(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレーアンテナの２以上の第１のアンテナ素子に該アレーアンテナの前記第１のアンテナの他の第２のアンテナ素子又は該アレーアンテナに近接する第３のアンテナ素子から同一の校正信号を供給する手段と、
前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対位相変動を求める手段と、
前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対振幅変動を求める手段と、
前記アレーアンテナの各アンテナ素子が受信したユーザ信号を前記相対位相変動及び相対振幅変動で校正する手段と、
を備え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】
請求項１に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記相対位相変動を求める手段は、
各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求める手段（式（３）、（４））と、
前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求める手段（式（５））と、
複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求める手段（式（１４））と、
複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求める手段（式（１０）〜（１３））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求める手段（式（１５））と、
前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と１の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と前記到来経路差によるアンテナ素子間での前記位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求める手段（式（１６）、（１７））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした基準とされていない前記第１のアンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求める手段（式（１８））と、
を備え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】
請求項１に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記相対振幅変動を求める手段は、
各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求める手段（式（３）、（４））と、前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求める手段（式（５））と、
複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求める手段（式（１４））と、
複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求める手段（式（１０）〜（１３））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求める手段（式（１５））と、
前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均から、前記アレーアンテナの１のアンテナ素子を基準とした前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対振幅変動の時間平均を求める手段（式（１９）〜（２１））と、
を備えることを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項４】
アレーアンテナの２以上の第１のアンテナ素子に該アレーアンテナの前記第１のアンテナの他の第２のアンテナ素子又は該アレーアンテナに近接する第３のアンテナ素子から同一の校正信号を供給するステップと、
前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対位相変動を求めるステップと、
前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対振幅変動を求めるステップと、
前記アレーアンテナの各アンテナ素子が受信したユーザ信号を前記相対位相変動及び相対振幅変動で校正するステップと、
を有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５】
請求項４に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記相対位相変動を求めるステップは、
各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求めるステップ（式（３）、（４））と、
前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求めるステップ（式（５））と、
複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求めるステップ（式（１４））と、
複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求めるステップ（式（１０）〜（１３））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求めるステップ（式（１５））と、
前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と１の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と前記到来経路差によるアンテナ素子間での前記位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求めるステップ（式（１６）、（１７））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした基準とされていない前記第１のアンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求めるステップ（式（１８））と、
を有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６】
請求項４に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記相対振幅変動を求めるステップは、
各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求めるステップ（式（３）、（４））と、
前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求めるステップ（式（５））と、
複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求めるステップ（式（１４））と、
複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求めるステップ（式（１０）〜（１３））と、
前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求めるステップ（式（１５））と、
前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均から、前記アレーアンテナの１のアンテナ素子を基準とした前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対振幅変動の時間平均を求めるステップ（式（１９）〜（２１））と、
を有することを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレーアンテナの校正装置及び校正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルビームフォーミング装置で、正確な受信ビームを形成するためには、アンテナ素子毎に設けられた受信機出力の振幅特性および位相特性を揃えてビームフォーミングを行なう必要がある。
【０００３】
従来のアレーアンテナの校正装置は図５のような構成で、各アンテナ素子８０１−２〜８０１−５と受信器８０２−１〜８０２−４の間に結合器８２１−１〜８２１−４を設けて、校正信号発生器８１０で発生した校正信号を分配器８０９で分配して、結合器８２１−１〜８２１−４より校正信号を受信機８０２−１〜８０２−４に入力する構成となっている。受信機８０２−１〜８０２−４で受信した校正信号は校正信号処理部８０６の伝搬路推定器８０４−１〜８０４−４で伝搬路推定され、伝搬路推定値は校正係数計算器８０５に通知されて、全ての振幅及び位相が等しくなるように校正係数が計算される。求められた校正係数は各ユーザのビームフォーマ８０３に通知されて、これらにより受信機８０２−１〜８０２−４も出力信号を補正してビームフォームフォーミングが行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、校正信号はアンテナ素子８０１−２〜８０１−５やアンテナ素子８０１−２〜８０１−５と結合器８２１−１〜８２１−４の接続部分を通らないため、これらの部分による特性のばらつきを補正することができないという問題がある。また、校正信号を等振幅等位相で受信機８０２−１〜８０２−４に入力する必要があり、分配器８０９や結合器８２１−１〜８２１−４は精度及び安定度の高い性能が要求されるという問題があった。
【０００５】
このような問題を解決するための従来の方法として、図６のような構成が考えられている。見通し内に校正信号発生器８１０を設置し、校正信号発生器８１０から基地局アレーアンテナにむけて校正信号を送信し、その信号をアンテナ素子８０１−２〜８０１−５及び受信機８０２−１〜８０２−４で受信して校正を行なう方法である。この方法を用いると、アンテナ素子８０１−２〜８０１−５から受信機８０２−１〜８０２−４まで全てを校正信号が通過し、校正することができる。しかし、基地局の見通し内に校正信号発生器を設置する必要があるという問題がある。また、基地局と信号発生器との正確な位置関係を把握しておく必要があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、アンテナ素子から受信機までの間の伝送路の特性まで考慮することができ、基地局と信号発生器との間の位置関係を把握する必要を無くした、アレイアンテナの校正装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基地局に用いる直線アレーアンテナの受信特性の校正を行なう新たな校正装置及び校正方法を提案するもので、図１を用いて本発明の装置構成を説明する。本発明のアレーアンテナ校正装置は、アレーアンテナを構成するアンテナ素子１−２〜１−５に接続されている受信機２−１〜２−４の出力の位相特性及び振幅特性を揃えるために、アレーアンテナの両端に付加したアンテナ素子１−１、１−６と、アンテナ素子１−１、１−６から等振幅・等位相の校正信号を送信するための校正信号発生器１０及び分配器９と、受信機２−１、２−４が接続されたアレーアンテナの両端のアンテナ素子１−２、１−５で受信した校正信号を処理する校正信号処理部６と、受信機２−１〜２−４から出力されるユーザ信号の伝搬路推定を行なう伝搬路推定器４−１〜４−４と、校正信号処理部６より通知される校正信号の位相差情報と各ユーザの伝搬路推定器４−１〜４−４から通知される伝搬路推定値を用いて校正係数を算出する校正係数計算器５とから構成されることを特徴としている。
【０００８】
次に本発明の校正方法を説明する。アンテナ素子１−１及び１−６より等振幅、等位相で送信された校正信号は、アンテナ素子間の電磁結合によりアンテナ素子１−２及び１−５を介して受信機２−１及び２−４で受信される。受信機２−１及び２−４で受信された校正信号は、校正信号処理部６の伝搬路推定器８−１及び８−２で伝搬路推定される。これらの伝搬路推定値を用いて校正信号処理部６の位相差計算器７で受信機２−１と２−４の出力の位相差を計算し、校正係数計算器５に通知する。アンテナ素子１−２〜１−５と受信機２−１〜２−４ではユーザからの信号を受信し、伝搬路推定器４−１〜４−４で各アンテナ素子の受信したユーザ信号の伝搬路推定を行なう。推定した伝搬路推定値はビームフォ−マ３に通知されてユーザ毎のビームフォーミングに用いられると共に、校正係数計算器５に通知される。校正係数計算器５は、校正信号の位相差と、各アンテナ素子での各ユーザの伝搬路推定値を用いて受信機２−１〜２−４の出力に対する校正係数を計算する。校正係数の計算に用いる伝搬路推定値は全てのユーザのものを使用する必要は無く、任意の数だけ選択して用いてもかまわない。校正係数計算器５で求めた校正係数は各ユーザのビームフォーマ３に通知され、校正係数を用いて受信機２−１〜２−４より出力される受信信号を補正してビームフォーミングを行なう。
【０００９】
以上のように、本発明は受信したユーザ信号とアンテナ素子間結合により供給される校正信号を用いて受信機の振幅特性及び位相特性を揃えて校正を行なうことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、アレーアンテナの２以上の第１のアンテナ素子に該アレーアンテナの前記第１のアンテナの他の第２のアンテナ素子又は該アレーアンテナに近接する第３のアンテナ素子から同一の校正信号を供給する手段と、前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対位相変動を求める手段と、前記２以上の第１のアンテナ素子が受信した校正信号と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子で受信したユーザ信号を基に、前記アレーアンテナのアンテナ素子間の相対振幅変動を求める手段と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子が受信したユーザ信号を前記相対位相変動及び相対振幅変動で校正する手段と、を備えることを特徴とするアレーアンテナの校正装置が提供される。
【００１１】
上記のアレーアンテナの校正装置において、前記相対位相変動を求める手段は、各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求める手段（式（３）、（４））と、前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求める手段（式（５））と、複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求める手段（式（１４））と、複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求める手段（式（１０）〜（１３））と、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求める手段（式（１５））と、前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と１の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均と前記到来経路差によるアンテナ素子間での前記位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした前記第１のアンテナ素子を除く前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求める手段（式（１６）、（１７））と、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差から、１の前記第２又は第３のアンテナ素子を基準とした基準とされていない前記第１のアンテナ素子についての相対位相変動の時間平均を求める手段（式（１８））と、を備えていてもよい。
【００１２】
上記のアレーアンテナの校正装置において、前記相対振幅変動を求める手段は、各第１のアンテナ素子が受信した前記校正信号から、各第１のアンテナについての前記校正信号に関する伝送路推定値を求める手段（式（３）、（４））と、前記校正信号に関する前記伝送路推定値から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の位相差を求める手段（式（５））と、複数の時間の前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差から、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の平均を求める手段（式（１４））と、複数のユーザの複数のパスの複数の時間の前記ユーザ信号から、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均を求める手段（式（１０）〜（１３））と、前記第１のアンテナ間の前記校正信号に関する前記伝送路推定値の前記位相差の前記平均と複数の前記第１のアンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する前記伝送路推定値の前記平均から、到来経路差によるアンテナ素子間での位相差を求める手段（式（１５））と、前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての前記ユーザ信号に関する伝送路推定値の平均から、前記アレーアンテナの１のアンテナ素子を基準とした前記アレーアンテナの各アンテナ素子についての相対振幅変動の時間平均を求める手段（式（１９）〜（２１））と、を備えていてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
［実施形態１］
本発明の実施形態１について図２を用いて説明する。図２はＣＤＭＡ通信システムの直線アレーアンテナを用いた基地局の構成で、アレーアンテナを構成するアンテナ素子１−２〜１−５に接続されている受信機２−１〜２−４の出力の位相特性及び振幅特性を揃えるために、アレーアンテナの両端に付加したアンテナ素子１−１、１−６と、アンテナ素子１−１、１−６から拡散された校正信号を送信するための校正信号発生器１０、拡散器１８及び分配器９と、受信機２−１〜２−４が接続されたアレーアンテナの両端のアンテナ素子１−２、１−５で受信した校正信号を処理する校正信号処理部６と、受信機２−１〜２−４から出力される信号から１つのユーザパスから到来する信号を抽出する逆拡散器１９−１〜１９−４と、逆拡散された信号の伝搬路推定を行なう伝搬路推定器４−１〜４−４と、校正信号処理部６より通知される校正信号の位相差情報と伝搬路推定器４−１〜４−４から通知される伝搬路推定値を用いて校正係数を算出する校正係数計算器５を備える。校正係数の計算に用いる伝搬路推定値は全てのユーザ、全てのパスのものを使用する必要は無く、任意の数だけ選択して使用してもかまわない。
【００１５】
アンテナ素子１−１及び１−６より等振幅、等位相で送信された校正信号は、アンテナ素子間の電磁結合によりアンテナ素子１−２及び１−５に結合し、受信機２−１及び２−４で受信される。アンテナ素子１−２、１−５の特性のばらつき、受信機２−１、２−４の特性のばらつき、アンテナ素子１−２、１−５と受信機２−１、２−４をつなぐケーブル特性のばらつきにより、受信機２−１、２−４の出力の振幅及び位相はばらつき、また時間変動する。校正信号を１とすると、受信機２−１、２−４の出力信号ｘcal1（ｔ）、ｘcal4（ｔ）を以下のように表すことができる。
【００１６】
【数１】
0003651430.tif 000002
但し、Ａ1（ｔ）、Ａ4（ｔ）は受信機２−１、２−４の振幅変動を、ψ1（ｔ）、ψ4（ｔ）は位相変動を表す。
【００１７】
受信機２−１及び２−４から出力される校正信号は、校正信号処理部６の逆拡散器２０−１及び２０−２で逆拡散された後に、伝搬路推定器８−１及び８−２で伝搬路推定が行なわれる。各伝搬路推定値ｈcal1（ｔ）、ｈcal4（ｔ）は次のようになる。
【００１８】
【数２】
0003651430.tif 000003
これらの伝搬路推定値ｈcal1（ｔ）、ｈcal4（ｔ）を用いて校正信号処理部６の位相差計算器で受信機２−１と２−４の出力の位相差δｈcal（ｔ）を計算し、校正係数計算器５に通知する。伝搬路推定値の位相差δｈcal（ｔ）は次のように求められる。
【００１９】
【数３】
0003651430.tif 000004
但し、＊は複素共役数を示す。
【００２０】
受信機２−１〜２−４からの出力信号は、逆拡散器１９−１〜１９−４によりユーザ毎及びパス毎に分離され、ユーザ毎及びパス毎に伝搬路推定器４−１〜４−４により伝搬路推定される。ここで、ユーザｋ、パスｌからの信号の時刻ｔにおける伝搬路推定値ｈ1（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ2（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ3（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ4（ｋ，ｌ，ｔ）は下記のように表すことができる。
【００２１】
【数４】
0003651430.tif 000005
但し、Ａ1（ｔ）、Ａ2（ｔ）、Ａ3（ｔ）、Ａ4（ｔ）は受信機２−１〜２−４の振幅変動を、ψ1（ｔ）、ψ2（ｔ）、ψ3（ｔ）、ψ4（ｔ）は受信機２−１〜２−４の位相変動を表す。また、Ａ（ｋ、ｌ、ｔ）はユーザｋ、パスｌ、サンプル時間ｔの振幅を表し、θ（ｋ、ｌ、ｔ）は到来方向を表し、βは自由空間伝搬定数（２π／（波長））を表し、ｄはアンテナ素子間の間隔を表す。
【００２２】
推定した伝搬路推定値ｈ1（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ2（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ3（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ4（ｋ，ｌ，ｔ）は校正係数計算器５に通知され、校正係数計算器５は、校正信号の位相差δｈcal（ｔ）と、各アンテナ素子での各ユーザ、各パスの伝搬路推定値ｈ1（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ2（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ3（ｋ，ｌ，ｔ）、ｈ4（ｋ，ｌ，ｔ）を用いて受信機２−１〜２−４の出力に対する校正係数を計算する。計算に使用する伝搬路推定値は任意の数だけ選択して使用することができるが、ここではＫユーザ、各ユーザ毎にＬパス分の伝搬路推定値を選択して、それをＴサンプル使用する。
【００２３】
校正係数計算器５は、各アンテナ素子のユーザ、パス、サンプルについての伝搬路推定値の相乗平均Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3、Ｈ4を計算する。
【００２４】
【数５】
0003651430.tif 000006
【００２５】
【数６】
0003651430.tif 000007
【００２６】
【数７】
0003651430.tif 000008
【００２７】
【数８】
0003651430.tif 000009
また、校正係数計算器５は、校正信号の位相差の相乗平均ΔＨcalを計算する。
【００２８】
【数９】
0003651430.tif 000010
式（１０）、（１３）及び（１４）の値を用いて、到来経路差によるアンテナ素子での位相差ΔＷを求めることができる。
【００２９】
【数１０】
0003651430.tif 000011
式（１５）の値を用いることによって、アンテナ素子１−３、１−４についての受信機出力の相対位相変動（アンテナ素子１−２を基準）の時間平均値ΔＷφ2、ΔＷφ3を求めることができる。
【００３０】
【数１１】
0003651430.tif 000012
【００３１】
【数１２】
0003651430.tif 000013
また、アンテナ素子１−５についての受信機出力の相対位相変動（アンテナ素子１−２を基準）の時間平均ΔＷφ4は、校正信号から求められる。
【００３２】
【数１３】
0003651430.tif 000014
受信機出力の相対振幅変動（アンテナ素子１−２を基準）の時間平均値ΔＡ2、ΔＡ3、ΔＡ4は、伝搬路推定の相乗平均値Ｈ1〜Ｈ4から求めることができる。
【００３３】
【数１４】
0003651430.tif 000015
したがって、各受信機２−１〜２−４の出力の校正係数ΔＷ1、ΔＷ2、ΔＷ3、ΔＷ4は下記のように求められる。
【００３４】
【数１５】
0003651430.tif 000016
受信機に２−１〜２−４の特性変動時間に比べて充分に短い平均時間Ｔを選ぶことにより、式（１６）〜（１８）及び式（１９）〜（２１）はそれぞれ式（２６）〜（２８）及び式（２９）〜（３１）のようになる。
【００３５】
【数１６】
0003651430.tif 000017
【００３６】
【数１７】
0003651430.tif 000018
式（２６）〜（２８）及び式（２９）〜（３１）は、受信機２−１〜２−４の出力の、受信機２−１の出力を基準にした場合の相対位相特性及び相対振幅特性を表しており、式（２２）〜式（２５）を校正係数として用いることにより受信機出力の特性変動を揃えることができる。
【００３７】
したがって、校正係数計算器５で求めた校正係数は各ユーザ、各パスのビームフォーマ３に通知され、各ユーザ、各パスのビームフォーマ３で各受信機２−１〜２−５の出力信号に校正係数をかけることにより各受信機２−１〜２−４の振幅及び位相のばらつきを消去することができ、正確なビームフォーミングを行なうことができる。
【００３８】
［実施形態２］
本発明の実施形態２の構成を図３に示す。受信機２−１〜２−４がつながっている両端を除いたアンテナ素子１−３〜１−４のうちの任意のアンテナ素子１−３より校正信号を送信し、アンテナ素子１−３に隣接するアンテナ素子１−２、１−４に電磁的に結合した校正信号を測定して実施形態１と同様の方法で校正を行なうこができる。
【００３９】
［実施形態３］
本発明の実施形態３の構成を図４に示す。図４に示すように受信機２０２−１〜２０２−８につながっているアンテナ素子２０１−２〜２０１−９の中から選択した任意の数のアンテナ素子より校正信号を送信し、それらのアンテナ素子に隣接するアンテナ素子に電磁的に結合した校正信号を測定して、実施形態１と同様の方法で校正を行なうこともできる。図４ではアンテナ素子２０１−２、２０１−５、２０１−９より校正信号を送信し、これらに隣接するアンテナ素子２０１−３、２０１−４、２０１−６、２０１−８で校正信号を受信して校正を行なっている。ただし、校正信号処理部６の位相差計算器７では、４つの伝搬路推定値の位相を直線近似したときの傾きを位相差として用いる。このことにより、分配器や結合器の特性のばらつきによる校正精度への影響を小さくすることができる。
【００４０】
［実施形態４］
また、本発明はＴＤＭＡ通信システムやＦＤＭＡ通信システムの基地局に対しても適用できるものである。ＴＤＭＡ通信システムに適用する場合は、校正信号用のタイムスロットを割り当てるか、空いているタイムスロットを使用して校正信号を入力し、校正信号の測定を行なう。また、複数のタイムスロットについて伝搬路推定を行い、それを相乗平均する。このようにして求めた校正信号の位相差と平均伝搬路推定値を用いて校正係数を計算する。ＦＤＭＡ通信システムに適用する場合は、校正信号用の周波数チャンネルを割り当てるか、空いている周波数チャンネルを使用して校正信号を入力し、校正信号の測定を行なう。また、複数の周波数チャンネルについて伝搬路推定を行い、それらの相乗平均をとる。このようにして求めた校正信号の位相差と平均伝搬路推定値を用いて校正係数を計算する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部に校正局を設けることなく、アンテナ素子の入射面から受信機の出力までの全てを含めた相対振幅、相対位相のばらつきを除去することができるため、正確なビームフォーミングを行なうことができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態２によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態３によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来例によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【図６】他の従来例によるアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１−１〜１−６  アンテナ素子
２−１〜２−４  受信機
３  ビームフォーマー
４−１〜４−４  伝送路推定器
５  校正係数計算器
６  校正信号処理部
７  位相差計算器
８−１、８−２  伝送路推定器
９  分配器
１０  校正信号発生器
１８  拡散器
１９−１〜１９−４  逆拡散器
２０−１、２０−２  逆拡散器
【図１】
0003651430.tif 000019
【図２】
0003651430.tif 000020
【図３】
0003651430.tif 000021
【図４】
0003651430.tif 000022
【図５】
0003651430.tif 000023
【図６】
0003651430.tif 000024