(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４以上の整数の放射素子のそれぞれから電波を送信する送信手段と、
前記放射素子から送信される電波の位相差を検出する２個以上の位相差検出手段と、
２個の前記放射素子の一方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を固定し、前記放射素子の他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を変化させて前記位相差が無くなるように調整する位相制御手段とを備え、
前記位相制御手段は、
前記一方に接続された前記送信手段から出力される電波の位相を固定し、前記他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を調整する２個以上の位相調整部と、
前記位相差が無くなるように前記２個以上の位相調整部を順番に動作させる位相調整制御部と
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載したアンテナ装置において、
前記位相差検出手段は、
４個の前記放射素子を一組とする組みの数の検出用アンテナと、
前記検出用アンテナで受信した信号を検波する検波部と
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項２に記載したアンテナ装置において、
前記検出用アンテナは、前記一組を構成する前記放射素子の間に配置されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載したアンテナ装置において、
前記検出用アンテナは、前記一組を構成する前記放射素子から等間隔離れた位置に配置されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載したアンテナ装置において、
前記４以上の整数の放射素子のそれぞれに直列に接続されるスイッチを具備し、
前記スイッチは、前記位相制御手段によってＯＮ/ＯＦＦされることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
アンテナ装置が行う位相調整方法であって、
４以上の整数の放射素子のそれぞれから電波を送信する送信ステップと、
前記放射素子から送信される電波の位相差を検出する２回以上の位相差検出ステップと、
２個の前記放射素子の一方に接続された送信手段から送信される電波の位相を固定し、前記放射素子の他方に接続された送信手段から送信される電波の位相を変化させて前記位相差が無くなるように調整する位相制御ステップとを行い、
前記位相制御ステップは、
前記一方に接続された前記送信手段から出力される電波の位相を固定し、前記他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を調整する２回以上の位相調整ステップと、
前記位相差が無くなるように前記２回以上の位相調整ステップを順番に動作させる位相調整制御ステップと
を含むことを特徴とする位相調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波の位相制御が行えるアンテナ装置と位相調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量データの無線伝送を可能とするミリ波通信が注目されている。ミリ波は、その短波長性から直進性が強く距離減衰も大きいため、無線ＬＡＮのような用途への適用にはビームステアリング技術が不可欠となる。ビームステアリングを実現する技術の一つとしてフェーズドアレーアンテナがある。
【０００３】
フェーズドアレーアンテナは、アレーアンテナを構成する複数の放射素子から放射する電波の位相を制御することで、任意の方向にビームを形成することを可能にする。ビームステアリングの精度を向上させる目的で、従来では各アンテナの前段にカプラを介して信号を抽出し、抽出した信号に基づいて各々の電波の放射経路の位相誤差を検出してフィードバック補正させる方式が提案されている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】天野良晃、他４名、「空間分割多元接続を実装するセルラー基地局用送信オンラインキャリブレーション方式」、電子情報通信学会2006、電子情報通信学会論文誌B , Vol. J89-B No.12 pp.2216-2225
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では各アンテナの前段から信号を抽出するため、アンテナ自体で生じる位相誤差には対処することができない。ミリ波の波長は、周知のように1〜10mm程度であるため、例えばフェーズドアレーアンテナの放射素子の製造誤差（バラツキ）によって生じる位相誤差の影響が無視できなくなる場合がある。このように従来技術では、アンテナの例えば製造誤差に起因するアンテナ自体に生じる誤差に対処することができないという課題がある。
【０００６】
この発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、アンテナ自体に生じる位相誤差に対処することができるアンテナ装置と位相調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のアンテナ装置は、４以上の整数の放射素子のそれぞれから電波を送信する送信手段と、前記放射素子から送信される電波の位相差を検出する２個以上の位相差検出手段と、２個の前記放射素子の一方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を固定し、前記放射素子の他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を変化させて前記位相差が無くなるように調整する位相制御手段とを備え、前記位相制御手段は、
前記一方に接続された前記送信手段から出力される電波の位相を固定し、前記他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を調整する２個以上の位相調整部と、前記位相差が無くなるように前記２個以上の位相調整部を順番に動作させる位相調整制御部と
を具備することを要旨とする。
【０００８】
また、本発明の位相調整方法は、アンテナ装置が行う位相制御方法であって、４以上の整数の放射素子のそれぞれから電波を送信する送信ステップと、前記放射素子から送信される電波の位相差を検出する２回以上の位相差検出ステップと、２個の前記放射素子の一方に接続された送信手段から送信される電波の位相を固定し、前記放射素子の他方に接続された送信手段から送信される電波の位相を変化させて前記位相差が無くなるように調整する位相制御ステップとを行い、前記位相制御ステップは、前記一方に接続された前記送信手段から出力される電波の位相を固定し、前記他方に接続された前記送信手段から送信される電波の位相を調整する２回以上の位相調整ステップと、前記位相差が無くなるように前記２回以上の位相調整ステップを順番に動作させる位相調整制御ステップと
を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、アンテナ自体で生じる位相誤差に対処することができるアンテナ装置と位相調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】隣接して配置された放射素子から放射される電波を放射素子２ａ，２ｂの間に配置された検出用アンテナ３で受信する様子を模式的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態１のアンテナ装置１００の機能構成例を示す図である。
【図３】放射素子２ａ，２ｂに与える送信信号の位相差と、検出用アンテナ３で受信する受信電力との関係を示す図である。
【図４】平面スロットアンテナ５の放射素子２ａ，２ｂと検出用アンテナ３の具体例を示す図である。
【図５】平面スロットアレーアンテナ２５の平面図を示す図である。
【図６】アンテナ装置２００の位相差検出手段と位相制御手段のより具体的な機能構成例を示す図である。
【図７】位相差検出手段と位相制御手段の動作フローを示す図である。
【図８】平面スロットアレーアンテナ３５の斜視図を示す図である。
【図９】平面スロットアレーアンテナ３５の平面図を示す図である。
【図１０】アンテナ装置４００の位相差検出手段と位相制御手段のより具体的な機能構成例を示す図である。
【図１１】アンテナ装置４００のスイッチ４０３１の具体例を示す図である。
【図１２】可変位相部に可変位相情報を設定する動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施形態を説明する前にその原理について説明する。
【００１２】
〔本実施形態の原理〕
本実施形態のアンテナ装置は、隣接して配置される複数の放射素子の間に検出用アンテナを配置し、当該検出用アンテナによって複数の放射素子から放射される電波間の位相差を検出して位相誤差を補正するものである。
【００１３】
図１を参照して、本実施形態のアンテナ装置の原理を説明する。本実施形態のアンテナ装置の最小の構成は、２系統の送信ブランチＴＸ１，ＴＸ２と、１系統の受信ブランチＲＸ１とを具備する。
【００１４】
１系統目の送信手段である送信ブランチＴＸ１は、放射素子２ａと送信ＩＣ１ａとを備える。２系統目の送信手段である送信ブランチＴＸ２は、放射素子２ｂと送信ＩＣ１ｂとを備える。放射素子２ａと２ｂとは、例えば同一平面上に配置される平面スロットアンテナ５を構成する。
【００１５】
受信ブランチＲＸ１は、検出用アンテナ３と受信ＩＣ４とを備える。検出用アンテナ３は、この例では放射素子２ａと２ｂとの間の同一平面上に配置される。
【００１６】
送信ＩＣ１ａと１ｂとは、放射素子２ａと２ｂのそれぞれに、位相と振幅を適切に制御した無線周波数信号を出力する。当該位相を制御することで、放射素子２ａと２ｂとによって形成される電波のビームを、任意の方向に形成することが可能である。
【００１７】
検出用アンテナ３は、放射素子２ａと２ｂから放射された電波を受信した受信信号を、受信ＩＣ４に出力する。受信ＩＣ４で受信する信号の受信電力は、放射素子２ａと２ｂとから放射される電波の位相によって変化する。受信ＩＣ４は、当該受信電力に基づいて送信ＩＣ１ａと１ｂの出力する無線周波数信号の位相を制御する。
【００１８】
受信ＩＣ４は、例えば放射素子２ａから放射される電波の位相を所定の位相に固定した状態で、放射素子２ｂから放射される電波の位相を0度から360度まで掃引する。その位相を掃引する過程で、検出用アンテナ３で受信する信号の受信電力は大きく変化する。放射素子２ａと２ｂとから放射される電波の位相差が０度になると受信電力は最大になる。
【００１９】
したがって、受信ＩＣ４が受信する受信電力が最大になるように送信ＩＣ１ｂが出力する無線周波数信号の位相を設定すれば、放射素子２ａと２ｂの製造バラツキを含むアンテナ自体の位相誤差を補正することが可能である。具体的な位相と受信電力との関係については後述する。
【００２０】
以上が本実施形態の原理である。本実施形態の原理によれば、例えば製造バラツキ等に起因するアンテナ自体の位相誤差を補正することができ、精緻なビームステアリングを可能にする。
【００２１】
図１に示す例は、平面スロットアンテナ５で放射素子を構成した場合であるが、本実施形態の原理は他の種類のアンテナに対しても適用することが可能である。例えば、マイクロストリップアンテナ、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ホーンアンテナ等に適用することができる。
【００２２】
〔第１実施形態〕
図２に、第１実施形態のアンテナ装置１００の機能構成例を示す。本実施形態のアンテナ装置１００は、図１に示したアンテナ装置の構成を、より具体的にしたものである。図２に示す送信ブランチＴＸ１，ＴＸ２、及び受信ブランチＲＸ１は、図１と同じものである。
【００２３】
送信ブランチＴＸ１内の可変位相部１０ａと送信部１１ａとは、送信ＩＣ１ａ（図１）をより具体的にしたものである。送信ブランチＴＸ２内の可変位相部１０ｂと送信部１１ｂとは、送信ＩＣ１ｂをより具体的にしたものである。受信ブランチＲＸ１内の検波部４０と位相調整部４１と位相調整制御部４２とは、受信ＩＣ４をより具体的にしたものである。
【００２４】
可変位相部１０ａは、放射素子２ａから放射される電波の位相を変化させる。可変位相部１０ｂは、放射素子２ｂから放射される電波の位相を変化させる。図２の例では、可変位相部１０ａはベースバンド帯の構成部に位置している。このようにベースバンド帯の送信信号の位相を制御することで、放射素子２ａと２ｂとから放射される電波の位相を制御することができる。また、位相調整部４１は、破線で示すように送信部１１ａに設けた無線周波数帯で動作する移相器（図示せず）を制御して無線周波数の位相を直接変化させてよい。また、位相制御はベースバンド信号をアップコンバートする場合に使用する局部発振信号に対して行ってもよい。
【００２５】
また、無線周波数帯で動作する移相器を、図２の送信部１１ａと放射素子２ａとの間に設け、その移相器を位相調整部４１が制御するようにしてもよい。このように、放射素子２ａから放射される電波の位相制御は、送信ブランチＴＸ１のどの部分で行ってもよい。このことは送信ブランチＴＸ２においても同じである。
【００２６】
検波部４０は、検出用アンテナ３と共に位相差検出手段２０を構成する。位相差検出手段２０は、複数の放射素子２ａ，２ｂから送信される電波の位相差を検出する。位相差検出手段２０は、複数の放射素子の隣り合う当該放射素子２ａ，２ｂを一組とする組みの数の検出用アンテナ３と、検出用アンテナ３で受信した信号を検波する検波部４０とを具備する。この例では、検出する位相差は放射素子２ａと２ｂとの間の位相差のみであるので、検出用アンテナ３を１個のみ具備する。
【００２７】
検波部４０は、検出用アンテナ３で受信した電波を、例えば包絡線検波した検波出力電圧として位相調整部４１に出力する。検波出力電圧は、上記の受信電力を電圧値に変換したものであり、受信電力と同様に放射素子２ａと２ｂとから放射される電波の位相差によって変化する。
【００２８】
位相調整部４１と位相調整制御部４２とは、位相制御手段３０を構成する。位相制御手段３０は、複数の放射素子２ａ，２ｂの一方に接続された送信ＩＣ１ａから出力される電波の位相を固定し、複数の放射素子２ａ，２ｂの他方に接続された送信ＩＣ１ｂから出力される電波の位相を変化させて、放射素子２ａと２ｂから放射される電波間の位相差が無くなるように調整する。
【００２９】
位相調整部４１は、複数の放射素子２ａ，２ｂの例えば放射素子２ａ（一方）に接続された可変位相部１０ａに入力される送信信号の位相を所定の値に固定し、放射素子２ｂ（他方）に接続された可変位相部１０ｂに入力される送信信号の位相を掃引する。
【００３０】
位相調整制御部４２は、検波部４０が出力する検波出力電圧が最大値になるように位相調整部４１を制御する。そして、位相調整制御部４２は、位相調整部４１が調整した可変位相部１０ａと１０ｂの可変位相情報を記憶する。位相調整制御部４２が記憶した可変位相情報は、アンテナ装置１００が動作を開始する時に位相調整部４１が読み出して可変位相部１０ａと１０ｂに設定する。
【００３１】
図３に、検出用アンテナ３で受信する受信電力のシミュレーション結果の例を示す。横軸は放射素子２ａと２ｂとから放射される電波の位相差[度]であり、縦軸は受信電力[dB]である。電波の位相差は、放射素子２ａから放射する電波の位相を任意の位相に固定した状態で、放射素子２ｂから放射する電波の位相を0度〜360度まで掃引する際に生じる位相差である。
【００３２】
図３において、受信電力が最大になるところが放射素子２ａと２ｂから放射される電波の位相差が０度になる点である。また、受信電力が最小になる点はその位相差が180度となる点である。また、受信電力の変化量の中間値を示すところは、その位相差が90度又は270度となる点である。図３は、縦軸を受信電力で示すが、検波部４０が出力する検波出力電圧でも、その変化の態様は同じである。
【００３３】
図４に、受信電力をシュミレーションする際に用いた放射素子２ａ，２ｂと検出用アンテナ３の平面形状を示す。この例は、放射素子２ａ，２ｂと検出用アンテナ３を平面スロットアンテナで実現した場合である。放射素子２ａ，２ｂと検出用アンテナ３との開口部の平面形状は、共に1.2mm×0.8mmと同じ形状にした。また、それぞれのアンテナを、開口部の長辺が対向する向きで一列に配置し、検出用アンテナ３を放射素子２ａと２ｂとから等しい寸法（0.5mm）を離した中央に配置した。
【００３４】
なお、平面スロットアンテナは、複数の放射素子が整然と配列（array）された平面スロットアレーアンテナを構成する場合が多い。その場合は、位相差を検出する放射素子の数も多いので、受信ブランチＲＸの数も隣り合う放射素子を一組とする組みの数に対応して増設する必要がある。増設された位相調整部４１の動作する順番等の制御は位相調整制御部４２が行う。
【００３５】
次に、第２実施形態のアンテナ装置２００として平面スロットアレーアンテナの例を説明する。
【００３６】
〔第２実施形態〕
図５に、第２実施形態のアンテナ装置２００を構成する平面スロットアレーアンテナ２５の平面図を示す。平面スロットアレーアンテナ２５は、放射素子(網掛け長方形)が２５個と検出用アンテナ（白長方形）が２４個、同一平面上に整然と配列されたアレーアンテナである。なお、アンテナ装置２００全体の機能構成例（図２相当）の図示は省略する。
【００３７】
平面スロットアレーアンテナ２５の表面である平面α上の中央部分に放射素子Ｘ４Ｙ４を配置し、当該中央部分から６時方向をＸ軸方向、３時方向をＹ軸方向とする座座標系を定義する。その座標系において、放射素子Ｘ１Ｙ１は、平面αの中心から見た１０時方向の隅に配置される。ここで添え字の数字は、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれの軸上の位置（座標）を表現する。
【００３８】
放射素子Ｘ１Ｙ１から、Ｘ軸方向のＹ１上で隣接するスロットは、検出用アンテナＸ２Ｙ１である。検出用アンテナＸ２Ｙ１から、Ｘ軸方向のＹ１上で隣接するスロットは、放射素子Ｘ３Ｙ１である。このように放射素子と検出用アンテナとは交互に配置され、以降、Ｙ１上には、検出用アンテナＸ４Ｙ１、放射素子Ｘ５Ｙ１、検出用アンテナＸ６Ｙ１、放射素子Ｘ７Ｙ１の順に等しい間隔を空けてスロットが配置される。
【００３９】
一方、放射素子Ｘ１Ｙ１からＹ軸方向に、同様に放射素子と検出用アンテナとが交互に配置される。よって、放射素子Ｘ１Ｙ１からＹ軸方向のＸ１上で隣接するスロットは、検出用アンテナＸ１Ｙ２である。以降、Ｘ１上には、放射素子Ｘ１Ｙ３、検出用アンテナＸ１Ｙ４、放射素子Ｘ１Ｙ５、検出用アンテナＸ１Ｙ６、及び放射素子Ｘ１Ｙ７の順に等しい間隔を空けてスロットが配置される。
【００４０】
また、検出用アンテナＸ２Ｙ１からＹ軸方向に、放射素子Ｘ２Ｙ２、検出用アンテナＸ２Ｙ３、放射素子Ｘ２Ｙ４、検出用アンテナＸ２Ｙ５、放射素子Ｘ２Ｙ６、及び検出用アンテナＸ２Ｙ７の順に等しい間隔を空けてスロットが配置される。以降の、Ｘ軸方向のＸ４、Ｘ５、Ｘ６、及びＸ７上においても同様である。このように、放射素子と検出用アンテナとは、間隔を空けて格子模様を描くように配置される。
【００４１】
平面スロットアレーアンテナ２５（図５）のようにスロットがアレー状に配置された場合、送信ブランチＴＸと受信ブランチＲＸは複数用意される。図６と図７を参照して、スロットがアレー状に配置された場合の位相制御の動作を説明する。
【００４２】
図６は、平面スロットアレーアンテナ２５のＹ１上の送信ブランチＴＸ３１と受信ブランチＲＸ４１と送信ブランチＴＸ５１の部分の機能構成例を示す。各ブランチの添え字は、スロットの位置に対応する。送信ブランチＴＸ３１のＸ軸のマイナス方向で隣接する受信ブランチＲＸ２１は破線で示している。また、送信ブランチＴＸ５１のＸ軸のプラス方向で隣接する受信ブランチＲＸ６１も破線で示している。このように図６は、平面スロットアレーアンテナ２５の位相制御を行う構成の一部分を示す。
【００４３】
位相調整制御部２４２は、図示しない送信ブランチＴＸ１１と送信ブランチＴＸ３１との位相調整を終了した後、位相調整を行う対象の送信ブランチを、ＴＸ３１とＴＸ５１との組みに特定する（ステップＳ１、図７）。
【００４４】
受信ブランチＲＸ４１を構成する位相調整部２４１４１は、送信ブランチＴＸ３１を構成する可変位相部２１０３１の位相（一方の位相）を、図示しない送信ブランチＴＸ１１の位相と同じになる値に固定する（ステップＳ２）。そして位相調整部２４１４１は、送信ブランチＴＸ５１を構成する可変位相部２１０５１の位相（他方の位相）が、受信ブランチＲＸ４１を構成する検波部２４０４１の検波出力電圧が最大になるまで変化させる（ステップＳ４のＮＯ）。
【００４５】
検波部２４０４１の検波出力電圧が最大になる（ステップＳ４のＹＥＳ）と、位相調整制御部２４２は位相調整部２４１４１の位相を、その検波出力電圧が最大になる位相に固定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の状態で、送信ブランチＴＸ５１を構成する放射素子Ｘ５Ｙ１から放射される電波の位相は、放射素子Ｘ１Ｙ１とＸ３Ｙ１の位相と一致する。
【００４６】
位相調整制御部２４２は、検波部２４０４１の検波出力電圧が最大になる可変位相部２１０５１の設定値を記憶する（ステップＳ６）。そして、位相調整制御部２４２は、可変位相部２１０５１の設定値（他方の位相）を、一方の位相として固定する（ステップＳ７）。
【００４７】
位相調整制御部２４２は、全ての送信ブランチＴＸの組についての位相調整が終了（ステップＳ８のＹＥＳ）するまで、他方の設定値を一方としてステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返す（ステップＳ８のＮＯ）。位相調整制御部２４２が、全ての組の可変位相部２１０１１〜２１０７７の変化・設定（固定）が終了するまで、全ての位相調整部２４１２１〜２４１６７を順に動作させることで、全ての放射素子Ｘ１Ｙ１〜Ｘ７Ｙ７から放射される電波の位相が一致する。つまり、平面スロットアレーアンテナ２５の電波ビームは、平面αの法線ベクトルに正確に一致することになる。
【００４８】
この電波ビームを平面αの法線ベクトルに一致させる各可変位相部２４１２１〜２４１６７の可変位相情報は、位相調整制御部２４２に記憶される。何らかの理由によって、アンテナ装置２００が再稼働する場合でも、位相調整制御部２４２が記憶した可変位相情報に各送信ブランチＴＸ１１〜ＴＸ７７から放射される電波の位相を調整することで、平面スロットアレーアンテナ２５の電波ビームを正確にアンテナの正面方向に向けることができる。したがって、位相調整制御部２４２に記憶された可変位相情報を基準にすることで、精緻なビームステアリングを行うことが可能になる。
【００４９】
〔第３実施形態〕
図８に、第３実施形態のアンテナ装置３００を構成する平面スロットアレーアンテナ３５の外観図と一部分のスロットの拡大図を示す。平面スロットアレーアンテナ３５は、検出用アンテナを、隣り合う放射素子を一組とする組みの数より少ない数、配置するようにしたものである。
【００５０】
図８の拡大図に示すようにＹ５上で隣接する放射Ｘ１Ｙ５とＸ３Ｙ５との間で、且つ、Ｘ１上で隣接する放射素子Ｘ１Ｙ５とＸ１Ｙ７との間に、それぞれのスロットから等間隔離れた位置に検出用アンテナＸ２Ｙ６が配置されている。このように検出用アンテナＸ２Ｙ６を配置することで、検出用アンテナの数を減らすことができる。
【００５１】
図９に、平面スロットアレーアンテナ３５の具体例（平面図）を示す。６時方向をＸ軸方向、３時方向をＹ軸方向とする座標系は、図５と同じである。
【００５２】
平面スロットアレーアンテナ３５は、その表面の平面β上に放射素子の行列と検出用アンテナの行列を別々に配置したものである。つまり、放射素子の行はＸ１とＸ３とＸ５とＸ７の奇数行とし、検出用アンテナの行はＸ２とＸ４とＸ６の偶数行とし、放射素子の列はＹ１とＹ３とＹ５とＹ７の奇数行とし、検出用アンテナの列はＹ２とＹ４とＹ６の偶数行としたものである。
【００５３】
このように検出用アンテナＸ２Ｙ２〜Ｘ６Ｙ６を配置すると、隣り合う放射素子を一組とする組みの数よりも、検出用アンテナの数を減らすことができる。平面スロットアレーアンテナ３５（図９）の場合は、隣り合う放射素子を一組とする組みの数が２４個に対して検出用アンテナの数は９個である。平面スロットアレーアンテナ２５（図５）の場合は、組みの数２４個に対して検出用アンテナの数は２４個である。
【００５４】
アンテナ装置３００の位相制御は、隣り合う放射素子の組合せを選択・更新する処理以外、図６を参照して説明したアンテナ装置２００の動作と同じである。隣り合う放射素子の組合せを選択更新する処理については、従来技術の範疇であるので説明を省略する。
【００５５】
〔第４実施形態〕
図１０に、第４実施形態のアンテナ装置４００の送信スロットＴＸ３１〜ＴＸ５１の部分の機能構成例を示す。図１０は、図６に示す送信スロットＴＸ３１とＴＸ５１にそれぞれスイッチ４０３１とスイッチ４０５１とを設けたものである。
【００５６】
スイッチ４０３１は、送信ブランチＴＸ３１が放射する電波を遮断する。スイッチ４０５１は、送信ブランチＴＸ５１が放射する電波を遮断する。
【００５７】
図１１に、スイッチ４０３１の具体例を示す。図１１に示す例は、導波管２５３１と、スイッチ板４０３１ａと、可動手段４０３１ｂとで構成される。導波管２５３１は、送信部２１１３１が出力する電波を伝送する導波管であり、例えば平面スロットアレーアンテナ２５の内部に形成される。
【００５８】
スイッチ板４０３１ａは、可動手段４０３１ｂによって駆動され導波管２５３１の伝送路を遮断する。可動手段４０３１ｂは、位相調整制御部２４２によってＯＮ/ＯＦＦされる。可動手段４０３１ｂは、そのシンボルを抵抗器で表しているように、例えば圧電素子を用いることで実現できる。
【００５９】
例えば、位相調整制御部２４２が、図示しない送信ブランチＴＸ１１と送信ブランチＴＸ３１とを選択して、放射素子Ｘ１Ｙ１（図５参照）とＸ３Ｙ１の位相を調整する場合、スイッチ４０２１と４０２２はＯＦＦされる。その結果、放射素子Ｘ５Ｙ１とＸ２Ｙ２とから放射される電波が遮断されるので、放射素子Ｘ１Ｙ１とＸ３Ｙ１の位相調整に影響を与えない。つまり、アンテナ自体の位相調整の精度を向上させることができる。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１００〜４００によれば、隣り合う放射素子から放射される電波の位相を調整することが可能なので、アンテナ自体で生じる位相誤差を調整することができるアンテナ装置と位相調整方法を提供することができる。
【００６１】
図１２に、４個の放射素子Ｘ１Ｙ１，Ｘ３Ｙ１，Ｘ５Ｙ１，Ｘ７Ｙ１を具備するアンテナ装置の機能構成例を示す。図１２は、Ｙ軸のＹ１上の一列（図５のＹ１上の一列）で平面スロットアレーアンテナを構成した例である（図５参照）。なお、図１２において受信ブランチの構成の表記は省略している。
【００６２】
図１２を参照して、本実施形態のアンテナ装置が動作を再開する場合に、各可変位相部に可変位相情報を設定する動作を簡単に説明する。位相調整制御部２４２は、隣り合う放射素子Ｘ１Ｙ１−Ｘ３Ｙ１間と、Ｘ３Ｙ１−Ｘ５Ｙ１間と、Ｘ５Ｙ１−Ｘ７Ｙ１間のそれぞれの位相誤差を調整する。調整した可変位相情報は、平面スロットアレーアンテナ２５が放射する電波ビームを平面スロットアレーアンテナ２５の表面の法線ベクトルに正確に一致させる情報である。その可変位相情報は、位相調整制御部２４２に記憶される。
【００６３】
本実施形態のアンテナ装置が動作を再開する場合、図示を省略している各位相制御部は位相調整制御部２４２に記憶されている可変位相情報を読み出して各可変位相部２１０１１〜２１０７１に設定する。その結果、平面スロットアレーアンテナ２５自体が持つ位相誤差を補正することができ、精緻なビームステアリングを行うことが可能になる。
【００６４】
なお、図１２は、局部発振信号（Local Oscillator）に対して位相調整を行う例を示している。このように電波の位相制御は、局部発振信号、ベースバンド信号、及び無線周波数信号のどの部分の信号に対して行ってもよい。
【００６５】
また、検出用アンテナを放射素子から等間隔離れた位置に配置した実施例を用いて説明を行ったが、検出用アンテナの位置はこの例に限定されない。検出用アンテナは隣り合う放射素子の組に対応させた当該放射素子から既知の位置に固定されていればよい。放射素子と検出用アンテナとの位置関係から検波出力電圧を補正することで、放射素子の位相誤差を調整することが可能である。
【００６６】
また、導波型平面スロットアンテナを用いた例で説明を行ったが、他の例えば、ダイポールアンテナやパッチアンテナ等の他の種類のアンテナに対しても、本願発明の技術思想を適用することができることは上記の通りである。
【００６７】
このように本願発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
２ａ，２ｂ：放射素子
３  ：検出用アンテナ
４  ：受信ＩＣ
５  ：平面スロットアンテナ
１０ａ，１０ｂ：可変位相部
１１ａ，１１ｂ：送信部
２０：位相差検出手段
２５：平面スロットアレーアンテナ
３０：位相制御手段
４０：検波部
４１：位相調整部
４２：位相調整制御部
１００：アンテナ装置
【要約】
【課題】アンテナ自体が持つ位相誤差を調整することが可能なアンテナ装置を提供する。
【解決手段】隣接して配置される一組の放射素子２ａ，２ｂのそれぞれから電波を送信する送信手段ＴＸ１，ＴＸ２と、放射素子２ａ，２ｂから送信される電波の位相差を検出する位相差検出手段２０と、放射素子２ａ，２ｂの一方に接続された送信手段ＴＸ１，ＴＸ２から出力される一方の電波の位相を固定し、放射素子２ａ，２ｂの他方に接続された送信手段ＴＸ２から出力される他方の電波の位相を可変して位相差が無くなるように調整する位相制御手段３０とを備え、位相制御手段３０は、一方の電波の位相を固定し、他方の電波の位相を可変して調整する位相調整部４１と、位相差が無くなるように位相調整部４１を制御する位相調整制御部４２とを具備する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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