(57)【要約】  １つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部（１８）により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、回転装置（１４−１）〜（１４−Ｎ）を優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部（１９）と、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部（２０）とを備え、分類部（１９）が、回転装置（１４−１）〜（１４−Ｎ）の中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類するように、アレーアンテナ装置（１）を構成した。
2020012584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素子アンテナを備えるアレーアンテナと、
前記複数の素子アンテナのそれぞれを回転させる複数の回転装置と、
装置全体の許容消費電流と前記複数の回転装置におけるそれぞれの消費電流とから、同時に駆動が可能な回転装置の台数を算出する駆動数算出部と、
１つのグループに含まれる回転装置の台数が前記駆動数算出部により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、前記複数の回転装置を優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部と、
前記複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部とを備え、
前記分類部は、前記複数の回転装置の中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類することを特徴とするアレーアンテナ装置。
【請求項２】
前記分類部は、前記複数の素子アンテナにおけるそれぞれの回転量から、前記複数の素子アンテナにおけるそれぞれの重要度を決定することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項３】
前記分類部は、前記複数の素子アンテナの中で、回転量が大きい素子アンテナの重要度ほど、高い値に決定することを特徴とする請求項２記載のアレーアンテナ装置。
【請求項４】
前記分類部は、前記複数の素子アンテナの中心位置と、前記複数の素子アンテナにおけるそれぞれの位置との間の距離から、前記複数の素子アンテナにおけるそれぞれの重要度を決定することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項５】
前記分類部は、前記複数の素子アンテナの中で、前記距離が短い素子アンテナの重要度ほど、高い値に決定することを特徴とする請求項４記載のアレーアンテナ装置。
【請求項６】
前記分類部は、
前記複数のグループのうち、優先順位が奇数番目のグループに含まれている複数の回転装置についての割り振り番号として、前記奇数番目のグループに含まれている複数の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の昇順に対応する割り振り番号を与え、
前記複数のグループのうち、優先順位が偶数番目のグループに含まれている複数の回転装置についての割り振り番号として、前記偶数番目のグループに含まれている複数の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の降順に対応する割り振り番号を与え、
前記回転指示部は、前記選択したグループに含まれているいずれかの回転装置における素子アンテナの回転が完了すると、前記選択したグループよりも優先順位が１つ低いグループに含まれている複数の回転装置のうち、前記素子アンテナの回転が完了した回転装置と同じ割り振り番号の回転装置を駆動させることを特徴とする請求項２記載のアレーアンテナ装置。
【請求項７】
前記回転指示部は、前記複数の回転装置の中で、重要度が重要度閾値よりも高い素子アンテナを回転させる回転装置を駆動させて、重要度が前記重要度閾値以下の素子アンテナを回転させる回転装置を駆動させないことを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項８】
前記回転指示部は、前記複数のグループの中から、優先順位が優先順位閾値よりも高いグループを選択し、優先順位が前記優先順位閾値以下のグループを選択しないことを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナ装置。
【請求項９】
アレーアンテナ装置を用いて、無線通信を実施する通信装置であり、
前記アレーアンテナ装置は、
複数の素子アンテナを備えるアレーアンテナと、
前記複数の素子アンテナのそれぞれを回転させる複数の回転装置と、
装置全体の許容消費電流と前記複数の回転装置におけるそれぞれの消費電流とから、同時に駆動が可能な回転装置の台数を算出する駆動数算出部と、
１つのグループに含まれる回転装置の台数が前記駆動数算出部により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、前記複数の回転装置を優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部と、
前記複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部とを備え、
前記分類部は、前記複数の回転装置の中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アレーアンテナを備えるアレーアンテナ装置と、アレーアンテナ装置を備える通信装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、複数の円偏波アンテナを一斉に回転させる電動機を備えるアンテナ装置が開示されている。
以下の特許文献１に開示されているアンテナ装置では、１つの電動機が、複数の円偏波アンテナにおけるそれぞれの回転軸と結合されている複数の歯車を一斉に回転させることで、複数の円偏波アンテナを一斉に回転させている。
１つの電動機が、複数の円偏波アンテナを一斉に回転させることで、複数の円偏波アンテナの出力の位相を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１７６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているアンテナ装置は、１つの電動機が、複数の円偏波アンテナを一斉に回転させることができる。
しかし、電動機は、円偏波アンテナのそれぞれを個別に回転させることができないため、それぞれの円偏波アンテナの出力の位相を個別に調整することができない。円偏波アンテナのそれぞれを個別に回転させることができるようにするには、アンテナ装置が、複数の円偏波アンテナの回転軸のそれぞれを回転させる複数の電動機を実装している必要がある。
アンテナ装置は、複数の電動機を実装する場合、１つの電動機を実装する場合よりも消費電流が増加し、消費電流が装置全体の許容消費電流を上回ってしまうことがある。アンテナ装置は、消費電流が装置全体の許容消費電流を上回ってしまう場合、同時に駆動させる電動機の台数を制限する必要があり、台数を制限した分だけ、メインビームが形成され始まるまでに要する時間が長くなってしまうという課題があった。【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、メインビームが形成され始まるまでに要する時間が長くなるのを抑えることができるアレーアンテナ装置及び通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るアレーアンテナ装置は、複数の素子アンテナを備えるアレーアンテナと、複数の素子アンテナのそれぞれを回転させる複数の回転装置と、装置全体の許容消費電流と複数の回転装置におけるそれぞれの消費電流とから、同時に駆動が可能な回転装置の台数を算出する駆動数算出部と、１つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、複数の回転装置を優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部と、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部とを備え、分類部が、複数の回転装置の中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、１つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、複数の回転装置を優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部と、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部とを備え、分類部が、複数の回転装置の中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類するように、アレーアンテナ装置を構成した。したがって、この発明に係るアレーアンテナ装置は、メインビームが形成され始まるまでに要する時間が長くなるのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１によるアレーアンテナ装置を備える通信装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【図３】図１に示すアレーアンテナ装置１の動作を示すフローチャートである。
【図４】分類部１９による回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類例を示す説明図である。
【図５】アンテナ番号ｎが小さい素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎから順番に、優先順位が高いグループに分類する例を示す説明図である。
【図６】分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合において、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図７】分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合において、グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図８】分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合において、グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図９】分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合において、グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１０】分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合において、グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１１】アンテナ番号が小さい素子アンテナを回転させる回転装置から順番に分類された場合において、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１２】アンテナ番号が小さい素子アンテナを回転させる回転装置から順番に分類された場合において、グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１３】アンテナ番号が小さい素子アンテナを回転させる回転装置から順番に分類された場合において、グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１４】アンテナ番号が小さい素子アンテナを回転させる回転装置から順番に分類された場合において、グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１５】アンテナ番号が小さい素子アンテナを回転させる回転装置から順番に分類された場合において、グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
【図１６】実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【図１７】素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの配置例を示す説明図である。
【図１８】実施の形態３によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【図１９】実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【図２０】実施の形態５によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるアレーアンテナ装置を備える通信装置を示す構成図である。
図２は、実施の形態１によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
図１及び図２において、アレーアンテナ装置１は、Ｎ（Ｎは、２以上の整数）個の素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎを備えるアレーアンテナ１０を有している。
アレーアンテナ装置１は、通信機２から送信信号から出力されると、アレーアンテナ１０から送信信号を電磁波として空間に放射し、アレーアンテナ１０が電磁波を受信すると、アレーアンテナ１０の受信信号を通信機２に出力する。
通信機２は、アレーアンテナ装置１の給電部１２と接続されている。
通信機２は、送信信号を給電部１２に出力し、給電部１２から受信信号を取得することで、無線通信を実施する。
【００１１】
アレーアンテナ１０は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎを備えている。
素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎは、一次元又は二次元に配置されている。
給電部１２は、回転軸１３−１〜１３−Ｎを貫通させる穴がそれぞれ施されている導波管であり、通信機２と接続されている。
給電部１２は、通信機２から出力された送信信号を素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎに給電し、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの受信信号を通信機２に出力する。
【００１２】
回転軸１３−１〜１３−Ｎは、給電部１２を貫通している。
回転軸１３−１〜１３−Ｎは、それぞれの一端が素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのそれぞれと接続され、それぞれの他端が回転装置１４−１〜１４−Ｎのそれぞれと接続されている。
回転装置１４−１〜１４−Ｎは、回転軸１３−１〜１３−Ｎのそれぞれを介して、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのそれぞれを回転させる装置である。
回転装置１４−１〜１４−Ｎとしては、ステッピングモータ、直流モータ又は交流モータなどの電動機が該当する。
回転駆動部１５−１〜１５−Ｎは、回転指示部２０から出力された制御信号に従って回転装置１４−１〜１４−Ｎにおけるそれぞれの回転量などを制御するモータドライバである。
【００１３】
回転制御部１６は、ハードディスクなどの記憶装置及びＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路などによって実現される。
回転制御部１６は、回転量算出部１７、駆動数算出部１８、分類部１９及び回転指示部２０を備えている。
回転量算出部１７は、アレーアンテナ１０により送受信される電磁波のビーム方向を変更する際、現在のビーム方向と、新たなビーム方向とから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮを算出する。
回転量算出部１７は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮを分類部１９に出力する。
【００１４】
駆動数算出部１８は、アレーアンテナ装置１の全体の許容消費電流Ｉｍａｘと回転装置１４−１〜１４−Ｎにおけるそれぞれの消費電流Ｉｃとから、同時に駆動が可能な回転装置の台数Ｍを算出する。
駆動数算出部１８は、台数Ｍを分類部１９に出力する。
図２に示すアレーアンテナ装置１では、回転装置１４−１〜１４−Ｎにおけるそれぞれの消費電流が、同じＩｃであるものとする。
【００１５】
分類部１９は、１つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部１８により算出された台数Ｍと同数又は同数以下となる条件の下で、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する。
分類部１９は、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する際、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類する。
分類部１９は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果を回転指示部２０に出力する。
【００１６】
回転指示部２０は、分類部１９から出力された分類結果を参照して、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択する。
回転指示部２０は、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を一斉に駆動させる制御信号を生成する。
回転指示部２０は、回転駆動部１５−１〜１５−Ｎのうち、選択したグループに含まれている全ての回転装置と接続されている回転駆動部に対して、生成した制御信号を出力する。
【００１７】
次に、図１に示すアレーアンテナ装置１の動作について説明する。
図３は、図１に示すアレーアンテナ装置１の動作を示すフローチャートである。
回転量算出部１７は、アレーアンテナ１０により送受信される電磁波のビーム方向を変更する際、通信機２又は図示せぬ外部の装置から、現在のビーム方向と、新たなビーム方向とを取得する。
回転量算出部１７は、現在のビーム方向と、新たなビーム方向との差分を算出し、差分から、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮを算出する（図３のステップＳＴ１）。
【００１８】
素子アンテナ１１−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の回転方向が１方向のみである場合、回転量θｎは、０°≦θｎ＜３６０°の範囲の値である。回転方向が１方向としては、時計回りの方向又は反時計回りの方向である。
素子アンテナ１１−ｎの回転方向が２方向である場合、回転量θｎは、−１８０°≦θｎ＜１８０°の範囲の値である。
現在のビーム方向と、新たなビーム方向との差分から、回転量θｎを算出する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
回転量算出部１７は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮを分類部１９に出力する。
ここでは、ビーム方向が変わる毎に、回転量算出部１７が、回転量θｎを算出することを想定している。しかし、これに限るものではなく、回転量算出部１７が、ビーム方向の差分と回転量θｎの対応関係を示すテーブルを記憶しており、テーブルから、ビーム方向の差分に対応する回転量θｎを読み出すようにしてもよい。
【００１９】
駆動数算出部１８は、アレーアンテナ装置１の全体の許容消費電流Ｉｍａｘと、回転装置１４−１〜１４−Ｎにおけるそれぞれの消費電流Ｉｃとを取得する。
許容消費電流Ｉｍａｘ及び消費電流Ｉｃは、駆動数算出部１８の内部メモリに格納されているものであってもよいし、外部から与えられるものであってもよい。
アレーアンテナ装置１においては、回転装置１４−１〜１４−Ｎ以外の構成要素でも電流が消費される。回転装置１４−１〜１４−Ｎ以外の構成要素の消費電流は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの消費電流と比べて極めて小さいため、許容消費電流Ｉｍａｘは、回転装置１４−１〜１４−Ｎ以外の構成要素の消費電流を無視している。
駆動数算出部１８は、許容消費電流Ｉｍａｘ及び消費電流Ｉｃから、同時に駆動が可能な回転装置の台数Ｍを算出する（図３のステップＳＴ２）。
即ち、駆動数算出部１８は、許容消費電流Ｉｍａｘ及び消費電流Ｉｃから、以下の式（１）を満足する台数Ｍを算出する。Ｍは、１以上の整数である。
2020012584.tif 000003
駆動数算出部１８は、台数Ｍを分類部１９に出力する。
【００２０】
分類部１９は、駆動数算出部１８から台数Ｍを受けると、１つのグループに含まれる回転装置の台数をＭに決定する。
分類部１９は、台数Ｍを決定すると、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なるＧ個のグループに分類する。
2020012584.tif 000004
式（２）において、ＲＯＵＮＤＵＰ（・）は、小数点を切り上げる関数である。
ここでは、分類部１９が、１つのグループに含まれる回転装置の台数をＭに決定している。しかし、これは一例に過ぎず、分類部１９が、１つのグループに含まれる回転装置の台数をＭよりも少ない台数に決定してもよい。
分類部１９が、Ｍよりも少ない台数に決定する場合、Ｍに決定する場合よりも、装置全体の消費電流を下げることができるが、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの回転が完了するまでに要する時間は長くなる。
【００２１】
回転装置１４−１〜１４−Ｎの台数Ｎが、Ｍで割り切れる数であれば、Ｇ個のグループに含まれる回転装置の台数は、全て同じである。
例えば、Ｎ＝５０、Ｍ＝１０であれば、５個のグループに含まれる回転装置の台数は、全て同じ１０台である。
回転装置１４−１〜１４−Ｎの台数Ｎが、Ｍで割り切れる数でなければ、優先順位が最も低いグループに含まれる回転装置の台数のみが、Ｍよりも少ない台数である。
例えば、Ｎ＝５８、Ｍ＝１０であれば、６個のグループのうち、優先順位が最も低いグループに含まれる回転装置の台数のみが８台であり、他のグループに含まれる回転装置の台数は、同じ１０台である。
【００２２】
分類部１９は、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する際、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定する（図３のステップＳＴ３）。
即ち、分類部１９は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、回転量θ１〜θＮが大きい素子アンテナの重要度ほど、高い値に決定するため、回転量θｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を以下の式（３）に示す関数Ｘに代入することで、重要度Ｉｎを決定する。
2020012584.tif 000005
式（３）において、関数Ｘは、回転量θｎの絶対値｜θｎ｜と正比例する重要度Ｉｎを返す関数である。
【００２３】
分類部１９は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度Ｉｎが高い素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎほど、優先順位が高いグループに分類する（図３のステップＳＴ４）。
分類部１９が、回転装置１４−１〜１４−Ｎを、例えば、グループＧ１、グループＧ２及びグループＧ３に分類する場合、優先順位が最も高いグループＧ１には、重要度Ｉｎが高い上位Ｍ台の回転装置が含められる。
優先順位が２番目に高いグループＧ２には、重要度Ｉｎが（Ｍ＋１）〜（２・Ｍ）番目に高いＭ台の回転装置が含められ、優先順位が最も低いグループＧ３には、重要度Ｉｎが低い残りの回転装置が含められる。
分類部１９は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果を回転指示部２０に出力する。
回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果は、回転装置１４−１〜１４−Ｎが含められているグループを示す情報と、それぞれのグループの優先順位を示す情報と、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮとを含んでいる。
【００２４】
回転指示部２０は、分類部１９から分類結果を受けると、優先順位が異なる複数のグループの中で、未選択のグループが残っているか否かを確認する（図３のステップＳＴ５）。
回転指示部２０は、未選択のグループが残っていれば（図３のステップＳＴ５：ＹＥＳの場合）、分類部１９から出力された分類結果を参照して、未選択のグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択する（図３のステップＳＴ６）。
【００２５】
回転指示部２０は、１つのグループを選択すると、分類結果を参照して、選択したグループに含まれている全ての回転装置を確認する。
ここでは、説明の便宜上、回転指示部２０により選択されたグループをＧｓｅｌ、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置をｓｅｌ１〜ｓｅｌＭのように表記する。
回転指示部２０は、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭを一斉に駆動させる制御信号Ｃ１〜ＣＭを生成する。制御信号Ｃｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、回転装置ｓｅｌｍをθｍだけ回転させるための制御信号である。
回転指示部２０は、回転駆動部１５−１〜１５−Ｎのうち、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭのそれぞれと接続されている回転駆動部に対して制御信号Ｃ１〜ＣＭを出力する（図３のステップＳＴ７）。
【００２６】
グループＧｓｅｌに含まれている回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭと接続されている複数の回転駆動部は、回転指示部２０から制御信号Ｃ１〜ＣＭを受けると、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭを一斉に駆動する。
また、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭと接続されている複数の回転駆動部は、制御信号Ｃ１〜ＣＭに従って、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭにおけるそれぞれの回転量を制御する（図３のステップＳＴ８）。
Ｎ個の素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのうち、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭと接続されているそれぞれの素子アンテナは、回転装置ｓｅｌｍによって回転量θｍだけ回転される。
【００２７】
回転指示部２０及び回転駆動部１５−１〜１５−Ｎは、未選択のグループが残っていれば（図３のステップＳＴ５：ＹＥＳの場合）、ステップＳＴ６〜ＳＴ８の処理を繰り返し実施する。
アレーアンテナ装置１は、未選択のグループが残っていなければ（図３のステップＳＴ５：ＮＯの場合）、一連の処理を終了する。
【００２８】
ここで、図４は、分類部１９による回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類例を示す説明図である。
図４において、横軸は、回転装置１４−１〜１４−Ｎのそれぞれに回転される素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのアンテナ番号ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）である。
縦軸は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの回転量θｎ（−１８０°≦θｎ＜＋１８０°）である。
図４では、分類部１９によって、回転装置１４−１〜１４−Ｎが、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３、グループＧ４、グループＧ５又はグループＧ６に分類されている。
グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３、グループＧ４、グループＧ５及びグループＧ６の優先順位は、以下に示すように、グループＧ１が最も高く、２番目にグループＧ２が高く、グループＧ６が最も低い。
グループＧ１＞グループＧ２＞グループＧ３＞グループＧ４＞グループＧ５＞グループＧ６
【００２９】
図４の例では、分類部１９が、回転装置１４−１〜１４−Ｎを以下のように分類している。
分類部１９は、回転量θｎが＋１５０°≦θｎ＜＋１８０°、又は、−１８０°≦θｎ＜−１５０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ１に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが＋１５０°≦θｎ＜＋１８０°、又は、−１８０°≦θｎ＜−１５０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
分類部１９は、回転量θｎが＋１２０°≦θｎ＜＋１５０°、又は、−１５０°≦θｎ＜−１２０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ２に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが＋１２０°≦θｎ＜＋１５０°、又は、−１５０°≦θｎ＜−１２０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
また、分類部１９は、回転量θｎが＋９０°≦θｎ＜＋１２０°、又は、−１２０°≦θｎ＜−９０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ３に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが＋９０°≦θｎ＜＋１２０°、又は、−１２０°≦θｎ＜−９０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
分類部１９は、回転量θｎが＋６０°≦θｎ＜＋９０°、又は、−９０°≦θｎ＜−６０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ４に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが＋６０°≦θｎ＜＋９０°、又は、−９０°≦θｎ＜−６０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
また、分類部１９は、回転量θｎが＋３０°≦θｎ＜＋６０°、又は、−６０°≦θｎ＜−３０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ５に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが＋３０°≦θｎ＜＋６０°、又は、−６０°≦θｎ＜−３０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
さらに、分類部１９は、回転量θｎが−３０°≦θｎ＜＋３０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎをグループＧ６に分類している。図４の例では、説明の便宜上、回転量θｎが−３０°≦θｎ＜＋３０°である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎの台数が、Ｍ台であるとしている。
【００３０】
回転装置１４−１〜１４−Ｎの台数Ｎが、例えば、１６８台であれば、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３、グループＧ４及びグループＧ５のそれぞれには、３０台の回転装置１４−ｎが分類され、グループＧ６には、残りの１８台の回転装置１４−ｎが分類される。
図４は、分類部１９による回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類の概要を示すものであり、回転装置１４−１〜１４−Ｎの台数Ｎが１６８台である例を示している訳ではない。
【００３１】
図５は、分類部１９による回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類との比較のために、アンテナ番号ｎが小さい素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎから順番に、優先順位が高いグループに分類する例を示す説明図である。
図５において、横軸は、回転装置１４−１〜１４−Ｎのそれぞれに回転される素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのアンテナ番号ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）である。
縦軸は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの回転量θｎ（−１８０°≦θｎ＜＋１８０°）である。
【００３２】
図５の例では、回転装置１４−１〜１４−Ｎが以下のように分類されている。
アンテナ番号ｎが１≦ｎ≦３０である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ１に分類されている。
アンテナ番号ｎが３１≦ｎ≦６０である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ２に分類されている。
アンテナ番号ｎが６１≦ｎ≦９０である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ３に分類されている。
アンテナ番号ｎが９１≦ｎ≦１２０である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ４に分類されている。
アンテナ番号ｎが１２１≦ｎ≦１５０である素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ５に分類されている。
アンテナ番号ｎが１５１≦ｎである素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎは、グループＧ６に分類されている。
図５においても、回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類の概要を示すものであり、回転装置１４−１〜１４−Ｎの台数Ｎが１６８台である例を示している訳ではない。
【００３３】
分類部１９によって、回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合のビームパターンの形成について説明する。
図６から図１０は、分類部１９によって、回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合に、ビーム方向が２０度変更される際のビームパターンの変化を示している。
図６は、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
図７は、グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図８は、グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図９は、グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図１０は、グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
【００３４】
図６から図１０において、横軸は、ビーム方向、縦軸は、ビームパターンの利得である。
一点鎖線は、回転装置１４−１〜１４−Ｎが回転される前の状態でのビームパターンである。
実線は、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３、グループＧ４又はグループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンである。
破線は、回転装置１４−１〜１４−Ｎによって素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの全てが回転された状態でのビームパターンである。
【００３５】
図１１から図１５は、アンテナ番号ｎが小さい素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎから順番に、優先順位が高いグループに分類された場合に、ビーム方向が２０度変更される際のビームパターンの変化を示している。
図１１は、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。
図１２は、グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図１３は、グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ３に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図１４は、グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
図１５は、グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンを示す説明図である。グループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態では、グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に含まれている回転装置１４−ｎによる素子アンテナ１１−ｎの回転は、既に完了している。
【００３６】
図１１から図１５において、横軸は、ビーム方向、縦軸は、ビームパターンの利得である。
一点鎖線は、回転装置１４−１〜１４−Ｎが回転される前の状態でのビームパターンである。
実線は、グループＧ１、グループＧ２、グループＧ３、グループＧ４又はグループＧ５に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態でのビームパターンである。
破線は、回転装置１４−１〜１４−Ｎによって素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの全てが回転された状態でのビームパターンである。
【００３７】
図６から図１０と、図１１から図１５とを比較すると、分類部１９によって回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合、アンテナ番号ｎに基づいて回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合よりも、早い段階で２０°方向にメインビームが形成され始めていることが分かる。
分類部１９によって、回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合、図７に示すように、概ね、グループＧ２に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態で、２０°方向にメインビームが形成され始めている。
アンテナ番号ｎに基づいて回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合、図１４に示すように、概ね、グループＧ４に含まれている回転装置１４−ｎによって素子アンテナ１１−ｎが回転された状態で、２０°方向にメインビームが形成され始めている。
２０°方向にメインビームが形成され始めれば、２０°方向への電磁波の送受信が可能になる。
なお、回転装置１４−１〜１４−Ｎによって素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの全てが回転された状態でのビームパターンは、どちらの場合も同じである。
【００３８】
次に、回転装置１４−１〜１４−Ｎによって素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの全ての回転が完了するまでに要する時間について説明する。
例えば、１８０台の回転装置１４−１〜１４−Ｎが６つのグループに分類された場合、６つのグループには、それぞれの３０台の回転装置が含まれる。
１８０台の回転装置１４−１〜１４−Ｎが、アンテナ番号ｎが小さい素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎから順番に分類された場合、６つのグループのそれぞれに、回転量θｎが最大の回転装置が含まれることがある。素子アンテナ１１−ｎの回転方向が１方向のみである場合、最大の回転量θｎは、３５９°である。素子アンテナ１１−ｎの回転方向が２方向である場合、最大の回転量θｎは、−１８０°である。
６つのグループのそれぞれに、回転量θｎが最大の回転装置が含まれている場合、回転量θｎが最大の回転量よりも小さい回転装置の回転が終了しても、回転量θｎが最大の回転装置の回転が終了するまで待機する必要がある。
即ち、回転量θｎが最大の回転装置の回転に要する時間は、回転量θｎが最大の回転量よりも小さい回転装置の回転に要する時間よりも長いため、回転量θｎが最大の回転量よりも小さい回転装置の回転が終了しても、回転量θｎが最大の回転装置の回転が終了するまでは、回転量θｎが最大の回転装置を含むグループの処理は完了しない。したがって、回転量θｎが最大の回転量よりも小さい回転装置の回転が終了しても、回転量θｎが最大の回転装置の回転が終了するまでは、待機する必要がある。
よって、６つのグループにおけるそれぞれの処理に要する時間が、回転量θｎが最大の回転装置の回転に要する時間となることがある。
【００３９】
分類部１９によって、１８０台の回転装置１４−１〜１４−Ｎが分類された場合、６つのグループのうち、最も優先順位が高いグループには、回転量θｎが最大の回転装置が含まれることがある。
しかし、残りの５つグループには、回転量θｎが最大の回転装置が含まれる可能性は低い。
したがって、残りの５つグループの処理は、回転量θｎが最大の回転量よりも小さい回転装置の回転が終了した段階で完了することがある。
或るグループの処理が完了すれば、或るグループよりも優先順位が１つ低いグループの処理を開始することができるため、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの全ての回転が完了するまでに要する時間が短縮される。
【００４０】
以上の実施の形態１は、１つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部１８により算出された台数と同数又は同数以下となる条件の下で、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する分類部１９と、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択し、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる回転指示部２０とを備え、分類部１９が、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類するように、アレーアンテナ装置１を構成した。したがって、アレーアンテナ装置１は、メインビームが形成され始まるまでに要する時間が長くなるのを抑えることができる。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態１のアレーアンテナ装置１では、分類部１９が、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定している。
実施の形態２では、分類部３０が、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置Ｐｃと、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの位置Ｐ１〜ＰＮとの間の距離Ｌ１〜ＰＮを算出する。そして、分類部３０が、距離Ｌ１〜ＬＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定するアレーアンテナ装置１について説明する。
【００４２】
図１６は、実施の形態２によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
図１６において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
回転制御部１６は、回転量算出部１７、駆動数算出部１８、分類部３０及び回転指示部２０を備えている。
分類部３０は、図２に示す分類部１９と同様に、１つのグループに含まれる回転装置の台数が駆動数算出部１８により算出された台数Ｍと同数又は同数以下となる条件の下で、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する。
分類部３０は、図２に示す分類部１９と同様に、回転装置１４−１〜１４−Ｎを優先順位が異なる複数のグループに分類する際、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度が高い素子アンテナを回転させる回転装置ほど、優先順位が高いグループに分類する。
分類部３０は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果を回転指示部２０に出力する。
ただし、分類部３０は、図２に示す分類部１９と異なり、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置Ｐｃと、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの位置Ｐ１〜ＰＮとの間の距離Ｌ１〜ＬＮを算出する。
分類部３０は、距離Ｌ１〜ＬＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定する。
分類部３０は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、距離Ｌ１〜ＬＮが短い素子アンテナの重要度ほど、高い値に決定する。
【００４３】
次に、図１６に示すアレーアンテナ装置１の動作について説明する。
分類部３０以外は、図２に示すアレーアンテナ装置１と同様であるため、ここでは、分類部３０の動作のみを説明する。
素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎは、図１７に示すように、二次元に配置されているものとする。ただし、これは一例に過ぎず、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎは、一次元に配置されているものであってもよい。
図１７は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの配置例を示す説明図である。
図１７において、Ｐｃは、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置、Ｐｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は、素子アンテナ１１−ｎの位置である。
【００４４】
分類部３０の内部メモリには、二次元に配置されている素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの位置Ｐ１〜ＰＮが記憶されている。
素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、配置の位置が中心位置Ｐｃに近い素子アンテナほど、ビームパターンの形成に大きな影響を与える。したがって、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、配置の位置が中心位置Ｐｃに近い素子アンテナほど、重要度Ｉｎが高い。
まず、分類部３０は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置Ｐｃを算出する。
素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置Ｐｃの算出処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【００４５】
次に、分類部３０は、以下の式（４）に示すように、中心位置Ｐｃと、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの位置Ｐ１〜ＰＮとの間の距離Ｌ１〜ＬＮを算出する。
2020012584.tif 000006
式（４）において、Ｐｃ，ｘは、中心位置Ｐｃのｘ座標、Ｐｃ，ｙは、中心位置Ｐｃのｙ座標である。
Ｐｎ，ｘは、素子アンテナ１１−ｎの位置Ｐｎのｘ座標、Ｐｎ，ｙは、素子アンテナ１１−ｎの位置Ｐｎのｙ座標である。
【００４６】
分類部３０は、距離Ｌ１〜ＬＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定する。
即ち、分類部３０は、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、距離Ｌ１〜ＬＮが短い素子アンテナの重要度ほど、高い値に決定するため、距離Ｌｎを以下の式（５）に示す関数Ｚに代入することで、重要度Ｉｎを決定する。
2020012584.tif 000007
式（５）において、関数Ｚは、距離Ｌｎと反比例する重要度Ｉｎを返す関数である。
【００４７】
分類部３０は、図２に示す分類部１９と同様に、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度Ｉｎが高い素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎほど、優先順位が高いグループに分類する。
分類部３０は、回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果を回転指示部２０に出力する。
回転装置１４−１〜１４−Ｎの分類結果は、回転装置１４−１〜１４−Ｎが含められているグループを示す情報と、それぞれのグループの優先順位を示す情報と、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの回転量θ１〜θＮとを含んでいる。
【００４８】
以上の実施の形態２は、分類部３０が、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中心位置Ｐｃと、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの位置Ｐ１〜ＰＮとの間の距離Ｌ１〜ＬＮから、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定するように、アレーアンテナ装置１を構成した。したがって、実施の形態２のアレーアンテナ装置１は、実施の形態１のアレーアンテナ装置１と同様に、メインビームが形成され始まるまでに要する時間が長くなるのを抑えることができる。
【００４９】
実施の形態３．
実施の形態３では、分類部４１が、優先順位が奇数番目のグループに含まれている複数の回転装置についての割り振り番号として、複数の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の昇順に対応する割り振り番号を与える。
また、分類部４１が、優先順位が偶数番目のグループに含まれている複数の回転装置についての割り振り番号として、複数の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の降順に対応する割り振り番号を与えるアレーアンテナ装置１について説明する。
【００５０】
図１８は、実施の形態３によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
図１８において、図２と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
回転制御部１６は、回転量算出部１７、駆動数算出部１８、分類部４１及び回転指示部４２を備えている。
分類部４１は、Ｇ個のグループのうち、優先順位が奇数番目のグループＧｊ（ｊ＝１，３，・・・，Ｇ−１）に含まれているＭ台の回転装置についての割り振り番号ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｍ）を決定する。ここでは、説明の便宜上、グループの個数であるＧは、偶数であり、Ｇ個のグループのそれぞれに含まれている回転装置の台数は、全て同一のＭ台であるものとする。
即ち、分類部４１は、Ｍ台の回転装置についての割り振り番号ｋとして、奇数番目のグループＧｊに含まれているＭ台の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の昇順に対応する割り振り番号を与える。
分類部４１は、Ｇ個のグループのうち、優先順位が偶数番目のグループＧｊ＋１（ｊ＝１，３，・・・，Ｇ−１）に含まれているＭ台の回転装置についての割り振り番号ｋを決定する。
即ち、分類部４１は、Ｍ台の回転装置についての割り振り番号ｋとして、偶数番目のグループＧｊ＋１に含まれているＭ台の回転装置のそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度の降順に対応する割り振り番号を与える。
【００５１】
回転指示部４２は、分類部４１から出力された分類結果を参照して、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択する。
回転指示部４２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を駆動させる制御信号を生成する。
回転指示部４２は、選択したグループに含まれているいずれかの回転装置における素子アンテナの回転が完了すると、選択したグループの処理の完了を待たずに、選択したグループよりも優先順位が１つ低いグループの処理を開始する。
即ち、回転指示部４２は、選択したグループよりも優先順位が１つ低いグループに含まれている複数の回転装置のうち、素子アンテナの回転が完了した回転装置と同じ割り振り番号の回転装置を駆動させる。
【００５２】
次に、図１８に示すアレーアンテナ装置１の動作について説明する。
分類部４１及び回転指示部４２以外は、図２に示すアレーアンテナ装置１と同様であるため、ここでは、分類部４１及び回転指示部４２の動作のみを説明する。
分類部４１は、図２に示す分類部１９と同様に、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎにおけるそれぞれの重要度Ｉ１〜ＩＮを決定する。したがって、重要度Ｉ１〜ＩＮは、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの中で、回転量θｎが大きい素子アンテナ１１−ｎほど高い。
分類部４１は、図２に示す分類部１９と同様に、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度Ｉｎが高い素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置１４−ｎほど、優先順位が高いグループに分類する。
【００５３】
分類部４１は、それぞれのグループに含まれる複数の回転装置に対して割り振り番号ｋを与える。
分類部４１は、優先順位が奇数番目のグループＧｊに含まれているＭ台の回転装置についての割り振り番号ｋについては、以下のように与える。
ここでは、説明の便宜上、奇数番目のグループＧｊに含まれている複数の回転装置は、回転装置１４−１〜１４−Ｍであるものとする。
また、回転装置１４−１〜１４−Ｍのそれぞれに回転される素子アンテナは、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍであり、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍの重要度は、Ｉ１〜ＩＭであるものとする。
また、重要度Ｉ１〜ＩＭの高低は、以下の通りであり、重要度Ｉ１〜ＩＭの中で、重要度Ｉ１が最も高く、重要度Ｉ２が２番目に高く、重要度ＩＭが最も低いものとする。
Ｉ１＞Ｉ２＞・・＞ＩＭ
【００５４】
分類部４１は、グループＧｊに含まれている回転装置１４−１〜１４−Ｍについての割り振り番号ｋとして、回転装置１４−１〜１４−Ｍのそれぞれが回転させる素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍの重要度Ｉ１〜ＩＭの昇順に対応する割り振り番号を与える。
即ち、分類部４１は、最も高い重要度Ｉ１の素子アンテナ１１−１を回転させる回転装置１４−１に対して、１番の割り振り番号（ｋ＝１）を与える。
分類部４１は、２番目に高い重要度Ｉ２の素子アンテナ１１−２を回転させる回転装置１４−２に対して、２番の割り振り番号（ｋ＝２）を与える。
また、分類部４１は、最も低い重要度ＩＭの素子アンテナ１１−Ｍを回転させる回転装置１４−Ｍに対して、Ｍ番の割り振り番号（ｋ＝Ｍ）を与える。
【００５５】
分類部４１は、優先順位が偶数番目のグループＧｊ＋１（ｊ＝１，３，・・・，Ｊ−１）に含まれているＭ台の回転装置についての割り振り番号ｋについては、以下のように与える。
ここでは、説明の便宜上、偶数番目のグループＧｊ＋１に含まれる複数の回転装置についても、回転装置１４−１〜１４−Ｍであるものとする。
また、回転装置１４−１〜１４−Ｍのそれぞれに回転される素子アンテナは、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍであり、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍの重要度は、Ｉ１〜ＩＭであるものとする。
また、重要度Ｉ１〜ＩＭの高低についても、以下の通りであり、重要度Ｉ１〜ＩＭの中で、重要度Ｉ１が最も高く、重要度Ｉ２が２番目に高く、重要度ＩＭが最も低いものとする。
Ｉ１＞Ｉ２＞・・＞ＩＭ
【００５６】
分類部４１は、グループＧｊ＋１に含まれている回転装置１４−１〜１４−Ｍについての割り振り番号ｋとして、回転装置１４−１〜１４−Ｍのそれぞれが回転させる素子アンテナ１１−１〜１１−Ｍの重要度Ｉ１〜ＩＭの降順に対応する割り振り番号を与える。
即ち、分類部４１は、最も高い重要度Ｉ１の素子アンテナ１１−１を回転させる回転装置１４−１に対して、Ｍ番の割り振り番号（ｋ＝Ｍ）を与える。
分類部４１は、２番目に高い重要度Ｉ２の素子アンテナ１１−２を回転させる回転装置１４−２に対して、（Ｍ−１）番の割り振り番号（ｋ＝Ｍ−１）を与える。
また、分類部４１は、最も低い重要度ＩＭの素子アンテナ１１−Ｍを回転させる回転装置１４−Ｍに対して、１番の割り振り番号（ｋ＝１）を与える。
【００５７】
回転指示部４２は、分類部４１から分類結果を受けると、優先順位が異なる複数のグループの中で、未選択のグループが残っているか否かを確認する。
回転指示部４２は、未選択のグループが残っていれば、分類結果を参照して、未選択のグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択する。
ここでは、説明の便宜上、回転指示部４２が、優先順位が奇数番目である１番目のグループＧ１を選択しているものとする。
【００５８】
回転指示部４２は、１番目のグループＧ１を選択すると、分類結果を参照して、グループＧ１に含まれている全ての回転装置を確認する。以下、グループＧ１に含まれている回転装置をｓｅｌ１，ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｍ）のように表記する。
回転指示部４２は、グループＧ１に含まれている回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍを一斉に駆動させる制御信号Ｃ１，１〜Ｃ１，Ｍを生成する。
回転指示部４２は、回転駆動部１５−１〜１５−Ｎのうち、回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍと接続されている回転駆動部に対して制御信号Ｃ１，１〜Ｃ１，Ｍを出力する。
【００５９】
回転指示部４２は、回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍのうち、例えば、回転装置ｓｅｌ１，ｅにおける素子アンテナの回転が完了すると、グループＧ１よりも優先順位が１つ低いグループＧ２に含まれている複数の回転装置を確認する。
回転装置ｓｅｌ１，ｅは、ｅ（１≦ｅ≦Ｍ）番の割り振り番号（ｋ＝ｅ）が与えられている回転装置であり、重要度がｅ番目に高い素子アンテナを回転させる回転装置である。
なお、グループＧ１に含まれている回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍの中で、回転量θｎが最も小さい素子アンテナ１１−ｎを回転させる回転装置は、回転装置ｓｅｌ１，Ｍである。したがって、回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍのうち、最初に素子アンテナ１１−ｎの回転が完了する回転装置は、回転装置ｓｅｌ１，Ｍであり、次に、素子アンテナ１１−ｎの回転が完了する回転装置は、回転装置ｓｅｌ１，Ｍ−１である。そして、最後に、素子アンテナ１１−ｎの回転が完了する回転装置は、回転装置ｓｅｌ１，１である。
【００６０】
以下、グループＧ２に含まれている回転装置をｓｅｌ２，ｋ（ｋ＝１，２，・・・，Ｍ）のように表記する。
回転指示部４２は、回転装置ｓｅｌ２，１〜ｓｅｌ２，Ｍのうち、素子アンテナの回転が完了した回転装置ｓｅｌ１，ｅと同じ割り振り番号（ｋ＝ｅ）の回転装置ｓｅｌ２，ｅを特定する。
回転装置ｓｅｌ２，ｅは、ｅ（１≦ｅ≦Ｍ）番の割り振り番号（ｋ＝ｅ）が与えられている回転装置であり、重要度がｅ番目に低い素子アンテナを回転させる回転装置である。
グループＧ１に含まれている回転装置ｓｅｌ１，１〜ｓｅｌ１，Ｍの中で、素子アンテナの回転が完了した回転装置ｓｅｌ１，ｅが、例えば、回転装置ｓｅｌ１，Ｍであるとする。この例では、回転装置ｓｅｌ２，ｅは、回転装置ｓｅｌ２，１〜ｓｅｌ２，Ｍの中で、重要度が最も高い素子アンテナを回転させる回転装置ｓｅｌ２，Ｍである。
回転指示部４２は、回転装置ｓｅｌ２，ｅを駆動させる制御信号Ｃ２，ｅを生成し、回転駆動部１５−１〜１５−Ｎのうち、制御信号Ｃ２，ｅを回転装置ｓｅｌ２，ｅと接続されている回転駆動部に出力する。
【００６１】
回転装置ｓｅｌ２，ｅと接続されている回転駆動部は、回転指示部４２から制御信号Ｃ２，ｅを受けると、グループＧ２に含まれている回転装置ｓｅｌ２，ｅを駆動する。
そして、回転駆動部は、制御信号Ｃ２，ｅに従って、回転装置ｓｅｌ２，ｅの回転量を制御する。
Ｎ個の素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎのうち、回転装置ｓｅｌ２，ｅと接続されている素子アンテナは、回転装置ｓｅｌ２，ｅによって回転される。
【００６２】
以上の実施の形態３は、回転指示部４２が、選択したグループに含まれているいずれかの回転装置における素子アンテナの回転が完了すると、当該グループよりも優先順位が１つ低いグループに含まれている複数の回転装置のうち、素子アンテナの回転が完了した回転装置と同じ割り振り番号の回転装置を駆動させるように、アレーアンテナ装置１を構成した。したがって、実施の形態３のアレーアンテナ装置１は、実施の形態１のアレーアンテナ装置１よりも、素子アンテナ１１−１〜１１−Ｎの回転が完了するまでの時間を短縮することができる。
【００６３】
実施の形態４．
実施の形態１のアレーアンテナ装置１では、回転指示部２０が、回転装置１４−１〜１４−Ｎを駆動させているアレーアンテナ装置１を示している。
実施の形態４では、回転指示部５２が、回転装置１４−１〜１４−Ｎの中で、重要度が重要度閾値よりも高い素子アンテナを回転させる回転装置のみを駆動させるアレーアンテナ装置１について説明する。
【００６４】
図１９は、実施の形態４によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
図１９において、図２及び図１６と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
回転制御部１６は、回転量算出部１７、駆動数算出部１８、分類部１９、閾値設定部５１及び回転指示部５２を備えている。
閾値設定部５１は、重要度閾値ＩＴｈの設定を受け付けるインタフェースを備えており、重要度閾値ＩＴｈを回転指示部５２に出力する。
回転指示部５２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、分類部１９から出力された分類結果を参照して、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択する。
回転指示部５２は、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている回転装置を駆動させる制御信号を生成する。
ただし、回転指示部５２は、図２に示す回転指示部２０と異なり、選択したグループに含まれている複数の回転装置の中で、重要度が重要度閾値ＩＴｈよりも高い素子アンテナを回転させる回転装置のみを駆動させる制御信号を生成する。
【００６５】
次に、図１９に示すアレーアンテナ装置１の動作について説明する。
閾値設定部５１及び回転指示部５２以外は、図２に示すアレーアンテナ装置１又は図１６に示すアレーアンテナ装置１と同様であるため、ここでは、閾値設定部５１及び回転指示部５２の動作のみを説明する。
閾値設定部５１は、例えば、ユーザの入力操作による重要度閾値ＩＴｈの設定を受け付けて、重要度閾値ＩＴｈを内部メモリに保存する。
ここでは、閾値設定部５１が、ユーザの入力操作によって、重要度閾値ＩＴｈの設定を受け付けている。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、外部から通信によって重要度閾値ＩＴｈが閾値設定部５１に与えられるものであってもよい。
【００６６】
回転指示部５２は、分類部１９から分類結果を受けると、図２に示す回転指示部２０と同様に、優先順位が異なる複数のグループの中で、未選択のグループが残っているか否かを確認する。
回転指示部５２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、未選択のグループが残っていれば、未選択のグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択する。
【００６７】
回転指示部５２は、１つのグループを選択すると、分類結果を参照して、選択した１つのグループに含まれている全ての回転装置を確認する。
ここでは、説明の便宜上、回転指示部５２により選択されたグループをＧｓｅｌ、グループＧｓｅｌに含まれている回転装置をｓｅｌ１〜ｓｅｌＭのように表記する。
回転指示部５２は、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭのそれぞれが回転させる素子アンテナの重要度Ｉｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）と重要度閾値ＩＴｈとを比較する。
回転指示部５２は、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭの中で、重要度Ｉｍが重要度閾値ＩＴｈよりも高い素子アンテナを回転させる回転装置を特定する。
【００６８】
回転指示部５２は、重要度Ｉｍが重要度閾値ＩＴｈよりも高い素子アンテナを回転させる回転装置を駆動させる制御信号を生成し、当該回転装置と接続されている回転駆動部に対して制御信号を出力する。
したがって、回転指示部５２は、重要度Ｉｍが重要度閾値ＩＴｈ以下の素子アンテナを回転させる回転装置を駆動しない。
回転指示部５２が、重要度Ｉｍが重要度閾値ＩＴｈ以下の素子アンテナを回転させる回転装置を駆動しないことで、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭの全てを駆動させる場合よりも、ビームパターンの形状又はメインビームの放射強度が若干劣化する可能性がある。
しかし、回転指示部５２が、重要度Ｉｍが重要度閾値ＩＴｈ以下の素子アンテナを回転させる回転装置を駆動しないことで、回転装置ｓｅｌ１〜ｓｅｌＭの全てを駆動させる場合よりも、素子アンテナの回転が完了するまでに要する時間を短縮することができる。
【００６９】
実施の形態５．
実施の形態１のアレーアンテナ装置１では、回転指示部２０が、未選択のグループが残っていれば、未選択のグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択するようにしている。
実施の形態５では、回転指示部６２が、未選択のグループのうち、優先順位が優先順位閾値よりも高いグループのみを選択するアレーアンテナ装置１について説明する。
【００７０】
図２０は、実施の形態５によるアレーアンテナ装置を示す構成図である。
図２０において、図２及び図１６と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
回転制御部１６は、回転量算出部１７、駆動数算出部１８、分類部１９、閾値設定部６１及び回転指示部６２を備えている。
閾値設定部６１は、優先順位閾値ＧＴｈの設定を受け付けるインタフェースを備えており、優先順位閾値ＧＴｈを回転指示部６２に出力する。
【００７１】
回転指示部６２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、分類部１９から出力された分類結果を参照して、複数のグループの中から、優先順位が高い順にグループを選択する。
ただし、回転指示部６２は、図２に示す回転指示部２０と異なり、優先順位が優先順位閾値ＧＴｈよりも高いグループのみを選択する。
回転指示部６２は、１つのグループを選択する毎に、当該グループに含まれている全ての回転装置を一斉に駆動させる制御信号を生成する。
回転指示部６２は、回転駆動部１５−１〜１５−Ｎのうち、選択したグループに含まれている全ての回転装置と接続されている回転駆動部に対して、生成した制御信号を出力する。
【００７２】
次に、図２０に示すアレーアンテナ装置１の動作について説明する。
閾値設定部６１及び回転指示部６２以外は、図２に示すアレーアンテナ装置１又は図１６に示すアレーアンテナ装置１と同様であるため、ここでは、閾値設定部６１及び回転指示部６２の動作のみを説明する。
閾値設定部６１は、例えば、ユーザの入力操作による優先順位閾値ＧＴｈの設定を受け付けて、優先順位閾値ＧＴｈを内部メモリに保存する。
ここでは、閾値設定部６１が、ユーザの入力操作によって、優先順位閾値ＧＴｈの設定を受け付けている。しかし、これは一例に過ぎず、例えば、外部から通信によって優先順位閾値ＧＴｈが閾値設定部６１に与えられるものであってもよい。
【００７３】
回転指示部６２は、分類部１９から分類結果を受けると、図２に示す回転指示部２０と同様に、優先順位が異なる複数のグループの中で、未選択のグループが残っているか否かを確認する。
回転指示部６２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、未選択のグループが残っていれば、未選択のグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択する。
ただし、回転指示部６２は、図２に示す回転指示部２０と異なり、優先順位が優先順位閾値ＧＴｈよりも高いグループのみを選択する。
例えば、優先順位閾値ＧＴｈが５である場合、回転指示部６２は、未選択のグループの中に、優先順位が１〜４のグループのいずれかが残っていれば、残っているグループの中で、最も優先順位が高いグループを選択する。
回転指示部６２は、未選択のグループの中に、優先順位が１〜４のグループのいずれも残っていなければ、１つのグループを選択しない。
【００７４】
回転指示部６２は、１つのグループを選択すると、図２に示す回転指示部２０と同様に、分類結果を参照して、選択した１つのグループに含まれている全ての回転装置を確認する。
回転指示部６２は、図２に示す回転指示部２０と同様に、選択したグループに含まれている回転装置を駆動させる制御信号を生成し、当該グループに含まれている回転装置と接続されている回転駆動部に対して制御信号を出力する
【００７５】
したがって、回転指示部６２は、優先順位が優先順位閾値ＧＴｈ以下のグループに含まれている回転装置を駆動させない。
回転指示部６２が、優先順位が優先順位閾値ＧＴｈ以下のグループに含まれている回転装置を駆動しないことで、全てのグループに含まれている回転装置を駆動させる場合よりも、ビームパターンの形状又はメインビームの放射強度が若干劣化する可能性がある。
しかし、回転指示部６２が、優先順位が優先順位閾値ＧＴｈ以下のグループに含まれている回転装置を駆動しないことで、全てのグループに含まれている回転装置を駆動させる場合よりも、素子アンテナの回転が完了するまでに要する時間を短縮することができる。
【００７６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
この発明は、アレーアンテナを備えるアレーアンテナ装置に適している。
また、この発明は、アレーアンテナ装置を備える通信装置に適している。
【符号の説明】
【００７８】
１  アレーアンテナ装置、２  通信機、１０  アレーアンテナ、１１−１〜１１−Ｍ  素子アンテナ、１２  給電部、１３−１〜１３−Ｍ  回転軸、１４−１〜１４−Ｍ  回転装置、１５−１〜１５−Ｍ  回転駆動部、１６  回転制御部、１７  回転量算出部、１８  駆動数算出部、１９，３０，４１  分類部、２０，４２，５２，６２  回転指示部、５１，６１  閾値設定部。
【図１】
2020012584.tif 000008
【図２】
2020012584.tif 000009
【図３】
2020012584.tif 000010
【図４】
2020012584.tif 000011
【図５】
2020012584.tif 000012
【図６】
2020012584.tif 000013
【図７】
2020012584.tif 000014
【図８】
2020012584.tif 000015
【図９】
2020012584.tif 000016
【図１０】
2020012584.tif 000017
【図１１】
2020012584.tif 000018
【図１２】
2020012584.tif 000019
【図１３】
2020012584.tif 000020
【図１４】
2020012584.tif 000021
【図１５】
2020012584.tif 000022
【図１６】
2020012584.tif 000023
【図１７】
2020012584.tif 000024
【図１８】
2020012584.tif 000025
【図１９】
2020012584.tif 000026
【図２０】
2020012584.tif 000027
【国際調査報告】
2020012584.tif 000028
2020012584.tif 000029