JPH09138270A - フェーズドアレイアンテナ装置 - Google Patents

フェーズドアレイアンテナ装置

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JPH09138270A
JPH09138270A JP7298366A JP29836695A JPH09138270A JP H09138270 A JPH09138270 A JP H09138270A JP 7298366 A JP7298366 A JP 7298366A JP 29836695 A JP29836695 A JP 29836695A JP H09138270 A JPH09138270 A JP H09138270A
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amplitude
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Tsutomu Watabe
勉 渡部
Noriaki Miyano
憲明 宮野
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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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間のうちにアンテナの波面補正や素子の
故障診断を行なうことが可能なフェーズドアレイアンテ
ナ装置を提供する。 【解決手段】 各放射器1100〜1N00の複数の送受信モジ
ュールのうち、それぞれ１つの送受信モジュールが演算
処理器400 からの制御信号によって受信動作状態に設定
される。リファレンス空中線600 より空間に放射される
励振器300 のＲＦリファレンス信号は、上記受信動作状
態の複数の送受信モジュールによって受信されたのち、
受信器200 によってそれぞれ周波数変換され、ビーム形
成部100 により素子データが抽出される。演算処理器40
0 は、この素子データから上記送受信モジュールの受信
信号の位相および振幅のデータを検出し、上記送受信モ
ジュールの初期の位相および振幅のデータと比較して、
上記送受信モジュールに対する補正データおよびウェイ
トデータを算出するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ装置、通
信装置等に用いられ、自ら振幅や位相の補正、故障診断
を行なう自己補正機能付きフェーズドアレイアンテナ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーダや通信などのアンテナ装置におい
ては広範囲を高速で観測するためのビーム走査機能が要
求される。このような機能を備える装置の一例として、
アレイ状に複数の送受信モジュールを配列したフェーズ
ドアレイアンテナ装置がある。このフェーズドアレイア
ンテナ装置では、各送受信モジュールにおける送受信信
号の通過位相を制御することによってアンテナ装置本体
を固定した状態でビーム走査を行なうようにしている。
【０００３】ところで、上記フェーズドアレイアンテナ
装置の通過位相の制御は、電波環境やアンテナ内部の温
度変化等により変動するため、各送受信モジュールにつ
いて振幅や位相の補正、故障診断を定期的に行なうよう
にしている。特に素子数が多い場合には、上記の検査と
補正にかなりの時間と労力を要するためフェーズドアレ
イアンテナ装置本体に自己補正機能を備えるようにして
いる。
【０００４】以下、図１１を参照して、従来の自己補正
機能を備えたフェーズドアレイアンテナ装置について説
明する。尚、図１１には、特に受信系についてのみ図示
した。 観測対象からのレーダエコーは、素子アンテナ
1111〜111Mにて受信され、それぞれに対応する送受信モ
ジュール1121〜112Mにて振幅と位相が制御される。尚、
これらの送受信モジュール1121〜112Mは、走査制御器50
0 によって制御される。送受信モジュール1121〜112Mか
ら出力される受信信号は、ＲＦ合成回路1140にてＲＦ
（アナログ）合成されて受信器210 に入力される。
【０００５】ＲＦ合成回路1140からのＲＦ合成信号は、
受信器210 において後述する励振器300 からのローカル
信号によって周波数変換される。そして、この周波数変
換後、信号処理器110 でＩ／Ｑ直交検波（または、位相
検波した後に、Ａ／Ｄ変換）されて、受信データが得ら
れる。
【０００６】ところで、送受信モジュール1121〜112Mの
補正は、演算処理回路410 の制御信号に基づいて走査制
御器500 が補正対象となる特定の送受信モジュールのみ
ＯＮにしておく。そして、励振器300 のローカル信号か
ら生成したＲＦリファレンス信号を用いて行なわれる。
【０００７】このＲＦリファレンス信号は、リファレン
ス空中線600 に入力され、空間を介してアレイ配列され
た素子アンテナ1111〜111Mに放射される。空間に放射さ
れたＲＦリファレンス信号は、素子アンテナ1111〜111M
で受信され、前述の特定の送受信モジュールを通過した
信号のみがＲＦ合成回路1140を介して受信器210 に入力
される。
【０００８】そして、前述の観測対象からのレーダエコ
ーの場合と同様に受信器210 にて周波数変換されたのち
信号処理器110 の検波により受信データが得られ、演算
回路410 からのタイミング信号のタイミングでデータが
抽出され、演算回路410 に入力される。
【０００９】演算回路410 は、上記データから前述の特
定の送受信モジュールの受信信号の振幅と位相を検出
し、当該送受信モジュールの初期の振幅および位相のデ
ータと比較して調整に必要な振幅と位相の補正量を算出
する。
【００１０】以上の操作を順次、繰り返して全ての素子
の上記補正量を算出後、この補正量に基づき、走査制御
器500 を通じてアンテナの波面補正を行なう。また、送
受信モジュールの故障診断を行なう場合には、同様にし
て受信データから振幅および位相を求め、初期の振幅お
よび位相値と比較して故障判定を行なう。
【００１１】しかしながら、上記構成による従来のフェ
ーズドアレイアンテナ装置では、各素子の補正量あるい
は故障診断を順次１つずつ検出しているため、特に素子
数の多いアンテナにあってはすべての素子について上記
検出を実施するにはかなりの時間が必要とされるという
問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来のフェーズドアレ
イアンテナ装置では、アンテナの波面補正や、素子の故
障診断に多くの時間が必要されるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、短
時間のうちに高精度のアンテナの波面の補正や素子の故
障診断を行なうことが可能なフェーズドアレイアンテナ
装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明に係るフェーズドアレイアンテナ装置
は、ローカル信号、およびこのローカル信号に基づくＲ
Ｆリファレンス信号を生成する励振手段と、ＲＦリファ
レンス信号を送信するリファレンス空中線と、アレイ配
列された複数の素子アンテナと、対応する素子アンテナ
とＲＦ信号を授受しその位相と振幅を制御信号に基づい
て制御する複数の送受信モジュールと、この複数の送受
信モジュールの出力する受信信号を合成し、ＲＦ合成信
号として出力するＲＦ合成回路とを備える複数の放射器
と、複数の送受信モジュールを制御するための制御信号
を生成する走査制御手段と、複数の放射器が出力するＲ
Ｆ合成信号を、ローカル信号を用いてそれぞれ独立に周
波数変換し受信ＩＦ信号として出力する周波数変換手段
と、この周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ信号
をそれぞれ独立にディジタル信号に変換し、素子信号と
して出力するアナログ／ディジタル変換手段と、このア
ナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素子信号
を、外部からのウェイトデータに応じてそれぞれ独立に
重み付けを行なったのちに互いに加算してビーム形成を
行ない、その加算結果を受信データとして出力するビー
ム形成手段と、アナログ／ディジタル変換手段が出力す
る複数の素子信号から互いに同一タイミングでデータを
抽出する素子信号抽出手段と、この素子信号抽出手段に
よって抽出されたデータから、複数の放射器が出力する
ＲＦ合成信号の振幅および位相を検出する演算処理手段
とを具備することを特徴とする。
【００１４】上記構成によるフェーズドアレイアンテナ
装置によれば、各放射器ごとに、例えば１つずつ送受信
モジュールを動作させてＲＦリファレンス信号を受信す
ることにより、動作させた送受信モジュールの受信信号
が各放射器の出力するＲＦ合成信号となって出力され
る。そして、このＲＦ合成信号に基づくデータから、一
括して動作させた送受信モジュールの出力する受信信号
の振幅および位相を検出する。
【００１５】したがって、定期的に同一のＲＦリファレ
ンス信号を用いて送受信モジュールの出力する受信信号
の振幅および位相を検出することが可能で、なおかつ放
射器の数だけ一括して検出することができる。このた
め、短時間で精度の高い検出を行なうことが可能とな
る。
【００１６】さらに、上記演算処理手段は、上記走査制
御手段を通じて、複数の放射器の各々に対して一部の送
受信モジュールのみを動作させる制御を、すべての送受
信モジュールについて順次行なう機能を備えることを特
徴とする。これにより、短時間のうちにすべての送受信
モジュールの出力する受信信号の振幅および位相を検出
することができる。
【００１７】さらに、演算処理手段は、素子信号抽出手
段によって抽出されたデータから、動作させた送受信モ
ジュールの出力する受信信号の振幅および位相を検出す
る機能と、この機能によって検出された検出結果と、動
作させた送受信モジュールの以前の検出結果とを比較し
て受信信号の振幅および位相についての変動量を算出す
る機能と、この機能によって得られる変動量に基づき、
走査制御手段を通じて、対応する送受信モジュールの移
相量と利得とを制御する機能とを有することを特徴とす
る。
【００１８】この構成によれば、短時間のうちに高い精
度ですべての送受信モジュールの出力する受信信号の振
幅および位相を検出し、この検出結果と以前に検出した
結果とを比較して変動量を求め、この変動量に基づいて
走査制御手段を通じ、対応する送受信モジュールの移相
量と利得とを制御する。したがって、短時間のうちに高
い精度ですべての送受信モジュールを較正して、アンテ
ナ波面の補正を完了させることが可能になる。
【００１９】さらに、演算処理手段は、素子信号抽出手
段によって抽出されたデータから、動作させた送受信モ
ジュールの出力する受信信号の振幅および位相を検出す
る機能と、この機能によって検出された検出結果と、動
作させた送受信モジュールの以前の検出結果とを比較し
て受信信号の振幅および位相についての変動量を算出す
る機能と、この機能によって得られる変動量に基づいて
ウェイトデータを算出し、ビーム形成手段の重み付けを
制御する機能とを有することを特徴とする。
【００２０】この構成によれば、短時間のうちに高い精
度ですべての送受信モジュールの出力する受信信号の振
幅および位相を検出し、この検出結果と以前に検出した
結果とを比較して変動量を求め、この変動量に基づくウ
ェイトデータを算出してビーム形成手段の重み付けを制
御する。したがって、短時間のうちに高い精度で、受信
信号の振幅や位相を補正し、ビーム形成することが可能
である。
【００２１】さらに、演算処理手段は、素子信号抽出手
段によって抽出されたデータから、動作させた送受信モ
ジュールの出力する受信信号の振幅および位相を検出す
る機能と、この機能によって検出された検出結果と、動
作させた送受信モジュールの以前の検出結果とを比較し
て受信信号の振幅および位相についての変動量を算出す
る機能と、この機能によって得られる変動量が予め設定
した値を越えた時に、対応する送受信モジュールを故障
素子として検出する機能とを有することを特徴とする。
【００２２】この構成によれば、短時間のうちに高い精
度ですべての送受信モジュールの出力する受信信号の振
幅および位相を検出し、この検出結果と以前に検出した
結果とを比較して変動量を求め、この変動量が予め設定
した値を越えた場合には、当該変動量に対応する送受信
モジュールを故障素子として検出する。したがって、短
時間ですべての送受信モジュールについて高精度の故障
診断をすることができる。
【００２３】さらに、演算処理手段は、走査制御手段を
通じて、複数の送受信モジュールのうち一部の当該モジ
ュールを動作させる機能と、素子信号抽出手段によって
抽出されたデータから、動作させた送受信モジュールの
出力する受信信号の振幅および位相を検出する機能と、
この機能によって検出された検出結果と、動作させた送
受信モジュールの以前の検出結果とを比較して受信信号
の振幅および位相についての変動量を算出する機能と、
この機能によって得られる変動量に基づき、アレイ配列
された複数の素子アンテナによって形成されるアンテナ
開口面における連続的な変動量の分布状態を算出する機
能を備えることを特徴とする。
【００２４】この構成によれば、複数の送受信モジュー
ルのうち一部の当該モジュールを動作させて、動作させ
た送受信モジュールの出力する受信信号の振幅および位
相を検出する。そして、この検出結果と以前に検出した
結果とを比較して変動量を求め、この変動量に基づいて
アレイ配列された複数の素子アンテナによって形成され
るアンテナ開口面における連続的な変動量の分布状態を
算出する。これにより、すべての送受信モジュールの変
動量を求めることができる。したがって、一部の送受信
モジュールについての上記変動量を検出するだけで、す
べての送受信モジュールについての上記変動量を検出す
ることができる。
【００２５】さらに、演算処理手段は、アンテナ開口面
における連続的な変動量の分布状態を算出する機能の算
出結果に基づき、走査制御手段を通じて、送受信モジュ
ールの移相量と利得とを制御する機能を有することを特
徴とする。
【００２６】この構成によれば、変動量の分布状態の算
出結果に基づいて、対応する送受信モジュールの移相量
と利得とを制御する。したがって、短時間のうちにすべ
ての送受信モジュールを較正して、アンテナ波面の補正
を完了させることが可能になる。
【００２７】さらに、演算処理手段は、アンテナ開口面
における連続的な変動量の分布状態を算出する機能の算
出結果に基づくウェイトデータを算出し、ビーム形成手
段の重み付けを制御する機能を有することを特徴とす
る。
【００２８】この構成によれば、変動量の分布状態の算
出結果に基づいて、ウェイトデータを算出し、ビーム形
成手段の重み付けを制御する。したがって、短時間のう
ちに受信信号の振幅や位相を補正し、ビーム形成するこ
とが可能である。
【００２９】また、この発明に係るフェーズドアレイア
ンテナ装置は、少なくとも素子アンテナと、この素子ア
ンテナとＲＦ信号を授受し位相と振幅を制御信号に基づ
いて制御する送受信モジュールとを備える複数の放射器
と、この複数の放射器ごとに、複数の送受信モジュール
の位相と振幅を制御するための制御信号を生成する走査
制御手段と、ローカル信号、およびこのローカル信号に
基づくＲＦパイロット信号を生成する励振手段と、ＲＦ
パイロット信号を複数に分配する機能と、この機能によ
って分配された複数のＲＦパイロット信号と複数の放射
器が出力する複数の信号とのうち一方を選択する機能
と、この機能によって選択された複数の信号をそれぞれ
ローカル信号を用いて周波数変換し、受信ＩＦ信号とし
て出力する複数の周波数変換機能とを備える周波数変換
手段と、この周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ
信号をそれぞれ独立にディジタル信号に変換し、素子信
号として出力するアナログ／ディジタル変換手段と、こ
のアナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素子
信号を、外部からのウェイトデータに応じてそれぞれ独
立に重み付けを行なったのちに互いに加算してビーム形
成を行ない、受信データとして出力するビーム形成手段
と、アナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素
子信号から同一タイミングでデータを抽出する素子信号
抽出手段と、この素子信号抽出手段によって抽出された
データから周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ信
号の振幅および位相を検出する演算処理手段とを具備し
たことを特徴とする。
【００３０】上記構成によるフェーズドアレイアンテナ
装置によれば、周波数変換手段においてＲＦパイロット
信号を選択して周波数変換を行なっている場合に、上記
複数の受信ＩＦ信号に基づくデータから、一括して各周
波数変換機能の出力する受信ＩＦ信号の振幅および位相
を検出する。
【００３１】したがって、定期的に同一のＲＦパイロッ
ト信号を用いて受信ＩＦ信号の振幅および位相を検出す
ることが可能で、なおかつ上記複数の受信ＩＦ信号につ
いて一括して上記検出を行なうことができるため、短時
間で精度の高い検出を行なうことが可能となる。
【００３２】さらに、演算処理手段は、周波数変換手段
がＲＦパイロット信号を周波数変換している時に、素子
信号抽出手段によって抽出されたデータから、対応する
周波数変換手段の出力する受信ＩＦ信号の振幅および位
相を検出する機能と、この機能によって検出された検出
結果と以前の検出結果とを比較して受信ＩＦ信号の振幅
および位相についての変動量を算出する機能と、この機
能によって得られる変動量に基づいてウェイトデータを
算出し、ビーム形成手段の重み付けを制御する機能とを
有することを特徴とする。
【００３３】この構成によれば、短時間のうちに高い精
度ですべての受信ＩＦ信号の振幅および位相を検出し、
この検出結果と以前に検出した結果とを比較して変動量
を求め、この変動量に基づくウェイトデータを算出して
ビーム形成手段の重み付けを制御する。したがって、短
時間のうちに高い精度で受信信号の振幅や位相を補正
し、ビーム形成することが可能である。
【００３４】さらに、演算処理手段は、周波数変換手段
がＲＦパイロット信号を周波数変換している時に、素子
信号抽出手段によって抽出されたデータから、対応する
周波数変換手段の出力する受信ＩＦ信号の振幅および位
相を検出したする機能と、この機能によって検出された
検出結果と以前の検出結果とを比較して受信ＩＦ信号の
振幅および位相についての変動量を算出する機能と、こ
の機能によって得られる変動量が予め設定した値を越え
た時に、対応する周波数変換機能を故障として検出する
機能とを有することを特徴とする。
【００３５】この構成によれば、短時間のうちに高い精
度ですべての周波数変換機能の出力する受信ＩＦ信号の
振幅および位相を検出し、この検出結果と以前に検出し
た結果とを比較して変動量を求め、この変動量が予め設
定した値を越えた場合、対応する周波数変換機能を故障
として検出する。したがって、短時間ですべての周波数
変換機能について高精度の故障診断をすることができ
る。
【００３６】
【発明の実施の形態】まず、図１を参照してこの発明に
係るフェーズドアレイアンテナ装置の一実施形態を説明
する。尚、図１には、特に受信系についてのみ図示し
た。観測対象からのレーダエコーは、放射器1100〜1N00
にて受信される。この放射器1100〜1N00は、後述するよ
うにＭ個の素子アンテナと、それに対応するＭ個の送受
信モジュールとをそれぞれ備え、走査制御器500 からの
制御信号に基づいて受信した信号の振幅と位相を制御
し、受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN として受信器200 に入
力する。
【００３７】受信器200 は、上記受信ＲＦ信号を励振器
300 で発振されたローカル信号を用いて周波数変換し、
それぞれ受信ＩＦ信号ＳIF1 〜ＳIFN としてビーム形成
部100 に入力する。
【００３８】ビーム形成部100 は、上記受信ＩＦ信号に
対してＩ／Ｑ直交検波を行なう。そして、この検波結果
から、演算処理器400 からのタイミング信号のタイミン
グでデータを抽出し、Ｎチャンネルの素子データＳとし
て演算処理器400 に入力するとともに、上記検波結果に
対して演算処理器400 からのウェイトデータに基づく重
み付け加算処理を施してビーム形成する。このようにし
てビーム形成された信号は、受信データ＃として出力さ
れる。
【００３９】演算処理器400 は、ビーム形成部100 に前
述のタイミング信号を入力して、Ｎチャンネルの素子デ
ータＳを得る。そして、この素子データＳから受信ＲＦ
信号ＳRF1 〜ＳRFN の位相データおよび振幅データを検
出する。その後、初期の位相データおよび振幅データと
比較して、位相と振幅の変動量（補正データ）を算出
し、この補正データに応じた上記ウェイトデータと、制
御信号とを出力する。この制御信号は走査制御器500 に
入力される。
【００４０】走査制御器500 は、上記制御信号に基づい
て、各放射器1100〜1N00の送受信モジュールに対する制
御を行なう。励振器300 は、前述したようにローカル信
号を発振する。また、送受信モジュールの調整および故
障診断時にはこのローカル信号を用いてＲＦリファレン
ス信号を生成する。このＲＦリファレンス信号は、リフ
ァレンス空中線600 に入力され、空間に放射される。
【００４１】次に、図２を参照して上記放射器1100につ
いて詳細に説明する。放射器1100は、サブアレイ状に配
列されたＭ個の素子アンテナ1111〜111M、この素子アン
テナ1111〜111Mにそれぞれ対応する送受信モジュール11
21〜112M、ＲＦ合成器1140、および中継ユニット1130を
備えている。
【００４２】素子アンテナ1111〜111Mは、観測対象から
のレーダエコーを受信し、それぞれ対応する送受信モジ
ュール1121〜112Mに入力する。中継ユニット1130は、各
送受信モジュール1121〜112Mに前述の走査制御器500 か
らの制御信号を入力する。
【００４３】送受信モジュール1121〜112Mは、中継ユニ
ット1130からの制御信号に基づいて、対応する素子アン
テナ1111〜111Mの受信信号に対して後述するような各種
の信号制御を行ない、ＲＦ合成器1140に入力する。
【００４４】ＲＦ合成器1140は、送受信モジュール1121
〜112Mの出力信号を合成して、前述の受信ＲＦ信号ＳRF
1 として受信器200 に出力する。尚、放射器1200〜1N00
については、放射器1100と同様の構成であることより説
明は省略する。
【００４５】次に、図３を参照して送受信モジュール11
21について詳細に説明する。送受信モジュール1121は、
Ｔ／Ｒスイッチ1151、低雑音増幅器1152、移相器1153、
バッファアンプ1154、およびこれらを制御する制御回路
1155を備えている。
【００４６】素子アンテナ1111からの受信信号は、Ｔ／
Ｒスイッチ1151を介したのち低雑音増幅器1152で増幅さ
れ、その後移相器1153により位相制御される。そして、
このあとバッファアンプ1154で再度増幅され、受信ＲＦ
信号としてＲＦ合成器1140に入力される。
【００４７】制御回路1155は、中継ユニット1130を介し
て入力される走査制御器500 からの制御信号に基づいて
Ｔ／Ｒスイッチ1151を送信／受信に応じて切り替え制御
し、低雑音増幅器1152をＯＮ／ＯＦＦ制御し、移相器11
53の通過位相を制御する。また、バッファアンプ1154を
ＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、当該送受信モジュー
ル1121のＯＮ／ＯＦＦを制御している。
【００４８】尚、送受信モジュール1122〜112Mについて
は、送受信モジュール1121と同様の構成であることより
説明は省略する。次に、図４を参照してビーム形成部10
0 ついて詳細に説明する。ビーム形成部100 は、Ｎ個の
Ａ／Ｄ変換器111 〜11N と、これらにそれぞれ対応する
Ｎ個のラッチ回路121 〜12N と、ビーム形成器130 と、
パラレル／シリアル変換器140 とを備えている。
【００４９】Ａ／Ｄ変換器111 〜11N は、それぞれ対応
する受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN が入力され、この信号
をディジタル信号に変換するとともに、Ｉ／Ｑの直交信
号を形成して、対応するラッチ回路121 〜12N に入力す
る。
【００５０】ラッチ回路121 〜12N は、それぞれＡ／Ｄ
変換器で検波されたＩ／Ｑ直交信号を、ディジタル受信
信号ＳD1〜ＳDNとしてビーム形成器130 に入力するとと
もに、Ｉ／Ｑ直交信号から前述のタイミング信号のタイ
ミングでデータを抽出する。このＮチャンネルのパラレ
ルのデータは、パラレル／シリアル変換器140 に入力さ
れる。
【００５１】ビーム形成器130 は、演算処理器400 から
のウェイトデータＷ11〜ＷNKが入力され、上記各ディジ
タル受信信号ＳD1〜ＳDNに対して、上記ウェイトデータ
に基づく重み付け加算処理を施す。そして、この処理結
果を受信データ＃1 〜＃K として出力する。
【００５２】パラレル／シリアル変換器140 は、ラッチ
回路121 〜12N によって同期抽出されたＮチャンネルの
パラレルの素子データＳ1 〜ＳN をシリアル信号に変換
し、これを素子データＳとして演算処理器400 に入力す
る。
【００５３】次に、図５を参照してビーム形成器130 つ
いて詳細に説明する。ビーム形成器130 は、Ｎ個の遅延
回路1311〜131Nと、Ｋ個のビーム形成回路1301〜130Kと
を備えている。
【００５４】遅延回路1311〜131Nは、それぞれディジタ
ル受信信号ＳD1〜ＳDNを異なる遅延時間（τ，２τ，
…，Ｎτ）だけ遅延させる。遅延回路1311〜131Nの出力
は、それぞれＫ分配されてビーム形成回路1301〜130Kに
入力される。
【００５５】ビーム形成回路1301は、乗算回路1321〜13
2Nおよび加算回路1331〜133Nを備えている。乗算回路13
21〜132Nは、それぞれ対応する遅延回路1311〜131Nから
の出力と、それぞれ対応する前述のウェイトデータＷ11
〜ＷN1が入力され、上記遅延回路の出力に対して上記ウ
ェイトデータを用いて複素乗算による重み付けを行な
う。加算回路1331〜133Nは、乗算回路1321〜132Nの出力
を前述の遅延時間に合わせシストリック状に順次加算
し、受信データ＃１として出力する。
【００５６】また、ビーム形成回路1302〜130Kについて
もビーム形成回路1301と同様に、対応するウェイトデー
タが入力され、それぞれ受信データ＃２〜＃Ｋを得る。
以下、上記構成における自己補正動作について説明す
る。まず、励振器300 で生成されたＲＦリファレンス信
号が、リファレンス空中線600 に入力される。そして、
空間に放射され、放射器1100〜1N00によって受信され
る。
【００５７】この時、放射器1100〜1N00では、演算処理
器400 の制御信号が走査制御器500を通じて入力され
る。そして上記制御信号によって各放射器1100〜1N00内
のＭ個の送受信モジュールのうち、それぞれ１つだけが
受信動作（ＯＮ）状態に設定される。これは、図３に示
すバッファアンプ1154をＯＮ／ＯＦＦ制御することによ
りなされる。したがって、Ｎ個の送受信モジュールによ
って受信された上記ＲＦリファレンス信号が、それぞれ
受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN として出力される。
【００５８】これらの受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN は、
受信器200 によってそれぞれ周波数変換されたのち、そ
れぞれビーム形成部100 に受信ＩＦ信号ＳIF1 〜ＳIFN
として、それぞれビーム形成部100 のＡ／Ｄ変換器111
〜11N に入力される。そして、この受信ＩＦ信号は、Ａ
／Ｄ変換器111 〜11N によってディジタル信号に変換さ
れるとともにＩ／Ｑの直交信号として形成される。
【００５９】これらの直交信号は、それぞれラッチ回路
121 〜12N を通じてビーム形成器130 に入力されるとと
もに、ラッチ回路121 〜12N により互いに同一タイミン
グでデータが抽出される。そして、これらのＮチャンネ
ルの素子データＳ1 〜ＳN は、パラレル／シリアル変換
器140 よりシリアルの素子データＳに変換され演算処理
器400 に入力される。
【００６０】これに対して、演算処理器400 は、素子デ
ータＳから受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN の位相および振
幅のデータを検出し、予め測定しておいた初期の位相お
よび振幅のデータとを比較して、上記Ｎ個の送受信モジ
ュールに対する補正データを算出する。
【００６１】そして、以上の動作を、順次、動作状態に
するＮ個の送受信モジュールを変えてＭ回繰り返すこと
により、すべて（Ｍ×Ｎ個）の送受信モジュールについ
て補正データを算出する。
【００６２】そして、演算処理器400 は、すべての送受
信モジュールに対する補正データの算出が終わると、こ
の補正データに基づく制御信号を走査制御器500 を介し
て、各送受信モジュールに入力してアンテナ波面の補正
（キャリブレーション）を行なう。
【００６３】一方、ビーム形成部100 のビーム形成器13
0 に対しては、上記補正データに基づいて、ビーム形成
用の通常の複素ウェイトに、上記補正データに基づくチ
ャンネル間の補正用のウェイトを積算したものをウェイ
トデータＷ11〜ＷNKとして出力する。これに対しビーム
形成回路1301〜130Kは、上記ウェイトデータＷ11〜ＷNK
を用いて、重み付け加算処理を施してビーム形成を行な
う。
【００６４】すなわち、上記構成のフェーズドアレイア
ンテナ装置によれば、Ｍ×Ｎ個の送受信モジュールを有
する場合に、送受信モジュールの較正に必要な補正デー
タを一度にＮ個算出することが可能なため、この補正デ
ータの算出をＭ回繰り返すだけですべての送受信モジュ
ールの補正データを求めることができる。したがって、
短時間のうちにすべての送受信モジュールを較正して、
アンテナ波面の補正を完了させることが可能になる。
【００６５】また、一般にアンテナ装置において上記構
成の複数の素子アンテナ1111〜１１１Ｍや送受信モジュ
ール１１２１〜112Mを有する場合には、これらについて
故障発生状況（故障箇所や故障箇所の数など）をセンシ
ングする機能が要求される。しかし、このアンテナ装置
によれば、すべての送受信モジュール1121〜112Mの出力
する受信信号の位相データおよび振幅データと、初期の
位相データおよび振幅データとを比較して増幅器のゲイ
ンの低下や移相器の制御不良などの異常箇所を検出する
ことができるので、故障箇所や故障箇所の数を適確に把
握できる。
【００６６】また、ビーム形成用の通常の複素ウェイト
に、上記補正データに基づくチャンネル間の補正用のウ
ェイトを積算して、上記ウェイトデータＷ11〜ＷNKを設
定するようにしているため、各放射器1100〜1N00単位で
受信信号の振幅や位相を制御することが可能である。
【００６７】尚、上記実施形態では、ビーム形成用の通
常の複素ウェイトとチャンネル間の補正用のウェイトと
を積算したウェイトデータＷ11〜ＷNKを用いて、ビーム
形成器130 によりビーム形成とチャンネル間の補正とを
同時に行なっている。しかし、これに限定されるもので
はなく、例えば、ビーム形成器130 に代わり、図６に示
すようなビーム形成器131 にしてもよい。
【００６８】このビーム形成器131 では、遅延回路1311
〜131Nによって遅延したディジタル受信信号ＳD1〜ＳDN
を、それぞれ乗算回路1341〜134Nによってチャンネル間
の補正用の重み付け処理を行なったのち、それぞれＫ分
配してビーム形成回路1301〜130Kに入力する。
【００６９】そして、ビーム形成回路1301〜130Kでは、
乗算回路1321〜132Nによって通常のビーム形成用の重み
付け処理を行なったのち、加算回路1331〜133Nによって
遅延時間に合わせてシストリック状に順次加算して、所
望のビームを形成するようにする。
【００７０】このように、チャンネル間の補正用の重み
付け処理と、ビーム形成用の重み付け処理とを別々に行
なうようにしても、同様の効果を奏することはいうまで
もない。
【００７１】また、受信器200 および励振器300 は、上
述の構成に限定されるものではなく、例えば図７に示す
受信器201 および励振器301 で構成するようにしてもよ
い。以下、受信器200 および励振器300 に代わり、受信
器201 および励振器301 を適用した場合について説明す
る。
【００７２】受信器201 は、周波数変換器211 〜21N 、
ＲＦ分配器220 および230 を備えている。励振器301
は、ローカル信号を発振してＲＦ分配器230 に入力する
とともに、上記ローカル信号を用いてＲＦパイロット信
号を生成してＲＦ分配器220 に入力する。
【００７３】ＲＦ分配器220 は、ＲＦパイロット信号を
Ｎ分配し、ＲＦパイロット信号ＳPL1 〜ＳPLN としてそ
れぞれ周波数変換器211 〜21N に入力する。同様に、Ｒ
Ｆ分配器230 は、上記ローカル信号をＮ分配し、ローカ
ル信号Ｌ1 〜ＬN としてそれぞれ周波数変換器211 〜21
N に入力する。
【００７４】周波数変換器211 〜21N は、送受信モジュ
ール1121〜112Mからの受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN と、
上記ＲＦパイロット信号ＳPL1 〜ＳPLN が入力され、選
択的に一方の信号をローカル信号Ｌ1 〜ＬN を用いて周
波数変換し、受信ＩＦ信号IF1 〜IFN1としてビーム形成
部100 に入力する。
【００７５】次に、図８を参照して、周波数変換器211
の詳細な構成ついて説明する。周波数変換器211 は、Ｒ
Ｆスイッチ2111、ＲＦアンプ2112、ミキサ2113、フィル
タ2114およびＩＦアンプ2115を備えている。
【００７６】ＲＦスイッチ2111は、受信ＲＦ信号ＳRF1
とＲＦパイロット信号ＳPL1 とが入力され、選択的に一
方の信号をＲＦアンプ2112に入力する。ＲＦアンプ2112
は、ＲＦスイッチ2111からの信号を増幅してに入力す
る。
【００７７】ミキサ2113は、ローカル信号Ｌ1 を用いて
ＲＦアンプ2112の出力信号を周波数変換したのち、フィ
ルタ2114を介してＩＦアンプ2115に入力する。ＩＦアン
プ2115は、フィルタ2114からの出力信号を中間周波増幅
し、ビーム形成部100 に入力する。
【００７８】尚、周波数変換器212 〜21N についても、
周波数変換器211 と同様の構成であることより説明を省
略する。以上の構成のアンテナ装置によれば、通常の受
信動作時には、各周波数変換器212 〜21N のＲＦスイッ
チ2111が、それぞれ受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN を選択
して、前述の実施形態と同様にして信号処理を行ない、
受信データを得る。
【００７９】一方、調整および故障診断時には、各周波
数変換器212 〜21N のＲＦスイッチ2111が、それぞれＲ
Ｆパイロット信号ＳPL1 〜ＳPLN を選択するように設定
する。これにより、ＲＦパイロット信号ＳPL1 〜ＳPLN
が、それぞれ周波数変換器212 〜21N によって周波数変
換され、ビーム形成部100 に入力される。
【００８０】そして、ビーム形成部100 では、前述の実
施形態と同様にして得たＮチャンネルの素子データＳ1
〜ＳN を演算処理器400 に入力する。これに対し、演算
処理器400 は、素子データＳから受信ＲＦ信号ＳRF1 〜
ＳRFN の位相および振幅のデータを検出し、ＲＦパイロ
ット信号ＳPL1 〜ＳPLN を用いて予め測定しておいた初
期の位相および振幅のデータとを比較する。そして、位
相と振幅の変動量（補正データ）を算出し、この補正デ
ータに応じた上記ウェイトデータをビーム形成部100 に
出力する。
【００８１】これに対し、ビーム形成部100 では、ビー
ム形成回路1301〜130Kにより上記ウェイトデータを用い
て重み付け加算処理を施してビーム形成を行なう。尚、
上記ウェイトデータは、ビーム形成用の通常の複素ウェ
イトに、上記補正データに基づくチャンネル間の補正用
のウェイトを積算したものである。
【００８２】したがって、上記構成によれば、同一のＲ
Ｆパイロット信号ＳPL1 〜ＳPLN を用いて、定期的に受
信器200 以降に生じ得る変動成分（振幅や位相の誤差）
を演算処理器400 にて検出することが可能で、なおかつ
すべての受信ＩＦ信号について一括して上記検出を行な
うことができる。
【００８３】このため、受信器200 の温度変化等の影響
によって生じる各チャンネル間の振幅および位相の誤差
の検出や、受信器200 より後段に生じ得る上記誤差の補
正および故障の検出が短時間のうちに高い精度で行なう
が可能となる。
【００８４】尚、前述の実施形態と同様にビーム形成器
130 に代わり、図６に示すようなビーム形成器131 を用
いて、各チャンネル間の振幅および位相の誤差を補正し
所望のビームを形成するようにしても、同様の効果を奏
することはいうまでもない。
【００８５】ところで、複数の素子アンテナが面状にア
レイ配列されたアレイアンテナにおいては、アンテナ内
部もしくは外部で発生する熱や圧力等により電気的ある
いは機械的に位相や振幅の変動が生じる。
【００８６】例えば、熱に関しては、送受信モジュール
を冷却する冷却機械の冷却性能によって温度分布が生じ
たり、外部の熱源によって局部的に暖められることによ
り温度分布や変動が生じる。また、圧力に関しては、風
圧や振動によりアンテナ開口面が歪み、変動が生じる。
【００８７】これら熱や圧力の変動は、アンテナ開口面
において時間とともに連統的に滑らかに変化して、アレ
イ配列された複数の素子アンテナ間において時間ととも
に変動する振幅や位相の誤差となる。
【００８８】この発明は、このような時間とともに変動
する素子アンテナ間の振幅や位相の誤差に対しても有効
である。以下、図９を参照して説明する。尚、前述の構
成と同じものについては同一の符号を付号し、詳細な説
明は省略する。
【００８９】図９に示すアンテナ装置の基本構成は、図
１に示したアンテナ装置と同様であるが、放射器1100〜
1N00の素子アンテナ1111〜111Mを面状にアレイ配列し
て、アンテナ開口面700 を形成している。すなわち、こ
のアンテナ装置は、Ｍ×Ｎ（縦×横）個の素子アンテナ
が面アレイ配列されたアンテナ開口面700 によって、１
次元ＤＢＦ（Digital Beam Forming）方式（縦方向ＲＦ
合成方式、横方向ＤＢＦ方式）によるビーム走査を行な
う。以下、上記構成における自己補正動作について説明
する。
【００９０】励振器300 からのＲＦリファレンス信号
が、リファレンス空中線600 より空間に放射される。一
方、放射器1100〜1N00には、演算処理器401 の制御信号
が走査制御器500 を通じて入力され、この制御信号にし
たがって、各放射器1100〜1N00の送受信モジュールのう
ち、それぞれ１つだけが受信動作（ＯＮ）状態に設定さ
れる（以下、動作素子と称する）。
【００９１】尚、これらの動作素子は、離散的な配列に
なるように選択する。例えば、図１０に示すように、動
作素子をアンテナ開口面700 に対してメッシュ状になる
ように選択する。この図では、Ｍ（縦）が５個、Ｎ
（横）が９個の素子アンテナが面アレイ配列された場合
を示しており、各縦列には、動作素子が１素子ずつとな
るようにしている。
【００９２】そして、上記動作素子に対応する素子アン
テナによって受信されたＲＦリファレンス信号は、受信
ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN として出力される。この受信Ｒ
Ｆ信号ＳRF1 〜ＳRFN は、受信器200 によってそれぞれ
受信ＩＦ信号ＳIF1 〜ＳIFNに周波数変換され、それぞ
れビーム形成部100 に入力される。
【００９３】上記受信ＲＦ信号ＳRF1 〜ＳRFN は、ビー
ム形成部100 によりディジタル信号に変換されるととも
にＩ／Ｑの直交信号として形成される。そして、これら
Ｉ／Ｑ直交信号は、演算処理器401 からのタイミング信
号のタイミングでデータが抽出され、Ｎチャンネルの素
子データＳとして演算処理器401 に転送される。
【００９４】これに対して、演算処理器401 は、上記素
子データＳから受信ＲＦ信号ＳRF1〜ＳRFN の位相およ
び振幅のデータを検出する。そして、この位相および振
幅のデータと、動作素子の初期の位相および振幅のデー
タとを比較してそれぞれの変動量を算出する。そして、
これらの変動量に基づいて、動作素子に対する補正デー
タを算出する。
【００９５】また、その他の受信動作状態にしなかった
送受信モジュール（以下、非動作素子と称する）に対し
ては、上記動作素子との位置的な相関関係と、上記変動
量とに基づいて補正データの推定値を算出する。
【００９６】その後、上記補正データに基づいて、すべ
ての送受信モジュールに対する補正（キャリブレーショ
ン）を行なう。尚、非動作素子に対する補正データの推
定値の算出は、例えばスプライン補間処理により求める
ことができる。この様子を図１１に示す。
【００９７】図１１において、Ｘ軸，Ｙ軸は、それぞれ
アンテナ開口面の素子の座標を示し、Ｚ軸は、位相もし
くは振幅の初期状態からの変動量を示している。上述し
たように送受信モジュールを離散的に選択して受信動作
状態にすることにより、Ｎ個の上記変動量が求まる。そ
して、これらＮ個の変動量に基づくスプライン補間処理
を行ない、非動作素子の変動量を推定する。このように
して求めた変動量に基づいて、非動作素子の補正データ
の推定値の算出する。
【００９８】以上のように、上記構成のアンテナ装置で
は、Ｎ個の送受信モジュールを離散的に選択して受信動
作状態にし、これらの動作素子における位相および振幅
の初期状態からの変動量を算出する。そして、これらの
変動量に基づいて、すべての送受信モジュールに対する
補正データを算出し、補正を行なうようにしている。
【００９９】したがって、Ｎ個の送受信モジュールにつ
いての変動量を測定するだけで、すべての送受信モジュ
ール1121〜112Mに対する補正を行なうことができるた
め、前述の実施形態に比して、さらに短い時間のうちに
アンテナ波面の補正を完了することができ、振幅や位相
の誤差の時間的な変動に対しても追従することができ
る。
【０１００】尚、上記実施形態ではアンテナ開口面を２
次元の平板として説明したが、素子の座標が特定される
形状であれば、３次元の任意の形状であっても適用する
ことができる。
【０１０１】また、前述の実施形態と同様にビーム形成
器130 に代わり、図６に示すようなビーム形成器131 を
用いて、各チャンネル間の振幅および位相の誤差を補正
し所望のビームを形成するようにしても、同様の効果を
奏することはいうまでもない。
【０１０２】以上の実施形態において、リファレンス空
中線600 は、アンテナ開口面と対向するように設置され
ている場合を図示しているが、例えばアンテナ開口面の
一部もしくは複数箇所に設置するようにしてもよい。ま
た、ある素子アンテナをリファレンス空中線として共用
するようにしてもよい。
【０１０３】また、特にアクティブ・フェーズドアレイ
について説明したが、増幅器等を含まない移相器を用い
たパッシブフェーズドアレイの場合でも、送受信モジュ
ールの故障診断、位相補正、およびビーム形成やチャン
ネル間の補正を行なうことができる。
【０１０４】さらに、放射器には複数（Ｍ個）の素子ア
ンテナと送受信モジュールとが配列された構成例を示し
ているが、必ずしも複数ある必要はなく、Ｍ＝１の場合
でも適応できる。その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であること
はいうまでもない。
【０１０５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
短時間のうちに高精度のアンテナの波面の補正や素子の
故障診断を行なうことが可能なフェーズドアレイアンテ
ナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るフェーズドアレイアンテナ装置
の一実施形態の構成を示す図。
【図２】図１に示したフェーズドアレイアンテナ装置の
放射器の構成を示す図。
【図３】図２に示した放射器の送受信モジュールの構成
を示す図。
【図４】図１に示したフェーズドアレイアンテナ装置の
ビーム形成部の構成を示す図。
【図５】図４に示したビーム形成部のビーム形成器の構
成を示す図。
【図６】図４に示したビーム形成部のビーム形成器の他
の構成を示す図。
【図７】図１に示したフェーズドアレイアンテナ装置の
受信器の構成を示す図。
【図８】図７に示した受信器の周波数変換器の構成を示
す図。
【図９】図１に示したフェーズドアレイアンテナ装置の
素子アンテナを面状にアレイ配列した場合の構成を示す
図。
【図１０】図９に示したアンテナ開口面にアレイ配列さ
れた素子のうち、動作素子の配列例を示す図。
【図１１】図９に示したアンテナ開口面における位相も
しくは振幅の変動量の連続的な変化を示す図。
【図１２】従来のフェーズドアレイアンテナ装置の構成
を示す図。
【符号の説明】
100 ，110 …ビーム形成部 200 ，201 ，210 …受信器 300 ，301 …励振器 400 ，401 ，410 …演算処理器 500 …走査制御器 600 …リファレンス空中線 700 …アンテナ開口面 111 〜11N …Ａ／Ｄ変換器 121 〜12N …ラッチ回路 130 ，131 …ビーム形成器 140 …パラレル／シリアル変換器 211 〜21N …周波数変換器 220 ，230 …ＲＦ分配器 1100〜1N00…放射器 1111〜1N1M…素子アンテナ 1121〜112M…送受信モジュール 1130…中継ユニット 1140…ＲＦ合成器 1151…Ｔ／Ｒスイッチ 1152…低雑音増幅器 1153…移相器 1154…バッファアンプ 1155…制御回路 1301〜130K…ビーム形成回路 1311〜131N…遅延回路 1321〜132N，1341〜134N…乗算回路 1331〜133N…加算回路 2111…ＲＦスイッチ 2112…ＲＦアンプ 2113…ミキサ 2114…フィルタ 2115…ＩＦアンプ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ローカル信号、およびこのローカル信号
    に基づくＲＦリファレンス信号を生成する励振手段と、 前記ＲＦリファレンス信号を送信するリファレンス空中
    線と、 アレイ配列された複数の素子アンテナと、対応する前記
    素子アンテナとＲＦ信号を授受しその位相と振幅を制御
    信号に基づいて制御する複数の送受信モジュールと、こ
    の複数の送受信モジュールの出力する受信信号を合成
    し、ＲＦ合成信号として出力するＲＦ合成回路とを備え
    る複数の放射器と、 この複数の放射器ごとに、前記複数の送受信モジュール
    の位相と振幅を制御するための制御信号を生成する走査
    制御手段と、 前記複数の放射器が出力するＲＦ合成信号を、前記ロー
    カル信号を用いてそれぞれ独立に周波数変換し受信ＩＦ
    信号として出力する周波数変換手段と、 この周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ信号をそ
    れぞれ独立にディジタル信号に変換し、素子信号として
    出力するアナログ／ディジタル変換手段と、 このアナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素
    子信号を、外部からのウェイトデータに応じてそれぞれ
    独立に重み付けを行なったのちに互いに加算してビーム
    形成を行ない、その加算結果を受信データとして出力す
    るビーム形成手段と、 前記アナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素
    子信号から互いに同一タイミングでデータを抽出する素
    子信号抽出手段と、 この素子信号抽出手段によって抽出されたデータから、
    前記複数の放射器が出力するＲＦ合成信号の振幅および
    位相を検出する演算処理手段とを具備したことを特徴と
    するフェーズドアレイアンテナ装置。
  2. 【請求項２】 さらに、前記演算処理手段は、前記走査
    制御手段を通じて、前記複数の放射器の各々に対して一
    部の前記送受信モジュールのみを動作させる制御を、す
    べての前記送受信モジュールについて順次行なう機能を
    備えることを特徴とする請求項１に記載のフェーズドア
    レイアンテナ装置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記演算処理手段は、前記素子
    信号抽出手段によって抽出されたデータから、動作させ
    た前記送受信モジュールの出力する受信信号の振幅およ
    び位相を検出する機能と、この機能によって検出された
    検出結果と、動作させた前記送受信モジュールの以前の
    検出結果とを比較して前記受信信号の振幅および位相に
    ついての変動量を算出する機能と、この機能によって得
    られる変動量に基づき、前記走査制御手段を通じて、対
    応する前記送受信モジュールの移相量と利得とを制御す
    る機能とを有することを特徴とする請求項２に記載のフ
    ェーズドアレイアンテナ装置。
  4. 【請求項４】 さらに、前記演算処理手段は、前記素子
    信号抽出手段によって抽出されたデータから、動作させ
    た前記送受信モジュールの出力する受信信号の振幅およ
    び位相を検出する機能と、この機能によって検出された
    検出結果と、動作させた前記送受信モジュールの以前の
    検出結果とを比較して前記受信信号の振幅および位相に
    ついての変動量を算出する機能と、この機能によって得
    られる変動量に基づいて前記ウェイトデータを算出し、
    ビーム形成手段の重み付けを制御する機能とを有するこ
    とを特徴とする請求項２に記載のフェーズドアレイアン
    テナ装置。
  5. 【請求項５】 さらに、前記演算処理手段は、前記素子
    信号抽出手段によって抽出されたデータから、動作させ
    た前記送受信モジュールの出力する受信信号の振幅およ
    び位相を検出する機能と、この機能によって検出された
    検出結果と、動作させた前記送受信モジュールの以前の
    検出結果とを比較して前記受信信号の振幅および位相に
    ついての変動量を算出する機能と、この機能によって得
    られる変動量が予め設定した値を越えた時に、対応する
    前記送受信モジュールを故障素子として検出する機能と
    を有することを特徴とする請求項２に記載のフェーズド
    アレイアンテナ装置。
  6. 【請求項６】 さらに、前記演算処理手段は、前記走査
    制御手段を通じて、前記複数の送受信モジュールのうち
    一部の当該モジュールを動作させる機能と、前記素子信
    号抽出手段によって抽出されたデータから、動作させた
    前記送受信モジュールの出力する受信信号の振幅および
    位相を検出する機能と、この機能によって検出された検
    出結果と、動作させた前記送受信モジュールの以前の検
    出結果とを比較して前記受信信号の振幅および位相につ
    いての変動量を算出する機能と、この機能によって得ら
    れる変動量に基づき、アレイ配列された前記複数の素子
    アンテナによって形成されるアンテナ開口面における連
    続的な前記変動量の分布状態を算出する機能を備えるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のフェーズドアレイアン
    テナ装置。
  7. 【請求項７】 さらに、前記演算処理手段は、アンテナ
    開口面における連続的な前記変動量の分布状態を算出す
    る機能の算出結果に基づき、前記走査制御手段を通じ
    て、前記送受信モジュールの移相量と利得とを制御する
    機能を有することを特徴とする請求項６に記載のフェー
    ズドアレイアンテナ装置。
  8. 【請求項８】 さらに、前記演算処理手段は、アンテナ
    開口面における連続的な前記変動量の分布状態を算出す
    る機能の算出結果に基づく前記ウェイトデータを算出
    し、ビーム形成手段の重み付けを制御する機能を有する
    ことを特徴とする請求項６に記載のフェーズドアレイア
    ンテナ装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも素子アンテナと、この素子ア
    ンテナとＲＦ信号を授受し位相と振幅を制御信号に基づ
    いて制御する送受信モジュールとを備える複数の放射器
    と、 この複数の放射器ごとに、前記複数の送受信モジュール
    の位相と振幅を制御するための制御信号を生成する走査
    制御手段と、 ローカル信号、およびこのローカル信号に基づくＲＦパ
    イロット信号を生成する励振手段と、 前記ＲＦパイロット信号を複数に分配する機能と、この
    機能によって分配された複数の前記ＲＦパイロット信号
    と前記複数の放射器が出力する複数の信号とのうち一方
    を選択する機能と、この機能によって選択された複数の
    信号をそれぞれ前記ローカル信号を用いて周波数変換
    し、受信ＩＦ信号として出力する複数の周波数変換機能
    とを備える周波数変換手段と、 この周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ信号をそ
    れぞれ独立にディジタル信号に変換し、素子信号として
    出力するアナログ／ディジタル変換手段と、 このアナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素
    子信号を、外部からのウェイトデータに応じてそれぞれ
    独立に重み付けを行なったのちに互いに加算してビーム
    形成を行ない、受信データとして出力するビーム形成手
    段と、 前記アナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素
    子信号から同一タイミングでデータを抽出する素子信号
    抽出手段と、 この素子信号抽出手段によって抽出されたデータから前
    記周波数変換手段が出力する複数の受信ＩＦ信号の振幅
    および位相を検出する演算処理手段とを具備したことを
    特徴とするフェーズドアレイアンテナ装置。
  10. 【請求項１０】 さらに、前記演算処理手段は、前記周
    波数変換手段が前記ＲＦパイロット信号を周波数変換し
    ている時に、前記素子信号抽出手段によって抽出された
    データから、対応する前記周波数変換手段の出力する受
    信ＩＦ信号の振幅および位相を検出する機能と、この機
    能によって検出された検出結果と以前の検出結果とを比
    較して前記受信ＩＦ信号の振幅および位相についての変
    動量を算出する機能と、この機能によって得られる変動
    量に基づいて前記ウェイトデータを算出し、ビーム形成
    手段の重み付けを制御する機能とを有することを特徴と
    する請求項９に記載のフェーズドアレイアンテナ装置。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記演算処理手段は、前記周
    波数変換手段が前記ＲＦパイロット信号を周波数変換し
    ている時に、前記素子信号抽出手段によって抽出された
    データから、対応する前記周波数変換手段の出力する受
    信ＩＦ信号の振幅および位相を検出したする機能と、こ
    の機能によって検出された検出結果と以前の検出結果と
    を比較して前記受信ＩＦ信号の振幅および位相について
    の変動量を算出する機能と、この機能によって得られる
    変動量が予め設定した値を越えた時に、対応する前記周
    波数変換機能を故障として検出する機能とを有すること
    を特徴とする請求項９に記載のフェーズドアレイアンテ
    ナ装置。
  12. 【請求項１２】 さらに、前記ビーム形成手段は、前記
    アナログ／ディジタル変換手段が出力する複数の素子信
    号に対して、演算処理手段からのウェイトデータを用い
    てそれぞれ独立に重み付けを行なって補正したのちに、
    それぞれ独立にビーム形成のための重み付けを行ない、
    互いに加算して受信データとして出力することを特徴と
    する請求項４，８あるいは１０のいずれかに記載のフェ
    ーズドアレイアンテナ装置。
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