JP2017224988A - アンテナ調整方法及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＡＭ波の送受信の軸の位置を調整する。【解決手段】通信装置２０は、アレイアンテナ２１の複数のアンテナ素子２２により、通信装置１０が送信したＯＡＭ波の信号を受信する。通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、複数のアンテナ素子２２のそれぞれにおいて受信したＯＭＡ波の受信信号の位相と、アレイアンテナ２１の受信軸と通信装置１０のアレイアンテナ１３の送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた位相誤差からアレイアンテナ２１の位置を調整する移動量を算出する。軸ズレ推定・制御部２６は、算出した移動量に基づいて、アレイアンテナ２１の水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ調整方法及び通信システムに関する。

無線通信において、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum：軌道運動量）波を使用して、同じ周波数や偏波に加えて多重を行うことにより、通信容量を増加できると期待されている（例えば、非特許文献１、２参照）。ＯＡＭ波は、軌道運動量を持つ電波であり、進行方向に対して螺旋状に同位相となる。この位相が螺旋状に回転する数に応じてＯＡＭモードを異にする。１回転するＯＡＭモードＬ１に対しＯＡＭモードＬ２は倍の２回転となり、同様にＯＡＭモードＬ３は３回転、…となる。これらＯＡＭモードを使用すれば、それぞれＯＡＭモードで複数の無線信号を同時に通信できる。更に、このような特徴を持つＯＡＭ波は、Ｖ（垂直）／Ｈ（水平）偏波や周波数チャネルなどと組合せて多重もできる。

無線通信でＯＡＭ波を利用するために、切り込みを入れたパラボラアンテナを用いたり、段差を設けた誘電体に電波を透過させたりする。或いは複数のアンテナを円周上に配置し、アンテナ素子毎に異なる位相を設定することによりＯＡＭ波を送信／受信することもできる。

Fabio Spinello，Elettra Mari，Matteo Oldoni，Roberto A. Ravanelli，Carlo G. Someda，Fabrizio Tamburini，Filippo Romanato，Piero Coassini，Giuseppe Parisi，"Experimental near field OAM-based communication with circular patch array"，［online]，2015年7月24日，［2016年5月25日検索］，<URL：http://arxiv.org/abs/1507.06889> Zhang Y，Feng W and Ge N，"On the Restriction of Utilizing Orbital Angular Momentum in Radio Communications"，Proc. VIII International Conference on Communications and Networking in China (CHINACOM)，［online]，2013年4月20日，p.271-275，［2016年6月8日検索］，<URL：https://www.computer.org/csdl/proceedings/chinacom/2013/9999/00/06694604.pdf>

ＯＡＭ波は送信方向に位相が螺旋状に変化している。このＯＡＭ波を用いて送受信間の無線通信を実現するためには、送受信の軸の位置を的確に調整する必要がある。送信軸は送信側が信号を送信する方向であり、受信軸は受信側が信号を受信する方向である。もし、軸ズレがあると、送信側の通信装置と受信側の通信装置との間で螺旋状の位相変化の違いが生じて、ＯＡＭ波の多重（例えばＯＡＭモードＬ１とＯＡＭモードＬ２）の識別が困難となる場合がある。

上記事情に鑑み、本発明は、ＯＡＭ波の送受信の軸の位置を調整することができるアンテナ調整方法及び通信システムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、第一通信装置と第二通信装置とを有する通信システムにおけるアンテナ調整方法であって、前記第一通信装置の第一アンテナが、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum）波を送信する第一送信ステップと、前記第二通信装置の第二アンテナが、前記ＯＡＭ波を受信する第一受信ステップと、前記第二通信装置の制御部が、前記第二アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第二アンテナの受信軸と前記第一アンテナの送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第二アンテナの位置を調整する移動量を算出する第一算出ステップと、前記制御部が、前記第一算出ステップにおいて算出された前記移動量に基づいて、前記第二アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う第一制御ステップと、を有する。

本発明の一態様は、上述のアンテナ調整方法であって、前記第一制御ステップにおいては、前記第二アンテナを水平方向及び垂直方向に平行移動させる可動部を制御することにより前記第二アンテナの位置を調整する。

本発明の一態様は、上述のアンテナ調整方法であって、前記第二通信装置は、水平方向及び垂直方向に複数のアンテナ素子が配されたアレイアンテナを有し、前記アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子のうち、前記アレイアンテナの一部の領域に含まれるアンテナ素子により前記第二アンテナを構成し、前記第一制御ステップにおいては、前記移動量に基づいて、前記アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子の中から、位置を調整した後の前記第二アンテナを構成するアンテナ素子を選択する。

本発明の一態様は、上述のアンテナ調整方法であって、前記第二アンテナが、ＯＡＭ波を送信する第二送信ステップと、前記第一アンテナが、前記第二アンテナから送信されたＯＡＭ波を受信する第二受信ステップと、前記第一通信装置の制御部が、前記第一アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第一アンテナの受信軸と前記第二アンテナの送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第一アンテナの位置を調整する移動量を算出する第二算出ステップと、前記第一通信装置の前記制御部が、前記第二算出ステップにおいて算出された前記移動量に基づいて、前記第一アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う第二制御ステップとを有する。

本発明の一態様は、上述のアンテナ調整方法であって、前記第一アンテナは、アレイアンテナ、切り込みのあるパラボラアンテナ、又は、指向性アンテナと該指向性アンテナが送信した電波を透過させる段差を設けた誘電体とを有するアンテナである。

本発明の一態様は、上述のアンテナ調整方法であって、前記第一通信装置の前記第一アンテナと前記第二通信装置の第二アンテナとが、前記第一制御ステップ又は前記第二制御ステップの後、ＯＡＭ波とは異なる無線信号を送受信して通信する通信ステップを有する。

本発明の一態様は、第一通信装置と第二通信装置とを有する通信システムであって、前記第一通信装置は、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum）波を送信する第一アンテナを備え、前記第二通信装置は、前記ＯＡＭ波を受信する第二アンテナと、前記第二アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第二アンテナの受信軸と前記受信信号を送信した第一アンテナの送信軸とに位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第二アンテナの位置を調整する移動量を算出し、算出された前記移動量に基づいて、前記第二アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う制御部とを備える。

本発明により、ＯＡＭ波の送受信の軸の位置を調整することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による通信システムの構成図である。 モードＬ１のＯＡＭ波の特徴と生成を示す図である。 モードＬ２のＯＡＭ波の特徴と生成を示す図である。 モードＬ−１のＯＡＭ波の特徴と生成を示す図である。 受信側が平行移動した軸ズレの状態を示す図である。 図５に示す軸ズレの影響を示す図である。 モードＬ１がＬ２に誤認される場合の平行移動の軸ズレの状態を示す図である。 図７に示す平行移動の軸ズレによる位相変化を示す図である。 第１の実施形態による可動部の構成例を示す図である。 同実施形態による可動部の他の構成例を示す図である。 同実施形態によるサブアレイの選択によるアレイアンテナの平行移動を示す図である。 第２の実施形態による受信側における、送受信方向に直交する平面内のＸ軸移動を示す図である。 同実施形態による受信側における、送受信方向に直交する平面内のＺ軸移動を示す図である。 同実施形態による受信側における、平行移動による送受信軸調整の動作フローを示す図である。 同実施形態における平行移動による送受信軸調整での送受信間動作フローを示す図である。 同実施形態にける平行移動による送受信軸調整での送受信間動作フローを示す図である。 同実施形態による受信側に平行移動の軸ズレがある状態を示す図である。 同実施形態による受信側の平行移動に対する位相変化のグラフを示す図である。 同実施形態による２段階で位置ズレを調整する方法を示す図である。 第３の実施形態による送受アンテナを入替えた位置ズレの調整の動作フローを示す図である。 同実施形態による通信システムにおける、送受入替え調整の送受信間動作フローを示す図である。 同実施形態による通信システムにおける、送受入替え調整の送受信間動作フローを示す図である。 同実施形態による送受信の片方の可動範囲による調整を示す図である。 同実施形態による送受信の両方の可動範囲による調整を示す図である。 第４の実施形態による通信システムの構成図である。 同実施形態による通信システムの他の構成図である。 通信に用いる電波の種類、軸調整に用いる方法、及び、共有する構成部分の組合せの表を示す図である。 第５の実施形態による通信システムの構成図である。 同実施形態による他の無線信号とＯＡＭ試験信号の切替えにおける通信システムの動作フローを示す図である。 同実施形態によるＯＡＭ波を用いた位置調整における通信システムの送受信間動作フローを示す図である。 同実施形態によるＯＡＭ波を用いた位置調整における通信システムの送受信間動作フローを示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による通信システム１の構成図である。同図では、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum：軌道運動量）波の送受信アレイアンテナの位置調整に関わる構成を抽出して示している。同図に示す通信システム１は、通信装置１０及び通信装置２０を備える。以下では、ＯＡＭ波の送信を行う通信装置１０又は通信装置２０を「送信側」、ＯＡＭ波の受信を行う通信装置１０又は通信装置２０を「受信側」とも記載する。以下では、送信側が通信装置１０であり、受信側が通信装置２０である場合を例に説明する。また、以下では、送信側からの電波の放射方向をＹ軸、Ｙ軸に直交する水平方向をＸ軸、垂直方向をＺ軸とする。

通信装置１０は、信号発生部１１、位相調整部１２、アレイアンテナ１３、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７を備える。例えば、通信装置１０は、信号発生部１１、位相調整部１２及びアレイアンテナ１３を備える既存の通信装置に、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７を追加することにより実現することができる。一方、通信装置２０は、アレイアンテナ２１、位相調整部２３、信号復調部２４、位相測定部２５、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８を備える。例えば、通信装置２０は、アレイアンテナ２１、位相調整部２３及び信号復調部２４を備える既存の通信装置に、位相測定部２５、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８を追加して実現することができる。

各装置が送受信において共用する機能部は、通信装置１０では位相調整部１２、アレイアンテナ１３、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７であり、通信装置２０ではアレイアンテナ２１、位相調整部２３、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８である。つまり、通信装置１０が受信側である場合には、位相調整部１２、アレイアンテナ１３、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７のそれぞれが、受信側の通信装置２０の位相調整部２３、アレイアンテナ２１、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８と同様の動作を行う。通信装置２０が送信側である場合には、位相調整部２３、アレイアンテナ２１、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８のそれぞれが、送信側の通信装置１０の位相調整部１２、アレイアンテナ１３、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７と同様の動作を行う。なお、同図においては、通信装置１０には、受信で必要な信号復調部２４及び位相測定部２５の記載を省略しており、通信装置２０には、送信に必要な信号発生部１１の記載を省略している。以下に、通信側の通信装置１０及び受信側の通信装置２０それぞれの構成を述べる。

＜送信側の構成＞
信号発生部１１は、無線通信に用いる送信信号を発生する機能を持ち、必要があれば送信信号の変調も行う。位相調整部１２は、信号発生部１１が発生させた送信信号に対して、アレイアンテナ１３の各アンテナ素子１４に応じて異なる所定の位相を加える。アレイアンテナ１３は、送信用のアレイアンテナであり、複数のアンテナ素子１４を有する。同図では、アレイアンテナ１３が、８素子のアレイアンテナであり、８個のアンテナ素子１４を備える例を示している。この各アンテナ素子１４への入力信号はそれぞれ、位相調整部１２により位相調整される。アレイアンテナ１３は、これら位相調整された送信信号をＯＡＭ波として送出する。

軸ズレ推定・制御部１５は、自装置が送信側であり、受信側のみで軸ズレを補正できなかった場合に、制御無線部１７が通信装置２０から関係情報の通信を受け、その関係情報に基づいてアレイアンテナ１３を平行移動させて軸ズレを解消させるよう可動部１６を制御する。軸ズレとは、送信軸と受信軸のズレ（差分）である。送信軸は送信側が信号を送信する方向であり、受信軸は受信側が信号を受信する方向である。また、軸ズレ推定・制御部１５は、自装置が受信側であるときに、受信信号から得た位相などの情報を基に、軸ズレを推定する。軸ズレ推定・制御部１５は、推定した軸ズレに応じて可動部１６を制御し、軸ズレを補正する。可動部１６は、送信側の平面上で送信用のアレイアンテナ１３を平行移動するための機構を有する。なお、送信側のアレイアンテナ１３が平行移動する平面（以下、送信側の平面と記載する）はＸ−Ｚ軸平面である。

制御無線部１７は、制御無線により通信装置１０と通信装置２０との間の通信を行う。制御無線は、ＯＡＭ波の通信とは別の無線である。制御無線部１７は、この制御無線により、通信装置２０との間で制御通信を行う。具体的には、制御無線部１７は、受信側の通信装置２０が得た軸ズレの調整に関する情報を送受信する。代表的な情報として、「調整開始」と「調整完了（又は調整未完了）」がある。また通信装置１０と通信装置２０の両方を調整する場合は、この軸ズレの調整に関する情報として、「片方（受信側）の調整開始・完了」に「送受信の切替え」と「他方（送信側）の調整開始・完了」が加わる。さらに少し細かい情報として、調整の途中の段階で、「水平軸（Ｘ軸）又は垂直軸（Ｚ軸）の調整の開始又は完了」の通知がある。

なお、図１では無線通信により制御通信を行う場合を示しているが、通信装置１０と通信装置２０が関係情報をやり取りできれば有線通信でもよい。この場合には、通信装置１０は、制御無線部１７に代えて、通信装置２０と有線により通信する「制御通信部」を備える。また、通信装置１０が制御無線（制御通信）を用いない場合、軸ズレ推定・制御部１５は、軸ズレを補正するための調整処理のスケジュールを記録するメモリと、それらの各調整処理に要すると想定する時間を管理するタイマーとを内蔵する。

＜受信側の構成＞
アレイアンテナ２１は、受信用のアレイアンテナであり、複数のアンテナ素子２２を備える。アレイアンテナ２１は、送信用のアレイアンテナ１３から送信されたＯＡＭ波を受信する。同図では、アレイアンテナ２１が、送信用のアレイアンテナ１３と同じ８素子のアレイアンテナである例を示している。ただし、必ずしも受信用のアレイアンテナ２１の素子数を、送信用のアレイアンテナ１３の素子数と同じにする必要はない。アレイアンテナ２１が無線により受信した受信信号は位相調整部２３に渡される。

位相調整部２３は、送信側に対応して、各アンテナ素子２２それぞれが受信した信号に位相を加える調整を行う。位相調整部２３は、位相調整後の受信信号を信号復調部２４へ受け渡す。位相調整部２３は、送信側のアレイアンテナ１３の素子数と受信側のアレイアンテナ２１の素子数とが異なる場合、送信側のアレイアンテナ１３のアンテナ素子１４と位相調整に対応して、受信側のアレイアンテナ２１が備えるアンテナ素子２２の素子数や配置を考慮し、受信信号の位相調整を行う。信号復調部２４は、位相調整された受信信号を受け、送信側で施された変調に応じた復調を行い、通信情報を出力する。

位相測定部２５は、受信用のアレイアンテナ２１の全てのアンテナ素子２２それぞれにおいて受信した信号を受け、これら信号の位相を測定する。位相測定部２５は、測定された位相の情報を、軸ズレ推定・制御部２６へ渡す。

軸ズレ推定・制御部２６は、位相測定部２５から渡された位相情報に基づいて受信用のアレイアンテナ２１の軸ズレを推定する。軸ズレ推定・制御部２６は、この推定した軸ズレに基づいて可動部２７を制御したり、制御無線により通信装置１０と関係情報をやり取りしたりする。軸ズレ推定・制御部２６は、送信側の通信装置１０との制御無線による通信の指示を、受信側である自装置のみで軸ズレを補正できなかった場合に行う。可動部２７は、軸ズレ推定・制御部２６からの指示に従って、受信用のアレイアンテナ２１を平行移動させ、軸ズレを補正する機構を有する。

制御無線部２８は、軸ズレ推定・制御部２６が推定した軸ズレに基づいて、受信用のアレイアンテナ２１に加えて送信用のアレイアンテナ１３を平行移動させるための指示などの関係情報を、送信側の通信装置１０との間で制御無線により通信する。制御無線部２８は、送信側の通信装置１０の制御無線部１７と対向して通信するので、通信装置１０の制御無線部１７で述べたように、関係情報には、「調整開始」と「調整完了（又は調整未完了）」がある。調整形態に応じて、「送受信の切替え」や「水平軸（Ｘ軸）又は垂直軸（Ｚ軸）の調整の開始又は完了」などの通知が加わる。

なお、通信装置２０は必ずしも無線でなくても有線で送受信間の制御通信を行ってもよい。この場合、通信装置２０は、制御無線部２８に代えて有線で通信装置１０と通信する「制御通信部」を備える。また通信装置２０においても、通信装置１０と同様に制御無線（制御通信）を用いない場合は、軸ズレ推定・制御部２６に、調整処理スケジュールの記録用メモリと各処理に想定される時間管理用のタイマーとを内蔵する。

図２〜図４は、ＯＡＭ波の特徴と生成を示す図である。ＯＡＭ波は、位相が螺旋状に変化する電波である。図２〜図４では、送信側の通信装置１０が、送信用のアレイアンテナ１３を用いてＯＡＭ波を送信し、受信側の通信装置２０が、その送信されたＯＡＭ波を、送信用のアレイアンテナ１３と同様の受信用のアレイアンテナ２１を用いて受信する。アレイアンテナ１３の各アンテナ素子１４への入力信号には位相調整部１２により位相がそれぞれ設定されている。位相の設定により、ＯＡＭ波のモードＬを変更できる。

図２は、モードＬ１のＯＡＭ波の特徴と生成を示す。モードＬ１では、アレイアンテナ１３の全アンテナ素子１４を１周して位相が２π（つまり３６０［°］）となるように各アンテナ素子１４に対する位相が設定される。例えば、１周が８素子の場合、隣り合うアンテナ素子１４間の位相の変化をπ／４（４５［°］）とする。

図３は、モードＬ２のＯＡＭ波の特徴と生成を示す。モードＬ２では、アレイアンテナ１３の全アンテナ素子１４を１周して位相が４π（つまり７２０［°］）となるように各アンテナ素子１４に対する位相が設定される。１周が８素子の場合、隣り合うアンテナ素子１４間の位相の変化をπ／２（９０［°］）とする。モードＬ２では、モードＬ１の螺旋に比べて２倍の回転となる。

図４は、モードＬ−１のＯＡＭ波の特徴と生成を示す。モードＬ−１では、アレイアンテナ１３の全アンテナ素子１４を１周して位相が−２π（−３６０［°］）となるように各アンテナ素子１４に対する位相が設定される。１周が８素子の場合、隣り合うアンテナ素子１４間の位相の変化を−π／４（−４５［°］）とする。このモードＬ−１は、モードＬ１での螺旋の回転に対して逆転の螺旋となる。

さらに、モードＬ３、Ｌ４、Ｌ５、…の場合、アレイアンテナ１３の全アンテナ素子１４を１周して設定される位相は、６π、８π、１０π、…（１０８０［°］、１４４０［°］、１８００［°］、…）である。上記と同様に１周が８素子の場合には、モードＬ３、Ｌ４、Ｌ５、…のとき、隣接するアンテナ素子１４間の位相は、３π／４、π、５π／４、…（１３５［°］、１８０［°］、２２５［°］、…）となる。また、モードＬ−２、Ｌ−３、Ｌ−４、…の場合、アレイアンテナ１３の全アンテナ素子１４を１周して設定される位相は、−４π、−６π、−８π、…（−７２０［°］、−１０８０［°］、−１４４０［°］，…）である。上記と同様に１周が８素子の場合には、モードＬ−２、Ｌ−３、Ｌ−４、…のとき、隣接するアンテナ素子１４間の位相は、−π／２、−３π／４、−π、…（−９０［°］、−１３５［°］、−１８０［°］、…）となる。

受信側のアレイアンテナ２１のアンテナ素子２２が受信した信号は、位相調整部２３により、上述したＯＡＭモードに対応した、つまり送信側のアンテナ素子１４に対応した位相調整が施される。図２〜図４に示すように、送信側のアレイアンテナ１３および受信側のアレイアンテナ２１が８素子の場合、モードＬ１のとき、受信側の調整位相は、送信側の調整位相０［°］、４５［°］、９０［°］、…、３１５［°］に対応して、３１５［°］、２７０［°］、２２５［°］、…、０［°］となる。また、モードＬ２の場合、受信側の調整位相は、送信側の調整位相０［°］、９０［°］、１８０［°］、…、６３０［°］に対応して、６３０［°］、５４０［°］、４５０［°］、…、０［°］となる。さらに、モードＬ−１の場合、受信側の調整位相は、送信側の調整位相０［°］、３１５［°］（−４５［°］）、２７０［°］（−９０［°］）、…、４５［°］（−３１５［°］）に対応して、４５［°］（−３１５［°］）、９０［°］（−２７０［°］）、１３５［°］（−２２５［°］）、…、０［°］となる。

ここで、図５及び図６を用いて平行移動の軸ズレの影響を説明する。
図５は、受信側が平行移動した軸ズレの状態を示す図であり、図６は、受信側が平行移動することによる軸ズレの影響を示す図である。

図５においては、送信側のアレイアンテナ１３からの送信軸が、送信側の平面（Ｘ−Ｚ軸平面）と平行な、受信側のアレイアンテナ２１が平行移動する平面（以下、受信側の平面と記載する）へ到達した点Ｐを確認すると分かるように、平行移動による軸ズレが生じている。この場合には、受信側のアレイアンテナ２１の受信軸は、上述した送信軸と平行であり、両軸は不一致である。軸ズレが生じていない場合、受信側のアレイアンテナ２１の中心は、受信側の平面と送信軸が交差した点Ｐに一致する。なお、点Ｐに中心を一致させた仮想的に位置するアレイアンテナ２１、アンテナ素子２２を、アレイアンテナ２１ａ、アンテナ素子２２ａと記載している。図５に示すように受信側が平行移動した状態の軸ズレがある場合にどのような影響が及ぶかを、図６を用いて説明する。

図６は、受信側の平面において送信軸が交差した点Ｐを中心として、位相の配置（分布）および平行移動による軸ズレが生じた受信側のアレイアンテナ２１の位置を示す。この図６に示す平面では、ＯＡＭモードＬ１の位相とアレイアンテナ２１の各アンテナ素子２２の配置とから、同図の下側の表に示す位相が得られる。なお、アレイアンテナ２１が備える８個のアンテナ素子２２をそれぞれ、アンテナ素子ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈとしている。この表において、軸ズレがない場合の本来の各アンテナ素子ａ〜ｈそれぞれの位相を、アンテナ素子の欄のカッコ内の数値に示している。

図６の下側の表に示す各アンテナ素子２２の位相は、本来軸ズレのない場合の各アンテナ素子２２の位相とは異なる。つまり、アンテナ素子ａの位相は１４３［°］（軸ズレがない時は２２．５［°］）、アンテナ素子ｂの位相は１４０［°］（軸ズレがないときは６７．５［°］）、…、アンテナ素子ｈの位相は１８０［°］（軸ズレがないときは３３７．５［°］）である。従って、受信側の平行移動による影響を受けて位相の値がある一部に偏り（具体的には、１４０〜２００［°］の範囲に留まり）、本来のＯＡＭモードＬ１での位相変化の０〜３６０［°］のようには回転していない。

このように図５及び図６では、ＯＡＭ波を受信したアレイアンテナ２１のアンテナ素子ａ〜ｈでは、位相が３６０［°］回転しない（位相が限られた範囲になる）程度に受信側のアレイアンテナ２１の平行移動による軸ズレが大きい。
続いて、より少ない軸ズレの場合でもＯＡＭ波を受信したときに位相に影響がある例を説明する。

図７及び図８を用いて、モードＬ１とモードＬ２との誤認される場合について説明する。図７は、一部のアンテナ素子２２においてモードＬ１がモードＬ２に誤認される場合の平行移動の軸ズレの状態を示す図であり、図８は、図７に示す平行移動の軸ズレによる位相変化を示す図である。図８では、アレイアンテナ２１が８素子の場合の例と、それ以外のケースについても示した。

図７は、受信側の各アンテナ素子２２の位置と、送信軸が受信側の平面と交差した点Ｐを中心としたＯＡＭモードＬ１の位相配置を示す。先の図６の例と比較して、図７では受信側のアレイアンテナ２１における平行移動の軸ズレの移動量は僅かである。

図７の下側の表では、先の図６の下側の表と同様に、ＯＡＭモードＬ１の送信時に軸ズレがない場合に得られる各アンテナ素子ａ〜ｈの位相値を、アンテナ素子欄の括弧内の数値で示す。ＯＡＭモードＬ１で軸ズレがない時、アンテナ素子ａの位相は２２．５［°］、アンテナ素子ｂの位相は６７．５［°］、…、アンテナ素子ｈの位相は３３７．５［°］である。

また、この表は、ＯＡＭモードＬ２の送信時に軸ズレがない場合に得られる受信側の各アンテナ素子ａ〜ｈの位相値を（Ｌ２）の欄に示している。ＯＡＭモードＬ２におけるアンテナ素子ａの位相は４５［°］、アンテナ素子ｂの位相は１３５［°］、…、アンテナ素子ｈの位相は３１５［°］である。

さらにこの表は、図７の上側に示す軸ズレがあるときに、各アンテナ素子ａ〜ｈで得られる位相を示す。軸ズレがあるときのアンテナ素子ａの位相は５３［°］、アンテナ素子ｂの位相は９９［°］、…、アンテナ素子ｈの位相は３２９［°］である。これら位相の値を示した表において破線で囲まれているアンテナ素子ａ、ｂ、ｇ、ｈについては、軸ズレがある場合の位相がＯＡＭモードＬ１の値よりＯＡＭモードＬ２の値に近い。このため、アンテナ素子２２から得た受信信号に対して、ＯＡＭモードが誤認される恐れがある。

図８を用いて、平行移動の軸ズレの位相変化による影響を説明する。図６と図７では８素子の場合を説明したが、図８では８素子以外の各アンテナ素子２２に対する、ＯＡＭモード誤認の影響について説明する。図８は、任意の数のアンテナ素子２２に対する本来の位相と受信された位相との関係を示すグラフである。このグラフの横軸には図７に示す点Ｐを中心とした素子位置の方向（０〜３６０［°］）を取り、縦軸には受信側において受信された位相［°］を示す。図８のグラフの横軸の値は、ＯＡＭモードＬ１の場合に軸ズレがない本来の位相に等しくなる。

符号Ｇ１は、図７に示す平行移動による軸ズレにより影響を受けて変化した位相［°］を示す。これに加えて、参考として、符号Ｇ２に軸ズレがない時のＯＡＭモードＬ１の位相変化を示し、符号Ｇ３に軸ズレがない時のＯＡＭモードＬ２の位相変化を示す。これら符号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のそれぞれの線上において実線でプロットされた点は、各アンテナ素子２２（この例で素子数は１２個）において得られる位相値を示す。同図によれば、符号Ｇ４、Ｇ５に示す範囲内にある半数以上の６素子において、軸ズレがあるときの位相の値がＯＡＭモードＬ１よりもＯＡＭモードＬ２に近くなっている。また、符号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のそれぞれの線上において点線でプロットされた点は、８素子の場合の位相を示す。

このようなＯＡＭ波の無線通信の課題（軸ズレで生じるＯＡＭモードの誤認）に対し、受信側においてアレイアンテナ２１を平行移動させることにより軸ズレの調整（以下、単に「調整」とも記載する。）を行う。以下に、平行移動の軸ズレを調整するために必要な機構および軸ズレの調整法を説明する。

図９は、位置ズレを調整する可動部２７の構成例を示す図である。同図に示す構成例の可動部２７は、Ｘ軸及びＺ軸の２軸に対しアレイアンテナ２１を平行移動させる機能がある。位置ズレとは、Ｘ−Ｚ軸平面上における送信軸と受信軸のズレである。

アンテナ素子２２を円周上に配置したアレイアンテナ２１は、板３１に取り付けられる。アレイアンテナ２１が取り付けられた板３１には、２軸移動部３２が備え付けられる。２軸移動部３２は、上下に伸縮する伸縮部３３、３４と、左右に伸縮する伸縮部３５、３６とにより、外枠３７と接続されている。

図９の左上の図は、上下方向に伸縮する伸縮部３３、３４の構成例を、図９の左下の図には、左右方向に伸縮する伸縮部３５、３６の構成例を示す。左右方向に伸縮する２組の伸縮部３５、３６によりＸ軸（水平方向）の平行移動が実現される。つまり、伸縮部３５、３６が左右に伸縮することにより、固定された外枠３７側に対して、２軸移動部３２側のアレイアンテナ２１の板３１が軸移動（Ｘ軸移動）する。また、上下方向に伸縮する２組の伸縮部３３、３４によりＺ軸（垂直方向）の平行移動が実現される。つまり、伸縮部３３、３４が上下に伸縮することにより、固定された外枠３７側に対して、２軸移動部３２側のアレイアンテナ２１の板３１が軸移動（Ｚ軸移動）する。これらＸ軸とＺ軸（水平方向と垂直方向）の平行移動ができる可動部２７に、アレイアンテナ２１を取り付けた板３１が装備されることで、アレイアンテナ２１を左右方向（水平）と上下（垂直）方向に移動させることができる。

図１０は、位置ズレを調整する可動部２７の他の構成例を示す図である。同図に示す可動部２７は、先の図９と同様に、アレイアンテナ２１に対して、Ｘ軸（水平方向）の平行移動とＺ軸（垂直方向）の平行移動の２種類を行う機能がある。また、ここでも８個のアンテナ素子２２を円周上に配置したアレイアンテナ２１が、板４０に取り付けられている例を挙げる。

底面板４１の送信側とは反対側の一端に、支柱４２が底面板４１と垂直な方向に取り付けられる。支柱４２の底面板４１とは反対側の一端には、底面板４１と平行な板４３が取り付けられる。アーム４４は、２つの伸縮部４５１、４５２により底面板４１に取り付けられ、２つの伸縮部４５３、４５４により板４３に取り付けられる。伸縮部４５１〜４５４は、上下に伸縮する。アーム４４は、アレイアンテナ２１が取り付けられた板４０を左右から支持する。

底面板４１の右側には伸縮部４６１、４６２が取り付けられ、左側には伸縮部４６３、４６４が取り付けられる。伸縮部４６１〜４６４は、左右に伸縮する。Ｘ軸の（水平方向の）平行移動は、この４か所に取り付けられた伸縮部４６１〜４６４が、底面板４１よりも上側の全ての部分を左右に（Ｘ軸移動の矢印で示すように水平方向に）スライドさせることで実現される。これにより、アレイアンテナ２１も水平方向に平行移動する。加えて、Ｚ軸の（垂直方向の）平行移動は、その左右に移動する底面板４１の上に立てられた支柱４２に沿って上下に伸縮する４つの伸縮部４５１〜４５４により、アレイアンテナ２１が取り付けられている板４０を上下に（Ｚ軸移動の矢印で示すように垂直方向へ）スライドさせることで実現される。同図に示す構成例では、アレイアンテナ２１が取り付けられる底面板４１がアーム４４に左右から支持され、アーム４４を支柱に沿って支えており、アーム４４部分がアレイアンテナ２１とともに上下に移動する構成としている。

図１１には、サブアレイの選択によるアレイアンテナ２１の平行移動について示す図である。アンテナ素子２０２を多数並べた大規模アレイ２０１から平行移動に合うサブアレイを選択することでも、平行移動を実現できる。同図に示す例では、アンテナ素子２０２がＸ−Ｚ軸平面に格子状に多数配置されている。アンテナ素子２０２の他の配置としては、頂点が上にある正三角形と頂点が下にある正三角形を交互に平面に並べたときの各頂点に配置してもよく、六角形を並べた亀甲模様の交点に配置してもよい。また、同図では大規模アレイ２０１内において選択された２つのサブアレイＳＡ１、ＳＡ２を示している。サブアレイＳＡ１は、平行移動前に選択されたサブアレイであり、サブアレイＳＡ２は平行移動先として選択されたサブアレイである。

例えば、８素子を円周上に配置するアレイアンテナ２１として選択された平行移動前の状態のサブアレイＳＡ１においては、網掛けで示した８個のアンテナ素子２０２が、アンテナ素子２２として利用する対象に選ばれる。サブアレイＳＡ１から他の素子数のアンテナ素子２０２をアンテナ素子２２として利用する対象に選択する場合、例えば、４素子ならばサブアレイＳＡ１内の４隅のアンテナ素子２０２を選択してもよいし、サブアレイＳＡ１内における上下左右の４辺の中心の４個のアンテナ素子２０２を選択してもよい。また例えば、サブアレイＳＡ１からアンテナ素子２２として利用する１２素子を選択する場合、サブアレイＳＡ１内の円Ｃの円周に架かる１２個のアンテナ素子２０２を選択してもよい。

次に、平行移動した後のアレイアンテナ２１は、サブアレイＳＡ２から網掛けで示したアンテナ素子２０２を選び直すことにより得られる。これらのサブアレイＳＡ１、ＳＡ２では、同図の両矢印で示すようにアンテナ素子２０２の選択を変えることで、アレイアンテナ２１が移動したことと同じと考えることができる。

なお、この図１１に示す大規模アレイ２０１からのサブアレイの選択を採用する場合、図１に示す通信装置２０は、可動部２７に代えて、サブアレイを選択する「サブアレイ選択機能部」を備える。

なお、図９〜図１１では、軸ズレを調整するための可動部２７の機構の例を示したが、送信側における軸ズレを調整するための可動部１６の機構も、図９〜図１１と同様である。図１１に示すサブアレイの選択を採用する場合、図１に示す通信装置１０は、可動部１６に代えて、大規模アレイ２０１からサブアレイを選択するサブアレイ選択機能部を備える。

ここまでは、図９〜図１１を用いて、アレイアンテナ２１を平行移動させる３種類の機構について説明した。以降、第２の実施形態からは、軸ズレの調整法を説明する。

［第２の実施形態］
本実施形態では、アンテナの軸ズレに対して、受信側のアレイアンテナ２１を水平（Ｘ軸）移動及び垂直（Ｚ軸）移動し、送受信軸を調整する。

図１２及び図１３を用いて、受信側における、送受信方向に直交する平面内の平行移動による送受信軸の調整を説明する。
図１２は、受信側における、送受信方向に直交する平面内のＸ軸移動を示す図である。この受信側におけるＸ軸移動では、送信軸と受信平面の交点に対して、受信側のアレイアンテナ２１が左右方向（Ｘ軸方向）に移動する。例えば、送信軸と受信平面との交点に一致する受信側のアレイアンテナ２１の位置Ａ０（１点鎖線の十字を中心とする正方形）に対して、左方向の（Ｄ１方向の）Ｘ軸移動では、正方形Ａ１に示す位置が受信側のアレイアンテナ２１の位置になる。逆に右方向の（Ｄ２方向の）Ｘ軸移動ならば、正方形Ａ２に示す位置へ受信側のアレイアンテナ２１が移る。

図１３は、受信側における、送受信方向に直交する平面内のＺ軸移動を示す図である。この受信側におけるＺ軸移動では、送信軸と受信平面の交点に対して、受信側のアレイアンテナ２１が上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。例えば、送信軸と受信平面との交点に一致する受信側のアレイアンテナ２１の位置Ａ０（１点鎖線の十字を中心とする正方形）に対して、上方向の（Ｄ３方向の）Ｚ軸移動では、正方形Ａ３に示す位置が受信側のアレイアンテナ２１の位置になる。逆に下方向の（Ｄ４方向の）Ｚ軸移動ならば、正方形Ａ４に示す位置へ受信側のアレイアンテナ２１が移る。

送受信方向に直交する平面内に受信側のアレイアンテナ２１がある場合、受信側は、これらＸ軸移動とＺ軸移動を順に（順番は逆でもよい）実施することで、軸ズレを調整することができる。このように、受信側は、アレイアンテナ２１の平行移動を２軸に分けて実施する。

図１４は、受信側における、平行移動による送受信軸調整の動作フローを示す図である。送受信軸調整において、受信側は、移動量Δを評価し、送受信軸調整に活用する。移動量Δとは、受信側の平面における送信軸と受信軸の距離（ズレの大きさ）である。また、受信側は、送受信軸調整を、Ｘ軸移動、Ｚ軸移動の２軸移動を順に行うことで、送受信軸調整を実施する。同図に示す動作フローは、「軸ズレの確認」（ステップＳ１０５〜ステップＳ１１５）、「Ｘ軸の移動」（ステップＳ１２０〜ステップＳ１２５）、「Ｚ軸の移動」（ステップＳ１３０〜ステップＳ１３５）、「許容範囲の確認」（ステップＳ１４０〜ステップＳ１５０）の４つの段階からなる。

最初の「軸ズレの確認」段階において、まず、受信側の通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、位相測定部２５が測定した位相誤差に基づいて移動量Δを確認する（ステップＳ１０５）。軸ズレ推定・制御部２６は、移動量Δが基準値以内か否かを判定する（ステップＳ１１０）。軸ズレ推定・制御部２６は、移動量Δが基準範囲内であると判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、アレイアンテナ２１の移動調整を完了する（ステップＳ１１５）。

なお、この「軸ズレの確認」を行うに当り、ステップＳ１０５において、通信装置２０は、制御無線を用いて通信装置１０に「受信側の調整開始」を通知し、通信装置１０及び通信装置２０の間で、「受信側の調整開始」を確認している（ステップＳ１０５の吹き出し）。この通知により、通信装置１０のアレイアンテナ１３は、軸調整に向けた試験信号のＯＡＭ波を送信する。通信装置２０は、各アンテナ素子２２が受信したＯＡＭ波の位相測定結果に基づく軸ズレ調整の動作を開始する。ただし、送受信側の双方にオペレータを配備して、オペレータの指示により、予め決めた時刻に軸ズレ調整の動作を開始すれば、制御無線による通知はなくてもよい。あるいは、オペレータを配備することなく、送受信側の双方で、タイマーにより、予め決めた時刻に軸ズレ調整の動作を開始するようにしてもよい。

軸ズレ推定・制御部２６が、移動量Δは基準値以内にないと判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、次の「Ｘ軸の移動」段階となる。「Ｘ軸の移動」段階において、軸ズレ推定・制御部２６は、アレイアンテナ２１のＸ軸方向の移動を実行する軸移動調整−１を行う（ステップＳ１２０）。軸ズレ推定・制御部２６は、軸移動調整−１においてアレイアンテナ２１をＸ軸方向に移動させたことにより、位相誤差が最小（又は所定値以下）になったか否かを判定する（ステップＳ１２５）。軸ズレ推定・制御部２６は、位相誤差が最小（又は所定値以下）になっていないと判定した場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、軸移動調整−１を繰り返し実施する（ステップＳ１２０〜ステップＳ１２５）。

そして、軸ズレ推定・制御部２６は、ステップＳ１２５において位相誤差が最小（又は所定値以下）になったと判定した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、次の「Ｚ軸の移動」段階へ移行する。「Ｚ軸の移動」段階において、軸ズレ推定・制御部２６は、Ｚ軸の移動を実行する軸移動調整−２を行う（ステップＳ１３０）。

なお、軸移動調整−２へ移行する際に、通信装置２０は、制御無線を用いて通信装置１０に「Ｘ軸調整を終え、Ｚ軸調整へ移行」を通知する（ステップＳ１３０の吹き出し）。この通知により、通信装置１０は、ＯＡＭ波による軸調整の試験信号をアレイアンテナ１３から送信し続け、通信装置２０はそのＯＡＭ波の位相に基づいて軸調整を進める。しかし、制御無線を使わない場合、通信装置１０は、予めＸ軸調整とＺ軸調整に要する時間を想定し、２軸調整を合せた時間内は軸調整のＯＡＭ波の試験信号を放射し続ける。

軸ズレ推定・制御部２６は、軸移動調整−２においてアレイアンテナ２１をＺ軸方向に移動させたことにより、位相誤差が最小（又は所定値以下）になったか否かを判定する（ステップＳ１３５）。軸ズレ推定・制御部２６は、位相誤差が最小（又は所定値以下）になっていないと判定した場合（ステップＳ１３５：ＮＯ）、軸移動調整−２を繰り返し実施する（ステップＳ１３０〜ステップＳ１３５）。

そして、軸ズレ推定・制御部２６は、ステップＳ１３５において、位相誤差が最小（又は所定値以下）になったと判定した場合（ステップＳ１３５：ＹＥＳ）、次の「許容範囲の確認」段階へ移行する。最後の「許容範囲の確認」段階において、軸ズレ推定・制御部２６は、位相誤差が許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ１４０）。軸ズレ推定・制御部２６は、この位相誤差が許容範囲内であると判定した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、移動調整を完了し、調整動作を終える（ステップＳ１４５）。一方、軸ズレ推定・制御部２６は、位相誤差が許容範囲を超えると判定した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、移動調整が不調である旨を表示して（ステップＳ１５０）、調整動作を終える。

なお、この調整動作の終了時、通信装置２０は、制御無線を用いて通信装置１０へ「誤差が許容範囲内で調整完了」（ステップＳ１４５の吹き出し）、或いは、「許容範囲を超え、調整不調」（ステップＳ１５０の吹き出し）を通知する。制御無線を用いない場合、上述した予め想定の時間を超えたときに、通信装置１０は、ＯＡＭ波による通信を試みる。このＯＡＭ波で通信ができない、若しくはエラー率が満足できない場合、通信装置１０は、軸調整が不調と判断する。

ここで許容範囲を検討する。例えば、ＯＡＭ波を用いた同一周波数の多重無線通信におけるＯＡＭモードＬ１〜Ｌ３を識別する必要があると想定する。この想定を満足するために、位相変動（位相誤差の許容範囲）を±１０［°］程度以内とするなどの基準が設定される。

図１５及び図１６は、平行移動による送受信軸調整における通信システム１の送受信間動作フローを示す図である。図１５は、送受信間に制御通信（制御無線）がある場合のフローを示し、図１６は、送受信間に制御通信（制御無線）がない場合のフローを示す。

図１５においては、通信装置１０及び通信装置２０は、送受信間の制御通信（制御無線）を活用して、各調整段階に応じて必要になる情報を相手の通信装置から受信し、図中の曲線矢印で示すように順に動作を進める。また、同図では、制御通信（制御無線）を用いて送受信間でやり取りする情報を、実線の左矢印又は右矢印で示す。

具体的には、通信装置１０は、制御無線により調整開始を通信装置２０に通知し（ステップＳ２０５）、ＯＡＭ波を放射する（ステップＳ２１０）。通信装置２０は、調整開始の通知を受信すると、Ｘ軸調整開始を通信装置１０に通知し（ステップＳ２１５）、Ｘ軸調整を開始する（ステップＳ２２０）。すなわち、通信装置２０は、図１４のステップＳ１０５〜ステップＳ１２５の処理を行う。通信装置１０は、制御無線によりＸ軸調整開始の通知を受信すると、ＯＡＭ波の放射を継続する（ステップＳ２２５）。

通信装置２０は、Ｘ軸調整が終了すると、制御無線によりＸ軸調整終了及びＺ軸調整開始を通信装置１０に通知し（ステップＳ２３０）、Ｘ軸調整に続いてＺ軸調整を行う（ステップＳ２３５）。すなわち、通信装置２０は、図１４のステップＳ１３０〜ステップＳ１３５の処理を行う。通信装置１０は、Ｘ軸調整終了及びＺ軸調整開始の通知を受信すると、ＯＡＭ波の放射を継続する（ステップＳ２４０）。

通信装置２０は、Ｚ軸調整を終了すると、制御無線によりＺ軸調整終了を通信装置１０に通知する（ステップＳ２４５）。すなわち、通信装置２０は、図１４のステップＳ１４０〜ステップＳ１４５の処理を行う。通信装置１０は、制御無線によりＺ軸調整終了の通知を受信すると、Ｚ軸調整終了まで放射し続けていたＯＡＭ波の放射を終了する。２軸の調整終了後は、通信装置１０と通信装置２０との間でＯＡＭ波による通信を開始する（ステップＳ２５０）。なお、調整不調の時は、通信装置２０から制御無線により通信装置１０へその旨を通知し、通信装置１０及び通信装置２０の双方で不調を表示する（図１４のステップＳ１５０）。

図１６においては、送受信間の制御通信がないため、通信側と受信側は、予め決められた時刻において調整を開始し、予め想定する所要時間の経過（図中の下向き矢印）によって、各調整段階を判断して動作を順次進める。想定する時間より短い時間で途中の調整処理が終了したときは、通信装置１０及び通信装置２０は、想定時間まで待機して次の処理を実行する。

同図においては、送信側の通信装置１０と受信側の通信装置２０それぞれの時間に関連する調整処理の項目を吹き出し内に記載する。通信装置１０の軸ズレ推定・制御部１５及び通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、メモリとタイマーを内蔵しており、このメモリにこれら調整処理のスケジュールを記録し、時間をタイマーにより管理する。

通信装置１０と通信装置２０はそれぞれ、予め決めた時刻に調整を開始する（ステップＳ３０５、ステップＳ３１０）。通信装置１０は、ＯＡＭ波を放射し（ステップＳ３１５）、通信装置２０はＸ軸調整、Ｚ軸調整を順に行う（ステップＳ３２０、ステップＳ３２５）。すなわち、通信装置２０は、図１４のステップＳ１０５〜ステップＳ１５０の処理を行う。通信装置１０は、予め想定される調整時間までＯＡＭ波を放射し続ける（ステップＳ３３０）。通信装置２０は調整が短い時間で終了すれば想定される終了時間まで待機する（ステップＳ３３５）。

通信装置１０は、ＯＡＭ波の放射を予め想定された調整時間まで継続した後、ＯＡＭ波による通信を開始する（ステップＳ３４０）。また、通信装置２０は、調整終了時間まで待機した後、ＯＡＭ波の通信を開始する（ステップＳ３４５）。

仮に、各調整処理が上手く進まない場合は、通信装置２０はタイムアウトし調整不調を表示する（図１４のステップＳ１５０）。この場合は、通信装置２０が調整処理を行っているため、対向する通信装置１０は、想定する時間後に次の処理に移行する。しかし、前述した調整が完了していないため、次の処理において、ＯＡＭ通信開始が不調となる。ＯＡＭ通信開始が不調となった時点で、通信装置１０は調整不調を表示する。

なお、図１４に示す動作フローと図１５及び図１６に示す送受信間動作フローでは、通信装置２０は、Ｘ軸の移動（Ｘ軸調整）の後にＺ軸の移動（Ｚ軸調整）を行っているが、順番を逆にしてＺ軸の移動（Ｚ軸調整）の後にＸ軸の移動（Ｘ軸調整）を行ってもよい。そして、図１４に示す動作フローのステップＳ１２５及びステップＳ１３５において位相誤差が最小になったか否かの判定においては、Ｘ軸およびＺ軸の移動調整の範囲は、この後の図１７及び図１８を用いて説明する移動量Δに納まる。

図１７及び図１８は、平行移動に関する位相変化の特徴を示す図である。
図１７は、受信側に平行移動の軸ズレがある状態を示す図である。中心が原点Ｏ（Ｘ軸とＺ軸の交点）を円の円周Ｃ１を、軸ズレがない場合に受信アンテナ（アンテナ素子２２）が配置される円の円周とする。円周Ｃ２は、受信側に平行移動している軸ズレがある場合に受信アンテナが配置される円の円周である。また円周Ｃ３は、原点を中心とし、受信アンテナの位置に従い半径を調整した位相を計算するための補助円の円周である。円周Ｃ３の円の半径は、ｒｏである。これらの場合に、軸ズレの移動量をΔ、軸ズレのズレ方向をηとする。円周Ｃ４は、原点Ｏを中心とし、半径が移動量Δの円の円周である。ＯＡＭ波がＬ１モードの時の位相は、それぞれ円周Ｃ３ではθ_ｏ、円周Ｃ２ではθ_１となる。

図１８は、受信側の平行移動に対する位相変化のグラフを示す図である。この位相変化のグラフは、移動量Δと、位相誤差２乗平均との関係を示す。位相誤差は、受信アンテナのあるアンテナ素子２２で得られた位相θ_１と、本来軸ズレがない場合に計算で求められるそのアンテナ素子２２の位相θ_ｏの差である。そして、全てのアンテナ素子２２についてのこれら位相誤差（θ_１−θ_ｏ）の２乗平均を計算し、位相誤差２乗平均とする。２乗して平均する理由は位相誤差にはプラスとマイナスがあるため、単純に平均をとると位相誤差は数値として相殺されてしまうためである。

同図に示すように、移動量Δに対して、位相誤差（θ_１−θ_ｏ）の２乗平均は比例関係にある。受信アンテナのアンテナ素子２２が円周上のθ_ｏの位置Ｒｘである場合、平行移動の軸ズレにより位置Ｒｘは、垂直と水平にΔ・sinηとΔ・cosηを加減算した座標になり、変化する位相θ_１は次の式（１）で得られる。

なお、ここではＯＡＭモードＬ１の場合を前提にして簡単な検討にしているが、仮にＯＡＭモードＬ２の場合なら、回転ズレのない（本来の）位相が中心角θ_ｏに対し２倍と考える必要がある。別の仮定として、ＯＡＭモードＬ３の場合なら中心角θ_ｏに対し３倍と考える必要がある。或いはさらに別の仮定でＯＡＭモードＬ−１の場合なら中心角θ_ｏに対し−１倍、つまり符号のプラスマイナス（±）が反転すると考えることになる。

図１８は、ＯＡＭモードＬ１の場合の位相変化のグラフである。同グラフの縦軸は、受信側の全てのアンテナ素子２２（例えば、図１２及び図１３に示す例では素子数は８個）が受信した信号から求めた位相誤差２乗平均である。そして、この図１８のグラフはズレ方向ηに無関係であり（η＝０［°］、４５［°］、…、３１５［°］と異なっても、それらそれぞれの位相誤差平均は同じである）、移動量Δのみに対して位相誤差２乗平均と比例する関係にあることを示す。従って、同図に示す比例関係により、位相誤差平均から移動量Δが分かり、図１７に示すＸ−Ｚ軸平面で円周Ｃ４上に、軸ズレした受信アンテナの円の中心が移動していると推定できる。

そこで、受信側の軸ズレ推定・制御部２６は、位相測定部２５による位相測定結果に基づいて、軸ズレによる各アンテナ素子２２の位相変化θ_１を得る。上述したように、移動量Δと、位相変化の誤差（θ_１−θ_ｏ）の２乗平均値とは、比例関係にある。この関係を利用して、軸ズレ推定・制御部２６は、各アンテナ素子２２について求めた位相変化の誤差の２乗平均に基づき移動量Δを算出する。

図１９は、２段階で位置ズレを調整する方法を示す図である。図１９（ａ）は位置ズレの様子を示す図であり、図１９（ｂ）はＸ軸移動での位相誤差を示す図であり、図１９（ｃ）は、Ｚ軸移動での位相誤差を示す図である。

図１９（ａ）に示す位置ズレの様子からわかるように、Ｘ軸とＺ軸の双方に軸ズレが生じている。受信側の中心は、Ｘ−Ｚ軸平面内にある。この受信側の位置ズレの調整法では、２段階で調整を行う。つまり、受信側は、（１）最初にＸ軸の移動調整を行い、（２）その後にＺ軸の移動調整を実施する。各軸の移動調整では、図１９（ｂ）に示すＸ軸移動での位相誤差と、図１９（ｃ）に示すＺ軸移動での位相誤差を見て分かるように、それぞれの位相誤差が最小（又は所定値以下）になるように、アレイアンテナ２１を移動させる。

もしも、移動量Δに加えて移動方向ηが分かれば、先の図１８に式（１）を挙げて明らかにしたように、各軸での移動量が次の式（２）、式（３）のようになる。

従って、軸ズレ推定・制御部２６は、位相測定部２５において受信側のアレイアンテナ２１の各アンテナ素子２２について得た位相から、軸ズレの調整対象であるＸ軸とＺ軸の両軸に対する平行移動の移動量が式（２）及び式（３）で分かり、その２軸の移動量を調整に活用できる。

しかし、移動方向ηは、受信側のアレイアンテナ２１の全てのアンテナ素子２２から得られる１回分の受信信号の位相θ_１からは得ることができない。理由は、計算で求められる位相が相対的な値、つまり絶対的な基準（例えばθ_１＝０［°］）がどの位置で得られるか分からないためである。そこで受信側の軸ズレ推定・制御部２６は、適切な移動量で受信側のアレイアンテナ２１をＸ軸又はＺ軸に対して平行移動させ、少なくともこの移動前後の２つの異なる位置でアレイアンテナ２１の全てのアンテナ素子２２から位相を得る。受信側の軸ズレ推定・制御部２６は、これら２ヶ所以上の位相誤差２乗平均を求め、この誤差平均の変化を用いて、移動方向ηが分からない条件でも軸調整を実施可能にする。すなわち、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）のそれぞれが示すＸ軸とＺ軸の平均位相誤差が、平行移動により軸ズレがない位置で最小となるので、受信側の軸ズレ推定・制御部２６は、軸ズレがある２か所以上での位相誤差からさらに軸ズレのない位置へ調整するためには、どの軸をどの程度移動させるかを推定することができる。

［第３の実施形態］
第２の実施形態までは、受信側のアレイアンテナを平行移動して軸ズレを調整した。第３の実施形態では、受信側及び送信側のアレイアンテナの軸ズレを調整する。

図２０は、送受アンテナを入替えた位置ズレ調整の動作フローを示す。同図では、送信側のアレイアンテナと受信側のアレイアンテナの両アンテナを片方ずつ調整し、それぞれの調整において軸ズレの有無（軸ズレが許容範囲か否か）を判断する。

＜受信側の調整＞
同図に示す動作フローの開始時には、送信側と受信側のうち、まず片方の通信装置についてのみ平行移動による調整を実施する（ステップＳ４０５）。ここでは、まず、受信側の通信装置２０の調整を実施する。通信装置２０は、ステップＳ４０５における調整処理として、第２の実施形態で述べた平行移動による調整処理を実施する。ステップＳ４０５における調整処理においても、第２の実施形態と同様に、制御無線により送受信間で調整開始を通知・確認する。つまり、第３の実施形態では、制御無線を用いて、送受信間相互で「片方（受信側）の調整開始」の通知と確認を行い（同図のステップＳ４０５の吹き出し）、平行移動による調整を行う。制御無線を用いない場合は、オペレータを送信側と受信側の双方に配備し、予め決めた時刻に調整動作を開始する。あるいは、オペレータを配備することなく、送信側と受信側の双方で、タイマーにより、予め決めた時刻に軸ズレ調整の動作を開始する。

ステップＳ４０５における調整中に、通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、片方の通信装置（自装置）において平行移動の調整を終えたか否かを判定する（ステップＳ４１０）。軸ズレ推定・制御部２６は、片方の通信装置の調整を終えていないと判断した場合（ステップＳ４１０：ＮＯ）、再びステップＳ４０５の処理に戻る。通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、片方の通信装置（自装置）において調整を終えたと判定した場合（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、ステップＳ４１５の処理を行う。つまり、通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、位置ズレ（本来の位相との差異）がまだあるか否かを判定する（ステップＳ４１５）。

通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、位置ズレがないと判定した場合（ステップＳ４１５：ＮＯ）、調整完了を表示し（ステップＳ４２０）、動作フローを終了する。このステップＳ４２０の調整完了の表示処理では、制御無線により、通信装置２０から通信装置１０に「位置ズレがなく調整終了」を通知する。
制御無線を用いない場合、通信装置１０は、予め通信装置２０の調整にかかると想定される時間を超えたときに、ＯＡＭ波による通信を試みる。このＯＡＭ波の通信ができ、かつ必要なエラー率以下を満足するなら、位置ズレ調整終了と判断できる。

＜送信側の調整＞
通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６が、位置ズレがあると判定した場合（ステップＳ４１５：ＹＥＳ）、通信装置１０と通信装置２０は、送受信を入れ替えて調整を開始する（ステップＳ４２５）。このステップＳ４２５の処理への移行するため、制御無線により、通信装置２０は通信装置１０に「片方（受信側）の調整終了」通知し、送受信間で相互に及び「送受信を入替え調整開始」を通知する（ステップＳ４２５の吹き出し）。この後、他方の通信装置である通信装置１０が、平行移動による調整を実施する（ステップＳ４３０）。通信装置１０は、先の第２の実施形態で述べた平行移動による調整処理を、送信側と受信側を入れ替えて実施することにより、このステップＳ４３０における調整処理を行う。

通信装置１０の軸ズレ推定・制御部１５は、自装置において平行移動の調整を終えたか否かを判定する（ステップＳ４３５）。軸ズレ推定・制御部１５は、自装置における調整を終えていないと判定した場合（ステップＳ４３５：ＮＯ）、再びステップＳ４３０の処理に戻り、平行移動による調整を行う（ステップＳ４３０）。軸ズレ推定・制御部１５は、自装置における調整を終えたと判断した場合（ステップＳ４３５：ＹＥＳ）、ステップＳ４４０の判定を行う。

軸ズレ推定・制御部１５は、位置ズレ（本来の位相との差異）が許容範囲か否かを判定する（ステップＳ４４０）。このステップＳ４４０の判定では位置ズレの許容範囲として、例えば複数のＯＡＭモードＬ１〜Ｌ３を使用した際に誤認されない位相の±１０［°］程度とすることもできる。軸ズレ推定・制御部１５は、位置ズレが許容範囲であると判定した場合（ステップＳ４４０：ＹＥＳ）、通信装置１０は、送受を入れ替えた調整完了を表示し（ステップＳ４４５）、動作フローを終了する。

軸ズレ推定・制御部１５は、位置ズレが許容範囲でないと判定した場合（ステップＳ４４０：ＮＯ）、送受合せた調整量オーバを表示し（ステップＳ４５０）、動作フローを終了する。これら調整終了時、ステップＳ４４５において、通信装置１０は、制御無線により受信側の通信装置２０へ「送受を入替えた調整終了」を通知する。つまり通信装置１０は、他方の通信装置（送信側）の調整終了を通知する（ステップＳ４４５の吹き出し）。或いは、ステップＳ４５０においては、通信装置１０は、制御無線により受信側の通信装置２０へ「送受を合せた調整量を超え調整不可」を通知する（ステップＳ４５０の吹き出し）。

なお、制御無線を使わない場合は、通信装置１０は、上述した送受入替え前に、ＯＡＭ波の通信を試みた結果、通信が出来ていない時、送受を入替えた軸調整を行うとしておく。この入替え後の受信側の通信装置１０による２軸平行移動の調整に要する時間を想定し、この時間経過後にＯＡＭ波の通信を再び試みる。通信装置１０は、この再度のＯＡＭ通信が成功すれば調整終了、再び失敗すれば調整不可とみなす。

図２１及び図２２は、通信システム１における、送受入替え調整の送受信間動作フローを示す。図２１は、送受信間に制御通信がある場合のフローを示し、図２２は、送受信間に制御通信がない場合のフローを示す。図２１においては、制御通信（制御無線）による送受信間の情報を、実線の左矢印又は右矢印で示す。また、曲線矢印は、必要な情報を相手側から受けて順に動作を進めることを示す。

図２１のステップＳ５０５〜ステップＳ５４０において、送信側の通信装置１０及び受信側の通信装置２０は、図１５のステップＳ２０５〜ステップＳ２４０と同様の処理により、通信装置２０のＸ軸調整及びＺ軸調整を行い、通信装置２０の調整を終える。通信装置２０の調整後、通信装置２０は、制御無線により、送受信入替え開始を通信装置１０に通知する（ステップＳ５４５）。この通知により通信装置１０及び通信装置２０は、送受信を入れ替える。

以降、ステップＳ５５０〜ステップＳ５８５において、送信側の通信装置２０と受信側の通信装置１０との間で、上記のステップＳ５１０〜ステップＳ５４０と同様の処理を、通信装置１０と通信装置２０とを入れ替えて行い、受信側の通信装置１０のＸ軸調整及びＺ軸調整を行う。通信装置１０の調整後、通信装置１０は、制御無線により、送受信入替え調整終了を通信装置２０に通知する（ステップＳ５８５）。送受信入替え調整終了の通知後、通信装置１０及び通信装置２０は、ＯＡＭ波による通信を開始する（ステップＳ５９０）。もし途中の調整が上手く終えられなければ、通信装置１０と通信装置２０が相互にその旨を通知し合い、通信装置１０と通信装置２０の双方で不調を表示する。

一方、図２２においては、送受信間で制御通信を行わない。代わりに、通信装置１０及び通信装置２０は、予め決められた時刻によって調整の開始や送受信の入替えなどの調整処理を実行する。同図において、通信装置１０と通信装置２０それぞれ時間に関連する調整処理の項目を図中の吹き出し内に記載する。通信装置１０及び通信装置２０は、予め想定する所要時間（下向き矢印）の経過後に、次の動作に進む。想定より短時間で途中の処理が終了したときは、通信装置１０及び通信装置２０は、次の処理の開始時間まで待機する。

図２２においては、通信装置１０の軸ズレ推定・制御部１５及び通信装置２０の軸ズレ推定・制御部２６は、メモリとタイマーを内蔵しており、このメモリにこれら調整処理のスケジュールを記録し、時間をタイマーにより管理する。

図２２のステップＳ６０５〜ステップＳ６３５において、送信側の通信装置１０及び受信側の通信装置２０は、図１６のステップＳ３０５〜ステップＳ３３５と同様の処理により、通信装置２０のＸ軸調整及びＺ軸調整を行い、通信装置２０の調整を終える。通信装置１０及び通信装置２０は、予め片方の通信装置（通信装置２０）の調整で想定される時間後に、送受信を入替える（ステップＳ６４０、ステップＳ６４５）。

以降、ステップＳ６５０〜ステップＳ６６５において、送信側の通信装置２０と受信側の通信装置１０との間で、上記のステップＳ６１５〜ステップＳ６３０（図１６のステップＳ３１５〜ステップＳ３３０）と同様の処理を、通信装置１０と通信装置２０とを入れ替えて行い、通信装置１０のＸ軸調整及びＺ軸調整を行う。つまり、通信装置２０から放射するＯＡＭ波を用いて、予め想定される調整時間までに通信装置１０を調整する。通信装置２０は、ＯＡＭ波の放射を予め想定された調整時間まで継続する。通信装置１０は、調整終了後、送受信入替調整終了の時刻まで待機した後（ステップＳ６７０）、ＯＡＭ波による通信を開始する（ステップＳ６７５）。また、通信装置２０は、予め想定される調整終了時間まで待機した後、ＯＡＭ波の通信を開始する（ステップＳ６８０）。

仮に調整処理ができない場合には、送受入替え後の調整処理まで進めた後に通信装置１０は位置ズレが許容範囲かを判定し、許容できなければ調整不調を表示する（図２０のステップＳ４５０）。この場合、通信装置２０では、想定される調整終了時間後の次の処理ＯＡＭ通信が不調となり、調整不調を表示する。

図２０に示す動作フロー及び図２１及び図２２に示す送受信間動作フローにより位置ズレを調整する効果としては、送信（又は受信）側片方の調整量を超え位置ズレを合わせられる点にある。この効果について、図２３及び図２４を参照して説明する。

図２３は、送受信の片方の可動範囲による調整を示す図であり、図２４は、送受信の両方の可動範囲による調整を示す図である。図２３では、受信側の可動範囲のみで調整する場合を例に示している。図２３及び図２４において、送信アレイの領域が位置する最初の場所を領域Ａ１１、受信アレイの領域が位置する最初の場所を領域Ｂ１１とする。また、送信アレイの可動範囲をＡ１２とし、受信アレイの可動範囲をＢ１２とする。図２３及び図２４とも、領域Ａ１１及び領域Ｂ１１は共に同じである。また、受信側の可動範囲Ｂ１２も同じである。

このような条件において、図２３に示すように受信側の可動範囲のみで調整する場合と、図２４に示すように送受信両方の可動範囲で調整する場合とを比較する。まず、図２３において、受信側の可動範囲に、送信側の送信アレイの領域Ａ１１を投影してみると、受信側の領域Ｂ１３となる。この投影された領域Ｂ１３は、受信側の可動範囲Ｂ１２に一部は含まれるが、範囲から外れる部分もある。図２３では、受信側のみでの調整であるために、受信側のみの可動範囲では位置ズレを調整できないことが分かる。

図２３に示す受信側の領域Ｂ１３は、上述のように、送信アレイの領域Ａ１１を受信側に投影した送信アレイの領域であるが、この受信側の領域Ｂ１３は、先の図１２及び図１３における送信軸と受信平面との交点に一致する受信側のアレイアンテナ２１の位置Ａ０（１点鎖線の十字を中心とする正方形）に相当する。

一方、図２４では送信側の可動範囲Ａ１２に送信アレイの領域Ａ１１を平行移動する。この移動先を領域Ａ１３とする。領域Ａ１３を送信側から受信側へ投影すると、受信側では領域Ｂ１４となる。この投影された領域Ｂ１４は、受信側の可動範囲Ｂ１２に全て含まれることが分かる。つまり、受信アレイの領域Ｂ１１を、送信アレイの領域Ａ１１を平行移動して投影した場所とすれば、位置ズレを調整できることになる。

なお、図２４に示す軸調整後の領域Ｂ１４は、上述のように、送信側が軸調整した後の送信アレイの領域Ａ１３を受信側に投影した領域であるが、この軸調整後の受信側の領域Ｂ１４は、図２３の領域Ｂ１３と同様に、先の図１２及び図１３における受信側のアレイアンテナ２１の位置Ａ０（１点鎖線の十字を中心とする正方形）に相当する。

［第４の実施形態］
本実施形態では、上述した実施形態とは異なる方法により生成されたＯＡＭ波を用いた位置調整法を示す。

図２５及び図２６は、上述した実施形態とは異なる方法により生成されるＯＡＭ波を用いる通信システムの構成図である。図２５では、ＯＡＭ波の生成に切り込みパラボラアンテナを用いた通信システム１ａの構成例を示し、図２６は、ＯＡＭ波の生成に段差のある誘電体の透過を用いた通信システム１ｂの構成例を示す。

第１の実施形態から第３の実施形態までは、円周上に配置されたアンテナ素子１４により構成されるアレイアンテナ１３がＯＡＭ波を送信し、同様のアレイアンテナ２１が各アンテナ素子２２でＯＡＭ波を受信する形態に基づいていた。しかし、ＯＡＭ波の位相変化を活用した軸ズレの調整は、必ずしもアレイアンテナを用いて送信されるＯＡＭ波に限定されるものではない。そこで、アレイアンテナ以外にＯＡＭ波を送信する形態として図２５及び図２６に示す２つの例を挙げた。

図２５に示す通信システム１ａは、通信装置５１と通信装置５５とを備える。同図において、図に示す第１の実施形態による通信システム１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信装置５１が、図１に示す通信装置１０と異なる点は、アレイアンテナ１３に代えて、切り込みパラボラアンテナ５２を備える点、及び、位相調整部１２を備えない点である。また、通信装置５５が、図１に示す通信装置２０と異なる点は、アレイアンテナ２１に代えて切り込みパラボラアンテナ５６を備える点、切り込みパラボラアンテナ５６の周囲に複数のアレイアンテナ５７を備える点、及び、位相調整部２３を備えない点である。

切り込みパラボラアンテナ５２、５６では、ＯＡＭ波の送受信における位相設定の機能が不要である。ＯＡＭ波の生成に使用する切り込みパラボラアンテナ５２の切り込み箇所では、位相が３６０［°］変化する。切り込みパラボラアンテナ５２におけるこの切り込みの数により、ＯＡＭモードを決定できる。つまり、切り込みパラボラアンテナ５２に１か所、２か所、３か所…の切り込みがあると、それぞれＯＡＭモードＬ１、Ｌ２、Ｌ３、…になる。そして軸ズレの調整における位相の検出のため、受信側の切り込みパラボラアンテナ５６の周囲に円周上にアレイアンテナ５７を配置している。これらのアレイアンテナ５７の全アンテナ素子からの信号に基づき位相測定部２５が位相を測定する。軸ズレ推定・制御部２６はこの位相測定結果を用いて軸ズレを推定し、その推定に基づき切り込みパラボラアンテナ５６を平行移動させ、軸ズレを調整することができる。

またもう一つ別の構成例として、図２６には、段差のある誘電体に電波を透過させ、ＯＡＭ波として通信する形態を挙げた。図２６に示す通信システム１ｂは、通信装置６１と通信装置６５とを備える。同図において、図１に示す第１の実施形態による通信システム１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。通信装置６１が、図１に示す通信装置１０と異なる点は、アレイアンテナ１３に代えて、指向性アンテナ６２と指向性アンテナ６２が送信した電波を透過させる段差のある誘電体６３とを備える点、及び、位相調整部１２を備えない点である。また、通信装置６５が、図１に示す通信装置２０と異なる点は、アレイアンテナ２１に代えて指向性アンテナ６６と指向性アンテナ６６が送信した電波を透過させる段差のある誘電体６７とを備える点、誘電体６７の周囲に複数のアレイアンテナ６８を備える点、及び、位相調整部２３を備えない点である。

ＯＡＭ波の生成に用いる誘電体６３には、放射状に８つの段差がある。そして、ＯＡＭモードをＬ１とする場合は、誘電体６３を通過する経路差が最大となる段差を１か所とし、その段差の場所で経路差の位相を３６０［°］変えている。この構成例においても、図２５と同様に、位相設定が不要であり、受信側の誘電体６７の周囲にアレイアンテナ６８を配置している。これらのアレイアンテナ６８の全アンテナ素子からの信号に基づき位相測定部２５が位相を測定する。軸ズレ推定・制御部２６は、この位相測定結果を用いて軸ズレを推定し、その推定に基づき指向性アンテナ６６、誘電体６７及びアレイアンテナ６８を平行移動させ、軸ズレを調整することができる。

これら図２５の通信システム１ａ、図２６の通信システム１ｂの両方とも、受信側のパラボラアンテナ５６または誘電体６７の周囲に配置されたアレイアンテナ５７、６８の全アンテナ素子からの信号に基づき位相を測定する。通信装置５５、６５は、この測定された全アンテナ素子の位相から軸ズレを推定して、その推定により切り込みパラボラアンテナ５６または誘電体６７を平行移動させ軸ズレを調整する。さらに、軸ズレ調整に必要な機能部は、図１に示す第１の実施形態に示す構成と変わらない。つまり本実施形態において、通信装置５１、６１は、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６、制御無線部１７を有し、通信装置５５、６５は、位相測定部２５、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７、制御無線部２８を有する。ただし、送受信間で制御無線を用いない時は、軸ズレ推定・制御部１５、２６に、処理スケジュールを記録するメモリと想定する処理時間を管理するタイマーとを内蔵させる。

［第５の実施形態］
本実施形態では、ＯＡＭ波以外の他の無線通信の位置調整を、ＯＡＭ波を用いて行う。第１〜第４の実施形態は、アンテナ位置の調整を行う対象の無線通信はＯＡＭ波を用いることが前提であった。しかし、一般的にアンテナ位置調整のために、無線通信と違う専用の試験信号を使用することがある。これと同様にアンテナ位置調整用にＯＡＭ波を試験信号に用いて、この位置調整されたアンテナで他の無線通信をすることができる。

図２７は、通信に用いる電波に関連する種類、軸調整（粗調整・微調整）に用いる方法、及び、共有する構成部分の組合せの表を示す図である。これらの組み合わせにより、様々な機構の通信システムが考えられる。

図２７に示す表から、通信、軸調整法、共有する構成部分それぞれから下線で示す候補を選択した機構を持つ通信システム１ｃの構成例を図２８に示す。すなわち、図２７に示す表から、通信には「ＯＡＭ波ではない他の無線通信」を、軸調整法では粗調整に「受信する電波強度による調整」、微調整に「ＯＡＭ波を用い位相特性による位置調整」を、共有する構成部分では「送受信アレイアンテナ」を、それぞれに選んでいる。

図２８は、本実施形態の通信システム１ｃの構成図である。通信システム１ｃの構成は、図１に示す第１の実施形態の通信システム１の構成と類似している。通信システム１ｃは、通信装置７０と通信装置８０を有する。以下では、送信側が通信装置７０であり、受信側が通信装置８０である場合を例に説明する。同図において、図１に示す第１の実施形態による通信システム１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図において、点線で示す部分が、他の無線通信の構成部分であり、他の無線通信の構成部分に対する本実施形態の追加部分は、図１に示す第１の実施形態の通信システム１と同様である。第１の実施形態と共通の部分が軸ズレの調整（特に、図２９で後述する微調整）に使用される。

通信装置７０は、試験信号発生部７２、位相調整部７３、通信信号発生部７４、調整部７５、アレイアンテナ１３、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６及び制御無線部１７を備える。送信側の通信装置７０において、他の無線通信の構成部分（図１にけるＯＡＭによる通信を行う構成部分に相当）には、通信信号発生部７４、調整部７５、アレイアンテナ１３がある。送信用のアレイアンテナ１３は（受信用のアレイアンテナも）、他の無線通信と軸調整で共有されている。

通信信号発生部７４は、図１の信号発生部１１と同じである。調整部７５は、アンテナ素子１４毎に給電される送信信号の振幅や位相の調整を行い、図１の位相調整部１２にあたる。しかし、これらはＯＡＭ波ではない他の無線通信に用いられる。そのため、通信信号発生部７４は、送信信号の生成機能に加えて、無線通信に合わせた変調も実施する。また、調整部７５は、ＯＡＭと異なる他の無線通信において、複数のアンテナ素子１４に同じ位相調整を行なったり、アンテナ素子１４毎に信号振幅を変えたりすることもある。

続いて、本実施形態において送信側で追加された構成を説明する。軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６、制御無線部１７は、全て図１に示す第１の実施形態と同じである。通信装置７０が有し、図１の通信装置２０にはない機能は、試験信号発生部７２と位相調整部７３により実現される。この試験信号発生部７２は、無線でＯＡＭ波となるアンテナへの入力信号を発生させる。また位相調整部７３は、アンテナ素子１４毎に異なる位相を調整する。この図２８の試験用ＯＡＭ信号に対する位相調整部７３は、利用目的が違うものの、図１のＯＡＭを使う無線通信における位相調整部１２と同じ機能である。

従って、図２８の送信側の通信装置７０について軸ズレ調整に関して必要な機能部は第１の実施形態（図１）と第４の実施形態（図２５、図２６）における構成、つまり、軸ズレ推定・制御部１５、可動部１６、制御無線部１７に加えて、上述した試験信号発生部７２と位相調整部７３がある。なお、制御無線部１７を用いない場合は、軸ズレ推定・制御部１５に、処理スケジュールの記録用メモリと想定する処理時間の管理用タイマーとを内蔵させる。

ここまでが送信側の通信装置７０の構成で、ここから受信側の通信装置８０について述べる。通信装置８０は、アレイアンテナ２１、調整部８３、通信信号復調部８４、位相測定部２５、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７及び制御無線部２８を備える。通信装置８０の調整部８３、通信信号復調部８４は、図１に示す第１の実施形態の位相調整部１２、信号復調部２４に相当する。調整部８３は、アンテナ素子２２毎に受信信号の振幅や位相の調整を行う。ただし、図２８ではＯＡＭ波ではない他の無線通信を行うため、調整部８３は、送信側の通信装置７０と同様に、受信側のアンテナ素子毎の調整を行う際、ＯＡＭと異なる他の無線通信においては、複数のアンテナ素子２２で同じ位相調整を行なったり、アンテナ素子２２毎に信号振幅を変更したりする。通信信号復調部８４は、調整部８３からの受信信号を受け、通信装置７０で施された変調に応じた復調も行う。

また、通信装置８０の位相測定部２５、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７、制御無線部２８は、図１に示す第１の実施形態と同じである。ただし図１ではアレイアンテナ２１の軸ズレ調整と無線通信の両方でＯＡＭ波を用いるが、図２８の通信装置８０は、ＯＡＭ波ではない他の無線通信を行い、ＯＡＭ波はアレイアンテナの軸ズレ調整のみに使う。特に、ＯＡＭ波は、この後の図２９で説明する軸ズレの微調整に用いられる。

従って、受信側の通信装置８０の軸ズレ調整に関して必要な機能部は、図１、図２５及び図２６と同様の構成、つまり、軸ズレ推定・制御部２６、可動部２７、制御無線部２８がある。通信装置７０と同様に、制御無線を用いない例では、軸ズレ推定・制御部２６に、処理スケジュール用メモリと想定処理時間用タイマーとを内蔵する。

以上の通信装置７０と通信装置８０の構成により、通信システム１ｃは、他の無線通信の位置調整においてもＯＡＭ波を試験信号に利用する構成となっている。通信システム１ｃにおける他の無線通信とＯＡＭ波を試験信号に利用した軸調整との切替え動作について説明する。そこで、他の無線通信の位置調整においてＯＡＭ波を試験信号に利用する例を挙げる。

図２９は、他の無線信号とＯＡＭ試験信号の切替えにおける通信システム１ｃの動作フローを示す。この動作フローでは、ＯＡＭ波ではない他の無線信号を用いた通信を行う前のアンテナ位置調整に関する。

通信装置７０及び通信装置８０は、これまでの例に挙げた動作フロー（図１４に示す第２の実施形態の動作フロー、図２０に示す第３の実施形態の動作フロー）と同様に、調整の開始を制御無線により通知・確認する。すなわち図２９では、制御無線を用いて送受信間相互で「受信信号の電波強度による粗調整の開始」を通知・確認する（図２９のステップＳ７０５の吹き出し）。なお、制御無線を行わない場合は、通信装置７０と通信装置８０はそれぞれ予め決めた時刻で受信信号の電波強度による粗調整を開始する。

この図２９における最初に、通信システム１ｃは、電波強度による受信側のアレイアンテナの位置粗調整を行う（ステップＳ７０５）。この位置粗調整では、電波強度以外の方法としてスコープのような照準器を用いたり、送受信アンテナの緯度経度に関する情報から計算で求まる方位にアンテナ位置を合わせたりするような方法でもよい。これ以降の動作は、以下の順に処理を進める。

受信側の通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、アレイアンテナの位置粗調整を終えたか否かを判定する（ステップＳ７１０）。軸ズレ推定・制御部２６は、粗調整を終えていないと判定した場合（ステップＳ７１０：ＮＯ）、通信システム１ｃは、再びステップＳ７０５の位置粗調整を実施する。通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６が、粗調整を終えたと判定した場合（ステップＳ７１０：ＹＥＳ）、通信装置７０は、試験信号にＯＡＭ波の発生を設定する（ステップＳ７１５）。

このステップＳ７１５において設定したＯＡＭ波の試験信号による調整開始前においては、制御無線を用いて、通信装置８０から通信装置７０に「粗調整の終了」を通知し、通信装置７０と通信装置８０の間で「ＯＡＭ波による微調整の開始」を相互に通知・確認する（ステップＳ７１５の吹き出し）。制御無線を用いない場合は、通信装置７０は、予め微調整に必要と想定する時間が経過したら粗調整を開始するために、試験用のＯＡＭ波を放射する。通信装置８０は、ＯＡＭ波を受信し、位置ズレ微調整処理を実施する（ステップＳ７２０）。通信装置８０は、この位置ズレ微調整処理により、ＯＡＭ波によるアレイアンテナの位置の微調整を行う。

このステップＳ７２０におけるアレイアンテナの位置の微調整の処理は、第１の実施形態〜第３の実施形態と同様の処理である。つまり、図１４のステップＳ１２０〜ステップＳ１３５と同様の処理、又は、図２０におけるステップＳ４０５〜ステップＳ４３５と同様の処理により、通信装置８０、又は、通信装置８０及び通信装置７０は、ＯＡＭ波の位相変化を活用した軸ズレ（平行移動）調整を行う。

通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、ＯＡＭ波の試験信号による位置微調整を終えたか否かを判定する（ステップＳ７２５）。ここで、通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、微調整を終えていないと判定した場合（ステップＳ７２５：ＮＯ）、再びステップＳ７２０の位置微調整を実施する。通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、微調整を終えたと判定した場合（ステップＳ７２５：ＹＥＳ）、ステップＳ７３０の処理を行う。すなわち、通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、軸ズレが許容範囲内か否かを判定する（ステップＳ７３０）。通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、軸ズレが許容範囲内であると判定した場合（ステップＳ７３０：ＹＥＳ）、通信装置７０及び通信装置８０は、他の無線通信の通信信号に切替え、通信を開始する（ステップＳ７３５）。

このステップＳ７３５においては、制御無線により受信側の通信装置８０から送信側の通信装置７０に「ＯＡＭ波による軸調整で許容範囲なった」旨を通知し、送信側の通信装置７０から受信側の通信装置８０に「通常の通信を開始する」旨を通知することにより、送受間で相互に確認する（ステップＳ７３５の吹き出し）。一方、通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、軸ズレが許容範囲内ではないと判定した場合（ステップＳ７３０：ＮＯ）、位置微調整（移動調整）が不調である旨を表示する（ステップＳ７４０）。一方、制御無線を用いない場合、通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は許容範囲の判断を行い、範囲を超えれば不調を表示する。通信装置７０は、微調整後に通信を試みるが、通信ができないため調整不調と分かる。

図３０及び図３１に、ＯＡＭ波を用いた位置調整における通信システム１ｃの送受信間動作フローを示す図である。図３０は、制御通信（制御無線）がある場合のフローを示し、図３１は、制御通信（制御無線）がない場合のフローを示す。

図３０において、制御通信（制御無線）を用いて送受信間でやりとりする情報を、実線の矢印で示し、この情報を受信して動作を進めることを曲線矢印で示す。
具体的には、通信装置７０は、粗調整開始を通信装置８０へ通知し（ステップＳ８０５）、粗調整用試験電波を放射する（ステップＳ８１０）。通信装置８０は、粗開始通知を受信すると、受信側のアレイアンテナ２１の位置粗調整処理を実行する（ステップＳ８１５）。通信装置８０は、粗調整を終了すると、粗調整終了を通信装置７０へ通知する（ステップＳ８２０）。通信装置７０は、粗調整終了の通知を受けると、通信装置８０に微調整開始を通知し（ステップＳ８２５）、ＯＡＭ波を放射する（ステップＳ８３０）。通信装置８０は、受信したＯＡＭ波に基づいてＸ軸調整を開始する（ステップＳ８３５）。

通信装置８０は、Ｘ軸調整を終了すると、Ｘ軸調整終了及びＺ軸調整開始を通信装置７０に通知し（ステップＳ８４０）、Ｘ軸調整に続いてＺ軸調整を行う（ステップＳ８４５）。通信装置７０は、Ｘ軸調整終了及びＺ軸調整開始の通知を受信すると、ＯＡＭ波の微調整用の試験電波の放射を継続する（ステップＳ８５０）。

通信装置８０は、Ｚ軸調整を終了すると、Ｚ軸調整終了を通信装置７０に通知する（ステップＳ８５５）。通信装置７０は、Ｚ軸調整終了の通知を受信すると、ＯＡＭ波以外の通信を開始する（ステップＳ８６０）。

他方、図３１においては、送受信間の制御通信がないため、通信装置７０及び通信装置８０は、予め決められた時刻において、粗調整及び微調整の開始や終了を実行し、予め想定する所要時間（図中の下向き矢印）の経過後に、次の動作へ進める。想定より短い時間で途中の処理が終了したときは、通信装置７０及び通信装置８０は、次の処理の想定の開始時刻まで待機する。同図において、送信側の通信装置７０と受信側の通信装置８０それぞれの時間に関連する調整処理の項目を吹き出し内に記載する。

通信装置７０と通信装置８０はそれぞれ、予め決めた時刻に粗調整を開始する（ステップＳ９０５、ステップＳ９１０）。通信装置７０は、粗調整用試験電波を放射し（ステップＳ９１５）、通信装置８０は粗調整を開始する（ステップＳ９２０）。通信装置８０は粗調整が短い時間で終了すれば想定される終了時間まで待機する（ステップＳ９２５）。

通信装置７０と通信装置８０はそれぞれ、予め決めた時刻に微調整を開始する（ステップＳ９３０、ステップＳ９３５）。通信装置７０は、ＯＡＭ波を放射し（ステップＳ９４０）、通信装置８０は受信したＯＡＭ波を用いてＸ軸調整、Ｚ軸調整を順に行う（ステップＳ９４５、ステップＳ９５０）。通信装置７０は、予め想定される調整時間までＯＡＭ波を放射し続ける（ステップＳ９５５）。通信装置８０は微調整が短い時間で終了すれば想定される終了時間まで待機する（ステップＳ９６０）。

通信装置７０は、ＯＡＭ波の放射を予め想定された調整時間まで継続した後、ＯＡＭ波以外による通信を開始する（ステップＳ９６５）。また、通信装置８０は、調整終了時間まで待機した後、ＯＡＭ波以外の通信を開始する（ステップＳ９７０）。

同図において、通信装置７０の軸ズレ推定・制御部１５及び通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、メモリとタイマーを内蔵しており、このメモリとタイマーを用いて調整スケジュールの記録と時間管理を行う。仮に調整処理ができない場合は、ＯＡＭ波による微調整処理まで進め、許容範囲かを通信装置８０で判定し、許容できなければ調整不調を表示する（図２９のステップＳ７４０）。この時、通信装置７０では微調整終了の時刻後での通信ができないので、調整不調を表示する。

ここで粗調整・微調整に関連して、例えば他の無線通信においては送受信間距離が４００ｍ、送信アンテナ位置に対し受信アンテナの位置で角度≦０．１［°］が許容範囲と仮定する。この場合には、理想的に軸ズレがない状態との差、つまり図１７に示した移動量Δが±３０ｃｍの時がｔａｎ（０．０９［°］）≒２×０．３／４００（＝０．００１５）となる。以降では、計算式の記述を単純にするため、移動量Δはプラスマイナスを予め考慮し、２倍の数値を指すものとして説明を進める。通信装置８０の軸ズレ推定・制御部２６は、このような計算に基づいて、移動量Δが許容範囲内に収まるようにアレイアンテナ２１を平行移動させ、位置ズレを調整する。アンテナ位置調整の最初の段階では、粗調整により角度≦０．３［°］と仮定する。この角度≦０．３［°］について検討すると、ｔａｎ（０．３［°］）＝０．００５２３≒２／４００にあたるため、移動量Δを２ｍ以内としかできない。その粗調整の後で、本実施形態のＯＡＭ波を用いた微調整にて移動量Δを５ｃｍ以内にできるとなれば、０．０５／４００（＝０．０００１２５）≒ｔａｎ（０．００７［°］）にあたるので、許容範囲の角度≦０．１［°］を十分に満足できる。

またあるいは、先の第１の実施形態〜第４の実施形態のような別の形態として仮にＯＡＭ波を使用する通信で送受信間距離を１００[ｍ］とし、送信アンテナ位置に対し許容範囲が角度≦０．０３［°］と仮定する。この場合はｔａｎ（０．０３［°］）（＝０．０００５２）＜００．６／１００で、移動量Δが６ｃｍ未満となる。粗調整により角度≦０．０５［°］なら、ｔａｎ（０．０５［°］）（＝０．００８７）＞０．０８／１００となり、移動量Δを８ｃｍ以内にしかできない。ＯＡＭ波を用いた微調整により移動量Δを２ｃｍ以内とできれば、０．０２／１００（≒０．０００２０９）≒ｔａｎ（０．０１２［°］）となり、許容範囲の角度≦０．０３［°］に対して３倍弱の精度での識別能力となり、本実施形態で十分に許容範囲の条件を満たせる。

上述した実施形態よれば、ＯＡＭ波を用いた通信を行う通信システムは、受信アレイアンテナの位置調整を実現する。この受信アレイアンテナの位置調整のため、通信システムは以下のように順に処理する。受信側の通信装置は、受信アレイアンテナの全アンテナ素子から得られる受信信号の位相と、送受信アンテナの送受信の軸に位置ズレがない状況から想定される受信信号の位相の位相誤差を求め、この位相誤差から受信アレイアンテナの位置を調整する移動量を算出する。受信側の通信装置は、算出した移動量に基づいて、まずＸ軸（送信方向と直交する水平方向）に受信アレイアンテナを平行移動する調整を実行し、次にＺ軸（垂直方向）に受信アレイアンテナを平行移動する調整を実行する。
なお、Ｘ軸の平行移動とＺ軸の平行移動の実行順序を入れ替えてもよい。

なお、受信側の通信装置は、Ｘ軸とＺ軸の２軸でアレイアンテナを平行移動させる可動部を設ける。あるいは、受信側の通信装置は、送信側の平面（Ｘ−Ｚ軸平面）に平行な受信側の平面に多数のアンテナ素子を配置したアレイアンテナを設ける。この場合、受信側の通信装置は、このアレイアンテナにおける一部の領域内のアンテナ素子を選択して、選択したアンテナ素子により受信サブアレイとして用いる。受信側の通信装置は、算出した移動量と移動方向に基づいて、現在選択されているサブアレイとは異なるサブアレイを選択し、移動後の受信サブアレイとして用いる。

また、受信側の通信装置において上記の受信アレイアンテナの位置調整を実施した後、送信側と受信側を入れ替え、入れ替え後の受信側の通信装置において上記の受信アンテナの位置調整を行ってもよい。

また、調整する移動量の算出や、位置ズレの有無を判断するために用いるＯＡＭ波を、アレイアンテナに代えて、切り込みのあるパラボラアンテナ、又は、指向性アンテナから送信した電波を透過させる段差を設けた誘電体を用いて送信してもよい。

また、受信アレイアンテナの位置調整法を、他の無線通信の送受信アンテナの位置調整のために適用し、そのアンテナの位置を微調整する際の試験信号にＯＡＭ波を活用してもよい。送信側の通信装置及び受信側の通信装置は、このアンテナの位置の微調整後に、他の無線通信に送信信号を切替えて使用する。

以上説明した実施形態によれば、通信システムは、第一通信装置（例えば、通信装置１０、５１、６１、７０）と第二通信装置（通信装置２０、５５、６５、８０）とを有する。第一通信装置の第一アンテナ（例えば、アレイアンテナ１３、パラボラアンテナ５２、誘電体６３）は、ＯＡＭ波を送信する。第二通信装置の第二アンテナ（例えば、アレイアンテナ２１、５７、６８）は、第一アンテナから送信されたＯＡＭ波を受信する。第二通信装置の制御部は、第二アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信したＯＡＭ波の受信信号の位相と、第二アンテナの受信軸と第一アンテナの送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた位相誤差から第二アンテナの位置を調整する移動量を算出する。第二通信装置の制御部は、算出された移動量に基づいて、第二アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う。

なお、第二通信装置は、第二アンテナを水平方向及び垂直方向に平行移動させる可動部を有する。第二通信装置の制御部は、可動部を制御することにより第二アンテナの位置を調整する。

あるいは、第二通信装置は、水平方向及び垂直方向に複数のアンテナ素子が配されたアレイアンテナを有し、アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子のうち、このアレイアンテナの一部の領域に含まれるアンテナ素子により第二アンテナを構成する。第二通信装置の制御部は、移動量及び移動方向に基づいて、アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子の中から、位置を調整した後の第二アンテナを構成するアンテナ素子を選択する。

なお、第二通信装置が第二アンテナの調整を行った後、第一通信装置と第二通信装置とを入れ替えて、上記と同様の処理を行ってもよい。
また、第一アンテナ及び第二アンテナに、アレイアンテナ、切り込みのあるパラボラアンテナ、又は、指向性アンテナが送信した電波を透過させる段差を設けた誘電体を用いることができる。また、アンテナの調整後、第一通信装置と第二通信装置は、ＯＡＭ波とは異なる無線信号により通信してもよい。

上述した実施形態によれば、送受信の軸を的確に調整して、ＯＡＭ波を用いた無線通信を実現できる。また、他の無線通信においても、ＯＡＭ波を試験信号に用いることでより、高精度に送受信の軸を調整できる。

上述した実施形態における通信装置１０、５１、６１、７０の軸ズレ推定・制御部１５、及び、通信装置２０、５５、６５、８０の軸ズレ推定・制御部２６など一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよく、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現してもよい。通信装置１０、５１、６１、７０の軸ズレ推定・制御部１５、及び、通信装置２０、５５、６５、８０の軸ズレ推定・制御部２６など一部の機能をコンピュータで実現する場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

ＯＡＭ波により通信する通信システムに利用可能である。また、無線通信における送受信アンテナの高精度な軸調整に利用可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ…通信システム
１０、２０、５１、５５、６１、６５、７０、８０…通信装置
１１…信号発生部
１２、２３、７３…位相調整部
１３、２１、５７、６８…アレイアンテナ
１４、２２、２０２…アンテナ素子
１５、２６…軸ズレ推定・制御部
１６、２７…可動部
１７、２８…制御無線部
２４…信号復調部
２５…位相測定部
３１、４０、４３…板
３２…軸移動部
３３、３４、３５、３６…伸縮部
３７…外枠
４１…底面板
４２…支柱
４４…アーム
５２、５６…パラボラアンテナ
６２、６６…指向性アンテナ
６３、６７…誘電体
７２…試験信号発生部
７４…通信信号発生部
７５、８３…調整部
８４…通信信号復調部
２０１…大規模アレイ
２０２…アンテナ素子
４５１、４５２、４５３、４５４、４６１、４６２、４６３、４６４…伸縮部

Claims (7)

1. 第一通信装置と第二通信装置とを有する通信システムにおけるアンテナ調整方法であって、
   前記第一通信装置の第一アンテナが、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum）波を送信する第一送信ステップと、
   前記第二通信装置の第二アンテナが、前記ＯＡＭ波を受信する第一受信ステップと、
   前記第二通信装置の制御部が、前記第二アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第二アンテナの受信軸と前記第一アンテナの送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第二アンテナの位置を調整する移動量を算出する第一算出ステップと、
   前記制御部が、前記第一算出ステップにおいて算出された前記移動量に基づいて、前記第二アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う第一制御ステップと、
   を有することを特徴するアンテナ調整方法。
2. 前記第一制御ステップにおいては、前記第二アンテナを水平方向及び垂直方向に平行移動させる可動部を制御することにより前記第二アンテナの位置を調整する、
   ことを特徴する請求項１に記載のアンテナ調整方法。
3. 前記第二通信装置は、水平方向及び垂直方向に複数のアンテナ素子が配されたアレイアンテナを有し、前記アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子のうち、前記アレイアンテナの一部の領域に含まれるアンテナ素子により前記第二アンテナを構成し、
   前記第一制御ステップにおいては、前記移動量に基づいて、前記アレイアンテナが有する複数のアンテナ素子の中から、位置を調整した後の前記第二アンテナを構成するアンテナ素子を選択する、
   ことを特徴する請求項１に記載のアンテナ調整方法。
4. 前記第二アンテナが、ＯＡＭ波を送信する第二送信ステップと、
   前記第一アンテナが、前記第二アンテナから送信されたＯＡＭ波を受信する第二受信ステップと、
   前記第一通信装置の制御部が、前記第一アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第一アンテナの受信軸と前記第二アンテナの送信軸との間に位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第一アンテナの位置を調整する移動量を算出する第二算出ステップと、
   前記第一通信装置の前記制御部が、前記第二算出ステップにおいて算出された前記移動量に基づいて、前記第一アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う第二制御ステップとを有する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ調整方法。
5. 前記第一アンテナは、アレイアンテナ、切り込みのあるパラボラアンテナ、又は、指向性アンテナと該指向性アンテナが送信した電波を透過させる段差を設けた誘電体とを有するアンテナである、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ調整方法。
6. 前記第一通信装置の前記第一アンテナと前記第二通信装置の第二アンテナとが、前記第一制御ステップ又は前記第二制御ステップの後、ＯＡＭ波とは異なる無線信号を送受信して通信する通信ステップを有する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ調整方法。
7. 第一通信装置と第二通信装置とを有する通信システムであって、
   前記第一通信装置は、ＯＡＭ（Orbital Angular Momentum）波を送信する第一アンテナを備え、
   前記第二通信装置は、
   前記ＯＡＭ波を受信する第二アンテナと、
   前記第二アンテナが有する複数のアンテナ素子のそれぞれにおいて受信した前記ＯＡＭ波の受信信号の位相と、前記第二アンテナの受信軸と前記受信信号を送信した第一アンテナの送信軸とに位置ズレがないときの受信信号の位相との位相誤差を求め、求めた前記位相誤差から前記第二アンテナの位置を調整する移動量を算出し、算出された前記移動量に基づいて、前記第二アンテナの水平方向の位置の調整と垂直方向の位置の調整とを行う制御部とを備える、
   ことを特徴する通信システム。

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