JP2023100195A - Learning model generation method for array antenna and learning model generation program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、アレーアンテナの各素子の励振位相振幅を推定する技術に関する。 The present disclosure relates to technology for estimating the excitation phase amplitude of each element of an array antenna.
無線通信は時代とともに通信容量・低遅延性・高信頼性の向上を求められ、電波の発信端であるアンテナもミリ波帯と呼ばれる高周波数帯に対応することで小型化してきた。一方、高周波数帯では空間伝搬損失が非常に大きくなるため、その電力損失を補うべく複数アンテナ素子を並べて、電波を特定方向に集中させて放射するアレーアンテナ及びその関連技術が発展してきた。基地局のアンテナにアレーアンテナを用いる場合、アレーアンテナの各素子の励振位相振幅には様々なハードウェア要因により誤差が生じてしまう。 Wireless communication has been required to improve communication capacity, low latency, and high reliability with the times, and the antenna, which is the transmitting end of the radio wave, has been miniaturized by supporting the high frequency band called millimeter wave band. On the other hand, since the spatial propagation loss becomes very large in high frequency bands, array antennas and related technologies have been developed in which a plurality of antenna elements are arranged to compensate for the power loss and radio waves are concentrated and radiated in a specific direction. When an array antenna is used as an antenna of a base station, an error occurs in the excitation phase amplitude of each element of the array antenna due to various hardware factors.
従来は、アレーアンテナの各素子の励振位相振幅誤差は、REV法(Rotating element Electric-field Vector method)又はMEP法(Multi-Element Phase-toggle method)により、推定・補正が行われてきた(例えば、非特許文献1等を参照。)。
Conventionally, the excitation phase amplitude error of each element of an array antenna has been estimated and corrected by the REV method (Rotating element Electric-field Vector method) or the MEP method (Multi-Element Phase-toggle method) (for example, , Non-Patent
REV法は、アレーアンテナの素子ごとに移相器を0度から360度まで1回転させて、アレー合成電力の変化を測定していき、その結果を用いてアレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差を推定する手法である。この手法は、アレー合成電力測定のみで良い一方、アレー合成電力測定の回数がアレーアンテナの素子数に比例して多くなり、アレー合成電力測定に時間がかかるという課題があった。 In the REV method, the phase shifter is rotated once from 0 degrees to 360 degrees for each element of the array antenna, and changes in the combined power of the array are measured. A method for estimating the error and the initial excitation amplitude error. This method only needs to measure the combined power of the array, but the number of times of measuring the combined power of the array increases in proportion to the number of elements of the array antenna.
MEP法は、アレーアンテナの素子ごとに移相器による位相シフト量を変えて、複数素子同時に又は全素子同時に励振位相を変化させたときのアレー合成電界(振幅及び位相)を測定していき、その結果を用いてアレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差を推定する手法である。この手法は、REV法に比べ複数素子同時に又は全素子同時に初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差を推定することができるが、位相切り替えを複数回行う必要があり、またアレー合成電力測定より測定上の制約が大きいアレー合成電界(振幅及び位相)測定を行う必要があるという課題があった。 In the MEP method, the amount of phase shift by a phase shifter is changed for each element of the array antenna, and the array composite electric field (amplitude and phase) is measured when the excitation phase is changed at the same time for multiple elements or all elements at the same time. This method uses the results to estimate the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error of each element of the array antenna. Compared to the REV method, this method can estimate the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error at the same time for multiple elements or all elements at the same time. There is a problem that it is necessary to measure the array synthesized electric field (amplitude and phase), which has a large restriction on .
さらに、通常アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差の推定・補正のための測定を行う前に、補正前後を比較して補正効果を確認するために、アレーアンテナの補正後放射パターンのみならず、アレーアンテナの補正前放射パターンを測定する。このように、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間が必要であった。 Furthermore, before performing measurements for estimating and correcting the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error of each element of a normal array antenna, the corrected Not only the radiation pattern but also the uncorrected radiation pattern of the array antenna is measured. As described above, the estimation and correction of the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error of each element of the array antenna require a lot of time and effort for measurement.
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とすることを目的とする。 Therefore, in order to solve the above problems, the present disclosure estimates and estimates the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (not including the initial excitation amplitude error, only the initial excitation phase error is also possible). An object of the present invention is to eliminate the need for much labor and time for measurements in correction.
前記課題を解決するために、アレーアンテナの放射特性を入力し、アレーアンテナの各素子の励振特性を出力する、学習モデルを生成する。そして、学習モデルにおいて、アレーアンテナの補正前放射パターンを入力し、アレーアンテナの各素子の励振特性を出力する。つまり、事前に学習モデルを生成しておけば、アレーアンテナの補正前放射パターンを測定するのみにより、アレーアンテナの各素子の励振特性を推定することができる。 In order to solve the above problem, a learning model is generated that inputs the radiation characteristics of the array antenna and outputs the excitation characteristics of each element of the array antenna. Then, in the learning model, the uncorrected radiation pattern of the array antenna is input, and the excitation characteristic of each element of the array antenna is output. That is, if a learning model is generated in advance, the excitation characteristics of each element of the array antenna can be estimated only by measuring the radiation pattern of the array antenna before correction.
具体的には、本開示は、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを取得する教師データ取得ステップと、前記教師データ取得ステップで取得された前記複数の教師データを用いて、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する学習モデルを生成する学習モデル生成ステップと、を順に備えることを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法である。 Specifically, the present disclosure provides an excitation phase or excitation phase amplitude of each element of an array antenna, and at least one of a power radiation pattern, a real electric field radiation pattern, and an imaginary electric field radiation pattern of the array antenna. and a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern and an electric field imaginary pattern of the array antenna using the plurality of teacher data acquired in the teacher data acquisition step. and a learning model generation step of inputting at least one of the partial radiation patterns and generating a learning model outputting the excitation phase or the excitation phase amplitude of each element of the array antenna. This is a learning model generation method for an array antenna.
また、本開示は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つが入力される入力層と、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する出力層と、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて、パラメータが学習された中間層と、を備え、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを前記入力層へと入力し、前記中間層において演算し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を前記出力層から出力するように、コンピュータを機能させるためのアレーアンテナの学習モデルである。 Further, the present disclosure includes an input layer to which at least one of a power radiation pattern, a real electric field radiation pattern, and an imaginary electric field radiation pattern of an array antenna is input, and an excitation phase or excitation of each element of the array antenna. an output layer that outputs a phase amplitude; an excitation phase or excitation phase amplitude of each element of the array antenna; and at least one of a power radiation pattern, a real electric field radiation pattern, and an imaginary electric field radiation pattern of the array antenna. and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna. to the input layer, compute in the intermediate layer, and output the excitation phase or excitation phase amplitude of each element of the array antenna from the output layer. is a model.
これらの構成によれば、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とするための、学習モデルを生成することができる。 According to these configurations, in estimating and correcting the initial excitation phase error and initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (not including the initial excitation amplitude error, only the initial excitation phase error is also possible), many measurements Learning models can be generated to save effort and time.
また、本開示は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを取得する放射特性取得ステップと、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて生成された学習モデルにおいて、前記放射特性取得ステップで取得された前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する励振特性推定ステップと、を順に備えることを特徴とするアレーアンテナの励振特性推定方法である。 Further, the present disclosure includes a radiation characteristic acquiring step of acquiring at least one of a power radiation pattern, a real part of an electric field radiation pattern, and an imaginary part of an electric field radiation pattern of an array antenna, and an excitation phase of each element of the array antenna. Or in a learning model generated using a plurality of teacher data comprising an excitation phase amplitude and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna, inputting at least one of the power radiation pattern, the real part of the electric field radiation pattern and the imaginary part of the electric field radiation pattern of the array antenna acquired in the radiation characteristics acquisition step, and the excitation phase or and an excitation characteristic estimation step of outputting an excitation phase amplitude.
また、本開示は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを取得する放射特性取得ステップと、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて生成された学習モデルにおいて、前記放射特性取得ステップで取得された前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する励振特性推定ステップと、を順にコンピュータに実行させるためのアレーアンテナの励振特性推定プログラムである。 Further, the present disclosure includes a radiation characteristic acquiring step of acquiring at least one of a power radiation pattern, a real part of an electric field radiation pattern, and an imaginary part of an electric field radiation pattern of an array antenna, and an excitation phase of each element of the array antenna. Or in a learning model generated using a plurality of teacher data comprising an excitation phase amplitude and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna, inputting at least one of the power radiation pattern, the real part of the electric field radiation pattern, and the imaginary part of the electric field radiation pattern of the array antenna acquired in the radiation characteristic acquisition step, and the excitation phase or An excitation characteristic estimation step for outputting an excitation phase amplitude, and an excitation characteristic estimation program for an array antenna for causing a computer to sequentially execute the excitation characteristic estimation step.
これらの構成によれば、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とするために、学習モデルを利用することができる。 According to these configurations, in estimating and correcting the initial excitation phase error and initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (not including the initial excitation amplitude error, only the initial excitation phase error is also possible), many measurements Learning models can be used to save effort and time.
また、本開示は、前記教師データ取得ステップでは、360度の範囲内でランダムに設定された前記アレーアンテナの各素子の励振位相に対して、シミュレーションを用いて計算された、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを、前記複数の教師データとして取得することを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法である。 Further, in the teacher data acquisition step, the electric power of the array antenna calculated using a simulation for the excitation phase of each element of the array antenna set randomly within a range of 360 degrees In the learning model generation method for an array antenna, at least one of a radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern is acquired as the plurality of teacher data.
この構成によれば、アレーアンテナの製造時等において、アレーアンテナの各素子のハードウェア要因により、アレーアンテナの各素子の大きい励振位相誤差があるときに、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差をある程度の精度で推定することができる。そして、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。 According to this configuration, when there is a large excitation phase error in each element of the array antenna due to a hardware factor of each element of the array antenna during manufacture of the array antenna, the excitation phase error of each element of the array antenna is corrected. It can be estimated with some degree of accuracy. Then, simulation can be used to generate a large amount of training data.
また、本開示は、前記教師データ取得ステップでは、前記アレーアンテナの各素子の配置順序番号に対して線形的に変化する励振位相を中心とする所定の範囲内で、ランダムに設定された前記アレーアンテナの各素子の励振位相に対して、シミュレーションを用いて計算された、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを、前記複数の教師データとして取得することを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法である。 Further, according to the present disclosure, in the teacher data acquisition step, the array antenna is randomly set within a predetermined range centered on an excitation phase that linearly changes with respect to the arrangement order number of each element of the array antenna. At least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna calculated using a simulation for the excitation phase of each element of the antenna; This is a learning model generation method for an array antenna characterized by acquiring as training data for an array antenna.
この構成によれば、アレーアンテナの運用時等において、アレーアンテナの経年変化又は環境変化により、アレーアンテナの各素子の小さい励振位相誤差があるときに、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差をより高い精度で推定することができる。そして、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。 According to this configuration, during operation of the array antenna, when there is a small excitation phase error in each element of the array antenna due to aging or environmental changes of the array antenna, the excitation phase error of each element of the array antenna can be reduced. It can be estimated with high accuracy. Then, simulation can be used to generate a large amount of teacher data.
また、本開示は、前記教師データ取得ステップでは、0を含まない所定の範囲内でランダムに設定された前記アレーアンテナの各素子の励振振幅に対して、シミュレーションを用いて計算された、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを、前記複数の教師データとして取得することを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法である。 Further, in the teaching data acquisition step, the array antenna calculated using a simulation for the excitation amplitude of each element of the array antenna randomly set within a predetermined range not including 0. In the learning model generation method for an array antenna, at least one of an antenna power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern is acquired as the plurality of teacher data.
この構成によれば、一部の教師データにおいて、アレーアンテナの全素子の励振振幅がほぼ0となることがなく、学習モデルの生成時において、訓練及び検証が適切に実行される。そして、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。 According to this configuration, the excitation amplitude of all the elements of the array antenna does not become approximately 0 in some of the teacher data, and training and verification are performed appropriately during generation of the learning model. Then, simulation can be used to generate a large amount of teacher data.
また、本開示は、前記教師データ取得ステップでは、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つに対して、REV法又はMEP法を用いて測定された、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を、前記複数の教師データとして取得することを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法である。 Further, in the teaching data acquisition step, the REV method or the MEP method is applied to at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna. a learning model generating method for an array antenna, wherein the excitation phase or the excitation phase amplitude of each element of the array antenna measured using an array antenna is acquired as the plurality of teacher data.
この構成によれば、REV法又はMEP法を用いて、シミュレーションでは得られないアレーアンテナの放射特性の測定結果を、教師データに含めることができる。 According to this configuration, by using the REV method or the MEP method, the measurement results of the radiation characteristics of the array antenna, which cannot be obtained by simulation, can be included in the training data.
このように、本開示は、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とすることができる。 In this way, the present disclosure uses many measurements in estimating and correcting the initial excitation phase error and the initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (not including the initial excitation amplitude error, only the initial excitation phase error is also possible). can be made unnecessary.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of implementing the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.
(本開示のアレーアンテナの学習モデルの概要)
本開示の学習モデル生成装置及び励振特性推定装置の構成を図1に示す。本開示の学習モデル生成処理及び励振特性推定処理の手順を図2に示す。学習モデル生成装置Mは、教師データ取得部1、ニューラルネットワーク2及び学習モデル生成部3を備え、図2のステップS1、S2に示す学習モデル生成プログラムをコンピュータにインストールすることにより実現することができる。励振特性推定装置Eは、放射特性取得部4、ニューラルネットワーク2及び励振特性出力部5を備え、図2のステップS3、S4に示す励振特性推定プログラムをコンピュータにインストールすることにより実現することができる。
(Overview of Learning Model for Array Antenna of Present Disclosure)
FIG. 1 shows the configuration of a learning model generating device and an excitation characteristic estimating device according to the present disclosure. FIG. 2 shows procedures of learning model generation processing and excitation characteristic estimation processing of the present disclosure. The learning model generation device M includes a teacher
ここで、学習モデル生成段階では、アレーアンテナの放射特性を入力し、アレーアンテナの各素子の励振特性を出力する、ニューラルネットワーク2を生成する。そして、励振特性推定段階では、ニューラルネットワーク2において、アレーアンテナの補正前放射パターンを入力し、アレーアンテナの各素子の励振特性を出力する。つまり、事前にニューラルネットワーク2を生成しておけば、アレーアンテナの補正前放射パターンを測定するのみにより、アレーアンテナの各素子の励振特性を推定することができる。
Here, in the learning model generation stage, a
まず、学習モデル生成装置Mにおける、学習モデル生成段階について説明する。教師データ取得部1は、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを取得する(ステップS1)。学習モデル生成部3は、教師データ取得部1で取得された複数の教師データを用いて、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力するニューラルネットワーク2を生成する(ステップS2)。
First, the learning model generation stage in the learning model generation device M will be described. The teacher
入力層21は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つが入力される。出力層23は、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する。中間層22は、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて、パラメータ(ノード間の結合係数)が学習されている。
The
このように、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とするための、学習モデルを生成することができる。すると、アレーアンテナの試験時間の大半は、アレーアンテナの各素子の初期励振特性誤差の推定・補正ではなく、アレーアンテナの本質的な特性評価に充てることができる。 In this way, in estimating and correcting the initial excitation phase error and initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (initial excitation phase error alone is also possible, not including the initial excitation amplitude error), a lot of labor and time is required for measurement. A learning model can be generated to eliminate the need for Then, most of the test time of the array antenna can be devoted to the essential characteristic evaluation of the array antenna, not to the estimation and correction of the initial excitation characteristic error of each element of the array antenna.
次に、励振特性推定装置Eにおける、励振特性推定段階について説明する。放射特性取得部4は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを取得する(ステップS3)。励振特性出力部5は、学習モデル生成装置Mの学習モデル生成部3で生成されたニューラルネットワーク2において、放射特性取得部4で取得されたアレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する(ステップS4)。
Next, the excitation characteristic estimation stage in the excitation characteristic estimation device E will be described. The radiation
ニューラルネットワーク2は、アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力層21へと入力し、中間層22においてパラメータ(ノード間の結合係数)に基づいて演算し、アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力層23から出力する。
The
このように、アレーアンテナの各素子の初期励振位相誤差及び初期励振振幅誤差(初期励振振幅誤差を含めず、初期励振位相誤差のみも可。)の推定・補正において、多くの測定の手間及び時間を不要とするために、学習モデルを利用することができる。すると、アレーアンテナの試験時間の大半は、アレーアンテナの各素子の初期励振特性誤差の推定・補正ではなく、アレーアンテナの本質的な特性評価に充てることができる。 In this way, in estimating and correcting the initial excitation phase error and initial excitation amplitude error of each element of the array antenna (initial excitation phase error alone is also possible, not including the initial excitation amplitude error), a lot of labor and time is required for measurement. A learning model can be used to eliminate the need for Then, most of the test time of the array antenna can be devoted to the essential characteristic evaluation of the array antenna, not to the estimation and correction of the initial excitation characteristic error of each element of the array antenna.
(第1実施形態のアレーアンテナの学習モデルの具体例)
第1実施形態の学習モデルの構成、入力及び出力を図3に示す。第1実施形態では、ニューラルネットワーク2は、アレーアンテナの電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンを入力層21へと入力し、中間層22においてパラメータ(ノード間の結合係数)に基づいて演算し、アレーアンテナの各素子の励振位相振幅を出力層23から出力する。
(Specific example of learning model for array antenna of the first embodiment)
FIG. 3 shows the configuration, inputs and outputs of the learning model of the first embodiment. In the first embodiment, the
第1実施形態の入力側及び出力側の教師データを図4に示す。教師データ取得部1は、360度の範囲内でランダムに設定されたアレーアンテナの各素子の励振位相に対して、そして、0を含まない所定の範囲内でランダムに設定されたアレーアンテナの各素子の励振振幅に対して、シミュレーションを用いて計算された、アレーアンテナの電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンを、複数の教師データとして取得する。
FIG. 4 shows teacher data on the input side and the output side of the first embodiment. The teacher
アレーアンテナの電界放射パターンE(θ)は、数式1で表わされる。
図4の左欄では、出力側の3種類の教師データとして、アレーアンテナの各素子の励振位相δkと、アレーアンテナの各素子の励振振幅Ak(0.75≦Ak≦1)と、を示す。図4の右欄では、入力側の3種類の教師データとして、アレーアンテナの電界実部放射パターンEr(θ)と、アレーアンテナの電界虚部放射パターンEi(θ)と、を示す。 In the left column of FIG. 4, three types of teacher data on the output side are excitation phase δ k of each element of the array antenna, excitation amplitude A k (0.75≦A k ≦1) of each element of the array antenna, and , indicates. The right column of FIG. 4 shows, as three kinds of input-side teacher data, the electric field real part radiation pattern E r (θ) of the array antenna and the electric field imaginary part radiation pattern E i (θ) of the array antenna.
第1実施形態の学習モデルのパラメータを図5に示す。教師データ数Mは、750000に固定して設定された。訓練データ比率ptrainは、0.96に固定して設定されたため、訓練データ数は、720000であり、検証データ数は、30000である。 FIG. 5 shows the parameters of the learning model of the first embodiment. The number M of teacher data was fixed at 750,000. Since the training data ratio p train is fixed at 0.96, the number of training data is 720,000 and the number of verification data is 30,000.
アレーアンテナの電界実部放射パターンEr(θ)及び電界虚部放射パターンEi(θ)は、-90°≦θ≦90°において1°刻みに計算されたため、入力層ノード数Niは、181×2=362に固定して設定された。中間層数Lhは、1≦Lh≦4において探索されたうえで、2に最適化して設定された。中間層ノード数Nhは、100≦Nh≦1500において探索されたうえで、700に最適化して設定された。中間層活性化関数φhは、‘ReLU’に固定して設定された。アレーアンテナの各素子の励振位相δk及び励振振幅Akは、8素子分設定されたため、出力層ノード数Nоは、8×2=16に固定して設定された。出力層活性化関数φоは、‘sigmоid’に固定して設定された。 Since the electric field real part radiation pattern E r (θ) and the electric field imaginary part radiation pattern E i (θ) of the array antenna were calculated in increments of 1° at -90° ≤ θ ≤ 90°, the number of input layer nodes N i is , 181×2=362. The number of intermediate layers L h was searched for 1≦L h ≦4 and was optimized to 2. The number of intermediate layer nodes N h was searched for 100≦N h ≦1500, and was optimized to 700 and set. The hidden layer activation function φ h was set fixed at 'ReLU'. Since the excitation phase .delta.k and excitation amplitude A.sub.k of each element of the array antenna are set for eight elements, the number of output layer nodes N.sub.o is fixed at 8.times.2=16. The output layer activation function φ о was set fixed at 'sigmоid'.
バッチサイズbは、16、64、256、・・・、8192、16384において探索されたうえで、8192に最適化して設定された。ドロップアウト率pは、0に固定して設定された。オプティマイザは、‘SGD’、‘RMSprоp’、‘Adam’のうち、‘Adam’が採用された。そのうえで、訓練、検証及び推定が実行された。 The batch size b was optimized and set to 8192 after being explored at 16, 64, 256, . The dropout rate p was set fixed at zero. Among 'SGD', 'RMSprop' and 'Adam', 'Adam' was adopted as the optimizer. Training, validation and estimation were then performed.
第1実施形態の学習履歴(訓練時及び検証時)を図6に示す。正規化誤差Lossは、16点の出力ノードにおいて推定値として算出された、0から1までの値をとる正規化振幅及び正規化位相について、二乗平均平方根誤差を算出したものである。訓練時における正規化誤差Lossは、学習回数Epоch~1000において、10-4まで減少した。検証時における正規化誤差Lossは、学習回数Epоch~100において、10-3まで減少し、訓練時における正規化誤差Lossに漸近し、過学習を示していない。 FIG. 6 shows the learning history (at the time of training and at the time of verification) of the first embodiment. The normalization error Loss is the root mean square error calculated for the normalized amplitude and normalized phase that take values from 0 to 1 and are calculated as estimated values at the 16 output nodes. The normalized error Loss during training decreased to 10 -4 at the learning times Epoch ~1000. The normalization error Loss at the time of verification decreases to 10 -3 at the learning times Epoch ~ 100, and approaches the normalization error Loss at the time of training asymptotically, indicating no overfitting.
励振位相推定精度δRMSE及び励振振幅推定精度ARMSEは、数式2で表わされる。
励振位相推定精度δRMSEは、1.19°であった。一方で、アナログビームフォーマにおいて、移相器のビット数は、たかだか6ビットであり、移相器の分解能は、たかだか5.625°である。つまり、励振位相推定精度δRMSEは、移相器の分解能を上回った。励振振幅推定精度ARMSEは、0.27%であった。一方で、アナログビームフォーマにおいて、ゲインコントローラの分解能は、たかだか0.5dBであり、ゲインコントローラの最も細かい調整量は、そのダイナミックレンジ内でたかだか0.8%である。よって、励振振幅推定精度ARMSEは、ゲインコントローラの最も細かい調整量を上回った。 The excitation phase estimation accuracy δ RMSE was 1.19°. On the other hand, in the analog beamformer, the number of bits of the phase shifter is at most 6 bits, and the resolution of the phase shifter is at most 5.625°. That is, the excitation phase estimation accuracy δ RMSE exceeded the resolution of the phase shifter. The excitation amplitude estimation accuracy A RMSE was 0.27%. On the other hand, in analog beamformers, the resolution of the gain controller is at most 0.5 dB, and the finest adjustment of the gain controller is at most 0.8% within its dynamic range. Therefore, the excitation amplitude estimation accuracy A RMSE exceeded the finest adjustment amount of the gain controller.
このように、アレーアンテナの製造時等において、アレーアンテナの各素子のハードウェア要因により、アレーアンテナの各素子の大きい励振位相誤差があるときに、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差をある程度の精度で推定することができる(図4の左上欄の励振位相δkの設定方法を参照。)。そして、一部の教師データにおいて、アレーアンテナの全素子の励振振幅がほぼ0となることがなく、学習モデルの生成時において、訓練及び検証が適切に実行される(図4の左下欄の励振振幅Akの設定方法を参照。)。さらに、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。 In this way, when there is a large excitation phase error in each element of the array antenna due to the hardware factors of each element of the array antenna during manufacture of the array antenna, the excitation phase error of each element of the array antenna can be reduced to some extent. It can be estimated with accuracy (see the method of setting the excitation phase δ k in the upper left column of FIG. 4). Then, in some teacher data, the excitation amplitude of all the elements of the array antenna does not become almost 0, and training and verification are appropriately executed when generating the learning model (the excitation amplitude in the lower left column of FIG. 4) See how to set the amplitude A k ). Furthermore, simulations can be used to generate large amounts of training data.
第1実施形態の出力側の教師データの変形例を図7に示す。教師データ取得部1は、アレーアンテナの各素子の配置順序番号に対して線形的に変化する励振位相を中心として所定の範囲内で、ランダムに設定されたアレーアンテナの各素子の励振位相に対して、シミュレーションを用いて計算された、アレーアンテナの電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンを、複数の教師データとして取得することもできる。
FIG. 7 shows a modified example of teacher data on the output side of the first embodiment. The teacher
図7の左欄では、アレーアンテナの各素子の配置順序番号kに対して、線形的に増加する励振位相δkを実線で示し、この実線を中心として所定の範囲内(例えば、経年変化又は環境変化の範囲内)で、ランダムに設定された励振位相δkを破線及び一点鎖線で示す。図7の中欄では、アレーアンテナの各素子の配置順序番号kに対して、線形的に減少する励振位相δkを実線で示し、この実線を中心として所定の範囲内(例えば、経年変化又は環境変化の範囲内)で、ランダムに設定された励振位相δkを破線及び一点鎖線で示す。図7の右欄では、アレーアンテナの各素子の配置順序番号kに対して、一定である励振位相δkを実線で示し、この実線を中心として所定の範囲内(例えば、経年変化又は環境変化の範囲内)で、ランダムに設定された励振位相δkを破線及び一点鎖線で示す。 In the left column of FIG. 7, the linearly increasing excitation phase δ k is shown by a solid line with respect to the arrangement order number k of each element of the array antenna, and within a predetermined range centered on this solid line (for example, aging or The randomly set excitation phase δ k is shown by dashed and dashed lines. In the middle column of FIG. 7 , the linearly decreasing excitation phase δ k is indicated by a solid line with respect to the arrangement order number k of each element of the array antenna, and within a predetermined range centered on this solid line (for example, aging or The randomly set excitation phase δ k is shown by dashed and dashed lines. In the right column of FIG. 7, the constant excitation phase δ k is shown by a solid line with respect to the arrangement order number k of each element of the array antenna, and within a predetermined range centered on this solid line (for example, aging or environmental change ) and randomly set excitation phases δ k are shown by dashed and dashed lines.
すると、アレーアンテナの運用時等において、アレーアンテナの経年変化又は環境変化により、アレーアンテナの各素子の小さい励振位相誤差があるときに、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差をより高い精度で推定することができる。そして、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。なお、図7に示した教師データは、第1実施形態のみならず、第2実施形態に適用可能である。 Then, during operation of the array antenna, when there is a small excitation phase error in each element of the array antenna due to aging or environmental changes of the array antenna, the excitation phase error of each element of the array antenna can be estimated with higher accuracy. can do. Then, simulation can be used to generate a large amount of training data. Note that the teacher data shown in FIG. 7 can be applied not only to the first embodiment but also to the second embodiment.
(第2実施形態のアレーアンテナの学習モデルの具体例)
第2実施形態の学習モデルの構成、入力及び出力を図8に示す。第2実施形態では、ニューラルネットワーク2は、アレーアンテナの電力放射パターン(電界放射パターンの2乗)を入力層21へと入力し、中間層22においてパラメータ(ノード間の結合係数)に基づいて演算し、アレーアンテナの各素子の励振位相を出力層23から出力する。
(Specific example of learning model for array antenna of the second embodiment)
FIG. 8 shows the configuration, inputs and outputs of the learning model of the second embodiment. In the second embodiment, the
第2実施形態の入力側及び出力側の教師データを図9に示す。教師データ取得部1は、360度の範囲内でランダムに設定されたアレーアンテナの各素子の励振位相(相対的な励振位相)に対して、シミュレーションを用いて計算された、アレーアンテナの電力放射パターン(電界放射パターンの2乗)を、複数の教師データとして取得する。
FIG. 9 shows teacher data on the input side and the output side of the second embodiment. The teacher
アレーアンテナの電力放射パターンP(θ)は、数式3で表わされる。
図9の左欄では、出力側の3種類の教師データとして、アレーアンテナの各素子の励振位相δk(δ1は0°に固定、他はδ1に対する相対値。)を示す。図9の右欄では、入力側の3種類の教師データとして、アレーアンテナの電力放射パターンP(θ)を示す。 The left column of FIG. 9 shows the excitation phase δ k (δ 1 is fixed at 0°, the others are relative values to δ 1 ) of each element of the array antenna as three types of teacher data on the output side. The right column of FIG. 9 shows the power radiation pattern P(θ) of the array antenna as the three types of training data on the input side.
第2実施形態の学習モデルのパラメータを図10に示す。教師データ数Mは、750000に固定して設定された。訓練データ比率ptrainは、0.96に固定して設定されたため、訓練データ数は、720000であり、検証データ数は、30000である。 FIG. 10 shows the parameters of the learning model of the second embodiment. The number M of teacher data was fixed at 750,000. Since the training data ratio p train is fixed at 0.96, the number of training data is 720,000 and the number of verification data is 30,000.
アレーアンテナの電力放射パターンP(θ)は、-90°≦θ≦90°において1°刻みに計算されたため、入力層ノード数Niは、181に固定して設定された。中間層数Lhは、2≦Lh≦8において探索されたうえで、6に最適化して設定された。中間層ノード数Nhは、200≦Nh≦1500において探索されたうえで、900に最適化して設定された。中間層活性化関数φhは、‘ReLU’に固定して設定された。アレーアンテナの各素子の励振位相δkの相対値は、7素子分設定されたため、出力層ノード数Nоは、7に固定して設定された。出力層活性化関数φоは、‘sigmоid’に固定して設定された。 The power radiation pattern P(θ) of the array antenna was calculated in increments of 1° for −90°≦θ≦90°, so the number of input layer nodes Ni was fixed at 181. The number of hidden layers L h was searched for 2≦L h ≦8 and was optimized to 6. The number of intermediate layer nodes N h was searched for 200≦N h ≦1500, and was optimized to 900 and set. The hidden layer activation function φ h was set fixed at 'ReLU'. Since the relative value of the excitation phase δk of each element of the array antenna is set for seven elements, the number of output layer nodes N о is fixed at seven. The output layer activation function φ о was set fixed at 'sigmоid'.
バッチサイズbは、16、64、256、・・・、8192、16384において探索されたうえで、16384に最適化して設定された。ドロップアウト率pは、0に固定して設定された。オプティマイザは、‘SGD’、‘RMSprоp’、‘Adam’のうち、‘Adam’が採用された。そのうえで、訓練、検証及び推定が実行された。 The batch size b was optimized and set to 16384 after being explored at 16, 64, 256, ..., 8192, 16384. The dropout rate p was set fixed at zero. Among 'SGD', 'RMSprop' and 'Adam', 'Adam' was adopted as the optimizer. Training, validation and estimation were then performed.
第2実施形態の学習履歴(訓練時及び検証時)を図11に示す。正規化誤差Lossは、7点の出力ノードにおいて推定値として算出された、0から1までの値をとる正規化位相について、二乗平均平方根誤差を算出したものである。訓練時における正規化誤差Lossは、学習回数Epоch~100において、10-3まで減少した。検証時における正規化誤差Lossは、学習回数Epоch~100において、10-2まで減少し、訓練時における正規化誤差Lossに漸近し、過学習を示していない。ただし、訓練時及び検証時における正規化誤差Lossは、オプティマイザ ‘Adam’が採用されたため、ある学習回数Epоchにおいて、スパイク状に増加することがあった。 FIG. 11 shows the learning history (during training and verification) of the second embodiment. The normalization error Loss is the root mean square error calculated for the normalization phase that takes a value from 0 to 1 and is calculated as an estimated value at the seven output nodes. The normalized error Loss during training decreased to 10 -3 at the learning times Epoch-100. The normalization error Loss at the time of verification decreases to 10 −2 at the learning times Epoch˜100, and approaches the normalization error Loss at the time of training asymptotically, indicating no overfitting. However, since the optimizer 'Adam' was adopted, the normalization error Loss during training and verification sometimes increased in a spike-like manner at a certain number of times of learning Epoch.
励振位相推定精度δRMSEは、数式4で表わされる。
励振位相推定精度δRMSEは、7.45°であった。一方で、アナログビームフォーマにおいて、移相器のビット数は、たかだか6ビットであり、移相器の分解能は、たかだか5.625°である。つまり、励振位相推定精度δRMSEは、移相器の分解能の程度である。 The excitation phase estimation accuracy δ RMSE was 7.45°. On the other hand, in the analog beamformer, the number of bits of the phase shifter is at most 6 bits, and the resolution of the phase shifter is at most 5.625°. That is, the excitation phase estimation accuracy δ RMSE is a measure of the resolution of the phase shifter.
このように、測定容易なアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)を入力して、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差を推定することができる。そして、アレーアンテナの製造時等において、アレーアンテナの各素子のハードウェア要因により、アレーアンテナの各素子の大きい励振位相誤差があるときに、アレーアンテナの各素子の励振位相誤差をある程度の精度で推定することができる(図9の左欄の励振位相δkの設定方法を参照。)。さらに、シミュレーションを用いて、大量の教師データを生成することができる。 Thus, the excitation phase error of each element of the array antenna can be estimated by inputting the power radiation pattern P(θ) of the array antenna, which can be easily measured. When manufacturing the array antenna, when there is a large excitation phase error of each element of the array antenna due to hardware factors of each element of the array antenna, the excitation phase error of each element of the array antenna can be corrected with a certain degree of accuracy. can be estimated (see the method of setting the excitation phase δ k in the left column of FIG. 9). Furthermore, simulations can be used to generate large amounts of training data.
第2実施形態及びREV法の推定励振位相を図12に示す。図12の左欄では、アレーアンテナの補正前電力放射パターンP(θ)の測定結果(図12の右欄の一点鎖線で示す。)に対して、第2実施形態の推定励振位相δk(δ1は0°に固定。)を実線で示し、REV法の推定励振位相δk(δ1は0°に固定。)を破線で示す。図12の右欄では、第2実施形態のアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)の計算結果(推定励振位相δk及び数式3に基づく。)を実線で示し、REV法のアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)の計算結果(推定励振位相δk及び数式3に基づく。)を破線で示す。 FIG. 12 shows the estimated excitation phases of the second embodiment and the REV method. In the left column of FIG. 12, the estimated excitation phase δ k ( δ 1 is fixed at 0°) is indicated by a solid line, and the estimated excitation phase δ k (δ 1 is fixed at 0°) by the REV method is indicated by a broken line. In the right column of FIG. 12, the calculation result of the power radiation pattern P(θ) of the array antenna of the second embodiment (based on the estimated excitation phase δ k and Equation 3) is shown by a solid line, and the power of the REV method array antenna A dashed line indicates the calculation result of the radiation pattern P(θ) (based on the estimated excitation phase δ k and Equation 3).
すると、REV法のアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)の計算結果の方が、第2実施形態のアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)の計算結果と比べて、アレーアンテナの補正前電力放射パターンP(θ)の測定結果に近かった。そして、REV法と比べた第2実施形態における励振位相推定誤差δRMSEは、11.9°であった。しかし、第2実施形態のアレーアンテナの電力放射パターンP(θ)の計算結果であっても、アレーアンテナの補正前電力放射パターンP(θ)の測定結果を十分に再現した。 Then, compared with the calculation result of the power radiation pattern P(θ) of the array antenna of the second embodiment, the calculation result of the power radiation pattern P(θ) of the array antenna by the REV method shows the uncorrected power of the array antenna. It was close to the measurement result of the radiation pattern P(θ). And the excitation phase estimation error δ RMSE in the second embodiment compared to the REV method was 11.9°. However, even with the calculation result of the power radiation pattern P(θ) of the array antenna of the second embodiment, the measurement result of the pre-correction power radiation pattern P(θ) of the array antenna was sufficiently reproduced.
図12の測定結果と第2実施形態の一致程度を考慮して、教師データ取得部1は、アレーアンテナの電力放射パターンに対して、REV法又はMEP法を用いて測定されたアレーアンテナの各素子の励振位相を、複数の教師データとして取得することもできる。
Considering the degree of agreement between the measurement results of FIG. 12 and the second embodiment, the teacher
すると、REV法又はMEP法を用いて、シミュレーションでは得られないアレーアンテナの放射特性の測定結果を、教師データに含めることができる。なお、ここで示した教師データは、第2実施形態のみならず、第1実施形態に適用可能である。 Then, by using the REV method or the MEP method, the measurement results of the radiation characteristics of the array antenna, which cannot be obtained by simulation, can be included in the training data. The teacher data shown here can be applied not only to the second embodiment but also to the first embodiment.
本開示のアレーアンテナの学習モデル生成方法、学習モデル、励振特性推定方法及び励振特性推定プログラムは、アナログビームフォーマ(励振特性誤差の初期補正がリセットされることがなく、電界放射パターンも測定することができる。)のみならず、デジタルビームフォーマ(励振特性誤差の初期補正がリセットされることがあり、電力放射パターンのみ測定することができる。)であっても、ともに適用することができる。 The array antenna learning model generation method, learning model, excitation characteristic estimation method, and excitation characteristic estimation program of the present disclosure are analog beamformers (the initial correction of the excitation characteristic error is not reset, and the electric field radiation pattern can also be measured. can be applied) as well as digital beamformers (where the initial correction of the excitation characteristic error may be reset and only the power radiation pattern can be measured).
M:学習モデル生成装置
E:励振特性推定装置
1:教師データ取得部
2:ニューラルネットワーク
3:学習モデル生成部
4:放射特性取得部
5:励振特性出力部
21:入力層
22:中間層
23:出力層
M: learning model generation device E: excitation characteristic estimation device 1: teacher data acquisition unit 2: neural network 3: learning model generation unit 4: radiation characteristic acquisition unit 5: excitation characteristic output unit 21: input layer 22: intermediate layer 23: output layer
Claims (8)
前記教師データ取得ステップで取得された前記複数の教師データを用いて、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する学習モデルを生成する学習モデル生成ステップと、
を順に備えることを特徴とするアレーアンテナの学習モデル生成方法。 Acquiring a plurality of teacher data including an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna a training data acquisition step for
inputting at least one of a power radiation pattern, a real electric field radiation pattern, and an imaginary electric field radiation pattern of the array antenna using the plurality of training data obtained in the training data obtaining step; a learning model generation step of generating a learning model that outputs the excitation phase or excitation phase amplitude of each element of the array antenna;
A method for generating a learning model for an array antenna, comprising:
前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する出力層と、
前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて、パラメータが学習された中間層と、
を備え、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを前記入力層へと入力し、前記中間層において演算し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を前記出力層から出力するように、コンピュータを機能させるためのアレーアンテナの学習モデル。 an input layer to which at least one of a power radiation pattern, a real part of the electric field radiation pattern and an imaginary part of the electric field radiation pattern of the array antenna is input;
an output layer that outputs the excitation phase or excitation phase amplitude of each element of the array antenna;
a plurality of teacher data comprising an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna; an intermediate layer whose parameters are learned using
and inputting at least one of a power radiation pattern, a real electric field radiation pattern and an imaginary electric field radiation pattern of the array antenna into the input layer, calculating in the intermediate layer, and A learning model of an array antenna for causing a computer to output the excitation phase or excitation phase amplitude of each element from the output layer.
前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて生成された学習モデルにおいて、前記放射特性取得ステップで取得された前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する励振特性推定ステップと、
を順に備えることを特徴とするアレーアンテナの励振特性推定方法。 a radiation characteristic acquiring step of acquiring at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna;
a plurality of teacher data comprising an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna; inputting at least one of the power radiation pattern, the electric field real part radiation pattern, and the electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna acquired in the radiation characteristic acquiring step into the learning model generated using the an excitation characteristic estimation step of outputting an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna;
A method for estimating excitation characteristics of an array antenna, comprising:
前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅と、前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つと、を備える複数の教師データを用いて生成された学習モデルにおいて、前記放射特性取得ステップで取得された前記アレーアンテナの電力放射パターン、電界実部放射パターン及び電界虚部放射パターンのうちの少なくともいずれか一つを入力し、前記アレーアンテナの各素子の励振位相又は励振位相振幅を出力する励振特性推定ステップと、
を順にコンピュータに実行させるためのアレーアンテナの励振特性推定プログラム。 a radiation characteristic acquiring step of acquiring at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern, and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna;
a plurality of teacher data comprising an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna and at least one of a power radiation pattern, an electric field real part radiation pattern and an electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna; inputting at least one of the power radiation pattern, the electric field real part radiation pattern, and the electric field imaginary part radiation pattern of the array antenna acquired in the radiation characteristic acquiring step into the learning model generated using the an excitation characteristic estimation step of outputting an excitation phase or an excitation phase amplitude of each element of the array antenna;
A program for estimating the excitation characteristics of an array antenna for causing a computer to execute in order.
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