(57)【要約】【課題】分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができるようにする。【解決手段】受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器１２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成する。【選択図】図１
2015001429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を発生する信号源と、上記信号源により発生された高周波信号に対する遅延処理及び位相可変処理を実施する複数の信号処理系統と、上記信号処理系統による処理後の高周波信号を送信する複数の素子アンテナとから構成されているフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定装置において、
上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、
上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御手段と、
上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信手段と、
上記高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
上記電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定手段とを備えていることを特徴とする遅延時間差測定装置。
【請求項２】
遅延時間差推定手段は、
電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択手段により選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択手段により選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出部と、
上記第１の伝搬時間差算出部により算出された第１の伝搬時間差と、上記第２の伝搬時間差算出部により算出された第２の伝搬時間差との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差として算出する遅延時間差算出部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の遅延時間差測定装置。
【請求項３】
遅延時間差推定手段は、
電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択手段により選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択手段により選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出部と、
上記一方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間と、上記他方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間との差分である遅延処理時間差を算出する遅延処理時間差算出部と、
２つの信号処理系統間の遅延時間差として、上記第１の伝搬時間差算出部により算出された第１の伝搬時間差から、上記第２の伝搬時間差算出部により算出された第２の伝搬時間差と上記遅延処理時間差算出部により算出された遅延処理時間差を減算する遅延時間差算出部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の遅延時間差測定装置。
【請求項４】
遅延時間差推定手段は、電界強度測定手段により測定された電界強度の極大値の中から、隣接している２つの極大値を選択し、上記電界強度の変動周期として、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項５】
遅延時間差推定手段は、電界強度測定手段により測定された電界強度の極大値の中から、隣接している２つの極大値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求め、上記電界強度の変動周期として、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項６】
遅延時間差推定手段は、電界強度測定手段により測定された電界強度の極小値の中から、隣接している２つの極小値を選択し、上記電界強度の変動周期として、２つの極小値に対応する周波数の間隔を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項７】
遅延時間差推定手段は、電界強度測定手段により測定された電界強度の極小値の中から、隣接している２つの極小値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極小値に対応する周波数の間隔を求め、上記電界強度の変動周期として、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項８】
遅延時間差推定手段は、電界強度測定手段により測定された電界強度をフーリエ変換し、その変換結果から上記電界強度の変動周期を求めることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項９】
遅延時間差推定手段は、予め、各々の遅延時間差に対応する電界強度を保持しており、各々の遅延時間差に対応する電界強度の中から、電界強度測定手段により測定された電界強度と最も相関が高い電界強度を特定し、上記電界強度に対応する遅延時間差を２つの信号処理系統間の遅延時間差として推定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項１０】
１つの信号処理系統に対して複数の素子アンテナが接続されている場合、
信号送信制御手段は、信号処理系統選択手段により選択された信号処理系統と接続されている複数の素子アンテナの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施し、
遅延時間差推定手段は、上記信号送信制御手段により素子アンテナが切り替えられる毎に、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定して、複数の推定結果の平均値を算出することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項１１】
信号処理系統毎に、信号源を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置。
【請求項１２】
信号源と信号処理系統からなるダイレクトディジタルシンセサイザを実装していることを特徴とする請求項１１記載の遅延時間差測定装置。
【請求項１３】
高周波信号を受信する複数の素子アンテナと、上記素子アンテナにより受信された高周波信号に対する遅延処理及び位相可変処理を実施する複数の信号処理系統とから構成されているフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定装置において、
高周波信号を発生する信号源と、
上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、送信アンテナから上記高周波信号を上記フェーズドアレーアンテナ装置に送信させる信号送信制御手段と、
上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、
上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統による処理後の高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
上記電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定手段とを備えていることを特徴とする遅延時間差測定装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の遅延時間差測定装置により推定された遅延時間差にしたがって信号処理系統における遅延処理での遅延時間が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置。
【請求項１５】
高周波信号を発生する信号源と、上記信号源により発生された高周波信号に対する遅延処理及び位相可変処理を実施する複数の信号処理系統と、上記信号処理系統による処理後の高周波信号を送信する複数の素子アンテナとから構成されているフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定方法において、
信号処理系統選択手段が、上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択処理ステップと、
信号送信制御手段が、上記信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御ステップと、
高周波信号受信手段が、上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信処理ステップと、
電界強度測定手段が、上記高周波信号受信処理ステップで受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定処理ステップと、
遅延時間差推定手段が、上記電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定処理ステップとを備えていることを特徴とする遅延時間差測定方法。
【請求項１６】
遅延時間差推定処理ステップは、
電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択処理ステップで選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択処理ステップで選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記第１の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第１の伝搬時間差と、上記第２の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第２の伝搬時間差との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差として算出する遅延時間差算出処理ステップとから構成されていることを特徴とする請求項１５記載の遅延時間差測定方法。
【請求項１７】
遅延時間差推定処理ステップは、
電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、信号源から信号処理系統選択処理ステップで選択された一方の信号処理系統を経由して高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記信号源から上記信号処理系統選択処理ステップで選択された他方の信号処理系統を経由して上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第１の伝搬時間差を算出する第１の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間と、上記他方の信号処理系統と接続されている素子アンテナから上記高周波信号受信手段に至るまでの高周波信号の伝搬時間との差分である第２の伝搬時間差を算出する第２の伝搬時間差算出処理ステップと、
上記一方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間と、上記他方の信号処理系統における遅延処理での遅延時間との差分である遅延処理時間差を算出する遅延処理時間差算出処理ステップと、
上記第１の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第１の伝搬時間差から、上記第２の伝搬時間差算出処理ステップで算出された第２の伝搬時間差と上記遅延処理時間差算出処理ステップで算出された遅延処理時間差を減算し、その減算結果を２つの信号処理系統間の遅延時間差として出力する遅延時間差算出処理ステップとから構成されていることを特徴とする請求項１５記載の遅延時間差測定方法。
【請求項１８】
高周波信号を受信する複数の素子アンテナと、上記素子アンテナにより受信された高周波信号に対する遅延処理及び位相可変処理を実施する複数の信号処理系統とから構成されているフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定方法において、
信号送信制御手段が、信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、送信アンテナから上記高周波信号を上記フェーズドアレーアンテナ装置に送信させる信号送信制御処理ステップと、
信号処理系統選択手段が、上記複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択処理ステップと、
電界強度測定手段が、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統による処理後の高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定処理ステップと、
遅延時間差推定手段が、上記電界強度測定処理ステップで測定された電界強度の変動周期から、上記信号処理系統選択処理ステップで選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する遅延時間差推定処理ステップとを備えていることを特徴とする遅延時間差測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、通信装置やレーダ装置などに搭載されるフェーズドアレーアンテナ装置における信号処理系統間の遅延時間差を測定する遅延時間差測定装置及び遅延時間差測定方法と、その遅延時間差測定装置により測定された遅延時間差にしたがって信号処理系統における遅延処理での遅延時間が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広帯域なフェーズドアレーアンテナ装置において、高周波信号の周波数に依らずに、同じ移相量を与える移相器（以下、「３６０度移相器」と称する）を用いて、各素子アンテナの励振位相が設定された場合、帯域内でビーム指向誤差やサイドローブレベルの上昇が発生する。
ビーム指向誤差やサイドローブレベルの上昇の発生を回避するため、実時間遅延手段と３６０度移相器を併用しているフェーズドアレーアンテナ装置が下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
しかし、実時間遅延手段と３６０度移相器を併用しているフェーズドアレーアンテナ装置でも、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合には放射パターンが劣化する問題が生じる。
ここで、図１４は放射パターンの一例を示す説明図である。
図１４では、４５度を理想的に指向している場合の放射パターンを破線で示し、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンを実線で示している。
図１４から明らかなように、遅延時間に誤差が有る場合、指向方向のずれや、サイドローブレベルの上昇が生じている。
【０００４】
以下の特許文献２に開示されているフェーズドアレーアンテナ装置では、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンの劣化を解消するため、予め、実時間遅延手段の実際の出力値を測定して実際の出力値を保持し、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差があれば、保持している実際の出力値を参照して、３６０度移相器の移相量を設定するようにしている。
ただし、例えば、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延は補正することができない。
また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができない。また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後に、再調整が必要になった場合には、フェーズドアレーアンテナ装置を分解して、有線区間の遅延時間を測定する必要があるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置には適用することができない。
【０００５】
なお、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成した上で、空間を介した測定を行って各素子アンテナの位相を校正する方法が以下の特許文献３に開示されている。
しかし、この方法は、位相の測定や校正を目的としており、実時間遅延の測定や校正には適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４０７２３号公報（段落番号［０００６］）
【特許文献２】特開２００２−０７６７４３号公報（段落番号［０００７］）
【特許文献３】特開昭５７−１６２８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のフェーズドアレーアンテナ装置は以上のように構成されているので、予め、実時間遅延手段の実際の出力値を測定して実際の出力値を保持するようにすれば、実時間遅延手段の設定値と実際の出力値との間に誤差がある場合の放射パターンの劣化を解消することができる。しかし、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延は補正することができない。また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができない課題があった。
また、フェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後に、再調整が必要になった場合には、フェーズドアレーアンテナ装置を分解しなければ、有線区間の遅延時間を測定することができず、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置には適用することができない課題があった。
【０００８】
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、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる遅延時間差測定装置及び遅延時間差測定方法を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の遅延時間差測定装置により測定された遅延時間差にしたがって遅延時間が校正されているフェーズドアレーアンテナ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】
【０００９】
この発明に係る遅延時間差測定装置は、複数の信号処理系統の中から、２つの信号処理系統を選択する信号処理系統選択手段と、信号源により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナから高周波信号を送信させる信号送信制御手段と、上記素子アンテナから送信された高周波信号を受信する高周波信号受信手段と、高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段とを設け、遅延時間差推定手段が、電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、高周波信号受信手段により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を設け、遅延時間差推定手段が、電界強度測定手段により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択手段により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２３を示す構成図である。
【図４】高周波信号の周波数ｆと受信電界レベル｜Ｅ｜の関係を示す説明図である。
【図５】隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のピーク点から受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定する例を示す説明図である。
【図６】受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における隣り合う極大値から受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定する例を示す説明図である。
【図７】２本の直線の交点をヌル点とみなして、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定する例を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２４を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態３によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態４によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態５によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
【図１４】放射パターンの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図である。
図１において、フェーズドアレーアンテナ装置１は信号源２、実時間遅延部（ＴＴＤ）３、３６０度移相器４及び素子アンテナ５から構成されている。
信号源２は制御部１３が指示する周波数の高周波信号を発生し、その高周波信号をＮ個の実時間遅延部３−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に出力する信号発生回路である。
【００１３】
実時間遅延部３−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は遅延時間が異なる複数の遅延素子と、複数の遅延素子の中から、ユーザにより指定された１つの遅延素子を選択する選択スイッチとから構成されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施する。
３６０度移相器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は実時間遅延部３−ｎによる遅延処理後の高周波信号に対する位相可変処理を実施する。
なお、実時間遅延部３−ｎ及び３６０度移相器４−ｎから信号処理系統が構成されている。
【００１４】
以下、説明の便宜上、実時間遅延部３−１と３６０度移相器４−１からなる信号処理系統を系統（１）、実時間遅延部３−２と３６０度移相器４−２からなる信号処理系統を系統（２）、実時間遅延部３−３と３６０度移相器４−３からなる信号処理系統を系統（３）のように表記する。
素子アンテナ５−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は３６０度移相器４−ｎによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
【００１５】
受信アンテナ１１はフェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−ｎから送信された高周波信号を受信する部材である。なお、受信アンテナ１１は高周波信号受信手段を構成している。
電界強度測定器１２は受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する処理を実施する。なお、電界強度測定器１２は電界強度測定手段を構成している。
【００１６】
制御部１３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、フェーズドアレーアンテナ装置１に対する制御や、信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理などを実施する。
制御部１３の信号処理系統選択部２１はＮ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する処理を実施する。なお、信号処理系統選択部２１は信号処理系統選択手段を構成している。
例えば、信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
【００１７】
制御部１３の信号送信制御部２２は信号源２により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナ５から高周波信号を送信させる処理を実施する。なお、信号送信制御部２２は信号送信制御手段を構成している。
制御部１３の遅延時間差推定部２３は電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２３は遅延時間差推定手段を構成している。
【００１８】
図１の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
【００１９】
図３はこの発明の実施の形態１による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２３を示す構成図であり、図３において、第１の伝搬時間差算出部３１は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する処理を実施する。
【００２０】
第２の伝搬時間差算出部３２は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２との差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する処理を実施する。
遅延時間差算出部３３は第１の伝搬時間差算出部３１により算出された第１の伝搬時間差Ｔと、第２の伝搬時間差算出部３２により算出された第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）との差分を２つの信号処理系統間の遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）として算出する処理を実施する。
【００２１】
次に動作について説明する。
この実施の形態１では、Ｎ個の信号処理系統における高周波信号の伝搬時間差、即ち、フェーズドアレーアンテナ装置１における各系統の有線区間での伝搬時間差を遅延時間差として推定する。
具体的には、以下の通りである。
【００２２】
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する（図２のステップＳＴ１）。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
【００２３】
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する（ステップＳＴ２）。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
【００２４】
系統（１）の実時間遅延部３−１は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
【００２５】
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２に出力する。
これにより、素子アンテナ５−１から高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２から高周波信号が送信される。
【００２６】
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１，５−２から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、その高周波信号の電界強度を測定する（ステップＳＴ３）。
ここで、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、受信アンテナ１１で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器１２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
【００２７】
一方、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器１２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（１）のように表される。
2015001429.tif 000003
【００２８】
式（１）において、Ｔは信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２））    （２）
【００２９】
信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（１）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４は高周波信号の周波数ｆと受信電界レベル｜Ｅ｜の関係を示す説明図である。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（３）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ）                            （３）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（３）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
【００３０】
そこで、遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆは、図４に示すように、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点を検出することで特定してもよいが、図５に示すように、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のピーク点を検出することで特定してもよい。
また、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値は、図６に示すように、余弦状に変化するので、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値を算出し、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における隣り合う極大値に対応する周波数の間隔を特定するようにしてもよい。
また、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における隣り合う極小値に対応する周波数の間隔を特定するようにしてもよい。
【００３１】
ここでは、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極大値の中から、隣接している任意の２つの極大値を選択し、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求めるものを示したが、全ての極大値に対応する周波数の間隔が一定であるとは限らないので、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極大値の中から、隣接している２つの極大値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極大値に対応する周波数の間隔を求め、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出するようにしてもよい。
同様に、受信電界レベル｜Ｅ｜の２乗値における極小値の中から、隣接している２つの極小値の組み合わせを複数選択して、その組み合わせ毎に、２つの極小値に対応する周波数の間隔を求め、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆとして、各組み合わせに係る周波数の間隔の平均値を算出するようにしてもよい。
【００３２】
さらに、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆは、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅをフーリエ変換し、その変換結果から特定するようにしてもよい。
なお、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点を検出することで、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定する際、ヌル点を検出することが困難な場合がある。このような場合、図７に示すように、●で表している８点を用いて直線を４本引き、２本の直線の交点をヌル点とみなして、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定するようにしてもよい。
【００３３】
遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する（ステップＳＴ４）。
【００３４】
遅延時間差推定部２３の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。なお、伝搬時間Ａｉｒ１，Ａｉｒ２は、言うまでもないが、無線区間（空間）の伝搬時間である。
【００３５】
遅延時間差推定部２３の遅延時間差算出部３３は、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する（ステップＳＴ５）。
【００３６】
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
【００３７】
制御部１３は、遅延時間差算出部３３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
【００３８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器１２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
【００３９】
なお、この実施の形態１では、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するものを示したが、遅延時間差推定部２３が、予め、２つの信号処理系統間における各々の遅延時間差に対応する電界強度を保持しておき、各々の遅延時間差に対応する電界強度の中から、電界強度測定器１２により測定された電界強度と最も相関が高い電界強度を特定し、その電界強度に対応する遅延時間差を２つの信号処理系統間の遅延時間差として推定するようにしてもよい。
【００４０】
即ち、遅延時間差推定部２３は、各々の遅延時間差に対応する電界強度を計算（例えば、コンピュータでシミュレーションを実施することで、各々の遅延時間差に対応する電界強度を計算）し、その計算結果をメモリに格納する。
遅延時間差推定部２３は、電界強度測定器１２が電界強度を測定すると、メモリに格納されている各々の遅延時間差に対応する電界強度と、電界強度測定器１２により測定された電界強度との相関を求める。相関を求め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。
遅延時間差推定部２３は、メモリに格納されている各々の遅延時間差に対応する電界強度の中から、電界強度測定器１２により測定された電界強度と最も相関が高い電界強度を特定し、その電界強度に対応する遅延時間差を２つの信号処理系統間の遅延時間差として推定する。
【００４１】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
制御部１３の遅延時間差推定部２４は電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２４は遅延時間差推定手段を構成している。
【００４２】
図８の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図９はこの発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の処理内容（遅延時間差測定方法）を示すフローチャートである。
【００４３】
図１０はこの発明の実施の形態２による遅延時間差測定装置の遅延時間差推定部２４を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
第１の伝搬時間差算出部４１は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する処理を実施する。
【００４４】
遅延処理時間差算出部４２は例えば信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択された場合、実時間遅延部３−１における伝搬時間（遅延処理での遅延時間ＴＴＤ１）と、実時間遅延部３−２における伝搬時間（遅延処理での遅延時間ＴＴＤ２）との差分である遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出する処理を実施する。
遅延時間差算出部４３は２つの信号処理系統間の遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）として、第１の伝搬時間差算出部４１により算出された第１の伝搬時間差Ｔから、第２の伝搬時間差算出部３２により算出された第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）と遅延処理時間差算出部４２により算出された遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を減算する処理を実施する。
【００４５】
上記実施の形態１では、信号源２から素子アンテナ５−ｎに至るまでの遅延時間差を推定するものを示したが、この実施の形態２では、その遅延時間差から実時間遅延部３−２における遅延処理での遅延時間を除いた遅延時間差（信号源２から実時間遅延部３−ｎに至るまでの遅延時間差と、実時間遅延部３−ｎから素子アンテナ５−ｎに至るまでの遅延時間差との合計）を推定するものについて説明する。
【００４６】
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、上記実施の形態１と同様に、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する（図９のステップＳＴ１１）。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
【００４７】
信号処理系統選択部２１は、系統（１）と系統（２）を選択すると、系統（１）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ１）を設定するとともに、系統（２）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ２）を設定する（ステップＳＴ１２）。
ただし、遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）は異なる時間であり、双方の遅延処理に時間差を持たせるようにする。
【００４８】
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、上記実施の形態１と同様に、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する（ステップＳＴ１３）。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
【００４９】
系統（１）の実時間遅延部３−１は、先に設定された遅延時間（ＴＴＤ１）だけ、信号源２により発生された高周波信号を遅延する処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、先に設定された遅延時間（ＴＴＤ２）だけ、信号源２により発生された高周波信号を遅延する処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
【００５０】
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２に出力する。
これにより、素子アンテナ５−１から高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２から高周波信号が送信される。
【００５１】
受信アンテナ１１は、上記実施の形態１と同様に、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１，５−２から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する（ステップＳＴ１４）。
ここで、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、受信アンテナ１１で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器１２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
【００５２】
一方、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器１２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（４）のように表される。
2015001429.tif 000004
【００５３】
式（４）において、Ｔは信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２））                                            （５）
【００５４】
上記実施の形態１でも説明したように、信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（４）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（６）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ）                          （６）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（６）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
【００５５】
そこで、遅延時間差推定部２４の第１の伝搬時間差算出部４１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆの特定方法は、上記実施の形態１における第１の伝搬時間差算出部３１が用いる方法と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００５６】
第１の伝搬時間差算出部４１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（６）に代入して、信号源２から系統（１）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋ＴＴＤ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から系統（２）を経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋ＴＴＤ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する（ステップＳＴ１５）。
【００５７】
遅延時間差推定部２４の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、上記実施の形態１と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、素子アンテナ５−１から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２から受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
【００５８】
遅延時間差推定部２４の遅延処理時間差算出部４２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択して、系統（１）の実時間遅延部３−１における遅延処理での遅延時間をＴＴＤ１に設定し、系統（２）の実時間遅延部３−２における遅延処理での遅延時間をＴＴＤ２に設定すると、その遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）との差分である遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出する。
【００５９】
遅延時間差推定部２４の遅延時間差算出部４３は、第１の伝搬時間差算出部４１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出し、遅延処理時間差算出部４２が遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を算出すると、第１の伝搬時間差算出部４１により算出された第１の伝搬時間差Ｔから、第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）と遅延処理時間差（ＴＴＤ１−ＴＴＤ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する（ステップＳＴ１６）。
【００６０】
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
【００６１】
制御部１３は、遅延時間差算出部４３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
【００６２】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、受信アンテナ１１により受信された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器１２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器１２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
なお、この実施の形態２では、遅延時間（ＴＴＤ１）と遅延時間（ＴＴＤ２）を異なる時間に設定して、実時間遅延部３−１と実時間遅延部３−２の遅延処理に時間差を持たせているので、第１の伝搬時間差算出部４１により算出される第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を大きくすることができる。その結果、狭い周波数間隔で受信電界レベル｜Ｅ｜が変化するため、必要な周波数帯域を狭くすることができる。
【００６３】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１及び図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３６０度移相器４−ｎａ及び３６０度移相器４−ｎｂは実時間遅延部３−ｎと接続されており、実時間遅延部３−ｎによる遅延処理後の高周波信号に対する位相可変処理を実施する。
なお、実時間遅延部３−ｎ及び３６０度移相器４−ｎａ，４−ｎｂから信号処理系統が構成されている。
以下、説明の便宜上、実時間遅延部３−１と３６０度移相器４−１ａ，４−１ｂからなる信号処理系統を系統（１）、実時間遅延部３−２と３６０度移相器４−２ａ，４−２ｂからなる信号処理系統を系統（２）、実時間遅延部３−３と３６０度移相器４−３ａ，４−３ｂからなる信号処理系統を系統（３）のように表記する。
素子アンテナ５−ｎａは３６０度移相器４−ｎａによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
素子アンテナ５−ｎｂは３６０度移相器４−ｎｂによる位相可変処理後の高周波信号を送信する部材である。
【００６４】
制御部１３の信号送信制御部２５は図１及び図８の信号送信制御部２２と同様に、信号源２により発生される高周波信号の周波数をスイープさせながら、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統と接続されている素子アンテナ５から高周波信号を送信させる処理を実施するほか、信号処理系統選択部２１により選択された信号処理系統と接続されている素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。なお、信号送信制御部２５は信号送信制御手段を構成している。
制御部１３の遅延時間差推定部２６は信号送信制御部２５により素子アンテナが切り替えられる毎に、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定し、複数の推定結果の平均値を算出する処理を実施する。なお、遅延時間差推定部２６は遅延時間差推定手段を構成している。
【００６５】
図１１の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である受信アンテナ１１、電界強度測定器１２及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である電界強度測定器１２及び制御部１３がコンピュータで構成されている場合、電界強度測定器１２及び制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００６６】
この実施の形態３では、各々の信号処理系統に対して、２本の素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂが接続されている点で、上記実施の形態１，２と相違している。
遅延時間差推定部２６が信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定する際には、信号送信制御部２５が、２本の素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替えるようにする。
具体的には、以下の通りである。
【００６７】
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、上記実施の形態１，２と同様に、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
【００６８】
制御部１３の信号送信制御部２５は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、系統（１）と接続されている素子アンテナ５−１ａ，５−１ｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。
また、系統（２）と接続されている素子アンテナ５−２ａ，５−２ｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施する。
ここでは、説明の便宜上、素子アンテナ５−１ａ，５−２ａから高周波信号を送信させたのち、素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂから高周波信号を送信させるように切り替えるものとする。
なお、上記実施の形態２と同様に、信号処理系統選択部２１が、実時間遅延部３−１，３−２における遅延処理での遅延時間（ＴＴＤ１）（ＴＴＤ２）を設定するようにしてもよいが、ここでは説明の簡単化のため、特に遅延時間（ＴＴＤ１）（ＴＴＤ２）を設定しないものとして説明する。
【００６９】
信号送信制御部２５は、高周波信号を送信させる素子アンテナを素子アンテナ５−１ａ，５−２ａに設定すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
【００７０】
系統（１）の実時間遅延部３−１は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
【００７１】
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１ａに出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２ａに出力する。
これにより、素子アンテナ５−１ａから高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２ａから高周波信号が送信される。
【００７２】
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１ａ，５−２ａから送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する。
【００７３】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第１の伝搬時間差算出部３１と同様に、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
遅延時間差推定部２６は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から素子アンテナ５−１ａを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から素子アンテナ５−２ａを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
【００７４】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第２の伝搬時間差算出部３２と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１ａ，５−２ａまでを測距することで、素子アンテナ５−１ａから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２ａから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
【００７５】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における遅延時間差算出部３３と同様に、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
【００７６】
次に、制御部１３の信号送信制御部２５は、高周波信号を送信させる素子アンテナを素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂに切り替えて、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生する。
これにより、周波数が順次変化する高周波信号が系統（１）の実時間遅延部３−１及び系統（２）の実時間遅延部３−２に入力される。
【００７７】
系統（１）の実時間遅延部３−１は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−１に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、上記実施の形態１と同様に、信号源２により発生された高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を３６０度移相器４−２に出力する。
【００７８】
系統（１）の３６０度移相器４−１は、実時間遅延部３−１から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−１ｂに出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、実時間遅延部３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を素子アンテナ５−２ｂに出力する。
これにより、素子アンテナ５−１ｂから高周波信号が送信されるとともに、素子アンテナ５−２ｂから高周波信号が送信される。
【００７９】
受信アンテナ１１は、フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂから送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を電界強度測定器１２に出力する。
電界強度測定器１２は、受信アンテナ１１から高周波信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その高周波信号の電界強度を測定する。
【００８０】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第１の伝搬時間差算出部３１と同様に、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
遅延時間差推定部２６は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（３）に代入して、信号源２から素子アンテナ５−１ｂを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、信号源２から素子アンテナ５−２ｂを経由して受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
【００８１】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における第２の伝搬時間差算出部３２と同様に、例えば、受信アンテナ１１から素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂまでを測距することで、素子アンテナ５−１ｂから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、素子アンテナ５−２ｂから受信アンテナ１１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
【００８２】
遅延時間差推定部２６は、図１の遅延時間差推定部２３における遅延時間差算出部３３と同様に、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
【００８３】
遅延時間差推定部２６は、素子アンテナ５−１ａ，５−２ａが高周波信号を送信しているときの遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）と、素子アンテナ５−１ｂ，５−２ｂが高周波信号を送信しているときの遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）とを算出すると、双方の算出結果の平均値を算出し、最終的に、その平均値を系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）とする。
【００８４】
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
【００８５】
制御部１３は、遅延時間差算出部４３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
【００８６】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、制御部１３の信号送信制御部２５が、信号処理系統選択部２１により選択された信号処理系統と接続されている素子アンテナ５−ｎａ，５−ｎｂの中から、高周波信号を送信させる１つの素子アンテナを順番に切り替える処理を実施し、遅延時間差推定部２６が、信号送信制御部２５により素子アンテナが切り替えられる毎に、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定して、複数の推定結果の平均値を算出するように構成したので、２つの信号処理系統間の遅延時間差の測定精度を高めることができる効果を奏する。
【００８７】
図１１では、１つの信号処理系統に対して、２本の素子アンテナ５が接続されているフェーズドアレーアンテナ装置の例を示しているが、３本以上の素子アンテナ５が接続されていてもよい。
【００８８】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、１つの信号源２が高周波信号をＮ個の実時間遅延部３−ｎに分配している例を示したが、実時間遅延部３−ｎ毎に、信号源２を備えるようにしてもよい。
【００８９】
図１２はこの発明の実施の形態４によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１、図８及び図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号源２−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は制御部１３が指示する周波数の高周波信号を発生し、その高周波信号を実時間遅延部３−ｎに出力する信号発生回路である。信号源間２−１〜２−Ｎは互いに位相及び周波数が同期している。
図１２の例では、信号源２−ｎと実時間遅延部３−ｎが一体化されているダイレクトディジタルシンセサイザ６−ｎが実装されている。
【００９０】
遅延時間差測定装置の処理内容は、上記実施の形態１〜３と同様であるため詳細な説明を省略するが、上記実施の形態２のように、各信号処理系統における実時間遅延部３−ｎの間に遅延時間差を付加する場合、ダイレクトディジタルシンセサイザ６−ｎを実装していれば、遅延時間をディジタル的に付加することができる。したがって、遅延時間を柔軟に設定することができるため、受信電界レベル｜Ｅ｜が変動する周期を簡単に調整することができる。
【００９１】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、フェーズドアレーアンテナ装置が高周波信号を送信する例を示したが、フェーズドアレーアンテナ装置が高周波信号を受信するものであってもよい。
図１３はこの発明の実施の形態５によるフェーズドアレーアンテナ装置及び遅延時間差測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
送信アンテナ５１は信号源２により発生された高周波信号をフェーズドアレーアンテナ装置１に送信する部材である。
電界強度測定器５２は信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統における実時間遅延部３から出力された高周波信号の電界強度を測定する処理を実施する。なお、電界強度測定器５２は電界強度測定手段を構成している。
【００９２】
図１３の例では、遅延時間差測定装置の構成要素である信号源２、送信アンテナ５１及び制御部１３のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、例えば、遅延時間差測定装置の一部である制御部１３がコンピュータで構成されていてもよい。
遅延時間差測定装置の一部である制御部１３がコンピュータで構成されている場合、制御部１３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００９３】
この実施の形態５では、上記実施の形態１における図１の制御部１３を遅延時間差測定装置に適用する例を説明するが、上記実施の形態２〜４における図８、図１１及び図１２の制御部１３を適用してもよい。
【００９４】
次に動作について説明する。
この実施の形態５では、Ｎ個の信号処理系統における高周波信号の伝搬時間差、即ち、フェーズドアレーアンテナ装置１における各系統の有線区間での伝搬時間差を遅延時間差として推定する。
具体的には、以下の通りである。
【００９５】
まず、制御部１３の信号処理系統選択部２１は、Ｎ個の信号処理系統の中から、任意の２つの信号処理系統を選択する。
ここでは、説明の便宜上、２つの信号処理系統として、系統（１）と系統（２）を選択するものとする。
信号処理系統選択部２１により系統（１）と系統（２）が選択されると、選択されていない系統（３）〜系統（Ｎ）は停止状態になるものとする。
【００９６】
制御部１３の信号送信制御部２２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、高周波信号の周波数のスイープを指示するスイープ指令を信号源２に出力する。
信号源２は、信号送信制御部２２からスイープ指令を受けると、周波数が順次変化する高周波信号を発生し、その高周波信号を送信アンテナ５１に出力する。
これにより、送信アンテナ５１から周波数が順次変化する高周波信号がフェーズドアレーアンテナ装置１に送信される。
【００９７】
フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−１は、送信アンテナ５１から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を系統（１）の３６０度移相器４−１に出力する。
フェーズドアレーアンテナ装置１の素子アンテナ５−２は、送信アンテナ５１から送信された高周波信号を受信し、その高周波信号を系統（２）の３６０度移相器４−２に出力する。
【００９８】
系統（１）の３６０度移相器４−１は、素子アンテナ５−１から高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を実時間遅延部３−１に出力する。
系統（２）の３６０度移相器４−２は、素子アンテナ５−２から高周波信号を受けると、その高周波信号に対する位相可変処理を実施し、位相可変処理後の高周波信号を実時間遅延部３−２に出力する。
【００９９】
系統（１）の実時間遅延部３−１は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、３６０度移相器４−１から出力された位相可変処理後の高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を電界強度測定器５２に出力する。
系統（２）の実時間遅延部３−２は、複数の遅延素子のうち、ユーザにより指定された１つの遅延素子が選択されており、現在選択されている遅延素子を用いて、３６０度移相器４−２から出力された位相可変処理後の高周波信号に対する遅延処理を実施し、遅延処理後の高周波信号を電界強度測定器５２に出力する。
【０１００】
電界強度測定器５２は、実時間遅延部３−１，３−２から遅延処理後の高周波信号を受けると、その高周波信号の電界強度を測定する。
ここで、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）とが完全に等しい場合、信号源２から発生される高周波信号の周波数をスイープしても、電界強度測定器５２で合成される系統（１）の高周波信号と系統（２）の高周波信号との位相差が変化しない。
このため、アンテナ等の周波数特性が無いものとすれば、電界強度測定器５２により測定される電界強度は、伝搬損失の周波数特性程度の変化になる。
【０１０１】
一方、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との間に差がある場合には、電界強度測定器５２により測定される電界強度（複素受信電界）をＥとすると、複素受信電界Ｅの絶対値をとった受信電界レベル｜Ｅ｜は、下記の式（７）のように表される。
2015001429.tif 000005
【０１０２】
式（７）において、Ｔは送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分（第１の伝搬時間差）である。また、ｆは高周波信号の周波数である。
Ｔ＝±（（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）−（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２））    （８）
【０１０３】
信号源２が信号送信制御部２２の制御の下で、高周波信号の周波数ｆをスイープすると、式（７）に示す受信電界レベル｜Ｅ｜は周期的に変化する。
図４に示すように、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域（例えば、隣り合う受信電界レベル｜Ｅ｜のヌル点の間）をＦとすると、下記の式（３）に示す関係が成立する。
Ｆ×（±Ｔ）＝１
Ｔ＝±（１／Ｆ）                            （９）
したがって、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆが分かれば、式（７）より、第１の伝搬時間差Ｔを算出することができる。ただし、第１の伝搬時間差Ｔの符号は分からないので、＋Ｔ、または、−Ｔのいずれかが正しいという結果にとどまる。
【０１０４】
そこで、遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、電界強度測定器１２により測定された電界強度Ｅの受信電界レベル｜Ｅ｜の変動を監視して、その受信電界レベル｜Ｅ｜の変動周期（受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆ）を特定する。
受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆの特定方法は、上記実施の形態１と同様であるため詳細な説明を省略する。
【０１０５】
遅延時間差推定部２３の第１の伝搬時間差算出部３１は、受信電界レベル｜Ｅ｜が１周期変動する周波数帯域Ｆを特定すると、その周波数帯域Ｆを式（９）に代入して、送信アンテナ５１から系統（１）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ１＋Ａｉｒ１）と、送信アンテナ５１から系統（２）を経由して電界強度測定器５２に至るまでの高周波信号の伝搬時間（Ｗｉｒｅ２＋Ａｉｒ２）との差分である第１の伝搬時間差Ｔを算出する。
【０１０６】
遅延時間差推定部２３の第２の伝搬時間差算出部３２は、信号処理系統選択部２１が系統（１）と系統（２）を選択すると、例えば、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−１，５−２までを測距することで、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−１に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ１と、送信アンテナ５１から素子アンテナ５−２に至るまでの高周波信号の伝搬時間Ａｉｒ２とを求め、その伝搬時間Ａｉｒ１と伝搬時間Ａｉｒ２の差分である第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を算出する。
【０１０７】
遅延時間差推定部２３の遅延時間差算出部３３は、第１の伝搬時間差算出部３１が第１の伝搬時間差Ｔ（全体の伝搬時間差）を算出し、第２の伝搬時間差算出部３２が第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２：無線区間の伝搬時間差）を算出すると、第１の伝搬時間差Ｔから第２の伝搬時間差（Ａｉｒ１−Ａｉｒ２）を減算することで、系統（１）と系統（２）間の有線区間の伝搬時間差である遅延時間差（Ｗｉｒｅ１−Ｗｉｒｅ２）を算出する。
【０１０８】
ここまでは、信号処理系統選択部２１が、Ｎ個の信号処理系統の中から、系統（１）と系統（２）を選択している例を説明したが、順番に、系統（２）と系統（３）、系統（３）と系統（４）、・・・、系統（Ｎ−１）と系統（Ｎ）を選択して同様の処理を実施すれば、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
また、系統（１）を基準とすれば、順番に、系統（１）と系統（２）、系統（１）と系統（３）、系統（１）と系統（４）、・・・、系統（１）と系統（Ｎ）のように選択して同様の処理を実施しても、全ての系統間の遅延時間差を算出することができる。
【０１０９】
制御部１３は、遅延時間差算出部３３が全ての系統間の遅延時間差（有線区間の伝搬時間差）を算出すると、それらの遅延時間差にしたがって実時間遅延部３−１〜３−Ｎにおける遅延処理での遅延時間を校正する。即ち、有線区間の伝搬時間差が相殺されるように、実時間遅延部３−１〜３−Ｎが用いる遅延素子を選択することで、遅延が校正されているフェーズドアレーアンテナ装置を得るようにする。
【０１１０】
以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統における実時間遅延部３から出力された高周波信号の電界強度を測定する電界強度測定器５２を設け、遅延時間差推定部２３が、電界強度測定器５２により測定された電界強度の変動周期から、信号処理系統選択部２１により選択された２つの信号処理系統間の遅延時間差を推定するように構成したので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後でも、事前不明部分を含む各々の信号処理系統間の遅延時間差を測定することができる効果を奏する。
したがって、ケーブルの引き回しやコネクタの結線部分など、フェーズドアレーアンテナ装置１の全体を構成するまで分からない事前不明部分についての遅延を補正することができるとともに、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた上で、遅延補正が適切であるか否かを確認することができる。
また、フェーズドアレーアンテナ装置１を組み上げた後に、再調整が必要になった場合でも、フェーズドアレーアンテナ装置１を分解せずに、有線区間の伝搬時間差を測定することができるので、分解不可能なフェーズドアレーアンテナ装置にも適用することができる。
【０１１１】
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。
【符号の説明】
【０１１２】
１  フェーズドアレーアンテナ装置、２，２−１〜２−３  信号源、３−１〜３−３  実時間遅延部（信号処理系統）、４−１〜４−３，４−１ａ〜４−３ａ，４−１ｂ〜４−３ｂ  ３６０度移相器（信号処理系統）、５−１〜５−３，５−１ａ〜５−３ａ，５−１ｂ〜５−３ｂ  素子アンテナ、６−１〜６−３  ダイレクトディジタルシンセサイザ、１１  受信アンテナ（高周波信号受信手段）、１２  電界強度測定器（電界強度測定手段）、１３  制御部、２１  信号処理系統選択部（信号処理系統選択手段）、２２，２５  信号送信制御部（信号送信制御手段）、２３，２４，２６  遅延時間差推定部（遅延時間差推定手段）、３１  第１の伝搬時間差算出部、３２  第２の伝搬時間差算出部、３３  遅延時間差算出部、４１  第１の伝搬時間差算出部、４２  遅延処理時間差算出部、４３  遅延時間差算出部、５１  送信アンテナ、５２  電界強度測定器（電界強度測定手段）。
【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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【図１３】
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【図１４】
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