(57)【要約】【課題】移相器の大型化を抑制するとともに、通過位相の変化量をより増加させる。【解決手段】実施形態の移相器は、信号入力部と、第１〜第４の線路と、信号出力部と、第１および第２の位相可変素子と、制御部とを持つ。第１の線路は、信号入力部および信号出力部に接続される。第２および第３の線路は、第１の線路から互いに異なる箇所で分岐する。第４の線路は、第２および第３の線路の端部に接続される。第１の位相可変素子は、第２および第４の線路との接続点に接続される。第２の位相可変素子は、第３および第４の線路の接続点に接続される。制御部は、第１および第２の位相可変素子に接続される。また、第２の線路の電気長および特性インピーダンスは、第３の線路の電気長および特性インピーダンスと同一であり、第１の線路の電気長または特性インピーダンスの少なくとも一方は、第４の線路の電気長または特性インピーダンスと異なっている。【選択図】図１
2018157494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号が供給される信号入力部と、
一端が前記信号入力部に接続された第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の他端に接続された信号出力部と、
前記第１の信号線路から互いに異なる箇所で分岐する第２の信号線路および第３の信号線路と、
一端が前記第２の信号線路における前記第１の信号線路からの分岐点と反対側の端部に接続され、他端が前記第３の信号線路における前記第１の信号線路からの分岐点と反対側の端部に接続された第４の信号線路と、
前記第２の信号線路と前記第４の信号線路との接続点に接続された第１の位相可変素子と、
前記第３の信号線路と前記第４の信号線路との接続点に接続された第２の位相可変素子と、
前記第１の位相可変素子と、前記第２の位相可変素子とに接続された制御部と、
を備え、
前記第２の信号線路の電気長および特性インピーダンスは、第３の信号線路の電気長および特性インピーダンスと同一であり、前記第１の信号線路の電気長または特性インピーダンスの少なくとも一方は、前記第４の信号線路の電気長または特性インピーダンスと異なっている、
移相器。
【請求項２】
前記第１の信号線路の電気長は、前記第４の信号線路の電気長に比して大きい値である、
請求項１に記載の移相器。
【請求項３】
前記第１の信号線路の特性インピーダンスは、前記第４の信号線路の特性インピーダンスに比して大きい値である、
請求項１または２に記載の移相器。
【請求項４】
前記第１および第２の位相可変素子は、ＰＩＮダイオードまたはバラクタダイオードである、
請求項１から３のうち、何れか１項に記載の移相器。
【請求項５】
前記第１〜第４の信号線路は、所定温度以下において超伝導状態となる材料を含む、
請求項１から４のうち、何れか１項に記載の移相器。
【請求項６】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子のそれぞれに送信させる信号を分配する分配器と、
前記分配器により分配された信号の位相を変化させて、前記複数のアンテナ素子に出力する複数の送信処理部と、
前記複数のアンテナ素子に到来した電波に基づいて生成された受信信号の位相を変化させる複数の受信処理部と、
前記複数の受信処理部により処理された受信信号を合成する合成部と、を備え、
前記送信処理部または前記受信処理部のうち、少なくとも一方には、請求項１〜５のうち、何れか１項に記載の移相器を備える、
アレイアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、移相器、およびアレイアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、信号線路の電気長を物理的に変えることで、入力された信号に位相遅延を生じさせて、位相を可変にする移相器が知られている。また、従来では、信号線路の電気長を９０°（１／４波長）としたハイブリッド回路に位相可変素子を並列に接続して反射位相の変化量を増加させることで、出力される通過位相の変化量を増加させる移相器が知られている。しかしながら、電気長を物理的に変える場合には、位相変化量に応じた長さの信号線路が必要になる場合があった。また、位相可変素子による位相変化量を増加させるためには、位相可変素子を複数接続する必要があるため、移相器が大型化する場合があった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】新井宏之、「ハイブリッド形移相器の移相量可変範囲の増加法について」、信学技報、社団法人  電子情報通信学会、ＡＰ２００７−１１９、２００７年１２月、ｐ.２５−２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、移相器の大型化を抑制するとともに、通過位相の変化量をより増加させることができる移相器、およびアレイアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の移相器は、信号入力部と、第１〜第４の信号線路と、信号出力部と、第１および第２の位相可変素子と、制御部とを持つ。信号入力部は、信号が供給される。第１の信号線路は、一端が前記信号入力部に接続される。信号出力部は、前記第１の信号線路の他端に接続される。第２および第３の信号線路は、前記第１の信号線路から互いに異なる箇所で分岐する。第４の信号線路は、一端が前記第２の信号線路における前記第１の信号線路からの分岐点と反対側の端部に接続され、他端が前記第３の信号線路における前記第１の信号線路からの分岐点と反対側の端部に接続される。第１の位相可変素子は、前記第２の信号線路と前記第４の信号線路との接続点に接続される。第２の位相可変素子は、前記第３の信号線路と前記第４の信号線路との接続点に接続される。制御部は、前記第１の位相可変素子と、前記第２の位相可変素子とに接続される。また、前記第２の信号線路の電気長および特性インピーダンスは、第３の信号線路の電気長および特性インピーダンスと同一であり、前記第１の信号線路の電気長または特性インピーダンスの少なくとも一方は、前記第４の信号線路の電気長または特性インピーダンスと異なっている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の移相器１００の構成について説明するための図。
【図２】信号線路１１０Ｄの電気長を変化させたときの反射特性２００と通過位相の位相変化量２０２について説明するための図。
【図３】信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長と、信号線路１１０Ａの電気長とを変化させた場合の反射損失について説明するための図。
【図４】信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長と、信号線路１１０Ａの電気長とを変化させた場合の位相変化量について説明するための図。
【図５】信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃのそれぞれの特性インピーダンスと、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスとを変化させた場合の反射損失について説明するための図。
【図６】信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンスと、信号線路１１０Ａの特性インピーダンスとを変化させた場合の位相変化量について説明するための図。
【図７】実施形態の移相器１００と、比較対象の移相器との通過特性の比較例を示す図。
【図８】実施形態の移相器１００を備えたアレイアンテナ装置３００の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の移相器、およびアレイアンテナ装置を、図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、実施形態の移相器１００の構成について説明するための図である。移相器１００は、信号入力部Ｐ１と、信号出力部Ｐ２と、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄと、位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂと、制御部１３０とを備える。
【０００９】
信号入力部Ｐ１には、信号が供給される。信号入力部Ｐ１に供給される信号は、例えば、図示しないアンテナ素子により生成された受信信号、またはアンテナ素子に供給する送信信号である。信号入力部Ｐ１は、信号線路１１０Ａの一端に接続される。
【００１０】
信号出力部Ｐ２は、信号線路１１０Ａの他端に接続され、信号線路１１０Ａを介して信号入力部Ｐ１に接続される。信号出力部Ｐ２は、信号線路１１０Ａにより伝送された信号が供給され、供給された信号を出力する。
【００１１】
信号線路１１０Ａは、一端が信号入力部Ｐ１に接続され、他端が信号出力部Ｐ２に接続される。信号線路１１０Ｂおよび信号線路１１０Ｃは、信号線路１１０Ａから互いに異なる箇所で分岐した線路である。信号線路１１０Ａと信号線路１１０Ｂとの分岐点１４０Ａは、信号線路１１０Ａと信号線路１１０Ｃとの分岐点１４０Ｂよりも、信号入力部Ｐ１に近い箇所にある。信号線路１１０Ｄは、信号線路１１０Ｂの端部（分岐点１４０Ａと反対側の端部）に接続され、他端が信号線路１１０Ｃの端部（分岐点１４０Ｂと反対側の端部）に接続される。
【００１２】
また、信号線路１１０Ｂの電気長および特性インピーダンスは、信号線路１１０Ｃの電気長および特性インピーダンスと同一である。また、信号線路１１０Ａの電気長または特性インピーダンスの少なくとも一方は、信号線路１１０Ｄの電気長または特性インピーダンスと異なっている。言い換えると、信号線路１１０Ｂと信号線路１１０Ｃとは、線路条件が対称な関係であり、信号線路１１０Ａと信号線路１１０Ｄとは、線路条件が非対称な関係である。線路条件とは、例えば、電気長または特性インピーダンスのうち、少なくとも一方を含む。各信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの具体的な線路条件については、後述する。
【００１３】
また、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄは、例えば、配線基板に形成された薄膜の導電体である。また、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄは、所定温度以下において超伝導状態となる材料を含んでよい。信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄを超伝導状態にすることで、常伝導部材を用いた場合と比較して信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの損失を抑制することができる。
【００１４】
超伝導状態となる材料としては、例えば、ＹＢＣＯ（イットリウム系超伝導体）がある。超伝導体を超伝導状態にするには、非常に低い温度に冷却する必要があるが、ＹＢＣＯの場合には、他の超伝導体に比して高温（例えば、９０ケルビン（Ｋ）以上）で超伝導状態になる。そのため、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの材料にＹＢＣＯを含めることで、他の材料を用いた場合よりも容易に信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄを超伝導状態にすることができる。
【００１５】
位相可変素子１２０Ａは、信号線路１１０Ｂと信号線路１１０Ｄとの接続点１５０Ａに接続される。位相可変素子１２０Ｂは、信号線路１１０Ｃと、信号線路１１０Ｄとの接続点１５０Ｂに接続される。位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂは、制御部１３０の制御により線路に与えられる電位によって、内部の静電容量が変化することで、反射位相の変化量を変化させる。これにより、移相器１００の通過位相の変化量を変化させることができる。
【００１６】
また、位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂは、例えば、ＰＩＮ（P-Intrinsic-N）ダイオードまたはバラクタダイオードである。これらのダイオードを用いることで、他のダイオードに比して低損失となる。また、バラクタダイオードの場合には、逆バイアスの電圧だけで制御することができるため、電流がほとんど流れない。したがって、位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂの発熱を抑制することができ、超伝導状態となる材料を含む信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄを用いる場合には、特に有効である。
【００１７】
制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、制御部１３０のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。制御部１３０は、位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂに電圧を印加してそれぞれの反射位相の変化量を増加させる制御を行う。
【００１８】
次に、実施形態の信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄのそれぞれの電気長の決め方について、具体的に説明する。以下では、最初に信号線路１１０Ｄの電気長の範囲を決定し、決定した信号線路１１０Ｄの電気長の範囲を基準として、他の信号線路１１０Ａ〜１１０Ｃの電気長の範囲を決定する例を説明するものとする。また、以下では、所定の条件で各信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの電気長を変化させたときの移相器１００の出力をシミュレーションした結果を用いて説明する。
【００１９】
図２は、信号線路１１０Ｄの電気長を変化させたときの反射特性２００と通過位相の位相変化量２０２について説明するための図である。図２の横軸は、信号線路１１０Ｄの電気長［ｄｅｇ］であり、縦軸右側は、移相器１００の反射特性［ｄＢ］を示し、縦軸左側は、移相器１００の通過位相の変化量［ｄｅｇ］を示す。また、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｃの電気長は、固定値（例えば、９０［ｄｅｇ］（λ／４波長））であるものとし、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの特性インピーダンスも固定値（例えば、信号線路１１０ＡがＺ０＝５０［Ω］、信号線路１１０Ｂ、１１０Ｃの特性インピーダンスがＺ０／√２［Ω］）であるものとする。
【００２０】
信号線路１１０Ｄの電気長５０〜１３０［ｄｅｇ］の範囲内で変化させた場合、図２に示す反射特性２００および位相変化量２０２の傾向が現れる。ここで、反射特性が低損失であると見なす閾値を−２０[ｄＢ]とすると、反射特性が閾値以下となる信号線路１１０Ｄの電気長の範囲は、約７０〜１１０［ｄｅｇ］となる。また、信号線路１１０Ｄの電気長５０〜１３０［ｄｅｇ］の範囲のうち、位相変化量２０２が増加する範囲は、約５０〜９０［ｄｅｇ］以下である。これらの結果を組み合わせると、信号線路１１０Ｄの電気長の範囲は、約７０〜９０［ｄｅｇ］とするのが好ましい。信号線路１１０Ｄの電気長の範囲を約７０〜９０［ｄｅｇ］にすることで、低反射特性を得つつ、９０°ハイブリッド型の移相器を用いる場合に比して位相変化量を増加させることができる。
【００２１】
次に、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｃの電気長の決め方について説明する。図３は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長と、信号線路１１０Ａの電気長とを変化させた場合の反射損失について説明するための図である。図３の横軸は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長［ｄｅｇ］を示し、縦軸は、信号線路１１０Ａの電気長［ｄｅｇ］を示す。
【００２２】
信号線路１１０Ａを６０〜１２０［ｄｅｇ］の範囲内で変化させるとともに、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃを６０〜１２０［ｄｅｇ］の範囲内で変化させた場合、図３に示す反射損失の傾向が現れる。この傾向に基づいて、反射損失が２０［ｄＢ]以上となる信号線路１１０Ａ〜１１０Ｃの電気長の範囲を決定すると、信号線路１１０Ａの電気長の範囲は、約９０〜１２０［ｄｅｇ］となる。また、反射損失が２０［ｄＢ]以上となる信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長の範囲は、約７０〜１１０［ｄｅｇ］となる。
【００２３】
図４は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長と、信号線路１１０Ａの電気長とを変化させた場合の位相変化量について説明するための図である。図４の横軸は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長［ｄｅｇ］を示し、縦軸は、信号線路１１０Ａの電気長［ｄｅｇ］を示す。
【００２４】
信号線路１１０Ａを６０〜１２０［ｄｅｇ］の範囲内で変化させるとともに、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃを６０〜１２０［ｄｅｇ］の範囲内で変化させた場合、図４に示す位相変化量［ｄｅｇ］の傾向が現れる。この傾向に基づいて、位相変化量が増加する信号線路１１０Ａ〜１１０Ｃの電気長の範囲を決定すると、信号線路１１０Ａの電気長の範囲は、約６０〜１２０［ｄｅｇ］となり、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長の範囲は、約６０〜９０［ｄｅｇ］となる。そのため、低反射特性を得つつ、９０°ハイブリッド型の移相器と比較して位相変化量を増加させるためには、信号線路１１０Ａの電気長約９０〜１２０［ｄｅｇ］、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの電気長約６０〜９０［ｄｅｇ］の範囲から設定される。
【００２５】
ここで、信号線路１１０Ａと、信号線路１１０Ｄとを比較すると、信号線路１１０Ａの電気長は、信号線路１１０Ｄの電気長に比して大きい値となる。このように、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの電気長について上述した条件で設定することで、移相器１００は、低反射特性を得つつ、９０°ハイブリッド型の移相器と比較して位相変化量を増加させることができる。
【００２６】
次に、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの特性インピーダンスの決め方について具体的に説明する。なお、以下では、信号線路１１０Ａの特性インピーダンスＺ０＝５０［Ω］とし、この特性インピーダンスＺ０を基準として、他の信号線路１１０Ｂ〜１１０Ｄの特性インピーダンスを、シミュレーション結果に基づいて決定する例を説明するものとする。
【００２７】
図５は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃのそれぞれの特性インピーダンスと、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスとを変化させた場合の反射損失について説明するための図である。図５の横軸は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンス［Ω］を示し、縦軸は、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンス［Ω］を示す。
【００２８】
信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃのそれぞれの特性インピーダンスを２５〜５３［Ω］の範囲内で変化させるとともに、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスを４０〜１１０［Ω］の範囲内で変化させた場合、図５に示す反射損失の傾向が現れる。この傾向に基づいて、反射損失が２０［ｄＢ]以上となる信号線路１１０Ｂ〜１１０Ｄの特性インピーダンスの範囲を決定すると、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの範囲は、約３０〜４９[Ω]となる。また、反射損失が２０［ｄＢ]以上となる信号線路１１０Ｄの範囲は、約４０〜１００［Ω］となる。
【００２９】
図６は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンスと、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスとを変化させた場合の位相変化量について説明するための図である。図６の横軸は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンス［Ω］を示し、縦軸は、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンス［Ω］を示す。
【００３０】
信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンスを２５〜５３［Ω］の範囲内で変化させるとともに、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスを４０〜１００［Ω］の範囲内で変化させた場合、図６に示す位相変化量［ｄｅｇ］の傾向が現れる。この傾向に基づいて、位相変化量が増加する信号線路１１０Ｂ〜１１０Ｄの特性インピーダンスの範囲を決定すると、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンスの範囲は、約３５〜５３［Ω］となり、信号線路１１０Ｄの電気長の範囲は、約５０〜１１０の範囲となる。
【００３１】
したがって、図５および図６の結果から、特性インピーダンスの範囲は、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピーダンスが、信号線路１１０Ａの特性インピーダンスＺ０に比してＺ０／√２より大きい範囲で決定し、信号線路１１０Ｄの特性インピーダンスは、Ｚ０よりも大きい範囲で決定する。これにより、低反射特性を維持しつつ９０°ハイブリッド型の移相器を用いる場合と比較して位相変化量を増加させることができる。
【００３２】
次に、実施形態の移相器１００と、従来の移相器との通過特性の比較例について図を用いて説明する。図７は、実施形態の移相器１００と、比較対象の移相器との通過特性の比較例を示す図である。図７の横軸は、位相可変素子の反射位相[ｄｅｇ]を示し、縦軸は、通過位相［ｄｅｇ］を示す。実施形態の信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄは、上述した実施形態の移相器１００における電気長および特性インピーダンスの線路条件を満たすものとする。また、比較対象の移相器とは、９０°ハイブリッド型の移相器である。９０°ハイブリッド型の移相器は、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの線路条件が移相器１００と異なる。比較対象の移相器は、信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄの電気長が全て同一（例えば、９０［ｄｅｇ］）である。また、比較対象の移相器の信号線路１１０Ａおよび１１０Ｄの特性インピ―ダンスは、Ｚ０＝５０［Ω］で互いに同一であり、信号線路１１０Ｂおよび１１０Ｃの特性インピ―ダンスは、Ｚ０／√２［Ω］で互いに同一である。
【００３３】
ここで、１［Ω］の素子抵抗を有する位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂの反射位相を、０°〜３６０°の範囲で変化させた場合、図７に示す通過位相の傾向が現れる。実施形態における移相器１００の通過位相２１０と、比較対象の移相器の通過位相２１２とを比較すると、比較対象の移相器の通過位相の変化は、位相可変素子の反射位相の変化に対して線形に変化するのに対して、実施形態の移相器１００では、非線形に変位する。また、実施形態の移相器１００を用いた場合の通過位相２１０は、位相可変素子１２０Ａおよび１２０Ｂの反射位相が約６０〜３３０［ｄｅｇ］において増加していることが分かる。図７に示す比較例からも分かるように、実施形態の線路条件を満たす信号線路１１０Ａ〜１１０Ｄを接続することで、移相器の大型化を抑制するとともに、低反射特性を得つつ９０°ハイブリッド型の移相器を用いる場合と比較して位相変化量を増加させることができる。
【００３４】
次に、実施形態の移相器１００を備えたアレイアンテナ装置について、図を用いて説明する。図８は、実施形態の移相器１００を備えたアレイアンテナ装置３００の構成例を示す図である。アレイアンテナ装置３００は、例えば、複数のアンテナ素子３１０−１〜３１０−ｎ（ｎは、２以上の自然数）と、複数の送受信切換部３２０−１〜３２０−ｎと、分配器３３０と、複数の送信処理部３４０−１〜３４０−ｎと、複数の受信処理部３５０−１〜３５０−ｎと、合成部３６０とを備える。以下の説明では、複数のアンテナ素子３１０−１〜３１０−ｎは、それぞれ同様の構成とし、何れのアンテナ素子であるか区別しないときは、何れのアンテナ素子であるかを示すハイフン以降の符号を省略し、「アンテナ素子３１０」と称して説明する。また、ハイフンを用いて説明する他の構成についても同様とする。
【００３５】
アンテナ素子３１０は、送受信切換部３２０により供給された送信信号に基づいて、送信用の電波を生成し、生成した電波を空間上に出力する。また、アンテナ素子３１０は、空間から到来する電波を受信して受信信号を生成する。
【００３６】
送受信切換部３２０は、アンテナ素子３１０を、送信処理部３４０および受信処理部３５０の何れか一方に切り換えて接続する。送受信切換部３２０は、例えば、サーキュレータまたは同軸スイッチである。
【００３７】
分配器３３０は、入力される送信信号を複数の送信処理部３４０−１〜３４０−ｎの各々に分配する。
【００３８】
送信処理部３４０は、例えば、移相器１００Ａと、電力増幅器３４２と、フィルタ部３４４とを備える。移相器１００Ａは、分配器３３０から入力される送信信号に所定の位相制御を行う。例えば、移相器１００Ａ−１〜１００Ａ−ｎは、それぞれに対応するアンテナ素子３１０−１〜３１０−ｎから放射するビームの向きに応じて各送信信号の位相を調整する。また、移相器１００Ａは、位相制御後の送信信号を電力増幅器３４２に出力する。
【００３９】
電力増幅器３４２は、移相器１００Ａから入力される送信信号を所定の利得で電力増幅を行い、電力増幅後の送信信号をフィルタ部３４４に出力する。フィルタ部３４４は、電力増幅器３４２から入力される送信信号のうち所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行い、不要波が抑制された送信信号を送受信切換部３２０に出力する。これにより、送信信号は、送受信切換部３２０を介してアンテナ素子３１０から空間へ放射される。
【００４０】
受信処理部３５０は、例えば、リミッタ３５２と、フィルタ部３５４と、低雑音増幅器３５６と、移相器１００Ｂとを備える。リミッタ３５２は、アンテナ素子３１０によって受信され、送受信切換部３２０を介して入力される受信信号の信号レベルを所定レベルに制限し、レベル制限後の受信信号をフィルタ部３５４に出力する。
【００４１】
フィルタ部３５４は、リミッタ３５２から入力される受信信号のうち、所定の周波数帯域成分を通過させる帯域通過制御を行い、帯域通過制御後の送信信号を低雑音増幅器３５６に出力する。
【００４２】
低雑音増幅器３５６は、フィルタ部３５４から入力される受信信号を低雑音で増幅し、増幅後の受信信号を移相器１００Ｂに出力する。
【００４３】
移相器１００Ｂは、低雑音増幅器３５６から入力される受信信号に所定の位相制御を行う。例えば、移相器１００Ｂは、位相制御により、受信したいビームの向きに対応した位相に調整する。移相器１００Ｂは、位相制御後の受信信号を合成部３６０に出力する。
【００４４】
合成部３６０は、複数の移相器１００Ｂ−１〜１００Ｂ−ｎから入力される受信信号を合成し、合成した信号を受信ビームとして出力する。
【００４５】
なお、アレイアンテナ装置３００は、送信処理部３４０および受信処理部３５０のうち、少なくとも一方に実施形態の移相器１００を備えていてもよい。図８に示すアレイアンテナ装置３００に実施形態の移相器１００（図８の例では、移相器１００Ａおよび１００Ｂ）を備えることで、より高感度なアレイアンテナ装置を実現できる。
【００４６】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、移相器１００は、信号が供給される信号入力部Ｐ１と、一端が信号入力部Ｐ１に接続された第１の信号線路１１０Ａと、第１の信号線路１１０Ａの他端に接続された信号出力部Ｐ２と、第１の信号線路１１０Ａから互いに異なる箇所で分岐する第２の信号線路１１０Ｂおよび第３の信号線路１１０Ｃと、一端が第２の信号線路１１０Ｂにおける第１の信号線路１１０Ａからの分岐点と反対側の端部に接続され、他端が第３の信号線路１１０Ｃにおける第１の信号線路１１０Ａからの分岐点と反対側の端部に接続された第４の信号線路１１０Ｄと、第２の信号線路１１０Ｂと第４の信号線路１１０Ｄとの接続点に接続された第１の位相可変素子１２０Ａと、第３の信号線路１１０Ｃと第４の信号線路１１０Ｄとの接続点に接続された第２の位相可変素子１２０Ｂと、第１の位相可変素子１２０Ａと、第２の位相可変素子１２０Ｂとに接続された制御部１３０と、を持ち、第２の信号線路１１０Ｂの電気長および特性インピーダンスは、第３の信号線路１１０Ｃの電気長および特性インピーダンスと同一であり、第１の信号線路１１０Ａの電気長または特性インピーダンスの少なくとも一方は、第４の信号線路１１０Ｄの電気長または特性インピーダンスと異なっていることで、移相器の大型化を抑制するとともに、通過位相の変化量をより増加させることができる。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１００…移相器、１１０…信号線路、１２０…位相可変素子、１３０…制御部、１４０…分岐点、１５０…接続点、３００…アレイアンテナ装置、３１０…アンテナ素子、３２０…送受信切換部、３３０…分配器、３４０…送信処理部、３５０…受信処理部、３６０…合成部、Ｐ１…信号入力部、Ｐ２…信号出力部
【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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