−ｎｂは３６０度移相器４−ｎｂによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
FIG. 11 is a block diagram showing a phased array antenna apparatus and a delay time difference measuring apparatus according to
The 360-degree phase shifter 4-na and the 360-degree phase shifter 4-nb are connected to the real time delay unit 3-n, and perform phase variable processing on the high-frequency signal after the delay processing by the real time delay unit 3-n. carry out.
A signal processing system is composed of the real-time delay unit 3-n and 360-degree phase shifters 4-na and 4-nb.
Hereinafter, for convenience of explanation, the signal processing system including the real-time delay unit 3-1 and the 360-degree phase shifters 4-1a and 4-1b is represented by the system (1), and the real-time delay unit 3-2 and the 360-degree phase shifter. The signal processing system including 4-2a and 4-2b is the system (2), and the signal processing system including the real-time delay unit 3-3 and the 360-degree phase shifters 4-3a and 4-3b is the system (3). Indicate.
The element antenna 5-na is a member that transmits a high-frequency signal after the phase variable processing by the 360-degree phase shifter 4-na.
The element antenna 5-nb is a member that transmits a high-frequency signal after the phase variable processing by the 360-degree phase shifter 4-nb.
制御部１３の信号送信制御部２５は図１及び図８の信号送信制御部２２と同様に、信号源２により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナ５から高周波信号を送信させる処理を実施するほか、信号処理系統選択部２１により選択された信号処理系統と接続されている素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。なお、信号送信制御部２５は信号送信制御手段を構成している。
制御部１３の遅延時間差推定部２６は信号送信制御部２５により素子アンテナが切り替えられる毎に、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定し、複数の推定結果の平均値を算出する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２６は遅延時間差推定手段を構成している。
The signal
The delay time
図１１の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 11, it is assumed that each of the receiving
When the field
この実施の形態３では、各々の信号処理系統に対して、２本の素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂが接続されている点で、上記実施の形態１，２と相違している。
遅延時間差推定部２６が信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する際には、信号送信制御部２５が、２本の素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替えるようにする。
具体的には、以下の通りである。
The third embodiment is different from the first and second embodiments in that two element antennas 5-na and 5-nb are connected to each signal processing system.
When the delay time
Specifically, it is as follows.
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、上記実施の形態１，２と同様に、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
First, the signal processing
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the system (1) and the system (2) are selected as the two signal processing systems.
When the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
制御部１３の信号送信制御部２５は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、系統（１）と接続されている素子アンテナ５−１ａ，５−１ｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。
また、系統（２）と接続されている素子アンテナ５−２ａ，５−２ｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。
ここでは、説明の便宜上、素子アンテナ５−１ａ，５−２ａから高周波信号を送信させたのち、素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂから高周波信号を送信させるように切り替えるものとする。
なお、上記実施の形態２と同様に、信号処理系統選択部２１が、実時間遅延部３−１，３−２における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ１）（ＴＴＤ２）を設定するようにしてもよいが、ここでは説明の簡単化のため、特に遅延時間（ＴＴＤ１）（ＴＴＤ２）を設定しないものとして説明する。
When the signal processing
Moreover, the process which switches in order one element antenna which transmits a high frequency signal from the element antennas 5-2a and 5-2b connected with the system | strain (2) is implemented.
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the high frequency signal is transmitted from the element antennas 5-1a and 5-2a, and then the high frequency signal is switched from the element antennas 5-1b and 5-2b.
As in the second embodiment, the signal processing
信号送信制御部２５は、高周波信号を送信させる素子アンテナを素子アンテナ５−１ａ，５−２ａに設定すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
The signal
When the
As a result, a high-frequency signal whose frequency sequentially changes is input to the real-time delay unit 3-1 of the system (1) and the real-time delay unit 3-2 of the system (2).
系統（１）の実時間遅延部３−１は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
The real-time delay unit 3-1 of the system (1) performs delay processing on the high-frequency signal generated by the
The real-time delay unit 3-2 of the system (2) performs delay processing on the high-frequency signal generated by the
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１ａに出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２ａに出力する。
これにより、素子アンテナ５−１ａから高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２ａから高周波信号が送信される。
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-1, the 360-degree phase shifter 4-1 of the system (1) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-1a.
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-2, the 360-degree phase shifter 4-2 of the system (2) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-2a.
Thereby, a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-1a, and a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-2a.
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１ａ，５−２ａから送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する。
The receiving
When receiving the high-frequency signal from the receiving
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第１の伝搬時間差算出部３１と同様に、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
遅延時間差推定部２６は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から素子アンテナ５−１ａを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から素子アンテナ５−２ａを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
Similar to the first propagation
When the delay time
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第２の伝搬時間差算出部３２と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１ａ，５−２ａまでを測距することで、素子アンテナ５−１ａから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２ａから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
The delay time
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における遅延時間差算出部３３と同様に、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
In the delay time
次に、制御部１３の信号送信制御部２５は、高周波信号を送信させる素子アンテナを素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂに切り替えて、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
Next, the signal
When the
As a result, a high-frequency signal whose frequency sequentially changes is input to the real-time delay unit 3-1 of the system (1) and the real-time delay unit 3-2 of the system (2).
系統（１）の実時間遅延部３−１は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
The real-time delay unit 3-1 of the system (1) performs delay processing on the high-frequency signal generated by the
The real-time delay unit 3-2 of the system (2) performs delay processing on the high-frequency signal generated by the
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１ｂに出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２ｂに出力する。
これにより、素子アンテナ５−１ｂから高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２ｂから高周波信号が送信される。
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-1, the 360-degree phase shifter 4-1 of the system (1) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-1b.
When receiving a high-frequency signal after delay processing from the real-time delay unit 3-2, the 360-degree phase shifter 4-2 of the system (2) performs phase variable processing on the high-frequency signal and performs high-frequency signal processing after the phase variable processing. The signal is output to the element antenna 5-2b.
Thereby, a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-1b, and a high frequency signal is transmitted from the element antenna 5-2b.
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂから送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する。
The receiving
When receiving the high-frequency signal from the receiving
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第１の伝搬時間差算出部３１と同様に、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
遅延時間差推定部２６は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から素子アンテナ５−１ｂを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から素子アンテナ５−２ｂを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
Similar to the first propagation
When the delay
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第２の伝搬時間差算出部３２と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂまでを測距することで、素子アンテナ５−１ｂから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２ｂから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
The delay time
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における遅延時間差算出部３３と同様に、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
In the delay time
遅延時間差推定部２６は、素子アンテナ５−１ａ，５−２ａが高周波信号を送信しているときの遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）と、素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂが高周波信号を送信しているときの遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）とを算出すると、双方の算出結果の平均値を算出し、最終的に、その平均値を系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）とする。
The delay time
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
Up to this point, the example in which the signal processing
If the system (1) is used as a reference, the system (1) and the system (2), the system (1) and the system (3), the system (1) and the system (4),. Even if (1) and the system (N) are selected and the same processing is performed, the delay time difference between all systems can be calculated.
制御部１３は、遅延時間差算出部４３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
When the delay time
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、制御部１３の信号送信制御部２５が、信号処理系統選択部２１により選択された信号処理系統と接続されている素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施し、遅延時間差推定部２６が、信号送信制御部２５により素子アンテナが切り替えられる毎に、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定して、複数の推定結果の平均値を算出するように構成したので、２つの信号処理系統間の遅延時間差の測定精度を高めることができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, the signal
図１１では、１つの信号処理系統に対して、２本の素子アンテナ５が接続されているフェーズドアレーアンテナ装置の例を示しているが、３本以上の素子アンテナ５が接続されていてもよい。
Although FIG. 11 shows an example of a phased array antenna apparatus in which two
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、１つの信号源２が高周波信号をＮ個の実時間遅延部３−ｎに分配している例を示したが、実時間遅延部３−ｎ毎に、信号源２を備えるようにしてもよい。
In the first to third embodiments, an example in which one
図１２はこの発明の実施の形態４によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１、図８及び図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号源２−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は制御部１３が指示する周波数の高周波信号を発生し、その高周波信号を実時間遅延部３−ｎに出力する信号発生回路である。信号源間２−１〜２−Ｎは互いに位相及び周波数が同期している。
図１２の例では、信号源２−ｎと実時間遅延部３−ｎが一体化されているダイレクトディジタルシンセサイザ６−ｎが実装されている。
12 is a block diagram showing a phased array antenna apparatus and a delay time difference measuring apparatus according to
A signal source 2-n (n = 1, 2,..., N) generates a high-frequency signal having a frequency indicated by the
In the example of FIG. 12, a direct digital synthesizer 6-n in which a signal source 2-n and a real time delay unit 3-n are integrated is mounted.
遅延時間差測定装置の処理内容は、上記実施の形態１〜３と同様であるため詳細な説明を省略するが、上記実施の形態２のように、各信号処理系統における実時間遅延部３−ｎの間に遅延時間差を付加する場合、ダイレクトディジタルシンセサイザ６−ｎを実装していれば、遅延時間をディジタル的に付加することができる。したがって、遅延時間を柔軟に設定することができるため、受信電界レベル｜Ｅ｜が変動する周期を簡単に調整することができる。 Since the processing contents of the delay time difference measuring apparatus are the same as those in the first to third embodiments, a detailed description thereof is omitted. However, as in the second embodiment, the real time delay unit 3-n in each signal processing system. When a direct delay synthesizer 6-n is mounted, the delay time can be added digitally. Therefore, since the delay time can be set flexibly, the period in which the received electric field level | E | varies can be easily adjusted.
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、フェーズドアレーアンテナ装置が高周波信号を送信する例を示したが、フェーズドアレーアンテナ装置が高周波信号を受信するものであってもよい。
図１３はこの発明の実施の形態５によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
送信アンテナ５１は信号源２により発生された高周波信号をフェーズドアレーアンテナ装置１に送信する部材である。
電界強度測定器５２は信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統における実時間遅延部３から出力された高周波信号の電界強度を測定する処理を実施する。なお、電界強度測定器５２は電界強度測定手段を構成している。
In the first to fourth embodiments, an example in which the phased array antenna apparatus transmits a high-frequency signal has been described. However, the phased array antenna apparatus may receive a high-frequency signal.
13 is a block diagram showing a phased array antenna apparatus and a delay time difference measuring apparatus according to
The
The electric field
図１３の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である信号源２、送信アンテナ５１及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である制御部１３がコンピュータで構成されている場合、制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
In the example of FIG. 13, it is assumed that each of the
When the
この実施の形態５では、上記実施の形態１における図１の制御部１３を遅延時間差測定装置に適用する例を説明するが、上記実施の形態２〜４における図８、図１１及び図１２の制御部１３を適用してもよい。
In the fifth embodiment, an example in which the
次に動作について説明する。
この実施の形態５では、Ｎ個の信号処理系統における高周波信号の伝搬時間差、即ち、フェーズドアレーアンテナ装置１における各系統の有線区間での伝搬時間差を遅延時間差として推定する。
具体的には、以下の通りである。
Next, the operation will be described.
In the fifth embodiment, a propagation time difference of high frequency signals in N signal processing systems, that is, a propagation time difference in a wired section of each system in the phased
Specifically, it is as follows.
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
First, the signal processing
Here, for convenience of explanation, it is assumed that the system (1) and the system (2) are selected as the two signal processing systems.
When the system (1) and the system (2) are selected by the signal processing
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生し、その高周波信号を送信アンテナ５１に出力する。
これにより、送信アンテナ５１から周波数が順次変化する高周波信号がフェーズドアレーアンテナ装置１に送信される。
When the signal processing
When the
As a result, a high-frequency signal whose frequency sequentially changes is transmitted from the
フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１は、送信アンテナ５１から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を系統（１）の３６０度移相器４−１に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−２は、送信アンテナ５１から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を系統（２）の３６０度移相器４−２に出力する。
The element antenna 5-1 of the phased
The element antenna 5-2 of the phased
系統（１）の３６０度移相器４−１は、素子アンテナ５−１から高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を実時間遅延部３−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、素子アンテナ５−２から高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を実時間遅延部３−２に出力する。
When receiving a high-frequency signal from the element antenna 5-1, the 360-degree phase shifter 4-1 of the system (1) performs phase variable processing on the high-frequency signal, and converts the high-frequency signal after the phase variable processing to a real-time delay unit. Output to 3-1.
When receiving a high frequency signal from the element antenna 5-2, the 360 degree phase shifter 4-2 of the system (2) performs phase variable processing on the high frequency signal, and converts the high frequency signal after the phase variable processing to a real time delay unit. Output to 3-2.
系統（１）の実時間遅延部３−１は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、３６０度移相器４−１から出力された位相可変処理後の高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を電界強度測定器５２に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、３６０度移相器４−２から出力された位相可変処理後の高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を電界強度測定器５２に出力する。
In the real time delay unit 3-1 of the system (1), one delay element designated by the user is selected from among a plurality of delay elements, and 360 ° shift is performed using the currently selected delay element. Delay processing is performed on the high-frequency signal after the phase variable processing output from the phase shifter 4-1, and the high-frequency signal after the delay processing is output to the electric field
In the real-time delay unit 3-2 of the system (2), one delay element designated by the user is selected from the plurality of delay elements, and the 360-degree shift is performed using the currently selected delay element. Delay processing is performed on the high-frequency signal after the phase variable processing output from the phase shifter 4-2, and the high-frequency signal after the delay processing is output to the electric field
電界強度測定器５２は、実時間遅延部３−１，３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号の電界強度を測定する。
ここで、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、電界強度測定器５２で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器５２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
Upon receiving the delayed high frequency signal from the real time delay units 3-1 and 3-2, the electric field
Here, the propagation time (Wire 1 + Air 1 ) of the high-frequency signal from the
For this reason, if there is no frequency characteristic of an antenna or the like, the electric field strength measured by the electric field
一方、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器５２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（７）のように表される。
式（７）において、Ｔは送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）） （８）
In Expression (7), T is the propagation time (Wire 1 + Air 1 ) of the high-frequency signal from the
T = ± ((Wire 1 + Air 1 ) − (Wire 2 + Air 2 )) (8)
信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（７）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（３）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ） （９）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（７）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
When the
As shown in FIG. 4, when a frequency band in which the received electric field level | E | fluctuates by one cycle (for example, between null points of adjacent received electric field levels | E |) is F, the following equation (3) is obtained. A relationship is established.
F × (± T) = 1
T = ± (1 / F) (9)
Therefore, if the frequency band F in which the received electric field level | E | fluctuates by one period is known, the first propagation time difference T can be calculated from the equation (7). However, since the sign of the first propagation time difference T is not known, only the result that either + T or -T is correct remains.
そこで、遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆの特定方法は、上記実施の形態１と同様であるため詳細な説明を省略する。
Therefore, the first propagation time
The method of specifying the frequency band F in which the received electric field level | E | varies by one cycle is the same as that in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.
遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（９）に代入して、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
When the first propagation
遅延時間差推定部２３の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、例えば、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−２に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
When the signal processing
遅延時間差推定部２３の遅延時間差算出部３３は、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
In the delay time difference calculation unit 33 of the delay time
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
Up to this point, the example in which the signal processing
If the system (1) is used as a reference, the system (1) and the system (2), the system (1) and the system (3), the system (1) and the system (4),. Even if (1) and the system (N) are selected and the same processing is performed, the delay time difference between all systems can be calculated.
制御部１３は、遅延時間差算出部３３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
When the delay time difference calculation unit 33 calculates the delay time difference between all systems (propagation time difference in the wired section), the
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統における実時間遅延部３から出力された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器５２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器５２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
As is apparent from the above, according to the fifth embodiment, the electric field for measuring the electric field strength of the high-frequency signal output from the real-
Accordingly, it is possible to correct delays for previously unknown parts such as cable routing and connector connection parts that are not known until the entire phased
In addition, even if readjustment is required after the phased
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の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
１ フェーズドアレーアンテナ装置、２，２−１〜２−３ 信号源、３−１〜３−３ 実時間遅延部（信号処理系統）、４−１〜４−３，４−１ａ〜４−３ａ，４−１ｂ〜４−３ｂ ３６０度移相器（信号処理系統）、５−１〜５−３，５−１ａ〜５−３ａ，５−１ｂ〜５−３ｂ 素子アンテナ、６−１〜６−３ ダイレクトディジタルシンセサイザ、１１ 受信アンテナ（高周波信号受信手段）、１２ 電界強度測定器（電界強度測定手段）、１３ 制御部、２１ 信号処理系統選択部（信号処理系統選択手段）、２２，２５ 信号送信制御部（信号送信制御手段）、２３，２４，２６ 遅延時間差推定部（遅延時間差推定手段）、３１ 第１の伝搬時間差算出部、３２ 第２の伝搬時間差算出部、３３ 遅延時間差算出部、４１ 第１の伝搬時間差算出部、４２ 遅延処理時間差算出部、４３ 遅延時間差算出部、５１ 送信アンテナ、５２ 電界強度測定器（電界強度測定手段）。
1 phased array antenna device, 2, 2-1 to 2-3 signal source, 3-1 to 3-3 real-time delay unit (signal processing system), 4-1 to 4-3, 4-1a to 4-3a , 4-1b to 4-3b 360-degree phase shifter (signal processing system), 5-1 to 5-3, 5-1a to 5-3a, 5-1b to 5-3b element antenna, 6-1 to 6 -3 direct digital synthesizer, 11 receiving antenna (high frequency signal receiving means), 12 field strength measuring device (field strength measuring means), 13 control section, 21 signal processing system selection section (signal processing system selection means), 22, 25 signals Transmission control unit (signal transmission control unit), 23, 24, 26 delay time difference estimation unit (delay time difference estimation unit), 31 first propagation time difference calculation unit, 32 second propagation time difference calculation unit, 33 delay time difference calculation unit, 41 First propagation time difference Out portion, 42 delay the processing time difference calculating portion, 43 a delay time difference calculating unit, 51
Claims (18)
上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、
上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御手段と、
上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信手段と、
上記高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
上記電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定手段とを備えていることを特徴とする遅延時間差測定装置。 A signal source that generates a high-frequency signal, a plurality of signal processing systems that perform delay processing and phase variable processing on the high-frequency signal generated by the signal source, and a plurality of high-frequency signals that are processed by the signal processing system In a delay time difference measuring device for measuring a delay time difference between signal processing systems in a phased array antenna device constituted by an element antenna,
A signal processing system selection means for selecting two signal processing systems from the plurality of signal processing systems;
A signal transmission control means for transmitting a high frequency signal from an element antenna connected to the two signal processing systems selected by the signal processing system selection means while sweeping the frequency of the high frequency signal generated by the signal source;
High-frequency signal receiving means for receiving a high-frequency signal transmitted from the element antenna;
Electric field strength measuring means for measuring the electric field strength of the high frequency signal received by the high frequency signal receiving means;
Delay time difference estimation means for estimating a delay time difference between the two signal processing systems selected by the signal processing system selection means from the fluctuation cycle of the electric field strength measured by the electric field strength measurement means. A delay time difference measuring device.
電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択手段により選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択手段により選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出部と、
上記第１の伝搬時間差算出部により算出された第１の伝搬時間差と、上記第２の伝搬時間差算出部により算出された第２の伝搬時間差との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差として算出する遅延時間差算出部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の遅延時間差測定装置。 The delay time difference estimation means is:
The propagation time of the high-frequency signal from the fluctuation cycle of the electric field strength measured by the electric field strength measuring means to the high-frequency signal receiving means through one signal processing system selected by the signal processing system selecting means from the signal source Calculating a first propagation time difference which is a difference from the propagation time of the high frequency signal from the signal source to the high frequency signal receiving means via the other signal processing system selected by the signal processing system selection means A first propagation time difference calculation unit,
The high-frequency signal propagation time from the element antenna connected to the one signal processing system to the high-frequency signal receiving means, and the element antenna connected to the other signal processing system to the high-frequency signal receiving means A second propagation time difference calculation unit that calculates a second propagation time difference that is a difference from the propagation time of the high-frequency signal to
The difference between the first propagation time difference calculated by the first propagation time difference calculation unit and the second propagation time difference calculated by the second propagation time difference calculation unit is used as a delay time difference between the two signal processing systems. The delay time difference measuring apparatus according to claim 1, further comprising a delay time difference calculating unit for calculating.
電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択手段により選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択手段により選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間と、上記他方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間との差分である遅延処理時間差を算出する遅延処理時間差算出部と、
２つの信号処理系統間の遅延時間差として、上記第１の伝搬時間差算出部により算出された第１の伝搬時間差から、上記第２の伝搬時間差算出部により算出された第２の伝搬時間差と上記遅延処理時間差算出部により算出された遅延処理時間差を減算する遅延時間差算出部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の遅延時間差測定装置。 The delay time difference estimation means is:
The propagation time of the high-frequency signal from the fluctuation cycle of the electric field strength measured by the electric field strength measuring means to the high-frequency signal receiving means through one signal processing system selected by the signal processing system selecting means from the signal source Calculating a first propagation time difference which is a difference from the propagation time of the high frequency signal from the signal source to the high frequency signal receiving means via the other signal processing system selected by the signal processing system selection means A first propagation time difference calculation unit,
The high-frequency signal propagation time from the element antenna connected to the one signal processing system to the high-frequency signal receiving means, and the element antenna connected to the other signal processing system to the high-frequency signal receiving means A second propagation time difference calculation unit that calculates a second propagation time difference that is a difference from the propagation time of the high-frequency signal to
A delay processing time difference calculating unit that calculates a delay processing time difference that is a difference between a delay time in the delay processing in the one signal processing system and a delay time in the delay processing in the other signal processing system;
As the delay time difference between the two signal processing systems, the second propagation time difference calculated by the second propagation time difference calculator and the delay are calculated from the first propagation time difference calculated by the first propagation time difference calculator. 2. The delay time difference measuring apparatus according to claim 1, further comprising a delay time difference calculating unit that subtracts the delay processing time difference calculated by the processing time difference calculating unit.
信号送信制御手段は、信号処理系統選択手段により選択された信号処理系統と接続されている複数の素子アンテナの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施し、
遅延時間差推定手段は、上記信号送信制御手段により素子アンテナが切り替えられる毎に、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定して、複数の推定結果の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。 When multiple element antennas are connected to one signal processing system,
The signal transmission control means performs a process of sequentially switching one element antenna that transmits a high-frequency signal from a plurality of element antennas connected to the signal processing system selected by the signal processing system selection means,
The delay time difference estimation means estimates the delay time difference between the two signal processing systems selected by the signal processing system selection means every time the element antenna is switched by the signal transmission control means, and averages a plurality of estimation results. 10. The delay time difference measuring apparatus according to claim 1, wherein a value is calculated.
高周波信号を発生する信号源と、
上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、送信アンテナから上記高周波信号を上記フェーズドアレーアンテナ装置に送信させる信号送信制御手段と、
上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、
上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統による処理後の高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
上記電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定手段とを備えていることを特徴とする遅延時間差測定装置。 Between signal processing systems in a phased array antenna apparatus comprising a plurality of element antennas that receive high-frequency signals and a plurality of signal processing systems that perform delay processing and phase variable processing on the high-frequency signals received by the element antennas In the delay time difference measuring apparatus for measuring the delay time difference of
A signal source for generating a high-frequency signal;
Signal transmission control means for transmitting the high-frequency signal from the transmission antenna to the phased array antenna device while sweeping the frequency of the high-frequency signal generated by the signal source;
A signal processing system selection means for selecting two signal processing systems from the plurality of signal processing systems;
Electric field strength measuring means for measuring the electric field strength of the high-frequency signal after processing by the two signal processing systems selected by the signal processing system selecting means;
Delay time difference estimation means for estimating a delay time difference between the two signal processing systems selected by the signal processing system selection means from the fluctuation cycle of the electric field strength measured by the electric field strength measurement means. A delay time difference measuring device.
信号処理系統選択手段が、上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択処理ステップと、
信号送信制御手段が、上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御ステップと、
高周波信号受信手段が、上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信処理ステップと、
電界強度測定手段が、上記高周波信号受信処理ステップで受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定処理ステップと、
遅延時間差推定手段が、上記電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定処理ステップとを備えていることを特徴とする遅延時間差測定方法。 A signal source that generates a high-frequency signal, a plurality of signal processing systems that perform delay processing and phase variable processing on the high-frequency signal generated by the signal source, and a plurality of high-frequency signals that are processed by the signal processing system In a delay time difference measuring method for measuring a delay time difference between signal processing systems in a phased array antenna device configured with an element antenna,
A signal processing system selection means for selecting two signal processing systems from the plurality of signal processing systems;
The signal transmission control means transmits the high frequency signal from the element antenna connected to the two signal processing systems selected in the signal processing system selection processing step while sweeping the frequency of the high frequency signal generated by the signal source. A signal transmission control step,
A high-frequency signal receiving means for receiving a high-frequency signal transmitted from the element antenna;
Electric field strength measurement means measures the electric field strength of the high frequency signal received in the high frequency signal reception processing step,
Delay time difference estimation means for estimating a delay time difference between the two signal processing systems selected in the signal processing system selection processing step from a fluctuation period of the electric field intensity measured in the electric field intensity measurement processing step And a delay time difference measuring method.
電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択処理ステップで選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択処理ステップで選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記第１の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第１の伝搬時間差と、上記第２の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第２の伝搬時間差との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差として算出する遅延時間差算出処理ステップとから構成されていることを特徴とする請求項１５記載の遅延時間差測定方法。 The delay time difference estimation processing step includes:
Propagation of a high-frequency signal from the fluctuation cycle of the electric field intensity measured in the electric field intensity measurement processing step to the high-frequency signal receiving means through one signal processing system selected in the signal processing system selection processing step from the signal source The first propagation which is the difference between the time and the propagation time of the high frequency signal from the signal source through the other signal processing system selected in the signal processing system selection processing step to the high frequency signal receiving means A first propagation time difference calculation processing step for calculating a time difference;
The high-frequency signal propagation time from the element antenna connected to the one signal processing system to the high-frequency signal receiving means, and the element antenna connected to the other signal processing system to the high-frequency signal receiving means A second propagation time difference calculation processing step for calculating a second propagation time difference that is a difference from the propagation time of the high-frequency signal to
The difference between the first propagation time difference calculated in the first propagation time difference calculation processing step and the second propagation time difference calculated in the second propagation time difference calculation processing step is the delay between the two signal processing systems. 16. The delay time difference measuring method according to claim 15, comprising a delay time difference calculation processing step for calculating as a time difference.
電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択処理ステップで選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択処理ステップで選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間と、上記他方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間との差分である遅延処理時間差を算出する遅延処理時間差算出処理ステップと、
上記第１の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第１の伝搬時間差から、上記第２の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第２の伝搬時間差と上記遅延処理時間差算出処理ステップで算出された遅延処理時間差を減算し、その減算結果を２つの信号処理系統間の遅延時間差として出力する遅延時間差算出処理ステップとから構成されていることを特徴とする請求項１５記載の遅延時間差測定方法。 The delay time difference estimation processing step includes:
Propagation of a high-frequency signal from the fluctuation cycle of the electric field intensity measured in the electric field intensity measurement processing step to the high-frequency signal receiving means through one signal processing system selected in the signal processing system selection processing step from the signal source The first propagation which is the difference between the time and the propagation time of the high frequency signal from the signal source through the other signal processing system selected in the signal processing system selection processing step to the high frequency signal receiving means A first propagation time difference calculation processing step for calculating a time difference;
The high-frequency signal propagation time from the element antenna connected to the one signal processing system to the high-frequency signal receiving means, and the element antenna connected to the other signal processing system to the high-frequency signal receiving means A second propagation time difference calculation processing step for calculating a second propagation time difference that is a difference from the propagation time of the high-frequency signal to
A delay processing time difference calculation processing step for calculating a delay processing time difference which is a difference between a delay time in the delay processing in the one signal processing system and a delay time in the delay processing in the other signal processing system;
Based on the first propagation time difference calculated in the first propagation time difference calculation processing step, the second propagation time difference calculated in the second propagation time difference calculation processing step and the delay processing time difference calculation processing step were calculated. 16. The delay time difference measuring method according to claim 15, further comprising a delay time difference calculation processing step of subtracting the delay processing time difference and outputting the subtraction result as a delay time difference between the two signal processing systems.
信号送信制御手段が、信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、送信アンテナから上記高周波信号を上記フェーズドアレーアンテナ装置に送信させる信号送信制御処理ステップと、
信号処理系統選択手段が、上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択処理ステップと、
電界強度測定手段が、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統による処理後の高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定処理ステップと、
遅延時間差推定手段が、上記電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定処理ステップとを備えていることを特徴とする遅延時間差測定方法。 Between signal processing systems in a phased array antenna apparatus comprising a plurality of element antennas that receive high-frequency signals and a plurality of signal processing systems that perform delay processing and phase variable processing on the high-frequency signals received by the element antennas In the delay time difference measuring method for measuring the delay time difference of
A signal transmission control processing step for causing the signal transmission control means to transmit the high-frequency signal from the transmission antenna to the phased array antenna device while sweeping the frequency of the high-frequency signal generated by the signal source;
A signal processing system selection means for selecting two signal processing systems from the plurality of signal processing systems;
An electric field strength measuring means for measuring the electric field strength of the high-frequency signal after processing by the two signal processing systems selected in the signal processing system selection processing step;
Delay time difference estimation means for estimating a delay time difference between the two signal processing systems selected in the signal processing system selection processing step from a fluctuation period of the electric field intensity measured in the electric field intensity measurement processing step And a delay time difference measuring method.
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