JPWO2018163682A1

JPWO2018163682A1 - 移相器、通信機、移相方法

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Publication number: JPWO2018163682A1
Application number: JP2019504396A
Authority: JP
Inventors: 俊秀桑原
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2020-01-09
Anticipated expiration: 2038-02-02
Also published as: JP6750726B2; WO2018163682A1; US10797772B2; US20200014443A1

Abstract

移相器（６０）は、アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる。移相器（６０）は、入力された無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器（６１）と、第１の分配信号に対応して設けられ、対応する第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器（６２）と、第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器（６３）と、制御器（６３）でオンに制御された第２の分配信号を合成する合成器（６４）と、を備える。

Description

本発明は、移相器、通信機、移相方法に関し、特に、アレイアンテナを構成する各アンテナ素子に対応して設けられた移相器で信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現する技術に関する。

無線通信においては、通信機のアンテナの指向性を高めることによって、比較的長距離の伝送が可能となる。しかし、アンテナの指向性が強すぎる場合は、通信機同士を完全に正対するように設置しなければ、必要な電界強度が得られなくなる。

そのため、通信機において、ビームステアリングの機能を実現することで、通信機の設置を容易にすることが好適である。これにより、例えば、マイクロ波やミリ波の固定通信に使用される通信機の設置が容易となることが期待される。

また、通信機において、ビームステアリングの機能を実現することで、様々な利用形態への対応も期待される。例えば、通信機の設置場所での振動が大きく、アンテナの向きを固定できない場合でも、ビームステアリングの機能を実現することで、最適な通信経路を確保し続けたり、通信機を一度設置した後に、対向通信機を変更したりすること等が可能となる。

さらに、次世代の移動通信システムとなる５Ｇにおいても、ミリ波を利用したＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）を実現するためには、ビームステアリングの機能が必須になると考えられる。

ここで、通信機において、アレイアンテナの各アンテナ素子に対応して移相器を設け、移相器で信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現する構成を考える。このような構成は、例えば、非特許文献１に開示されている。非特許文献１の図５には、移相器で信号の位相を変化させる方式として、ベースバンド信号又はＩＦ（Intermediate Frequency；中間周波数）信号の位相を変化させる方式と、ＲＦ（Radio Frequency；無線周波数）信号の位相を変化させる方式と、が開示されている。以下、これら２つの方式について説明する。なお、以下で説明する各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

（１）関連技術１
まず、図１０を参照して、関連技術１として、移相器でベースバンド信号又はＩＦ信号の位相を変化させる方式の通信機８００の回路構成例について説明する。なお、図１０は、通信機８００の構成のうち、モデム（modem）１１から送信アンテナ素子２７及び受信アンテナ素子３１までの構成のみを示し、その他の構成は省略している。

図１０に示されるように、関連技術１に係る通信機８００は、モデム１１、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）コンバータ２１、移相器２２、ミキサ２３、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator；電圧制御発振器）２４、可変増幅器２５、増幅器２６、送信アンテナ素子２７、受信アンテナ素子３１、増幅器３２、ミキサ３３、ＶＣＯ３４、移相器３５、可変増幅器３６、及びＡ／Ｄ（Analog/ Digital）コンバータ３７を備えている。

Ｄ／Ａコンバータ２１は、モデム１１から出力された送信ベースバンド信号又は送信ＩＦ信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。

移相器２２は、Ｄ／Ａコンバータ２１から出力された送信ベースバンド信号又は送信ＩＦ信号の位相を変化させて出力する。ミキサ２３は、移相器２２から出力された送信ベースバンド信号又は送信ＩＦ信号を、ＶＣＯ２４にて生成されたＬＯ（Local Oscillator；局部発振）信号とミキシングすることで、送信ＲＦ信号に変換して出力する。可変増幅器２５は、通過ゲインが可変の増幅器であり、ミキサ２３から出力された送信ＲＦ信号を増幅して出力する。増幅器２６は、可変増幅器２５から出力された送信ＲＦ信号を増幅して出力する。

送信アンテナ素子２７は、送信アレイアンテナを構成するアンテナ素子の１つであり、増幅器２６から出力された送信ＲＦ信号を対向通信機（不図示）に送信する。

なお、図１０において破線で囲んだ、移相器２２、ミキサ２３、可変増幅器２５、及び増幅器２６からなるＴＸ（Transmitter）回路２８は、送信アンテナ素子２７毎に設けられている。

受信アンテナ素子３１は、受信アレイアンテナを構成するアンテナ素子の１つであり、対向通信機から送信されてきたＲＦ信号（以下、受信ＲＦ信号と称す）を受信する。

増幅器３２は、受信アンテナ素子３１にて受信された受信ＲＦ信号を増幅して出力する。ミキサ３３は、増幅器３２から出力された受信ＲＦ信号を、ＶＣＯ３４にて生成されたＬＯ信号とミキシングすることで、受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号に変換して出力する。移相器３５は、ミキサ３３から出力された受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号の位相を変化させて出力する。可変増幅器３６は、通過ゲインが可変の増幅器であり、移相器３５から出力された受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号を増幅して出力する。

Ａ／Ｄコンバータ３７は、可変増幅器３６から出力された受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換してモデム１１に出力する。

なお、図１０において破線で囲んだ、増幅器３２、ミキサ３３、移相器３５、及び可変増幅器３６からなるＲＸ（Receiver）回路３８は、受信アンテナ素子３１毎に設けられている。

上述のように、関連技術１に係る通信機８００は、各送信アンテナ素子２７及び各受信アンテナ素子３１に対応して設けられた移相器２２，３５でベースバンド信号又はＩＦ信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現している。移相器は、一般的には、ミリ波等のＲＦ信号で実現するよりも、ベースバンド信号又はＩＦ信号で実現する方が簡単であるため、関連技術１の方式は、使用されることの多い方式である。

ただし、ＴＸ回路２８及びＲＸ回路３８をそれぞれ１つのＩＣ（Integrated Circuit）で実現しようとすると、ＩＣに含めるべき回路規模が大きくなり、通信機８００の設計が困難となるため、ビームステアリングの機能の実現の難易度が高くなる。

また、ＩＦ信号を用いる場合は、送信機側では、ミキサ２３で発生するイメージ信号及びキャリアリーク信号を除去する必要があるため、増幅器２６と送信アンテナ素子２７との間にフィルタを挿入し、このフィルタに送信ＲＦ信号を通す必要がある。しかし、ミリ波のフィルタに限らず、半導体上に性能の良いフィルタを作成することは困難であるため、ＴＸ回路２８を実現するＩＣ上にフィルタを作成することは困難である。また、ＴＸ回路２８を実現するＩＣの外部にフィルタを設ける場合、ミリ波のアレイアンテナはアンテナ素子間の間隔が非常に狭いため、部品の数が膨大となるのと相まって、フィルタの実装箇所を確保することは困難である。

一方、ベースバンド信号を用いる場合は、送信機側では、ミキサ２３で発生するキャリアリーク信号の抑圧を、送信アレイアンテナを構成するすべての送信アンテナ素子２７において実現しなければならないが、キャリアリーク信号の抑圧を、温度特性等を含めて、精度良く行うのは困難である。また、キャリアリーク信号に限らず、ミキサ２３、可変増幅器２５、及び増幅器２６等のアナログ回路はすべて温度特性を有している。そのため、ＴＸ回路２８を実現するＩＣの回路規模が大きい場合には、それらすべての温度特性の補償についても考慮する必要があり、ビームステアリングの機能の実現の難易度がさらに高まる。また、ＴＸ回路２８及びＲＸ回路３８の信号インターフェイスは、ベースバンド信号又はＩＦ信号、ＬＯ信号、ＲＦ信号、さらに各素子への電源と、その数が比較的多くなる。さらに、ＴＸ回路２８及びＲＸ回路３８の制御すべき箇所は、移相器２２，３５の設定の他、場合によっては、各アナログ素子の温度特性を補償する温度補償回路の制御や、可変増幅器２５，３６のゲインの制御等と多岐にわたるため、配線の数が多くなり得る。そのため、通信機８００の実装上の困難さが高まり、ビームステアリングの機能の実現の難易度がさらに高くなると予想される。

（２）関連技術２
続いて、図１１を参照して、関連技術２として、移相器でＲＦ信号の位相を変化させる方式の通信機９００の回路構成例について説明する。なお、図１１は、通信機９００の構成のうち、モデム１１から送信アンテナ素子４８及び受信アンテナ素子５１までの構成のみを示し、その他の構成は省略している。

図１１に示されるように、関連技術２に係る通信機９００は、モデム１１、Ｄ／Ａコンバータ４１、ミキサ４２、ＶＣＯ４３、可変増幅器４４、ＢＰＦ（Band Pass Filter；帯域通過フィルタ）４５、移相器８６、増幅器４７、送信アンテナ素子４８、受信アンテナ素子５１、増幅器５２、移相器９３、ＢＰＦ５４、ミキサ５５、ＶＣＯ５６、可変増幅器５７、及びＡ／Ｄコンバータ５８を備えている。

Ｄ／Ａコンバータ４１は、モデム１１から出力された送信ベースバンド信号又は送信ＩＦ信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換して出力する。ミキサ４２は、Ｄ／Ａコンバータ４１から出力された送信ベースバンド信号又は送信ＩＦ信号を、ＶＣＯ４３にて生成されたＬＯ信号とミキシングすることで、送信ＲＦ信号に変換して出力する。可変増幅器４４は、通過ゲインが可変の増幅器であり、ミキサ４２から出力された送信ＲＦ信号を増幅して出力する。ＢＰＦ４５は、可変増幅器４４から出力された送信ＲＦ信号のうち、所望の周波数帯域の送信ＲＦ信号のみを通過させる。

移相器８６は、ＢＰＦ４５を通過した送信ＲＦ信号の位相を変化させて出力する。増幅器４７は、移相器８６から出力された送信ＲＦ信号を増幅して出力する。

送信アンテナ素子４８は、送信アレイアンテナを構成するアンテナ素子の１つであり、増幅器４７から出力された送信ＲＦ信号を対向通信機（不図示）に送信する。

なお、図１１において破線で囲んだ、移相器８６及び増幅器４７からなるＴＸ回路８９は、送信アンテナ素子４８毎に設けられている。

受信アンテナ素子５１は、受信アレイアンテナを構成するアンテナ素子の１つであり、対向通信機から送信されてきたＲＦ信号（以下、受信ＲＦ信号と称す）を受信する。

増幅器５２は、受信アンテナ素子５１にて受信された受信ＲＦ信号を増幅して出力する。移相器９３は、増幅器５２から出力された受信ＲＦ信号の位相を変化させて出力する。

ＢＰＦ５４は、移相器９３から出力された受信ＲＦ信号のうち、所望の周波数帯域の受信ＲＦ信号のみを通過させる。ミキサ５５は、ＢＰＦ５４を通過した受信ＲＦ信号を、ＶＣＯ５６にて生成されたＬＯ信号とミキシングすることで、受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号に変換して出力する。可変増幅器５７は、通過ゲインが可変の増幅器であり、ミキサ５５から出力された受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号を増幅して出力する。Ａ／Ｄコンバータ５８は、可変増幅器５７から出力された受信ベースバンド信号又は受信ＩＦ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換してモデム１１に出力する。

なお、図１１において破線で囲んだ、増幅器５２及び移相器９３からなるＲＸ回路９９は、受信アンテナ素子５１毎に設けられている。

上述のように、関連技術２に係る通信機９００は、各送信アンテナ素子４８及び各受信アンテナ素子５１に対応して設けられた移相器８６，９３でＲＦ信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現している。ここで、ＴＸ回路８９及びＲＸ回路９９は、関連技術１に係るＴＸ回路２８及びＲＸ回路３８と比較して、回路規模が小さく、信号インターフェイスの数が少なくなっている。そのため、ＴＸ回路８９及びＲＸ回路９９をそれぞれ１つのＩＣで実現しようとする場合に有利となる。しかし、ＲＦ信号の位相を変化させる移相器８６，９３を実現すること自体が困難であるため、ビームステアリングの機能の実現の難易度が高くなる。以下、この点につき説明する。

例えば、移相器８６，９３は、可変容量素子を用いた電圧制御移相器で実現することが考えられる（例えば、非特許文献２の図４を参照）。移相器８６，９３を、可変容量素子を用いた電圧制御移相器で実現する場合、関連技術１のように、送信機側に送信ＲＦ信号を通すフィルタを設ける必要はない。しかし、ミリ波での性能を確保できるようなＱ値の高い可変容量素子を実現することがそもそも困難である。また、電圧制御移相器自体が、温度特性を有するので、何等かの温度補償の仕組みを考える必要がある。

また、移相器８６，９３は、ディレイライン及びＲＦスイッチを用いたステップ移相器で実現することも考えられる。このステップ移相器は、ディレイライン及びＲＦスイッチの組を多段接続し、主伝送路に接続するディレイラインをＲＦスイッチで切り替えることで、位相を変化させるものである（例えば、非特許文献３の図５を参照）。しかし、移相器８６，９３を、ディレイライン及びＲＦスイッチを用いたステップ移相器で実現する場合、ミリ波で通過損失が少なく、遮断特性の良いＲＦスイッチが必要となるが、そのようなＲＦスイッチを実現することが比較的困難である。また、そのようなＲＦスイッチを実現できたとしても、ＲＦスイッチを多段接続する必要があるため、通過損失が多くなることは避けられない。

Ioannis N. Bligiannis，supervisors A.B. Smolders, P.G.M. Baltus，"Ka-band VSAT 4-channel phased array receiver demonstrator", Eindhoven, Technische Universiteit Eindhoven, 2015 Hideki KIRINO, Koichi OGAWA, Takeshi OHNO, et al., "A Variable Phase Shifter Using a Movable Waffle Iron Metal Plate and Its Applications to Phased Array Antennas", IEICE TRANS.COMMUN.,VOL.E91-B,NO.6 JUNE 2008 Mikko Kyro, Diane Titz, Veli-Matti Kolmonen, Sylvain Ranvier, Patrick Pons, et al., "5x1 Linear Antenna Array for 60 GHz Beam Steering Applications", European Conference on Antennas and Propagation, Apr 2011, Rome, Italy. 4 p., 2011. <hal-00670144>

上述のように、関連技術１，２においては、アレイアンテナの各アンテナ素子に対応して設けられた移相器で信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現することが困難であるという問題があった。

そこで本発明の目的は、上述した課題を解決し、ビームステアリングの機能を容易に実現することができる移相器、通信機、移相方法を提供することにある。

一態様において、移相器は、
アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える。

一態様において、通信機は、
ビームステアリングの機能を備える通信機であって、
送信アレイアンテナと、
前記送信アレイアンテナを構成する複数の送信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する送信アンテナ素子により送信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第１の移相器と、
受信アレイアンテナと、
前記受信アレイアンテナを構成する複数の受信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する受信アンテナ素子により受信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第２の移相器と、を備え、
前記第１及び第２の移相器は、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える。

一態様において、移相方法は、
アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器による移相方法であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配し、
前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配し、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御し、
前記オンに制御された前記第２の分配信号を合成する。

上述の態様によれば、ビームステアリングの機能を容易に実現可能な移相器、通信機、移相方法を提供することができるという効果が得られる。

本実施の形態に係る通信機の回路構成例を示す回路図である。本実施の形態に係る移相器の回路構成例を示す回路図である。本実施の形態に係る通信機の送信機側を実装したプリント基板の一方の面の実装例を示す図である。本実施の形態に係る通信機の送信機側を実装したプリント基板の他方の面の実装例を示す図である。本実施の形態に係る移相器の動作原理を説明する図である。本実施の形態に係る移相器を構成する可変増幅器の動作例を説明する図である。本実施の形態に係る移相器の特性をシミュレーションした結果を示すグラフである。本実施の形態に係る移相器の特性をシミュレーションした結果を示すグラフである。本発明に係る移相器の概略的な回路構成例を示す回路図である。関連技術１に係る通信機の回路構成例を示す回路図である。関連技術２に係る通信機の回路構成例を示す回路図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る通信機１の回路構成例について説明する。なお、図１は、通信機１の構成のうち、モデム１１から送信アンテナ素子４８及び受信アンテナ素子５１までの構成のみを示し、その他の構成は省略している。

図１に示されるように、本実施の形態に係る通信機１は、図１１に示される関連技術２に係る通信機９００と比較して、ＲＦ信号の位相を変化させる移相器を、移相器８６，９３から移相器４６，５３（第１及び第２の移相器）に変更した点が異なる。

以下、本実施の形態に係る移相器４６，５３について説明する。なお、移相器４６，５３は、互いに略同一の構成となるため、以下では、移相器４６の構成を例に挙げて説明する。

図２を参照して、本実施の形態に係る移相器４６の構成例について説明する。図２に示されるように、本実施の形態に係る移相器４６は、第１の分配器となる分配器４６１と、並列に配置された４つの可変増幅器４６２と、第２の合成器となる合成器４６３と、を備えている。

分配器４６１は、ＢＰＦ４５を通過した送信ＲＦ信号を、互いに位相が異なる送信ＲＦ信号（第１の分配信号）にｎ（ｎは２以上の自然数）分配して出力する。本実施の形態では、ｎ＝４とし、分配器４６１は、ＢＰＦ４５を通過した送信ＲＦ信号を、９０°ずつ位相が異なる送信ＲＦ信号に４分配して出力する。そのため、ＢＰＦ４５を通過した送信ＲＦ信号は、位相＝０°，９０°，１８０°，２７０°の０°信号、９０°信号、１８０°信号、及び２７０°信号に４分配される。分配器４６１は、例えば、９０°ハイブリッド及び１８０°バランによって実現することができる。９０°ハイブリッド及び１８０°バランは、ミリ波においては、ＩＣと比較して十分に小さなサイズとなるため、ＩＣ上の配線層で作成することができる。なお、本実施の形態では、一例として、ｎ＝４としているが、ｎは任意数で良く、例えば、ｎ＝８等でも良い。

可変増幅器４６２は、分配器４６１にて分配された４つの送信ＲＦ信号にそれぞれ対応して４つ設けられている。可変増幅器４６２は、通過ゲインが可変の増幅器であり、対応する送信ＲＦ信号を増幅して出力する。
合成器４６３は、４つの可変増幅器４６２から出力された送信ＲＦ信号を合成して出力する。

移相器４６は、分配器４６１で送信ＲＦ信号を９０°ずつ位相の異なる信号に４分配し、４分配した４つの送信ＲＦ信号のうち２つを選択し、選択した２つの送信ＲＦ信号の振幅を可変増幅器４６２で適当に変更しながら、合成器４６３で合成する。それにより、移相器４６は、任意の位相で、等振幅の送信ＲＦ信号を生成することが可能である。

なお、４つの送信ＲＦ信号のうちの２つの送信ＲＦ信号の選択は、例えば、選択しない２つの送信ＲＦ信号にそれぞれ対応する２つの可変増幅器４６２内の後述の増幅器４６５の全ての電源を、後述の制御信号によりオフすること等で実現することができる。

可変増幅器４６２は、第２の分配器となる分配器４６４と、並列に配置された４つの増幅器４６５−１〜４６５−４（以下、増幅器４６５−１〜４６５−４のどれであるかを特定しない場合は、増幅器４６５と適宜称する）と、第１の合成器となる合成器４６６と、を備えている。

分配器４６４は、分配器４６１にて分配された送信ＲＦ信号のうち対応する送信ＲＦ信号を、互いに振幅が異なる送信ＲＦ信号（第２の分配信号）にｍ（ｍは２以上の自然数）分配して出力する。本実施の形態では、ｍ＝４とし、分配器４６４は、分配器４６１にて分配された送信ＲＦ信号を、互いに振幅が異なる４つの送信ＲＦ信号に分配して出力する。分配器４６４は、不等分な分配比が割り当てられており、分配器４６１にて分配された送信ＲＦ信号の振幅を不等分な分配比でそれぞれ乗算することで、４つの送信ＲＦ信号に分配する。なお、本実施の形態では、一例として、ｍ＝４としているが、ｍは任意数で良く、例えば、ｍ＝３等でも良い。ただし、その場合の分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比は、移相器４６の特性が最適となるように制御されているものとする。

増幅器４６５は、分配器４６４にて分配された４つの送信ＲＦ信号にそれぞれ対応して４つ設けられている。増幅器４６５は、対応する送信ＲＦ信号を増幅して出力する。ここで、増幅器４６５は、制御器（不図示）からの制御信号により電源のオン／オフが制御可能である。なお、本実施の形態では、一例として、増幅器４６５を設けているが、増幅器４６５の代わりに、制御信号により電源のオン／オフが制御可能なＲＦスイッチを設けても良い。

合成器４６６は、４つの増幅器４６５の各々から出力された４つの送信ＲＦ信号を合成して出力する。合成器４６６は、分配器４６４の合成比と同じ不等分な合成比が割り当てられており、４つの送信ＲＦ信号の振幅を不等分な合成比でそれぞれ乗算した上で、４つの送信ＲＦ信号を合成する。

なお、分配器４６４及び合成器４６６は、原則的に互いに同一の回路要素であり、分配器４６４の入力と出力とを逆にしたものが合成器４６６に相当する。この場合、分配器４６４の分配比と合成器４６６の合成比とは同一となる。しかしながら、これら分配比と合成比とが違っていても構わない。

可変増幅器４６２は、分配器４６４で送信ＲＦ信号を不等分に４分配し、４分配された送信ＲＦ信号を４つの増幅器４６５でそれぞれ増幅し、４つの増幅器４６５から出力された送信ＲＦ信号を合成器４６６で再度合成する。ここで、４つの増幅器４６５は、電源のオン／オフを制御可能である。それにより、可変増幅器４６２の通過ゲイン、つまり、送信ＲＦ信号の振幅の制御が可能となる。

ここで、送信ＲＦ信号の振幅の制御を、アナログのゲインコントロール回路で行うことも可能ではある。しかし、この場合、ゲインコントロール回路に印加する制御電圧に対するゲインコントロール量は、製造のばらつきや、温度変動があるため、各個体に対し何等かの試験等を行い、何等かの補償を行う必要がある。

これに対して本実施の形態に係る通信機１は、送信ＲＦ信号の振幅の制御を、並列に配置された４つの増幅器４６５の電源オン／オフによる４ビット制御で行う。この場合は、送信アンテナ素子４８全体の通過ゲインは温度による特性変化があるものの、４つの増幅器４６５の相対的な振幅は変化しないため、位相特性は維持される。結局、温度による特性変化は、送信アンテナ素子４８全体の通過ゲインの変動だけとなるので、最終的な送信ＲＦ信号の出し入れのところだけで、その変動を吸収すれば良い。

そのため、本実施の形態に係る通信機１は、送信機側では、送信アンテナ素子４８全体の通過ゲインの温度による特性変化を、送信アンテナ素子４８へ送信ＲＦ信号を出力する増幅器４７だけで吸収すれば良い。また、図示していないが、受信機側では、受信アンテナ素子５１全体の通過ゲインの温度による特性変化を、受信アンテナ素子５１から受信ＲＦ信号を入力する増幅器５２だけで吸収すれば良い。

このように、本実施の形態に係る通信機１は、温度による特性変化を、増幅器４７，５２だけで吸収すれば良いため、温度特性の補償が容易となる。また、移相器４６，５３は、電圧制御移相器のように、可変容量素子を使用せず、また、ステップ移相器のように、ＲＦスイッチを多段接続する構成を要しない。その結果、ビームステアリングの機能を、ＩＣを用いて容易に実現することが可能となる。

そこで、本実施の形態に係る通信機１は、送信アンテナ素子４８毎に設けた移相器４６及び増幅器４７からなる回路を４回路分設けたＴＸ回路４９を、１つのＩＣで実現する。また、受信アンテナ素子５１毎に設けた移相器５３及び増幅器５２からなる回路を４回路分設けたＲＸ回路５９を、１つのＩＣで実現する。

続いて、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係る通信機１の送信機側（ＲＦ入力ポートＲＦＰＯＲＴ（ＩＮ）から送信アンテナ素子４８まで）をプリント基板に実装した場合の実装例について説明する。なお、図３及び図４は、プリント基板の一方の面とその逆側の他方の面とをそれぞれ示している。

図３及び図４に示されるように、本実施の形態に係る通信機１は、送信アレイアンテナを、プリント基板を用いた送信アンテナ素子４８からなる平面のパッチアレイアンテナとし、送信アンテナ素子４８の裏側に、ＴＸ回路４９を実現するＩＣをフリップチップで搭載している。送信アレイアンテナのアレイ数は、任意で良い。また、送信アレイアンテナの形状は、送信アレイアンテナを構成する各送信アンテナ素子４８がマイクロストリップラインへ接続されるようになっていれば、どのようなものでも良い。

また、本実施の形態に係る通信機１は、４つの送信アンテナ素子４８の中央付近に、ＴＸ回路４９を実現するＩＣを搭載している。そのため、ＴＸ回路４９と４つの送信アンテナ素子４８の各々との接続が、最短でかつ等長となる。しかし、ＴＸ回路４９と送信アンテナ素子４８との距離に制約が無い場合や、送信アレイアンテナの形状が異なる場合には、４つの送信アンテナ素子４８の中央付近にＩＣを搭載する必要はない。また、ＴＸ回路４９は、移相器４６及び増幅器４７からなる回路を必ずしも４回路設ける必要はなく、少なくとも１回路を設ければ良い。

本実施の形態に係る通信機１の送信機側では、ＢＰＦ４５を通過した送信ＲＦ信号は、入力ポートＲＦＰＯＲＴ（ＩＮ）から入力され、プリント基板上で分配され、ＴＸ回路４９を実現する各ＩＣの入力端子ＲＦＩＮに入力される。ＩＣ内では、送信ＲＦ信号がさらに４分配される。４分配された４つの送信ＲＦ信号は、それぞれ、移相器４６で位相が変化させられ、増幅器４７で増幅された後、４つの出力端子ＲＦＯＵＴ１〜ＲＦＯＵＴ４から出力される。４つの出力端子ＲＦＯＵＴ１〜ＲＦＯＵＴ４からそれぞれ出力された４つの送信ＲＦ信号は、４つの送信アンテナ素子４８からそれぞれ送信される。

このように、本実施の形態に係る通信機１の送信機側では、送信アレイアンテナを構成する各送信アンテナ素子４８に対応して設けられた移相器４６で送信ＲＦ信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現している。

なお、本実施の形態に係る通信機１の受信機側（ＲＦ出力ポートＲＦＰＯＲＴ（ＯＵＴ）から受信アンテナ素子５１まで）をプリント基板に実装した場合の実装例は、送信機側と略同様となる。すなわち、図３及び図４において、ＲＦＰＯＲＴ（ＩＮ）をＲＦＰＯＲＴ（ＯＵＴ）に、ＴＸ回路４９をＲＸ回路５９に、ＲＦＩＮをＲＦＯＵＴに、ＲＦＯＵＴ１〜ＲＦＯＵＴ４をＲＦＩＮ１〜ＲＦＩＮ４に、送信アンテナ素子４８を受信アンテナ素子５１に、それぞれ置き換えたものが、通信機１の受信機側を実装したプリント基板の実装例となる。

本実施の形態に係る通信機１の受信機側では、送信機側とは逆の動作が行われる。すなわち、４つの受信アンテナ素子５１でそれぞれ受信された４つの受信ＲＦ信号は、ＲＸ回路５９を実現する各ＩＣの４つの入力端子ＲＦＩＮ１〜ＲＦＩＮ４にそれぞれ入力される。ＩＣ内では、４つの受信ＲＦ信号は、それぞれ、増幅器５２で増幅され、移相器５３で位相が変化させられた後、合成されて、出力端子ＲＦＯＵＴから出力される。各ＩＣの出力端子ＲＦＯＵＴから出力された受信ＲＦ信号は、プリント基板上で合成され、出力ポートＲＦＰＯＲＴ（ＯＵＴ）からＢＰＦ５４に出力される。

このように、本実施の形態に係る通信機１の受信機側では、受信アレイアンテナを構成する各受信アンテナ素子５１に対応して設けられた移相器５３で受信ＲＦ信号の位相を変化させることで、ビームステアリングの機能を実現している。

以下、本実施の形態に係る移相器４６，５３の動作について説明する。なお、移相器４６，５３は、互いに略同一の動作となるため、以下では、移相器４６の動作を例に挙げて説明する。

移相器４６は、分配器４６１で送信ＲＦ信号を９０°ずつ位相の異なる信号に４分配し、４分配した４つの送信ＲＦ信号のうちから選択した２つの送信ＲＦ信号の振幅を可変増幅器４６２で適当に変更しながら、合成器４６３で合成する。このようにして、任意の位相で、等振幅の送信ＲＦ信号を生成する。

まず、図５を参照して、移相器４６の動作原理について説明する。ここでは、分配器４６１で４分配した４つの送信ＲＦ信号のうち、０°信号と９０°信号との組み合わせで、位相を０〜９０°まで１０°ずつ変化させて、振幅が１で等振幅の送信ＲＦ信号を生成することを考える。
この場合、図５に示されるように、位相０〜９０°までの１０°毎に、０°信号の振幅（ｃｏｓ（１０°×Ｎ）（Ｎ＝０，．．．,９））を、１．０，０．９８，０．９４，０．８７，０．７７，０．６４，０．５，０．３４，０．１７，０倍とし、９０°信号の振幅（ｓｉｎ（１０°×Ｎ））を０，０．１７，０．３４，０．５，０．６４，０．７７，０．８７，０．９４，０．９８，１．０倍とする。そして、１０°毎に、０°信号と９０°信号とを合成することで、振幅が１で一定で、位相を１０°ずつ変化させた１０ステップの送信ＲＦ信号を得ることができる。

続いて、図６を参照して、移相器４６を構成する可変増幅器４６２の動作例について説明する。ここでは、図５に示される１０ステップの０°信号、すなわち、振幅（ｃｏｓ（１０°×Ｎ））が１．０，０．９８，０．９４，０．８７，０．７７，０．６４，０．５，０．３４，０．１７，０の０°信号を実現する動作例について説明する。

図６に示されるように、可変増幅器４６２において、４つの増幅器４６５−１〜４６５−４の電源のオン／オフは、４ビットの制御信号で制御する。制御信号の各ビットは、４つの増幅器４６５−１〜４６５−４のそれぞれに対応する。ここでは、最上位のビットから順番に、増幅器４６５−１，４６５−２，４６５−３，４６５−４にそれぞれ対応するものとする。また、ビットが１で電源オン、０で電源オフとする。

また、可変増幅器４６２において、分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比を、例えば、８：４：２：１とすれば、４ビットの制御信号による制御で、最大で１６ステップの振幅が得られることになる。

しかし、そうしてしまうと、図５に示される、振幅（ｃｏｓ（１０°×Ｎ））が１．０，０．９８，０．９４，０．８７，０．７７，０．６４，０．５，０．３４，０．１７，０の１０ステップの０°信号に合わせることができなくなる。これを解決するため、分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比を変更して、図５に示される１０ステップの０°信号に最も近い振幅が得られるようにする。

具体的には、分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比を、増幅器４６５−１が配置された系統から順番に、０．６２：０．５９：０．４０：０．３２とし、分配器４６４及び合成器４６６を、４つの増幅器４６５−１〜４６５−４を挟んで配置する。この場合、各系統では分配器４６４及び合成器４６６の２つを通るため、送信ＲＦ信号の振幅は、各系統の比率を２乗した振幅になる（例えば、増幅器４６５−１が配置された系統では、送信ＲＦ信号の振幅は、０．６２^２＝０．３８となる）。これにより、４つの系統をそれぞれ通ったときの送信ＲＦ信号の振幅は、増幅器４６５−１が配置された系統から順番に、０．３８：０．３５：０．１６：０．１となる。

これら４つの系統を、１１１１，１１１１，１１１０，１１０１，１１００，０１１１，０１１０，０１００，００１０，００００の制御信号で制御する。すると、分配器４６４での分配前と合成器４６６での合成後の送信ＲＦ信号の振幅の比率である通過振幅比ｘ（ｎ）は、制御信号が１１１１のときを１とすると、ｘ（ｎ）＝［１．０，１．０，０．９，０．８４，０．７４，０．６１，０．５１，０．３５，０．１６，０］となる。その結果、通過振幅比ｘ（ｎ）は、図５に示される、振幅（ｃｏｓ（１０°×Ｎ））が１，０．９８，０．９４，０．８７，０．７７，０．６４，０．５，０．３４，０．１７，０の１０ステップの０°信号にほぼ合わせることができる。

なお、分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比の配分と、４つの増幅器４６５の電源オン／オフの組み合わせは、移相器４６の誤差が最少になるように決定する。つまり、目標となる“ｃｏｓ（１０°×Ｎ）＋ｊ＊ｓｉｎ（１０°×Ｎ）”と、“ｘ（Ｎ）＋ｊ＊ｘ（９−Ｎ）”と、の差について２乗平均をとり、その値が最少になるように、分配器４６４の分配比及び合成器４６６の合成比の配分と、４つの増幅器４６５の電源オン／オフの組み合わせと、を決定している。

以上の説明では、０°信号と９０°信号との組み合わせについて説明したが、９０°信号と１８０°信号との組み合わせ、１８０°信号と２７０°信号との組み合わせ、及び、２７０°信号と３６０°信号との組み合わせについても、略同様の方法で可変増幅器４６２を構成できる。そして、最後にそれらの信号を合成器４６３で合成すれば良い。

また、可変増幅器４６２は、ｍ＝４とし、４つの増幅器４６５を設け、４ビットの制御信号で、位相を１０°ずつ変化させた１０ステップの送信ＲＦ信号を生成していたが、これには限定されない。例えば、可変増幅器４６２は、ｍ＝３とし、３つの増幅器４６５を設け、３ビットの制御信号で、位相を１１．２５°ずつ変化させた８ステップの送信ＲＦ信号を生成しても良い。

なお、実際に、可変増幅器４６２を送信ＲＦ信号が通過した場合の振幅は、分配器４６４の１ポートから出力された信号が、合成器４６６の１ポートに入力されて出力された信号の振幅に等しいため、少なくとも１／１６に減衰する。ただし、その減衰分は、移相器４６の内部の増幅器４６５と、移相器４６の外部に接続する増幅器４７と、で増幅することで補償すれば良い。また、プリント基板上の分配・合成や、アンテナまでの配線でも送信ＲＦ信号の減衰は生じるが、その減衰分も増幅器４６５や増幅器４７の増幅で補償することが可能である。送信アンテナ素子４８毎に扱う送信ＲＦ信号の電力は非常に小さいため、電力消費による発熱等は大きな問題とはならない。

また、本実施の形態に係るＴＸ回路４９及びＲＸ回路５９を実現するＩＣには、ＲＦ信号、増幅器４７，５２の電源の他、可変増幅器４６２の通過ゲインの制御のために、４回路×４位相×４系統の制御信号の信号インターフェイスが必要である。ただし、制御信号の信号インターフェイスについては、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）のようなシリアルインターフェイスを用いることが可能であり、その結果、信号インターフェイスの数が少なく、実装が簡素となる。

続いて、図７及び図８を参照して、移相器４６の特性をシミュレーションした結果について説明する。図７は、移相器４６において、０°信号と９０°信号との組み合わせで、位相を１０°ステップで変化させたときの、位相を示している。図７を参照すると、位相間隔の設定値が１０°であるのに対して、位相間隔は８．０°〜１２．５°の範囲に収まっており、位相を−２．０°〜＋２．５°の精度で変化できていることがわかる。

また、図８は、移相器４６において、位相を変化させたときの、入力信号と出力信号との振幅比を示している。図８を参照すると、位相を変化させたときの、振幅変動についても、０．５ｄＢｐ−ｐ程度に抑えられていることがわかる。
また、図７及び図８を参照すると、これらの特性が、７１ＧＨｚ〜８６ＧＨｚの広い周波数帯域で実現されていることがわかる。

続いて、本発明に係る移相器６０の概要について、図９を参照して説明する。移相器６０は、通信機のアレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信されるＲＦ信号の位相を変化させる。これにより、通信機は、ビームステアリングの機能を実現する。移相器６０は、上述の実施の形態に係る移相器４６，５３に対応する。

図９に示されるように、本発明に係る移相器６０は、第１の分配器６１と、第２の分配器６２と、制御器６３と、合成器６４と、を備えている。
第１の分配器６１は、入力されたＲＦ信号を、互いに位相が異なるｎ（ｎは２以上の自然数）個の第１の分配信号に分配する。第１の分配器６１は、分配器４６１に対応する。

第２の分配器６２は、ｎ個の第１の分配信号にそれぞれ対応してｎ個設けられている。第２の分配器６２は、対応する第１の分配信号を、互いに振幅が異なるｍ（ｍは２以上の自然数）個の第２の分配信号に分配する。第２の分配器６２は、第１の分配信号を、互いに振幅が異なるｍ個の第２の分配信号に不等分に分配しても良い。第２の分配器６２は、分配器４６４に対応する。

制御器６３は、ｎ×ｍ個の第２の分配信号のオン／オフを制御する。例えば、第２の分配器６２の後段において、ｎ×ｍ個の第２の分配信号に対応してｎ×ｍ個の増幅器（増幅器４６５に対応）を設け、この増幅器が、対応する第２の分配信号を増幅する構成であるとする。その場合は、制御器６３は、制御信号によりｎ×ｍ個の増幅器の電源のオン／オフを制御することで、第２の分配信号のオン／オフを制御しても良い。また、第２の分配器６２の後段において、ｎ×ｍ個の第２の分配信号に対応してｎ×ｍ個のＲＦスイッチを設けた構成であるとする。その場合は、制御器６３は、制御信号によりｎ×ｍ個のＲＦスイッチの開閉を制御することで、第２の分配信号のオン／オフを制御しても良い。

合成器６４は、ｎ×ｍ個の第２の分配信号のうち制御器６３でオンに制御された第２の分配信号を合成する。例えば、合成器６４は、ｎ個の第２の分配器６２に対応して設けられ、対応する第２の分配器６２により分配されたｍ個の第２の分配信号のうち制御器６３でオンに制御された第２の分配信号を合成するｎ個の第１の合成器（合成器４６６に対応）と、ｎ個の第１の合成器の各々により合成された信号を合成する１個の第２の合成器（合成器４６３に対応）と、で構成しても良い。また、上述の第１の合成器は、対応する第２の分配器６２の分配比と同じ合成比で第２の分配信号を合成しても良い。

上述のように、本発明に係る移相器６０によれば、第１の分配器６１が、入力されたＲＦ信号を、互いに位相が異なる複数（ｎ個）の第１の分配信号に分配し、第２の分配器６２が、第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数（ｍ個）の第２の分配信号に分配し、制御器６３が、第２の分配信号のオン／オフを制御し、合成器６４が、オンに制御された第２の分配信号を合成する。

そのため、本発明に係る移相器６０によれば、ＲＦ信号の振幅の制御を、第２の分配信号のオン／オフを制御することで行うため、温度特性の補償が容易となる。また、移相器６０は、電圧制御移相器のように、可変容量素子を使用せず、また、ステップ移相器のように、ＲＦスイッチを多段接続する構成を要しない。その結果、ビームステアリングの機能を容易に実現することが可能となる。

以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記によって限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える移相器。
（付記２）
前記第２の分配器は、前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に不等分に分配する、
付記１に記載の移相器。
（付記３）
前記合成器は、
前記第２の分配器に対応して設けられ、対応する前記第２の分配器により分配された前記第２の分配信号のうち前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の各々により合成された信号を合成する第２の合成器と、
を備える、付記１又は２に記載の移相器。
（付記４）
前記第１の合成器は、対応する前記第２の分配器の分配比と同じ合成比で前記第２の分配信号を合成する、
付記３に記載の移相器。
（付記５）
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第２の分配信号を増幅する増幅器をさらに備え、
前記制御器は、前記増幅器の電源のオン／オフを制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
付記１から４のいずれか１項に記載の移相器。
（付記６）
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられたスイッチをさらに備え、
前記制御器は、前記スイッチの開閉を制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
付記１から４のいずれか１項に記載の移相器。
（付記７）
ビームステアリングの機能を備える通信機であって、
送信アレイアンテナと、
前記送信アレイアンテナを構成する複数の送信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する送信アンテナ素子により送信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第１の移相器と、
受信アレイアンテナと、
前記受信アレイアンテナを構成する複数の受信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する受信アンテナ素子により受信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第２の移相器と、を備え、
前記第１及び第２の移相器は、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える通信機。
（付記８）
前記第２の分配器は、前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に不等分に分配する、
付記７に記載の通信機。
（付記９）
前記合成器は、
前記第２の分配器に対応して設けられ、対応する前記第２の分配器により分配された前記第２の分配信号のうち前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の各々により合成された信号を合成する第２の合成器と、
を備える、付記７又は８に記載の通信機。
（付記１０）
前記第１の合成器は、対応する前記第２の分配器の分配比と同じ合成比で前記第２の分配信号を合成する、
付記９に記載の通信機。
（付記１１）
前記第１及び第２の移相器は、
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第２の分配信号を増幅する増幅器をさらに備え、
前記制御器は、前記増幅器の電源のオン／オフを制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
付記７から１０のいずれか１項に記載の通信機。
（付記１２）
前記第１及び第２の移相器は、
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられたスイッチをさらに備え、
前記制御器は、前記スイッチの開閉を制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
付記７から１０のいずれか１項に記載の通信機。
（付記１３）
アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器による移相方法であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配し、
前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配し、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御し、
前記オンに制御された前記第２の分配信号を合成する、
移相方法。

この出願は、２０１７年３月９日に出願された日本出願特願２０１７−０４４９５９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１通信機
１１モデム
４１Ｄ／Ａコンバータ
４２ミキサ
４３ＶＣＯ
４４可変増幅器
４５ＢＰＦ
４６移相器
４６１分配器
４６２可変増幅器
４６３合成器
４６４分配器
４６５増幅器
４６６合成器
４７増幅器
４８送信アンテナ素子
４９ＴＸ回路
５１受信アンテナ素子
５２増幅器
５３移相器
５４ＢＰＦ
５５ミキサ
５６ＶＣＯ
５７可変増幅器
５８Ａ／Ｄコンバータ
５９ＲＸ回路
６０移相器
６１第１の分配器
６２第２の分配器
６３制御器
６４合成器

Claims

アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える移相器。
前記第２の分配器は、前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に不等分に分配する、
請求項１に記載の移相器。
前記合成器は、
前記第２の分配器に対応して設けられ、対応する前記第２の分配器により分配された前記第２の分配信号のうち前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の各々により合成された信号を合成する第２の合成器と、
を備える、請求項１又は２に記載の移相器。
前記第１の合成器は、対応する前記第２の分配器の分配比と同じ合成比で前記第２の分配信号を合成する、
請求項３に記載の移相器。
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第２の分配信号を増幅する増幅器をさらに備え、
前記制御器は、前記増幅器の電源のオン／オフを制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の移相器。
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられたスイッチをさらに備え、
前記制御器は、前記スイッチの開閉を制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の移相器。
ビームステアリングの機能を備える通信機であって、
送信アレイアンテナと、
前記送信アレイアンテナを構成する複数の送信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する送信アンテナ素子により送信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第１の移相器と、
受信アレイアンテナと、
前記受信アレイアンテナを構成する複数の受信アンテナ素子の各々に対応して設けられ、対応する受信アンテナ素子により受信される無線周波数信号の位相を変化させる複数の第２の移相器と、を備え、
前記第１及び第２の移相器は、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配する第１の分配器と、
前記第１の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配する第２の分配器と、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御する制御器と、
前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する合成器と、
を備える通信機。
前記第２の分配器は、前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に不等分に分配する、
請求項７に記載の通信機。
前記合成器は、
前記第２の分配器に対応して設けられ、対応する前記第２の分配器により分配された前記第２の分配信号のうち前記制御器でオンに制御された前記第２の分配信号を合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の各々により合成された信号を合成する第２の合成器と、
を備える、請求項７又は８に記載の通信機。
前記第１の合成器は、対応する前記第２の分配器の分配比と同じ合成比で前記第２の分配信号を合成する、
請求項９に記載の通信機。
前記第１及び第２の移相器は、
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられ、対応する前記第２の分配信号を増幅する増幅器をさらに備え、
前記制御器は、前記増幅器の電源のオン／オフを制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
請求項７から１０のいずれか１項に記載の通信機。
前記第１及び第２の移相器は、
前記第２の分配器の後段に前記第２の分配信号に対応して設けられたスイッチをさらに備え、
前記制御器は、前記スイッチの開閉を制御することで、前記第２の分配信号のオン／オフを制御する、
請求項７から１０のいずれか１項に記載の通信機。
アレイアンテナを構成するアンテナ素子に対応して設けられ、対応するアンテナ素子により送信又は受信される無線周波数信号の位相を変化させる移相器による移相方法であって、
入力された前記無線周波数信号を、互いに位相が異なる複数の第１の分配信号に分配し、
前記第１の分配信号を、互いに振幅が異なる複数の第２の分配信号に分配し、
前記第２の分配信号のオン／オフを制御し、
前記オンに制御された前記第２の分配信号を合成する、
移相方法。