JP2019193181A - 送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フェーズシフタの使用数を削減することができる送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法を提供する。【解決手段】送受信機は、複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、第１のデータ信号を分配する第１分配器と、搬送波信号を分配する第２分配器と、前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器とを含み、前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法に関する。

従来より、複数のアンテナ手段の受信出力の位相をそれぞれ移相手段によって調整し、上記各アンテナ手段の乗算ビームの方向を仰角方向及び方位角方向にそれぞれ変更可能なフェーズドアレイアンテナを具備する自動追尾アンテナがある。

また、上記仰角方向において現在のビームとは異なる仰角に上記ビームを向けると共に、上記方位角方向において上記現在のビームとは異なる方位角に上記ビームを向けることを繰り返すように、上記移相手段を制御する走査手段と、上記フェーズドアレイアンテナの受信レベルを検出するレベル検出手段とをさらに具備する。

また、上記異なる仰角における上記受信レベルを比較すると共に、上記異なる方位角における上記受信レベルを比較し、その結果に応じて上記仰角方向における最大受信レベル及び方位角方向における最大受信レベルとなる上記仰角及び方位角に上記ビームを向けるように上記移相手段を制御する判定手段をさらに具備する。

複数のアンテナ手段には、同一数のフェーズシフタがそれぞれ接続されており、複数のフェーズシフタで位相差を調整している（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−１３８２６６号公報

ところで、従来の自動追尾アンテナを有する送受信機は、複数のアンテナ手段に同一数のフェーズシフタがそれぞれ接続されている。フェーズシフタは、回路規模が比較的大きく回路構成が複雑であり、配置するためには比較的大きなスペースが必要である。このため、従来の送受信機は、装置全体の回路規模も大きくなるという課題がある。

そこで、回路規模が削減できる送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法を提供することを目的とする。

送受信機は、複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、第１のデータ信号を分配する第１分配器と、搬送波信号を分配する第２分配器と、前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器とを含み、前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続される。

回路規模が大きなフェーズシフタの使用数を削減することができる送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法を提供することができる。

実施の形態１の送受信機１００を示す図である。 接続切替部１１５の構成を示す図である。 位相差データベースのデータ構造を示す図である。 制御装置１９０の制御部１９５が実行する処理を示すフローチャートである。 送受信機１００がビームを照射したときの遠方界における信号レベルのシミュレーション結果を示す図である。 実施の形態２の送受信機２００を示す図である。 実施の形態２の変形例による送受信機２００Ｍを示す図である。 実施の形態３の送受信機３００を示す図である。 実施の形態３の位相差データベースのデータ構造を示す図である。 実施の形態４の送受信機４００を示す図である。

以下、本発明の送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法を適用した実施の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１の送受信機１００を示す図である。以下ではＸＹＺ座標系を用いて説明する。以下では、平面視とは、ＸＹ面視である。

送受信機１００は、基板１０、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、ミキサ１２０、分配器１３０、フェーズシフタ１４０、分配器１５１、スイッチ（ＳＷ:Switch）１５２、ＤＡＣ(Digital to Analog Converter)１５３、ＡＤＣ(Analog to Digital Converter)１５４、及びＤＡＣ１５５を含む。

送受信機１００は、さらに、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器１８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３、及び制御装置１９０を含む。送受信機１００は、一例として、スマートフォン、携帯電話機、PCなどの端末機との通信に利用される公衆回線網の基地局として用いられる装置である。

基板１０は、一例として、低損失で高速伝送に対応した多層基板である。多層基板は、複数の絶縁層と複数の配線層とを有する。送受信機１００は、数ＧＨｚから数１０ＧＨｚ程度の周波数の信号を取り扱うため、このような周波数での高速伝送に対応した基板であればよい。

基板１０のＺ軸正方向側の表面には、アンテナエレメント１１０が配設される。また、基板１０のＺ軸負方向側の面（基板１０の裏面）には、接続切替部１１５、ミキサ１２０、分配器１３０、フェーズシフタ１４０、分配器１５１、スイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、ＡＤＣ１５４、ＤＡＣ１５５、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器１８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３、及び制御装置１９０が実装される。

ここで、図１では、これらの構成要素の平面での位置関係を示すために、すべての構成要素を透過的に実線で示す。また、図１では、アンテナエレメント１１０から制御装置１９０までを接続する配線を実線及び破線で示す。これらの配線は、基板１０の内層を通り、基板１０の絶縁層を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通するビアを介して接続されている。

なお、基板１０のＺ軸正方向側の表面は、第１面の一例であり、基板１０のＺ軸負方向側の面（基板１０の裏面）は、第２面の一例である。

アンテナエレメント１１０は、一例として、Ｘ軸方向に５個（５列）、Ｙ軸方向に５個（５行）の２５個が平面的（二次元的）に配置されている。各アンテナエレメント１１０は、一例として、平面視で矩形状のパッチアンテナであり、２５個のアンテナエレメント１１０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って等間隔で配置されている。

アンテナエレメント１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の長さは、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）であり、相隣接するアンテナエレメント１１０同士のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔は、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）である。例えば、通信周波数が２８ＧＨｚである場合に、アンテナエレメント１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の長さ、及び、相隣接するアンテナエレメント１１０同士のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔は、ともに約２ｍｍから約３ｍｍ程度である。

アンテナエレメント１１０は、第１アンテナ素子の一例であり、Ｘ軸方向は第１軸方向の一例であり、Ｙ軸方向は第２軸方向の一例である。また、Ｘ軸方向は行方向（行が延在する方向）であり、Ｙ軸方向は列方向（列が延在する方向）である。

各アンテナエレメント１１０には、接続切替部１１５を介してミキサ１２０が接続されている。ミキサ１２０には、分配器１３０を介してフェーズシフタ１４０が接続されるとともに、分配器１６０を介してフェーズシフタ１７０が接続されている。なお、ミキサ１２０と分配器１６０を接続する配線を破線で示す。

送受信機１００は、送信時には、２５個のアンテナエレメント１１０から放射する電波の位相に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の分布を与えることにより、２５個のアンテナエレメント１１０から放射される電波が乗算されることによって形成される１本のビームの方位角及び仰角を調整する。ここで、方位角とは、ＸＺ平面内におけるビームの角度であり、仰角とは、ＹＺ平面内におけるビームの角度である。

また、送受信機１００は、受信時には、送信時と同様に、２５個のアンテナエレメント１１０で受信する電波の位相差を調整する。

このようなビームの角度を調節する際に、２５個のアンテナエレメント１１０を、Ｘ軸方向に延在し、Ｙ軸方向に複数本が配列される行毎の５個のグループ（行方向のグループ）と、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に複数本が配列される列毎の５個のグループ（列方向のグループ）とに分けて電波の位相差を調整する。列方向のグループは、第１グループの一例であり、行方向のグループは、第２グループの一例である。

図１において、２５個のアンテナエレメント１１０と、５個のフェーズシフタ１４０と、５個のフェーズシフタ１７０とに示す角度の値は、送受信機１００が放射するビームの方位角及び仰角をともに３０°にする場合における一例としての値である。ビームの方位角及び仰角を様々な角度に調整する場合には、これらの角度の値は、様々な値に調整される。

ここでは、一例として、Ｘ軸方向で最も負方向側で、かつ、Ｙ軸方向で最も負方向側のアンテナエレメント１１０の位相を基準（０°）として、２５個のアンテナエレメント１１０から放射する電波の位相をフェーズシフタ１４０及び１７０で調整する。

一例として、ビームの方位角及び仰角をともに３０°にする場合には、フェーズシフタ１４０を調整して、Ｙ軸方向において最も負方向側の行方向のグループ（１行目のグループ）に含まれる５個のアンテナエレメント１１０に、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°の位相を割り当てる。位相差は４５°である。

このような４５°の位相差は、Ｙ軸方向において最も負方向側から２番目の行方向のグループ（２行目のグループ）、３番目の行方向のグループ（３行目のグループ）、４番目の行方向のグループ（４行目のグループ）、及び５番目の行方向のグループ（５行目のグループ）にそれぞれ含まれる５個のアンテナエレメント１１０においても同様である。

また、一例として、ビームの方位角及び仰角をともに３０°にする場合には、フェーズシフタ１７０を調整して、Ｘ軸方向において最も負方向側の列方向のグループ（１列目のグループ）に含まれる５個のアンテナエレメント１１０に、０°、７８°、１５６°、２３４°、３１２°の位相を割り当てる。位相差は７８°である。

このような７８°の位相差は、Ｘ軸方向において最も負方向側から２番目の列方向のグループ（２列目のグループ）、３番目の列方向のグループ（３列目のグループ）、４番目の列方向のグループ（４列目のグループ）、及び５番目の列方向のグループ（５列目のグループ）にそれぞれ含まれる５個のアンテナエレメント１１０においても同様である。

このように、一例として、フェーズシフタ１４０でＸ軸方向に４５°の位相差を設けるとともに、フェーズシフタ１７０でＹ軸方向に７８°の位相差を設けることにより、図１に示すように２５個のアンテナエレメント１１０に位相差を割り当てることができる。この場合には、２５個のアンテナエレメント１１０に、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、７８°、１２３°、１６８°、２１３°、２５８°、１５６°、２０１°、２４６°、２９１°、３３６°、２３４°、２７９°、３２４°、３６９°、４１４°、３１２°、３５７°、４０２°、４４７°、４９２°の位相差を割り当てることができる。

このような位相差の割り当ては、フェーズシフタ１４０及び１７０に設定する位相を調整することによって実現される。一例として、方位角及び仰角をともに３０°に設定する場合には、図１に示すように、５個のフェーズシフタ１４０に、それぞれ、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°を割り当てるとともに、５個のフェーズシフタ１７０に、それぞれ、０°、７８°、１５６°、２３４°、３１２°を割り当てる。

方位角及び仰角の値を他の値に設定する場合には、フェーズシフタ１４０及び１７０に設定する位相を上述の位相とは異なる値に設定すればよい。フェーズシフタ１４０及び１７０に設定する位相の値を調整することにより、送受信機１００が放射するビームの方位角及び仰角を調整することができる。

接続切替部１１５は、２５個のアンテナエレメント１１０に対応して２５個設けられている。接続切替部１１５については、図１に加えて図２を用いて説明する。図２は、接続切替部１１５の構成を示す図である。

図１に示すように、接続切替部１１５の一方の端子は、ミキサ１２０に接続されている。接続切替部１１５の他方の端子は、アンテナエレメント１１０の給電点に接続されている。

また、図２に示すように、接続切替部１１５は、端子１１５Ａ、スイッチ１１５Ｂ、ＰＡ(Power Amplifier)１１５Ｃ、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)１１５Ｄ、スイッチ１１５Ｅ、及び端子１１５Ｆを有する。このような接続切替部１１５は、一例として、１個のチップ部品として実現することができる。

端子１１５Ａは、ミキサ１２０に接続され、端子１１５Ｆは、アンテナエレメント１１０の給電点に接続される。スイッチ１１５Ｂ、１１５Ｅは、制御装置１９０によって切替制御が行われ、送信時には端子１１５Ａ及び端子１１５Ｆの間にＰＡ１１５Ｃを接続し、受信時には端子１１５Ａ及び端子１１５Ｆの間にＬＮＡ１１５Ｄを接続する。

接続切替部１１５は、送信時には、ミキサ１２０から入力される信号の信号レベル（強度）をＰＡ１１５Ｃで所定の信号レベルに増幅して、アンテナエレメント１１０に出力する。接続切替部１１５は、受信時には、アンテナエレメント１１０から入力される信号からＬＮＡ１１５Ｄで増幅してミキサ１２０に出力する。なお、ＰＡ１１５Ｃ及びＬＮＡ１１５Ｄは、増幅部の一例である。

ミキサ１２０は、２５個のアンテナエレメント１１０に対応して２５個設けられている。ミキサ１２０の一方の端子は、分配器１３０及び分配器１６０の他方の端子に接続されている。ミキサ１２０の他方の端子は、接続切替部１１５に接続されている。ミキサ１２０は、乗算器の一例である。

２５個のミキサ１２０から２５個の接続切替部１１５までの信号経路の長さは等しい長さに設定されている。また、２５個の接続切替部１１５から２５個のアンテナエレメント１１０までの信号経路の長さは等しい長さに設定されている。すなわち、２５個のミキサ１２０から２５個のアンテナエレメント１１０までの信号経路の長さは揃えられており、等しい長さに設定されている。

ミキサ１２０は、送信時には、分配器１３０から入力される信号と、分配器１６０から入力される信号を乗算して接続切替部１１５に出力する。また、ミキサ１２０は、受信時には、接続切替部１１５から入力される信号と、分配器１６０から入力される信号を乗算して分配器１３０に出力する。

ここで、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０は、上述のように２５個ずつ設けられており、１個のアンテナエレメント１１０に対して、接続切替部１１５とミキサ１２０が１個ずつ接続されている。

アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０を１個ずつ含む組は、平面視で、配置領域１０Ａの内部に配置される。図１には、Ｘ軸方向で最も負方向側で、かつ、Ｙ軸方向で最も正方向側の１個のアンテナエレメント１１０に対応する配置領域１０Ａのみを示すが、配置領域１０Ａは、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０の組と等しい数だけ設けられている。すなわち、５行×５列の２５個の配置領域１０Ａがマトリクス状に設けられており、２５個のアンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０は、各配置領域１０Ａに１組ずつ配置されている。

また、上述したように、アンテナエレメント１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の長さは、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）であり、相隣接するアンテナエレメント１１０同士のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔は、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）である。このため、相隣接する配置領域１０Ａ同士は、近接して配置されている。

そして、配置領域１０Ａ内では、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０は、基板１０の絶縁層を貫通するビアと、配線とによって接続されている。このため、接続切替部１１５及びミキサ１２０をアンテナエレメント１１０の非常に近くに配置することができる。

接続切替部１１５及びミキサ１２０は、配置領域１０Ａの内部で、平面視でアンテナエレメント１１０と重なるように（重複して）配置されていてもよい。また、接続切替部１１５及びミキサ１２０のいずれか一方のみが、配置領域１０Ａの内部で、平面視でアンテナエレメント１１０と重なるように（重複して）配置されていてもよい。また、接続切替部１１５及びミキサ１２０の一部分のみ、又は、接続切替部１１５及びミキサ１２０のいずれか一方の一部分のみが、配置領域１０Ａの内部で、平面視でアンテナエレメント１１０と重なるように（重複して）配置されていてもよい。また、接続切替部１１５及びミキサ１２０は、平面視でアンテナエレメント１１０と重ならないように（重複しないように）配置されていてもよい。いずれの配置を採るかは、アンテナエレメント１１０の放射特性、又は、配置領域１０Ａのサイズに対するアンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０のサイズの関係等を考慮して決定すればよい。

分配器１３０は、アンテナエレメント１１０の列方向の５個のグループに対応して５個設けられている。分配器１３０は、第３分配器の一例である。５個の分配器１３０の一方の端子は、５個のフェーズシフタ１４０の他方の端子にそれぞれ接続されている。

５個の分配器１３０の他方の端子は、それぞれ、列方向の５個のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。すなわち、Ｘ軸方向において最も負方向側に示す分配器１３０の他方の端子は、Ｘ軸方向において最も負方向側に位置する列方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。Ｘ軸方向において最も負方向側から２番目、３番目、４番目、５番目に示す分配器１３０の他方の端子は、それぞれ、Ｘ軸方向において最も負方向側から２番目、３番目、４番目、５番目に位置する列方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。

送受信機１００の送信時には、５個の分配器１３０は、それぞれ、５個のフェーズシフタ１４０によって所定の位相が付与された信号を、対応する列方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に分配する。

また、送受信機１００の受信時には、５個の分配器１３０は、対応する列方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０から入力される信号を乗算して、それぞれ、５個のフェーズシフタ１４０に出力する。

フェーズシフタ１４０は、アンテナエレメント１１０の列方向の５個のグループに対応して５個設けられている。換言すれば、フェーズシフタ１４０は、５個の分配器１３０に対応して５個設けられている。フェーズシフタ１４０は、第１フェーズシフタの一例である。

５個のフェーズシフタ１４０の一方の端子は、それぞれ、５個の分配器１３０に接続されている。また、５個のフェーズシフタ１４０の他方の端子は、１個の分配器１５１に接続されている。また、５個のフェーズシフタ１４０の位相制御端子は、ＤＡＣ１５５に接続されている。

５個のフェーズシフタ１４０は、送受信機１００の送信時には、分配器１５１から入力される信号に、それぞれ、ＤＡＣ１５５によって設定される位相を与えて、５個の分配器１３０に出力する。例えば、方位角及び仰角をともに３０°に設定する場合には、５個のフェーズシフタ１４０が入力信号に付与する位相は、ＤＡＣ１５５によって、それぞれ、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°に設定される。

また、５個のフェーズシフタ１４０は、送受信機１００の受信時には、５個の分配器１３０から入力される信号に、それぞれ、ＤＡＣ１５５によって設定される位相を与えて分配器１５１に出力する。

分配器１５１は、５個のフェーズシフタ１４０と、スイッチ１５２との間に接続されている。分配器１５１は、第１分配器の一例である。分配器１５１は、送受信機１００の送信時には、スイッチ１５２から入力される信号を５個のフェーズシフタ１４０に分配する。また、分配器１５１は、送受信機１００の受信時には、５個のフェーズシフタ１４０から入力される信号を乗算してスイッチ１５２に出力する。

スイッチ１５２は、三端子型のスイッチであり、分配器１５１、ＤＡＣ１５３、及びＡＤＣ１５４の間に接続されている。スイッチ１５２は、切替スイッチの一例である。スイッチ１５２は、送受信機１００の送信時には、分配器１５１とＤＡＣ１５３を接続し、スイッチ１５２は、送受信機１００の受信時には、分配器１５１とＡＤＣ１５４を接続する。スイッチ１５２の切り替えは、制御装置１９０の制御部１９５によって行われる。

ＤＡＣ１５３は、スイッチ１５２と制御装置１９０との間に接続されている。ＤＡＣ１５３は、送受信機１００の送信時に、制御装置１９０から入力されるデジタル形式の信号（送信信号）をアナログ形式の送信信号に変換してスイッチ１５２に出力する。

ＡＤＣ１５４は、送受信機１００の受信時に、スイッチ１５２から入力されるアナログ形式の信号（受信信号）をデジタル形式の受信信号に変換して制御装置１９０に出力する。

ＤＡＣ１５５は、５個のフェーズシフタ１４０の位相制御端子と、制御装置１９０との間に接続されており、制御装置１９０から入力されるデジタル形式の位相制御信号をアナログ形式の位相制御信号に変換して、５個のフェーズシフタ１４０の位相制御端子に出力する。制御装置１９０からＤＡＣ１５５に入力されるデジタル形式の位相制御信号は、５個のフェーズシフタ１４０に対応して５個存在する。

分配器１６０は、アンテナエレメント１１０の行方向の５個のグループに対応して５個設けられている。分配器１６０は、第４分配器の一例である。５個の分配器１６０の一方の端子は、５個のフェーズシフタ１７０の一方の端子にそれぞれ接続されている。

５個の分配器１６０の他方の端子は、それぞれ、行方向の５個のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。すなわち、Ｙ軸方向において最も負方向側に示す分配器１６０の他方の端子は、Ｙ軸方向において最も負方向側に位置する行方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。Ｙ軸方向において最も負方向側から２番目、３番目、４番目、５番目に示す分配器１６０の他方の端子は、それぞれ、Ｙ軸方向において最も負方向側から２番目、３番目、４番目、５番目に位置する行方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に接続されている。

送受信機１００の送信時には、５個の分配器１６０は、それぞれ、５個のフェーズシフタ１７０によって所定の位相が付与された信号を、対応する行方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０に分配する。

また、送受信機１００の受信時には、５個の分配器１６０は、対応する行方向のグループに含まれる５個のアンテナエレメント１１０から入力される信号を乗算して、それぞれ、５個のフェーズシフタ１７０に出力する。

フェーズシフタ１７０は、アンテナエレメント１１０の行方向の５個のグループに対応して５個設けられている。換言すれば、フェーズシフタ１７０は、５個の分配器１６０に対応して５個設けられている。フェーズシフタ１７０は、第２フェーズシフタの一例である。

５個のフェーズシフタ１７０の一方の端子は、それぞれ、５個の分配器１６０に接続されている。また、５個のフェーズシフタ１７０の他方の端子は、１個の分配器１８１に接続されている。また、５個のフェーズシフタ１７０の位相制御端子は、ＤＡＣ１８３に接続されている。

５個のフェーズシフタ１７０は、送受信機１００の送信時には、分配器１８１から入力される信号に、それぞれ、ＤＡＣ１８３によって設定される位相を与えて、５個の分配器１６０に出力する。例えば、方位角及び仰角をともに３０°に設定する場合には、５個のフェーズシフタ１７０が入力信号に付与する位相は、ＤＡＣ１８３によって、それぞれ、０°、７８°、１５６°、２３４°、３１２°に設定される。

また、５個のフェーズシフタ１７０は、送受信機１００の受信時には、５個の分配器１６０入力される信号に、それぞれ、ＤＡＣ１８３によって設定される位相を与えて分配器１８１に出力する。

分配器１８１は、５個のフェーズシフタ１７０と、ローカル信号発生器１８２との間に接続されている。分配器１８１は、第２分配器の一例である。分配器１８１は、送受信機１００の送信時及び受信時に、ローカル信号発生器１８２から入力されるローカル信号を５個のフェーズシフタ１７０に分配する。

ローカル信号発生器１８２は、ローカル信号（搬送波信号）を発生する信号発生源である。ローカル信号の周波数は、通信周波数よりも低い。

ＤＡＣ１８３は、５個のフェーズシフタ１７０の位相制御端子と、制御装置１９０との間に接続されており、制御装置１９０から入力されるデジタル形式の位相制御信号をアナログ形式の位相制御信号に変換して、５個のフェーズシフタ１７０の位相制御端子に出力する。制御装置１９０からＤＡＣ１８３に入力されるデジタル形式の位相制御信号は、５個のフェーズシフタ１７０に対応して５個ある。

制御装置１９０は、変調部１９１、送信データ処理部１９２、復調部１９３、受信データ処理部１９４、制御部１９５、及びメモリ１９６を有する。制御装置１９０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)、入出力インターフェース、及び内部バス等を含むコンピュータによって実現される。

変調部１９１、送信データ処理部１９２、復調部１９３、受信データ処理部１９４、及び制御部１９５は、制御装置１９０が実行するプログラムの機能（ファンクション）を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１９６は、制御装置１９０のメモリを機能的に表したものである。

変調部１９１は、送信データ処理部１９２から入力されるデジタル形式の送信データを変調してＤＡＣ１５３に出力する。送信データ処理部１９２は、制御部１９５から入力される送信データにデジタル信号処理を行い、ベースバンド信号として変調部１９１に出力する。送信データ処理部１９２は、送信回路の一例である。

復調部１９３は、ＡＤＣ１５４から入力されるデジタル形式の受信信号を復調して受信データ処理部１９４に出力する。受信データ処理部１９４は、受信信号にデジタル信号処理を行い、受信データとして制御部１９５に出力する。受信データ処理部１９４は、受信回路の一例である。

制御部１９５は、例えば、サーバのようなコンピュータに接続されており、サーバから送信データが入力され、受信データをサーバに出力するデータ処理を行う。また、制御部１９５は、メモリ１９６に格納されている位相差データベースを参照し、フェーズシフタ１４０及び１７０における位相のシフト量を設定するために、ＤＡＣ１５５及び１８３に位相データを出力する。

メモリ１９６は、フェーズシフタ１４０及び１７０における位相のシフト量が設定される際に利用される位相差データベースを格納する。位相差データベースは、テーブル形式のデータであり、ルックアップテーブルである。

図３は、位相差データベースのデータ構造を示す図である。位相差データベースは、５個のフェーズシフタ(ＰＳ:Phase Shifter)１４０と、５個のフェーズシフタ(ＰＳ)１７０とに設定する位相を表すデータ（位相データ）とをビームＩＤ(Beam ID (Identifier))毎に関連付けたテーブル形式のデータであり、ルックアップテーブルである。

位相差データベースの１行目の１〜５の値は、５個ずつあるフェーズシフタ１４０及び１７０の識別に用いられる識別値である。５個のフェーズシフタ１４０については、Ｘ軸負方向側からＸ軸正方向側にかけて、１〜５の識別値が割り当てられている。すなわち、Ｘ軸方向における最も負方向側に位置するフェーズシフタ１４０に割り当てられる識別値が１であり、Ｘ軸方向における最も正方向側に位置するフェーズシフタ１４０に割り当てられる識別値が５である。

同様に、５個のフェーズシフタ１７０については、Ｙ軸負方向側からＹ軸正方向側にかけて、１〜５の識別値が割り当てられている。すなわち、Ｙ軸方向における最も負方向側に位置するフェーズシフタ１７０に割り当てられる識別値が１であり、Ｙ軸方向における最も正方向側に位置するフェーズシフタ１７０に割り当てられる識別値が５である。

送受信機１００は、様々な方位角及び仰角によって決まる方向にビームを照射できるようにするために、複数のビームＩＤを有している。ビームＩＤ毎にビームの照射方向が異なるようにするために、位相差データベースに含まれるフェーズシフタ１４０及び１７０に設定する５個ずつの位相は、ビームＩＤ毎に異なる組み合わせの値（１０個の値）に設定されている。送受信機１００が放射するビームには、ビームＩＤを表すデータが含まれる。

図３には、一例として、方位角(phi)及び仰角(theta)がともに３０°になる位相差データベースを示す。この位相差データベースのビームＩＤは００１である。ビームＩＤが００１の位相差データベースでは、識別値が１〜５のフェーズシフタ１４０に、それぞれ、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°を割り当て、識別値が１〜５のフェーズシフタ１７０に、それぞれ、０°、７８°、１５６°、２３４°、３１２°を割り当てる。

なお、送受信機１００は、一例として、６４種類の位相差データベースを有する。６４種類の位相差データベースには、それぞれ固有のビームＩＤが割り振られている。

図４は、制御装置１９０の制御部１９５が実行する処理を示すフローチャートである。前提条件として、送受信機１００から放射されるビームを受信する端末機が存在し、端末機は、ビームとビームＩＤを受信すると、ビームの信号強度とビームＩＤを表すデータを送り返すものとする。

制御部１９５は、処理を開始（スタート）すると、メモリ１９６に格納されている位相差データベースをビームＩＤ毎に順番に読み出し、フェーズシフタ１４０及び１７０の位相に設定してビームを放射する（ステップＳ１）。送受信機１００が放射するビームには、ビームＩＤのデータが含まれる。

ステップＳ１の処理では、制御部１９５は、すべてのビームＩＤの位相差データベースによって決まる位相にフェーズシフタ１４０及び１７０の位相を順番に設定し、ビームを放射する。すなわち、ステップＳ１の処理では、ビームＩＤの数と同一の回数だけビームが放射され、各ビームの方位角及び仰角の組み合わせは互いに異なる。

次いで、制御部１９５は、端末機から送り返されるビームの信号強度とビームＩＤを表すデータを受信する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部１９５は、ビームＩＤの数と同一の回数だけビームの信号強度とビームＩＤを表すデータを受信する。

次いで、制御部１９５は、ステップＳ２で受信したビームの信号強度とビームＩＤを表すデータのうち、信号強度が最大になるビームＩＤを抽出する（ステップＳ３）。

次いで、制御部１９５は、ステップＳ３で抽出したビームＩＤの位相差データベースを読み出す（ステップＳ４）。

次いで、制御部１９５は、フェーズシフタ１４０及び１７０の位相をステップＳ４で読み出した位相差データベースの位相に設定する（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ５の処理により、フェーズシフタ１４０及び１７０の位相は、受信信号の信号強度が最も高いビームの方位角及び仰角を実現する位相に調整される。このようにして、送受信機１００における位相の調整方法が実行される。

次いで、制御部１９５は、ステップＳ５で設定したフェーズシフタ１４０及び１７０の位相によって得られる方位角及び仰角のビームを利用して、送信データを送信する（ステップＳ６）。

制御部１９５は、送受信機１００の電源がオンの間は、ステップＳ１からＳ６の処理を繰り返し実行する。制御部１９５は、送受信機１００の電源がオフにされると、一連の処理を終了する。なお、ここでは、送信データを送信する際の動作について説明したが、受信信号を受信する際には、ステップＳ６で受信すればよい。

次に、ビームの方向を実現するアンテナウェイトｗ（フェーズシフタ１４０及び１７０の位相の設定値）について説明する。

Ｘ軸方向のアンテナエレメント１１０の数をＭ（Ｍは２以上の整数）、Ｙ軸方向のアンテナエレメント１１０の数をＮ（Ｎは２以上の整数）、ビームの方位角をφ、仰角をθとすると、ビームの方向を実現するアンテナウェイトｗは、次式（１）で計算することができる。

また、ｍは、１≦ｍ≦Ｍを満たす任意の整数であり、ｍ＝１は、Ｘ軸方向において最も負方向側に位置する列方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続されるフェーズシフタ１４０に割り当てられ、Ｘ軸正方向に１個ずつずれるに従って、値が１ずつ増大する。このため、Ｘ軸方向において最も正方向側に位置する列方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続されるフェーズシフタ１４０では、ｍ＝Ｍである。

同様に、ｎは、１≦ｎ≦Ｎを満たす任意の整数であり、ｎ＝１は、Ｙ軸方向において最も負方向側に位置する行方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続されるフェーズシフタ１７０に割り当てられ、Ｙ軸正方向に１個ずつずれるに従って、値が１ずつ増大する。このため、Ｙ軸方向において最も正方向側に位置する行方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続されるフェーズシフタ１７０では、ｎ＝Ｎである。

式（１）より、フェーズシフタ１４０に設定する位相は、次式（２）で算出することができる。

式（２）において、ｍの値を代入することにより、列方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続される各フェーズシフタ１４０における位相の値を求めることができる。

また、式（１）より、フェーズシフタ１７０に設定する位相は、次式（３）で算出することができる。

式（３）において、ｎの値を代入することにより、行方向のグループのアンテナエレメント１１０に接続される各フェーズシフタ１７０における位相の値を求めることができる。

図５は、送受信機１００がビームを照射したときの遠方界における信号レベルのシミュレーション結果を示す図である。図５に示す信号レベルの分布は、電磁界シミュレーションで求めたものである。

図５において、横軸は方位角(phi)を示し、縦軸は仰角(theta)を示す。方位角(phi)が９０°で、仰角(theta)が０°の方向は、２５個のアンテナエレメント１１０の中央に位置する２４６°のアンテナエレメント１１０の中心を通るＺ軸の方向である。

図５では、グレースケールで示す信号レベルは、色が薄い（白い）ほど信号レベルが高いことを表し、色が濃い（黒い）ほど信号レベルが低いことを表す。

方位角(phi)及び仰角(theta)がともに３０°になる図３に示す位相差データベースに基づいてフェーズシフタ１４０、１７０の位相を設定して放射を行ったところ、図５に示すように、方位角(phi)及び仰角(theta)がともに３０°になる方向にビームを放射することができた。

以上、実施の形態１によれば、列方向の５個のグループに対応した５個のフェーズシフタ１４０と、行方向の５個のグループに対応した５個のフェーズシフタ１７０とを含む構成で、２５個のアンテナエレメント１１０からそれぞれ位相の異なる信号を放射することができる。

従って、構成が簡易な送受信機１００を提供することができる。フェーズシフタ１４０、１７０は、比較的回路規模が大きいため、従来の送受信機のように、アンテナエレメントと同一数のフェーズシフタを含む構成に比べて、回路規模を大幅に削減することができる。

送受信機１００では、接続切替部１１５及びミキサ１２０をアンテナエレメント１１０と同一数（２５個）含むが、接続切替部１１５及びミキサ１２０は、フェーズシフタ１４０、１７０に比べると、回路規模が小さい。このため、実施の形態１では、従来の送受信機よりも回路規模を削減し、構成を簡易にした送受信機１００を提供することができる。

また、アンテナエレメント１１０は、行方向及び列方向に複数配列される。また、この場合に、アンテナエレメント１１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の長さは、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）であり、相隣接するアンテナエレメント１１０同士のＸ軸方向及びＹ軸方向の間隔は、通信周波数における波長の電気長λの１／２（λ／２）である。

このため、接続切替部１１５及びミキサ１２０をアンテナエレメント１１０の非常に近くに配置することができる。

また、各アンテナエレメント１１０に割り当てる位相は、アンテナエレメント１１０の非常に近くに位置するミキサ１２０で設定され、２５個のミキサ１２０から２５個のアンテナエレメント１１０までの信号経路の長さは揃えられている。

従って、２５個のアンテナエレメント１１０に設定される位相の誤差は非常に少なく、２５個のアンテナエレメント１１０と２５個のミキサ１２０との間における送信信号又は受信信号の遅延の発生を抑制することができる。例えば、従来の送受信機のように、アンテナエレメントと同一数のフェーズシフタで各アンテナエレメントにおける位相を設定する場合には、アンテナエレメントとフェーズシフタとの間の信号経路の長さのばらつき等によって、複数のアンテナエレメントの間で、位相の誤差、又は、送信信号若しくは受信信号の遅延等が生じうる。

これに対して、送受信機１００は、２５個のアンテナエレメント１１０に設定される位相の誤差を非常に少なくすることができ、送信信号又は受信信号の遅延の発生を抑制することができるので、良好な通信特性が得られる。

また、送受信機１００は、従来の送受信機に比べてフェーズシフタ１４０、１７０の数が少ないため、フェーズシフタ１４０、１７０に位相を設定するのに要する時間を短くでき、ビームの角度の切り替えを素早く行うことができる。

なお、以上では、アンテナエレメント１１０の数が５列×５行の２５個である形態について説明した。しかしながら、アンテナエレメント１１０の数は、２５個に限られず、例えば、８列×８行の６４個であってもよいし、Ｘ軸方向とＹ軸方向の数が異なっていてもよい。また、矩形状（マトリクス状（行列状））に限らず、円状、楕円状、菱形状、又は、三辺若しくは五辺以上の多角形状等の領域内に等間隔で配列されるような配置であってもよい。

また、複数のアンテナエレメント１１０が矩形状以外の領域内に配列される場合には、Ｘ軸方向における中心側においてＹ軸方向（列方向）に配置されるアンテナエレメント１１０の数と、Ｘ軸方向における端部側においてＹ軸方向（列方向）に配置されるアンテナエレメント１１０の数とが異なる。これは、Ｙ軸方向においても同様である。

このような場合に、フェーズシフタ１４０の数は、同一の行においてＸ軸方向に配置されるアンテナエレメント１１０の数Ｍの最大値と同一にすればよい。また、フェーズシフタ１７０の数は、同一の列においてＹ軸方向に配置されるアンテナエレメント１１０の数Ｎの最大値と同一にすればよい。

また、以上では、基板１０に、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、ミキサ１２０、分配器１３０、フェーズシフタ１４０、分配器１５１、スイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、ＡＤＣ１５４、ＤＡＣ１５５、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器１８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３、及び制御装置１９０が実装される形態について説明した。

しかしながら、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、及びミキサ１２０が基板１０に配設されていればよい。この場合に、フェーズシフタ１４０、分配器１５１、スイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、ＡＤＣ１５４、ＤＡＣ１５５、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器１８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３、及び制御装置１９０は、基板１０の外部に設けられていてもよい。

また、接続切替部１１５及びミキサ１２０についても、すべてのアンテナエレメント１１０とミキサ１２０との間の信号経路の長さを揃えることができるのであれば、基板１０の外部に配置してもよい。

＜実施の形態２＞
図６は、実施の形態２の送受信機２００を示す図である。実施の形態１の送受信機１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

送受信機２００は、基板１０、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、ミキサ１２０、ミキサ２２０、分配器１３０、フェーズシフタ１４０、分配器１５１、スイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、ＡＤＣ１５４、及びＤＡＣ１５５を含む。

送受信機２００は、さらに、分配器２６０、フェーズシフタ２７０、分配器２８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ２８３、及び制御装置２９０を含む。ミキサ１２０、２２０と分配器２６０を接続する配線を破線で示す。

送受信機２００では、アンテナエレメント１１０及び接続切替部１１５は２５個ずつ設けられており、ミキサ１２０は５個設けられており、ミキサ２２０は１０個設けられている。また、分配器２６０及びフェーズシフタ２７０は３個ずつ設けられている。

制御装置２９０は、変調部１９１、送信データ処理部１９２、復調部１９３、受信データ処理部１９４、制御部２９５、及びメモリ１９６を有する。制御装置２９０は、制御部２９５が行う制御処理が実施の形態１の制御装置２９０の制御部１９５と異なる。制御部２９５は、５個のフェーズシフタ１４０と、３個のフェーズシフタ２７０との位相を調整する点が実施の形態１の制御部１９５と異なる。

送受信機２００では、１行目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０と、２行目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０とが共通のミキサ２２０に接続されている。１行目及び２行目のグループに対して５個のミキサ２２０が割り当てられており、同一の列の２個のアンテナエレメント１１０に接続される２個の接続切替部１１５を介して共通のミキサ２２０に接続されている。

また、４行目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０と、５行目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０とが共通のミキサ２２０に接続されている。４行目及び５行目のグループに対して５個のミキサ２２０が割り当てられており、同一の列の２個のアンテナエレメント１１０に接続される２個の接続切替部１１５を介して共通のミキサ２２０に接続されている。

なお、３行目のグループでは、実施の形態１と同様に、５個のアンテナエレメント１１０は、それぞれ、５個の接続切替部１１５を介して、５個のミキサ１２０に接続されている。

また、３個の分配器２６０の一方の端子は、それぞれ、１行目及び２行目のアンテナエレメント１１０に接続される５個のミキサ２２０と、３行目のアンテナエレメント１１０に接続される５個のミキサ１２０と、４行目及び５行目のアンテナエレメント１１０に接続される５個のミキサ２２０とに接続されている。

１行目及び２行目に対応するミキサ２２０に接続される分配器２６０の他方の端子と、３行目に対応するミキサ１２０に接続される分配器２６０の他方の端子と、４行目及び５行目に対応するミキサ２２０に接続される分配器２６０の他方の端子とは、それぞれ、３個のフェーズシフタ２７０に接続されている。

３個のフェーズシフタ２７０は、分配器２８１を介してローカル信号発生器１８２に接続されている。

ここで、５行で２５個のアンテナエレメント１１０は、３行分のミキサ２２０に接続される１行目、３行目、５行目の１５個のアンテナエレメント１１０に、２行目と４行目の１０個のアンテナエレメント１１０を追加したものとして捉えることができる。

この場合に、１行目、３行目、５行目の１５個のアンテナエレメント１１０は、第１アンテナ素子の一例であり、２行目と４行目の１０個のアンテナエレメント１１０は、第２アンテナ素子の一例である。なお、２行目、３行目、４行目の１５個のアンテナエレメント１１０を第１アンテナ素子の一例として捉えるとともに、１行目と５行目の１０個のアンテナエレメント１１０を第２アンテナ素子の一例として捉えてもよい。

このような送受信機２００において、一例として図６に示すように、制御装置２９０が５個のフェーズシフタ１４０に０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°の位相を設定するとともに、３個のフェーズシフタ２７０に０°、７８°、１５６°の位相を設定する。

この場合には、２５個のアンテナエレメント１１０に、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、７８°、１２３°、１６８°、２１３°、２５８°、１５６°、２０１°、２４６°、２９１°、３３６°、１５６°、２０１°、２４６°、２９１°、３３６°の位相差を割り当てることができる。

また、送受信機２００が放射するビームの方位角及び仰角を変更する場合には、５個のフェーズシフタ１４０と、３個のフェーズシフタ２７０とに設定する位相を変更すればよい。

実施の形態２によれば、ビームの仰角を調整するフェーズシフタ２７０と分配器２６０を３個に減らして、１行目及び２行目と、４行目及び５行目のアンテナエレメント１１０に接続されるミキサ２２０を共通化したことにより、さらに構成を簡易にすることができる。

実施の形態１の送受信機１００に比べると、仰角の調整が粗くなるが、通信に支障が生じない用途であれば、構成要素を減らしてさらに構成を簡易にした送受信機２００を提供することができる。

なお、以上では、実施の形態１の送受信機１００に比べて、ビームの仰角を調整する分配器２６０を３個に減らした送受信機２００について説明したが、ビームの方位角を調整するフェーズシフタ１４０及び分配器１３０の数を減らしてもよい。

また、図７に示す実施の形態２の変形例による送受信機２００Ｍのように、１行目及び２行目のアンテナエレメント１１０で共通化した接続切替部２１５Ｍと、４行目及び５行目のアンテナエレメント１１０で共通化した接続切替部２１５Ｍとを含む構成であってもよい。図７は、実施の形態２の変形例による送受信機２００Ｍを示す図である。

送受信機２００Ｍは、図６に示す送受信機２００の１行目及び２行目のアンテナエレメント１１０に接続される１０個の接続切替部１１５を共通化して５個の接続切替部２１５Ｍに置き換えるとともに、４行目及び５行目のアンテナエレメント１１０に接続される１０個の接続切替部１１５を共通化して５個の接続切替部２１５Ｍに置き換えた構成を有する。

なお、３行目のグループでは、実施の形態１、２と同様に、５個のアンテナエレメント１１０は、それぞれ、５個の接続切替部１１５を介して、５個のミキサ１２０に接続されている。

以上、実施の形態２の変形例によれば、接続切替部２１５Ｍの数を減らすことにより、さらに構成を簡易にすることができる。

また、接続切替部２１５Ｍの数を減らすことによって、接続切替部２１５Ｍに含まれるＰＡ及びＬＮＡの数を減らすことができるため、消費電力の削減を計ることができる。

＜実施の形態３＞
図８は、実施の形態３の送受信機３００を示す図である。実施の形態１の送受信機１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

送受信機３００は、基板１０、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、ミキサ１２０、２２０、分配器１３０、加算器３２０、フェーズシフタ１４０、３４０、分配器１５１Ａ、１５１Ｂ、スイッチ１５２Ａ、１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ａ、１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ａ、１５４Ｂ、及びＤＡＣ１５５Ａ、１５５Ｂを含む。

送受信機３００は、さらに、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器２８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３、及び制御装置３９０を含む。

制御装置３９０は、変調部３９１、送信データ処理部３９２、復調部３９３、受信データ処理部３９４、制御部３９５、及びメモリ３９６を有する。

分配器１５１Ａ、スイッチ１５２Ａ、ＤＡＣ１５３Ａ、ＡＤＣ１５４Ａ、及びＤＡＣ１５５Ａは、それぞれ、図１に示す分配器１５１、スイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、ＡＤＣ１５４、及びＤＡＣ１５５と同様である。

送受信機３００は、実施の形態１の送受信機１００（図１参照）に、加算器３２０、フェーズシフタ３４０、分配器１５１Ｂ、スイッチ１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ｂ、ＤＡＣ１５５Ｂを追加して、制御装置１９０を制御装置３９０に置き換えた構成を有する。分配器１５１Ｂは、第６分配器の一例である。

加算器３２０は、５個設けられている。５個の加算器３２０は、それぞれ、５個の分配器１３０と、５個のフェーズシフタ１４０と、５個のフェーズシフタ３４０との間に接続されている。

加算器３２０は、送信時には、フェーズシフタ１４０から入力される信号と、フェーズシフタ３４０から入力される信号とを加算して分配器１３０に出力する。また、加算器３２０は、受信時には、分配器１３０から入力される信号を、フェーズシフタ１４０とフェーズシフタ３４０とに分けて出力する。受信時には、加算器３２０の出力側にフェーズシフタ１４０と１７０があるため、加算器３２０は、分配器１３０から入力される受信信号をフェーズシフタ１４０の位相に対応する受信信号と、フェーズシフタ３４０の位相に対応する受信信号とに分けて出力することになる。

フェーズシフタ３４０は、フェーズシフタ１４０と同様に、アンテナエレメント１１０の列方向の５個のグループに対応して５個設けられている。５個のフェーズシフタ３４０が信号に付与する位相は、ＤＡＣ１５５Ｂから位相制御端子に入力される位相制御信号によって設定される。

５個のフェーズシフタ３４０は、５個の加算器３２０と、１個の分配器１５１Ｂとの間に接続されている。フェーズシフタ３４０は、送信時には、それぞれ、分配器１５１Ｂから入力される送信信号に位相を付与して５個の加算器３２０に出力する。フェーズシフタ３４０は、受信時には、それぞれ、５個の加算器３２０から入力される送信信号に位相を付与して分配器１５１Ｂに出力する。

図８では、一例として、５個のフェーズシフタ３４０が、１列目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０から５列目のグループに含まれるアンテナエレメント１１０にかけて、０°、３１５°、６３０°、９４５°、１２６０°の位相を付与する状態を示す。

分配器１５１Ｂ、スイッチ１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ｂ、ＤＡＣ１５５Ｂは、それぞれ、分配器１５１Ａ、スイッチ１５２Ａ、ＤＡＣ１５３Ａ、ＡＤＣ１５４Ａ、及びＤＡＣ１５５Ａと同様である。

分配器１５１Ｂ、スイッチ１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ｂ、ＤＡＣ１５５Ｂは、制御装置３９０に対して、分配器１５１Ａ、スイッチ１５２Ａ、ＤＡＣ１５３Ａ、ＡＤＣ１５４Ａ、及びＤＡＣ１５５Ａとは並列に設けられている。

制御装置３９０は、変調部３９１、送信データ処理部３９２、復調部３９３、受信データ処理部３９４、制御部３９５、及びメモリ３９６を有する。変調部３９１、送信データ処理部３９２、復調部３９３、受信データ処理部３９４、制御部３９５、及びメモリ３９６は、それぞれ、変調部１９１、送信データ処理部１９２、復調部１９３、受信データ処理部１９４、制御部１９５、及びメモリ１９６と基本的に同様である。

ただし、変調部３９１、送信データ処理部３９２、復調部３９３、受信データ処理部３９４、制御部３９５、及びメモリ３９６は、フェーズシフタ１４０を含む系統と、フェーズシフタ３４０を含む系統との２つの系統を介して、送信データ及び受信データの処理を行う点が異なる。

実施の形態３の送受信機３００は、上述のような２つの系統に対応する構成を有することにより、２個の端末機と通信を行うことができる。

変調部３９１は、送信データ処理部１９２から入力されるデジタル形式の送信データを変調してＤＡＣ１５３Ａ、１５３Ｂに出力する。送信データ処理部３９２は、制御部３９５から入力される送信データにデジタル信号処理を行い、ベースバンド信号として変調部３９１に出力する。

復調部３９３は、ＡＤＣ１５４Ａ、１５４Ｂから入力されるデジタル形式の２個の受信信号をそれぞれ復調して受信データ処理部１９４に出力する。受信データ処理部３９４は、２個の受信信号にデジタル信号処理を行い、２個の受信データとして制御部３９５に出力する。

制御部３９５は、実施の形態１の制御部１９５と同様に、サーバのようなコンピュータに接続されており、サーバから送信データが入力され、受信データをサーバに出力するデータ処理を行う。また、制御部３９５は、メモリ３９６に格納されている位相差データベースを参照し、フェーズシフタ１４０、１７０、及び３４０における位相のシフト量を設定するために、ＤＡＣ１５５Ａ、１５５Ｂ、及び１８３に位相データを出力する。

メモリ３９６は、フェーズシフタ１４０、３４０、及び１７０における位相のシフト量が設定される際に利用される位相差データベースを格納する。位相差データベースは、テーブル形式のデータであり、ルックアップテーブルである。

図９は、実施の形態３の位相差データベースのデータ構造を示す図である。位相差データベースは、５個のフェーズシフタ(ＰＳ)１４０と、５個のフェーズシフタ(ＰＳ)３４０と、５個のフェーズシフタ(ＰＳ)１７０とに設定する位相を表すデータ（位相データ）とをビームＩＤ(Beam ID)毎に関連付けたテーブル形式のデータであり、ルックアップテーブルである。

図９に示す位相差データベースは、図３に示す位相差データベースに、５個のフェーズシフタ(ＰＳ)３４０の位相データを追加した構成を有する。図９に示すビームＩＤが０３１の位相差データベースでは、識別値が１〜５のフェーズシフタ３４０に、それぞれ、０°、３１５°、６３０°、９４５°、１２６０°の位相データが割り当てられている。

このような位相差データベースを用いれば、様々なビームの方位角及び仰角を設定するために、フェーズシフタ１４０、１７０、及び３４０における位相のシフト量を設定することができる。

以上のような構成の送受信機３００は、送信時には、加算器３２０は、変調部３９１からＤＡＣ１５３Ａ、ＳＷ１５２Ａ、分配器１５１Ａ、及びフェーズシフタ１４０を介して入力される送信信号と、変調部３９１からＤＡＣ１５３Ｂ、ＳＷ１５２Ｂ、分配器１５１Ｂ、及びフェーズシフタ３４０を介して入力される送信信号とを加算する。

５個の加算器３２０で加算された信号は、それぞれ、５個の分配器１３０を経て２５個のミキサ１２０に出力される。加算器３２０で加算された信号は、フェーズシフタ１４０によって位相が付与された信号と、フェーズシフタ３４０によって位相が付与された信号とが重畳された多重信号である。このような信号の重畳は、ローカル信号が共通であるために実現できるものである。

また、２５個のミキサ１２０は、５個の分配器１３０から入力される送信信号と、５個の分配器１６０から入力されるローカル信号とを乗算して、２５個の接続切替部１１５に出力する。この結果、２５個のアンテナエレメント１１０から電波が放射される。

例えば、５個のフェーズシフタ１４０の位相が０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°に設定され、５個のフェーズシフタ３４０の位相が０°、３１５°、６３０°、９４５°、１２６０°に設定され、５個のフェーズシフタ１７０の位相が０°、７８°、１５６°、２３４°、３１２°に設定されている場合には、以下のようになる。

５個の分配器１３０から入力される送信信号のうちフェーズシフタ１４０を経由した成分と、５個の分配器１６０から入力されるローカル信号とが乗算されることにより、２５個のアンテナエレメント１１０は、それぞれ、実施の形態１と同様に、０°、４５°、・・・、４４７°、４９２°の位相を有する信号を放射する。

また、５個の分配器１３０から入力される送信信号のうちフェーズシフタ３４０を経由した成分と、５個の分配器１６０から入力されるローカル信号とが乗算されることにより、２５個のアンテナエレメント１１０は、次のような位相を有する２５個の信号を放射する。２５個の信号の位相は、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、３１５°、３６０°、４０５°、４５０°、４９５°、６３０°、６７５°、７２０°、７７５°、８１０°、９４５°、９９０°、１０３５°、１０８０°、１１２５°、１２６０°、１３０５°、１３５０°、１３９５°、１４４０°である。

一方、送受信機３００は、受信時には、２個の端末機から信号を受信すると、受信信号は、接続切替部１１５及びミキサ１２０を経て分配器１３０に入力される。分配器１３０では、フェーズシフタ１４０の位相に対応する成分と、フェーズシフタ３４０の位相に対応する成分とに分けられる。

フェーズシフタ１４０の位相に対応する成分と、フェーズシフタ３４０の位相に対応する成分とは、それぞれ、分配器１５１Ａ、ＳＷ１５２Ａ、及びＡＤＣ１５４Ａと、分配器１５１Ｂ、ＳＷ１５２Ｂ、及びＡＤＣ１５４Ｂとを経て、さらに復調部３９３及び受信データ処理部３９４を経て、制御部３９５に入力される。制御部３９５は、２個の端末機からの受信信号に基づく２個の受信データをサーバに出力するデータ処理を行う。

以上、実施の形態３によれば、実施の形態１の送受信機１００（図１参照）に、加算器３２０、フェーズシフタ３４０、分配器１５１Ｂ、スイッチ１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ｂ、ＤＡＣ１５５Ｂを追加して、制御装置１９０を制御装置３９０に置き換えた構成により、２個の端末機と通信を行うことができる。

２個の端末機と通信可能な送受信機３００は、列方向の５個のグループに対応した５個のフェーズシフタ１４０及び５個のフェーズシフタ３４０と、行方向の５個のグループに対応した５個のフェーズシフタ１７０とを含む構成で、２５個のアンテナエレメント１１０からそれぞれ位相の異なる信号を放射することができる。

従って、構成が簡易な送受信機３００を提供することができる。フェーズシフタ１４０、３４０、１７０は、比較的回路規模が大きいため、従来の送受信機のように、アンテナエレメントと同一数のフェーズシフタを含む構成に比べて、回路規模を大幅に削減することができる。

＜実施の形態４＞
図１０は、実施の形態４の送受信機４００を示す図である。実施の形態１の送受信機１００の構成要素と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

送受信機４００は、基板１０、アンテナエレメント１１０、接続切替部１１５、ミキサ１２０、分配器１３０、分配器１６０、フェーズシフタ１７０、分配器１８１、ローカル信号発生器１８２、ＤＡＣ１８３を含む。

送受信機４００は、さらに、スイッチ（ＳＷ）４５２、ＤＡＣ４５３、ＡＤＣ４５４、及び制御装置４９０を含む。

送受信機４００は、実施の形態１の送受信機１００の制御装置１９０を制御装置４９０に置き換えて、Ｘ軸方向における位相の設定をデジタル信号処理で行うようにした構成を有する。制御装置４９０は、実施の形態１におけるフェーズシフタ１４０と分配器１５１との機能を有する。

スイッチ４５２、ＤＡＣ４５３、及びＡＤＣ４５４は、それぞれ、アンテナエレメント１１０の列方向の５個のグループに対応して５個ずつ設けられている。スイッチ４５２、ＤＡＣ４５３、及びＡＤＣ４５４は、それぞれ、実施の形態１のスイッチ１５２、ＤＡＣ１５３、及びＡＤＣ１５４に対応するが、スイッチ４５２は、分配器１３０に直接接続されている。

ＤＡＣ４５３及びＡＤＣ４５４は、制御装置４９０に接続されている。スイッチ４５２は、送信時にはＤＡＣ４５３を制御装置４９０に接続し、受信時にはＡＤＣ４５４を制御装置４９０に接続する。

制御装置４９０は、フェーズシフタ（ＰＳ）４９０Ａ、４９０Ｂ、変調部４９１、送信データ処理部４９２、復調部４９３、受信データ処理部４９４、制御部４９５、及びメモリ４９６を有する。

フェーズシフタ４９０Ａ、４９０Ｂ、変調部４９１、送信データ処理部４９２、復調部４９３、受信データ処理部４９４は、それぞれ、アンテナエレメント１１０の列方向の５個のグループに対応して５個ずつ設けられている。５個ずつある送信データ処理部４９２及び受信データ処理部４９４は、制御部４９５に接続されている。

フェーズシフタ４９０Ａは、送信用のフェーズシフタであり、制御部４９５から入力される位相制御信号に基づいてＸ軸方向の位相設定を行う。フェーズシフタ４９０Ａは、実施の形態１のフェーズシフタ１４０の送信時の機能に対応するものである。

フェーズシフタ４９０Ｂは、受信用のフェーズシフタであり、制御部４９５から入力される位相制御信号に基づいてＸ軸方向の位相設定を行う。フェーズシフタ４９０Ｂは、実施の形態１のフェーズシフタ１４０の受信時の機能に対応するものである。

制御部４９５は、５個の変調部４９１及び送信データ処理部４９２を介して、それぞれ、５個のＤＡＣ４５３に接続されるとともに、５個の復調部４９３及び受信データ処理部４９４を介して、それぞれ、５個のＡＤＣ４５４に接続されている。

制御部４９５は、メモリ４９６に格納されている位相差データベースを参照し、送信時にはフェーズシフタ４９０Ａにおける位相のシフト量を設定し、受信時にはフェーズシフタ４９０Ｂにおける位相のシフト量を設定する。このときに、制御部４９５は、位相差データベースに格納されている位相を表すデジタル値をそのままＰＳ４９０Ａ及び４９０Ｂに出力する。ＰＳ４９０Ａ及び４９０Ｂは、位相差データベースに格納されている位相を表すデジタル値を用いて、信号の位相をシフトする。このため、実施の形態１の送受信機１００と同様に、ビームの方位角及び仰角を調整することができる。

以上、実施の形態４によれば、制御装置４９０を用いることにより、Ｘ軸方向における位相の設定をデジタル的に行うようにした送受信機４００を提供することができる。送受信機４００は、Ｘ軸方向における位相設定をデジタル的に行い、アナログ回路部品によって実現されるフェーズシフタを用いないため、構成を簡略化することができる。

また、Ｘ軸方向における位相設定をデジタル的に行うため、例えば、列方向の５個のグループのアンテナエレメント１１０に関して、アンテナウェイトｗを独立的に設定することができるというような柔軟性のある送受信機４００を提供することができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態の送受信機、及び、送受信機における位相の調整方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、
第１のデータ信号を分配する第１分配器と、
搬送波信号を分配する第２分配器と、
前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、
前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、
前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
を含み、
前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続される、送受信機。
（付記２）
前記複数の第１アンテナ素子は、第１軸方向及び第２軸方向に沿って配列される、
ことを特徴とする、付記１記載の送受信機。
（付記３）
前記複数の第１アンテナ素子は、
前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続されるＭ個の第１フェーズシフタと、
切替スイッチと
をさらに有し、
前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタに接続されており、
前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、付記２記載の送受信機。
（付記４）
前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続されるＮ個の第２フェーズシフタと、
前記搬送波信号を発生する搬送波発生器と
をさらに有し、
前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタに接続されており、
前記搬送波発生器は、前記第２分配器に接続される、付記３記載の送受信機。
（付記５）
前記複数の第１アンテナ素子は、
前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ１（２≦Ｎ１≦Ｎ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続されるＭ個の第１フェーズシフタと、
切替スイッチと、
をさらに有し、
前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタに接続されており、
前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、付記２記載の送受信機。
（付記６）
前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ１（２≦Ｍ１≦Ｍ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続されるＮ個の第２フェーズシフタと、
搬送波信号を発生する搬送波発生器と、
をさらに有し、
前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタに接続されており、
前記搬送波発生器は、前記第２分配器に接続される、付記５記載の送受信機。
（付記７）
前記第１のフェーズシフタおよび前記第２のフェーズシフタは位相が可変であって、
前記複数の第１のフェーズシフタおよび前記複数の第２のフェーズシフタそれぞれの位相を制御する制御部、
をさらに含む、
付記１乃至６のいずれか一項記載の送受信機。
（付記８）
前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に接続され、前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に出力する複数の送信信号の位相差又は前記複数の第１アンテナ素子から前記複数の乗算器を介して入力される複数の受信信号の位相差と、前記搬送波信号の位相差とを関連付けた位相差データベースを格納するメモリをさらに含み、
前記制御部は、前記メモリに格納された位相差データベースから前記複数の送信信号又は前記複数の受信信号の位相差、及び、前記搬送波信号の位相差を読み出し、制御する、付記７記載の送受信機。
（付記９）
前記乗算器に接続される第２アンテナ素子をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１０）
前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１１）
前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部と、
前記乗算器及び前記増幅部に接続される第２アンテナ素子と
をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１２）
第２のデータ信号を分配する第６分配器と、
前記第６分配器で分配された複数の前記第２のデータ信号を位相シフトする複数の第３のフェーズシフタと、
をさらに含み、
前記制御部は、前記複数の第３のフェーズシフタそれぞれの位相を制御することをさらに含む、付記７記載の送受信機。
（付記１３）
複数の第１アンテナ素子と、
第１のデータ信号 を分配する第１分配器と、
搬送波信号を分配する第２分配器と、
前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、
前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、
前記複数のアンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
を含む送受信機における位相の調整方法であって、
前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続され、
制御部が、前記複数の第１のフェーズシフタおよび前記複数の第２のフェーズシフタそれぞれの位相を制御する、送受信機における位相の調整方法。

１００、２００、２００Ｍ、３００、４００ 送受信機
１０ 基板
１０Ａ、１０Ｂ 配置領域
１１０ アンテナエレメント
１１５、２１５Ｍ 接続切替部
１２０、２２０ ミキサ
１３０ 分配器
１４０、３４０ フェーズシフタ
１５１、１５１Ａ、１５１Ｂ 分配器
１５２、１５２Ａ、１５２Ｂ、４５２ スイッチ
１５３、１５３Ａ、１５３Ｂ、４５３ ＤＡＣ
１６０、２６０ 分配器
１７０、２７０ フェーズシフタ
１８１、２８１ 分配器
１８２ ローカル信号発生器
１９０、２９０、３９０、４９０ 制御装置
１９５、２９５、３９５、４９５ 制御部
１９６、３９６、４９６ メモリ
３２０ 加算器
４９０Ａ、４９０Ｂ フェーズシフタ

送受信機は、複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、第１データ信号を分配する第１分配器と、搬送波信号を分配する第２分配器と、前記第１分配器で分配された複数の前記第１データ信号を位相シフトする複数の第１フェーズシフタと、前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２フェーズシフタと、前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器とを含み、前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１フェーズシフタの出力と、前記複数の第２フェーズシフタの出力が接続される。

送受信機３００は、実施の形態１の送受信機１００（図１参照）に、加算器３２０、フェーズシフタ３４０、分配器１５１Ｂ、スイッチ１５２Ｂ、ＤＡＣ１５３Ｂ、ＡＤＣ１５４Ｂ、ＤＡＣ１５５Ｂを追加して、制御装置１９０を制御装置３９０に置き換えた構成を有する。分配器１５１Ｂは、第５分配器の一例である。

以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、
第１データ信号を分配する第１分配器と、
搬送波信号を分配する第２分配器と、
前記第１分配器で分配された複数の前記第１データ信号を位相シフトする複数の第１フェーズシフタと、
前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２フェーズシフタと、
前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
を含み、
前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１フェーズシフタの出力と、前記複数の第２フェーズシフタの出力が接続される、送受信機。
（付記２）
前記複数の第１アンテナ素子は、第１軸方向及び第２軸方向に沿って配列される、
ことを特徴とする、付記１記載の送受信機。
（付記３）
前記複数の第１アンテナ素子は、
前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
切替スイッチと
をさらに有し、
前記第１フェーズシフタは、Ｍ個設けられて前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続され、
前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタと前記切替スイッチとの間に接続されており、
前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、付記２記載の送受信機。
（付記４）
前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
前記搬送波信号を発生する搬送波発生器と
をさらに有し、
前記第２フェーズシフタは、Ｎ個設けられて前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続され、
前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタと前記搬送波発生器との間に接続される、付記３記載の送受信機。
（付記５）
前記複数の第１アンテナ素子は、
前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ１（２≦Ｎ１≦Ｎ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
切替スイッチと、
をさらに有し、
前記第１フェーズシフタは、Ｍ個設けられて前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続され、
前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタと前記切替スイッチとの間に接続されており、
前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、付記２記載の送受信機。
（付記６）
前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ１（２≦Ｍ１≦Ｍ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
搬送波信号を発生する搬送波発生器と、
をさらに有し、
前記第２フェーズシフタは、Ｎ個設けられて前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続され、
前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタと前記搬送波発生器との間に接続される、付記５記載の送受信機。
（付記７）
前記第１フェーズシフタおよび前記第２フェーズシフタは位相が可変であって、
前記複数の第１フェーズシフタおよび前記複数の第２フェーズシフタそれぞれの位相を制御する制御部、
をさらに含む、
付記１乃至６のいずれか一項記載の送受信機。
（付記８）
前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に接続され、前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に出力する複数の送信信号の位相差又は前記複数の第１アンテナ素子から前記複数の乗算器を介して入力される複数の受信信号の位相差と、前記搬送波信号の位相差とを関連付けた位相差データベースを格納するメモリをさらに含み、
前記制御部は、前記メモリに格納された位相差データベースから前記複数の送信信号又は前記複数の受信信号の位相差、及び、前記搬送波信号の位相差を読み出し、制御する、付記７記載の送受信機。
（付記９）
前記乗算器に接続される第２アンテナ素子をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１０）
前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１１）
前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部と、
前記乗算器及び前記増幅部に接続される第２アンテナ素子と
をさらに含む、付記１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
（付記１２）
第２データ信号を分配する第５分配器と、
前記第５分配器で分配された複数の前記第２データ信号を位相シフトする複数の第３のフェーズシフタと、
をさらに含み、
前記制御部は、前記複数の第３のフェーズシフタそれぞれの位相を制御することをさらに含む、付記７記載の送受信機。
（付記１３）
複数の第１アンテナ素子と、
第１データ信号を分配する第１分配器と、
搬送波信号を分配する第２分配器と、
前記第１分配器で分配された複数の前記第１データ信号を位相シフトする複数の第１フェーズシフタと、
前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２フェーズシフタと、
前記複数のアンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
を含む送受信機における位相の調整方法であって、
前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１フェーズシフタの出力と、前記複数の第２フェーズシフタの出力が接続され、
制御部が、前記複数の第１フェーズシフタおよび前記複数の第２フェーズシフタそれぞれの位相を制御する、送受信機における位相の調整方法。

Claims (13)

1. 複数の第１アンテナ素子を有する送受信機であって、
   第１のデータ信号を分配する第１分配器と、
   搬送波信号を分配する第２分配器と、
   前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、
   前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、
   前記複数の第１アンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
   を含み、
   前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続される、送受信機。
2. 前記複数の第１アンテナ素子は、第１軸方向及び第２軸方向に沿って配列される、
   ことを特徴とする、請求項１記載の送受信機。
3. 前記複数の第１アンテナ素子は、
   前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
   前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
   前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
   前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続されるＭ個の第１フェーズシフタと、
   切替スイッチと
   をさらに有し、
   前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタに接続されており、
   前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、請求項２記載の送受信機。
4. 前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
   前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
   前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
   前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続されるＮ個の第２フェーズシフタと、
   前記搬送波信号を発生する搬送波発生器と
   をさらに有し、
   前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタに接続されており、
   前記搬送波発生器は、前記第２分配器に接続される、請求項３記載の送受信機。
5. 前記複数の第１アンテナ素子は、
   前記第１軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｍ（Ｍは２以上の整数）と、前記第２軸方向に配置される第１アンテナ素子の最大個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）とに対して、
   前記第１軸方向に並べられるＭ本の第１グループであって、各第１グループが前記第１軸方向における位置が互いに等しく、前記第２軸方向に沿って配列されるＮ１（２≦Ｎ１≦Ｎ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｍ本の第１グループに分けられており、
   前記Ｍ本の第１グループに対応して設けられるＭ個の第３分配器であって、各第３分配器は、対応する第１グループに含まれるＮ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｍ個の第３分配器と、
   前記Ｍ個の第３分配器にそれぞれ接続されるＭ個の第１フェーズシフタと、
   切替スイッチと、
   をさらに有し、
   前記第１分配器は、前記Ｍ個の第１フェーズシフタに接続されており、
   前記切替スイッチは、前記第１分配器の接続先を送信回路又は受信回路に切り替える、請求項２記載の送受信機。
6. 前記複数の第１アンテナ素子は、さらに、
   前記第２軸方向に並べられるＮ本の第２グループであって、各第２グループが前記第２軸方向における位置が互いに等しく、前記第１軸方向に沿って配列されるＭ１（２≦Ｍ１≦Ｍ）個の第１アンテナ素子を含む、Ｎ本の第２グループに分けられており、
   前記Ｎ本の第２グループに対応して設けられるＮ個の第４分配器であって、各第４分配器は、対応する第２グループに含まれるＭ１個の第１アンテナ素子に接続される、Ｎ個の第４分配器と、
   前記Ｎ個の第４分配器にそれぞれ接続されるＮ個の第２フェーズシフタと、
   搬送波信号を発生する搬送波発生器と、
   をさらに有し、
   前記第２分配器は、前記Ｎ個の第２フェーズシフタに接続されており、
   前記搬送波発生器は、前記第２分配器に接続される、請求項５記載の送受信機。
7. 前記第１のフェーズシフタおよび前記第２のフェーズシフタは位相が可変であって、
   前記複数の第１のフェーズシフタおよび前記複数の第２のフェーズシフタそれぞれの位相を制御する制御部、
   をさらに含む、
   請求項１乃至６のいずれか一項記載の送受信機。
8. 前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に接続され、前記複数の乗算器を介して前記複数の第１アンテナ素子に出力する複数の送信信号の位相差又は前記複数の第１アンテナ素子から前記複数の乗算器を介して入力される複数の受信信号の位相差と、前記搬送波信号の位相差とを関連付けた位相差データベースを格納するメモリをさらに含み、
   前記制御部は、前記メモリに格納された位相差データベースから前記複数の送信信号又は前記複数の受信信号の位相差、及び、前記搬送波信号の位相差を読み出し、制御する、請求項７記載の送受信機。
9. 前記乗算器に接続される第２アンテナ素子をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
10. 前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
11. 前記複数の第１アンテナ素子と、前記複数の乗算器との間にそれぞれ挿入される複数の増幅部と、
    前記乗算器及び前記増幅部に接続される第２アンテナ素子と
    をさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項記載の送受信機。
12. 第２のデータ信号を分配する第６分配器と、
    前記第６分配器で分配された複数の前記第２のデータ信号を位相シフトする複数の第３のフェーズシフタと、
    をさらに含み、
    前記制御部は、前記複数の第３のフェーズシフタそれぞれの位相を制御することをさらに含む、請求項７記載の送受信機。
13. 複数の第１アンテナ素子と、
    第１のデータ信号 を分配する第１分配器と、
    搬送波信号を分配する第２分配器と、
    前記第１分配器で分配された複数の前記第１のデータ信号を位相シフトする複数の第１のフェーズシフタと、
    前記第２分配器で分配された複数の前記搬送波信号を位相シフトする複数の第２のフェーズシフタと、
    前記複数のアンテナ素子にそれぞれ接続される複数の乗算器と
    を含む送受信機における位相の調整方法であって、
    前記複数の乗算器のそれぞれには、前記複数の第１のフェーズシフタの出力と、前記複数の第２のフェーズシフタの出力が接続され、
    制御部が、前記複数の第１のフェーズシフタおよび前記複数の第２のフェーズシフタそれぞれの位相を制御する、送受信機における位相の調整方法。