JPWO2006051614A1 - アレーアンテナの校正装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の実施の形態1に係るアレーアンテナの校正装置について図面を参照しながら説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図1に示すアレーアンテナの校正装置は、K個のアンテナ素子A1〜AKで構成されるアレーアンテナ1、移相器2−1から2−Kから構成され、各アンテナ素子で受信された信号の位相を設定された位相値列に基づき制御する位相制御部2、移相器2−1から2−Kで設定する各位相値を決定するため使用する符号列を発生させる直交符号発生器3、位相制御後の各アンテナ素子の受信信号を合成する合成器4、合成器4による合成出力と移相器の制御に用いた直交符号発生器3からの符号列との相互相関演算を行う相関演算部5、相関演算部5で求めた相互相関値に基づき各アンテナ素子の振幅・位相偏差を補償する相対校正係数を決定する校正係数計算部6、及び校正のための基準信号を送信する校正用送信アンテナ7から構成される。
アレーアンテナ1においては、校正用送信アンテナ7から送信された既知の波形である基準信号S(t)を各アンテナ素子で受信する。この基準信号は、変調信号、無変調信号(CW波:Carrier Wave)、あるいはパルス信号などであってもよい。各アンテナ素子の振幅位相特性、ケーブル特性のバラツキ、増幅器など受信モジュールの振幅位相特性はそれぞれ異なるので、所望のアレーパターンを形成するためには、これら系全体としての振幅・位相変動を推定し、校正することが重要となる。
直交符号発生器3では、校正対象である素子数分の互いに直交する組合せとなる符号パターン群を発生させる。このとき、各符号の取りうる値は多値であってもかまわないし、2値であってもかまわない。位相制御部2では、この直交符号に基づき、各アンテナ素子の受信信号の位相を制御することで、一種の位相変調を施し直交化処理を行う。例えば、直交符号が2値である場合、アンテナ素子kに対応した直交符号が1の場合には移相器2−kの位相値を0度に、符号が−1の場合には位相値を180度(π[rad])に割り当てて設定する。
図2は、この発明の実施の形態2に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図2に示す実施の形態2に係るアレーアンテナの校正装置において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図2に示す実施の形態2では、図1に示す実施の形態1の直交符号発生器3の代わりに、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を発生するアダマール行列発生器8を設けている。
図6は、この発明の実施の形態3に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図6に示す実施の形態3に係るアレーアンテナの校正装置において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
受信系と同様に、校正用の基準信号を発生させる。この基準信号は分配器9によりアンテナ素子数だけ分配され、位相制御部2に入力される。位相制御部2においては、上記実施の形態1および2と同様に、直交符号に基づく移相器の位相値を制御してアンテナ素子間で直交する信号を生成する。その後、アレーアンテナ1の各アンテナ素子から放射された信号は、校正用受信アンテナ10において受信される。
Claims (20)
- 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、2値の直交符号に基づき各値を180度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項1に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記位相制御手段として、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項2に記載のアレーアンテナの校正装置において、
上記180度異なる2つの位相値の組合せにおける相関演算処理および校正係数計算処理を繰り返し、移相器のすべての位相値を使用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項3に記載のアレーアンテナの校正装置において、
校正係数算出の際に、各素子につき一つの校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項3に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記移相器の位相値毎に校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項1に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記直交符号として、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段として、移相器を利用し、前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナと、
前記校正用アンテナの受信信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相互相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、2値の直交符号に基づき各値を180度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 請求項8に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記位相制御手段として、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナと、
前記校正用アンテナの受信信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相互相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段として、移相器を利用し、前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、2値の直交符号に基づき各値を180度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項11に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項12に記載のアレーアンテナの校正方法において、
上記180度異なる2つの位相値の組合せにおける相関演算処理および校正係数計算処理を繰り返し、移相器のすべての位相値を使用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項13に記載のアレーアンテナの校正方法において、
校正係数算出の際に、各素子につき一つの校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項13に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記移相器の位相値毎に校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項11に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記直交符号として、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、前記位相制御ステップとして、移相器を利用し、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナの受信信号と前記位相制御ステップで用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相互相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、2値の直交符号に基づき各値を180度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 請求項18に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。 - 校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナの受信信号と前記位相制御ステップで用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相互相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用し、前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
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