JP6524692B2

JP6524692B2 - 送信装置

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Publication number: JP6524692B2
Application number: JP2015028930A
Authority: JP
Inventors: 洋平八木下; 川野　陽一; 陽一川野; 宏志松村; 育生曽我; 鈴木　俊秀; 俊秀鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-02-17
Also published as: JP2016152508A

Description

本発明は、送信装置に関する。

無線周波数の送信信号を送信する送信部と、送信信号の位相を調整する位相調整部と、送信信号の振幅を調整する振幅調整部と、送信部の出力信号を空間に放射するアンテナ部とを有するフェーズドアレイ送信装置が知られている（特許文献１参照）。カップラ部は、送信部の出力の一部を取り出す。第一及び第二のブランチ検波部は、第一の送信ブランチ及び第二の送信ブランチのそれぞれのカップラ部からの出力レベルを検波する。信号合成部は、第一及び第二の送信ブランチのカップラ部からの出力を合成する。合成検波部は、信号合成部からの出力レベルを検波する。振幅制御部は、第一及び第二のブランチ検波部による検波出力によって振幅調整部を制御する。位相制御部は、合成検波部による検波出力によって位相調整部を制御する。

また、フェイズドアレーレーダの各アンテナ素子の個々の送信／受信作動回路の重要な性能パラメータの較正及び較正範囲内での維持に関する送信／受信部分組立て体が知られている（特許文献２参照）。送信／受信部分組立て体は、特定のアンテナ素子に対して作動回路を設け、それにより自己監視・較正を行うことができる。

特開２０１３−２０１５５６号公報特開平８−２２６９６２号公報

上記のカップラ部は、送信部の出力の一部を取り出す。振幅制御部は第一及び第二のブランチ検波部による検波出力によって振幅調整部を制御し、位相制御部は合成検波部による検波出力によって位相調整部を制御する。振幅制御部及び位相制御部は、カップラ部により取り出された送信部の出力の一部を基に制御する。

この場合、第一及び第二の送信ブランチの送信部の出力の振幅及び位相を所望値に制御することはできるが、第一及び第二の送信ブランチのアンテナ部が放射する出力の振幅及び位相が所望値にならない場合がある。例えば、送信部及びアンテナ部が別の基板に設けられ、それらの基板がワイヤボンディングにより接続されている場合、ワイヤボンディングのプロセスばらつきにより、第一及び第二の送信ブランチのアンテナ部が放射する出力の振幅及び位相に誤差が発生する。そのため、アンテナ部が放射する出力の振幅及び位相を所望値に制御することは困難である。

本発明の目的は、第１のアンテナ及び第２のアンテナから放射される信号の振幅差のずれ又は位相差のずれを低減することができる送信装置を提供することである。

送信装置は、第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、前記第１の合成部は、前記第１のアンテナに対して電磁結合される第１の線路と、前記第２のアンテナに対して電磁結合される第２の線路と、前記第１の線路及び前記第２の線路に接続される第３の線路とを有し、前記第３の線路は、前記第１の線路及び前記第２の線路間の中点で、前記第１の線路及び前記第２の線路に接続され、前記第１の信号及び前記第２の信号を合成した信号を出力する。

また、送信装置は、第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、前記第１のアンテナの先端に接続される第１の線路と、前記第２のアンテナの先端に接続される第２の線路と、前記第１の線路及び前記第２の線路に対して電磁結合される第３の線路とを有し、前記第３の線路は、前記第１の信号及び前記第２の信号を合成した信号を出力する。
また、送信装置は、第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部と、前記第１の信号の位相に応じた前記第１の信号の振幅のずれを補正する第１の可変ゲインアンプと、前記第２の信号の位相に応じた前記第２の信号の振幅のずれを補正する第２の可変ゲインアンプとを有し、前記位相制御部は、前記第１の信号の位相を制御するための第１の位相制御部と、前記第２の信号の位相を制御するための第２の位相制御部とを有し、前記振幅制御部は、前記第１の信号の振幅を制御するための第１の振幅制御部と、前記第２の信号の振幅を制御するための第２の振幅制御部とを有する。
また、送信装置は、第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、前記位相制御部は、前記第１の信号の位相を制御するための第１の位相制御部と、前記第２の信号の位相を制御するための第２の位相制御部とを有し、前記振幅制御部は、前記第１の信号の振幅を制御するための第１の振幅制御部と、前記第２の信号の振幅を制御するための第２の振幅制御部とを有し、前記第１の位相制御部、前記第２の位相制御部、前記第１の振幅制御部及び前記第２の振幅制御部は、第１の基板に設けられ、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ及び前記第１の合成部は、第２の基板に設けられる。

第１のアンテナから放射される信号及び第２のアンテナから放射される信号を合成することにより、第１のアンテナ及び第２のアンテナから放射される信号の振幅差のずれ又は位相差のずれを低減することができる。

図１は、第１の実施形態による送信装置の構成例を示す図である。図２は、図１の第１のアンテナ及び第２のアンテナの周辺の構成例を示す図である。図３は、第１の信号及び第２の信号の位相差が１８０°である場合の合成信号の波形を示す図である。図４は、第１の信号及び第２の信号の位相差と合成信号の検波レベルとの関係を示す図である。図５は、他の送信装置の構成例を示す図である。図６は、第２の実施形態による送信装置の一部の構成例を示す図である。図７は、第３の実施形態による送信装置の構成例を示す図である。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、可変ゲインアンプの制御方法を説明するための図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による送信装置の構成例を示す図である。送信装置は、第１の基板１０１及び第２の基板１０２を有し、例えば３個のチャンネルのフェーズドアレイ送信装置であり、レーダ等に用いることができる。第１の基板１０１は半導体チップであり、第２の基板１０２はアンテナ基板である。

第１の基板１０１は、ベースバンド部１０３、位相制御部１０４ａ〜１０４ｃ、振幅制御部（パワーアンプ）１０５ａ〜１０５ｃ、出力端子１０６ａ〜１０６ｃ、入力端子１１０ａ，１１０ｂ、及び検波器１０９ａ，１０９ｂを有する。第２の基板１０２は、入力端子１０７ａ〜１０７ｃ、アンテナ１０８ａ〜１０８ｃ、出力端子１１１ａ，１１１ｂ、線路１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１５ａ，１１５ｂ，１１６ａ，１１６ｂを有する。

第１の基板１０１及び第２の基板１０２は、ワイヤ１１７ａ〜１１７ｃ，１１８ａ，１１ｂにより接続される。ワイヤ１１７ａは、出力端子１０６ａ及び入力端子１０７ａを相互に接続する。ワイヤ１１７ｂは、出力端子１０６ｂ及び入力端子１０７ｂを相互に接続する。ワイヤ１１７ｃは、出力端子１０６ｃ及び入力端子１０７ｃを相互に接続する。ワイヤ１１８ａは、出力端子１１１ａ及び入力端子１１０ａを相互に接続する。ワイヤ１１８ｂは、出力端子１１１ｂ及び入力端子１１０ｂを相互に接続する。

第１のチャンネルは、第１の位相制御部１０４ａ、第１の振幅制御部１０５ａ及び第１のアンテナ１０８ａを有する。第１の位相制御部１０４ａは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第１の信号の位相を制御する。第１の振幅制御部１０５ａは、ベースバンド部１０３の制御の下、第１の位相制御部１０４ａが出力する第１の信号の振幅を制御する。第１の振幅制御部１０５ａは、出力端子１０６ａ、ワイヤ１１７ａ及び入力端子１０７ａを介して、第１の信号１２１ａを第１のアンテナ１０８ａに出力する。第１のアンテナ１０８ａは、第１の信号１２１ａに応じて、第１の信号１１９ａを無線送信する。

第２のチャンネルは、第２の位相制御部１０４ｂ、第２の振幅制御部１０５ｂ及び第２のアンテナ１０８ｂを有する。第２の位相制御部１０４ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第２の信号の位相を制御する。第２の振幅制御部１０５ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、第２の位相制御部１０４ｂが出力する第２の信号の振幅を制御する。第２の振幅制御部１０５ｂは、出力端子１０６ｂ、ワイヤ１１７ｂ及び入力端子１０７ｂを介して、第２の信号１２１ｂを第２のアンテナ１０８ｂに出力する。第２のアンテナ１０８ｂは、第２の信号１２１ｂに応じて、第２の信号１１９ｂを無線送信する。

第３のチャンネルは、第３の位相制御部１０４ｃ、第３の振幅制御部１０５ｃ及び第３のアンテナ１０８ｃを有する。第３の位相制御部１０４ｃは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第３の信号の位相を制御する。第３の振幅制御部１０５ｃは、ベースバンド部１０３の制御の下、第３の位相制御部１０４ｃが出力する第３の信号の振幅を制御する。第３の振幅制御部１０５ｃは、出力端子１０６ｃ、ワイヤ１１７ｃ及び入力端子１０７ｃを介して、第３の信号１２１ｃを第３のアンテナ１０８ｃに出力する。第３のアンテナ１０８ｃは、第３の信号１２１ｃに応じて、第３の信号１１９ｃを無線送信する。

第１の振幅制御部１０５ａ、第２の振幅制御部１０５ｂ及び第３の振幅制御部１０５ｃは、第１の信号１２１ａ、第２の信号１２１ｂ及び第３の信号１２１ｃの振幅が相互に同じになるように振幅を制御する。その結果、第１の信号１１９ａ、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの振幅は相互に同じになる。また、第１の信号１１９ａ、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの周波数も相互に同じである。

第１の位相制御部１０４ａ、第２の位相制御部１０４ｂ及び第３の位相制御部１０４ｃは、位相を制御することにより、無線信号の送信方向を変えることができる。例えば、第１の位相制御部１０４ａは、第１の信号１１９ａの位相が第２の信号１１９ｂの位相より遅れるように位相を制御する。第３の位相制御部１０４ｃは、第３の信号１１９ｃの位相が第２の信号１１９ｂの位相より進むように位相を制御する。すると、第１の信号１１９ａ、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの波面１２０は、傾きを持つ。送信装置は、波面１２０の方向に無線信号を送信することができる。

補正モードでは、送信装置は、第１のアンテナ１０８ａが放射する第１の信号１１９ａ、第２のアンテナ１０８ｂが放射する第２の信号１１９ｂ、及び第３のアンテナ１０８ｃが放射する第３の信号１１９ｃの振幅の誤差及び位相の誤差を補正する。動作モードでは、送信装置は、補正された状態で、第１の信号１１９ａ、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの振幅及び位相を制御する。

次に、振幅の誤差及び位相の誤差を補正するための構成を説明する。図２は、図１の第１のアンテナ１０８ａ及び第２のアンテナ１０８ｂの周辺の構成例を示す図である。第１のアンテナ１０８ａ、第２のアンテナ１０８ｂ及び第３のアンテナ１０８ｃは、例えばパッチアンテナである。第１のアンテナ１０８ａ及び第２のアンテナ１０８ｂの間隔２０１は、１ｍｍ以下である。

線路１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ，１１５ａ，１１６ａは、第１の合成部であり、第１のアンテナ１０８ａから放射される信号及び第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を合成する。第１の合成部は、マイクロストリップ線路でも、コプレーナーなど他の線路でもよい。第１の線路１１５ａは、第１のアンテナ１０８ａに対して電磁結合され、第１のアンテナ１０８ａから放射される信号を入力する。第２の線路１１６ａは、第２のアンテナ１０８ｂに対して電磁結合され、第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を入力する。第１の線路１１５ａは、線路１１３ａにより、第３の線路１１２ａに接続される。第２の線路１１６ａは、線路１１４ａより、第３の線路１１２ａに接続される。線路１１３ａ及び１１４ａの長さは、相互に同じである。第３の線路１１２ａは、第１の線路１１５ａ及び第２の線路１１６ａ間の中点で、第１の線路１１５ａ及び第２の線路１１６ａに接続される。第３の線路１１２ａは、次式（１）のように、第１のアンテナ１０８ａから放射される信号及び第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を合成した信号１２２ａを出力する。
ｖ１＝Ｖ１ｓｉｎ（ωｔ＋φ１）＋Ｖ２ｓｉｎ（ωｔ＋φ２）・・・（１）

ここで、ｖ１は合成信号１２２ａを示し、右辺第１項は第１のアンテナ１０８ａから放射される信号を示し、右辺第２項は第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を示す。第１の合成部の構造が第１及び第２のチャンネルに対して線対称であれば、信号合成の振る舞いは第１及び第２のチャンネルで等しくなる。信号合成点における電界変動は、第１及び第２のチャンネル間の中点に位置するので、第１のアンテナ１０８ａ及び第２のアンテナ１０８ｂからのロスや位相変化が等しくなる。したがって、第１のアンテナ１０８ａ及び第２のアンテナ１０８ｂにおける電界変動の和が信号合成点で出力される。

信号１２２ａは、出力端子１１１ａ、ワイヤ１１８ａ及び入力端子１１０ａを介して、第１の検波器１０９ａに入力される。第１の検波器１０９ａは、信号１２２ａの直流レベル（電圧）を検波し、その検波した直流レベルをベースバンド部１０３に出力する。

線路１１２ｂ，１１３ｂ，１１４ｂ，１１５ｂ，１１６ｂは、第２の合成部であり、第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号及び第３のアンテナ１０８ｃから放射される信号を合成する。第２の合成部は、マイクロストリップ線路でも、コプレーナーなど他の線路でもよい。第４の線路１１５ｂは、第２のアンテナ１０８ｂに対して電磁結合され、第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を入力する。第５の線路１１６ｂは、第３のアンテナ１０８ｃに対して電磁結合され、第３のアンテナ１０８ｃから放射される信号を入力する。第４の線路１１５ｂは、線路１１３ｂにより、第６の線路１１２ｂに接続される。第５の線路１１６ｂは、線路１１４ｂにより、第６の線路１１２ｂに接続される。線路１１３ｂ及び１１４ｂの長さは、相互に同じである。第６の線路１１２ｂは、次式（２）のように、第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号及び第３のアンテナ１０８ｃから放射される信号を合成した信号１２２ｂを出力する。
ｖ２＝Ｖ２ｓｉｎ（ωｔ＋φ２）＋Ｖ３ｓｉｎ（ωｔ＋φ３）・・・（２）

ここで、ｖ２は合成信号１２２ｂを示し、右辺第１項は第２のアンテナ１０８ｂから放射される信号を示し、右辺第２項は第３のアンテナ１０８ｃから放射される信号を示す。

信号１２２ｂは、出力端子１１１ｂ、ワイヤ１１８ｂ及び入力端子１１０ｂを介して、第２の検波器１０９ｂに入力される。第２の検波器１０９ｂは、信号１２２ｂの直流レベルを検波し、その検波した直流レベルをベースバンド部１０３に出力する。

図３は、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相差が１８０°である場合の合成信号１２２ａの波形を示す図である。第１の位相制御部１０４ａ及び第２の位相制御部１０４ｂは、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相が相互に反転するように位相を制御する。これにより、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相差が１８０°になる。

合成信号３０１は、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの振幅が相互に同じである場合の合成信号１２２ａを示し、０Ｖの一定値になる。合成信号３０２は、第１の信号１１９ａの振幅が第２の信号１１９ｂの振幅より大きい場合の合成信号１２２ａを示し、正弦波になる。合成信号３０３は、第２の信号１１９ｂの振幅が第１の信号１１９ａの振幅より大きい場合の合成信号１２２ａを示し、正弦波になる。

ベースバンド部１０３は、第１の検波器１０９が検波するレベルを入力し、合成信号１２２ａが０Ｖ一定の合成信号３０１になるように、第１の振幅制御部１０５ａ又は第２の振幅制御部１０５ｂを制御することにより、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの振幅を相互に同じにすることができる。

図４は、第１の信号及び第２の信号の位相差と合成信号１２２ａの検波レベルとの関係を示す図である。横軸は、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相値と第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相値との位相差θを示す。縦軸は、第１の検波器１０９ａが出力する合成信号１２２ａの検波レベルを示す。

合成信号レベル４０１は、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの振幅が相互に同じ場合の合成信号１２２ａの検波レベルを示し、位相差θが２１０°の時に０Ｖの最小値になる。合成信号レベル４０２は、第１の信号１１９ａの振幅が第２の信号１１９ｂの振幅より小さい場合の合成信号１２２ａの検波レベルを示し、位相差θが２１０°の時に例えば０．２Ｖの最小値になる。

理論上では、位相差θが１８０°の時に、合成信号レベル４０１及び４０２が最小値になるはずである。しかし、第１の位相制御部１０４ａの出力端子から第１のアンテナ１０８ａまでの遅延時間と、第２の位相制御部１０４ｂの出力端子から第２のアンテナ１０８ｂまでの遅延時間とは、同じでない場合がある。例えば、ワイヤ１１７ａのボンディングとワイヤ１１７ｂのボンディングとのプロセスばらつきが原因で、両者の遅延時間が異なる場合がある。その場合、位相差θが１８０°以外の値の時に、合成信号レベル４０１及び４０２が最小値になる。合成信号レベル４０１及び４０２が最小値である時、第１の信号１１９ａ及び１１９ｂの位相は相互に反転しており、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相差は１８０°になっている。したがって、合成信号レベル４０１及び４０２が最小値である時の位相差θから１８０°を減算した値が補正値になる。例えば、合成信号レベル４０１及び４０２が最小値である時の位相差θが２１０°である場合、２１０°−１８０°＝３０°が補正値になる。動作モードでは、第２の位相制御部１０４ｂは、その補正値を制御位相値に加算した位相になるように制御すればよい。例えば、動作モードにおいて、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相差を０°にしたい場合には、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相値を０°にし、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相値を０°＋３０°＝３０°にすればよい。

次に、補正モードにおける補正の手順を説明する。まず、第１のチャンネル及び第２のチャンネル間の補正を行う。第１の位相制御部１０４ａは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第１の信号の位相を０°に制御する。第１の振幅制御部１０５ａは、ベースバンド部１０３の制御の下、第１の位相制御部１０４ａが出力する第１の信号の振幅が第１の振幅値になるように制御する。第２の振幅制御部１０５ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、第２の位相制御部１０４ｂが出力する第２の信号の振幅が第２の振幅値になるように制御する。第２の振幅値は、第１の振幅値と同じである。次に、第２の位相制御部１０４ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、制御する位相値を例えば０°から３６０°まで変化させ、ベースバンド部１０３は、第１の検波器１０９ａが出力する合成信号１２２ａの検波レベルを記録する。すなわち、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相と第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相との位相差θを０°から３６０°まで変化させる。これにより、図４の位相差θに対する合成信号レベル４０１又は４０２が記録される。次に、ベースバンド部（信号処理部）１０３は、合成信号レベル４０１又は４０２が最小値である時の位相差θ（例えば２１０°）を基に、その位相差θから１８０°を減算した値（例えば３０°）を第１の補正値αとして検出する。第１の補正値αは、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号及び第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号の位相差のずれである。

次に、振幅の補正を行う。第１の位相制御部１０４ａは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第１の信号の位相を０°に制御する。第２の位相制御部１０４ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第２の信号の位相を１８０°＋αに制御する。次に、ベースバンド部１０３は、図３の合成信号３０１のように、第１の検波器１０９ａが出力する検波レベルが０Ｖ（最小値）になるように、第２の振幅制御部１０５ｂが制御する振幅値を補正する。第２の振幅制御部１０５ｂは、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号及び第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号の振幅差が低減するように振幅を制御する。

以上で、第２のチャンネルの位相及び振幅の補正が終了する。動作モードでは、第２の位相制御部１０４ｂは、制御する位相値に対して第１の補正値αを加算した値で制御する。第２の振幅制御部１０５ｂは、補正後の振幅値になるように振幅を制御する。これにより、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの振幅は相互に同じになる。また、第１の信号１１９ａ及び第２の信号１１９ｂの位相差θのずれを補正することができる。

次に、第２のチャンネル及び第３のチャンネル間の補正を行う。第２の位相制御部１０４ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第２の信号の位相を０°＋αに制御する。第２の振幅制御部１０５ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、上記の補正後の振幅制御を行う。第３の振幅制御部１０５ｃは、ベースバンド部１０３の制御の下、第３の位相制御部１０４ｃが出力する第３の信号の振幅が第３の振幅値になるように制御する。第３の振幅値は、第１の振幅値と同じである。次に、第３の位相制御部１０４ｃは、ベースバンド部１０３の制御の下、制御する位相値を例えば０°〜３６０°まで変化させ、ベースバンド部１０３は、第２の検波器１０９ｂが出力する合成信号１２２ｂの検波レベルを記録する。すなわち、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相と第３の制御部１０４ｃが制御する位相との位相差θを０°から３６０°まで変化させる。これにより、図４の位相差θに対する合成信号レベル４０１又は４０２が記録される。次に、ベースバンド部１０３は、合成信号レベル４０１又は４０２が最小値である時の位相差θ（例えば２１０°）を基に、その位相差θから１８０°を減算した値（例えば３０°）を第２の補正値βとして検出する。第２の補正値βは、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号及び第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号の位相差のずれである。

次に、振幅の補正を行う。第２の位相制御部１０４ｂは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第２の信号の位相を０°＋αに制御する。第３の位相制御部１０４ｃは、ベースバンド部１０３の制御の下、ベースバンド部１０３が出力する第３の信号の位相を１８０°＋βに制御する。次に、ベースバンド部１０３は、図３の合成信号３０１のように、第２の検波器１０９ｂが出力する検波レベルが０Ｖ（最小値）になるように、第３の振幅制御部１０５ｃが制御する振幅値を補正する。第３の振幅制御部１０５ｃは、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号及び第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号の振幅差が低減するように振幅を制御する。

以上で、第３のチャンネルの位相及び振幅の補正が終了する。動作モードでは、第３の位相制御部１０４ｂは、制御する位相値に対して第２の補正値βを加算した値で制御する。第３の振幅制御部１０５ｃは、補正後の振幅値になるように振幅を制御する。これにより、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの振幅は相互に同じになる。また、第２の信号１１９ｂ及び第３の信号１１９ｃの位相差θのずれを補正することができる。

以上のように、本実施形態によれば、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号と第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号を合成した信号１２２ａを生成し、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号と第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号を合成した信号１２２ｂを生成する。これにより、第１のアンテナ１０８ａが放射する第１の信号１１９ａと第２のアンテナ１０８ｂが放射する第２の信号１１９ｂの振幅差のずれ及び位相差のずれを補正し、第２のアンテナ１０８ｂが放射する第２の信号１１９ｂと第３のアンテナ１０８ｃが放射する第３の信号１１９ｃの振幅差のずれ及び位相差のずれを補正することができる。

図５は、他の送信装置の構成例を示す図である。第１の合成部５０２ａは、第１の振幅制御部１０５ａの出力信号及び第２の振幅制御部１０５ｂの出力信号を合成する。送信装置は、第１の合成部５０２ａにより合成された信号を基に第１及び第２のチャンネル間の信号の位相差のずれを補正する。第２の合成部５０２ｂは、第２の振幅制御部１０５ｂの出力信号及び第３の振幅制御部１０５ｃの出力信号を合成する。送信装置は、第２の合成部５０２ｂにより合成された信号を基に第２及び第３のチャンネル間の信号の位相差のずれを補正する。

第１の検波器５０１ａは、第１の振幅制御部１０５ａの出力信号のレベルを検波する。第２の検波器５０１ｂは、第２の振幅制御部１０５ｂの出力信号のレベルを検波する。第３の検波器５０１ｃは、第３の振幅制御部１０５ｃの出力信号のレベルを検波する。送信装置は、第１の検波器５０１ａ、第２の検波器５０１ｂ及び第３の検波器５０１ｃにより検波されたレベルを基に第１〜第３のチャンネルの信号の振幅のずれを補正する。

この場合、第１の振幅制御部１０５ａ、第２の振幅制御部１０５ｂ及び第３の振幅制御部１０５ｃの出力信号に対して、位相差のずれ及び振幅のずれを補正することができる。しかし、その補正を行ったとしても、ワイヤ１１７ａ〜１１７ｃのボンディングのプロセスばらつき等により、第１のアンテナ１０８ａ、第２のアンテナ１０８ｂ及び第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号に対して、位相差のずれ及び振幅のずれが発生する場合がある。

これに対し、本実施形態（図１）によれば、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号と第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号を合成した信号１２２ａを生成し、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号と第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号を合成した信号１２２ｂを生成する。これにより、第１のアンテナ１０８ａが放射する第１の信号１１９ａと第２のアンテナ１０８ｂが放射する第２の信号１１９ｂの振幅差のずれ及び位相差のずれを補正し、第２のアンテナ１０８ｂが放射する第２の信号１１９ｂと第３のアンテナ１０８ｃが放射する第３の信号１１９ｃの振幅差のずれ及び位相差のずれを補正することができる。

本実施形態の合成信号１２２ａ及び１２２ｂは、それぞれ、途中でどのような経路を通っても、２個のチャンネルの信号の差情報を保った信号であるため、ワイヤボンディングなどのプロセス状態に左右されない。これが、アンテナが放射する信号を合成する理由である。

（第２の実施形態）
図６は、図２に対応し、第２の実施形態による送信装置の一部の構成例を示す図である。本実施形態（図６）は、第１の実施形態（図２）に対し、線路１１３ａ，１１４ａ，１１５ａ，１１６ａの代わりに、線路６０１ａ及び６０１ｂを設けたものである。以下、第１のアンテナ１０８ａ及び第２のアンテナ１０８ｂ間の第１の合成部を例に説明するが、第２のアンテナ１０８ｂ及び第３のアンテナ１０８ｂ間の第２の合成部も同様である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。

第１の線路６０１ａは、第１のアンテナ１０８ａの先端に接続され、第１のアンテナ１０８ａに対して第２のアンテナ１０８ｂ側に延びている。第２の線路６０１ｂは、第２のアンテナ１０８ｂの先端に接続され、第２のアンテナ１０８ｂに対して第１のアンテナ１０８ａ側に延びている。第３の線路１１２ａは、第１の線路６０１ａ及び第２の線路６０１ｂに対して電磁結合され、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号及び第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号を合成した信号１２２ａを出力する。

第１の線路６０１ａ及び第２の線路６０１ｂの長さは同じであり、第３の線路１１２ａでの振る舞いも第１及び第２のチャンネル間で同一であるため、第１及び第２のチャンネルの電界変動が第３の線路１１２ａで合成される。

同様に、第４の線路は、第２のアンテナ１０８ｂの先端に接続され、第２のアンテナ１０８ｂに対して第３のアンテナ１０８ｃ側に延びている。第５の線路は、第３のアンテナ１０８ｃの先端に接続され、第３のアンテナ１０８ｃに対して第２のアンテナ１０８ｂ側に延びている。第６の線路１１２ｂは、第４の線路及び第５の線路に対して電磁結合され、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号及び第３のアンテナ１０８ｃが放射する信号を合成した信号１２２ｂを出力する。

本実施形態は、第１の実施形態に対し、同様の動作を行い、同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態による送信装置の構成例を示す図である。本実施形態（図７）は、第１の実施形態（図１）に対して、可変ゲインアンプ７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃを追加したものである。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。第１の可変ゲインアンプ７０１ａは、第１の位相制御部１０４ａの出力信号を可変ゲインで増幅し、その増幅した信号を第１の振幅制御部１０５ａに出力する。第２の可変ゲインアンプ７０１ｂは、第２の位相制御部１０４ｂの出力信号を可変ゲインで増幅し、その増幅した信号を第２の振幅制御部１０５ｂに出力する。第３の可変ゲインアンプ７０１ｃは、第３の位相制御部１０４ｃの出力信号を可変ゲインで増幅し、その増幅した信号を第３の振幅制御部１０５ｃに出力する。

第１の実施形態では、第１の位相制御部１０４ａ、第２の位相制御部１０４ｂ及び第３の位相制御部１０４ｃは、それぞれ、制御する位相にかかわらず、出力する信号の振幅が一定であることを前提としている。しかし、実際には、第１の位相制御部１０４ａ、第２の位相制御部１０４ｂ及び第３の位相制御部１０４ｃは、それぞれ、制御する位相に応じて、出力する信号の振幅が異なる場合がある。本実施形態は、位相に応じた振幅のずれを補正するために、可変ゲインアンプ７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃを設ける。

図８（Ａ）は、第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインを一定値にし、第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインを０にした場合の第１の検波器１０９ａが出力する検波レベル８０１を示す図である。横軸は、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相を示す。縦軸は、第１の検波器１０９ａが出力する検波レベルを示す。第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインが０であるので、検波レベル８０１は、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号の検波レベルである。第１の位相制御部１０４ａが制御する位相に応じて、検波レベル８０１が変わる。検波レベル８０１は、第１の位相制御部１０４ａの位相に応じた振幅ずれを示す。

ベースバンド部１０３は、位相に応じた検波レベル８０１を基に、図８（Ｂ）に示すように、すべての位相でほぼ同じ検波レベル８０２になるように、第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインを位相に応じて変えればよい。そのため、ベースバンド部１０３は、位相にかかわらず一定の検波レベル８０２になるように、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相と第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインとの対応関係を示すテーブルを生成し、そのテーブルに応じて第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインを制御する。第１の可変ゲインアンプ７０１ａは、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相に応じた振幅のずれを補正することができる。これにより、第１の位相制御部１０４ａが制御する位相にかかわらず、第１のアンテナ１０８ａが放射する信号の振幅は一定になる。

図８（Ｃ）は、第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインを一定値にし、第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインを０にした場合の第１の検波器１０９ａが出力する検波レベル８０３を示す図である。横軸は、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相を示す。縦軸は、第１の検波器１０９ａが出力する検波レベルを示す。第１の可変ゲインアンプ７０１ａのゲインが０であるので、検波レベル８０３は、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号の検波レベルである。第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相に応じて、検波レベル８０３が変わる。検波レベル８０３は、第２の位相制御部１０４ｂの位相に応じた振幅ずれを示す。

ベースバンド部１０３は、位相に応じた検波レベル８０３を基に、図８（Ｄ）に示すように、すべての位相でほぼ同じ検波レベル８０４になるように、第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインを位相に応じて変えればよい。そのため、ベースバンド部１０３は、位相にかかわらず一定の検波レベル８０４になるように、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相と第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインとの対応関係を示すテーブルを生成し、そのテーブルに応じて第２の可変ゲインアンプ７０１ｂのゲインを制御する。第２の可変ゲインアンプ７０１ｂは、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相に応じた振幅のずれを補正することができる。これにより、第２の位相制御部１０４ｂが制御する位相にかかわらず、第２のアンテナ１０８ｂが放射する信号の振幅は一定になる。

上記と同様に、第３の可変ゲインアンプ７０１ｃは、第３の位相制御部１０４ｃが制御する位相に応じた振幅のずれを補正することができる。

その後、第１の実施形態に示した補正モードによる位相差及び振幅差のずれの補正を行う。本実施形態は、第１の実施形態に対して、より高精度の補正を行うことができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０１第１の基板
１０２第２の基板
１０３ベースバンド部
１０４ａ第１の位相制御部
１０４ｂ第２の位相制御部
１０４ｃ第３の位相制御部
１０５ａ第１の振幅制御部
１０５ｂ第２の振幅制御部
１０５ｃ第３の振幅制御部
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ出力端子
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ入力端子
１０８ａ第１のアンテナ
１０８ｂ第２のアンテナ
１０８ｃ第３のアンテナ
１０９ａ第１の検波器
１０９ｂ第２の検波器
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ入力端子
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ出力端子
１１２ａ〜１１６ａ，１１２ｂ〜１１６ｂ線路
１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｃ，１１８ａ，１１８ｂワイヤ
１１９ａ第１の信号
１１９ｂ第２の信号
１１９ｃ第３の信号
１２０波面

Claims

第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、
第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、
補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、
前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、
前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、
前記第１の合成部は、
前記第１のアンテナに対して電磁結合される第１の線路と、
前記第２のアンテナに対して電磁結合される第２の線路と、
前記第１の線路及び前記第２の線路に接続される第３の線路とを有し、
前記第３の線路は、前記第１の線路及び前記第２の線路間の中点で、前記第１の線路及び前記第２の線路に接続され、前記第１の信号及び前記第２の信号を合成した信号を出力することを特徴とする送信装置。
第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、
第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、
補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、
前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、
前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、
前記第１のアンテナの先端に接続される第１の線路と、
前記第２のアンテナの先端に接続される第２の線路と、
前記第１の線路及び前記第２の線路に対して電磁結合される第３の線路とを有し、
前記第３の線路は、前記第１の信号及び前記第２の信号を合成した信号を出力することを特徴とする送信装置。
前記第１の線路は、前記第１のアンテナに対して前記第２のアンテナ側に延び、
前記第２の線路は、前記第２のアンテナに対して前記第１のアンテナ側に延びていることを特徴とする請求項２記載の送信装置。
第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、
第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、
補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、
前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、
前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部と、
前記第１の信号の位相に応じた前記第１の信号の振幅のずれを補正する第１の可変ゲインアンプと、
前記第２の信号の位相に応じた前記第２の信号の振幅のずれを補正する第２の可変ゲインアンプとを有し、
前記位相制御部は、
前記第１の信号の位相を制御するための第１の位相制御部と、
前記第２の信号の位相を制御するための第２の位相制御部とを有し、
前記振幅制御部は、
前記第１の信号の振幅を制御するための第１の振幅制御部と、
前記第２の信号の振幅を制御するための第２の振幅制御部とを有することを特徴とする送信装置。
第１の信号を無線送信するための第１のアンテナと、
第２の信号を無線送信するための第２のアンテナと、
補正モードでは、前記第１の信号及び前記第２の信号の位相が相互に反転するように位相を制御する位相制御部と、
前記第１のアンテナから放射される信号及び前記第２のアンテナから放射される信号を合成する第１の合成部と、
前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御する振幅制御部とを有し、
前記位相制御部は、
前記第１の信号の位相を制御するための第１の位相制御部と、
前記第２の信号の位相を制御するための第２の位相制御部とを有し、
前記振幅制御部は、
前記第１の信号の振幅を制御するための第１の振幅制御部と、
前記第２の信号の振幅を制御するための第２の振幅制御部とを有し、
前記第１の位相制御部、前記第２の位相制御部、前記第１の振幅制御部及び前記第２の振幅制御部は、第１の基板に設けられ、
前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ及び前記第１の合成部は、第２の基板に設けられることを特徴とする送信装置。
さらに、前記補正モードで前記位相制御部が前記第１の信号及び前記第２の信号の位相差を変化させた場合に前記第１の合成部により合成された信号を基に前記第１の信号及び第２の信号の位相差のずれを検出する信号処理部を有し、
前記位相制御部は、動作モードでは、前記第１の信号及び第２の信号の位相差のずれを補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の送信装置。
さらに、前記第１の合成部により合成された信号のレベルを検波する第１の検波器を有し、
前記振幅制御部は、前記第１の検波器により検波されたレベルを基に前記第１の信号及び前記第２の信号の振幅差が低減するように振幅を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の送信装置。
さらに、第３の信号を無線送信するための第３のアンテナと、
前記第２のアンテナから放射される信号及び前記第３のアンテナから放射される信号を合成する第２の合成部とを有し、
前記位相制御部は、前記補正モードでは、前記第２の信号及び前記第３の信号の位相が相互に反転するように位相を制御し、
前記振幅制御部は、前記第２の合成部により合成された信号を基に前記第２の信号及び前記第３の信号の振幅差が低減するように振幅を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の送信装置。