JP3333672B2 - フェーズアレイアンテナ管理システム及び校正方法 - Google Patents

フェーズアレイアンテナ管理システム及び校正方法

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JP3333672B2
JP3333672B2 JP30166495A JP30166495A JP3333672B2 JP 3333672 B2 JP3333672 B2 JP 3333672B2 JP 30166495 A JP30166495 A JP 30166495A JP 30166495 A JP30166495 A JP 30166495A JP 3333672 B2 JP3333672 B2 JP 3333672B2
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices

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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフェーズアレイ(pha
sed array)通信システムに関し、特にフェーズアレイ通
信システムに用いられるフェーズアレイアンテナ管理シ
ステム及びアンテナ校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】衛星システムのシステム性能に対する要
求は増加し、例えば完全なアンテナ単体として又は反射
型アンテナシステムへの供給用として、能動フェーズア
レイ技術の応用が要求されている。能動フェーズアレイ
は受動アンテナ放射要素、及びそれに関係するアンプ、
フィルタ及び周波数変換器を含む電子要素チェーンを含
んでいる。これらの構成要素は所定寿命期間中に伝達関
数の変化又は故障を発生することがある。
【０００３】一般的な方法では各構成要素を１つの要素
チェーンが環境変化及び耐用年数の全ての範囲にわた
り、他の全てのチェーンに接近して追従するように設計
することにより、これらの影響は最小限に抑えられる。
高性能システムでは、経費の主な部分を高い追従性能が
占める。更に、予知できない構成要素変化により、補償
できないシステムの性能劣化が引き起こされることがあ
る。構成要素の故障箇所を見つける一般的な方法は、十
分な数の冗長成分を含めることである。このような不具
合要素チェーンの検出及び識別は、衛星ペイロードに関
して必ずしも実際的な方法ではない。又、不具合検出回
路は設計コスト及び複雑性を著しく増加する。
【０００４】宇宙システムに適用できる従来の方法の他
の欠点は、初期システム構成の不完全性から生じる劣化
である。この例としては、マルチパネルフェーズアレイ
の異なるセクション間の機械的位置ずれがある。従って
各構成要素レベルでの有効な校正及び補償はないので、
システム性能は著しい低下する。
【０００５】従って、本発明の目的はフェーズアレイ通
信システムに適用でき、構成要素の不具合を制御する従
来の方法の限界を克服する管理システム及び構成方法を
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的及び他の目的を
達成するために本発明は、フェーズアレイ通信システム
用のフェーズアレイアンテナ管理システム及び方法を提
供する。このフェーズアレイ通信システムは、送信及び
受信フェーズアレイアンテナを具備し、各アンテナは複
数のアンテナ要素チェーンを含む。各チェーンは振幅調
整ネットワーク、フェーズ調整ネットワーク、アンプ、
フィルタ及び周波数変換器（必要に応じて）、及びアン
テナ要素を具備する。各チェーンは各アンテナの他のチ
ェーンに対して、所望振幅及び所望位相関係を有してい
る。このシステムはプローブ搬送信号を発生するための
プローブ搬送源を具備する。送信及び受信フェーズアレ
イアンテナの各チェーンにより、プローブ搬送信号に応
答して発生された振幅及び位相を判断する手段、各チェ
ーンにより発生された振幅及び位相と各チェーンのため
の所望振幅及び位相とを比較する手段、及び所望の振幅
及び位相を持っていないチェーンに対して補正重み係数
を発生する手段が提供される。この補正重み係数を送信
及び受信位相アレイアンテナの各チェーンの振幅及び位
相調整調整ネットワークに適用し、それらの所望の振幅
及び位相関係を生成する手段が提供される。
【０００７】本発明による方法は、各々アンテナを具備
する各アンテナ要素チェーンが互いに所望の振幅及び位
相関係を有するフェーズアレイ通信システムに用いられ
る送信及び受信フェーズアレイアンテナを校正する方法
であって次のステップを具備する。無干渉プローブキャ
リアが、送信及び受信アンテナの各アンテナチェーンを
介して処理される。処理されたプローブキャリアの各位
相及び振幅が比較され、各送信及び受信アンテナの各ア
ンテナチェーンの差振幅及び差位相のマップを提供す
る。所望振幅及び位相ではないチェーンに対する補正重
み係数が発生される。この補正重み係数は各送信及び受
信アンテナの各チェーンに提供され、それらの所望な振
幅及び位相関係が生成される。
【０００８】本発明は、フェーズアレイアンテナに使用
されるフェーズアレイアンテナ管理システム及び校正方
法を提供し、これにより、構成要素の変化即ち不具合に
対するフェーズアレイアンテナの耐久性が向上する。ア
レイを形成する各チェーンを構成する能動及び受動構成
要素間の探知ミスにより性能は劣化しやすい。本発明は
通常動作中に行われるシステムレベル測定を用いて、各
チェーンの実際の探知性能を構成要素を基本として構成
要素ごとに決定する。この情報は各チェーンを測定した
エラーについて補償するのに用いられる。本システムは
その機能を実行するときに通常の通信を妨害しない。
【０００９】本発明は様々な構成要素を新たな１つのフ
ェーズアレイアンテナ管理システムに統合する。そのフ
ェーズアレイアンテナシステムは、複数の並列放射要素
チェーンを具備し、これらチェーンが同期して動作する
ことにより、システムの総合性能要求が満足される。追
加的試験（校正）キャリアを使用し、各要素のリアルタ
イムの性能（振幅及び位相）を測定する手段及び方法が
本発明により提供される。各地上校正ステーション又は
衛星オンボードプロセッサは、各チェーンに対して必要
な補正を判断するアルゴリズムを使用し、各要素チェー
ンの振幅及び位相エラーを補償する手段が提供される。
【００１０】本発明は従来方法の欠点を改良する。無妨
害測定処理が行われ、送信及び受信アンテナアレイの性
能が特徴づけられる。システムは無干渉プローブＲＦキ
ャリアを発生し、このキャリアはアンテナアレイの各要
素チェーンに、通常信号波形と同時に適用される。シス
テムの動作に影響しないよう、プローブキャリアは十分
に小さい（狭帯域、低電力、エンコード信号、又は使用
周波数帯域外の周波数）。プローブキャリアの相対振幅
及び位相は、要素チェーンに適用されたとき、受信ター
ミナルで正確に測定される。例えば複数の要素チェーン
間で順番にプローブキャリアを切り換えることにより、
各アレイ要素の差振幅及び差位相特性が判断される。こ
の処理は各チェーンの校正要素の不具合を検出する機能
を持っている。
【００１１】各チェーンは命令可能な振幅及び位相重み
付けネットワークを含む。所望の振幅差及び位相差関係
が、アンテナビームポインター及び形成要求により決定
される。しかし、要素と要素との間のトラッキングミス
により必要な重み付けコマンドが修正される。動作アン
テナの差振幅及び差位相のトラッキング特性が特徴づけ
られると、多重み付けネットワークは、測定された値を
補償するよう命令される。
【００１２】本システムはシステム性能のリアルタイム
で正確な測定を提供する。各チェーンの変化は耐用期間
を通して補償できるので、各校正要素の探知精度に関す
る要求は減少される。これは著しくコストを節約する。
校正要素に不具合が生じたとき、本システムにより、ア
レイは再び最適化され、不具合の影響を最小に抑えるこ
とができる。従って本発明は前記システムを使用して、
送信及び受信フェーズアレイアンテナの送信及び受信ア
ンテナチェーン内で発生した要素レベルでの問題を解決
する。
【００１３】本発明は、ＡＭＳＣ、ＩＮＭＡＲＳＡＴ、
Ｐ２１、ＲＥＧＩＯＮＡＬ ＡＳＩＡ ＭＯＢＩＬＳＡ
Ｔ、及びＡＦＲＩＣＯＭ等を含む移動衛星システムの様
な能動フェーズアレイアンテナを具備する衛星に適用で
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は代表的なフェーズアレイを
基本とする通信衛星システム１０を説明するための図面
である。このシステムは本発明によるフェーズアレイア
ンテナ管理システム２０及び構成方法５０を用いてい
る。通信衛星システム１０は複数のユーザ移動アンテナ
１１、衛星１２、ゲートウエイハブステーション(gatew
ay hub station)１３、及び校正ステーション１４を具
備する。衛星１２からユーザ移動ターミナル１１までの
移動通信リンク１５が例えばＳバンドで提供され、衛星
１２からゲートウエイハブステーション１３までのゲー
トウエイ通信リンク１６は例えばＫａバンドで提供され
る。Ｓバンド移動通信リンク１５は又、校正ステーショ
ン１４と衛星１２間の通信を行うために提供される。
【００１５】図１に示すように、衛星１２は送信（順方
向）フェーズアレイアンテナ２１、及び受信（帰還）フ
ェーズアレイアンテナ２２を具備し、これらは校正ステ
ーション１４、衛星１２及び移動ターミナル１１間の移
動通信リンク１５を提供する。例えばＫａバンドで動作
するフィーダアンテナ(feeder antenna)２３が提供さ
れ、これは例えばジンバル反射器を使用でき、衛星１２
とゲートウェイハブステーション１３間のゲートウェイ
通信リンク１６を提供する。送信リンクペイロード(pay
load) ２５及び受信リンクペイロード２６は、送信及び
受信フェーズアレイアンテナ２１，２２と、フィーダア
ンテナ２３の間に分電器(power splitter)２４を介して
各々接続されている。送信及び受信リンクペイロード２
５，２６は、衛星１２の動作に必要となる制御及び処理
電子回路、及び機動システム(maneuvering systema) を
具備する。
【００１６】送信及び受信経路（フィーダアンテナ２
３、分電器２４、受信リンクペイロード２６及び受信フ
ェーズアレイアンテナ２２；フィーダアンテナ２３、分
電器２４、送信リンクペイロード２５及び送信フェーズ
アレイアンテナ２１）に関して、フェーズアレイビーム
形成機能は衛星１２上でデジタルプロセッサ１８即ちコ
ントローラ１８により実行され、このコントローラ１８
は送信及び受信リンクペイロード２５、２６の一部を構
成する。プロセッサ１８により行われる振幅位相制御機
能は一般的な動作であるから、詳細な説明は省略した。
コントローラ１８はシステム２０及び方法５０により発
生された信号に応じて、送信及び受信フェーズアレイア
ンテナ２１、２２の各アンテナアレイ要素２８に対する
振幅及び位相ドライブを制御する。プロセッサ１８は
又、本発明の方法５０に従って、補正量を計算するとき
に必要な処理を行う。
【００１７】以下に説明される本発明の様々な実施例
は、例えば補正因数が計算されるところに主に特徴があ
る。例えば一実施例において、信号は衛星から校正ステ
ーション１４に送信され送信経路を校正し、又、信号は
校正ステーション１４から衛星１２に送信され受信経路
を校正する。自己包含システム(self-contained syste
m)２０が用いられると、局部感知アンテナ１７が送信ア
ンテナ要素の出力をサンプルするのに使用され、これら
はプロセッサ１８に返送され、プロセッサ１８は補正重
み係数を計算する。自己包含システム２０は人が介入し
ない閉ループシステム２０からなり、ここでエラーの測
定値は補正を直接制御する。このような閉ループシステ
ム２０は遠隔地上ステーション、ならびにオンボード局
部感知アンテナ１７を導入することができる。同様に、
局部信号源を閉ループシステム２０内で使用し校正信号
を提供し、この信号は受信アンテナ２２を介してプロセ
ッサ１８に提供され、プロセッサ１８は受信経路に関す
る補正重み係数を計算する。
【００１８】図２は送信及び受信フェーズアレイアンテ
ナ２１，２２の詳細を示し、本発明のフェーズアレイア
ンテナ管理システム２０の動作を説明している。送信及
び受信フェーズアレイアンテナ２１，２２は分電器３１
を具備し、この分電器３１はフィーダアンテナ２３を介
して信号を受信するための入力を有し、その出力は送信
フェーズアレイアンテナ２１の複数の要素チェーンを介
して、その各アンテナアレイ要素２８に接続される。各
チェーン３０は交換スイッチ３３、振幅調整ネットワー
ク３４、位相調整ネットワーク３５、アンプ３６及び各
アンテナ要素２８に接続されたバンドパスフィルタ３７
を持っている。発振器３２のようなプローブキャリア源
３２が各スイッチに接続され、フェーズアレイアンテナ
管理システム２０により行われるアンテナ校正を導入す
るのに使用するプローブキャリアの発生に使用される。
コントローラ１８としても機能するプロセッサ１８は各
チェーンの交換スイッチ３３、振幅調整ネットワーク３
４、及び位相調節ネットワーク３５に接続され、フェー
ズアレイアンテナ管理システム２０により提供されるフ
ェーズアレイビーム形成機能を実行する。プロセッサ１
８即ちコントローラ１８は受信器及び復調器４１’、４
２’に接続され、この受信器及び復調器４１’、４２’
はアンテナ４７に接続される。プロセッサ１８即ちコン
トローラ１８は又、補正重み係数を振幅及び位相調整ネ
ットワーク３４，３５に適用するために使用され、この
位相補正のときに受信フェーズアレイアンテナ２２が校
正される。
【００１９】フェーズアレイアンテナ管理システム２０
は、順方向及び帰還リンクフェーズアレイアンテナ２
１、２２を別々に校正する。各々の場合で、例えばアン
テナ２１、２２の中心要素２７は参照要素２７として示
されている。ここで、”中心要素”はアンテナの物理的
に中心である必要はない。順方向では、プローブキャリ
ア発振器３２により発生された小さな未変調プローブキ
ャリアが、参照要素２７及び試験対象の第２要素２８か
ら交互に発生する。プローブキャリアはデジタルプロセ
ッサ１８を用いて、各要素２７、２８に対する駆動信号
に交互に提供される。各プローブキャリア信号は移動通
信リンク１５を介して校正ステーション１４に送信され
る。
【００２０】校正ステーション１４は処理手段４０を具
備し、プローブキャリア信号に応じて送信及び受信フェ
ーズアレイアンテナ２１、２２の各チェーン３０により
発生した振幅及び位相を判断する。処理手段４０はアン
テナ４６、受信器４１、振幅及び位相復調器４２、及び
振幅位相測定回路４３を具備し、振幅及び位相補正重み
係数ΔＡ、Δφを発生する。校正ステーション１４は
又、例えばコード発生器により変調された局部発振器の
ようなプローブキャリア源３２を具備し、プローブキャ
リア信号を発生する。相互に（または）各プローブキャ
リア信号はアンテナ１７に送信され、アンテナ１７の出
力は受信器４１’及び復調器４２’（実質的に校正ステ
ーション１４での受信器４１及び復調器４２と同一）を
介してプロセッサ１８に帰還され、通信及び／又は各ア
ンテナ要素チェーン３０に対する補正重み係数の適用に
用いられる。
【００２１】参照要素２７及び試験対象の要素２８によ
り送信されたプローブキャリアが校正ステーション１４
に受信されたとき、２つの信号の位相及び振幅が比較さ
れる。送信フェーズアレイアンテナ２１の各要素２８に
ついてこの処理が繰り返されることにより、各要素２８
の差振幅及び差位相のマップが提供される。送信フェー
ズアレイアンテナ２１の校正は２分以内で十分行われ
る。
【００２２】帰還方向でこの処理は逆転する。小さい未
変調Ｓバンドプローブキャリアが校正ステーション１４
から放射される。Ｓバンドプローブキャリアは受信フェ
ーズアレイアンテナ２２の全アレイ要素２８により受信
されるが、要素２８の２つのみが交互にサンプルされ、
校正キャリアを形成する。この校正キャリアはＫａバン
ドでゲートウエイハブステーション１３にダウンリンク
され(downlinked)、ここでそれらの振幅及び位相が比較
される。システム１０により通信された通常の信号と干
渉しないように、プローブキャリアは十分に小さい（狭
帯域、低電力、又はエンコードされている）。
【００２３】送信及び受信フェーズアレイアンテナ２
１、２２の最適な性能を発揮するには、各アレイ要素経
路又はチェーン３０が適切な位相及び振幅重み付けされ
た信号を提供する必要がある。要素チェーン３０の各校
正要素が、所望寿命にわたり変換機能の安定性を提供す
るように設計されると共に、本発明の原則を適用してフ
ェーズアレイアンテナ２１、２２の周期的な再校正によ
り、最高性能が維持される。更に、アンテナ要素チェー
ン３０の何れかの不具合は速やかに検出され、正確に特
徴づけられ、必要であれば修理を行うことができる。こ
れら測定の実行はシステム１０による通信信号の通常の
流れを妨害することはない。
【００２４】以下に、デジタル処理を用いるシステム用
の特定システムリンク仕様を説明する。尚、ここで説明
される構成は一例であって、全てのシステムで共有され
るものではない。
【００２５】フェーズアレイアンテナ管理システム２０
の測定精度は、信号・ノイズ比、及び測定平均時間によ
り決定する。代表的なシステムにおいて、測定帯域幅を
１００Ｈｚに減らすことにより、表１及び２に示すよう
に、過度のシステム資源を要求することなく高い精度及
び測定速度が達成される。
【００２６】
【表１】
【表２】 順方向では、アンテナ要素チェーン３０の校正は、プロ
ーブキャリアを参照要素２７及び試験対象の要素２８に
交互に注入することにより行われる。従って、プローブ
キャリアはフェーズアレイアンテナ２１の要素から交互
に放射され、ＴＤＭ信号として校正ステーション１４に
受信される。帰還方向では、この校正処理は逆に行われ
る。校正ステーション１４から放射したプローブキャリ
アは、受信フェーズアレイアンテナ２２内の全要素２８
に受信される。参照要素２７及び試験対象の要素２８に
受信された信号は、プロセッサ１８内で交互にサンプル
され、その結果生じる波形は狭帯域校正キャリアを成
す。このキャリアはゲートウエイ通信リンク１６上のゲ
ートウエイハブステーション１３にダウンリンクされ
る。校正ステーション１４での復調が校正パラメータを
与える。順方向リンク校正に関して、デジタル的にエン
コードされたサンプルにより示されるプローブキャリア
が、プロセッサ１８内で発生される。このプローブキャ
リアサンプルは、単一アレイ要素２８に出力される通信
信号ビット列にデジタル的に加算される。次のデジタル
・アナログ変換処理は、その要素２８に対する通常の通
信信号に伴うプローブキャリアのアナログ信号を生成す
る。プローブキャリアは要素２７、２８間で、それら要
素の各アドレス間でプローブサンプルを切り換えること
により交互にされる。
【００２７】帰還方向では、未変調Ｓバンドキャリアが
校正ステーション１４から放射される。受信プローブキ
ャリアは参照要素２７と検査対象の要素２８から交互に
選択される。各アレイ要素２８でのアナログからデジタ
ルへの変換処理により生じるビット列は、接地電位に対
するプローブ信号を含む。各要素２８からのビット列
は、交換スイッチ３３により選択され、時分割多重ビッ
ト列を生成する。このビット列は、デジタルからアナロ
グへ変換された後、帰還方向校正プローブキャリアとし
て機能する。切り換えられた信号波形は比較測定用に校
正ステーション１４にダウンリンクされる。このダウン
リンクの後、プローブキャリア信号は、例えば１００Ｈ
ｚ帯域フィルタを使用して校正キャリアから濾波され
る。各要素の差振幅及び差位相が一度測定されると、所
望振幅及び位相分布とのコンピュータ比較がゲートウエ
イハブステーション１３にて行われる。プロセッサ１８
により制御されている振幅及び位相重み付けネットワー
ク３４、３５は、測定されたエラーを補償するための値
を判断するよう命令される。
【００２８】本発明による校正方法５０は図３を参照し
て更に明確に説明される。図３は本発明の原則に従う校
正方法５０のフロー図である。校正方法５０は次のステ
ップを含む。送信方向では、ステップ５１のように無干
渉及び好適に無負荷キャリア信号が発生される。ステッ
プ５２のように、各要素チェーンはキャリアを直交する
方法(orthogonal manner)で処理し、これにより、各チ
ェーンで処理された信号は、適当な時間に処理される
か、又は周期的に、又は各チェーンが識別できるように
明確な直交コードを有する。キャリア信号が、ステップ
５３のように送信フェーズアンテナ２１により送信され
る。各チェーンから得られる直交キャリア信号は、ステ
ップ５４のように、遠隔位置で検出される。遠隔位置は
校正ステーション１４、又は衛星１２に配置された局部
アンテナ１７である。各アンテナ要素チェーンにより送
信された振幅及び位相が、ステップ５５のように測定さ
れる。各チェーンの振幅及び位相は、ステップ５６のよ
うに、中心チェーンの振幅及び位相と比較される。補正
重み係数が、ステップ５７のように各チェーンから得ら
れる測定された振幅及び位相に応じて発生される。補正
重み係数が一度計算されると、それらはステップ５８の
ように振幅及び位相重み付け回路３４、３５、及びコン
トローラ１８に適用される。
【００２９】受信方向ではステップ６１のように、無干
渉及び好適に無負荷のキャリア信号が衛星１２又は校正
ステーション１４で発生する。キャリア信号はステップ
６２のように受信フェーズアレイアンテナ２２に送信さ
れる。各要素チェーンにより受信され処理された信号は
ステップ６３のように直交する方法で検出され、それに
より各チェーンから得られる信号は適当な時間に、又は
周期的に、又は各チェーンが識別できるように明確な直
交コードを有する。ステップ６４のように各チェーンか
ら得られる直交キャリア信号が検出され、各チェーンに
ついて振幅及び位相信号が発生する。各チェーンの振幅
及び位相は、ステップ６５のように中心チェーンの振幅
及び位相と比較される。補正重み係数が一度計算される
と、それはステップ６７のように、コントローラ１８に
より、振幅及び位相重み付け回路３４，３５に適用され
る。
【００３０】一般にチェーンに関係する振幅及び位相は
互いに周知の関係を持っている。もし、そうでない場
合、校正信号を処理することにより得られる測定された
振幅及び位相データにより判断され、補正重み係数はそ
のチェーンの出力に発生される。この補正重み係数はあ
らゆるチェーンのドリフト又はかなりの不具合を補正す
るのに使用される。ドリフトの場合、オフセットが発生
し、振幅と位相が適性値でないチェーンが補正される。
チェーンの不具合の場合、その振幅及び位相の各々を調
節することによりチェーンのバランスが再構成され、送
信フェーズアレイアンテナ２１から所望ビーム形状が発
生する。重み付けは振幅及び位相重み付け回路３４，３
５のような物理的回路を調節することにより行うことが
でき、又はプロセッサ１８のソフトウェアにより適用さ
れる数学的係数を適用する周知の方法で行うことができ
る。方式５０は使用されるシステム１０に依存して、連
続的又はたまに行うことができる。補正係数の計算は校
正ステーション１４のような遠隔位置で行うことがで
き、そこでオペレータは指示された補正係数を決定する
か、又は局部アンテナ１７と各アンテナ要素チェーン間
の閉ループフィードバック経路を使用して衛星１２にお
いて決定する。
【００３１】以上、フェーズアレイ通信システムに用い
られ、送信及び受信アンテナアレイで発生した構成要素
の不具合を解決する改良された管理システム及びアンテ
ナ校正方法が説明された。上記実施例は、本発明の原則
を適用できる多くの実施例のなかの幾つかにすぎない。
勿論、本発明の範囲以内で当業者は他の構成等を工夫で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原則に従うフェーズアレイアンテナ管
理システムを適用し、代表的なフェーズアレイを基本と
する通信衛星システム。
【図２】送信フェーズアレイアンテナの詳細及び図１の
フェーズアレイアンテナ管理システムの動作の詳細を示
す。
【図３】本発明の原則に従う構成方法を示すフロー図。
フロントページの続き (72)発明者 ジェイムス・ディー・トンプソン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90266、マンハッタン・ビーチ、マリ ン・アベニュー 424 合議体 審判長 武井 袈裟彦 審判官 山本 春樹 審判官 西脇 博志 (56)参考文献 特開 平６−310929（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174805（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−104103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−1303（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−136622（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−84884（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5027127（ＵＳ，Ａ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のアンテナ要素チェーン（３０）を
    各々含む送信及び受信フェーズアレイアンテナ（２１，
    ２２）を具備するフェーズアレイ衛星通信システムに用
    いられるフェーズアレイアンテナ管理システム（２０）
    であって、各チェーン（３０）は振幅調整ネットワーク
    （３４）、位相調整ネットワーク（３５）、アンプ（３
    ６）、フィルタ（３７）、及びアンテナ要素（２８）を
    具備し、それぞれのアンテナ（２１，２２）の他のチェ
    ーン（３０）に対する所望振幅及び位相を有し、この管
    理システム（２０）は、 各アンテナ要素チェーン（３０）により直交処理される
    無干渉プローブキャリア信号を発生するプローブキャリ
    ア源（３２）と、 前記プローブキャリア信号に応じて前記送信及び受信フ
    ェーズアレイアンテナ（２１，２２）の各チェーン（３
    ０）により生成された振幅及び位相を一度に一つずつ測
    定し、これら前記振幅及び位相と各チェーン（３０）に
    関する前記所望振幅及び位相を比較し、それらの間でど
    のアンテナチェーン（３０）が所望の振幅及び位相関係
    を有しないかを判断し、前記所望の振幅及び位相を有し
    ていないチェーン（３０）に対して補正重み係数を発生
    する手段（４０）と、 前記補正重み係数を、前記送信及び受信フェーズアレイ
    アンテナ（２１，２２）の各チェーン（３０）の前記振
    幅及び位相調整ネットワーク（３４，３５）に、適用
    し、それらの間の所望の振幅及び位相関係を生成する手
    段（１８）とを有し、 ここで、各チェーン（３０）により生成される前記振幅
    及び位相を判断する手段（４０）は、 前記送信及び受信フェーズアレイアンテナ（２１，２
    ２）から遠隔位置に配置され、アンテナ（４６）と受信
    器とアンプ及び位相判断手段（４２）を含み、前記各チ
    ェーン（３０）により生成された振幅及び位相を検出す
    る校正ステーション（１４）と、 前記送信及び受信フェーズアレイアンテナ（２１，２
    ２）と校正ステーション間に接続された通信リンク（１
    ５）と を有することを特徴とするフェーズアレイアンテ
    ナ管理システム。
  2. 【請求項２】 前記プローブキャリア源（３２）は、各
    アンテナ要素チェーン（３０）からの前記プローブキャ
    リア信号を順番に処理する交換スイッチ（３３）を有す
    ることを特徴とする請求項１記載の管理システム。
  3. 【請求項３】 コード発生器によって変調され、各アン
    テナ要素チェーン（３０）による処理に用いられる直交
    プローブキャリア信号を発生する信号源を有することを
    特徴とする請求項１記載の管理システム。
  4. 【請求項４】 フェーズアレイ衛星通信システム（１
    ０）の送信及び受信フェーズアレイアンテナ（２１，２
    ２）を校正する方法（５０）であって、 各アンテナ要素チェーン（３０）は所望の振幅及びそれ
    によって処理される信号に関し所望の位相関係を有する
    アンテナ（２１、２２）を具備し、この方法（５０）
    は、 無干渉プローブキャリア信号を前記送信及び受信アンテ
    ナ（２１，２２）の各アンテナチェーン（３０）を介し
    て一度に一つずつ処理し（５１ないし５５）、 前記処理されたプローブキャリア信号の各位相及び振幅
    を比較し、各送信及び受信アンテナ（２１，２２）の各
    アンテナチェーン（３０）の差振幅及び差位相のマップ
    を生成し（５６）、 それらの間でどのアンテナチェーン（３０）が所望の振
    幅及び位相関係を有していないかを判断し（５６、５
    ７）、 前記所望の振幅及びそれによって処理されるプローブキ
    ャリア信号間の所望の位相関係を有していないチェーン
    （３０）について補正重み係数を発生し（５７）、 前記補正重み係数を送信及び受信アンテナ（２１，２
    ２）の各チェーン（３０）に適用し、所望の振幅及びそ
    れによって処理される信号間の所望の位相関係を提供す
    る（５８）、 工程を有することを特徴とするアンテナ校正方法。
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