JP7353515B1 - アンテナ制御装置、アンテナ制御方法及びアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

複数のアンテナ素子（１－ｋまたは２－ｇ）を有するアレーアンテナ（１または２）の振幅パターンを取得し、振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子（１－ｋまたは２－ｇ）の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子（１－ｋまたは２－ｇ）の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定する誤差推定部（１５）と、誤差推定部（１５）により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子（１－ｋまたは２－ｇ）の励振係数を制御する励振係数制御部（１６）とを備えるように、アンテナ制御装置（１０）を構成した。

Description

本開示は、アンテナ制御装置、アンテナ制御方法及びアンテナ装置に関するものである。

電波を通信対象機器に向けて送信する第１のアレーアンテナと、通信対象機器から送信された電波を受信する第２のアレーアンテナとを備えるアンテナ装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
当該アンテナ装置は、自己の位置と通信対象機器の位置との相対位置に応じて、第１のアレーアンテナに含まれている複数のアンテナ素子のそれぞれに送信される信号に乗算される重み係数（以下「励振係数」という）を決定する係数決定手段を備えている。また、当該係数決定手段は、当該相対位置に応じて、第２のアレーアンテナに含まれている複数のアンテナ素子のそれぞれに受信された信号に乗算される励振係数を決定する。

特開２００１－３２６５２５号公報

アンテナ装置には、経年劣化が生じ得る。アンテナ装置の使用環境は、変化することがある。アンテナ装置の使用環境の変化としては、例えば、アンテナ装置の外部からの外来ノイズの変化、第２のアレーアンテナに接続されている受信機から生じる熱雑音の変化、又は、第１のアレーアンテナに接続されている送信機から生じる熱雑音の変化がある。例えば、アンテナ装置の経年劣化、又は、アンテナ装置の使用環境の変化は、アンテナ素子の励振係数が適正な励振係数からずれる原因になることがある。
特許文献１に開示されているアンテナ装置では、係数決定手段により決定されたそれぞれのアンテナ素子の励振係数が、適正な励振係数からずれてしまうことがあるという課題があった。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、それぞれのアンテナ素子の励振係数のずれを抑えることができるアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法を得ることを目的とする。

本開示に係るアンテナ制御装置は、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナの振幅パターンを取得し、振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定する誤差推定部と、誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振係数を制御する励振係数制御部とを備え、誤差推定部は、振幅パターンを学習モデルに与えて、学習モデルから、励振振幅位相誤差を取得し、学習装置は、アレーアンテナの振幅パターンと振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得する学習データ取得部と、学習データ取得部により取得された学習データを学習モデルに与えて、振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルに学習させる学習処理部と、を備え、学習データ取得部は、学習データに含まれている励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得し、学習処理部は、学習データ取得部により取得された学習データに含まれている振幅パターンのうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを学習モデルに与える。

本開示によれば、それぞれのアンテナ素子の励振係数のずれを抑えることができる。

実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０を含むアンテナ装置を示す構成図である。 実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。 アンテナ制御装置１０が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 アンテナ制御装置１０の処理手順であるアンテナ制御方法を示すフローチャートである。 学習モデルを実現するニューラルネットワークを示す説明図である。 図６Ａは、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２の一例を示す説明図である。図６Ｂは、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）、又は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）の一例を示す説明図である。 アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１のシミュレーション結果、又は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のシミュレーション結果を示す説明図である。 学習データＤ_１に含まれているアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、学習データＤ_２に含まれているアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を示す説明図である。 学習データＤ_１に含まれている振幅パターンＰ_１のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターン、又は、学習データＤ_２に含まれている振幅パターンＰ_２のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンを示す説明図である。 ２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンを示す説明図である。 図１１Ａは、２つのカット面のうち、水平カット面の振幅パターンを示す説明図である。図１１Ｂは、２つのカット面のうち、垂直カット面の振幅パターンを示す説明図である。

以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０を含むアンテナ装置を示す構成図である。
図２は、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０のハードウェアを示すハードウェア構成図である。
図１において、第１のアレーアンテナであるアレーアンテナ１は、複数の送信用アンテナ素子として、Ｋ個のアンテナ素子１－１～１－Ｋを有している。Ｋは、２以上の整数である。
第２のアレーアンテナであるアレーアンテナ２は、複数の受信用アンテナ素子として、Ｇ個のアンテナ素子２－１～２－Ｇを有している。Ｇは、２以上の整数である。Ｋ＝Ｇであってもよいし、Ｋ≠Ｇであってもよい。
図１に示すアンテナ装置は、送信用のアレーアンテナ１と受信用のアレーアンテナ２とを備えている。しかし、これは一例に過ぎず、アンテナ装置は、送信用のアレーアンテナ１、又は、受信用のアレーアンテナ２のいずれか一方だけを備えるものであってもよい。このとき、アレーアンテナ１、又は、アレーアンテナ２が、送信用と受信用とを兼ねる送受兼用のアンテナであってもよい。

送信信号生成部３は、送信信号Ｔｘを生成し、送信信号Ｔｘを送信ビーム形成部４に出力する。
送信ビーム形成部４は、送信信号生成部３により生成された送信信号ＴｘをＫ個の送信信号Ｔｘ_１～Ｔｘ_Ｋに分配する。
送信ビーム形成部４は、分配後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）に励振係数ＥＣ_１，ｋを乗算し、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’を送信部５に出力する。
図１に示すアンテナ装置では、送信ビーム形成部４が、送信信号生成部３により生成された送信信号ＴｘをＫ個の送信信号Ｔｘ_１～Ｔｘ_Ｋに分配し、分配後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋに励振係数ＥＣ_１，ｋを乗算している。しかし、これは一例に過ぎず、送信信号生成部３が、Ｋ個の送信信号Ｔｘ_１～Ｔｘ_Ｋを生成し、送信ビーム形成部４が、送信信号生成部３により生成されたそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋに励振係数ＥＣ_１，ｋを乗算するようにしてもよい。

送信部５は、送信ビーム形成部４から、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を取得する。
送信部５は、それぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’の周波数をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数からＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数に変換する。
送信部５は、周波数変換後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’を増幅し、増幅後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ”をアンテナ素子１－ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）に出力する。

受信部６は、アレーアンテナ２のアンテナ素子２－ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）により受信された電波の受信信号Ｒｘ_ｇ”の周波数をＲＦ帯の周波数からＩＦ帯の周波数に変換する。
受信部６は、周波数変換後のそれぞれの受信信号を増幅し、増幅後のそれぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’を受信ビーム形成部７に出力する。

受信ビーム形成部７は、受信部６から、増幅後のそれぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を取得する。
受信ビーム形成部７は、それぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’に励振係数ＥＣ_２，ｇを乗算する。
受信ビーム形成部７は、励振係数乗算後のＧ個の受信信号Ｒｘ_１～Ｒｘ_Ｇを合成し、Ｇ個の受信信号Ｒｘ_１～Ｒｘ_Ｇの合成信号Ｓを図示せぬ受信装置に出力する。

アンテナ制御装置１０は、学習装置１１、学習モデル記憶部１４、誤差推定部１５及び励振係数制御部１６を備えている。
学習装置１１は、学習データ取得部１２及び学習処理部１３を備えている。
学習装置１１は、アレーアンテナ１用の学習モデルＧＭ_１を生成し、学習モデルＧＭ_１を学習モデル記憶部１４に記憶させる。
また、学習装置１１は、アレーアンテナ２用の学習モデルＧＭ_２を生成し、学習モデルＧＭ_２を学習モデル記憶部１４に記憶させる。
図１に示すアンテナ装置では、学習装置１１が、アレーアンテナ１用の学習モデルＧＭ_１とアレーアンテナ２用の学習モデルＧＭ_２とを生成している。しかし、これは一例に過ぎず、学習装置１１が、アレーアンテナ１とアレーアンテナ２との共用の学習モデルＧＭを生成するようにしてもよい。

学習データ取得部１２は、例えば、図２に示す学習データ取得回路２１によって実現される。
学習データ取得部１２は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１と、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）とを含む学習データＤ_１を取得する。励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋは、アンテナ素子１－ｋの励振振幅誤差とアンテナ素子１－ｋの励振位相誤差とを含んでいる。
また、学習データ取得部１２は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２と、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）とを含む学習データＤ_２を取得する。励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇは、アンテナ素子２－ｇの励振振幅誤差とアンテナ素子２－ｇの励振位相誤差とを含んでいる。

学習処理部１３は、例えば、図２に示す学習処理回路２２によって実現される。
学習処理部１３は、学習データ取得部１２により取得された学習データＤ_１を学習モデルＧＭ_１に与えて、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを学習モデルＧＭ_１に学習させる。
また、学習処理部１３は、学習データ取得部１２により取得された学習データＤ_２を学習モデルＧＭ_２に与えて、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを学習モデルＧＭ_２に学習させる。
学習データＤ_１は、例えば、互いに異なる複数のエリアでアレーアンテナ１が使用される場合に、それぞれのエリアで使用されたときのアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１と、当該振幅パターンＰ_１に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋとを含むものである。また、学習データＤ_１は、例えば、アレーアンテナ１の使用環境が変化する場合に、互いに異なる複数の使用環境のそれぞれで使用されたときのアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１と、当該振幅パターンＰ_１に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋとを含むものである。
学習データＤ_２は、例えば、互いに異なる複数のエリアでアレーアンテナ２が使用される場合に、それぞれのエリアで使用されたときのアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２と、当該振幅パターンＰ_２に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇとを含むものである。また、学習データＤ_２は、例えば、アレーアンテナ２の使用環境が変化する場合に、互いに異なる複数の使用環境のそれぞれで使用されたときのアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２と、当該振幅パターンＰ_２に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇとを含むものである。
学習処理部１３は、学習済みの学習モデルＧＭ_１及び学習済みの学習モデルＧＭ_２のそれぞれを学習モデル記憶部１４に記憶させる。

学習モデル記憶部１４は、例えば、図２に示す学習モデル記憶回路２３によって実現される。
学習モデル記憶部１４は、学習済みの学習モデルＧＭ_１及び学習済みの学習モデルＧＭ_２のそれぞれを記憶する。

誤差推定部１５は、例えば、図２に示す誤差推定回路２４によって実現される。
誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１及びアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のそれぞれを取得する。
誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に基づいて、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を推定する。
具体的には、誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１を学習済みの学習モデルＧＭ_１に与えて、学習モデルＧＭ_１から、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを取得する。
また、誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に基づいて、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を推定する。
具体的には、誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を学習済みの学習モデルＧＭ_２に与えて、学習モデルＧＭ_２から、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを取得する。
誤差推定部１５は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ及び励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇのそれぞれを励振係数制御部１６に出力する。

図１に示すアンテナ制御装置１０では、誤差推定部１５が、振幅パターンＰ_１を学習モデルＧＭ_１に与えて、学習モデルＧＭ_１から励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを取得し、振幅パターンＰ_２を学習モデルＧＭ_２に与えて、学習モデルＧＭ_２から励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを取得している。しかし、これは一例に過ぎず、誤差推定部１５が、例えば、ルールベースに従って、振幅パターンＰ_１から励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを推定し、ルールベースに従って、振幅パターンＰ_２から励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを推定するようにしてもよい。

励振係数制御部１６は、例えば、図２に示す励振係数制御回路２５によって実現される。
励振係数制御部１６は、誤差推定部１５から、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）及び励振振幅位相誤差Ｅ_２，（ｇ＝１，・・・，Ｇ）_ｇのそれぞれを取得する。
励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋに基づいて、アンテナ素子１－ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）の励振係数ＥＣ_１，ｋを制御する。即ち、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋに基づいて、送信ビーム形成部４によって送信信号に乗算される励振係数ＥＣ_１，ｋを制御する。
また、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇに基づいて、アンテナ素子２－ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）の励振係数ＥＣ_２，ｇを制御する。即ち、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇに基づいて、受信ビーム形成部７によって受信信号に乗算される励振係数ＥＣ_２，ｇを制御する。

図１では、アンテナ制御装置１０の構成要素である学習データ取得部１２、学習処理部１３、学習モデル記憶部１４、誤差推定部１５及び励振係数制御部１６のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、アンテナ制御装置１０が、学習データ取得回路２１、学習処理回路２２、学習モデル記憶回路２３、誤差推定回路２４及び励振係数制御回路２５によって実現されるものを想定している。
ここで、学習モデル記憶回路２３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）が該当する。
また、学習データ取得回路２１、学習処理回路２２、誤差推定回路２４及び励振係数制御回路２５のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。

アンテナ制御装置１０の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、アンテナ制御装置１０が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。

図３は、アンテナ制御装置１０が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
アンテナ制御装置１０が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、学習モデル記憶部１４がコンピュータのメモリ３１上に構成される。学習データ取得部１２、学習処理部１３、誤差推定部１５及び励振係数制御部１６におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ３１に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ３２がメモリ３１に格納されているプログラムを実行する。

また、図２では、アンテナ制御装置１０の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図３では、アンテナ制御装置１０がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、アンテナ制御装置１０における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。

次に、図１に示すアンテナ装置の動作について説明する。
図４は、アンテナ制御装置１０の処理手順であるアンテナ制御方法を示すフローチャートである。

学習装置１１により生成される、アレーアンテナ１用の学習モデルＧＭ_１とアレーアンテナ２用の学習モデルＧＭ_２とは、例えば、図５に示すようなニューラルネットワークによって実現される。
図５は、学習モデルを実現するニューラルネットワークを示す説明図である。
図５に示すニューラルネットワークは、入力層、中間層及び出力層を有している。
図５に示すニューラルネットワークでは、入力層がＸ１，Ｘ２，Ｘ３であり、中間層がＹ１，Ｙ２であり、出力層がＺ１，Ｚ２，Ｚ３である。
図５に示すニューラルネットワークでは、中間層が１層である。しかし、これは一例に過ぎず、中間層が２層以上あってもよい。
学習装置１１の学習処理部１３が用いる学習アルゴリズムとしては、教師あり学習、半教師あり学習、教師なし学習、深層学習（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）、又は、強化学習等の公知のアルゴリズムがある。深層学習は、特徴量そのものの抽出を学習する学習アルゴリズムである。強化学習は、例えば、遺伝的プログラミング、機能論理プログラミング、又は、サポートベクターマシンに従う学習アルゴリズムである。
ここでは、学習処理部１３が、学習アルゴリズムとして、教師あり学習を用いる例を説明する。

図６Ａは、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２の一例を示す説明図である。
図６Ｂは、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）、又は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）の一例を示す説明図である。
図６Ａにおいて、横軸は、アレーアンテナ１，２の角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、正規化された振幅［ｄＢ］である。
図６Ａの例では、アレーアンテナ１についての複数の振幅パターンＰ_１、又は、アレーアンテナ２についての複数の振幅パターンＰ_２が示されている。
図６Ｂにおいて、横軸は、アンテナ素子１－ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）の素子番号、又は、アンテナ素子２－ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）の素子番号である。
縦軸は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋに含まれている励振振幅誤差及び励振位相誤差のそれぞれ、又は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇに含まれている励振振幅誤差及び励振位相誤差のそれぞれが示されている。

アンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）で生じる励振振幅誤差は、基準の振幅パターンＰ_ｓｔｄに対応するアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振振幅と、振幅パターンＰ_１（またはＰ_２）に対応するアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振振幅との誤差である。基準の振幅パターンＰ_ｓｔｄは、励振振幅誤差及び励振位相誤差のそれぞれが生じない理想の振幅パターンである。
また、アンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）で生じる励振位相誤差は、基準の振幅パターンＰ_ｓｔｄに対応するアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振位相と、振幅パターンＰ_１（またはＰ_２）に対応するアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振位相との誤差である。
図６Ａの例では、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］である複数の振幅パターンＰ_１を示している。しかし、これは一例に過ぎず、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］以外の角度である複数の振幅パターンＰ_１が学習データＤ_１に含まれていてもよい。

学習装置１１の学習データ取得部１２は、図６Ａに示すようなアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１と、図６Ｂに示すような励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）とを含む学習データＤ_１を１つ以上取得する。
学習データ取得部１２により取得される学習データＤ_１は、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］である振幅パターンＰ_１を含むものに限るものではなく、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］以外の角度である振幅パターンＰ_１を含むものであってもよい。
学習データ取得部１２は、１つ以上の学習データＤ_１を学習処理部１３に出力する。
励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋは、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応している。つまり、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋは、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対する励振振幅位相誤差の正解値である。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、１つ以上の学習データＤ_１を取得する。
学習処理部１３は、それぞれの学習データＤ_１を学習モデルＧＭ_１の入力層に与えて、それぞれの学習データＤ_１に含まれている振幅パターンＰ_１に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを学習モデルＧＭ_１に学習させる。
即ち、学習処理部１３は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１が学習モデルＧＭ_１の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_１の出力層から、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。

また、学習データ取得部１２は、図６Ａに示すようなアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２と、図６Ｂに示すような励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）とを含む学習データＤ_２を１つ以上取得する。
学習データ取得部１２により取得される学習データＤ_２は、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］である振幅パターンＰ_１を含むものに限るものではなく、主ビームの角度が０［ｄｅｇ．］以外の角度である振幅パターンＰ_２を含むものであってもよい。
学習データ取得部１２は、１つ以上の学習データＤ_２を学習処理部１３に出力する。
励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇは、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応している。つまり、アンテナ素子２－ｇの励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇは、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対する励振振幅位相誤差の正解値である。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、１つ以上の学習データＤ_２を取得する。
学習処理部１３は、それぞれの学習データＤ_２を学習モデルＧＭ_２の入力層に与えて、それぞれの学習データＤ_２に含まれている振幅パターンＰ_２に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを学習モデルＧＭ_２に学習させる。
即ち、学習処理部１３は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２が学習モデルＧＭ_２の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_２の出力層から、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。
学習処理部１３は、学習済みの学習モデルＧＭ_１及び学習済みの学習モデルＧＭ_２のそれぞれを学習モデル記憶部１４に記憶させる。

アレーアンテナ１及びアレーアンテナ２におけるそれぞれの運用が開始されると、誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１及びアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のそれぞれを取得する（図４のステップＳＴ１）。
アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１及びアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のそれぞれは、例えば、図示せぬ測定装置によって測定された振幅パターンである。
誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１を、学習モデル記憶部１４に記憶されている学習済みの学習モデルＧＭ_１の入力層に与える。学習モデルＧＭ_１は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１が入力層に与えると、出力層から、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を出力する。
誤差推定部１５は、学習モデルＧＭ_１の出力層から、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを取得する（図４のステップＳＴ２）。

また、誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を、学習モデル記憶部１４に記憶されている学習済みの学習モデルＧＭ_２の入力層に与える。学習モデルＧＭ_２は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２が入力層に与えると、出力層から、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を出力する。
誤差推定部１５は、学習モデルＧＭ_２の出力層から出力された励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを取得する（図４のステップＳＴ２）。
誤差推定部１５は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ及び励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇのそれぞれを励振係数制御部１６に出力する。

励振係数制御部１６は、誤差推定部１５から、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）及び励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）のそれぞれを取得する。
励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋに基づいて、送信ビーム形成部４によって送信信号Ｔｘ_ｋに乗算される励振係数ＥＣ_１，ｋを制御する（図４のステップＳＴ３）。
即ち、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）が零になる励振係数ＥＣ_１，ｋを算出する。励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋが零になる励振係数ＥＣ_１，ｋを算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋが零になる励振係数ＥＣ_１，ｋとは、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋが完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋが概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を送信ビーム形成部４に出力する。

また、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）に基づいて、受信ビーム形成部７によって受信信号Ｒｘ_ｇに乗算される励振係数ＥＣ_２，ｇを制御する（図４のステップＳＴ４）。
即ち、励振係数制御部１６は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）が零になる励振係数ＥＣ_２，ｇを算出する。励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇが零になる励振係数ＥＣ_２，ｇを算出する処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇが零になる励振係数ＥＣ_２，ｇとは、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇが完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇが概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_２，ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を受信ビーム形成部７に出力する。

送信信号生成部３は、送信信号Ｔｘを生成し、送信信号Ｔｘを送信ビーム形成部４に出力する。
送信ビーム形成部４は、送信信号生成部３から送信信号Ｔｘを取得し、励振係数制御部１６から励振係数ＥＣ_１，ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を取得する。
送信ビーム形成部４は、送信信号ＴｘをＫ個の送信信号Ｔｘ_１～Ｔｘ_Ｋに分配する。
送信ビーム形成部４は、分配後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）に励振係数ＥＣ_１，ｋを乗算し、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’を送信部５に出力する。

送信部５は、送信ビーム形成部４から、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’ （ｋ＝１，・・・，Ｋ）を取得する。
送信部５は、それぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’の周波数をＩＦ帯の周波数からＲＦ帯の周波数に変換する。
送信部５は、周波数変換後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ’を増幅し、増幅後のそれぞれの送信信号Ｔｘ_ｋ”をアンテナ素子１－ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｋ）に出力する。
アレーアンテナ１のアンテナ素子１－ｋは、送信信号Ｔｘ_ｋ”を電波として空間に放射する。

アレーアンテナ２のアンテナ素子２－ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）は、電波を受信して、電波の受信信号Ｒｘ_ｇ”を受信部６に出力する。
受信部６は、アンテナ素子２－ｇ（ｇ＝１，・・・，Ｇ）から、受信信号Ｒｘ_ｇ”を取得する。
受信部６は、受信信号Ｒｘ_ｇ”の周波数をＲＦ帯の周波数からＩＦ帯の周波数に変換する。
受信部６は、周波数変換後のそれぞれの受信信号を増幅し、増幅後のそれぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’を受信ビーム形成部７に出力する。

受信ビーム形成部７は、受信部６から、増幅後のそれぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を取得し、励振係数制御部１６から励振係数ＥＣ_２，ｇを取得する。
受信ビーム形成部７は、それぞれの受信信号Ｒｘ_ｇ’に励振係数ＥＣ_２，ｇを乗算する。
受信ビーム形成部７は、励振係数乗算後のＧ個の受信信号Ｒｘ_１～Ｒｘ_Ｇを合成し、Ｇ個の受信信号Ｒｘ_１～Ｒｘ_Ｇの合成信号Ｓを図示せぬ受信装置に出力する。

図７は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１のシミュレーション結果、又は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のシミュレーション結果を示す説明図である。
図７において、横軸は、アレーアンテナ１，２の角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、正規化された振幅［ｄＢ］である。
図７は、１６本のアンテナ素子１－１～１－１６が直線上に配列されているアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１のシミュレーション結果、又は、１６本のアンテナ素子２－１～２－１６が直線上に配列されているアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のシミュレーション結果を示している。

実線は、送信ビーム形成部４により励振係数ＥＣ_１，ｋが乗算されたときのアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、受信ビーム形成部７により励振係数ＥＣ_２，ｇが乗算されたときのアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を示している。即ち、学習済みの学習モデルＧＭ_１から出力された励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋに基づいて励振係数ＥＣ_１，ｋが制御されたときのアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、学習済みの学習モデルＧＭ_２から出力された励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇに基づいて励振係数ＥＣ_２，ｇが制御されたときのアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を示している。
点線は、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋが考慮されている正解の振幅パターンＰ_１、又は、励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇが考慮されている正解の振幅パターンＰ_２である。
破線は、誤差のない振幅パターンＰ_１のノミナル、又は、誤差のない振幅パターンＰ_２のノミナルである。実線が示す振幅パターンＰ_１又は振幅パターンＰ_２と、破線が示す振幅パターンＰ_１又は振幅パターンＰ_２とは、よく対応していることが分かる。

以上の実施の形態１では、複数のアンテナ素子１－１～１－Ｋ（または２－１～２－Ｇ）を有するアレーアンテナ１（または２）の振幅パターンを取得し、振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定する誤差推定部１５と、誤差推定部１５により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振係数を制御する励振係数制御部１６とを備えるように、アンテナ制御装置１０を構成した。したがって、アンテナ制御装置１０は、それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振係数のずれを抑えることができる。
それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振係数のずれが抑えられることで、例えば、アンテナ装置の経年劣化、又は、アンテナ装置の使用環境の変化が生じても、アレーアンテナ１（または２）の指向方向が所望の指向方向からずれることが抑えられる。

図１に示すアンテナ制御装置１０では、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを含む学習データＤ_１が学習モデルＧＭ_１の入力層に与えられている。また、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応している励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを含む学習データＤ_２が学習モデルＧＭ_２の入力層に与えられている。
学習データＤ_１に含まれている励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋの分布及び学習データＤ_２に含まれている励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇの分布のそれぞれは、正規分布であるものであってもよい。例えば、学習データ取得部１２は、学習データに含まれている励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得する。また、励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋ及び励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇのそれぞれは、測定データを基にモデル化された関数から取得されたものであってもよい。

図１に示すアンテナ制御装置１０では、学習装置１１が、アレーアンテナ１用の学習モデルＧＭ_１とアレーアンテナ２用の学習モデルＧＭ_２とを生成している。しかし、これは一例に過ぎず、学習装置１１が、アレーアンテナ１とアレーアンテナ２との共用の学習モデルＧＭを生成するようにしてもよい。
学習装置１１が、アレーアンテナ１とアレーアンテナ２との共用の学習モデルＧＭを生成する場合、学習モデルＧＭの入力層に与えられる学習データは、アレーアンテナ１が使用されたときのアレーアンテナ１の振幅パターンと、当該振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差とを含むものである。また、学習モデルＧＭの入力層に与えられる学習データは、アレーアンテナ２が使用されたときのアレーアンテナ２の振幅パターンと、当該振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差とを含むものである。
このとき、アレーアンテナ１が使用されるエリアとアレーアンテナ２が使用されるエリアとは、同一エリアであってもよいし、異なるエリアであってもよい。
また、学習モデルＧＭの入力層に与えられる学習データは、アレーアンテナ１，２以外のアレーアンテナが使用されたときの当該アレーアンテナの振幅パターンと、当該振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差とを含むものであってもよい。

図１に示すアンテナ装置は、アンテナ制御装置１０を備えている。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、アンテナ装置がアンテナ制御装置１０を備えずに、アンテナ制御装置１０が、例えば、クラウドサーバ上に存在しているものであってもよい。

実施の形態２．
実施の形態２では、学習データ取得部１２が、学習データＤ_１，Ｄ_２に含まれているアレーアンテナ１，２の振幅パターンＰ_１，Ｐ_２として、アレーアンテナ１，２の角度に対応する振幅に、励振振幅誤差に含まれる熱雑音の影響に伴う振幅誤差ΔＰ_１，ΔＰ_２を含んでいる振幅パターンを取得するアンテナ制御装置１０について説明する。
実施の形態２に係るアンテナ装置の構成は、実施の形態１に係るアンテナ装置の構成と同様であり、実施の形態２に係るアンテナ装置を示す構成図は、図１である。

誤差推定部１５により取得される、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１及びアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のそれぞれは、例えば、図示せぬ測定装置によって測定された振幅パターンである。
測定装置によって測定された振幅パターンの信号電力が低い場合、当該振幅パターンは、例えば、アレーアンテナ２に接続されている受信機の熱雑音の影響を受けることがある。
実施の形態２に係るアンテナ制御装置１０では、熱雑音の影響を低減するために、学習データ取得部１２が、以下の示すような学習データＤ_１，Ｄ_２を取得し、学習データＤ_１を学習モデルＧＭ_１の入力層に与えて、学習データＤ_２を学習モデルＧＭ_２の入力層に与えるようにする。

図８は、学習データＤ_１に含まれているアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、学習データＤ_２に含まれているアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を示す説明図である。
図８において、横軸は、アレーアンテナ１，２の角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、正規化された振幅［ｄＢ］である。
破線は、熱雑音がない理想的な条件におけるアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１、又は、熱雑音がない理想的な条件におけるアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２を示している。
実線は、雑音モデルから得られる、それぞれの角度において振幅誤差ΔＰ_１を含む振幅パターンＰ_１’、又は、雑音モデルから得られる、それぞれの角度において振幅誤差ΔＰ_２を含む振幅パターンＰ_２’を示している。雑音モデルは、アレーアンテナ１の角度に対応する、熱雑音の影響に伴う振幅誤差ΔＰ_１を出力するモデル、又は、アレーアンテナ２の角度に対応する、熱雑音の影響に伴う振幅誤差ΔＰ_２を出力するモデルである。雑音モデル自体は、公知のモデルであるため、詳細な説明を省略する。熱雑音の分布は、どのような分布であってもよいが、例えば、正規分布が考えられる。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、学習データＤ_１を取得する。学習データＤ_１に含まれているアレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１は、熱雑音の影響に伴う振幅誤差ΔＰ_１を含んでいる。
学習処理部１３は、学習データＤ_１を学習モデルＧＭ_１の入力層に与えて、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋを学習モデルＧＭ_１に学習させる。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、学習データＤ_２を取得する。学習データＤ_２に含まれているアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２は、熱雑音の影響に伴う振幅誤差ΔＰ_２を含んでいる。
学習処理部１３は、学習データＤ_２を学習モデルＧＭ_２の入力層に与えて、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２に対応する励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇを学習モデルＧＭ_２に学習させる。
学習処理部１３は、学習済みの学習モデルＧＭ_１及び学習済みの学習モデルＧＭ_２のそれぞれを学習モデル記憶部１４に記憶させる。

以上の実施の形態２では、学習データ取得部１２が、学習データに含まれているアレーアンテナ１（または２）の振幅パターンとして、アレーアンテナ１（または２）の角度に対応する振幅に、熱雑音の影響に伴う振幅誤差を含んでいる振幅パターンを取得するように、アンテナ制御装置１０を構成した。したがって、実施の形態２に係るアンテナ制御装置１０は、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０と同様に、それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振係数のずれを抑えることができるほか、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０よりも更に熱雑音の影響を抑えることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、学習処理部１３が、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを学習モデルに与えるアンテナ制御装置１０について説明する。
実施の形態３に係るアンテナ装置の構成は、実施の形態１に係るアンテナ装置の構成と同様であり、実施の形態３に係るアンテナ装置を示す構成図は、図１である。

実施の形態３に係るアンテナ制御装置１０では、学習処理部１３は、学習データ取得部１２により取得された学習データＤ_１に含まれている振幅パターンＰ_１のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差Ｅ_１，ｋとを学習モデルＧＭ_１の入力層に与える。そして、学習処理部１３は、入力層に与えた振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_１に学習させる。
また、学習処理部１３は、学習データ取得部１２により取得された学習データＤ_２に含まれている振幅パターンＰ_２のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差Ｅ_２，ｇとを学習モデルＧＭ_２の入力層に与える。そして、学習処理部１３は、入力層に与えた振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_２に学習させる。

図９は、学習データＤ_１に含まれている振幅パターンＰ_１のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターン、又は、学習データＤ_２に含まれている振幅パターンＰ_２のうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンを示す説明図である。
図９において、横軸は、アレーアンテナ１，２の角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、正規化された振幅［ｄＢ］である。
図９の例では、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンは、約－８～約＋８［ｄｅｇ．］の範囲の角度の振幅パターンである。
学習済みの学習モデルＧＭ_１及び学習済みの学習モデルＧＭ_２におけるそれぞれの入力層に与えられる振幅パターンが、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに制限されることで、熱雑音の影響に伴うアレーアンテナ１（または２）の通信性能の劣化を更に抑えることができる。

実施の形態４．
アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１及びアレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のそれぞれは、２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンであることがある。
図１０は、２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンを示す説明図である。
図１０において、横軸は、アジマス方向の角度［ｄｅｇ．］、縦軸は、エレベーション方向の角度［ｄｅｇ．］である。
図１１Ａは、２つのカット面のうち、水平カット面の振幅パターンを示す説明図である。水平カット面の振幅パターンは、１次元パターンである。
図１１Ｂは、２つのカット面のうち、垂直カット面の振幅パターンを示す説明図である。垂直カット面の振幅パターンは、１次元パターンである。
図１１Ａの例では、２つのカット面のうち、水平カット面の振幅パターンを示し、図１１Ｂの例では、２つのカット面のうち、垂直カット面の振幅パターンを示している。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、２つのカット面のうち、一方のカット面が水平カット面から傾いている斜めのカット面であり、他方のカット面が垂直カット面から傾いている斜めのカット面であってもよい。

実施の形態４に係るアンテナ装置の構成は、実施の形態１に係るアンテナ装置の構成と同様であり、実施の形態４に係るアンテナ装置を示す構成図は、図１である。
学習データ取得部１２は、学習データＤ_１として、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１のうち、一方のカット面の１次元の振幅パターンと、他方のカット面の１次元の振幅パターンと、一方のカット面の１次元の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差と、他方のカット面の１次元の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データＤ_１を取得する。
また、学習データ取得部１２は、学習データＤ_２として、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のうち、一方のカット面の１次元の振幅パターンと、他方のカット面の１次元の振幅パターンと、一方のカット面の１次元の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差と、他方のカット面の１次元の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データＤ_２を取得する。

図１１の例では、学習データ取得部１２が、学習データＤ_１として、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１のうち、水平カット面における１次元の振幅パターンと、垂直カット面における１次元の振幅パターンと、水平カット面の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差と、垂直カット面の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データＤ_１を取得する。
また、学習データ取得部１２が、学習データＤ_２として、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２のうち、水平カット面における１次元の振幅パターンと、垂直カット面における１次元の振幅パターンと、水平カット面の振幅パターンに対応しているアンテナ素子２－ｇの励振振幅位相誤差と、垂直カット面の振幅パターンに対応しているアンテナ素子２－ｇの励振振幅位相誤差とを含む学習データＤ_２を取得する。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、例えば、図１１に示すような学習データＤ_１を１つ以上取得する。
学習処理部１３は、それぞれの学習データＤ_１を学習モデルＧＭ_１の入力層に与えて、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_１に学習させる。また、学習処理部１３は、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_１に学習させる。
即ち、学習処理部１３は、水平カット面における１次元の振幅パターンが学習モデルＧＭ_１の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_１の出力層から、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。また、学習処理部１３は、垂直カット面における１次元の振幅パターンが学習モデルＧＭ_１の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_１の出力層から、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。

学習処理部１３は、学習データ取得部１２から、例えば、図１１に示すような学習データＤ_２を１つ以上取得する。
学習処理部１３は、それぞれの学習データＤ_２を学習モデルＧＭ_２の入力層に与えて、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_２に学習させる。また、学習処理部１３は、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を学習モデルＧＭ_２に学習させる。
即ち、学習処理部１３は、水平カット面における１次元の振幅パターンが学習モデルＧＭ_２の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_２の出力層から、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。また、学習処理部１３は、垂直カット面における１次元の振幅パターンが学習モデルＧＭ_２の入力層に与えられると、学習モデルＧＭ_２の出力層から、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差が出力されるように、ニューラルネットワークの重みｗ１１‐ｗ１６，ｗ２１‐ｗ２６を調整する。

アレーアンテナ１及びアレーアンテナ２におけるそれぞれの運用が開始されると、誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１として、例えば、水平カット面における１次元の振幅パターンと垂直カット面における１次元の振幅パターンとを取得する。
また、誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２として、例えば、水平カット面における１次元の振幅パターンと垂直カット面における１次元の振幅パターンとを取得する。

誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１として、例えば、水平カット面における１次元の振幅パターンを学習済みの学習モデルＧＭ_１の入力層に与え、学習モデルＧＭ_１の出力層から、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を取得する。
また、誤差推定部１５は、アレーアンテナ１の振幅パターンＰ_１として、例えば、垂直カット面における１次元の振幅パターンを学習済みの学習モデルＧＭ_１の入力層に与え、学習モデルＧＭ_１の出力層から、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を取得する。
誤差推定部１５は、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差及び垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差のそれぞれを励振係数制御部１６に出力する。

誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２として、例えば、水平カット面における１次元の振幅パターンを学習済みの学習モデルＧＭ_２の入力層に与え、学習モデルＧＭ_２の出力層から、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を取得する。
また、誤差推定部１５は、アレーアンテナ２の振幅パターンＰ_２として、例えば、垂直カット面における１次元の振幅パターンを学習済みの学習モデルＧＭ_２の入力層に与え、学習モデルＧＭ_２の出力層から、垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を取得する。
誤差推定部１５は、水平カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差及び垂直カット面における１次元の振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差のそれぞれを励振係数制御部１６に出力する。

励振係数制御部１６は、誤差推定部１５から、アレーアンテナ１についての、例えば、水平カット面に係る励振振幅位相誤差及び垂直カット面に係る励振振幅位相誤差のそれぞれを取得する。
励振係数制御部１６は、水平カット面に係る励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{１，Ｈ，ｋ}（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を算出する。励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{１，Ｈ，ｋ}とは、励振振幅位相誤差が完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差が概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、垂直カット面に係る励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{１，Ｖ，ｋ}（ｋ＝１，・・・，Ｋ）を算出する。励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{１，Ｖ，ｋ}とは、励振振幅位相誤差が完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差が概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_{１，Ｈ，ｋ}が示す励振分布と励振係数ＥＣ_{１，Ｖ，ｋ}が示す励振分布との積をとることで、励振係数ＥＣ_１，ｋを算出する。励振係数ＥＣ_{１，Ｈ，ｋ}が示す励振分布と励振係数ＥＣ_{１，Ｖ，ｋ}が示す励振分布との積をとる処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_１，ｋを送信ビーム形成部４に出力する。

励振係数制御部１６は、誤差推定部１５から、アレーアンテナ２についての、例えば、水平カット面に係る励振振幅位相誤差及び垂直カット面に係る励振振幅位相誤差のそれぞれを取得する。
励振係数制御部１６は、水平カット面に係る励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{２，Ｈ，ｇ}（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を算出する。励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{２，Ｈ，ｋ}とは、励振振幅位相誤差が完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差が概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、垂直カット面に係る励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{２，Ｖ，ｇ}（ｇ＝１，・・・，Ｇ）を算出する。励振振幅位相誤差が零になる励振係数ＥＣ_{２，Ｖ，ｋ}とは、励振振幅位相誤差が完全に零になるものに限るものではなく、実用上問題のない範囲内で、励振振幅位相誤差が概ね零になるものを含む概念である。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_{２，Ｈ，ｇ}が示す励振分布と励振係数ＥＣ_{２，Ｖ，ｇ}が示す励振分布との積をとることで、励振係数ＥＣ_２，ｇを算出する。
励振係数制御部１６は、励振係数ＥＣ_２，ｇを受信ビーム形成部７に出力する。

以上の実施の形態４では、アレーアンテナ１（または２）の振幅パターンが、２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンであり、学習データ取得部１２が、学習データとして、それぞれのカット面の振幅パターンと、それぞれのカット面の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得するように、アンテナ制御装置１０を構成した。したがって、実施の形態４に係るアンテナ制御装置１０は、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０と同様に、それぞれのアンテナ素子１－ｋ（または２－ｇ）の励振係数のずれを抑えることができる。また、実施の形態４に係るアンテナ制御装置１０は、実施の形態１に係るアンテナ制御装置１０よりも、学習処理部１３における学習処理の処理負荷を軽減することができる。

なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

本開示は、アンテナ制御装置、アンテナ制御方法及びアンテナ装置に適している。

１ アレーアンテナ（第１のアレーアンテナ）、１－１～１－Ｋ アンテナ素子、２ アレーアンテナ（第２のアレーアンテナ）、２－１～２－Ｇ アンテナ素子、３ 送信信号生成部、４ 送信ビーム形成部、５ 送信部、６ 受信部、７ 受信ビーム形成部、１０ アンテナ制御装置、１１ 学習装置、１２ 学習データ取得部、１３ 学習処理部、１４ 学習モデル記憶部、１５ 誤差推定部、１６ 励振係数制御部、２１ 学習データ取得回路、２２ 学習処理回路、２３ 学習モデル記憶回路、２４ 誤差推定回路、２５ 励振係数制御回路、３１ メモリ、３２ プロセッサ。

Claims (9)

1. 複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナの振幅パターンを取得し、前記振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定する誤差推定部と、
   前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振係数を制御する励振係数制御部と、
   学習モデルを生成する学習装置と、を備え、
   前記誤差推定部は、前記振幅パターンを前記学習モデルに与えて、前記学習モデルから、前記励振振幅位相誤差を取得し、
   前記学習装置は、前記アレーアンテナの前記振幅パターンと前記振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得する学習データ取得部と、前記学習データ取得部により取得された学習データを前記学習モデルに与えて、前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を前記学習モデルに学習させる学習処理部と、を備え、
   前記学習データ取得部は、前記学習データに含まれている前記励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得し、
   前記学習処理部は、前記学習データ取得部により取得された学習データに含まれている振幅パターンのうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、前記主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを前記学習モデルに与えることを特徴とするアンテナ制御装置。
2. 複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナの振幅パターンを取得し、前記振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定する誤差推定部と、
   前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振係数を制御する励振係数制御部と、
   学習モデルを生成する学習装置と、を備え、
   前記誤差推定部は、前記振幅パターンを前記学習モデルに与えて、前記学習モデルから、前記励振振幅位相誤差を取得し、
   前記学習装置は、前記アレーアンテナの前記振幅パターンと前記振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得する学習データ取得部と、前記学習データ取得部により取得された学習データを前記学習モデルに与えて、前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を前記学習モデルに学習させる学習処理部と、を備え、
   前記学習データ取得部は、前記学習データに含まれている前記励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得し、
   前記アレーアンテナの振幅パターンは、２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンであり、
   前記学習データ取得部は、前記学習データとして、それぞれのカット面の振幅パターンと、それぞれのカット面の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得することを特徴とするアンテナ制御装置。
3. それぞれのカット面の振幅パターンは、１次元パターンであり、
   前記学習データ取得部は、
   前記学習データとして、それぞれのカット面における１次元の振幅パターンと、それぞれのカット面における１次元の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得することを特徴とする請求項２記載のアンテナ制御装置。
4. 前記学習データ取得部は、
   前記学習データに含まれている前記アレーアンテナの前記振幅パターンとして、前記アレーアンテナの角度に対応する振幅に、前記励振振幅誤差に含まれる熱雑音の影響に伴う振幅誤差を含んでいる振幅パターンを取得することを特徴とする請求項１記載のアンテナ制御装置。
5. 誤差推定部と、励振係数制御部と、学習装置と、を備えた装置が行うアンテナ制御方法であって、
   前記誤差推定部が、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナの振幅パターンを取得し、前記振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定するステップと、
   前記励振係数制御部が、前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振係数を制御するステップと、
   前記学習装置が、学習モデルを生成するステップと、を備え、
   前記誤差推定部は、前記振幅パターンを前記学習モデルに与えて、前記学習モデルから、前記励振振幅位相誤差を取得し、
   前記学習装置は、前記アレーアンテナの前記振幅パターンと前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得する学習データ取得部と、前記学習データ取得部により取得された学習データを前記学習モデルに与えて、前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を前記学習モデルに学習させる学習処理部と、を備え、
   前記学習データ取得部は、前記学習データに含まれている前記励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得し、
   前記学習処理部は、前記学習データ取得部により取得された学習データに含まれている振幅パターンのうち、主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンと、前記主ビームに対応する角度範囲の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを前記学習モデルに与えることを特徴とするアンテナ制御方法。
6. 誤差推定部と、励振係数制御部と、学習装置と、を備えた装置が行うアンテナ制御方法であって、
   前記誤差推定部が、複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナの振幅パターンを取得し、前記振幅パターンに基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差とそれぞれのアンテナ素子の励振位相誤差とを含む励振振幅位相誤差を推定するステップと、
   前記励振係数制御部が、前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、それぞれのアンテナ素子の励振係数を制御するステップと、
   前記学習装置が、学習モデルを生成するステップと、を備え、
   前記誤差推定部は、前記振幅パターンを前記学習モデルに与えて、前記学習モデルから、前記励振振幅位相誤差を取得し、
   前記学習装置は、前記アレーアンテナの前記振幅パターンと前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得する学習データ取得部と、前記学習データ取得部により取得された学習データを前記学習モデルに与えて、前記振幅パターンに対応する励振振幅位相誤差を前記学習モデルに学習させる学習処理部と、を備え、
   前記学習データ取得部は、前記学習データに含まれている前記励振振幅位相誤差として、それぞれのアンテナ素子の励振振幅誤差の分布が正規分布である励振振幅誤差と、それぞれのアンテナ素子の励振位相誤差の分布が正規分布である励振位相誤差と、をアンテナ素子毎に異なる値として取得し、
   前記アレーアンテナの振幅パターンは、２つのカット面におけるそれぞれの振幅パターンが組み合わされている２次元パターンであり、
   前記学習データ取得部は、前記学習データとして、それぞれのカット面の振幅パターンと、それぞれのカット面の振幅パターンに対応している励振振幅位相誤差とを含む学習データを取得することを特徴とするアンテナ制御方法。
7. 複数のアンテナ素子を有する前記アレーアンテナと、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ制御装置と、
   複数の送信信号のそれぞれに励振係数を乗算し、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号をそれぞれのアンテナ素子に出力する送信ビーム形成部とを備え、
   前記励振係数制御部は、前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、前記送信ビーム形成部によって、それぞれの送信信号に乗算される励振係数を制御することを特徴とするアンテナ装置。
8. 複数のアンテナ素子を有するアレーアンテナと、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ制御装置と、
   それぞれのアンテナ素子により受信された信号である受信信号に励振係数を乗算し、励振係数乗算後の複数の受信信号を合成する受信ビーム形成部とを備え、
   前記励振係数制御部は、前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、前記受信ビーム形成部によって、それぞれの受信信号に乗算される励振係数を制御することを特徴とするアンテナ装置。
9. 複数の送信用アンテナ素子を有する第１のアレーアンテナと、
   複数の受信用アンテナ素子を有する第２のアレーアンテナと、
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンテナ制御装置と、
   複数の送信信号のそれぞれに励振係数を乗算し、励振係数乗算後のそれぞれの送信信号をそれぞれの送信用アンテナ素子に出力する送信ビーム形成部と、
   それぞれの受信用アンテナ素子により受信された信号である受信信号に励振係数を乗算し、励振係数乗算後の複数の受信信号を合成する受信ビーム形成部とを備え、
   前記励振係数制御部は、前記誤差推定部により推定された励振振幅位相誤差に基づいて、前記送信ビーム形成部によって、それぞれの送信信号に乗算される励振係数を制御し、かつ、前記受信ビーム形成部によって、それぞれの受信信号に乗算される励振係数を制御することを特徴とするアンテナ装置。

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