(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、
前記複数の送信機のそれぞれの出力から信号の一部分を分岐して取り出す分岐手段と、
前記複数の送信機のいずれかが出力する信号を選択する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段が出力する信号を入力して前記複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する第２のスイッチと、
前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号とを選択的に前記各受信機に入力する第３のスイッチと、
前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２】
請求項１の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記複数の送信機のそれぞれが出力する信号を前記第１のスイッチで順次に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、前記周波数変換手段によって周波数変換された信号を予め基準として定めた特定ブランチの受信機に入力し、各々のブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの送信機からの信号について測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの送信系の校正値として算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項３】
請求項１の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、予め基準として定めた特定ブランチの送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記周波数変換手段で周波数変換された信号を各々のブランチの受信機に順次に入力し、各々のブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの受信系の校正値として算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項４】
請求項１の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号を合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第３のスイッチのかわりに設け、
前記受信機の出力信号に対し、前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，及び第２のスイッチの接続状態を制御して、前記校正／受信信号分離回路で分離された第２のスイッチからの信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【請求項５】
複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機からアンテナ素子に印加される信号の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記受信周波数と前記送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、
前記複数の送信機のそれぞれが出力する前記受信周波数と同じ周波数の信号を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて周波数変換する第１の周波数変換手段と、
前記複数の送信機のそれぞれの出力から、前記第１の周波数変換手段の変換後の信号の一部分を分岐して取り出す第１の分岐手段と、
前記送信機の１つの出力から、前記第１の周波数変換手段の変換前の信号の一部分を分岐して取り出す第２の分岐手段と、
前記複数の送信機のいずれかが前記第１の分岐手段に入力する１つの信号を選択する第１のスイッチと、
前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する第２の周波数変換手段と、
前記第２の分岐手段が出力する信号を入力して前記複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する第２のスイッチと、
前記アンテナ素子からの受信信号と、前記第２のスイッチからの信号と、前記第２の周波数変換手段からの信号とを選択的に前記各受信機に入力する第３のスイッチと、
前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項６】
請求項５の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記複数の送信機のそれぞれが出力する信号を前記第１のスイッチで順次に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、第２の周波数変換手段によって周波数変換された信号を予め基準として定めた特定ブランチの受信機に入力し、各々のブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの送信機からの信号について測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの送信系の校正値として算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項７】
請求項５の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、予め基準として定めた特定ブランチの送信機が出力する信号を、前記第２の分岐手段で取り出し、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを介して各々のブランチの受信機に順次に入力し、各々のブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの受信系の校正値として算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項８】
請求項５の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号、あるいは、前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２の周波数変換手段からの信号とを合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第３のスイッチのかわりにそれぞれ設け、
前記受信機の出力信号に対し、前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号とを分離／出力する、あるいは、前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２の周波数変換手段からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，及び第２のスイッチの接続状態を制御して、前記校正／受信信号分離回路で分離された第２のスイッチからの信号、あるいは、前記校正／受信信号分離回路で分離された第２の周波数変換手段からの信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【請求項９】
複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、
前記複数の送信機のそれぞれの出力から信号の一部分を分岐して取り出す分岐手段と、
前記アレーアンテナの予め定めたブランチの並びについて互いに隣接する２つのブランチからそれぞれ前記分岐手段の出力信号を入力していずれか一方を選択する複数の第１のスイッチと、
前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する周波数変換手段と、
前記アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、前記周波数変換手段が出力する信号を入力し、互いに隣接する２つのブランチのいずれか一方の経路に選択的に出力する複数の第２のスイッチと、
前記アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、当該ブランチのアンテナ素子からの受信信号と、当該ブランチに属する前記第２のスイッチからの信号と、隣接するブランチに属する前記第２のスイッチからの信号とのいずれかを選択して１つの受信機に入力する第３のスイッチと、
前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１０】
請求項９の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、隣接するブランチ毎に、隣接する２つのブランチの送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで交互に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、前記周波数変換手段によって周波数変換された信号を２つのブランチのうち予め定めた一方の受信機に入力し、２つのブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された振幅・位相値の比率を第１の比率として求めるとともに、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正し各ブランチの送信系の校正値を算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１１】
請求項９の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、隣接するブランチ毎に、隣接する２つのブランチのうち予め定めた一方の送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記周波数変換手段で周波数変換された信号を、隣接する２つのブランチの各々の受信機に交互に入力し、隣接する２つのブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値の比率を第１の比率として求めるとともに、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた前記第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正し各ブランチの受信系の校正値を算出することを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１２】
請求項９の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記アンテナ素子からの受信信号と当該ブランチに属する前記第２のスイッチからの信号、あるいは、前記アンテナ素子からの受信信号と隣接するブランチに属する前記第２のスイッチからの信号とを合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第３のスイッチのかわりにそれぞれ設け、
前記受信機の出力信号に対し、前記アンテナ素子からの受信信号と当該ブランチに属する前記第２のスイッチからの信号とを分離／出力する、あるいは、前記アンテナ素子からの受信信号と隣接するブランチに属する前記第２のスイッチからの信号を分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，及び第２のスイッチの接続状態を制御して、前記校正／受信信号分離回路で分離された当該ブランチに属する前記第２のスイッチからの信号、および、前記校正／受信信号分離回路で分離された隣接するブランチに属する前記第２のスイッチからの信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【請求項１３】
３以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の分岐手段と、
受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、
前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、
前記分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、
前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な１つの付加アンテナと、
前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、
前記受信機の入力に接続され、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号とのいずれか一方を選択的に前記受信機に入力する、受信機毎に設けられた第２のスイッチと、
前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御するとともに、  前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１４】
３以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の分岐手段と、
受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、
前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、
前記分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、
前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な少なくとも１つの付加アンテナと、
前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、
前記受信機の入力に接続され、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号とのいずれか一方を選択的に前記受信機に入力する、受信機毎に設けられた第２のスイッチと、
前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御するとともに、  前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の送信機及び第２の送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択するとともに、前記第１の送信機及び第２の送信機とは異なるブランチに属する１つの校正受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択し、前記第３のスイッチを前記第１の送信機及び第２の送信機とは異なるブランチに属する１つの校正受信機に接続される第１のスイッチに接続し、
前記第１の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第１の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、
前記付加アンテナが受信した前記第１の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第１の測定値を検出し、
前記第２の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第２の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、
前記付加アンテナが受信した前記第２の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第２の測定値を検出し、
前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、
前記第１の送信機及び第２の送信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求め、
予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１６】
請求項１３または請求項１４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の受信機及び第２の受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択するとともに、前記第１の受信機及び第２の受信機とは異なるブランチに属する１つの校正送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択し、
前記校正送信機が送出する信号を、前記分岐手段，第２の送受共用手段，第１のスイッチ及び第３のスイッチを介して前記付加アンテナから送信し、
前記第１の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第１の受信機に入力して前記第１の受信機に得られる第１の測定値を検出し、
前記第２の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第２の受信機に入力して前記第２の受信機に得られる第２の測定値を検出し、
前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、
前記第１の受信機及び第２の受信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求め、
予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１７】
請求項１３または請求項１４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの直線上に等間隔で配置するとともに、２つのアンテナ素子の中間の位置に前記付加アンテナを配置したことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１８】
請求項１３または請求項１４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの円周上に等間隔で配置するとともに、前記円周の中心位置に前記付加アンテナを配置したことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項１９】
請求項１３または請求項１４の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号とを合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第２のスイッチのかわりにそれぞれ設け、
前記受信機の出力に対し、前記第１の送受共用手段からの受信信号と前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号とを分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記第１のスイッチの接続状態を制御して、前記校正／受信信号分離回路で分離された前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【請求項２０】
２以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の第１の分岐手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力から変換後の信号をアレーアンテナのブランチ毎に取り出すＮ個の第２の分岐手段と、
受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、
前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、
前記第１の分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、
前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な１つの付加アンテナと、
前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、
予め定めた基準ブランチに属する第１の分岐手段の出力をいずれか１つのブランチの受信機の入力と接続する第２のスイッチと、
Ｎ個の各ブランチに属する前記第２の分岐手段の出力のいずれか１つを前記基準ブランチに属する第２の周波数変換手段の入力に接続する第３のスイッチと、前記第３のスイッチの出力と、前記基準ブランチに属する第２の送受共用手段とのいずれか一方を前記基準ブランチに属する第２め周波数変換手段の入力に接続する第４のスイッチと、
各々のブランチにおいて、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する信号と、前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号とのいずれか１つを選択して前記受信機の入力に印加する第５のスイッチと、
前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第６のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ，第３のスイッチ，第４のスイッチ，第５のスイッチ及び第６のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、ブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２１】
２以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、
送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の第１の分岐手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力から変換後の信号をアレーアンテナのブランチ毎に取り出すＮ個の第２の分岐手段と、
受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、
前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、
前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、
前記第１の分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、
前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な少なくとも１つの付加アンテナと、
前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、
予め定めた基準ブランチに属する第１の分岐手段の出力をいずれか１つのブランチの受信機の入力と接続する第２のスイッチと、
Ｎ個の各ブランチに属する前記第２の分岐手段の出力のいずれか１つを前記基準ブランチに属する第２の周波数変換手段の入力に接続する第３のスイッチと、前記第３のスイッチの出力と、前記基準ブランチに属する第２の送受共用手段とのいずれか一方を前記基準ブランチに属する第２め周波数変換手段の入力に接続する第４のスイッチと、
各々のブランチにおいて、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する信号と、前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号とのいずれか１つを選択して前記受信機の入力に印加する第５のスイッチと、
前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第６のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ，第３のスイッチ，第４のスイッチ，第５のスイッチ及び第６のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、ブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記第１の送受共用手段からの受信信号と前記第２の周波数変換手段が出力する信号とを合成、あるいは、前記第１の送受共用手段からの受信信号と前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号とを合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第５のスイッチのかわりにそれぞれ設け、
前記受信機の出力に対し、前記第１の送受共用手段からの受信信号と前記第２の周波数変換手段が出力する信号とを分離／出力する、あるいは、前記第１の送受共用手段からの受信信号と前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ，第３のスイッチ，及び第４のスイッチを制御するとともに、前記校正／受信信号分離回路で分離された前記第２の周波数変換手段が出力する信号、あるいは、前記校正／受信信号分離回路で分離された前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【請求項２３】
２以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前部各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する第１の送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なり、前記各送信機の出力する信号の周波数がｆ１、前記各受信機の受信周波数がｆ２である適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記アレーアンテナの少なくとも２つのアンテナ素子からの距離が等しい位置に配置された少なくとも１つの付加アンテナと、
前記付加アンテナに接続された第２の送受共用手段と、
１つの送信機から出力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して前記第２の送受共用手段に出力するとともに、前記第２の送受共用手段から入力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して出力する少なくとも１つの周波数変換手段と、
前記Ｎ個の送信機の少なくとも１つの出力から取り出した信号を前記周波数変換手段に入力する少なくとも１つの分岐手段と、
前記Ｎ個の受信機の少なくとも１つについて、その入力を前記第１の送受共用手段及び前記周波数変換手段のいずれか一方と接続する、少なくとも１つの第１のスイッチと、
前記第１のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段と
を設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２４】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記Ｎ個の送信機の出力にそれぞれ前記分岐手段を接続し、
前記Ｎ個の受信機の入力にそれぞれ前記第１のスイッチを接続し、
前記Ｎ個の送信機に接続した分岐手段のいずれか１つを選択的に前記周波数変換手段の入力と接続する第２のスイッチと、
前記周波数変換手段の出力を前記Ｎ個の受信機に接続した第１のスイッチのいずれか１つの入力と選択的に接続する第３のスイッチと
をさらに設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２５】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記第１のスイッチを制御し、前記Ｎ個の受信機のうち校正受信機に定めた１つの受信機の入力に前記周波数変換手段の出力を接続し、
前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機として順次に選択するとともに選択した校正送信機から信号を送出し、
前記校正送信機から送出され、前記第１の送受共用手段及びそれに接続された前記アンテナ素子を介して送信された信号を前記付加アンテナ，第２の送受共用手段，周波数変換手段及び第１のスイッチを介して前記校正受信機に入力し、
それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号について前記校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２６】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記第１のスイッチを制御し、それが接続された受信機の入力を前記第１の送受共用手段と接続し、
前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機に定めて前記校正送信機から信号を送出し、
前記Ｎ個の受信機の１つを校正受信機として順次に選択し、
前記校正送信機から送出され、前記分岐手段，周波数変換手段及び第２の送受共用手段を通って前記付加アンテナから送信された信号を、前記校正受信機が属するブランチのアンテナ素子及び第１の送受共用手段を介して前記校正受信機に入力し、
それぞれのブランチの校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２７】
請求項２４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記第１のスイッチを制御し、前記Ｎ個の受信機のうち校正受信機に定めた１つの受信機の入力に前記周波数変換手段の出力を接続し、
前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機として順次に選択するとともに選択した校正送信機から信号を送出し、
前記校正送信機から送出された信号を前記分岐手段で分岐し前記第２のスイッチを介して周波数変換手段に入力し、前記周波数変換手段が出力する信号を前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して校正受信機の入力に印加し、
それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号について前記校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２８】
請求項２４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、
前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機に定めて前記校正送信機から信号を送出し、
前記Ｎ個の受信機の１つを校正受信機として順次に選択し、
前記校正送信機から送出された信号を前記分岐手段で分岐し、前記第２のスイッチを介して周波数変換手段の入力に印加し、前記周波数変換手段から出力される信号を前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して校正受信機の入力に印加し、
それぞれのブランチの校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項２９】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、１つの送信機から出力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換する第１の周波数変換手段と、前記第２の送受共用手段から入力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して出力する第２の周波数変換手段とを設けたことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項３０】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの直線上に等間隔で配置するとともに、２つのアンテナ素子の中間の位置に前記付加アンテナを配置したことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項３１】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの円周上に等間隔で配置するとともに、前記円周の中心位置に前記付加アンテナを配置したことを特徴とする適応アレーアンテナ送受信装置。
【請求項３２】
請求項２３の適応アレーアンテナ送受信装置において、
前記第１の送受共用手段からの信号と前記周波数変換手段からの信号とを合成し、該信号を前記受信機に出力する合成器を前記第１のスイッチのかわりに設け、
前記受信機の出力に対し、前記第１の送受共用手段からの信号と前記周波数変換手段からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設け、
前記校正制御手段は、前記各校正／受信信号分離回路で分離された前記周波数変換手段からの信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める
ことを特徴とする適応アレーアンテナ送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、適応アレーアンテナを用いて無線信号の送受信を行う適応アレーアンテナ送受信装置に関し、特に、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式のように送信と受信とで互いに異なる周波数の信号を用いる通信システムにおいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅及び位相差を、送信機及び受信機のそれぞれについて、個別に装置内で自動校正するための適応アレーアンテナ送受信装置に関する。また、本発明は、アンテナや給電線を含む装置の送信部及び受信部の振幅及び位相を、遠方界からの情報を用いることなく個別に校正するための適応アレーアンテナ送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の携帯電話やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａ１  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの爆発的な移動通信の普及に伴って、限られた周波数帯においてできる限り多くの加入者の通信チャネルを確保することが必要になってきている。
そのため、移動通信では多数の加入者に対して、必要に応じて特定のチャネルを割り当てる方法（マルチチャネルアクセス方式とよぶ）を採用することが現在の主流になっている。
【０００３】
セルラーシステムやＰＨＳなどに代表される現在の移動通信システムでは、マルチチャネルアクセス方式として、主に時分割多重化（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：ＴＤＭＡ）方式が採用されている。その中でも、携帯電話のシステムの代表とされるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａ１  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）やＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａ１  Ｄｉｇｉｔａ１  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｔｅｌｅｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）では、通話エリアを拡大するためにＦＤＤ方式を採用している。
【０００４】
ところで、無線区間で周波数の利用効率を高めるためには、隣接セルからの干渉波の影響を低減することが必要である。干渉波を低減する技術としては、アダプティブアレーアンテナが知られている。この種の技術は、例えば文献１「Ｍｏｎｚｉｎｇｏ  ｅｔ  ａ１．，“Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｒｒａｙ”，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８０」に開示されている。
【０００５】
アダプティブアレーアンテナにおいては、アレー状に配列した複数のアンテナ素子によってアレーアンテナを構成する。そして、アレーアンテナの各ブランチ毎に、入力された信号に対して振幅と位相を重みづけしてアレーアンテナの放射パターンを制御する。すなわち、干渉波の方向にアレーアンテナの放射パターンのヌルを形成し、干渉波の影響を低減する。
【０００６】
アダプディブアレーアンテナとＦＤＤシステムとを組み合わせた装置は図３４に示すように構成される。
近年、アダプティブアレーで必要とされる振幅と位相の制御は、制御の容易さや柔軟性などを考慮して、ベースバンドでＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａ１  Ｓｉｇｎａ１  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などの演算器を用いたディジタル信号処理で実現することが一般的な方法とされている。この事実は、例えば文献２「Ｔ．０ｈｇａｎｅ，ｅｔ  ａ１．，“Ａ  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ＣＭＡ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  ａｒｒａｙ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ＧＭＳＫ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｉｎ  ｍｏｂｉｌｅ  ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．３，ｐｐ．２８２−２８８，Ａｕｇｕｓｔ  １９９３」に開示されている。
【０００７】
したがって、ベースバンドの制御でアダプティブアレーアンテナを実現する場合には、アレーアンテナの各ブランチ毎に送信機及び受信機が必要になる。このようなアダプティブアレーアンテナで用いる送信機および受信機については、それらの振幅及び位相が各ブランチ間で等しいことが理想的である。しかし、実際には電力増幅器などの高周波回路やケーブルの個体差、設置場所の温度特性の変動などによって振幅や位相がブランチ間で異なることが多い。
【０００８】
このような振幅や位相の誤差の影響により、アダプティブアレーアンテナの放射パターンには、理想的な放射パターンに対してヌルの低下やサイドローブの上昇が生じ、アダプティブアレーアンテナの本来持つ干渉波抑圧特性を劣化させる要因となっている。この事実は、例えば文献３「Ｊ．Ｌｉｔｖａ  ｅｔ  ａ１．，“Ｄｉｇｉｔａ１  Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｉｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”，Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９９６．」に開示されている。
【０００９】
この現象の一例について、図３１及び図３２を参照して説明する。図３１はアレーアンテナの構成及び指向パターンを示し、図３２は振幅及び位相誤差とヌル深度の関係を示している。すなわち、図３１に示す３素子円形配列のアレーアンテナの各素子に図３１に示す振幅及び位相を理想条件として与えた場合を基準とし、各素子の振幅及び位相が基準となる理想条件からずれた場合の放射パターンのヌル深度が図３２に表されている。
【００１０】
理想的な条件においては、図３２に示す１８０度方向にヌルを有する放射パターンが形成され、ヌル深度も非常に大きくなる。しかし、各素子の振幅及び位相が基準となる理想条件からずれた場合には、アレーアンテナの放射パターンが劣化し、振幅誤差及び位相誤差に応じて図３２のようにヌル深度が上昇する。
したがって、送信周波数と受信周波数とが異なるＦＤＤシステムを採用する場合にはアダプティブアレーアンテナの送信の放射パターンと受信の放射パターンとを一致させるために、アレーアンテナの各ブランチ間の振幅と位相を校正する技術が必要になる。また、ＦＤＤシステムにアダプティブアレーアンテナを適用する場合には、送信と受信の周波数が異なるため、受信時に求められたアダプティブアレーアンテナの各素子の重み係数をそのまま送信時に適用することはできない。
【００１１】
したがって、通常、アダプティブアレーアンテナの送信時の重み係数を決定するためには、受信時になんらかの到来方向推定技術を用いて所望信号及び干渉信号の方向を推定する必要があり、これらの方向の情報を用いて送信時の重み係数を決定し放射パターンを制御することになる。このため、ＦＤＤシステムにアダプティブアレーを適用するためには、受信時及び送信時にそれぞれ個別の校正を行う必要がある。
【００１２】
従来より、各送信機及び受信機の振幅や位相を校正する場合には、装置に内蔵した発振器が出力する校正用の基準信号を用いる。この種の技術は、例えば文献４「Ｈ．Ｓｔｅｙｓｃａｌ  ｅｔ  ａ１．，“Ｄｉｇｉｔａ１  Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｒａｄｅｒｓ”，Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｊｏｕｒｎａ１，ｖｏ１．３２，Ｎｏ．１，ｐｐ．１２２−１３６．」に開示されている。
このような従来例の校正回路を図３３に示す。図３３の校正回路を用いる場合の校正手順は次の通りである。
【００１３】
（１）基準信号発生器からの基準信号を、分岐手段であるカップラを介して各ブランチの受信機に各ブランチに共通の信号として送る。各ブランチの受信機で得られる値と基準値とを用いて各受信機の校正値を求める。予め定めた特定のブランチの受信機が検出した値を前記基準値として用いる。
（２）送信機から出力した信号をスイッチと減衰器（アッテネータ）を介して受信機に送り、各ブランチ毎に得られた値と基準値とを用いて送受信全体の校正値をブランチ毎に求める。ここで用いる基準値は、前記（１）で受信機の校正値を求める際に基準としたブランチの受信機で得られた値である。
【００１４】
（３）前記（２）で求めた送受信全体の校正値から前記（１）で求めた受信機の校正値を差し引き、各送信機の校正値を求める。
上記のように、図３３の校正回路を用いることにより、装置内でアレーアンテナの各ブランチ間の振幅及び位相を校正できる。
しかしながら、ＦＤＤシステムの場合には送信機と受信機の周波数が異なるため、送信機の出力する信号を受信機で測定することができず、図３３に示されるような校正回路を用いても、上記（２）の手順を実行できない。したがって、従来の校正回路を用いる場合には、受信機の校正だけしか行うことができず、送信機側の振幅誤差及び位相誤差を解消できないという問題が生じる。また、従来の校正回路は装置間の校正を実現するものであり、アンテナ素子間の校正を行うことはできない。
【００１５】
一方、アンテナ素子の振幅及び位相のばらつきも含めてアレーアンテナ装置の各ブランチ間の振幅及び位相を校正する場合には、遠方界から到来する信号を受信するか、あるいは遠方界でアレーアンテナの送信する信号を受信し、各ブランチ毎に移相器を用いて位相を順次に回転させる方法が用いられる。この技術は、素子電界ベクトル回転方法と呼ばれ、例えば文献５「真野，片木，“フェーズドアレーアンテナの素子振幅位相測定法”，電子情報通信学会論文誌（Ｂ），Ｖｏ１．Ｊ−６５−Ｂ，Ｎ０．５，ｐｐ．５５５−５６０」に開示されている。
【００１６】
ところが、例えば移動通信においては、各基地局が必ずしも規則的に配置されるとは限らず、通話エリアの不感地を解消するためやトラヒックの増大に応じて適宜決定した位置に各基地局が配置されるのが一般的である。移動通信の各基地局に上記の素子電界ベクトル回転方法を適用する場合には、基地局と基準局とが見通しになる条件を満たす必要がある。したがって、移動通信などの環境下においては、アレーアンテナの各ブランチ間の振幅及び位相をできる限り装置内で校正できるのが望ましい。
【００１７】
また、アレーアンテナのアンテナ素子間で信号を送受信することによりアンテナ及びそれに接続される送受信機の校正を行う方法が、例えば文献６「Ｈ．Ｍ．Ａｕｍａｎｎ  ｅｔ  ａ１．，“Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｔｕａ１  Ｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”  ，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  ＡＰ−３７，Ｎ０．７，ｐｐ８４４−８５０，Ｊｕｌｙ  １９８９．」に開示されている。
【００１８】
文献６の方法について、図３５を参照しながら説明する。この方法では、図３５（ａ）に示すように、例えば６角型配列になるようにアレーアンテナの各アンテナ素子を配置するとともに、隣接するアンテナ素子をある基準素子（この場合は＃ｍ）からみて均等位置になるように配列する。この場合には、基準素子からみた、隣接アンテナ素子の素子間相互結合を同一と見なすことができる。この条件の下で、図３５（ｂ）に示すように隣接するアンテナ素子と基準素子との間で信号を送受信することで、送受信機間の振幅・位相差を補正することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際にはアレーアンテナの配列は直線や円形である場合が多く、実際の配列においては、使用するアンテナ間の相互結合をすべて等しくすることは困難である。また、この方法を適用するためには、すべての素子に対して上記の条件を満たすことが必要であり、校正用のアンテナが多数必要になる。さらに、この方法をＦＤＤシステムに適用する場合は、送信と受信との周波数が異なるため、単純に隣接するアンテナ間で信号を送受信することはできないという問題がある。
【００２０】
本発明は、アレーアンテナの送信周波数と受信周波数とが異なる場合であっても、アレーアンテナ装置において、アンテナや給電線を含む装置の受信部と送信部の双方を個別にかつ簡易に校正可能な適応アレーアンテナ送受信装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、前記複数の送信機のそれぞれの出力から信号の一部分を分岐して取り出す分岐手段と、前記複数の送信機のいずれかが出力する信号を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する周波数変換手段と、前記周波数変換手段が出力する信号を入力して前記複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する第２のスイッチと、前記アンテナ素子からの受信信号と前記第２のスイッチからの信号とを選択的に前記各受信機に入力する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段とを設けた第１の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
【００２２】
第１の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記複数の送信機のいずれかが出力する信号が、分岐手段（例えばカップラ）によって取り出され、第１のスイッチで選択されて周波数変換手段に入力される。周波数変換手段は、第１のスイッチが選択した信号の周波数を、ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する。
また、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する。例えば、送信機の送信周波数がｆ１、受信機の受信周波数がｆ２であり、（ｆ１＞ｆ２）の関係がある場合には、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は（ｆ１−ｆ２）になる。従って、送信機から出力される周波数がｆ１の信号を周波数変換手段に入力すると、周波数変換手段の出力には周波数がｆ２の信号が得られる。この信号の周波数ｆ２は受信機の受信周波数がｆ２と同一であるので、その信号を各受信機に入力すればその受信機で信号の振幅や位相を測定することができる。
【００２３】
第２のスイッチは、周波数変換手段が出力する信号を入力して複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する。第３のスイッチは、アンテナ素子からの受信信号と第２のスイッチからの信号とを選択的に各受信機に入力する。
【００２４】
したがって、第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを切り替えることにより、アレーアンテナのいずれかのブランチに設けられた送信機からの送信信号を、いずれかのブランチの受信機に周波数を整合させてから入力することができる。
第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの制御は校正制御手段によって行われる。また、校正制御手段は受信機で得られる振幅・位相値を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【００２５】
第１の適応アレーアンテナ送受信装置によれば、受信機の受信周波数と送信機の送信周波数とが異なる場合であっても、送信機が出力する信号を受信機に入力して振幅・位相値を測定することができるので、受信機の校正だけでなく送信機の校正も行うことができる。
【００２６】
また、本発明は、第１の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記複数の送信機のそれぞれが出力する信号を前記第１のスイッチで順次に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、前記周波数変換手段によって周波数変換された信号を予め基準として定めた特定ブランチの受信機に入力し、各々のブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの送信機からの信号について測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの送信系の校正値として算出する。
【００２７】
送信機が出力する信号を受信機で検出して得られる振幅・位相値には、送信機の成分，受信機の成分及び温度特性に依存する成分が含まれている。本発明においては、各々のブランチの送信機からの信号を特定の受信機で測定して得た振幅・位相値と、基準となるブランチの送信機からの信号を測定して得た振幅・位相値との比率を求めるので、各ブランチの振幅・位相値に共通の受信機の成分及び温度特性に依存する成分は相殺され、送信機のみの振幅・位相値の成分が校正値として得られる。
【００２８】
また、本発明は、第１の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、予め基準として定めた特定ブランチの送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記周波数変換手段で周波数変換された信号を各々のブランチの受信機に順次に入力し、各々のブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの受信系の校正値として算出する。
【００２９】
送信機が出力する信号を受信機で検出して得られる振幅・位相値には、送信機の成分，受信機の成分及び温度特性に依存する成分が含まれている。本発明においては、特定の送信機からの信号を各々のブランチの受信機で測定して得た振幅・位相値と、基準となるブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を求めるので、各ブランチの振幅・位相値に共通の送信機の成分及び温度特性に依存する成分は相殺され、受信機のみの振幅・位相値の成分が校正値として得られる。
【００３０】
さらに、本発明は、複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機からアンテナ素子に印加される信号の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、前記受信周波数と前記送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、前記複数の送信機のそれぞれが出力する前記受信周波数と同じ周波数の信号を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて周波数変換する第１の周波数変換手段と、前記複数の送信機のそれぞれの出力から、前記第１の周波数変換手段の変換後の信号の一部分を分岐して取り出す第１の分岐手段と、前記送信機の１つの出力から、前記第１の周波数変換手段の変換前の信号の一部分を分岐して取り出す第２の分岐手段と、前記複数の送信機のいずれかが前記第１の分岐手段に入力する１つの信号を選択する第１のスイッチと、前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する第２の周波数変換手段と、前記第２の分岐手段が出力する信号を入力して前記複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する第２のスイッチと、前記アンテナ素子からの受信信号と、前記第２のスイッチからの信号と、前記第２の周波数変換手段からの信号とを選択的に前記各受信機に入力する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段とを設けた第２の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
【００３１】
第２の適応アレーアンテナ送受信装置においては、各送信機が出力する信号の周波数は受信機の受信周波数と同一であるが、各送信機が出力する信号は第１の周波数変換手段によって周波数変換され、送信信号としてアンテナ素子に印加される。このため、第１の適応アレーアンテナ送受信装置の場合と同様に送信周波数と受信機の受信周波数とは異なる。
第１の分岐手段は、第１の周波数変換手段の変換後の送信信号の一部分を分岐して取り出す。第１のスイッチは、いずれかのブランチの送信機からの信号（第１の周波数変換手段の変換後の信号）を選択し、第２の周波数変換手段に入力する。第２の周波数変換手段は、第１のスイッチが選択した信号の周波数を、ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する。
【００３２】
また、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は、前記受信機の受信周波数と送信周波数との差分に相当する。例えば、アンテナ素子に印加される信号の送信周波数がｆ１、受信機の受信周波数がｆ２であり、（ｆ１＞ｆ２）の関係がある場合には、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は（ｆ１−ｆ２）になる。
【００３３】
従って、送信機から出力され第１の周波数変換手段を通った周波数がｆ１の信号を第２の周波数変換手段に入力すると、第２の周波数変換手段の出力には周波数がｆ２の信号が得られる。この信号の周波数ｆ２は受信機の受信周波数がｆ２と同一であるので、その信号を各受信機に入力すればその受信機で信号の振幅や位相を測定することができる。
【００３４】
この例では、各送信機の出力する信号の周波数が受信機の受信周波数と同一であるので、送信機の出力から第１の周波数変換手段を通る前の信号を取り出す場合には、その信号の周波数を変換することなしに受信機で振幅・位相値を測定できる。
そこで、第２のスイッチは１つのブランチの送信機の出力から第１の周波数変換手段の変換前の信号を第２の分岐手段で取り出し、複数の受信機に対応付けられた複数経路のいずれかに選択的に出力する。第３のスイッチは、アンテナ素子からの受信信号と、第２のスイッチからの信号と、第２の周波数変換手段からの信号とを選択的に各受信機に入力する。
【００３５】
したがって、第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを切り替えることにより、アレーアンテナのいずれかのブランチに設けられた送信機からの送信信号を、いずれかのブランチの受信機に周波数を整合させてから入力することができる。
第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの制御は校正制御手段によって行われる。また、校正制御手段は受信機で得られる振幅・位相値を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
また、第２の適応アレーアンテナ送受信装置は、受信周波数と送信周波数とが異なる場合であっても、送信機が出力する信号を受信機に入力して振幅・位相値を測定することができるので、受信機の校正だけでなく送信機の校正も行うことができる。
【００３６】
また、本発明は、第２の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記複数の送信機のそれぞれが出力する信号を前記第１のスイッチで順次に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、第２の周波数変換手段によって周波数変換された信号を予め基準として定めた特定ブランチの受信機に入力し、各々のブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの送信機からの信号について測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの送信系の校正値として算出する。
【００３７】
送信機が出力する信号を受信機で検出して得られる振幅・位相値には、送信機の成分，受信機の成分及び温度特性に依存する成分が含まれている。本発明においては、各々のブランチの送信機からの信号を特定の受信機で測定して得た振幅・位相値と、基準となるブランチの送信機からの信号を測定して得た振幅・位相値との比率を求めるので、各ブランチの振幅・位相値に共通の受信機の成分及び温度特性に依存する成分は相殺され、送信機のみの振幅・位相値の成分が校正値として得られる。
【００３８】
また、本発明は、第２の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、予め基準として定めた特定ブランチの送信機が出力する信号を、前記第２の分岐手段で取り出し、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを介して各々のブランチの受信機に順次に入力し、各々のブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値と、予め基準として定めた特定ブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を各ブランチの受信系の校正値として算出する。
【００３９】
送信機が出力する信号を受信機で検出して得られる振幅・位相値には、送信機の成分，受信機の成分及び温度特性に依存する成分が含まれている。本発明においては、特定の送信機からの信号を各々のブランチの受信機で測定して得た振幅・位相値と、基準となるブランチの受信機で測定された振幅・位相値との比率を求めるので、各ブランチの振幅・位相値に共通の送信機の成分及び温度特性に依存する成分は相殺され、受信機のみの振幅・位相値の成分が校正値として得られる。
【００４０】
また、本発明は、複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、前記アレーアンテナのアンテナ素子数と同数の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する周波数の信号を出力するローカル信号生成手段と、前記複数の送信機のそれぞれの出力から信号の一部分を分岐して取り出す分岐手段と、前記アレーアンテナの予め定めたブランチの並びについて互いに隣接する２つのブランチからそれぞれ前記分岐手段の出力信号を入力していずれか一方を選択する複数の第１のスイッチと、前記第１のスイッチが選択した信号の周波数を、前記ローカル信号生成手段が出力する信号を用いて変換する周波数変換手段と、前記アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、前記周波数変換手段が出力する信号を入力し、互いに隣接する２つのブランチのいずれか一方の経路に選択的に出力する複数の第２のスイッチと、前記アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、当該ブランチのアンテナ素子からの受信信号と、当該ブランチに属する前記第２のスイッチからの信号と、隣接するブランチに属する前記第２のスイッチからの信号とのいずれかを選択して１つの受信機に入力する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの接続状態を制御して、前記受信機で得られる振幅・位相値を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める校正制御手段とを設けた第３の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
【００４１】
第３の適応アレーアンテナ送受信装置においては、第１のスイッチは、互いに隣接する２つのブランチからそれぞれ前記分岐手段の出力信号を入力していずれか一方を選択する。なお、この場合の隣接する２つのブランチは、必ずしも実際のアンテナ素子の並びと一致する必要はなく、第１のスイッチが選択するブランチの並びは任意に定めることができる。
【００４２】
周波数変換手段は、各ブランチにおいて第１のスイッチが選択した信号の周波数を、ローカル信号生成手段が出力する信号を用いてそれぞれ変換する。
また、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は、前記受信機の受信周波数と前記送信機の送信周波数との差分に相当する。例えば、送信機の送信周波数がｆ１、受信機の受信周波数がｆ２であり、（ｆ１＞ｆ２）の関係がある場合には、ローカル信号生成手段が出力する信号の周波数は（ｆ１−ｆ２）になる。従って、送信機から出力される周波数がｆ１の信号を周波数変換手段に入力すると、周波数変換手段の出力には周波数がｆ２の信号が得られる。この信号の周波数ｆ２は受信機の受信周波数がｆ２と同一であるので、その信号を各受信機に入力すればその受信機で信号の振幅や位相を測定することができる。
【００４３】
第２のスイッチは、アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、周波数変換手段が出力する信号を入力し、互いに隣接する２つのブランチのいずれか一方の経路に選択的に出力する。
第３のスイッチは、アレーアンテナの複数ブランチのそれぞれについて、当該ブランチのアンテナ素子からの受信信号と、当該ブランチに属する第２のスイッチからの信号と、隣接するブランチに属する第２のスイッチからの信号とのいずれかを選択して１つの受信機に入力する。
【００４４】
したがって、第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを切り替えることにより、アレーアンテナのいずれかのブランチに設けられた送信機からの送信信号を、いずれかのブランチの受信機に周波数を整合させてから入力することができる。
第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチの制御は校正制御手段によって行われる。また、校正制御手段は受信機で得られる振幅・位相値を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【００４５】
第３の適応アレーアンテナ送受信装置によれば、受信機の受信周波数と送信機の送信周波数とが異なる場合であっても、送信機が出力する信号を受信機に入力して振幅・位相値を測定することができるので、受信機の校正だけでなく送信機の校正も行うことができる。
【００４６】
また、本発明は、第３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、隣接するブランチ毎に、隣接する２つのブランチの送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで交互に選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御し、前記周波数変換手段によって周波数変換された信号を２つのブランチのうち予め定めた一方の受信機に入力し、２つのブランチの送信機からの信号についてそれぞれ測定された振幅・位相値の比率を第１の比率として求めるとともに、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正し各ブランチの送信系の校正値を算出する。
【００４７】
隣接する２つのブランチの送信機からの信号を第１のスイッチで交互に選択して一方のブランチの共通の受信機に入力することにより、２つの振幅・位相値が得られる。これら２つの振幅・位相値の比率を第１の比率とする。第１の比率は隣接するブランチ毎にそれぞれ求められる。
しかしながら、隣接する２つのブランチの間で求められた第１の比率には、２つのブランチの送信機に関する振幅・位相値成分が含まれている。そこで、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正する。
【００４８】
この修正により、各ブランチの第１の比率は、基準として定めた特定ブランチの送信機の振幅・位相値成分に対する当該ブランチの送信機の振幅・位相値の比率に統一される。従って、各ブランチの第１の比率を、各送信機の振幅・位相値成分の校正値として利用できる。
【００４９】
また、本発明は、第３の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、隣接するブランチ毎に、隣接する２つのブランチのうち予め定めた一方の送信機が出力する信号を前記第１のスイッチで選択するとともに、前記第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記周波数変換手段で周波数変換された信号を、隣接する２つのブランチの各々の受信機に交互に入力し、隣接する２つのブランチの受信機でそれぞれ測定された複数の振幅・位相値の比率を第１の比率として求めるとともに、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた前記第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正し各ブランチの受信系の校正値を算出する。
【００５０】
隣接する２つのブランチ毎に、一方の送信機からの信号を２つのブランチのいずれか一方の受信機に第２のスイッチで交互に選択して入力することにより、２つの振幅・位相値が得られる。これら２つの振幅・位相値の比率を第１の比率とする。第１の比率は隣接するブランチ毎にそれぞれ求められる。
しかしながら、隣接する２つのブランチの間で求められた第１の比率には、２つのブランチの受信機に関する振幅・位相値成分が含まれている。そこで、予め基準として定めたブランチ以外については、当該ブランチで求められた第１の比率を他のブランチで求められた第１の比率を用いて修正する。
【００５１】
この修正により、各ブランチの第１の比率は、基準として定めた特定ブランチの受信機の振幅・位相値成分に対する当該ブランチの受信機の振幅・位相値の比率に統一される。従って、各ブランチの第１の比率を、各受信機の振幅・位相値成分の校正値として利用できる。
【００５２】
また、本発明は、３以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の分岐手段と、受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、前記分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な１つの付加アンテナと、前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、前記受信機の入力に接続され、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する受信信号とのいずれか一方を選択的に前記受信機に入力する、受信機毎に設けられた第２のスイッチと、前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第３のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段とを設けた第４の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
なお、第４の適応アレーアンテナ送受信装置において、付加アンテナは１つに限らず少なくとも１つ以上設けられていれば良い。
【００５３】
第４の適応アレーアンテナ送受信装置では、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御することにより、３つのブランチの回路を選択し、２つのブランチからそれぞれ送信した信号を共通の１つのブランチで受信するか、又は共通の１つのブランチから送信した信号を残りの２つのブランチでそれぞれ受信することができる。
また、共通のブランチについては、付加アンテナを用いて信号の送受信を行うことができる。
【００５４】
付加アンテナを所定の位置に配置して、２つのブランチから送信した信号を付加アンテナを介して１つの共通ブランチで受信することにより、２つのブランチの送信部及びアンテナ素子を含む相対的な振幅・位相値を校正値として求めることができる。
【００５５】
また、付加アンテナを介して１つの共通ブランチから送信した信号を２つのブランチでそれぞれ受信することにより、２つのブランチの受信部及びアンテナ素子を含む相対的な振幅・位相値を校正値として求めることができる。
通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なるため、前記アレーアンテナから送信される信号の周波数は受信機の受信周波数とは異なるが、受信側に設けた第２の周波数変換手段によって、受信機が受信可能な周波数の受信信号を得ることができる。
【００５６】
また、本発明は、第４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の送信機及び第２の送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択するとともに、前記第１の送信機及び第２の送信機とは異なるブランチに属する１つの校正受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択し、前記第３のスイッチを前記第１の送信機及び第２の送信機とは異なるブランチに属する１つの校正受信機に接続される第１のスイッチに接続し、前記第１の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第１の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、前記付加アンテナが受信した前記第１の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第１の測定値を検出し、前記第２の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第２の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、前記付加アンテナが受信した前記第２の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第２の測定値を検出し、前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、前記第１の送信機及び第２の送信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求め、予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する。
【００５７】
上記第４の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の送信機及び第２の送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択するとともに、前記第１の送信機及び第２の送信機とは異なるブランチに属する１つの校正受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択する。
【００５８】
また、前記校正制御手段は、前記第１の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第１の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、前記付加アンテナが受信した前記第１の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第１の測定値を検出する。
【００５９】
更に、前記校正制御手段は、前記第２の送信機が送出する信号を前記第１の周波数変換手段で周波数変換した信号を第２の送信機が属するブランチのアンテナ素子から送信し、前記付加アンテナが受信した前記第２の送信機からの信号を、前記第２の周波数変換手段によって周波数変換した出力を前記校正受信機に入力して前記校正受信機に得られる第２の測定値を検出する。
【００６０】
また、前記校正制御手段は、前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、前記第１の送信機及び第２の送信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求める。そして、予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する。
【００６１】
上記第４の適応アレーアンテナ送受信装置では、アレーアンテナのアンテナ素子数が多い場合であっても、それぞれのブランチの送信機及びアンテナ素子を含む送信部の振幅・位相値の校正値を特定の基準ブランチに対する相対値として求めることができる。
【００６２】
また、本発明は、第４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の受信機及び第２の受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択するとともに、前記第１の受信機及び第２の受信機とは異なるブランチに属する１つの校正送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択し前記校正送信機が送出する信号を、前記分岐手段，第２の送受共用手段，第１のスイッチ及び第３のスイッチを介して前記付加アンテナから送信し、前記第１の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第１の受信機に入力して前記第１の受信機に得られる第１の測定値を検出し、前記第２の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第２の受信機に入力して前記第２の受信機に得られる第２の測定値を検出し、前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、前記第１の受信機及び第２の受信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求め、予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する。
【００６３】
上記第４の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ及び第３のスイッチを制御して、前記付加アンテナから互いに等しい距離に存在する２つのアンテナ素子のブランチにそれぞれ属する第１の受信機及び第２の受信機を前記Ｎ個の受信機の中から選択するとともに、前記第１の受信機及び第２の受信機とは異なるブランチに属する１つの校正送信機を前記Ｎ個の送信機の中から選択する。
【００６４】
また、前記校正制御手段は、前記校正送信機が送出する信号を、前記分岐手段，第２の送受共用手段，第１のスイッチ及び第３のスイッチを介して前記付加アンテナから送信し、前記第１の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第１の受信機に入力して前記第１の受信機に得られる第１の測定値を検出する。
【００６５】
更に、前記校正制御手段は、前記第２の受信機が属するブランチのアンテナ素子が受信した前記校正送信機からの信号を、前記第２の受信機に入力して前記第２の受信機に得られる第２の測定値を検出する。
また、前記校正制御手段は、前記第２の測定値と第１の測定値との比率を第１の校正値として算出し、前記第１の受信機及び第２の受信機の選択を順次に切り替えてそれぞれ測定した第１の測定値及び第２の測定値に基づいて複数ブランチのそれぞれの第１の校正値を求める。そして、予め定めた基準ブランチ以外については、当該ブランチの第１の校正値を他のブランチで得られた第１の校正値を用いて修正し、基準ブランチに対する相対値として第１の校正値を算出する。
【００６６】
上記第４の適応アレーアンテナ送受信装置では、アレーアンテナのアンテナ素子数が多い場合であっても、それぞれのブランチの受信機及びアンテナ素子を含む受信部の振幅・位相値の校正値を特定の基準ブランチに対する相対値として求めることができる。
【００６７】
また、本発明は、第４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの直線上に等間隔で配置するとともに、２つのアンテナ素子の中間の位置に前記付加アンテナを配置する。
【００６８】
アレーアンテナのアンテナ素子が直線上に並んで配置されている場合には、選択した２つのアンテナ素子の中間の位置に付加アンテナを配置することにより、２つのアンテナ素子のそれぞれと付加アンテナとの距離を等しくすることができる。
２つのアンテナ素子のそれぞれと付加アンテナとの距離を等しくすることにより、アンテナ素子と付加アンテナとの間の伝搬損失の影響が校正値に現れないように校正値を求めることができる。
【００６９】
なお、３以上のブランチのそれぞれについて校正値を求める場合には、選択されたブランチの組み合わせに応じて１つの付加アンテナの位置を変更するか、あるいは予め複数の付加アンテナをそれぞれの中間位置に配置しておき、複数の付加アンテナをスイッチで切り替えるようにすればよい。
【００７０】
また、本発明は、第４の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの円周上に等間隔で配置するとともに、前記円周の中心位置に前記付加アンテナを配置する。
【００７１】
アレーアンテナのアンテナ素子が円周上に並んで配置されている場合には、その円周の中心位置に付加アンテナを配置することにより、全てのアンテナ素子のそれぞれと付加アンテナとの距離を等しくすることができる。
【００７２】
また、本発明は、２以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なる適応アレーアンテナ送受信装置において、送出する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の送信機と、前記Ｎ個の送信機のそれぞれが送出する信号の周波数を前記アレーアンテナの送信周波数に変換する第１の周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信機のそれぞれの出力から前記第１の周波数変換手段が変換する前の信号を取り出すＮ個の第１の分岐手段と、前記第１の周波数変換手段の出力から変換後の信号をアレーアンテナのブランチ毎に取り出すＮ個の第２の分岐手段と、受信する信号の周波数が前記アレーアンテナの受信周波数と同一のＮ個の受信機と、前記アレーアンテナの送信周波数と同じ周波数の信号を前記アレーアンテナの受信周波数と同じ周波数に変換する第２の周波数変換手段と、前記第１の周波数変換手段の出力と、前記受信機の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第１の送受共用手段と、前記第１の分岐手段の出力と、前記第２の周波数変換手段の入力と、前記各アンテナ素子との間に設けられたＮ個の第２の送受共用手段と、前記Ｎ個の送信機及びＮ個の受信機のいずれかに接続可能な１つの付加アンテナと、前記アンテナ素子及び付加アンテナのいずれか一方を、前記第１の送受共用手段及び第２の送受共用手段のいずれか一方と接続する、アンテナ素子毎に設けられた第１のスイッチと、予め定めた基準ブランチに属する第１の分岐手段の出力をいずれか１つのブランチの受信機の入力と接続する第２のスイッチと、Ｎ個の各ブランチに属する前記第２の分岐手段の出力のいずれか１つを前記基準ブランチに属する第２の周波数変換手段の入力に接続する第３のスイッチと、前記第３のスイッチの出力と、前記基準ブランチに属する第２の送受共用手段とのいずれか一方を前記基準ブランチに属する第２の周波数変換手段の入力に接続する第４のスイッチと、各々のブランチにおいて、前記第１の送受共用手段からの受信信号と、前記第２の周波数変換手段が出力する信号と、前記第２のスイッチが出力する送信機からの信号とのいずれか１つを選択して前記受信機の入力に印加する第５のスイッチと、前記付加アンテナをいずれかの第１のスイッチと接続する第６のスイッチと、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ，第３のスイッチ，第４のスイッチ，第５のスイッチ及び第６のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、ブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段とを設けた第５の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
なお、第５の適応アレーアンテナ送受信装置において、付加アンテナは１つに限らず少なくとも１つ以上設けられていれば良い。
【００７３】
第５の適応アレーアンテナ送受信装置では、前記第１のスイッチ，第２のスイッチ，第３のスイッチ，第４のスイッチ，第５のスイッチ及び第６のスイッチを制御することにより、基準ブランチと選択された１つのブランチとの間で、アンテナ素子を介在することなく信号の送受信を行うこともできる。
すなわち、送信機の校正値を測定する場合には、基準ブランチ及び選択されたブランチの第１の周波数変換手段が出力する信号がそれぞれ第２の分岐手段，第３のスイッチ，第４のスイッチ，第２の周波数変換手段，第５のスイッチを介して基準ブランチの受信機に選択的に入力されるので、基準ブランチ及び選択されたブランチのそれぞれについて、送信機の振幅・位相値を基準ブランチの受信機で測定することができる。したがって、基準ブランチに対する相対値としてアンテナを含まない送信機の校正値を求めることができる。
【００７４】
また、受信機の校正値を測定する場合には、基準ブランチの送信機が出力する信号が第１の分岐手段及び第２のスイッチを通り、基準ブランチ及び選択されたブランチの第５のスイッチを通って各ブランチの受信機に入力されるので、基準ブランチの送信機からの信号を、アンテナ素子を介在することなく、基準ブランチ及び選択されたブランチの受信機で測定することができる。したがって、基準ブランチに対する相対値としてアンテナを含まない受信機の校正値を求めることができる。
【００７５】
また、本発明は、２以上のＮ個のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナと、Ｎ個の送信機及び受信機と、前記各アンテナ素子に前記送信機及び受信機をそれぞれ接続する第１の送受共用手段と、前記複数の受信機に各アンテナ素子からそれぞれ入力される信号に対して振幅及び位相の重み付けを行って複数の受信機の出力を合成することにより前記アレーアンテナの放射パターンを制御する指向性制御演算回路とを備えるとともに、通信に利用する前記アレーアンテナの受信周波数と送信周波数とが異なり、前記各送信機の出力する信号の周波数がｆ１、前記各受信機の受信周波数がｆ２である適応アレーアンテナ送受信装置において、前記アレーアンテナの少なくとも２つのアンテナ素子からの距離が等しい位置に配置された少なくとも１つの付加アンテナと、前記付加アンテナに接続された第２の送受共用手段と、１つの送信機から出力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して前記第２の送受共用手段に出力するとともに、前記第２の送受共用手段から入力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して出力する少なくとも１つの周波数変換手段と、前記Ｎ個の送信機の少なくとも１つの出力から取り出した信号を前記周波数変換手段に入力する少なくとも１つの分岐手段と、前記Ｎ個の受信機の少なくとも１つについて、その入力を前記第１の送受共用手段及び前記周波数変換手段のいずれか一方と接続する、少なくとも１つの第１のスイッチと、前記第１のスイッチを制御するとともに、前記各受信機から得られる振幅・位相値に基づいて、アレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める校正制御手段とを設けた第６の適応アレーアンテナ送受信装置を提供する。
【００７６】
第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記付加アンテナを用いて各ブランチのアンテナ素子との間で信号の送受信を行うことにより、ブランチ毎の振幅・位相値を検出することができる。
各送信機が出力する信号の周波数ｆ１と、各受信機の受信周波数ｆ２とは異なるため、送信機が送信した信号を受信機でそのまま検出することはできない。しかし、校正時に送信機が出力する周波数ｆ１の信号は、前記付加アンテナから送信される前に、又は前記付加アンテナで受信された後で前記周波数変換手段により周波数ｆ２の信号に変換されるため、この信号を前記受信機で検出することができる。
【００７７】
前記第１のスイッチを切り替えることにより、前記付加アンテナで受信した信号と、アレーアンテナのアンテナ素子で受信した信号とを選択して前記受信機に入力することができる。
【００７８】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個の送信機の出力にそれぞれ前記分岐手段を接続し、前記Ｎ個の受信機の入力にそれぞれ前記第１のスイッチを接続し、前記Ｎ個の送信機に接続した分岐手段のいずれか１つを選択的に前記周波数変換手段の入力と接続する第２のスイッチと、前記周波数変換手段の出力を前記Ｎ個の受信機に接続した第１のスイッチのいずれか１つの入力と選択的に接続する第３のスイッチとをさらに設ける。
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、Ｎ個の送信機のそれぞれが出力する信号を選択的に前記周波数変換手段に入力して周波数変換することができる。また、周波数変換手段から出力される周波数ｆ２の信号をいずれかのブランチの受信機に選択的に入力することができる。
このため、アレーアンテナのアンテナ素子及び付加アンテナを用いなくても校正を行うことができる。
【００７９】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチを制御し、前記Ｎ個の受信機のうち校正受信機に定めた１つの受信機の入力に前記周波数変換手段の出力を接続し、前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機として順次に選択するとともに選択した校正送信機から信号を送出し、前記校正送信機から送出され、前記第１の送受共用手段及びそれに接続された前記アンテナ素子を介して送信された信号を前記付加アンテナ，第２の送受共用手段，周波数変換手段及び第１のスイッチを介して前記校正受信機に入力し、それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号について前記校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める。
【００８０】
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段の制御により、順次に選択された校正送信機から信号が送出される。これらの信号は、前記第１の送受共用手段及びそれに接続された前記アンテナ素子を介して送信され、前記付加アンテナで受信される。付加アンテナから出力される信号は、第２の送受共用手段，周波数変換手段及び第１のスイッチを介して前記校正受信機に入力される。
【００８１】
したがって、それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号をアンテナを経由して前記校正受信機で検出することができる。
【００８２】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチを制御し、それが接続された受信機の入力を前記第１の送受共用手段と接続し、前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機に定めて前記校正送信機から信号を送出し、前記Ｎ個の受信機の１つを校正受信機として順次に選択し、前記校正送信機から送出され、前記分岐手段，周波数変換手段及び第２の送受共用手段を通って前記付加アンテナから送信された信号を、前記校正受信機が属するブランチのアンテナ素子及び第１の送受共用手段を介して前記校正受信機に入力し、それぞれのブランチの校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める。
【００８３】
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段の制御により、校正送信機から送出された信号は前記分岐手段，周波数変換手段及び第２の送受共用手段を通って前記付加アンテナから送信される。この信号は、順次に選択されたブランチのアンテナ素子及び第１の送受共用手段を介してそれぞれの校正受信機に入力される。
したがって、１つの校正送信機から送出された信号を各ブランチのアンテナを経由する経路を介してそれぞれの校正受信機で検出することができる。
【００８４】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記第１のスイッチを制御し、前記Ｎ個の受信機のうち校正受信機に定めた１つの受信機の入力に前記周波数変換手段の出力を接続し、前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機として順次に選択するとともに選択した校正送信機から信号を送出し、前記校正送信機から送出された信号を前記分岐手段で分岐し前記第２のスイッチを介して周波数変換手段に入力し、前記周波数変換手段が出力する信号を前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して校正受信機の入力に印加し、それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号について前記校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求める。
【００８５】
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段の制御により、順次に選択された校正送信機からそれぞれ信号が送出される。これらの信号は、分岐手段で分岐され前記第２のスイッチを介して周波数変換手段に入力される。周波数変換手段から出力される信号は、前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して校正受信機の入力に印加される。
【００８６】
したがって、それぞれのブランチの校正送信機から送出された信号をアンテナを経由しない経路を介して前記校正受信機で検出することができる。
【００８７】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記校正制御手段は、前記Ｎ個の送信機の１つを校正送信機に定めて前記校正送信機から信号を送出し、前記Ｎ個の受信機の１つを校正受信機として順次に選択し、前記校正送信機から送出された信号を前記分岐手段で分岐し、前記第２のスイッチを介して周波数変換手段の入力に印加し、前記周波数変換手段から出力される信号を前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して校正受信機の入力に印加し、それぞれのブランチの校正受信機で検出した測定値に基づいてアレーアンテナのブランチ間の振幅位相校正値を求めることを特徴とする。
【００８８】
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、前記校正制御手段の制御により、１つの校正送信機から信号が送出される。この信号は、分岐手段で分岐され前記第２のスイッチを介して周波数変換手段の入力に印加される。周波数変換手段から出力される信号は、前記第３のスイッチ及び第１のスイッチを介して選択されたブランチの校正受信機の入力に順次に印加される。
したがって、１つの校正送信機から送出された信号をアンテナを経由しない経路を介してそれぞれのブランチの校正受信機で順次に検出することができる。
【００８９】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、１つの送信機から出力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換する第１の周波数変換手段と、前記第２の送受共用手段から入力される周波数がｆ１の信号をｆ２の周波数に変換して出力する第２の周波数変換手段とを設けている。
【００９０】
上記第６の適応アレーアンテナ送受信装置においては、付加アンテナに対して送出する信号の周波数を変換するための第１の周波数変換手段と、付加アンテナで受信された信号の周波数を変換するための第２の周波数変換手段とが独立している。このため、周波数変換手段の入力及び出力を切り替えるためのスイッチを減らすことができる。
【００９１】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの直線上に等間隔で配置するとともに、２つのアンテナ素子の中間の位置に前記付加アンテナを配置する。
このようにＮ個のアンテナ素子及び付加アンテナを配置することにより、少なくとも２つのアンテナ素子と付加アンテナとの距離を等しくすることができる。なお、付加アンテナを複数設ける場合にはンそれぞれの付加アンテナについてそれと２つのアンテナ素子との距離が等しくなるように配置し、複数の付加アンテナをスイッチで切り替えればよい。
【００９２】
また、本発明は、第６の適応アレーアンテナ送受信装置において、前記Ｎ個のアンテナ素子を１つの円周上に等間隔で配置するとともに、前記円周の中心位置に前記付加アンテナを配置する。
このようにＮ個のアンテナ素子及び付加アンテナを配置することにより、付加アンテナとＮ個のアンテナ素子との距離を全て等しくすることができる。
【００９３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００９４】
図１はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図２はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図３はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１２、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部２６，ローカル信号生成部に対応する信号発生部２４、分岐手段の一例となるカップラ１５、校正制御手段に対応する校正演算部２５を含む。
【００９５】
図１において、アレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図１中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【００９６】
図１の例では、アンテナ素子１１毎にそれを含むブランチユニット１０を構成してある。各ブランチユニット１０は、アンテナ素子１１，サーキュレータ１２，送信機１３，受信機１４，カップラ１５及びスイッチ１６で構成されている。サーキュレータ１２は、アンテナ素子１１を送信と受信とで共用するために設けてある。カップラ１５は、送信機１３が出力する信号の一部分を分岐して取り出すために設けてある。
【００９７】
送信を行う場合、各送信機１３から送出される信号は、カップラ１５及びサーキュレータ１２を通り、アンテナ素子１１から無線信号として放射される。受信を行う場合には、アンテナ素子１１で受信された信号がサーキュレータ１２及びスイッチ１６を通って、受信機１４に入力される。
この例では、送信機１３が出力する信号の周波数すなわち送信周波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
【００９８】
図１の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニット１０の他に、スイッチ２１，周波数変換器２２，スイッチ２３，信号発生部２４，校正演算部２５及び指向性制御演算部２６が設けてある。
指向性制御演算部２６は、アレーアンテナの指向パターンを適応制御するために、Ｎ個のブランチの信号を合成すると共に、合成の際の各ブランチの重み付けを制御する。
【００９９】
校正演算部２５は、各ブランチユニット１０の送信機１３及び受信機１４の振幅・位相誤差を個別に求めて校正を行う。実際には、校正演算部２５は図２に示す制御を実施して各送信機１３の校正に利用する値を求め、図３に示す制御を実施して各受信機１４の校正に利用する値を求める。
スイッチ１６，２１及び２３のそれぞれは、電気的に制御可能に構成されており、この例では校正演算部２５の制御によって各々の接続状態が切り替わる。
【０１００】
スイッチ２１は、Ｎ個のブランチユニット１０のカップラ１５からの信号の１つを選択して周波数変換器２２に入力する。スイッチ２３は、周波数変換器２２が出力する信号をＮ個のブランチユニット１０の中で選択したいずれか１つのスイッチ１６に与える。各ブランチユニット１０のスイッチ１６は、サーキュレータ１２からの受信信号とスイッチ２３が出力する信号とのいずれか一方を選択して受信機１４に入力する。
【０１０１】
信号発生部２４は、前記送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２との差分に相当する周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号を出力する。周波数変換器２２は、スイッチ２１が出力する信号と信号発生部２４が出力する信号とを混合した結果を出力する。スイッチ２１が出力する信号は送信機１３が出力する信号の一部分であるので、その周波数はｆ１であり、信号発生部２４が出力する信号の周波数は（｜ｆ１−ｆ２｜）である。
【０１０２】
周波数がｆ１の信号と周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号とを周波数変換器２２で合成（混合）することにより、周波数変換器２２の出力にはｆ２の周波数成分が得られる。すなわち、送信機１３が出力する周波数がｆ１の信号は、周波数変換器２２を通ると周波数がｆ２の信号に変換される。
受信機１４の受信周波数はｆ２であるので、周波数変換器２２が出力する信号を受信機１４に入力すれば、送信機１３が出力した信号の振幅や位相を受信機１４で測定できる。
【０１０３】
つまり、従来の校正回路では送信周波数と受信周波数とが異なる場合には、送信機から出力した信号を受信機に入力して校正することはできないが、図１の装置の場合には、周波数変換器２２で周波数を変換するので、送信周波数と受信周波数とが異なる場合であっても送信機１３が出力した信号を受信機１４に入力して校正することができる。
【０１０４】
信号発生部２４が出力する周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号については、受信機のローカル信号と送信機のローカル信号とを用いて生成することができる。すなわち、信号発生部２４は、例えば図１０に示す回路、又は図１１に示す回路で実現できる。
図１０は、べースバンド帯の周波数と通信周波数帯の周波数とを直接変換するダイレクトコンバージョン方式の回路を示しており、図１１は、中間周波数を設けてべースバンド帯と通信周波数帯との間の周波数変換を２段階の周波数変換で行うスーパーヘテロダイン方式の回路を示している。
【０１０５】
図１０の回路においては、送信部６０が周波数変換に利用している発振器６１の出力信号の周波数が送信周波数ｆ１と同一であり、受信部７０が周波数変換に利用している発振器７１の出力信号の周波数が受信周波数ｆ２と同一であるため、発振器６１の出力信号と発振器７１の出力信号とを周波数変換器８０で混合することにより、画者の差分の周波数（ｆ１−ｆ２）が得られる。
【０１０６】
図１１の回路においては、中間周波数がｆＩＦの場合を想定している。従って、送信部６０の発振器６５が出力する信号の周波数は（ｆ１−ｆＩＦ）であり、受信部７０の発振器７５が出力する信号の周波数は（ｆ２−ｆＩＦ）である。図１１に示すように、発振器６５の出力信号と発振器７５の出力信号とを周波数変換器８０で混合することにより、両者の差分の周波数（ｆ１−ｆ２）が得られる。
【０１０７】
図１０又は図１１に示す回路によって図１の信号発生部２４を構成する場合には、送信機１３及び受信機１４のそれぞれの周波数変換に利用しているローカル信号を用いて（ｆ１−ｆ２）の信号を生成するので、新たな発振器を設ける必要がなく回路構成が簡略化される。しかも、信号発生部２４の内部で利用する周波数と実際の送信周波数及び受信周波数との間に偏差が生じないので、校正の精度が改善される。
【０１０８】
なお、図１の回路において、送信機１３の出力からカップラ１５を介して信号を取り出すのは、受信側の回路の許容入力レベルに比べて送信機１３の出力が大きいためである。カップラ１５を用いることにより、比較的レベルの小さい信号を送信機１３の出力から取り出すことができる。
次に、図２に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
【０１０９】
ステップＳ１０では、スイッチ２３を制御して周波数変換器２２の出力を基準ブランチのスイッチ１６（１）と接続する。次のステップＳ１１では、基準ブランチのスイッチ１６（１）を制御して、スイッチ２３の出力と基準ブランチの受信機１４（１）の入力とを接続する。
次のステップＳ１２では、カウンタｉの値を１に初期化する。また、ステップＳ１３〜Ｓ１９の処理はカウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０１１０】
ステップＳ１３では、カウンタの値ｉに対応するブランチのカップラ１５（ｉ）の出力を選択するようにスイッチ２１を切り替える。ステップＳ１４では、カウンタの値ｉに対応するブランチの送信機１３（ｉ）から信号を送信する。なお、送信機１３（ｉ）から信号を送信するのは測定の間だけで良い。
ステップＳ１５では、基準ブランチの受信機１４（１）が受信したｉ番目の信号  Ｋ（ｉ）を受信機１４（１）の出力信号から測定する。この信号Ｋ（ｉ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ１５からＳ１６を通ってステップＳ１７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ１３に戻る。
【０１１１】
２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ１５からＳ１６を通ってステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、次式によりｉ番目のブランチの校正値Ｈ（ｉ）を求める。
Ｈ（ｉ）＝Ｋ（ｉ）／Ｋ（１）  ・・・  （１）
Ｎ個の全てのブランチについて処理が終了していない場合には、ステップＳ１８からＳ１９を通ってステップＳ１７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ１３に戻る。
【０１１２】
従って、図２の校正制御手順を実行すると、２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｈ（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｈ（１）は１である。
ここで、信号Ｋ（ｉ）は次式で表される。
【０１１３】
Ｋ（ｉ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ・Ｒ（１）    ・・・  （２）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信機１３（ｉ）に生じる振幅・位相値
Ｑ      ：温度特性による振幅・位相値の変動成分
Ｒ（１）：受信機１４（１）に生じる振幅・位相値
従って、第（１）式を変形して次式が得られる。
【０１１４】
0003547703.tif 000002
つまり、図２の校正制御手順で得られる校正値Ｈ（ｉ）は、送信機１３（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（３）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ（ｉ）には現れない。
【０１１５】
従って、各ブランチで送信する際に、図２の校正制御手順で得られた校正値Ｈ（ｉ）を各々の送信機１３（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信機１３における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
次に、図３に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
【０１１６】
ステップＳ２０では、スイッチ２１を制御して基準ブランチのカップラ１５（１）の出力を選択する。また、ステップＳ２１では基準ブランチの送信機１３（１）から信号を送信する。なお、送信機１３（１）が信号を送信するのは測定の間だけでよい。
ステップＳ２２では、カウンタｉの値を１に初期化する。ステップＳ２３〜Ｓ２９の処理は、カウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０１１７】
ステップＳ２３では、スイッチ２３を制御して、周波数変換器２２の出力をカウンタｉの値に応じたブランチのスイッチ１６（ｉ）と接続する。ステップＳ２４では、スイッチ１６（ｉ）を制御して、周波数変換器２２の出力とｉ番目のブランチの受信機１４（ｉ）の入力とを接続する。
ステップＳ２５では、ｉ番目のブランチの受信機１４（ｉ）が受信した信号Ｓ（ｉ）を受信機１４（ｉ）の出力信号から測定する。この信号Ｓ（ｉ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ２５からＳ２６を通ってステップＳ２７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ２３に戻る。
【０１１８】
２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ２５からＳ２６を通ってステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、次式によりｉ番目のブランチの校正値Ｐ（ｉ）を求める。
Ｐ（ｉ）＝Ｓ（ｉ）／Ｓ（１）    ・・・  （４）
Ｎ個の全てのブランチについて処理が終了していない場合には、ステップＳ２８からＳ２９を通ってステップＳ２７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ２３に戻る。
【０１１９】
従って、図３の校正制御手順を実行すると、２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｓ（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｐ（１）は１である。
ここで、信号Ｓ（ｉ）は次式で表される。
【０１２０】
Ｓ（ｉ）＝Ｔ（１）・Ｑ・Ｒ（ｉ）    ・・・  （５）
但し、
Ｔ（１）：送信機１３（１）に生じる振幅・位相値
Ｑ      ：温度特性による振幅・位相値の変動成分
Ｒ（ｉ）：受信機１４（ｉ）に生じる振幅・位相値
従って、第（４）式を変形して次式が得られる。
【０１２１】
0003547703.tif 000003
つまり、図３の校正制御手順で得られる校正値Ｐ（ｉ）は、受信機１４（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（６）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｐ（ｉ）には現れない。
【０１２２】
従って、各ブランチで受信する際に、図３の校正制御手順で得られた校正値Ｐ（ｉ）を各々の受信機１４（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信機１４における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
前記第（２）式及び第（５）式における温度特性による振幅・位相値の変動成分Ｑは、実際には各ブランチの送信機１３における変動成分と、受信機１４における変動成分と、校正に用いる周波数変換器２２における変動成分とを含んでいる。したがって、時間の経過に伴う温度変化に対して周波数変換器２２の特性が変化するが、周波数変換器２２については校正処理でいずれのブランチの振幅・位相値を測定する際にも共通に利用しているので、単一の周波数変換器２２の振幅・位相値の変動成分Ｑは求める校正値に影響を及ぼさない。
【０１２３】
（第２の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図４〜図６を参照して説明する。
図４はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図５はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図６はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【０１２４】
この形態は第１の実施の形態の変形例であり、図４〜図６において第１の実施の形態と対応する要素及び処理は、同一の符号及びステップ番号を付けて示してある。
この形態適応アレーアンテナ送受信装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１２、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部２６、ローカル信号生成手段に対応する信号発生部２４、分岐手段の一例となるカップラ１５，カップラ３２、および、校正制御手段に対応する校正演算部２５Ｂを含む。
【０１２５】
図１と同様に、図４のアレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図４中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【０１２６】
図４の例では、アンテナ素子１１毎にそれを含むブランチユニット３０を構成してある。各ブランチユニット３０は、アンテナ素子１１，サーキュレータ１２，送信部３１，受信機１４，カップラ１５及びスイッチ１６で構成されている。送信部３１は、送信機３５，カップラ３２及び周波数変換器３３を備えている。この例では、送信機３５が出力する信号の周波数はｆ２であり、受信機１４の受信周波数と同一である。しかしながら、送信機３５の出力に接続された周波数変換器３３は、送信機３５が出力する信号の周波数をｆ１に変換してサーキュレータ１２に印加する。従って、送信周波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数と異なる。なお、この例では（ｆ１＞ｆ２）である。
【０１２７】
サーキュレータ１２は、アンテナ素子１１を送信と受信とで共用するために設けてある。カップラ１５は、周波数変換器３３で周波数変換された周波数がｆ１の送信信号を分岐して取り出すために設けてある。また、カップラ３２は送信部３１の内部で送信機３５が出力する周波数がｆ２の送信信号を分岐して直接取り出すために設けてある。
【０１２８】
図４の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニット３０の他に、周波数変換器２２，信号発生部２４，スイッチ３８，分配器３９，校正演算部２５Ｂ及び指向性制御演算部２６が設けてある。
周波数変換器２２が出力する周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号は、分配器３９で分配され、周波数変換器２２及び各ブランチの周波数変換器３３に印加される。
【０１２９】
スイッチ２１は、Ｎ個のブランチのいずれかのカップラ１５からの信号（周波数がｆ１）を選択して周波数変換器２２に印加する。スイッチ３８は、基準として定めた１番目のブランチの送信部３１（１）からカップラ３２が取り出した信号（周波数がｆ２）を、Ｎ個のブランチの中から選択した１つのスイッチ１６に印加する。
【０１３０】
基準ブランチのスイッチ１６（１）は、サーキュレータ１２（１）からの受信信号と、周波数変換器２２からの信号と、スイッチ３８からの信号とのいずれか１つを選択して受信機１４（１）の入力に印加する。また、基準ブランチ以外のスイッチ１６（２）〜１６（Ｎ）は、それぞれ、サーキュレータ１２からの受信信号と、スイッチ３８からの信号とのいずれかを選択して受信機１４の入力に印加する。
【０１３１】
図４の校正演算部２５Ｂは、図５に示す送信機の校正制御手順と、図６に示す受信機の校正制御手順とをそれぞれ実行する。
図５に示す送信機の校正制御手順のほとんどの内容は、既に説明した図２と同一である。異なるのは図５のステップＳ１０Ｂのみである。図５のステップＳ１ＯＢでは、基準ブランチのスイッチ１６（１）を制御して、周波数変換器２２の出力を受信機１４（１）の入力と接続する。
【０１３２】
従って、各ブランチの送信部３１から送出された信号を、基準ブランチの受信機１４（１）で受信することができる。送信部３１の校正を行う場合には、送信部３１に含まれる周波数変換器３３の特性を含めた振幅・位相値を測定する必要がある。
【０１３３】
そこで、周波数がｆ１の送信信号をカップラ１５（１）で取り出し、スイッチ２１を介して周波数変換器２２に入力し、周波数をｆ２に変換してからスイッチ１６（１）を介して受信機１４（１）の入力に印加している。受信機１４の受信周波数はｆ２なので、周波数変換器２２が出力する信号を受信機１４で測定することができる。
【０１３４】
図５のステップＳ１５で測定される信号Ｋ（ｉ）は次式で表される。
Ｋ（ｉ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ・Ｒ（１）      ・・・  （７）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信部３１（ｉ）に生じる振幅・位相値
Ｑ      ：周波数変換器２２の温度特性による振幅・位相値の変動成分
Ｒ（１）：受信機１４（１）に生じる振幅・位相値
従って、図５のステップＳ１８で求められるｉ番目のブランチの校正値Ｈ（ｉ）は次式で表される。
【０１３５】
0003547703.tif 000004
つまり、図５の校正制御手順で得られる校正値Ｈ（ｉ）は、送信部３１（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（８）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ（ｉ）には現れない。
【０１３６】
従って、各ブランチで送信する際に、図５の校正制御手順で得られた校正値Ｈ（ｉ）を各々の送信部３１（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信部３１における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
図６に示す受信機の校正制御手順のほとんどの内容は、既に説明した図３と同一である。ステップＳ２０は不要なので省略されている。また、図６のステップＳ２３Ｂでは、スイッチ３８を制御して、基準ブランチの送信部３１（１）に設けたカップラ３２の出力をｉ番目のブランチのスイッチ１６（ｉ）と接続する。
【０１３７】
また、図６のステップＳ２４Ｂでは、ｉ番目のブランチのスイッチ１６（ｉ）を制御して、スイッチ３８の出力とｉ番目のブランチの受信機１４（ｉ）の入力とを接続する。
従って、基準ブランチの送信機３５（１）から送出された信号を、各ブランチの受信機１４（ｉ）に入力することができる。送信機３５の出力信号の周波数ｆ２は受信機１４の受信周波数ｆ２と同一であるので、各受信機１４（ｉ）はスイッチ１６から入力された信号をそのまま受信することができる。
【０１３８】
受信機１４の校正を行う場合には、送信部３１に含まれる周波数変換器３３の特性を考慮する必要はないので、周波数変換器３３で周波数変換する前の信号をカップラ３２で取り出して受信機１４に直接入力することができる。
図６のステップＳ２５で測定される信号Ｓ（ｉ）は次式で表される。
Ｓ（ｉ）＝Ｔ（１）・Ｒ（ｉ）      ・・・  （９）
但し、
Ｔ（１）：送信機３５（１）に生じる振幅・位相値
Ｒ（ｉ）：受信機１４（ｉ）に生じる振幅・位相値
従って、図６のステップＳ２８で得られるｉ番目のブランチの校正値Ｐ（ｉ）は次式で表される。
【０１３９】
0003547703.tif 000005
つまり、図６の校正制御手順で得られる校正値Ｐ（ｉ）は、受信機１４（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。従って、各ブランチで受信する際に、図３の校正制御手順で得られた校正値Ｐ（ｉ）を各々の受信機１４（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信機１４における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０１４０】
前記第（８）式における温度特性による振幅・位相値の変動成分Ｑは、実際には各ブランチの送信部３１における変動成分と、受信機１４における変動成分と、校正に用いる周波数変換器２２における変動成分とを含んでいる。したがって、時間の経過に伴う温度変化に対して周波数変換器２２の特性が変化するが、周波数変換器２２については校正処理でいずれのブランチの振幅・位相値を測定する際にも共通に利用しているので、単一の周波数変換器２２の振幅・位相値の変動成分Ｑは求める校正値に影響を及ぼさない。
【０１４１】
（第３の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図７〜図９を参照して説明する。
図７はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図８はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図９はこの形態の受信機の校正制御子順を示すフローチャートである。
この形態は第１の実施の形態の変形例であり、図７〜図９において第１の実施の形態と対応する要素及び処理は、同一の符号及びステップ番号を付けて示してある。
【０１４２】
この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１２、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部２６、ローカル信号生成手段に対応する信号発生部２４、分岐手段の一例となるカップラ１５、および、校正制御手段に対応する校正演算部２５Ｃを含む。
図７において、アレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図７中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【０１４３】
図７の例では、アンテナ素子１１毎にそれを含むブランチユニット４０を構成してある。各ブランチユニット４０は、アンテナ素子１１，サーキュレータ１２，送信機１３，受信機１４，カップラ１５，スイッチ１６，４１，４２及び周波数変換器４３で構成されている。
但し、Ｎ番目のブランチユニット４０（Ｎ）については、不要なスイッチ４１，４２，周波数変換器４３は省略してある。
【０１４４】
サーキュレータ１２は、アンテナ素子１１を送信と受信とで共用するために設けてある。カップラ１５は、送信機１３が出力する信号の一部分を分岐して取り出すために設けてある。
送信を行う場合、各送信機１３から送出される信号は、カップラ１５及びサーキュレータ１２を通り、アンテナ素子１１から無線信号として放射される。受信を行う場合には、アンテナ素子１１で受信された信号がサーキュレータ１２及びスイッチ１６を通って、受信機１４に入力される。
この例では、送信機１３が出力する信号の周波数すなわち送信周波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
【０１４５】
この例では、送信機１３が出力する信号の周波数すなわち送信周波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
図７の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニット４０の他に、信号発生部２４，分配器３９，校正演算部２５Ｃ及び指向性制御演算部２６が設けてある。
【０１４６】
指向性制御演算部２６は、アレーアンテナの指向パターンを適応制御するために、Ｎ個のブランチの信号を合成すると共に、合成の際の各ブランチの重み付けを制御する。
【０１４７】
校正演算部２５Ｃは、各ブランチユニット４０の送信機１３及び受信機１４の振幅・位相誤差を個別に求めて校正を行う。実際には、校正演算部２５Ｃは図８に示す制御を実施して各送信機１３の校正に利用する値を求め、図９に示す制御を実施して各受信機１４の校正に利用する値を求める。
スイッチ１６，４１及び４２のそれぞれは、電気的に制御可能に構成されており、この例では校正演算部２５Ｃの制御によって各々の接続状態が切り替わる。
【０１４８】
ｉ番目のブランチのスイッチ４１（ｉ）は、当該ブランチのカップラ１５（ｉ）からの信号と、隣接するブランチのカップラ１５（ｉ＋１）からの信号とのいずれか一方を選択して周波数変換器４３（ｉ）に入力する。
各ブランチの周波数変換器４３は、それぞれ分配器３９からの信号（周波数はｆ１−ｆ２）を用いて、スイッチ４１が出力する信号（周波数はｆ１）の周波数をｆ２に変換する。
【０１４９】
ｉ番目のブランチのスイッチ４２は、当該ブランチの周波数変換器４３（ｉ）が出力する信号（周波数はｆ２）を、当該ブランチのスイッチ１６（ｉ）と、隣接するブランチのスイッチ１６（ｉ＋１）とのいずれか一方に選択的に出力する。
この例では、１番目のブランチを基準ブランチとして定めてある。基準ブランチのスイッチ１６（１）は、当該ブランチのスイッチ４２が出力する信号とサーキュレータ１２からの受信信号とのいずれか一方を選択して、受信機１４の入力に印加する。
【０１５０】
２番目〜（Ｎ−１）番目のブランチのスイッチ１６（ｊ）は、それぞれ、隣接するブランチのスイッチ４２（ｊ−１）からの信号と、当該ブランチのスイッチ４２（ｊ）からの信号と、サーキュレータ１２からの信号とのいずれかを選択して、受信機１４の入力に印加する。
Ｎ番目のブランチのスイッチ１６（Ｎ）は、隣接するブランチのスイッチ４２（Ｎ−１）からの信号と、サーキュレータ１２からの信号とのいずれか一方を選択して、受信機１４の入力に印加する。
【０１５１】
信号発生部２４は、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２との差分に相当する周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号を出力する。この信号は分配器３９によって分配され各回路に印加される。各ブランチの周波数変換器４３は、信号発生部２４からの信号（｜ｆ１−ｆ２｜）を用いて、送信機１３から出力される信号の周波数をｆ１からｆ２に変換する。
【０１５２】
受信機１４の受信周波数はｆ２であるので、各周波数変換器４３が出力する信号を受信機１４に入力すれば、送信機１３が出力した信号の振幅や位相を受信機１４で測定できる。
なお、図７の例では、アンテナ素子１１の並び順に合わせて決定したそれぞれ２つのブランチの組み合わせについて、スイッチ４１，４２が信号の経路を選択するように構成してある。しかし、スイッチ４１，４２が選択する２つのブランチの組み合わせについては、アンテナ素子１１が実際に隣接している２つのブランチと同じである必要はなく任意に決定することができる。
【０１５３】
次に、図８に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット４０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
ステップＳ３０では、カウンタｉの値を１に初期化する。また、ステップＳ３１ではカウンタｊの値をカウンタｉの値に１を加算した値に定める。ステップＳ３１〜Ｓ４５の処理は、カウンタｉ，ｊの値に従って繰り返し実行される。なお、カウンタｉの値は注目するブランチを表し、カウンタｊの値は注目するブランチに隣接するブランチを表している。
【０１５４】
ステップＳ３２では、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）を制御して、周波数変換器４３の出力と隣接ブランチのスイッチ１６（ｊ）とを接続する。また、ステップＳ３３では、隣接ブランチのスイッチ１６（ｊ）を制御して、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）の出力を隣接ブランチの受信機１４（ｊ）の入力と接続する。
【０１５５】
ステップＳ３４では、カウンタの値ｉに対応する注目ブランチの送信機１３（ｉ）から信号を送信する。なお、送信機１３（ｉ）から信号を送信するのは測定の間だけで良い。
ステップＳ３５では、カウンタの値ｉに対応する注目ブランチのスイッチ４１（ｉ）を制御して、カップラ１５（ｉ）の出力を選択する。ステップＳ３６では、隣接ブランチの受信機１４（ｊ）が受信したｊ番目の信号Ｋ１（ｊ）を受信機１４（ｊ）の出力信号から測定する。この信号Ｋ１（ｊ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。
【０１５６】
ステップＳ３７では、カウンタの値ｊに対応する隣接ブランチの送信機１３（ｊ）から信号を送信する。なお、送信機１３（ｊ）から信号を送信するのは測定の間だけで良い。
ステップＳ３８では、カウンタｉの値に対応する注目ブランチのスイッチ４１（ｉ）を制御して、隣接ブランチのカップラ１５（ｊ）の出力を選択する。ステップＳ３９では、隣接ブランチの受信機１４（ｊ）が受信したｊ番目の信号Ｋ２（ｊ）を受信機１４（ｊ）の出力信号から測定する。この信号Ｋ２（ｊ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。
【０１５７】
次のステップＳ４０では、次式によりｊ番目のブランチの校正値Ｈ２（ｊ）を求める。
Ｈ２（ｊ）＝Ｋ２（ｊ）／Ｋ１（ｊ）    ・・・  （１１）
初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ４１からＳ４２を通ってステップＳ４３に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ３１に戻る。２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ４１からＳ４４を通ってステップＳ４５に進む。
【０１５８】
ステップＳ４２では、校正値Ｈ２（ｊ）を校正値Ｈ３（ｊ）として保存する。また、ステップＳ４４では、前のブランチについて求められたｉ番目の校正値Ｈ３（ｉ）を当該ブランチ（注目ブランチ及び隣接ブランチ）について求めたｊ番目の校正値Ｈ２（ｊ）に乗算し、その結果を校正値Ｈ３（ｊ）として保存する。従って、図８の処理を実行すると、各ブランチについてｊ番目の校正値Ｈ３（ｊ）が得られる（ｊ＝２〜Ｎ）。
【０１５９】
ステップＳ３６で得られる信号Ｋ１（ｊ）及びステップＳ３９で得られる信号Ｋ２（ｊ）はそれぞれ次式で表される。
Ｋ１（ｊ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ（ｉ）・Ｒ（ｊ）    ・・・  （１２）
Ｋ２（ｊ）＝Ｔ（ｊ）・Ｑ（ｉ）・Ｒ（ｊ）    ・・・  （１３）
但し、
Ｔ（ｉ），Ｔ（ｊ）：送信機１３（ｉ），１３（ｊ）に生じる振幅・位相値
Ｑ（ｉ）：周波数変換器４３（ｉ）の温度特性による振幅・位相値の変動成分
Ｒ（ｊ）：受信機１４（ｊ）に生じる振幅・位相値
従って、第（１１）式を変形して次式が得られる。
【０１６０】
0003547703.tif 000006
ステップＳ４２，Ｓ４４の校正値Ｈ３（ｊ）について説明する。例えば、ｊ＝２の場合は第（１４）式より校正値Ｈ２（２）＝Ｈ３（２）となる。ｊ＞２の場合、校正値Ｈ３（３）は次式で表される。
【０１６１】
0003547703.tif 000007
従って、校正値Ｈ３（４）は次式で表される。
【０１６２】
0003547703.tif 000008
上記と同様の計算により、校正値Ｈ３（ｊ）は次式で表される。
【０１６３】
0003547703.tif 000009
つまり、図８の校正制御手順で得られる校正値Ｈ３（ｊ）は、送信機１３（ｊ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（１４）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ３（ｊ）には現れない。
【０１６４】
従って、各ブランチで送信する際に、図８の校正制御手順で得られた校正値Ｈ３（ｊ）を各々の送信機１３（ｊ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信機１３における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
次に、図９に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット４０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
【０１６５】
ステップＳ５０では、カウンタｉの値を１に初期化する。また、ステップＳ５１ではカウンタｊの値をカウンタｉの値に１を加算した値に定める。ステップＳ５１〜Ｓ６５の処理は、カウンタｉ，ｊの値に従って繰り返し実行される。なお、カウンタｉの値は注目するブランチを表し、カウンタｊの値は注目するブランチに隣接するブランチを表している。
【０１６６】
ステップＳ５２では、カウンタｉの値に対応する注目ブランチの送信機１３（ｉ）から信号を送信する。なお、送信機１３（ｉ）から信号を送信するのは測定の間だけで良い。ステップＳ５３では、カウンタの値ｉに対応する注目ブランチのスイッチ４１（ｉ）を制御して、カップラ１５（ｉ）の出力を選択する。
【０１６７】
ステップＳ５４では、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）を制御して、周波数変換器４３の出力と注目ブランチのスイッチ１６（ｉ）とを接続する。また、ステップＳ５５では、注目ブランチのスイッチ１６（ｉ）を制御して、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）の出力を注目ブランチの受信機１４（ｉ）の入力と接続する。
ステップＳ５６では、注目ブランチの受信機１４（ｉ）が受信したｊ番目の信号Ｓ１（ｊ）を受信機１４（ｉ）の出力信号から測定する。この信号Ｓ１（ｊ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。
【０１６８】
ステップＳ５７では、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）を制御して、周波数変換器４３の出力と隣接ブランチのスイッチ１６（ｊ）とを接続する。また、ステップＳ５８では、隣接ブランチのスイッチ１６（ｊ）を制御して、注目ブランチのスイッチ４２（ｉ）の出力を隣接ブランチの受信機１４（ｊ）の入力と接続する。
ステップＳ５９では、隣接ブランチの受信機１４（ｊ）が受信したｊ番目の信号Ｓ２（ｊ）を受信機１４（ｊ）の出力信号から測定する。この信号Ｓ２（ｊ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。
【０１６９】
次のステップＳ６０では、次式によりｊ番目のブランチの校正値Ｐ２（ｊ）を求める。
Ｐ２（ｊ）＝Ｓ２（ｊ）／Ｓ１（ｊ）    ・・・  （１８）
初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ６１からＳ６２を通ってステップＳ６３に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ５１に戻る。２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ６１からＳ６４を通ってステップＳ６５に進む。
【０１７０】
ステップＳ６２では、校正値Ｐ２（ｊ）を校正値Ｐ３（ｊ）として保存する。また、ステップＳ６４では、前のブランチについて求められたｉ番目の校正値Ｐ３（ｉ）を当該ブランチ（注目ブランチ及び隣接ブランチ）について求めたｊ番目の校正値Ｐ２（ｊ）に乗算し、その結果を校正値Ｐ３（ｊ）として保存する。
【０１７１】
従って、図９の処理を実行すると、各ブランチについてｊ番目の校正値Ｐ３（ｊ）が得られる（ｊ＝２〜Ｎ）。
ステップＳ５６で得られる信号Ｓ１（ｊ）及びステップＳ５９で得られる信号Ｓ２（ｊ）はそれぞれ次式で表される。
Ｓ１（ｊ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ（ｉ）・Ｒ（ｉ）      ・・・  （１９）
Ｓ２（ｊ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ（ｉ）・Ｒ（ｊ）      ・・・  （２０）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信機１３（ｉ）に生じる振幅・位相値
Ｑ（ｉ）：周波数変換器４３（ｉ）の温度特性による振幅・位相値の変動成分
Ｒ（ｉ），Ｒ（ｊ）：受信機１４（ｉ），１４（ｊ）に生じる振幅・位相値
従って、第（１８）式を変形して次式が得られる。
【０１７２】
0003547703.tif 000010
ステップＳ６２，Ｓ６４の校正値Ｐ３（ｊ）について説明する。例えば、ｊ＝２の場合は第（２１）式より校正値Ｐ３（２）＝Ｐ２（２）となる。校正値Ｐ３（３）は次式で表される。
【０１７３】
0003547703.tif 000011
従って、校正値Ｐ３（４）は次式で表される。
【０１７４】
0003547703.tif 000012
上記と同様の計算により、校正値Ｐ３（ｊ）は次式で表される。
【０１７５】
0003547703.tif 000013
つまり、図９の校正制御手順で得られる校正値Ｐ３（ｊ）は、受信機１４（ｊ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（２１）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｐ３（ｊ）には現れない。
【０１７６】
従って、各ブランチで受信する際に、図９の校正制御手順で得られた校正値Ｐ３（ｊ）を各々の受信機１４（ｊ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信機１４における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０１７７】
（第４の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図１２〜図１６及び図１０、図１１，図１８を参照して説明する。
【０１７８】
図１２はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図１３はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図１４はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図１５（ａ）はアンテナ素子及び付加アンテナの配置例（１）を示す平面図である。図１６はアンテナ素子及び付加アンテナの配置例（２）を示す平面図である。
【０１７９】
図１０は周波数ｆ１−ｆ２の生成回路例（１）を示すブロック図である。図１１は周波数ｆ１−ｆ２の生成回路例（２）を示すブロック図である。図１８はｉ番目のブランチの各部の振幅・位相値を示すブロック図である。
この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部１２５、分岐手段の一例となるカップラ１２２、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１１３，サーキュレータ１１４、および、校正制御手段に対応する校正演算部１２４を含む。
【０１８０】
図１２において、アレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図１２中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【０１８１】
図１２の例では、アンテナ素子１１１毎にそれを含むブランチユニット１１０を構成してある。Ｎ個の全てのブランチユニット１１０は同一の構成になっている。各ブランチユニット１１０は、アンテナ素子１１１，スイッチ１１２，サーキュレータ１１３，１１４，送信部１１５，周波数変換器１１６，スイッチ１１７及び受信機１１８で構成されている。
【０１８２】
送信部１１５は、送信機１２１，カップラ１２２及び周波数変換器１２３を備えている。カップラ１２２は、送信部１１５の内部で送信機１２１が出力する信号の一部分を分岐して取り出すために設けてある。
サーキュレータ１１３，１１４及び１１２は、アンテナ素子１１１を送信と受信とで共用するために設けてある。通信のために送信を行う場合、各送信部１１５から送出される信号は、サーキュレータ１１３及びスイッチ１１２を通り、アンテナ素子１１１から無線信号として放射される。また、通信のために受信を行う場合には、アンテナ素子１１１で受信された信号がスイッチ１１２，サーキュレータ１１３及びスイッチ１１７を通って、受信機１１８に入力される。
【０１８３】
この例では、送信部１１５が出力する信号の周波数すなわち通信に利用するアレーアンテナの送信周波数はｆ１であり、通信に利用するアレーアンテナ及び受信機１１８の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
但し、送信部１１５の内部において送信機１２１が送出する信号の周波数は、受信機１１８の受信周波数と同じｆ２になっている。送信機１２１が送出する信号は、周波数変換器１２３を通って送信周波数ｆ１に変換される。カップラ１２２は、周波数がｆ２の信号を送信機１２１の出力から取り出す。また、周波数変換器１１６は周波数がｆ１の信号をサーキュレータ１１４から入力して、周波数がｆ２の信号を出力するように信号の周波数を変換する。
【０１８４】
図１２の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニッ卜１１０の他に、校正演算部１２４，指向性制御演算部１２５，信号発生部１２６，分配器１２７，付加アンテナ１２８及びスイッチ１２９が設けてある。
指向性制御演算部１２５は、アレーアンテナの指向パターンを適応制御するために、Ｎ個のブランチの信号を合成すると共に、合成の際の各ブランチの重み付けを制御する。
【０１８５】
校正演算部１２４は、各ブランチユニット１１０の送信系（送信部１１５及びアンテナ素子１１１）及び受信系（受信機１１８及びアンテナ素子１１１）の振幅・位相誤差を個別に求めて校正を行う。実際には、校正演算部１２４は図１３に示す制御を実施して各ブランチの送信系の校正に利用する値を求め、図１４に示す制御を実施して各ブランチの受信系の校正に利用する値を求める。
【０１８６】
スイッチ１１２，１１７及び１２９のそれぞれは、電気的に制御可能に構成されており、この例では校正演算部１２４の制御によって各々の接続状態が切り替わる。
スイッチ１２９は、付加アンテナ１２８をＮ個のブランチユニット１１０のいずれか１つのスイッチ１１２と接続する。各ブランチのスイッチ１１２は、アンテナ素子１１１及びスイッチ１２９のいずれか一方を、サーキュレータ１１３及び１１４のいずれか一方と接続する。各ブランチのスイッチ１１７は、サーキュレータ１１３と周波数変換器１１６の出力とのいずれか一方を受信機１１８の入力と接続する。
【０１８７】
信号発生部１２６は、前記送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２との差分に相当する周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号を出力する。信号発生部１２６が出力する信号は、分配器１２７を介して各ブランチの周波数変換器１１６，１２３に印加される。各ブランチの周波数変換器１１６，１２３は、信号発生部１２６からの信号を用いて周波数の変換を行う。
【０１８８】
すなわち、周波数変換器１２３に送信機１２１から入力される信号の周波数はｆ２であり、信号発生部１２６からの信号の周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）なので、それらの信号の合成（混合）によって、周波数変換器１２３から出力される信号の周波数はｆ１になる。
また、周波数変換器１１６にサーキュレータ１１４から入力される信号の周波数はｆ１であり、信号発生部１２６からの信号の周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）なので、それらの信号の合成（混合）によって、周波数変換器１１６から出力される信号の周波数はｆ２になる。
【０１８９】
この例では、通信に利用する送信周波数がｆ１であり受信周波数がｆ２であるため、１つのブランチから送出した信号を他のブランチで検出してそのまま受信機１１８で受信することはできない。しかし、周波数変換器１１６を用いて周波数の変換を行うことにより、他のブランチから送出された信号を受信機１１８で受信することができる。
【０１９０】
信号発生部１２６が出力する周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号については、受信機のローカル信号と送信機のローカル信号とを用いて生成することができる。
すなわち、信号発生部１２６は、例えば図１０に示す回路、又は図１１に示す回路で実現できる。
【０１９１】
図１０は、ベースバンド帯の周波数と通信周波数帯の周波数とを直接変換するダーイレクトコンバージョン方式の回路を示しており、図１１は、中間周波数を設けでベースバンド帯と通信周波数帯との間の周波数変換を２段階の周波数変換で行うスーパーヘテロダイン方式の回路を示している。
図１０の回路においては、送信部６０が周波数変換に利用している発振器６１の出力信号の周波数が送信周波数ｆ１と同一であり、受信部７０が周波数変換に利用している発振器７１の出力信号の周波数が受信周波数ｆ２と同一であるため、発振器６１の出力信号と発振器７１の出力信号とを周波数変換器８０で混合することにより、両者の差分の周波数（ｆ１−ｆ２）が得られる。
【０１９２】
図１１の回路においては、中間周波数がｆＩＦの場合を想定している。したがって、送信部６０の発振器６５が出力する信号の周波数は（ｆ１−ｆＩＦ）であり、受信部７０の発振器７５が出力する信号の周波数は（ｆ２−ｆＩＦ）である。図１１に示すように、発振器６５の出力信号と発振器７５の出力信号とを周波数変換器８０で混合することにより、両者の差分の周波数（ｆ１−ｆ２）が得られる。
【０１９３】
図１０又は図１１に示す回路によって図１２の信号発生部１２６を構成する場合には、送信部１１５及び受信機１１８のそれぞれの周波数変換に利用しているローカル信号を用いて（ｆ１−ｆ２）の信号を生成するので、新たな発振器を設ける必要がなく回路構成が簡略化される。しかも、信号発生部１２６の内部で利用する周波数と実際の送信周波数及び受信周波数との間に偏差が生じないので、校正の精度が改善される。
【０１９４】
なお、図１２の回路において、送信機１２１の出力からカップラ１２２を介して信号を取り出すのは、受信側の回路の許容入力レベルに比べて送信機１２１の出力が大きいためである。カップラ１２２を用いることにより、比較的レベルの小さい信号を送信機１２１の出力から取り出すことができる。
付加アンテナ１２８を設置する位置については、アレーアンテナを構成するＮ個のアンテナ素子１１１の配置に応じて決定する必要がある。図１５（ａ）に示すように、１つの直線上にアンテナ素子１１１が等間隔で並んでいる場合には、校正対象の２つのブランチの各アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離ｄが等しくなるように、例えば２つのアンテナ素子１１１の中間位置に付加アンテナ１２８を配置すればよい。
【０１９５】
また、図１６に示すように１つの円周上に等間隔でアンテナ素子１１１が並べて配置してある場合には、円周の中心位置に付加アンテナ１２８を配置すればよい。この場合、アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離ｄはいずれのブランチについても等しくなる。
このように付加アンテナ１２８を配置すると、後述するように、各アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失が等しくなり、それの影響を受けない校正値を求めることができる。
【０１９６】
次に、図１３に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
ステップＳ１１０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、校正の対象となる１つのブランチに対応している。ステップＳ１１１〜Ｓ１２７の処理はカウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０１９７】
ステップＳ１１１では、それぞれ２つのブランチに対応するカウンタｊ，ｋの値をカウンタｉの値に応じて決定する。但し、カウンタｊの値は常にカウンタｉの値とは異なるように定め、カウンタｋの値は常にカウンタｉの値とは異なりかつカウンタｊの値とも異なるように定める。
実際には、カウンタｉの値に１を加算した結果をカウンタｊにセットし、カウンタｉの値に２を加算した結果をカウンタｋにセットすればよい。但し、カウンタｊ，ｋの値がブランチ数のＮを超えた場合にはＮを減算した値をセットする。
【０１９８】
これにより、カウンタｉ，ｊ，ｋの値は互いに異なる値になるので、カウンタｉ，ｊ，ｋの値で特定されるブランチを選択することにより、互いに異なる３つのブランチを同時に選択することができる。図１３の処理においては、カウンタｉ，ｊの値は校正対象の２つのブランチに対応し、カウンタｋの値は受信用の共通のブランチに対応している。
【０１９９】
但し、校正対象の２つのブランチについては、各ブランチのアンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離が等しくなるものを同時に選択するようにカウンタｉ，ｊの値を決定する必要がある。
図１６に示すようにアンテナ素子１１１を円周上に配置してその中心に付加アンテナ１２８を配置する場合には、いずれのブランチについてもアンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離が等しくなるので特に問題はない。
【０２００】
しかし、図１５（ａ）に示すように直線上にアンテナ素子１１１を配置する場合には、選択した校正対象の２つのブランチのアンテナ素子１１１からの距離が等しくなるように付加アンテナ１２８の位置を逐次変更する必要がある。
ステップＳ１１２では、スイッチ１２９及びカウンタｋの値に対応するブランチのスイッチ１１２（ｋ）を制御して、付加アンテナ１２８をカウンタｋの値に対応するブランチのサーキュレータ１１４（ｋ）と接続する。
【０２０１】
ステップＳ１１３では、カウンタｋの値に対応するブランチについて、スイッチ１１７（ｋ）を制御して周波数変換器１１６（ｋ）の出力を受信機１１８（ｋ）の入力と接続する。
ステップＳ１１４では、カウンタｉの値に対応するブランチについて、スイッチ１１２（ｉ）を制御して周波数変換器１２３（ｉ）の出力とアンテナ素子１１１（ｉ）とを接続する。
【０２０２】
ステップＳ１１５では、カウンタｉの値に対応するブランチの送信機１２１（ｉ）から信号を送信する。この場合、送信機１２１（ｉ）が出力する信号は、カップラ１２２（ｉ）を通り、周波数変換器１２３（ｉ）で周波数がｆ１に変換され、サーキュレータ１１３（ｉ）及びスイッチ１１２（ｉ）を通ってアンテナ素子１１１（ｉ）から無線信号として送信される。
【０２０３】
この無線信号は、付加アンテナ１２８によって受信される。付加アンテナ１２８が受信した信号は、スイッチ１２９を通ってカウンタｋの値に対応するブランチに入力され、スイッチ１１２（ｋ），サーキュレータ１１４（ｋ）を通り、周波数変換器１１６（ｋ）で周波数がｆ２に変換され、スイッチ１１７（ｋ）を通って受信機１１８（ｋ）に入力される。
【０２０４】
そこで、ステップＳ１１６では受信機１１８（ｋ）の受信出力から現在選択しているブランチの信号（振幅・位相値）Ｇ１（ｊ）を測定する。測定が終了したら、次のステップＳ１１７で送信機１２１（ｉ）の送信を停止する。
上記と同様に、ステップＳ１１８では、カウンタｊの値に対応するブランチについて、スイッチ１１２（ｊ）を制御して周波数変換器１２３（ｊ）の出力とアンテナ素子１１１（ｊ）とを接続する。
【０２０５】
ステップＳ１１９では、カウンタｊの値に対応するブランチの送信機１２１（ｊ）から信号を送信する。この場合、送信機１２１（ｊ）が出力する信号は、カップラ１２２（ｊ）を通り、周波数変換器１２３（ｊ）で周波数がｆ１に変換され、サーキュレータ１１３（ｊ）及びスイッチ１１２（ｊ）を通ってアンテナ素子１１１（ｊ）から無線信号として送信される。
【０２０６】
この無線信号は、付加アンテナ１２８によって受信される。付加アンテナ１２８が受信した信号は、スイッチ１２９を通ってカウンタｋの値に対応するブランチに入力され、スイッチ１１２（ｋ），サーキュレータ１１４（ｋ）を通り、周波数変換器１１６（ｋ）で周波数がｆ２に変換され、スイッチ１１７（ｋ）を通って受信機１１８（ｋ）に入力される。
【０２０７】
そこで、ステップＳ１２０では受信機１１８（ｋ）の受信出力から現在選択しているブランチの信号（振幅・位相値）Ｇ２（ｊ）を測定する。測定が終了したら、次のステップＳ１２１で送信機１２１（ｊ）の送信を停止する。
ステップＳ１２２では、次式の計算により校正値Ｈ２（ｊ）を求める。
Ｈ２（ｊ）＝Ｇ２（ｊ）／Ｇ１（ｊ）      ・・・（１０１）
初回の処理では、カウンタｉの値が１なので、ステップＳ１２２からＳ１２３を通ってＳ１２４に進み、ステップＳ１２５でカウンタｉの値を更新してステップＳ１１１に戻る。ステップＳ１２４では、校正値Ｈ２（ｊ）を校正値Ｈ３（ｊ）として保存する。
【０２０８】
２回目以降の処理では、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ１２２からＳ１２３を通ってＳ１２６に進み、ステップＳ１２７，Ｓ１２５を通ってステップＳ１１１に戻る。この場合もステップＳ１２５でカウンタｉの値が更新される。
ステップＳ１２６では、次式の計算により、校正値Ｈ２（ｊ）を修正した結果を校正値Ｈ３（ｊ）として保存する。
【０２０９】
Ｈ３（ｊ）＝Ｈ３（ｉ）・Ｈ２（ｊ）        ・・・（１０２）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｈ３（ｊ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｈ３（ｊ）は１である。
【０２１０】
ところで、図１３のステップＳ１１６，Ｓ１２０で測定される振幅・位相値Ｇ１（ｊ），Ｇ２（ｊ）は次式で表される。
Ｇ１（ｊ）＝Ｔ（ｉ）・Ｍ（ｉ，ｆ１）・Ｌ１（ｋ）・Ｍ２（ｆ１）・Ｑ（ｋ）・Ｒ（ｋ）  ・・・（１０３）
Ｇ２（ｊ）＝Ｔ（ｊ）・Ｍ（ｊ，ｆ１）・Ｌ２（ｋ）・Ｍ２（ｆ１）・Ｑ（ｋ）・Ｒ（ｋ）  ・・・（１０４）
但し、
Ｔ（ｉ），Ｔ（ｊ）：送信部１１５（ｉ），１１５（ｊ）の振幅・位相
Ｍ（ｉ，ｆ１）：アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相
Ｍ（ｊ，ｆ１）：アンテナ素子１１１（ｊ）のｆ１に関する振幅・位相
Ｌ１（ｋ）：アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｌ２（ｋ）：アンテナ素子１１１（ｊ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｍ２（ｆ１）：付加アンテナ１２８のｆ１に関する振幅・位相
Ｑ（ｋ）：周波数変換器１１６（ｋ）の振幅・位相
Ｒ（ｋ）：受信機１１８（ｋ）の振幅・位相
この形態では、アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との距離は、アンテナ素子１１１（ｊ）と付加アンテナ１２８との距離と同一であるため、伝搬損失Ｌ１（ｋ），Ｌ２（ｋ）は同一である。また、付加アンテナ１２８及びカウンタｋに対応するブランチはカウンタｉ，ｊに対応する２つのブランチに共通に利用されているので、それらの成分は共通である。したがって、前記第（１０１）式を変形すると次式が得られる。
【０２１１】
0003547703.tif 000014
つまり、図１８に示すような送信部１１５のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｔ（ｉ）と、アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｍ（ｉ，ｆｔ）とを合わせたｉ番目のブランチの送信系全体の振幅・位相値が、他のブランチとの比率としてブランチ毎に求められる。
【０２１２】
ステップＳ１２４，Ｓ１２６の校正値Ｈ３（ｊ）について説明する。例えば、校正値Ｈ３（３）は次式で表される。
0003547703.tif 000015
したがって、校正値Ｈ３（４）は次式で表される。
【０２１３】
0003547703.tif 000016
上記と同様の計算により、校正値Ｈ３（ｊ）は次式で表される。
【０２１４】
0003547703.tif 000017
つまり、図１３の校正制御手順で得られる校正値Ｈ３（ｊ）は、ｊ番目のブランチの送信系（送信部１１５（ｊ）及びアンテナ素子１１１（ｊ））の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（１０５）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ３（ｊ）には現れない。
【０２１５】
このように、単一の付加アンテナ１２８を用いるだけで、基準ブランチに対する相対値として各ブランチの校正値Ｈ３（ｊ）を求めることができる。各ブランチで送信する際には、図１３の校正制御手順で得られた校正値Ｈ３（ｊ）を各々の送信部１１５（ｊ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信部１１５における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０２１６】
次に、図１４に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
ステップＳ１３０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、校正の対象となる１つのブランチに対応している。ステップＳ１３１〜Ｓ１４５の処理はカウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０２１７】
ステップＳ１３１では、それぞれ２つのブランチに対応するカウンタｊ，ｋの値をカウンタｉの値に応じて決定する。但し、常にカウンタｊの値はカウンタｉの値とは異なるように定め、カウンタｋの値は常にカウンタｉの値とは異なりかつカウンタｊの値とも異なる値に定める。
実際には、カウンタｉの値に１を加算した結果をカウンタｊにセットし、カウンタｉの値に２を加算した結果をカウンタｋにセットすればよい。但し、カウンタｊ，ｋの値がブランチ数のＮを超えた場合にはＮを減算した値をセットする。
【０２１８】
これにより、カウンタｉ，ｊ，ｋの値は互いに異なる値になるので、カウンタｉ，ｊ，ｋの値で特定されるブランチを選択することにより、互いに異なる３つのブランチを同時に選択することができる。図１４の処理においては、カウンタｉ，ｊの値は校正対象の２つのブランチに対応し、カウンタｋの値は送信用の共通のブランチに対応している。
【０２１９】
但し、校正対象の２つのブランチについては、各ブランチのアンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離が等しくなるものを同時に選択するようにカウンタｉ，ｊの値を決定する必要がある。
図１６に示すようにアンテナ素子１１１を円周上に配置してその中心に付加アンテナ１２８を配置する場合には、いずれのブランチについてもアンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離が等しくなるので特に問題はない。
【０２２０】
しかし、図１５（ａ）に示すように直線上にアンテナ素子１１１を配置する場合には、選択した校正対象の２つのブランチのアンテナ素子１１１からの距離が等しくなるように付加アンテナ１２８の位置を逐次変更する必要がある。
ステップＳ１３２では、スイッチ１２９及びカウンタｋの値に対応するブランチのスイッチ１１２（ｋ）を制御して、付加アンテナ１２８をカウンタｋの値に対応するブランチのサーキュレータ１１４（ｋ）と接続する。
【０２２１】
ステップＳ１３３では、カウンタｋの値に対応するブランチの送信機１２１（ｋ）から信号を送出する。この場合、送信機１２１（ｋ）から出力される信号は、カップラ１２２（ｋ）で分岐され、サーキュレータ１１４（ｋ），スイッチ１１２（ｋ）及びスイッチ１２９を通って付加アンテナ１２８から無線信号として送信される。
付加アンテナ１２８から送信された無線信号は、各ブランチのアンテナ素子１１１で受信することができる。また、この場合には送信機１２１（ｋ）が出力する信号を周波数変換器１２３（ｋ）を通さずに周波数ｆ２のまま付加アンテナ１２８から送信するので、受信側のブランチでは周波数を変換することなく受信機１１８で信号を受信できる。
【０２２２】
ステップＳ１３４では、カウンタｉの値に対応するブランチについて、スイッチ１１２（ｉ）を制御してアンテナ素子１１１（ｉ）とサーキュレータ１１３（ｉ）とを接続する。
ステップＳ１３５では、カウンタｉの値に対応するブランチについて、スイッチ１１７（ｉ）を制御してサーキュレータ１１３（ｉ）と受信機１１８の入力とを接続する。
【０２２３】
この場合、アンテナ素子１１１（ｉ）で受信された信号は、スイッチ１１２（ｉ），サーキュレータ１１３（ｉ），スイッチ１１７（ｉ）を通って受信機１１８（ｉ）に入力される。そこで、ステップＳ１３６では、受信機１１８（ｉ）の受信出力から選択されたブランチの信号（振幅・位相値）Ｓ１（ｊ）を測定する。
上記と同様に、ステップＳ１３７では、カウンタｊの値に対応するブランチについて、スイッチ１１２（ｊ）を制御してアンテナ素子１１１（ｊ）とサーキュレータ１１３（ｊ）とを接続する。
【０２２４】
ステップＳ１３８では、カウンタｊの値に対応するブランチについて、スイッチ１１７（ｊ）を制御してサーキュレータ１１３（ｊ）と受信機１１８の入力とを接続する。
この場合、アンテナ素子１１１（ｊ）で受信された信号は、スイッチ１１２（ｊ），サーキュレータ１１３（ｊ），スイッチ１１７（ｊ）を通って受信機１１８（ｊ）に入力される。そこで、ステップＳ１３９では、受信機１１８（ｊ）の受信出力から選択されたブランチの信号（振幅・位相値）Ｓ２（ｊ）を測定する。
【０２２５】
ステップＳ１４０では、次式の計算により校正値Ｐ２（ｊ）を求める。
Ｐ２（ｊ）＝Ｓ２（ｊ）／Ｓ１（ｊ）      ・・・（１０９）
初回の処理では、カウンタｉの値が１なので、ステップＳ１４０からＳ１４１を通ってＳ１４２に進み、ステップＳ１４３でカウンタｉの値を更新してステップＳ１３１に戻る。ステップＳ１４２では、校正値Ｐ２（ｊ）を校正値Ｐ３（ｊ）として保存する。
【０２２６】
２回目以降の処理では、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ１４０からＳ１４１を通ってＳ１４４に進み、ステップＳ１４５，Ｓ１４３を通ってステップＳ１３１に戻る。この場合もステップＳ１４３でカウンタｉの値が更新される。
ステップＳ１４４では、次式の計算により、校正値Ｐ２（ｊ）を修正した結果を校正値Ｐ３（ｊ）として保存する。
【０２２７】
Ｐ３（ｊ）＝Ｐ３（ｉ）・Ｐ２（ｊ）        ・・・（１１０）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｐ３（ｊ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｐ３（ｊ）は１である。
【０２２８】
ところで、図１４のステップＳ１３６，Ｓ１３９で測定される振幅・位相値Ｓ１（ｊ），Ｓ２（ｊ）は次式で表される。
Ｓ１（ｊ）＝Ｔ（ｋ）・Ｍ２（ｆ２）・Ｌ１（ｋ）・Ｍ（ｉ，ｆ２）・Ｒ（ｉ）    ・・・（１１１）
Ｓ２（ｊ）＝Ｔ（ｋ）・Ｍ２（ｆ２）・Ｌ２（ｋ）・Ｍ（ｊ，ｆ２）・Ｒ（ｊ）    ・・・（１１２）
但し、
Ｔ（ｋ）：送信機１２１（ｋ）の振幅・位相
Ｍ２（ｆ２）：付加アンテナ１２８のｆ２に関する振幅・位相
Ｌ１（ｋ）：アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｌ２（ｋ）：アンテナ素子１１１（ｊ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｍ（ｉ，ｆ２）：アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ２に関する振幅・位相
Ｍ（ｊ，ｆ２）：アンテナ素子１１１（ｊ）のｆ２に関する振幅・位相
Ｒ（ｉ）：受信機１１８（ｉ）の振幅・位相
Ｒ（ｊ）：受信機１１８（ｊ）の振幅・位相
この形態では、アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との距離は、アンテナ素子１１１（ｊ）と付加アンテナ１２８との距離と同一であるため、伝搬損失Ｌ１（ｋ），Ｌ２（ｋ）は同一である。また、付加アンテナ１２８及びカウンタｋに対応するブランチはカウンタｉ，ｊに対応する２つのブランチに共通に利用されているので、それらの成分は共通である。したがって、前記第（１０９）式を変形すると次式が得られる。
0003547703.tif 000018
つまり、図１８に示すような受信機１１８（ｉ）の振幅・位相の成分Ｒ（ｉ）と、アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ２に関する振幅・位相の成分Ｍ（ｉ，ｆ２）とを合わせたｉ番目のブランチの受信系全体の振幅・位相値が、他のブランチとの比率としてブランチ毎に求められる。
【０２２９】
ステップＳ１４２，Ｓ１４４の校正値Ｐ３（ｊ）について説明する。例えば、校正値Ｐ３（３）は次式で表される。
0003547703.tif 000019
したがって、校正値Ｐ３（４）は次式で表される。
【０２３０】
0003547703.tif 000020
上記と同様の計算により、校正値Ｐ３（ｊ）は次式で表される。
【０２３１】
0003547703.tif 000021
つまり、図１４の校正制御手順で得られる校正値Ｐ３（ｊ）は、ｊ番目のブランチの受信系（受信機１１８（ｊ）及びアンテナ素子１１１（ｊ））の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。
【０２３２】
したがって、各ブランチで受信する際に、図１４の校正制御手順で得られた校正値Ｐ３（ｊ）を各々の受信機１１８（ｊ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信系における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
なお、付加アンテナ１２８については、その近傍に配置されるアンテナ素子１１１との間でのみ信号の送受信ができればよいため、通信に用いる一般のアンテナのように高い利得を有する必要はない。したがって、付加アンテナ１２８としては超小型アンテナもしくはプローブを用いるだけで十分である。
【０２３３】
前記第（１０３）式及び第（１０４）式における温度特性による振幅・位相値の変動成分Ｑは、実際には各ブランチの送信機１２１における変動成分と、受信機１１８における変動成分と、校正に用いる周波数変換器１１６における変動成分とを含んでいる。したがって、時間の経過に伴う温度変化に対して周波数変換器１１６の特性が変化するが、周波数変換器１１６については校正処理でいずれのブランチの振幅・位相値を測定する際にも共通に利用しているので、単一の周波数変換器１１６の振幅・位相値の変動成分Ｑは求める校正値に影響を及ぼさない。
【０２３４】
（第５の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置のもう１つの実施の形態について図１７を参照して説明する。図１７は、この形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
この形態は第４の実施の形態の変形例である。図１７において、図１２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第４の実施の形態と同一の要素については、以下の説明を省略する。
【０２３５】
この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部１２５、分岐手段の一例となるカップラ１２２，カップラ１３１、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１１３，サーキュレータ１１４、校正制御手段に対応する校正演算部１２４を含む。
【０２３６】
ＦＤＤ送受信装置において、アンテナや給電線の部分は温度などの急激な環境変動の影響を比較的受けにくいが、送信機及び受信機は、それらに内蔵される電力増幅器やミキサーなどの高周波回路が温度変化の影響を受けやすい。
したがって、アンテナ及び給電線に関する校正は頻繁に行う必要はないが、温度変化の影響を受けやすい送信機及び受信機についてはできるだけ短い時間間隔で校正を行うのが望ましい。
【０２３７】
そこで、図１７に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、第４の実施の形態の校正機能の他に、送信部（送信機１２１，周波数変換器１２３）及び受信機１１８の振幅及び位相の校正値をアンテナから分離して単独でブランチ毎に個別に測定するための機能を付加してある。アンテナ及び給電線を含む校正値については、既に説明した図１３，図１４と同様の処理手順で算出できる。
【０２３８】
図１７に示すように、この形態では、各々のブランチユニット１１０に設けたカップラ１３１により、周波数変換器１２３が出力する信号の一部分を分岐して取り出すことができる。各ブランチのカップラ１３１によって取り出された信号は、それぞれスイッチ１３３に印加される。スイッチ１３３は、Ｎ個のブランチのいずれか１つのカップラ１３１からの信号を選択する。
【０２３９】
また、基準ブランチとして定めた１番目のブランチユニット１１０（１）には、スイッチ１３２が設けてある。スイッチ１３２は、サーキュレータ１１４（１）が出力する信号と、スイッチ１３３が選択した信号とのいずれか一方を選択して周波数変換器１１６の入力に印加する。
スイッチ１３４は、Ｎ個のブランチユニット１１０のいずれか１つのスイッチ１１７に対して、カップラ１２２（１）で分岐された信号を出力する。各ブランチのスイッチ１１７は、サーキュレータ１１３からの受信信号と、周波数変換器１１６の出力信号と、スイッチ１３４の出力とのいずれか１つを選択的に受信機１１８の入力に印加する。
【０２４０】
各スイッチ１３２，１３３，１３４，１１７の選択状態は、校正演算部１２４の制御によって切り替えられる。校正演算部１２４は、図１３，図１４の他に次に説明する校正のための制御を実施する。
送信部に関する校正手順は次の通りである。
（１）基準ブランチとして割り当てられたブランチユニット１１０（１）のスイッチ１３２を制御して、スイッチ１３３の出力を周波数変換器１１６（１）の入力と接続する。また、スイッチ１１７（１）を制御して、周波数変換器１１６（１）の出力を受信機１１８（１）の入力に接続する。
【０２４１】
（２）１つのブランチ（ｉ）を選択し、選択したブランチの送信機１２１から信号を送出する。
（３）選択したブランチの信号をカップラ１３１（ｉ）で分岐し、信号を送り、この信号をスイッチ１３３で選択する。
（４）基準ブランチの受信機１１８（１）の受信出力から選択されたブランチの信号（振幅・位相値）Ｘ（ｉ）を測定する。
【０２４２】
上記（２）〜（４）の処理を繰り返し、全てのブランチについて順番に信号Ｘ（ｉ）を測定する。
この場合、送信機１２１（ｉ）から出力される周波数がｆ２の信号は、カップラ１２２（ｉ）を通り、周波数変換器１２３（ｉ）でｆ１の周波数に変換され、カップラ１３１（ｉ）で分岐されてスイッチ１３３に入力される。
【０２４３】
更に、この信号はスイッチ１３３及びスイッチ１３２を通り、周波数変換器１１６（１）でｆ２の周波数に変換され、スイッチ１１７（１）を通って受信機１１８（１）に入力される。したがって、各ブランチの送信部（送信機１２１，周波数変換器１２３）から出力された信号を基準ブランチの受信機１１８（１）で測定することができる。
ここで測定される各ブランチの信号Ｘ（ｉ）は次式で表される。
【０２４４】
Ｘ（ｉ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ（１）・Ｒ（１）  …  （１１７）
但し、
Ｔ（ｉ）：各ブランチのアンテナを含まない送信部の振幅・位相
Ｑ（１）：基準ブランチの周波数変換器１１６（１）の振幅・位相
Ｒ（１）：基準ブランチの受信機１１８（１）の振幅・位相
したがって、次式により送信部の校正値Ａ（ｉ）が得られる。
【０２４５】
0003547703.tif 000022
また、受信部に関する校正手順は次の通りである。
【０２４６】
（１）基準ブランチ送信機１２１（１）から信号を送出し、カップラ１２２（１）でこの信号を分岐し、分岐した信号をスイッチ１３４に送る。
（２）１つのブランチ（ｉ）を選択し、選択したブランチに応じてスイッチ１３４を切り替える。
（３）選択したブランチ（ｉ）のスイッチ１１７（ｉ）を制御して、スイッチ１３４の出力を受信機１１８（ｉ）の入力に接続する。
【０２４７】
（４）選択したブランチの受信機１１８（ｉ）の受信出力から選択されたブランチの信号（振幅・位相値）Ｙ（ｉ）を測定する。
上記（２）〜（４）の処理を繰り返し、全てのブランチについて順番に信号Ｙ（ｉ）を測定する。
ここで測定される各ブランチの信号Ｙ（ｉ）は次式で表される。
【０２４８】
Ｙ（ｉ）＝Ｔ（１）・Ｒ（ｉ）    ・・・（１１９）
但し、
Ｔ（１）：基準ブランチの送信機１２１（１）の振幅・位相
Ｒ（ｉ）：各ブランチの受信機１１８（ｉ）の振幅・位相
したがって、次式により受信機１１８（ｉ）の校正値Ｂ（ｉ）が得られる。
【０２４９】
0003547703.tif 000023
したがって、この形態ではアンテナや給電線を含む送受信部全体の振幅・位相の校正値だけでなく、温度変化の影響を受けやすい送信機だけに関する校正値及び受信機だけに関する校正値をブランチ毎に得ることができる。
【０２５０】
（第６の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置のもう１つの実施の形態について、図１９〜図２１を参照して説明する。
図１９はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図２０はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
図２１はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
この形態は第４の実施の形態の変形例である。図１９において、図１２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。
【０２５１】
この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、送受共用手段の一例となるサーキュレータ１１３，サーキュレータ１４３、指向性制御演算回路に対応する指向性制御演算部１２５、分岐手段の一例となるカップラ１２２、及び、校正制御手段に対応する校正演算部１２４を含む。
【０２５２】
図１９において、アレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図１９中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【０２５３】
図１９の例では、アンテナ素子１１１毎にそれを含むブランチユニット１１０を構成してある。各ブランチユニット１１０は、アンテナ素子１１１，サーキュレータ１１３，送信部１１５及び受信機１１８を備えている。また、カップラ１２２及びスイッチ１１７は１つのブランチユニット１１０（１）だけに設けてある。それ以外のブランチユニット１１０は互いに同一の構成になっている。
【０２５４】
ブランチユニット１１０（１）のカップラ１２２は、送信部１１５が出力する信号の一部分を分岐して取り出すために設けてある。ブランチユニット１１０（１）のスイッチ１１７は、受信機１１８（１）に入力する信号を切り替えるために設けてある。スイッチ１１７の選択状態は校正演算部１２４により電気的に制御される。サーキュレータ１１３は、アンテナ素子１１１を送信と受信とで共用するために設けてある。
【０２５５】
通信のために送信を行う場合、各送信部１１５から送出される信号は、サーキュレータ１１３を通りアンテナ素子１１１から無線信号として放射される。また、通信のために受信を行う場合には、アンテナ素子１１１で受信された信号がサーキュレータ１１３を通って、受信機１１８に入力される。
この例では、送信部１１５が出力する信号の周波数すなわち通信に利用するアレーアンテナの送信周波数はｆ１であり、通信に利用するアレーアンテナ及び受信機１１８の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
【０２５６】
なお、図１２の場合と同様に、送信部１１５の内部には受信機１１８の受信周波数ｆ２と同じ周波数の信号を送出する送信機（１２１）及び周波数変換器（１２３）を設けてもよい。
図１９の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニット１１０の他に、校正演算部１２４，指向性制御演算部１２５，信号発生部１２６，周波数変換器１４１，１４２，サーキュレータ１４３及び付加アンテナ１２８が設けてある。
【０２５７】
サーキュレータ１４３は周波数ｆ１の信号を付加アンテナ１２８から入力し、周波数ｆ２の信号を付加アンテナ１２８に出力する。指向性制御演算部１２５は、アレーアンテナの指向パターンを適応制御するために、Ｎ個のブランチの信号を合成すると共に、合成の際の各ブランチの重み付けを制御する。
校正演算部１２４は、各ブランチユニット１１０の送信系（送信部１１５及びアンテナ素子１１１）及び受信系（受信機１１８及びアンテナ素子１１１）の振幅・位相誤差を個別に求めて校正を行う。実際には、校正演算部１２４は図２０に示す制御を実施して各ブランチの送信系の校正に利用する値を求め、図２１に示す制御を実施して各ブランチの受信系の校正に利用する値を求める。
【０２５８】
送信部１１５が送出する信号（周波数はｆ１）の一部分は、カップラ１２２で分岐され、周波数変換器１４１の入力に印加される。周波数変換器１４１は、信号発生部１２６が出力する信号（周波数は｜ｆ１−ｆ２｜）を利用して周波数の変換を実施する。
すなわち、周波数変換器１４１はカップラ１２２から入力される信号と信号発生部１２６から入力される信号とを混合し周波数の変換を行う。カップラ１２２から入力される信号の周波数がｆ１であり、信号発生部１２６から入力される信号の周波数が｜ｆ１−ｆ２｜であるため、周波数がｆ２の信号が周波数変換器１４１から出力される。周波数変換器１４１が出力する信号は、サーキュレータ１４３を通り、付加アンテナ１２８から電波として放射される。
【０２５９】
また、周波数がｆ１の信号を付加アンテナ１２８が受信した場合、その信号はサーキュレータ１４３を介して周波数変換器１４２に入力される。周波数変換器１４２は信号発生部１２６が出力する信号（周波数は｜ｆ１−ｆ２｜）を利用して周波数の変換を実施する。
すなわち、付加アンテナ１２８で受信された周波数がｆ１の信号は、周波数がｆ２に変換されて周波数変換器１４２から出力される。スイッチ１１７を制御することにより、周波数変換器１４２が出力する信号を受信機１１８（１）に入力することができる。
【０２６０】
この例では、送信部１１５の出力する信号の周波数がｆ１であり、受信機１１８の受信周波数がｆ２であるため、送信部１１５が出力する信号をそのまま受信機１１８で受信することはできない。しかし、周波数変換器１４１，１４２を用いて周波数の変換を行うことにより、送信部１１５から送出された信号を受信機１１８で受信することができる。
【０２６１】
第４の実施の形態と同様に、信号発生部１２６が出力する周波数が（｜ｆ１−ｆ２｜）の信号については、受信機のローカル信号と送信機のローカル信号とを用いて生成することができる。すなわち、信号発生部１２６は例えば図１０に示す回路、又は図１１に示す回路で実現できる。
なお、図１９の回路において、送信部１１５の出力からカップラ１２２を介して信号を取り出すのは、受信側の回路の許容入力レベルに比べて送信部１１５の出力が大きいためである。カップラ１２２を用いることにより、比較的レベルの小さい信号を送信部１１５の出力から取り出すことができる。
【０２６２】
付加アンテナ１２８を設置する位置については、アレーアンテナを構成するＮ個のアンテナ素子１１１の配置に応じて決定する必要がある。図１５（ａ）に示すように、１つの直線上にアンテナ素子１１１が等間隔で並んでいる場合には、校正対象の２つのブランチの各アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離ｄが等しくなるように、例えば２つのアンテナ素子１１１の中間位置に付加アンテナ１２８を配置すればよい。
【０２６３】
なお、図１５（ａ）に示すように複数の付加アンテナ１２８を用いる場合には図１５（ｂ）に示すようにスイッチ１４９を用いて複数の付加アンテナ１２８の１つを選択的にサーキュレータに接続すればよい。
また、図１６に示すように１つの円周上に等間隔でアンテナ素子１１１が並べて配置してある場合には、円周の中心位置に付加アンテナ１２８を配置すればよい。この場合、アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との距離ｄはいずれのブランチについても等しくなる。
【０２６４】
このように付加アンテナ１２８を配置すると、各アンテナ素子１１１と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失が等しくなり、それの影響を受けない校正値を求めることができる。
【０２６５】
次に、図２０に示す校正制御手順について説明する。なお、この例では１番目のブランチユニット１１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。つまり、いずれか１つのブランチユニット１１０にカップラ１２２及びスイッチ１１７を設ければよい。また、図２０の校正制御手順を開始するときには、全ての送信部１１５（１）〜１１５（Ｎ）が送信を停止していることを想定している。
【０２６６】
ステップＳ１５０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、校正の対象となる１つのブランチに対応している。ステップＳ１５２では、スイッチ１１７を制御して周波数変換器１４２の出力を基準ブランチの受信機１１８（１）の入力に接続する。
これ以降のステップＳ１５３〜Ｓ１６０の処理は、カウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０２６７】
ステップＳ１５３ではｉ番目の送信部１１５（ｉ）から信号（周波数はｆ１）を送出する。この場合、送信部１１５（ｉ）が出力する信号は、サーキュレータ１１３（ｉ）を通ってアンテナ素子１１１（ｉ）から無線信号として送信される。
この無線信号は、付加アンテナ１２８によって受信される。付加アンテナ１２８が受信した信号は、サーキュレータ１４３を通って周波数変換器１４２に入力され、周波数がｆ２の信号に変換され、スイッチ１１７を通って受信機１１８（１）に入力される。
【０２６８】
そこで、ステップＳ１５４では受信機１１８（１）が受信した信号Ｋ（ｉ）を測定する。測定が終了したら、次のステップＳ１５５で送信部１１５（ｉ）の送信を停止する。
ステップＳ１５３〜Ｓ１６０の処理を繰り返すことにより、Ｎ個のブランチのそれぞれに属する送信部１１５から出力された信号が、各ブランチのアンテナ（１１１，１２８）を経由する経路を通ってそれぞれ受信機１１８（１）で受信され、信号Ｋ（１）〜Ｋ（Ｎ）が測定される。
【０２６９】
初回の処理では、カウンタｉが１なのでステップＳ１５６からＳ１５８に進む。なお、初回に得られる信号Ｋ（１）は基準ブランチの信号として保持される。また、２回目以降の処理ではカウンタｉが１でないためステップＳ１５６からＳ１５９に進む。ステップＳ１５９では、次式の計算により校正値Ｈ（ｉ）を求める。
Ｈ（ｉ）＝Ｋ（ｉ）／Ｋ（１）      ・・・（１２１）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｈ（ｉ）が相対値として個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｈ（ｉ）は１である。
【０２７０】
ところで、図２０のステップＳ１５４で測定される振幅・位相値Ｋ（ｉ）は次式で表される。
Ｋ（ｉ）＝Ｔ（ｉ）・Ｍ（ｉ，ｆ１）・Ｌ（ｉ）・Ｍ（ａ，ｆ１）・Ｑ２・Ｒ（１）  ・・・（１２２）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信部１１５（ｉ）で生じる振幅・位相
Ｍ（ｉ，ｆ１）：アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相
Ｍ（ａ，ｆ１）：付加アンテナ１２８のｆ１に関する振幅・位相
Ｌ（ｉ）：アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｑ２：周波数変換器１４２の振幅・位相
Ｒ（１）：受信機１１８（１）の振幅・位相
この形態では、付加アンテナ１２８，周波数変換器１４２及び受信機１１８（１）はカウンタｉに対応するいずれのブランチの測定でも共通に利用されているので、それらの成分は共通である。したがって、前記第（１２１）式を変形すると次式が得られる。
【０２７１】
0003547703.tif 000024
また、この形態ではアンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との距離ｄが校正対象の全てのブランチについて同一である場合を想定しているので、伝搬損失Ｌ（ｉ）は全てのブランチについて同一である。したがって、前記第（１２３）式を変形すると次式が得られる。
【０２７２】
0003547703.tif 000025
つまり、図１８に示すような送信部１１５（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｔ（ｉ）と、アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｍ（ｉ，ｆ１）とを合わせたｉ番目のブランチの送信系全体の振幅・位相値が、他のブランチとの比率としてブランチ毎に求められる。
【０２７３】
なお、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑ２は上記第（１２４）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ（ｉ）には現れない。
このように、単一の付加アンテナ１２８を用いるだけで、基準ブランチに対する相対値として各ブランチの校正値Ｈ（ｉ）を求めることができる。各ブランチで送信する際には、図２０の校正制御手順で得られた校正値Ｈ（ｉ）を各々の送信部１１５（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信部１１５における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０２７４】
次に、図２１に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
ステップＳ１７０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、校正の対象となる１フのブランチに対応している。次のステップＳ１７１では、スイッチ１１７を制御して受信機１１８（１）の入力をサーキュレータ１１３（１）と接続する。
【０２７５】
ステップＳ１７２では、基準ブランチの送信部１１５（１）から信号を送信する。この場合、送信部１１５（１）から出力される信号は、カップラ１２２で分岐され、周波数変換器１４１で周波数がｆ２の信号に変換された後、サーキュレータ１４３を通り付加アンテナ１２８から無線信号として送信される。
付加アンテナ１２８から送信された無線信号は、各ブランチのアンテナ素子１１１で受信することができる。また、付加アンテナ１２８から送信される信号の周波数はｆ２に変換されているため、アンテナ素子１１１が受信した信号を直接受信機１１８に入力して検出することができる。
【０２７６】
ステップＳ１７３〜Ｓ１７８の処理は、カウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。これらの処理を実行するたびに、ステップＳ１７６でカウンタｉの値が更新される。
ステップＳ１７３では、ｉ番目のブランチの受信機１１８（ｉ）の受信出力からそのブランチの信号（振幅・位相値）Ｓ（ｉ）を測定する。
【０２７７】
ステップＳ１７３〜Ｓ１７８の処理を繰り返すことにより、基準ブランチの送信部１１５（１）から出力された信号が、各ブランチのアンテナ（１１１，１２８）を経由する経路を通って各ブランチの受信機１１８（ｉ）で受信され、信号Ｓ（１）〜Ｓ（Ｎ）が測定される。
初回の処理では、カウンタｉが１なのでステップＳ１７４からＳ１７６に進む。初回に得られる信号Ｓ（１）は基準ブランチの信号として保持される。
【０２７８】
また、２回目以降の処理ではカウンタｉが１でないためステップＳ１７４からＳ１７７に進む。ステップＳ１７７では、次式の計算により校正値Ｐ（ｉ）を求める。
Ｐ（ｉ）＝Ｓ（ｉ）／Ｓ（１）              ・・・  （１２５）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｐ（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｐ（１）は１である。
【０２７９】
ところで、図２１のステップＳ１７３で測定される振幅・位相値Ｓ（ｉ）は次式で表される。
Ｓ（ｉ）＝Ｔ（１）・Ｑ  １  ・Ｍ（ａ，ｆ２）・Ｌ（ｉ）・Ｍ（ｉ，ｆ２）・Ｒ（ｉ）        ・・・（１２６）
但し、
Ｔ（１）：送信部１１５（１）の振幅・位相
Ｑ１：周波数変換器１４１に関する振幅・位相
Ｍ（ａ，ｆ２）：付加アンテナ１２８のｆ２に関する振幅・位相
Ｌ（ｉ）：アンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との間の伝搬損失
Ｍ（ｉ，ｆ２）：アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ２に関する振幅・位相
Ｒ（ｉ）：受信機１１８（ｉ）の振幅・位相
この形態では、全てのブランチについてアンテナ素子１１１（ｉ）と付加アンテナ１２８との距離が同一である場合を想定しているので、伝搬損失Ｌ１（ｉ）は全てのブランチについて同一になる。
【０２８０】
また、周波数変換器１４１及び付加アンテナ１２８は全てのブランチに共通に利用されているので、それらの成分は共通である。したがって、前記第（１２５）式を変形すると次式が得られる。
0003547703.tif 000026
つまり、図１８に示すような受信機１１８（ｉ）の振幅・位相の成分Ｒ（ｉ）と、アンテナ素子１１１（ｉ）のｆ２に関する振幅・位相の成分Ｍ（ｉ，ｆ２）とを合わせたｉ番目のブランチの受信系全体の振幅・位相値が、基準ブランチとの比率としてブランチ毎に求められる。
【０２８１】
したがって、各ブランチで受信する際に、図２１の校正制御手順で得られた校正値Ｐ（ｉ）を各々の受信機１１８（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信系における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
なお、付加アンテナ１２８についでは、その近傍に配置されるアンテナ素子１１１との間でのみ信号の送受信ができればよいため、通信に用いる一般のアンテナのように高い利得を有する必要はない。したがって、付加アンテナ１２８としては超小型アンテナもしくはプローブを用いるだけで十分である。
【０２８２】
前記第（１２６）式における温度特性による振幅・位相値の変動成分Ｑ１は、実際には各ブランチの送信部１１５における変動成分と、受信機１１８における変動成分と、校正に用いる周波数変換器１４１における変動成分とを含んでいる。
時間の経過に伴う温度変化に対して周波数変換器１４１の特性が変化するが、周波数変換器１４１については校正処理でいずれのブランチの振幅・位相値を測定する際にも共通に利用しているので、単一の周波数変換器１４１の振幅・位相値の変動成分Ｑ１は求める校正値に影響を及ぼさない。
【０２８３】
（第７の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置のもう１つの実施の形態について、図２２〜図２４を参照して説明する。
図２２はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図２３はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
図２４はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【０２８４】
この形態は第６の実施の形態の変形例である。図２２〜図２４において、図１９〜図２１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第６の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
なお、この形態の適応アレーアンテナ送受信装置は、分岐手段の一例となるカップラ１２２を含む。
【０２８５】
一般に、適応アレーアンテナ送受信装置等においてはアンテナや給電線については温度変化などの急激な環境変動の影響を比較的受けにくい。しかしながら、送信機，受信機，電力増幅器，周波数変換器のような高周波回路については、比較的短い時間周期の間であっても温度変化の影響によって特性が変化し易い。
したがって、アンテナや給電線に関する校正については比較的長い周期で行えば十分であるが、送受信機などの高周波回路については比較的短い周期で校正する必要がある。
【０２８６】
そこで、この形態においては、アンテナとは別に送受信機単独でも校正が実施できるように構成してある。なお、アンテナを含む校正については、第６の実施の形態と同様に処理すれば実現できるので、その説明は省略する。
【０２８７】
図２２を参照すると、この形態ではＮ個のブランチユニット１１０のそれぞれにカップラ１２２及びスイッチ１１７が設けてある。また、スイッチ１５１，１５２，１５３，１５４が追加されている。スイッチ１１７，１５１，１５２，１５３，１５４は、いずれも電気的に制御可能に構成されており、校正演算部１２４の制御により状態が変化するように接続してある。
【０２８８】
スイッチ１５２は、Ｎ個のカップラ１２２（１）〜１２２（Ｎ）のいずれか１つを選択的に周波数変換器１４１の入力に接続する。スイッチ１５３は、周波数変換器１４１が出力する信号をサーキュレータ１４３及びスイッチ１５４のいずれか一方に選択的に出力する。
スイッチ１５４は、周波数変換器１４１が出力する信号と周波数変換器１４２が出力する信号とのいずれか一方を選択的にスイッチ１５１に出力する。スイッチ１５１は、スイッチ１５４を介して入力される信号をＮ個のブランチのいずれか１つのスイッチ１１７に選択的に出力する。
【０２８９】
次に、図２３に示す校正制御手順について説明する。なお、この例では１番目のブランチユニット１１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。また、図２３の校正制御手順を開始するときには全ての送信部１１５（１）〜１１５（Ｎ）が送信を停止していることを想定している。
ステップＳ１５０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、校正の対象となる１つのブランチに対応している。
【０２９０】
ステップＳ１５２Ｂでは、基準ブランチのスイッチ１１７（１）を制御してスイッチ１５１の出力を基準ブランチの受信機１１８（１）の入力と接続する。また、スイッチ１５３，１５４を制御して周波数変換器１４１の出力をスイッチ１５１と接続する。
これ以降のステップＳ１５３〜Ｓ１６０の処理は、カウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
【０２９１】
ステップＳ１５３ではｉ番目の送信部１１５（ｉ）から信号（周波数はｆ１）を送出する。
追加されたステップＳ１６１では、まずｉ番目のブランチの力ップラ１２２（ｉ）の出力をスイッチ１５２で選択し、スイッチ１５１で基準ブランチのスイッチ１１７（１）を選択する。
【０２９２】
この場合、送信部１５（ｉ）が出力する信号は、カップラ１２２（ｉ）で分岐され、スイッチ１５２を通って周波数変換器１４１に入力され周波数がｆ２の信号に変換される。また、周波数変換器１４１が出力する信号はスイッチ１５３を通り、スイッチ１５４を通り、スイッチ１５１を通り、基準ブランチのスイッチ１１７（１）を通って受信機１１８（１）の入力に印加される。
【０２９３】
そこで、ステップＳ１５４Ｂでは受信機１１８（１）が受信した信号Ｘ（ｉ）を測定する。測定が終了したら、次のステップＳ１５５で送信部１１５（ｉ）の送信を停止する。
ステップＳ１５３〜Ｓ１６０の処理を繰り返すことにより、Ｎ個のブランチのそれぞれに属する送信部１１５から出力された信号が、アンテナ（１１１，１２８）を経由しない経路を通ってそれぞれ受信機１１８（１）で受信され、信号Ｘ（１）〜Ｘ（Ｎ）が測定される。
【０２９４】
初回の処理では、カウンタｉが１なのでステップＳ１５６からＳ１５８に進む。初回に得られた信号Ｘ（１）は基準ブランチの信号として保持される。
また、２回目以降の処理ではカウンタｉ、が１でないためステップＳ１５６からＳ１５９Ｂに進む。ステップＳ１５９Ｂでは、次式の計算により校正値Ｈ２（ｉ）を求める。
【０２９５】
Ｈ２（ｉ）＝Ｘ（ｉ）／Ｘ（１）        ・・・（１２８）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｈ２（ｉ）が相対値として個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｈ２（ｉ）は１である。
【０２９６】
ところで、図２２のステップＳ１５４Ｂで測定される振幅・位相値Ｘ（ｉ）は次式で表される。
Ｘ（ｉ）＝Ｔ（ｉ）・Ｑ１・Ｒ（１）      ・・・（１２９）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信部１１５（ｉ）で生じる振幅・位相
Ｑ１  ：周波数変換器１４１の振幅・位相
Ｒ（１）：受信機１１８（１）の振幅・位相
この形態では、周波数変換器１４１及び受信機１１８（１）はカウンタｉに対応するいずれのブランチの測定でも共通に利用されているので、それらの成分は共通である。したがって、前記第（１２９）式を変形すると次式が得られる。
【０２９７】
0003547703.tif 000027
つまり、ｉ番目のブランチの送信部１１５（ｉ）のｆ１に関する振幅・位相の成分Ｔ（ｉ）の振幅・位相値が、基準ブランチ（１）との比率としてブランチ毎に求められる。
【０２９８】
なお、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑ１は上記第（１３０）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ２（ｉ）には現れない。
このように、アンテナ素子１１１及び付加アンテナ１２８を用いなくても、基準ブランチに対する相対値として各ブランチの校正値Ｈ２（ｉ）を求めることができる。勿論、第６の実施の形態で説明した処理により、アンテナ素子１１１を含む全体の校正値も求める必要があるが、アンテナ素子１１１を含む全体の校正は比較的長い周期で実施すればよい。
【０２９９】
各ブランチで送信する際には、図２３の校正制御手順で得られた校正値Ｈ２（ｉ）を各々の送信部１１５（（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信部１１５における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
次に、図２４に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
【０３００】
ステップＳ１７０では、カウンタｉの値を１に初期化する。カウンタｉの値は、
校正の対象となる１つのブランチに対応している。次のステップＳ１７１Ｂでは、基準ブランチのカップラ１２２（１）の出力をスイッチ１５２で選択する。
ステップＳ１７２では、基準ブランチの送信部１１５（１）から信号を送信する。
この場合、送信部１１５（１）から出力される信号は、カップラ１２２（１）で分岐され、スイッチ１５２を通って周波数変換器１４１に入力され、周波数変換器１４１で周波数がｆ２の信号に変換される。
【０３０１】
追加されたステップＳ１８１では、スイッチ１５３，１５４を制御して周波数変換器１４１の出力をスイッチ１５１と接続する。また、ステップＳ１８２ではスイッチ１５１を制御してｉ番目のスイッチ１１７（ｉ）を選択する。ステップＳ１８３では、スイッチ１１７（ｉ）を制御してスイッチ１５１の出力を受信機１１８（ｉ）の入力と接続する。
【０３０２】
したがって、基準ブランチの送信部１１５（１）から出力された信号は、カップラ１２２（１）及びスイッチ１５２を通って周波数変換器１４１に入力され、周波数変換器１４１から出力される信号がスイッチ１５３，１５４，１５１，１１７及び（ｉ）を通って受信機１１８（ｉ）に入力される。
つまり、付加アンテナ１２８及びアンテナ素子１１１を経由することなしに、送信部１１５（１）からの信号を各受信機１１８で受信できる。また、周波数変換器１４１で信号の周波数がｆ２に変換されているため、受信機１１８は入力される信号をそのまま検出することができる。
【０３０３】
ステップＳ１７３Ｂでは、ｉ番目のブランチの受信機１１８（ｉ）の受信出力からそのブランチの信号（振幅・位相値）Ｙ（ｉ）を測定する。
ステップＳ１７３〜Ｓ１７８の処理を繰り返すことにより、基準ブランチの送信部１１５（１）から出力された信号が、各ブランチのアンテナ（１１１，１２８）を経由しない経路を通って各ブランチの受信機１１８（ｉ）で受信され、信号Ｙ（１）〜Ｙ（Ｎ）が測定される。
【０３０４】
初回の処理では、カウンタｉが１なのでステップＳ１７４からＳ１７６に進む。初回の処理で得られる信号Ｙ（１）は基準ブランチの信号として保持される。また、２回目以降の処理ではカウンタｉが１でないためステップＳ１７４からＳ１７７Ｂに進む。ステップＳ１７７Ｂでは、次式の計算により校正値Ｐ２（ｉ）を求める。
【０３０５】
Ｐ２（ｉ）＝Ｙ（ｉ）／Ｙ（１）          ・・・  （１３１）
全てのブランチについて処理が終了すると２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｐ２（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｐ２（１）は１である。
【０３０６】
ところで、図２４のステップＳ１７３Ｂで測定される振幅・位相値Ｙ（ｉ）は次式で表される。
Ｙ（ｉ）＝Ｔ（１）・Ｑ１・Ｒ（ｉ）        ・・・（１３２）
但し、
Ｔ（１）：送信部１１５（１）の振幅・位相
Ｑ１：周波数変換器１４１に関する振幅・位相
Ｒ（ｉ）：受信機１１８（ｉ）の振幅・位相
この形態では、送信部１１５（１）及び周波数変換器１４１は全てのブランチに共通に利用されているので、それらの成分は共通である。すなわち、前記第（１３１）式を変形すると次式が得られる。
【０３０７】
0003547703.tif 000028
つまり、ｉ番目のブランチの受信機１１８（ｉ）の振幅・位相の成分Ｒ（ｉ）が、基準ブランチとの比率としてブランチ毎に求められる。
【０３０８】
したがって、各ブランチで受信する際に、図２４の校正制御手順で得られた校正値Ｐ２（ｉ）を各々の受信機１１８（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、アンテナ及び給電線以外の受信系における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０３０９】
（第８の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置のもう１つの実施の形態を、図２５に示す。この形態は第６の実施の形態の変形例である。図２５において図１９と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。変更された部分について、以下に説明する。
図２５を参照すると、周波数変換器１４１の入力にはスイッチ１４５が接続され、周波数変換器１４１の出力にはスイッチ１４６が接続されている。スイッチ１４５，１４６は電気的に切り替え可能に構成されており、校正演算部１２４の制御により状態が切り替わる。
【０３１０】
スイッチ１４５は、サーキュレータ１４３から入力される信号（周波数はｆ１）とカップラ１２２から入力される信号（周波数はｆ１）とのいずれか一方を選択的に周波数変換器１４１に入力する。また、スイッチ１４６は、周波数変換器１４１が出力する信号（周波数はｆ２）をサーキュレータ１４３の入力及びスイッチ１１７の入力のいずれか一方に選択的に入力する。
【０３１１】
スイッチ１４５，１４６を切り替えることにより、周波数変換器１４１は送信用の信号の周波数変換にも利用できるし、受信した信号の周波数変換にも利用できる。このため、周波数変換器１４２は不要である。
この形態では、送信部１１５（１）が送出した信号を付加アンテナ１２８で送信する場合には、スイッチ１４５を制御してカップラ１２２の出力を周波数変換器１４１の入力と接続し、スイッチ１４６を制御して周波数変換器１４１の出力とサーキュレータ１４３の入力とを接続する。
【０３１２】
また、付加アンテナ１２８からの信号を受信する場合には、スイッチ１４５を制御してサーキュレータ１４３の出力を周波数変換器１４１の入力に接続し、スイッチ１４６を制御して周波数変換器１４１の出力をスイッチ１１７の入力に接続する。それ以外の制御については第６の実施の形態と同一である。
【０３１３】
（第９の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置のもう１つの実施の形態を、図２６に示す。この形態は第７の実施の形態の変形例である。図２６において図２２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。変更された部分について、以下に説明する。
【０３１４】
図２６を参照すると、周波数変換器１４１の入力にはスイッチ１４５が接続され、周波数変換器１４１の出力にはスイッチ１４６が接続されている。スイッチ１４５，１４６は電気的に切り替え可能に構成されており、校正演算部１２４の制御により状態が切り替わる。
スイッチ１４５は、サーキュレータ１４３から入力される信号（周波数はｆ１）とスイッチ１６２から入力される信号（周波数はｆ１）とのいずれか一方を選択的に周波数変換器１４１に入力する。また、スイッチ１４６は、周波数変換器１４１が出力する信号（周波数はｆ２）をサーキュレータ１４３の入力及びスイッチ１５１の入力のいずれか一方に選択的に入力する。
【０３１５】
スイッチ１４５，１４６を切り替えることにより、周波数変換器１４１は送信用の信号の周波数変換にも利用できるし、受信した信号の周波数変換にも利用できる。このため、周波数変換器１４２は不要である。
この形態では、送信部１１５（１）が送出した信号を周波数変換する場合には、スイッチ１４５を制御してスイッチ１５２の出力を周波数変換器１４１の入力と接続し、付加アンテナ１２８からの信号を受信する場合には、スイッチ１４５を制御してサーキュレータ１４３の出力を周波数変換器１４１の入力に接続する。
【０３１６】
また、アンテナを含む校正を実施する場合にはスイッチ１４６を制御して周波数変換器１４１の出力とサーキュレータ１４３の入力とを接続し、アンテナを含まない回路だけで校正を実施する場合にはスイッチ１４６を制御して周波数変換器１４１の出力をスイッチ１５１の入力に接続する。それ以外の制御については第７の実施の形態と同一である。
【０３１７】
（第１０の実施の形態）
本発明の適応アレーアンテナ送受信装置の１つの実施の形態について、図２７〜図３０を参照して説明する。
図２７はこの形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。図２８は、この形態の適応アレーアンテナ送受信装置に備えられる校正／受信信号分離部２０１の構成を示す。図２９はこの形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。図３０はこの形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
この形態は第１の実施の形態の変形例であり、図２７，図２９，図３０において第１の実施の形態と対応する要素及び処理は、同一の符号及びステップ番号を付けて示してある。
【０３１８】
本実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置は、通信中においても各ブランチの校正を可能とする構成とした点において、第１の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置と相違する。
【０３１９】
図１と同様に、図２７のアレーアンテナは並べて配置されたＮ（任意の整数）個のアンテナ素子１１で構成されている。この形態では、各要素の符号に付加した括弧内の数値によってそれが配置されたアレーアンテナのブランチの区分を表してある。また、図２７中の各矢印は信号の方向を表わしている。なお、以下の説明において、各要素のブランチを区別する必要がない場合には、各符号の括弧及び括弧内の数値の表記は省略する。
【０３２０】
図２７の例では、アンテナ素子１１毎にそれを含むブランチユニット４０を構成してある。各ブランチユニット４０は、アンテナ素子１１，サーキュレータ１２，送信機１３，受信機１４，カップラ１５及び合成器２１６で構成されている。
【０３２１】
サーキュレータ１２は、アンテナ素子１１を送信と受信とで共用するために設けてある。カップラ１５は、送信機１３が出力する信号の一部分を分岐して取り出すために設けてある。
送信を行う場合、各送信機１３から送出される信号は、カップラ１５及びサーキュレータ１２を通り、アンテナ素子１１から無線信号として放射される。受信を行う場合には、アンテナ素子１１で受信された信号がサーキュレータ１２及び合成器２１６を通って、受信機１４に入力される。
この例では、送信機１３が出力する信号の周波数すなわち送信周波数はｆ１であり、受信機１４の受信周波数はｆ２であり、送信周波数ｆ１と受信周波数ｆ２とは異なっている。
【０３２２】
図２７の適応アレーアンテナ送受信装置には、Ｎ個のブランチユニット４０の他に、スイッチ２１，周波数変換器２２，スイッチ２３，信号発生部２４，校正／受信信号分離部２０１、校正演算部２５及び指向性制御演算部２６が設けてある。
以下では、図１に示す適応アレーアンテナ送受信装置との相違点を中心に説明する。
【０３２３】
図２７の適応アレーアンテナ送受信装置と図１に示す適応アレーアンテナ送受信装置との構成における相違点は、各ブランチユニット４０内にスイッチ１６の代わりに合成器２１６が設けられている点、校正／受信信号分離部２０１がさらに適応アレーアンテナ送受信装置に設けられている点である。
ここで、合成器２１６は、アンテナ素子１１からの受信信号と、スイッチ２３からの信号を合成し、合成された信号を受信機１４に出力する。
校正／受信信号分離部２０１は、受信機１４の出力信号に対し、アンテナ素子１１からの受信信号とスイッチ２３からの信号とを分離して出力する。
【０３２４】
また、校正演算部２５において、図２７の適応アレーアンテナ送受信装置と図１に示す校正演算部２５と接続等において一部相違する。すなわち、本実施の形態の校正演算部２５は、スイッチ２１，２３の接続状態を制御して、校正／受信信号分離部２０１で分離されたスイッチ２３からの信号を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求めている。
【０３２５】
次に、校正／受信信号分離部２０１について説明する。
通信システムでは、基地局側と端末側で同期や位置情報などを確立するために、お互いに既知の信号を用いている。例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ＭｕｌｔｉＰｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいては、各基地局と端末にそれぞれ異なった符号を割り当てることで、基地局と端末の両方で他の端末などのシステムと同一周波数で通信が行うことが可能となる。校正／受信信号分離部２０１も、この原理に基づき、基地局からの送信信号系列と端末からの信号があらかじめ既知であるとし、校正信号のみを抽出するための相関器を設けることで校正信号を抽出する。
【０３２６】
上記の処理を行う校正／受信信号分離部２０１の構成を図２８に示す。校正／受信信号分離部２０１は、分配器２０２と校正信号相関器２０３と、１以上の受信信号相関器２０４とにより構成される。受信信号相関器２０４の数は基地局が収容する端末数に応じて決定される。
分配器２０２は、校正演算部２５より指定された受信器１４からの信号を分岐し、校正信号相関器２０３及び受信信号相関器２０４に入力する。
校正信号相関器２０３は、校正演算部２５より校正用の送信信号系列（例えば、ＣＤＭＡにおけるコード）を予め入力し、分配器２０２からの信号との相関を求めることにより、スイッチ２３からの信号を分離し、出力する。なお、この出力信号は、送信機１３、周波数変換機２２、受信器１４の特性を含む信号となる。また、この出力信号は、校正演算部２５に対して出力される。
【０３２７】
受信信号相関器２０４は、基地局からの送信信号系列（例えば、ＣＤＭＡにおけるコード）を予めセットし、分配器２０２からの信号との相関を求めることにより、アンテナ素子１１からの受信信号を分離し出力する。なお、この出力信号は、受信器１４の特性を含む信号となる。また、この出力信号は、指向性制御演算部２６へも出力される。
【０３２８】
次に、図２９に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット１０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。なお、校正／受信信号分離部２０１には、校正演算部２５より校正用の送信信号系列が予めセットされているものとする。
ステップＳ１０Ｄでは、スイッチ２３を制御して周波数変換器２２の出力を基準ブランチの合成器２１６（１）と接続する。
次のステップＳ１２では、カウンタｉの値を１に初期化する。また、ステップＳ１３〜Ｓ１９の処理はカウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
ステップＳ１３では、カウンタの値ｉに対応するブランチのカップラ１５（ｉ）の出力を選択するようにスイッチ２１を切り替える。
ステップＳ１４では、カウンタの値ｉに対応するブランチの送信機１３（ｉ）から信号を送信する。なお、送信機１３（ｉ）から信号を送信するのは測定の間だけで良い。
【０３２９】
ここで、送信機１３（ｉ）から校正用の信号が送信された際に、受信機１４（１）より出力される信号Ｋ（ｉ）は以下の式で与えられる。
Ｋ（ｉ）＝Ｒｃ（ｔ）・Ｒ（１）＋Ｃｃ（ｔ）・Ｔ（ｉ）・Ｑ・Ｒ（１）・・・（２０１）
但し、
Ｔ（ｉ）：送信機１３（ｉ）に生じる振幅・位相値
Ｑ：温度特性による振幅・位相変動成分（周波数変換器）
Ｒ（１）：受信機１４（１）に生じる振幅・位相値
Ｒｃ（ｔ）：時刻ｔにおける受信信号
Ｃｃ（ｔ）：時刻ｔにおける送信信号
【０３３０】
この場合、図２８に示すように校正信号相関器２０３は以下の式に示す信号Ｋ’（ｉ）を出力する。
Ｋ’（ｉ）＝Ｃｃ（ｔ）・Ｔ（ｉ）・Ｑ・Ｒ（１）・・・（２０２）
【０３３１】
よって、ステップＳ１５Ｄでは、基準ブランチの受信機１４（１）が受信したｉ番目の信号Ｋ’（ｉ）を校正／受信信号分離部２０１内の校正信号相関器２０３の出力信号から測定する。この信号Ｋ’（ｉ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ１５からＳ１６を通ってステップＳ１７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ１３に戻る。
【０３３２】
２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ１５からＳ１６を通ってステップＳ１８Ｄに進む。ステップＳ１８Ｄでは、次式によりｉ番目のブランチの校正値Ｈ（ｉ）を求める。
Ｈ（ｉ）＝Ｋ’（ｉ）／Ｋ’（１）  ・・・  （２０３）
Ｎ個の全てのブランチについて処理が終了していない場合には、ステップＳ１８からＳ１９を通ってステップＳ１７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ１３に戻る。
従って、図２９の校正制御手順を実行すると、２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｈ（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｈ（１）は１である。
【０３３３】
ここで、信号Ｋ’（ｉ）は（２０２）式で表されることから、（２０３）式を変形して次式が得られる。
0003547703.tif 000029
【０３３４】
つまり、図２９の校正制御手順で得られる校正値Ｈ（ｉ）は、送信機１３（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（２０４）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｈ（ｉ）には現れない。
従って、各ブランチで送信する際に、図２９の校正制御手順で得られた校正値Ｈ（ｉ）を各々の送信機１３（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、送信機１３における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
【０３３５】
次に、図３０に示す校正制御手順について説明する。なお、この例ではブランチユニット４０（１）を基準ブランチに定めてあるが、他のブランチを基準にすることもできる。
ステップＳ２０では、スイッチ２１を制御して基準ブランチのカップラ１５（１）の出力を選択する。
また、ステップＳ２１では基準ブランチの送信機１３（１）から信号を送信する。なお、送信機１３（１）が信号を送信するのは測定の間だけでよい。
ステップＳ２２では、カウンタｉの値を１に初期化する。ステップＳ２３〜Ｓ２９の処理は、カウンタｉの値に応じて繰り返し実行される。
ステップＳ２３Ｄでは、スイッチ２３を制御して、周波数変換器２２の出力をカウンタｉの値に応じたブランチの合成器２１６（ｉ）と接続する。
【０３３６】
ここで、送信機１３（１）から校正用の信号が送信された際に、受信機１４（ｉ）より出力される信号Ｓ（ｉ）は以下の式で与えられる。
Ｓ（ｉ）＝Ｒｃ（ｔ）・Ｒ（ｉ）＋Ｃｃ（ｔ）・Ｔ（１）・Ｑ・Ｒ（ｉ）・・・（２０５）
但し、
Ｔ（１）：送信機１３（１）に生じる振幅・位相値
Ｑ：温度特性による振幅・位相変動成分（周波数変換器）
Ｒ（ｉ）：受信機１４（ｉ）に生じる振幅・位相値
Ｒｃ（ｔ）：時刻ｔにおける受信信号
Ｃｃ（ｔ）：時刻ｔにおける送信信号
【０３３７】
この場合、図２８に示すように校正信号相関器２０３は以下の式に示す信号Ｓ’（ｉ）を出力する。
Ｓ’（ｉ）＝Ｃｃ（ｔ）・Ｔ（１）・Ｑ・Ｒ（ｉ）・・・（２０６）
【０３３８】
よって、ステップＳ２５Ｄでは、受信機１４（ｉ）が受信したｉ番目の信号Ｓ’（ｉ）を校正／受信信号分離部２０１内の校正信号相関器２０３の出力信号から測定する。この信号Ｓ’（ｉ）は、受信した信号の振幅及び位相の情報を含む値である。初回はカウンタｉの値が１なので、ステップＳ２５からＳ２６を通ってステップＳ２７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ２３に戻る。
【０３３９】
２回目以降は、カウンタｉの値が１以外なので、ステップＳ２５からＳ２６を通ってステップＳ２８に進む。ステップＳ２８Ｄでは、次式によりｉ番目のブランチの校正値Ｐ（ｉ）を求める。
Ｐ（ｉ）＝Ｓ’（ｉ）／Ｓ’（１）    ・・・  （２０７）
Ｎ個の全てのブランチについて処理が終了していない場合には、ステップＳ２８からＳ２９を通ってステップＳ２７に進み、カウンタｉの値をカウントアップしてステップＳ２３に戻る。
【０３４０】
従って、図３０の校正制御手順を実行すると、２番目〜Ｎ番目のそれぞれのブランチについて、校正値Ｓ’（ｉ）が個別に求められる。この例では１番目のブランチを基準にしているので、当然のことながら１番目のブランチの校正値Ｐ（１）は１である。
【０３４１】
ここで、信号Ｓ’（ｉ）は（２０６）式で表されることから、（２０７）式を変形して次式が得られる。
0003547703.tif 000030
【０３４２】
つまり、図３０の校正制御手順で得られる校正値Ｐ（ｉ）は、受信機１４（ｉ）の振幅・位相値の基準ブランチに対する相対値である。また、測定される振幅・位相値は温度特性などの時間変化の影響によって変動するが、その成分Ｑは上記第（２０８）式で相殺されているので、温度特性の影響は校正値Ｐ（ｉ）には現れない。
【０３４３】
従って、各ブランチで受信する際に、図３０の校正制御手順で得られた校正値Ｐ（ｉ）を各々の受信機１４（ｉ）の振幅・位相値に乗算することにより、受信機１４における振幅・位相値のブランチ間の誤差を補正することができる。
（２０２）式及び（２０６）式における温度特性による振幅・位相値の変動成分Ｑは、実際には各ブランチの送信機１３における変動成分と、受信機１４における変動成分と、校正に用いる周波数変換器２２における変動成分とを含んでいる。したがって、時間の経過に伴う温度変化に対して周波数変換器２２の特性が変化するが、周波数変換器２２については校正処理でいずれのブランチの振幅・位相値を測定する際にも共通に利用しているので、単一の周波数変換器２２の振幅・位相値の変動成分Ｑは求める校正値に影響を及ぼさない。
【０３４４】
なお、本実施の形態に示すような受信時に校正を行えるようにするための変更は、第２〜第９においても適用可能である。以下に適用のための構成における変更点を簡単に示す。
すなわち、第２の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも校正を行うことが可能となる。
・各部ランチユニット３０に、アンテナ素子１１からの受信信号とスイッチ３８からの信号、あるいは、アンテナ素子１１からの受信信号と周波数変換器２２からの信号とを合成し、合成した信号を受信機１４に出力する合成器を、スイッチ１６のかわりにそれぞれ設ける。
・受信機１４の出力信号に対し、送信機３５の校正の際にアンテナ素子１１からの受信信号とスイッチ３８からの信号とを分離／出力し、受信機１４の校正の際にアンテナ素子１１からの受信信号と周波数変換器２２からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離部をさらに設ける。
・送信機３５の校正の際、校正演算部２５Ｂは、スイッチ３８の接続状態を制御して、校正／受信信号分離部で分離されたスイッチ３８からの信号を入力し、各送信機３５の校正値を求める。また、受信機１４の校正の際、校正演算部２５Ｂは、スイッチ２１の接続状態を制御して、校正／受信信号分離部で分離された周波数変換器２２からの信号を入力し、各受信機１４の校正値を求める。
【０３４５】
第３の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも校正を行うことが可能となる。
・各ブランチユニット４０に、アンテナ素子１１からの受信信号とそのブランチに属するスイッチ４２からの信号、あるいは、アンテナ素子１１からの受信信号と隣接するブランチに属するスイッチ４２からの信号とを合成し、合成した信号を受信機１４に出力する合成器を、スイッチ１６のかわりにそれぞれ設ける。
・受信機１４の出力信号に対し、アンテナ素子１１からの受信信号と当該ブランチに属するスイッチ４２からの信号とを分離／出力する、あるいは、アンテナ素子１１からの受信信号と隣接するブランチに属するスイッチ４２からの信号を分離／出力する校正／受信信号分離回路をさらに設ける。
・校正演算部２５Ｃは、スイッチ４１，４２の接続状態を制御して、校正／受信信号分離部で分離された当該ブランチに属するスイッチ４２からの信号、および、校正／受信信号分離部で分離された隣接するブランチに属するスイッチ４２からの信号入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【０３４６】
第４の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも校正を行うことが可能となる。
・各ブランチユニット１１０に、サーキュレータ１１３から受信信号と、周波数変換器１１６が出力する受信信号とを合成し、合成した信号を受信機１１８に出力する合成器をスイッチ１１７のかわりにそれぞれ設ける。
・受信機１１８の出力に対し、サーキュレータ１１３からの受信信号と周波数変換器１１７が出力する受信信号とを分離／出力する校正／受信信号分離部をさらに設ける。
・校正演算部１２４は、スイッチ１１３の接続状態を制御して、校正／受信信号分離部で分離された周波数変換器１１６が出力する受信信号を入力し、前記アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【０３４７】
第５の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも校正を行うことが可能となる。
・各ブランチユニット１１０に、サーキュレータ１１３からの受信信号と周波数変換器１１６が出力する信号とを合成、あるいは、サーキュレータ１１３からの受信信号とスイッチ１３４が出力する送信機からの信号とを合成し、合成した信号を受信機１１８に出力する合成器を、スイッチ１１８のかわりにそれぞれ設ける。
・受信機１１８の出力に対し、サーキュレータ１１３からの受信信号と周波数変換器１１６が出力する信号とを分離／出力する、あるいは、サーキュレータ１１３からの受信信号とスイッチ１３４が出力する送信機からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離部をさらに設ける。
・校正制演算部１２４は、スイッチ１１２，１３３，１３４を制御するとともに、校正／受信信号分離部で分離された周波数変換器１６が出力する信号、あるいは、校正／受信信号分離部で分離されたスイッチ３４が出力する送信機からの信号を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【０３４８】
第６および第８の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも送信部１５の校正を行うことが可能となる。
・ブランチユニット１１０（１）において、サーキュレータ１１３からの信号と周波数変換器１４２からの信号とを合成し、合成した信号を受信機１１８（１）に出力する合成器を、スイッチ１１７（１）のかわりに設ける。
・受信機１１８（１）出力に対し、サーキュレータ１１１３からの信号と周波数変換器１４２からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離部をさらに設ける。
・校正演算部１２４は、校正／受信信号分離部で分離された周波数変換器１４２からの信号を入力し、各ブランチの送信部１１５の校正値を求める。
【０３４９】
第７および第９の実施の形態に示す適応アレーアンテナ送受信装置においては、以下の変更により受信時にも校正を行うことが可能となる。
・各ブランチユニット１１０に、サーキュレータ１１３からの信号とスイッチ１５１からの信号とを合成し、合成した信号を受信機１１８に出力する合成器を、スイッチ１１７のかわりにそれぞれ設ける。
・受信機１１８の出力に対し、サーキュレータ１３１からの信号とスイッチ１５１からの信号とを分離／出力する校正／受信信号分離部をさらに設ける。
・校正演算部１２４は、スイッチ１５１〜１５３を制御するとともに、校正／受信信号分離部で分離されたスイッチ１５１からの信号を入力し、アレーアンテナの各ブランチの校正値を求める。
【０３５０】
【発明の効果】
以上第１〜第１０の実施の形態で述べたように、本発明を用いると、ＦＤＤのように送信と受信の周波数が異なったシステムにおいても各ブランチ間の送信機／受信機の振幅・位相値を個別に校正することが可能となり、基地局の設置場所の違いによる環境変動や通信中の温度特性の変化により生じる各ブランチ間の振幅・位相誤差を補償することが可能となる。
また、図７に示すように構成する場合には、端子数の多いスイッチ（２１，２３）を設ける必要がないので、特にアレーアンテナの素子数（Ｎ）が大きい場合には製造が容易になる。
【０３５１】
また、付加アンテナを用いることにより、ＦＤＤのように送信と受信の周波数が異なるシステムにおいても、各ブランチ間の送信部／受信部の振幅・位相値の校正を、アンテナまで含めて個別に行うことが可能になる。これにより、例えば基地局の設置場所の違いによる環境変動や通信中の温度特性の変化により生じる各ブランチ間の振幅・位相誤差を補償することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図７】第３の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図１０】周波数（ｆ１−ｆ２）の生成回路例（１）を示すブロック図である。
【図１１】周波数（ｆ１−ｆ２）の生成回路例（２）を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第４の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】第４の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図１５】アンテナ素子及び付加アンテナの配置例（１）を示す平面図である。
【図１６】アンテナ素子及び付加アンテナの配置例（２）を示す平面図である。
【図１７】第５の実施の形態の適応アレー−アンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】ｉ番目のブランチの各部の振幅・位相値を示すブロック図である。
【図１９】第６の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】第６の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図２１】第６の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図２２】第７の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】第７の実施の形態の送信機め校正制御手順を示すフローチャートである。
【図２４】第７の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図２５】第８の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】第９の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】第１０の実施の形態の適応アレーアンテナ送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】校正／受信信号分離部の構成を示すブロック図である。
【図２９】第１０の実施の形態の送信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図３０】第１０の実施の形態の受信機の校正制御手順を示すフローチャートである。
【図３１】アレーアンテナの構成及び指向パターンを示すグラフである。
【図３２】振幅及び位相誤差とヌル深度の関係を示すグラフである。
【図３３】従来例の校正回路（１）を示すブロック図である。
【図３４】従来例のアダプティブアレーアンテナとＦＤＤシステムとの組み合わせを示すブロック図である。
【図３５】従来例の校正回路（２）を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，３０，４０  ブランチユニット
１１  アンテナ素子
１２  サーキュレータ
１３  送信機
１４  受信機
１５  カップラ
１６  スイッチ
２１  スイッチ
２２  周波数変換器
２３  スイッチ
２４  信号発生部
２５，２５Ｂ，２５Ｃ  校正演算部
２６  指向性制御演算部
３１  送信部
３２  カップラ
３３  周波数変換器
３５  送信機
３８  スイッチ
３９  分配器
４１，４２  スイッチ
４３  周波数変換器
６０  送信部
６１，６５  発振器
６２，６６  分配器
６３，６８  アップコンバータ
６７  中間周波処理部
７０  受信部
７１，７５  発振器
７２，７６  分配器
７３，７８  ダウンコンバータ
７７  中間周波処理部
８０  周波数変換器
１１０  ブランチユニット
１１１  アンテナ素子
１１２  スイッチ
１１３，１１４  サーキュレータ
１１５  送信部
１１６  周波数変換器
１１７  スイッチし
１１８  受信機
１２１  送信機
１２２  カップラ
１２３  周波数変換器
１２４  校正演算部
１２５  指向性制御演算部
１２６  信号発生部
１２７  分配器
１２８  付加アンテナ
１２９  スイッチ
１３１  カップラ
１３２，１３３，１３４  スイッチ、
１４１，１４２  周波数変換器
１４３  サーキュレータ
１４５，１４６，１５１，１５２，１５３，１５４  スイッチ
２０１  校正／受信号分離部
２０２  分配器
２０３  校正信号相関器
２０４  受信信号相関器
２１６  合成器
【図１】
0003547703.tif 000031
【図２】
0003547703.tif 000032
【図３】
0003547703.tif 000033
【図４】
0003547703.tif 000034
【図５】
0003547703.tif 000035
【図６】
0003547703.tif 000036
【図７】
0003547703.tif 000037
【図８】
0003547703.tif 000038
【図９】
0003547703.tif 000039
【図１０】
0003547703.tif 000040
【図１１】
0003547703.tif 000041
【図１２】
0003547703.tif 000042
【図１３】
0003547703.tif 000043
【図１４】
0003547703.tif 000044
【図１５】
0003547703.tif 000045
【図１６】
0003547703.tif 000046
【図１７】
0003547703.tif 000047
【図１８】
0003547703.tif 000048
【図１９】
0003547703.tif 000049
【図２０】
0003547703.tif 000050
【図２１】
0003547703.tif 000051
【図２２】
0003547703.tif 000052
【図２３】
0003547703.tif 000053
【図２４】
0003547703.tif 000054
【図２５】
0003547703.tif 000055
【図２６】
0003547703.tif 000056
【図２７】
0003547703.tif 000057
【図２８】
0003547703.tif 000058
【図２９】
0003547703.tif 000059
【図３０】
0003547703.tif 000060
【図３１】
0003547703.tif 000061
【図３２】
0003547703.tif 000062
【図３３】
0003547703.tif 000063
【図３４】
0003547703.tif 000064
【図３５】
0003547703.tif 000065