(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の各手段を有することを特徴とする温度偏差補償型無線部校正装置。
（イ）受信部の受信出力信号に対し、受信系で生ずる振幅および位相の変移を制御信号に基づいて相殺する受信側振幅・位相制御器
（ロ）送信部へ入力する送信信号に対し、送信系で生ずる振幅および位相の変移を制御信号に基づいて予め相殺する送信側振幅・位相制御器
（ハ）受信部と送信部をアンテナエレメントへ結合する送受信共用器からアンテナエレメントへの途中に設けられた受信参照信号および送信参照信号抽入用の方向性結合器と第１の可変減衰器からなる参照信号導入部
（ニ）送受信共用器からアンテナエレメントへの途中に設けられた送信参照信号抽出用の方向性結合器と第２の可変減衰器とからなる送信参照信号導出部
（ホ）受信部出力信号と前記参照信号導入部への受信参照信号とを受けて両信号間の振幅・位相変移を検出して、この変移を補正させようとする制御信号を出力する第１の誤差検出器
（ヘ）前記受信側振幅・位相制御器の出力信号と送信部入力端の信号を受けて両信号間の振幅・位相変移を検出してこの変移を予め補正しようとする制御信号を出力する第２の誤差検出器
（ト）前記受信側振幅・位相制御器の出力中に残存する受信参照信号を抽入前の受信参照信号で相殺除去するための第１の減算器
（チ）前記受信側振幅・位相制御器の出力中に残存する送信参照信号を前記送信側振幅・位相制御器の入力端での送信信号で相殺除去するための第２の減算器
（リ）前記第１の可変減衰器および第２の可変減衰器近傍の温度を検出する温度センサ
（ヌ）前記第１の誤差検出器と受信側振幅・位相制御器の間に設けられ、第１の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して受信側振幅・位相制御器へ送る受信側制御温度補正器
（ル）前記第２の誤差検出器と送信側振幅・位相制御器の間に設けられ、第２の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して送信側振幅・位相制御器へ送る送信側制御温度補正器
（オ）前記第１の減算器へ入力する受信参照信号の振幅・位相に対して温度補正を施す受信減算温度補正器
（ワ）前記第２の減算器へ入力する送信信号の振幅・位相に対して温度補正を施す送信減算温度補正器
（カ）前記温度センサからの温度データと受信部増幅利得設定値と送信部増幅利得設定値とをパラメータとする、前記第１の可変減衰器および第２の可変減衰器の減衰量と前記受信側制御温度補正器、受信減算温度補正器、送信側制御温度補正器および送信減算温度補正器への各温度補正量をテーブルとして有し、入力された温度データと受信部増幅利得設定値と送信部増幅利得設定値に対応して、テーブルに基づき、減衰量制御信号を第１および第２の可変減衰器へ、各温度補正信号を前記各温度補正器へ送出する温度偏差補正制御器
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイアンテナを採用して多元接続が可能な複数の個別な通信経路毎に送受信ビームが設定できるようにしたＣＤＭＡ方式における無線部校正装置に対する温度補正に関する技術の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の個別な通信経路毎に送受信ビームが設定できるようにするＣＤＭＡ方式におけるアンテナは多数のアンテナエレメントの配列からなるアレイアンテナであり、各アンテナエレメント毎に送信部、受信部および送受信共用器からなる無線部ユニットが設けられている。
アレイアンテナにおける指向性ビームの制御は、各アンテナエレメントからの受信信号に対する振幅および位相の制御或いは各アンテナエレメントへ送る送信信号に対する振幅および位相の制御を行うことによってなされている。従って、各アンテナエレメント毎に設けられている無線部ユニットの送信系および受信系の振幅・位相特性は均一であることが要求される。
しかし、実際には製造上の誤差によるばらつきが存在するため、このばらつきを校正して全アンテナエレメントを通じて均一になるように校正装置が用いられている。
【０００３】
図３は、アンテナエレメント毎の従来の校正装置の構成を示すブロック図である。その校正作用は以下の通りである。
まず、受信系の振幅・位相の変位を検出するために送信信号を自己相関が充分小さくなるように遅延器２４で遅延させて受信参照信号として参照信号導入部１１へ入力し、ここで受信周波数ｆｒに変換して第１の減衰器１３、方向性結合器１２を経て、受信信号として送受信共用器１５を経て受信部１６で増幅し出力させる。そして、このときの受信参照信号と受信部１６の出力とを第１の誤差検出器２１で比較し受信参照信号に対する受信部１６の出力の振幅・位相変移を検出し、これを相殺させるような制御信号を受信側振幅・位相制御器１８へ送り、ここで、受信系で生じる振幅・位相の変移を相殺する。この状態では、参照信号導入部１１から送受信共用器１５、受信部１６を経て受信側振幅・位相制御器１８の出力までの振幅・位相変移はゼロということになる。
【０００４】
従って、参照信号導入部１１の振幅・位相変移がアンテナエレメント毎にばらつきの少ない固定値であれば、送受信共用器１５から受信側振幅・位相制御器１８の出力までの振幅・位相変移はアンテナエレメント毎のばらつきの少ない固定値ということになりアンテナエレメント毎に均一でなければならないという要求を満たすことになる。
【０００５】
このように、受信系の振幅・位相変移が補正（校正）された状態を前提として、次に送信系の振幅・位相変移の補正作用について述べる。
送信系の場合には、送信信号入力端から入力され、送信側振幅・位相制御器１９を経由して送信部１７、送受信共用器１５を経てアンテナエレメント７の方向へ出力された送信信号を送信参照信号導出部８の方向性結合器９で抽出した後、第２の減衰器１０を経て受信周波数ｆｒに周波数変換した後、参照信号導入部１１から再び抽入し送受信共用器１５を経て受信部１６へ入力する。
【０００６】
そして、このとき送信部１７への入力信号と受信側振幅・位相制御器１８の出力とを第２の誤差検出器２０で比較し、送信部１７の入力信号に対する受信側振幅・位相制御器１８の出力の振幅・位相変移を検出する。
ところで、送信参照信号の流れる経路のうち、参照信号導入部１１、送受信共用器１５、受信部１６および受信側振幅・位相制御器１８に渡る部分の振幅・位相変移は、既に先の受信系における制御によりゼロとなっているから、第２の誤差検出器２０で検出される振幅・位相変移は、残る送信部１７、送受信共用器１５および送信参照信号導出部８で生じたものとなる。第２の誤差検出器２０はこの振幅・位相変移を相殺させるような制御信号を送信側振幅・位相制御器１９へ送り、ここで、送信部１７、送受信共用器１５、送信参照信号導出部８で生ずる振幅・位相変移分を予め相殺することになる。
【０００７】
その結果、送信側振幅・位相制御器１９の入力点から送信部１７、送受信共用器１５を経て送信参照信号導出部８の出力までの振幅・位相変移はゼロということになる。従って、送信参照信号導出部８の振幅・位相変移がアンテナエレメント毎にばらつきの少ない固定値であれば、送信側振幅・位相制御器１９の入力点から送受信共用器１５の出力までの振幅・位相変移は、アンテナエレメント毎のばらつきの少ない固定値ということになり、アンテナエレメント毎に均一でなければならないという要求を満たすことになる。
【０００８】
以上の振幅・位相変移の相殺制御のために受信系に入った受信参照信号や送信参照信号は、受信側振幅・位相制御器１８の出力信号中に残存するので、これを減算除去するために第１の減算器２３と第２の減算器２２が設けられている。第１の減算器２３へは受信参照信号が送られ前記出力信号中の残存受信参照信号を減算相殺して除去する。また、第２の減算器２２へは送信信号が送られ、前記出力信号中の残存送信参照信号を減算相殺して除去する。こうして、本来の受信信号に影響を及ぼさないようにされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べた従来の校正装置においては、前述のように参照信号導入部１１および送信参照信号導出部８の振幅・位相変移がアンテナエレメント毎にばらつきの少ない固定値であることを前提としていた。
しかしながら、この部分は、アンテナエレメントとともに屋外に設置される。そのため昼夜の温度変化に晒され第１の可変減衰器および第２の可変減衰器の振幅・位相変移が固定値ではなく変化することとなり、更に変化の程度がアンテナエレメント間でばらつきがあるという問題がある。減衰器に温度の影響を受けない高精度の素子の採用も考えられるがコストが高くなり現実的でない。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、第１、第２の可変減衰器の近傍に温度センサを設け、その温度データに基づいて、各可変減衰器の減衰量を補正するとともに、受信側振幅・位相制御器および送信側振幅・位相制御器における制御量を温度補正し、加えて、第１の減算器へ送る減算相殺用の受信参照信号および第２の減算器へ送る減算相殺用の送信信号についても振幅・位相の温度補正を加えることにより、温度変化の影響を実用上無視し得る程度に除去した校正装置を提供することにある。
【００１１】
【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、本発明の温度偏差補償型無線部校正装置は、下記の各手段を有することを特徴とする。
（イ）受信部の受信出力信号に対し、受信系で生ずる振幅および位相の変移を制御信号に基づいて相殺する受信側振幅・位相制御器
（ロ）送信部へ入力する送信信号に対し、送信系で生ずる振幅および位相の変移を制御信号に基づいて予め相殺する送信側振幅・位相制御器
（ハ）受信部と送信部をアンテナエレメントへ結合する送受信共用器からアンテナエレメントへの途中に設けられた受信参照信号および送信参照信号抽入用の方向性結合器と第１の可変減衰器からなる参照信号導入部
（ニ）送受信共用器からアンテナエレメントへの途中に設けられた送信参照信号抽出用の方向性結合器と第２の可変減衰器とからなる送信参照信号導出部
（ホ）受信部出力信号と前記参照信号導入部への受信参照信号とを受けて両信号間の振幅・位相変移を検出して、この変移を補正させようとする制御信号を出力する第１の誤差検出器
（ヘ）前記受信側振幅・位相制御器の出力信号と送信部入力端の信号を受けて両信号間の振幅・位相変移を検出してこの変移を予め補正しようとする制御信号を出力する第２の誤差検出器
（ト）前記受信側振幅・位相制御器の出力中に残存する受信参照信号を抽入前の受信参照信号で相殺除去するための第１の減算器
（チ）前記受信側振幅・位相制御器の出力中に残存する送信参照信号を前記送信側振幅・位相制御器の入力端での送信信号で相殺除去するための第２の減算器
（リ）前記第１の可変減衰器および第２の可変減衰器近傍の温度を検出する温度センサ
（ヌ）前記第１の誤差検出器と受信側振幅・位相制御器の間に設けられ、第１の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して受信側振幅・位相制御器へ送る受信側制御温度補正器
（ル）前記第２の誤差検出器と送信側振幅・位相制御器の間に設けられ、第２の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して送信側振幅・位相制御器へ送る送信側制御温度補正器
（オ）前記第１の減算器へ入力する受信参照信号の振幅・位相に対して温度補正を施す受信減算温度補正器
（ワ）前記第２の減算器へ入力する送信信号の振幅・位相に対して温度補正を施す送信減算温度補正器
（カ）前記温度センサからの温度データと受信部増幅利得設定値と送信部増幅利得設定値とをパラメータとする、前記第１の可変減衰器および第２の可変減衰器の減衰量と前記受信側制御温度補正器、受信減算温度補正器、送信側制御温度補正器および送信減算温度補正器への各温度補正量をテーブルとして有し、入力された温度データと受信部増幅利得設定値と送信部増幅利得設定値に対応して、テーブルに基づき、減衰量制御信号を第１および第２の可変減衰器へ、各温度補正信号を前記各温度補正器へ送出する温度偏差補正制御器
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、従来の校正装置に下記の各手段を付加した構成となっている。
まず、第１の可変減衰器および第２の可変減衰器の近傍に温度センサ（課題解決手段における（リ））を設け、これからの温度データと受信部および送信部における増幅利得設定値とを入力パラメータとして第１、第２の可変減衰器の減衰量を制御する信号や受信側、送信側の振幅・位相制御量の温度補正を行う温度補正信号や第１、第２の減算器へ送る受信参照信号、送信信号の振幅・位相の温度補正を行う温度補正信号を出力する温度偏差補正制御器（同（カ））、第１の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して受信側振幅・位相制御器へ送る受信側制御温度補正器（同（ヌ））、第２の誤差検出器の出力する制御信号に温度補正を施して送信側振幅・位相制御器へ送る送信側制御温度補正器（同（ル））、受信参照信号の振幅・位相に温度補正を施して第１の減算器へ送る受信減算温度補正器、送信信号の振幅・位相に温度補正を施して第２の減算器へ送る送信減算温度補正器、以上の６手段が付加された構成となっている。
【００１３】
そして、温度偏差補正制御器は、入力された温度データ、送信部、受信部の増幅利得設定値に対して、数式で示されるような減衰量制御信号や温度補正信号を出力するのではなく、温度データと各増幅利得設定値に対して出力すべき減衰制御量や温度補正量をテーブルとして持っている。
そして、このテーブルの作成は実際の測定に基づいて作成されるものとなっている。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の温度偏差補償型無線部校正装置の実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明校正装置の構成を示すブロック図である。温度センサ１は温度の影響を受ける第１の可変減衰器１３、第２の可変減衰器１０の近傍に配設される。温度センサ１からの温度データは温度偏差補正制御器２へ送られる。この他温度偏差補正制御器２へは受信部１６からの受信増幅利得設定信号と、外部からの送信増幅利得設定信号が入力されている。
受信部１６は自動利得制御（ＡＧＣ）増幅器であるので、入力信号のレベルによって自動的に増幅利得を制御しているのでその増幅利得設定信号を受信部１６から受けるようになっている。他方、送信部の増幅利得設定は送信部外から行われるのでその増幅利得設定信号を分岐して入力するようになっている。
【００１５】
これらの入力を受けて、温度偏差補正制御器２は第１、第２の可変減衰器へ減衰量温度補正のための減衰量制御信号を、また各温度補正器へ温度補正信号を出力する。
その内部構成は図２のように送信補正テーブル２−２と受信補正テーブル２−１とからなっている。
【００１６】
受信側温度補正信号は、受信側制御温度補正器４と受信減算温度補正器６へ送られる。
受信側制御温度補正器４は温度補正信号を受けて、第１の誤差検出器２１で検出された受信系で生じる振幅・位相変移を相殺させる制御信号に対し、温度補正を加えて受信側振幅・位相制御器１８へ送る。
これにより、受信側振幅・位相制御器１８では受信系で生じる振幅・位相変移を相殺する際に、受信参照信号が通過している第１の可変減衰器１３の、温度変化による振幅・位相変移分を補正した相殺を行うようになる。
【００１７】
また、受信減算温度補正器６は受信側制御温度補正器４と同じ温度補正信号を受け、受信側振幅・位相制御器１８で前記温度補正を受けた後の受信参照信号を第１の減算器で減算相殺できるように、受信参照信号の振幅・位相に対し、受信側振幅・位相制御器１８で温度補正として受けた振幅・位相変移と同じ変移を与える補正を行っている。これにより減算すると丁度ゼロになる。
【００１８】
次に、送信側温度補正信号は、送信側制御温度補正器３と送信減算温度補正器５へ送られる。
送信側制御温度補正器３は温度補正信号を受けて、第２の誤差検出器２０で検出された送信系で生じる振幅・位相変移を相殺させる制御信号に対し温度補正を加えて送信側振幅・位相制御器１９へ送る。
【００１９】
これにより、送信側振幅・位相制御器１９では送信系で生じる振幅・位相変移を相殺する際に、送信参照信号が通過する第２の可変減衰器１０、第１の可変減衰器１３の、温度変化による振幅・位相変移分を補正した相殺を行うようになる。
【００２０】
また、送信減算温度補正器５は、送信側制御温度補正器３と同じ温度補正信号を受け、送信側振幅・位相制御器１９で前記温度補正を受けた後の受信部１６の出力中における送信参照信号を第２の減算器２２で減算相殺できるように、送信信号の振幅・位相に対し、送信側振幅・位相制御器１９で温度補正として受けた振幅・位相変移と同じ変位を与える補正を行っている。これにより減算すると丁度ゼロになる。
【００２１】
次に、温度偏差補正制御器２の受信補正テーブル２−１および送信補正テーブル２−２の作成について述べる。
いずれも実測的に作成される。まず、受信補正テーブルは、アンテナ端から振幅と位相が既知の検査信号を入力し、受信系の校正動作を行わせ、受信信号出力端で出力を測定するようにしておき、検査信号のレベルと装置周辺の温度を変化させて、それぞれの場合について、受信信号出力端での振幅と位相が、予め定めた温度およびレベルのときの値となるような受信側温度補正値（信号）を求めてテーブルを作成する。
【００２２】
受信部１６はＡＧＣ増幅器であるから検査信号のレベルを変化させることにより受信増幅利得設定値（信号）を変化させたことになる。
第１の可変減衰器１３への減衰量制御信号は、予め第１の可変減衰器の減衰量温度特性を測定しておきこれに基づいて温度対減衰量制御信号のテーブルを作成する。
【００２３】
次に、送信補正テーブルは、送信信号入力端から振幅と位相が既知の検査信号を入力し、受信系と送信系の校正動作を行わせ、アンテナ端で出力を測定するようにしておき、装置周辺の温度と送信増幅利得設定値（信号）を変化させ、各場合につき、アンテナ端における出力信号の振幅と位相が予め定めた温度と送信増幅利得設定値のときの値となるような送信側温度補正値（信号）を求めてテーブルを作成する。
第２の可変減衰器への減衰量制御信号については、第１の可変減衰器の場合と同様である。
なお、図１において、送信参照信号導出部８を参照信号導入部１１と送受信共用器１５との間に入れても、以上述べてきた本発明の説明は全く同じである。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の無線部校正装置は、参照信号導入部（主として第１の可変減衰器）と送信参照信号導出部（主として第２の可変減衰器）が温度変化により受ける振幅および位相の変移に対し、実測的に作成された温度補正テーブルにより、各可変減衰器の減衰量に対する温度補正、受信側および送信側の各振幅・位相制御における温度補正、および第１、第２の減算器への減算相殺用の受信参照信号や送信信号の振幅・位相に対する温度補正を行うことにより、参照信号導入部や送信参照信号導出部の温度変化による影響を受けない校正を行うことが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度偏差補償型無線部校正装置アンテナエレメント毎の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の温度偏差補正制御器２の構成図である。
【図３】従来の校正装置の１アンテナエレメントに対応する校正装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  温度センサ
２  温度偏差補正制御器
３  送信側制御温度補正器
４  受信側制御温度補正器
５  送信減算温度補正器
６  受信減算温度補正器
７  アンテナエレメント
８  送信参照信号導出部
９  方向性結合器
１０  第２の可変減衰器
１１  参照信号導入部
１２  方向性結合器
１３  第１の可変減衰器
１４  無線部ユニット
１５  送受信共用器
１６  受信部
１７  送信部
１８  受信側振幅・位相制御器
１９  送信側振幅・位相制御器
２０  第２の誤差検出器
２１  第１の誤差検出器
２２  第２の減算器
２３  第１の減算器
２４  遅延器
【図１】
0003618680.tif 000002
【図２】
0003618680.tif 000003
【図３】
0003618680.tif 000004