(57)【要約】      （修正有）【課題】ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナの方向を正確に調整できるアンテナ装置及びアンテナの方向調整方法を提供する。【解決手段】アンテナ装置は第１円上に配置され、ＯＡＭを有する電磁波を放射する複数の送信エレメントと第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと送信エレメント及び校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で３個以上の校正用受信エレメントと第２円の周上又は第２円と同心円状に配置される第３円上の複数の受信エレメントと、校正用送信エレメントが校正用電磁波を送信時にすべての校正用受信エレメントが受信する校正用電磁波の位相が揃うように第２円の中心軸の角度を調整し、複数の送信エレメントが電磁波を送信時に第２円の周上に隣接する校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭの電磁波同士の位相差が所定の値になるように第１円の中心軸の角度を調整する。【選択図】図９
2015231108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと
を含み、
前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記校正用受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
【請求項２】
前記送信エレメントと前記校正用送信エレメントに接続される第１切り替えスイッチと、
前記第１切り替えスイッチに接続される送信器と
をさらに含み、
前記第１切り替えスイッチで前記送信器を前記送信エレメント又は前記校正用送信エレメントに接続する、請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記校正用受信エレメントと前記受信エレメントに接続される第２切り替えスイッチと、
前記第２切り替えスイッチに接続される受信器と
をさらに含み、
前記第２切り替えスイッチで前記受信器を前記校正用受信エレメント又は前記受信エレメントに接続する、請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第１校正用電磁波を送信する第１校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記第１校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の第１校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと、
前記第２円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第２校正用電磁波を送信する第２校正用送信エレメントと、
前記第１円の周上、又は、前記第１円と同心円状に配置される第４円の周上に配置される３個以上の第２校正用受信エレメントと
を含み、
前記第１校正用送信エレメントが前記第１校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第１校正用受信エレメントが受信する前記第１校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記第２校正用送信エレメントが前記第２校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第２校正用受信エレメントが受信する前記第２校正用電磁波の位相が揃うように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
【請求項５】
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の受信エレメントと、
前記受信エレメントに接続される選択スイッチと、
一端が前記選択スイッチに接続され、他端が受信器に接続される第１導電線と、
一端が前記選択スイッチに接続され、他端が校正用受信器に接続される第２導電線と
を含み、
前記選択スイッチで前記受信エレメントと前記第２導電線を接続した状態で、前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記選択スイッチで前記受信エレメントと前記第１導電線を接続した状態で、前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
【請求項６】
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと
を含むアンテナ装置の方向調整方法であって、
前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記校正用受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置の方向調整方法。
【請求項７】
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第１校正用電磁波を送信する第１校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記第１校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の第１校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと、
前記第２円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第２校正用電磁波を送信する第２校正用送信エレメントと、
前記第１円の周上、又は、前記第１円と同心円状に配置される第４円の周上に配置される３個以上の第２校正用受信エレメントと
を含むアンテナ装置の方向調整方法であって、
前記第１校正用送信エレメントが前記第１校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第１校正用受信エレメントが受信する前記第１校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記第２校正用送信エレメントが前記第２校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第２校正用受信エレメントが受信する前記第２校正用電磁波の位相が揃うように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置の方向調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アンテナ本体と、内径と長さが、一端から覗いたときに他端側に所定指向角の範囲内の景色が見える寸法を持ち、前記アンテナ本体の指向方向と平行に前記アンテナ本体に取り付けられる筒状体の指向角可視化装置と、前記アンテナ本体の指向方向を調整可能であり、前記アンテナ本体を任意の方向に向けて固定する取り付け装置とを備える、指向角可視化装置付きアンテナ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、近年、チャンネル容量を増大させるために、軌道角運動量（ＯＡＭ：orbital angular momentum）を有する電磁波が無線通信に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。ＯＡＭは、分極（スピン角運動量（ＳＡＭ：spin angular momentum））と同様に、電磁波の基本的な特性である。図１に示すように、ＯＡＭを有する電磁波１は、螺旋状の波面を有し、方位角による線形的な位相遅延を示す。ここで、ＯＡＭモードｌ（ｌ＝±１、±２、・・・）は、物理的な１周期に２ｌπの位相遅延があることを意味する（例えば、非特許文献２参照）。従って、任意の点Ｐにおける電界Ｅの位相は次式（１）で表される。
【０００４】
【数１】
2015231108.tif 000003
【０００５】
ここで、ｆは搬送波の周波数であり、ｔは時間、λは波長であり、ｄは点Ｐと送信（Ｔｘ）側のアンテナ２の中心２Ａとの距離であり、φは伝搬方向に垂直な平面内における方位角である。式（１）は時間ｔの関数である第１の部分と、距離ｄに関する空間的な遅延の関数である第２の部分と、ＯＡＭモードｌによる遅延の関数である最後の部分とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５３９２１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】F. Tamburini, E. Mari, A. Sponselli, B. Thide, A. Bianchini, and F. Romanato, "Encoding many channels on the same frequency through radio vorticity: first experimental test" New J. Phys., vol. 14, 033001, Mar. 2012.
【非特許文献２】J. Wang, J.-Y. Yang, I. M. Fazal, N. Ahmed, Y. Yan, H. Huang, Y. Ren, Y. Yue, S. Dolinar, M. Tur, and A. E. Willner, "Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing," Nature Photonics, vol. 6, pp. 488-496, Jun. 2012.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１の従来のアンテナ装置は、軌道角運動量（ＯＡＭ：orbital angular momentum）を有する電磁波ではなく、ＯＡＭを有しない電磁波による通信を行うアンテナ装置の指向方向を調整するものである。このため、位相の正確性が求められるＯＡＭを有する電磁波による通信を行うアンテナ装置の調整は行うことができない。
【０００９】
また、非特許文献１のシステムでは、ＯＡＭを有する電磁波を発生するアンテナは送信（Ｔｘ）側だけに設けられており、２つの垂直なダイポールアンテナが受信（Ｒｘ）側に設けられている。従って、このシステムは、ＯＡＭを有する電磁波で通信できる完全なＯＡＭ無線システムではない。また、仮に電磁波を発生する１つのアンテナが送信（Ｔｘ）側に設けられていて、電磁波を発生するもう１つのアンテナが受信（Ｒｘ）側に設けられていても、システムの校正が必要になる。これは、図２に示すように、送信（Ｔｘ）側のアンテナ２と受信（Ｒｘ）側のアンテナ３との位置が合っていなければならないことを意味している。もし、図３に示すように送信（Ｔｘ）側のアンテナ２と受信（Ｒｘ）側のアンテナ３との位置が合っていないと、ＯＡＭモードによる送信（Ｔｘ）側と受信（Ｒｘ）側の位相遅延が整合せず、通信性能が低下する。
【００１０】
そこで、ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナの方向を正確に調整できる、アンテナ装置、及び、アンテナの方向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】
【００１１】
本発明の実施の形態のアンテナ装置は、第１円の周上に配置され、ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように配置される複数の送信エレメントと、前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の校正用受信エレメントと、前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと
を含み、前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記校正用受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する。
【発明の効果】
【００１２】
ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナの方向を正確に調整できる、アンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＯＡＭを有する電磁波を示す図である。
【図２】送信（Ｔｘ）側のアンテナと受信（Ｒｘ）側のアンテナとの位置が合っている状態を示す図である。
【図３】送信（Ｔｘ）側のアンテナと受信（Ｒｘ）側のアンテナとの位置が合っていない状態を示す図である。
【図４】実施の形態１の送信（Ｔｘ）側のアンテナ１００を示す図である。
【図５】実施の形態１のアンテナ２００を示す平面図である。
【図６】第１ステップを行う前のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【図７】第１ステップを行った後のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【図８】第２ステップを行う前のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【図９】第２ステップを行った後のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【図１０】第２ステップの前後における送信アンテナ１３０と校正用受信アンテナ２３０との位置関係を示す図である。
【図１１】第２ステップの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】送信（Ｔｘ）側のアンテナ３００の構成を概略的に示す図である。
【図１３】実施の形態１の第１変形例の送信（Ｔｘ）側のアンテナ１０１を示す図である。
【図１４】実施の形態１の第２変形例の受信（Ｒｘ）側のアンテナ２０１を示す図である。
【図１５】実施の形態２のアンテナ装置に含まれるアンテナ４００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のアンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図４は、実施の形態１の送信（Ｔｘ）側のアンテナ１００を示す図である。図４（Ａ）、（Ｂ）は平面図、図４（Ｃ）は側面図である。ここでは、直交座標系であるＸＹＺ座標系を定義して説明を行う。また、説明の便宜上、Ｚ軸正方向側を上側とし、Ｚ軸負方向側を下側とする。
【００１６】
アンテナ１００は、基板１１０、１２０、送信アンテナ１３０、校正用送信アンテナ１４０、給電ネットワーク１５０、給電ケーブル１６１、１６２、ＯＡＭ送信器１７１、及び校正用送信器１７２を含む。送信アンテナ１３０は、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４を有する。
【００１７】
なお、図４（Ａ）では基板１２０と校正用送信アンテナ１４０を省略する。また、図４（Ｃ）には、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５００を示す。ＣＰＵ５００はアンテナ１００の方向の調整を行う。
【００１８】
基板１１０は、例えば樹脂等の絶縁体製の基板である。また、基板１１０は、ガラスエポキシ樹脂で形成されるＦＲ４(Flame Retardant type 4)等の規格の基板であってもよい。図４には八角形の基板１１０を示すが、基板１１０の平面視での形状はどのような形であってもよい。
【００１９】
基板１１０の上面には送信アンテナ１３０が形成される。基板１１０の上方には、基板１２０が配設される。
【００２０】
基板１２０は、基板１１０と同様に、例えば樹脂等の絶縁体製の基板である。また、基板１２０は、ガラスエポキシ樹脂で形成されるＦＲ４等の規格の基板であってもよい。図４には正方形の基板１２０を示すが、基板１２０の平面視での形状は正方形には限られず円形等であってもよい。基板１２０の平面視での形状は、中心に対して対称な形状であることが好ましい。
【００２１】
基板１２０の上面には校正用送信アンテナ１４０が形成される。基板１２０は、図示しない部材によって基板１１０の上方に固定されていてもよいし、基板１１０とともに多層基板として実現されてもよい。
【００２２】
送信アンテナ１３０は、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４によって構築される。送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４は、平面視で矩形状の金属板であり、基板１１０の平面視での中心を中心とする円周上に等間隔で配置されている。
【００２３】
送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４の平面視での各中心は、基板１１０の平面視での中心を中心とする円周上に位置している。また、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４は、基板１１０の平面視での中心に対して点対称になるように配設されている。
【００２４】
送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４は、例えば銅板製であり、基板１１０の表面に形成された銅箔をパターニングすることによって形成される。送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４には、それぞれ、給電線１５１、１５２、１５３、１５４が接続されている。給電線１５１、１５２、１５３、１５４は、例えば、基板１１０の表面に形成された銅箔をパターニングすることによって送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４とともに形成される。
【００２５】
送信エレメント１３１及び１３２には、Ｙ軸負方向側の辺から直角に伸延するように給電線１５１及び１５２が接続される。また、送信エレメント１３３及び１３４には、Ｙ軸正方向側の辺から直角に伸延するように給電線１５３及び１５４が接続される。給電線１５１、１５２、１５３、１５４は、給電線１５０Ａに接続されており、給電線Ａ１５０の給電点１５０Ａ２には基板１１０を貫通する給電ケーブル１６１が接続されている。給電ケーブル１６１は、ＯＡＭ送信器１７１に接続されている。
【００２６】
送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４は、互いに９０度位相の異なる電磁波を放射する。送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４から放射された電磁波が合成されると、図１に示すようなＯＡＭを有する電磁波１になる。送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４を上述のように配置するのは、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４から放射される電磁波が合成されてＯＡＭを有する電磁波になるようにするためである。
【００２７】
校正用送信アンテナ１４０は、平面視で矩形状の金属板であり、基板１２０の平面視での中心に校正用送信アンテナ１４０の中心を合わせて配設されている。このため、校正用送信アンテナ１４０は、平面視で送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４が配設される円の中心に位置する。校正用送信アンテナ１４０は、校正用送信エレメントの一例である。
【００２８】
校正用送信アンテナ１４０には、Ｙ軸負方向側の辺から直角に伸延するように給電部１４１が接続されている。給電部１４１には基板１２０を貫通する給電ケーブル１６２が接続される。校正用送信アンテナ１４０は、給電ケーブル１６２を介して校正用送信器１７２から給電を受け、校正用の電磁波を放射する。校正用の電磁波とは、ＯＡＭを有しない電磁波であり、換言すれば、ＯＡＭモードが０の電磁波である。
【００２９】
給電ネットワーク１５０は、給電線１５０Ａ、１５１、１５２、１５３、１５４を有する。給電線１５０Ａは、基板１１０の上面の中心部に配設されている。給電線１５０Ａは、分岐点１５０Ａ１と給電点１５０Ａ２とを両端とする直線状の導電パターンである。分岐点１５０Ａ１は、平面視で基板１１０の中心上に位置している。このため、給電点１５０Ａ２は、基板１１０の中心からＸ軸正方向側にオフセットした位置に存在する。
【００３０】
分岐点１５０Ａ１には、給電線１５１、１５２、１５３、１５４が接続されている。すなわち、給電線１５１、１５２、１５３、１５４は、給電線１５０Ａの分岐点１５０Ａ１から分岐するように伸延している。また、給電点１５０Ａ２には、基板１１０を貫通する給電ケーブル１６１が接続されている。
【００３１】
給電線１５１、１５２、１５３、１５４は、それぞれ、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４に接続されている。給電線１５１と１５３は、互いに等しい長さを有し、分岐点１５０Ａ１に対して点対称な形状を有する。同様に、給電線１５２と１５４は、互いに等しい長さを有し、分岐点１５０Ａ１に対して点対称な形状を有する。
【００３２】
給電線１５１及び１５３の長さは、給電線１５２及び１５４の長さよりも長く、分岐点１５０Ａ１を経て給電線１５１及び１５３から送信エレメント１３１及び１３３に供給される電磁波の位相が、分岐点１５０Ａ１を経て給電線１５２及び１５４から送信エレメント１３２及び１３４に供給される電磁波の位相よりも９０度遅れるような長さに設定されている。
【００３３】
給電ネットワーク１５０は、所謂インピーダンストランスフォーマの構成を有し、上述のような位相差を実現するとともに、給電線１５１、１５２、１５３、１５４のすべてから出力される交流電力の電圧値が等しくなるようにインピーダンス整合が取られている。
【００３４】
また、上述のように、送信エレメント１３１及び１３２には、Ｙ軸負方向側の辺から直角に伸延するように給電線１５１及び１５２が接続される。また、送信エレメント１３３及び１３４には、Ｙ軸正方向側の辺から直角に伸延するように給電線１５３及び１５４が接続される。これは、送信エレメント１３１及び１３２と送信エレメント１３３及び１３４とから放射される直線偏波の電磁波の位相が１８０度異なるようにするためである。
【００３５】
従って、送信エレメント１３２が放射する電磁波の位相を基準にすると、送信エレメント１３１、１３４、１３３がそれぞれ放射する電磁波の位相は、送信エレメント１３２が放射する電磁波の位相に対して、それぞれ、９０度、１８０度、２７０度遅れることになる。
【００３６】
このように送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４から放射された電磁波が合成されると、図１に示すようなＯＡＭを有する電磁波１になる。
【００３７】
給電ケーブル１６１は、一端がＯＡＭ送信器１７１に接続され、他端が基板１１０を貫通して給電線Ａ１５０の給電点１５０Ａ２に接続されている。給電ケーブル１６１は、ＯＡＭ送信器１７１から出力される送信信号を給電点１５０Ａ２に伝送する。
【００３８】
給電ケーブル１６２は、一端が校正用送信器１７２に接続され、他端が基板１１０及び１２０を貫通して給電部１４１に接続される。給電ケーブル１６２は、校正用送信器１７２から出力される校正用の送信信号を給電部１４１に伝送する。
【００３９】
ＯＡＭ送信器１７１は、送信信号を出力する。ＯＡＭ送信器１７１が出力する送信信号は、給電ケーブル１６１を介して給電点１５０Ａ２に伝送される。ＯＡＭ送信器１７１は、基板１１０の下面側に配設される。
【００４０】
校正用送信器１７２は、校正用の送信信号を出力する。校正用送信器１７２が出力する校正用の送信信号は、給電ケーブル１６２を介して給電部１４１に伝送される。校正用送信器１７２は、基板１１０の下面側に配設される。
【００４１】
次に、受信（Ｒｘ）側のアンテナ２００について説明する。
【００４２】
図５は、実施の形態１の受信（Ｒｘ）側のアンテナ２００を示す平面図である。
【００４３】
アンテナ２００は、基板２１０、受信アンテナ２２０、校正用受信アンテナ２３０、給電ネットワーク２４０、給電線２５０、受信器２６０、校正用受信器２７０、及び位相検出器２８０を含む。また、図５には、ＣＰＵ５００を示す。ＣＰＵ５００はアンテナ２００の方向の調整を行う。ここでは、一例として、位相検出器２８０はＣＰＵ５００に含まれる。
【００４４】
基板２１０は、例えば樹脂等の絶縁体製の基板である。また、基板２１０は、ガラスエポキシ樹脂で形成されるＦＲ４等の規格の基板であってもよい。図５には正方形の基板２１０を示すが、基板２１０の平面視での形状はどのような形であってもよい。
【００４５】
基板２１０の表面には受信アンテナ２２０、校正用受信アンテナ２３０、給電ネットワーク２４０、及び給電線２５０が形成される。また、基板２１０の裏面には受信器２６０と校正用受信器２７０が実装される。
【００４６】
ここで、基板２１０の表面とは、アンテナ１００の送信アンテナ１３０と校正用送信アンテナ１４０と対向する面である。また、基板２１０の裏面とは、基板２１０の表面の反対側の面である。
【００４７】
なお、給電ネットワーク２４０及び給電線２５０は、基板２１０の裏面に形成されていてもよい。
【００４８】
受信アンテナ２２０は、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４によって構築される。受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４は、平面視で矩形状の金属板であり、同一の円周上に等間隔で配置されている。ここで、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４が配設される円Ｃ１は中心Ｏを有する。
【００４９】
また、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４は、中心Ｏに対して点対称になるように配設されている。
【００５０】
受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４は、送信アンテナ１３０から放射されるＯＡＭを有する電磁波を受信する。受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４は、円Ｃ１の周上に９０度間隔で配置されているため、互いに９０度位相の異なるＯＡＭを有する電磁波を受信する。
【００５１】
受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４は、例えば銅板製であり、基板２１０の表面に形成された銅箔をパターニングすることによって形成される。受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４には、導電線２４２が接続される。導電線２４２には、導電線２４１を介して受信器２６０が接続される。
【００５２】
図５では、導電線２４２を円Ｃ１と同じ破線の円として概略的に示し、導電線２４１を直線状の１つの導体として概略的に示すが、導電線２４１及び２４２は、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４で受信するＯＡＭを有する電磁波の４つの位相差を変えることなく、受信器２６０に伝送できる線路であればよい。
【００５３】
校正用受信アンテナ２３０は、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４によって構築される。校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、平面視で矩形状の金属板であり、同一の円周上に等間隔で配置されている。ここで、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４が配設される円Ｃ２は、円Ｃ１と同心円状に配設されており、円Ｃ１の外側に位置する。すなわち、円Ｃ２の中心は中心Ｏである。  また、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、中心Ｏに対して点対称になるように配設されている。また、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４とは周方向において異なる位置に配置されているが、周方向において等しい位置に配置されていてもよい。
【００５４】
校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、校正用送信アンテナ１４０から放射される校正用の電磁波を受信する。
【００５５】
校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、円Ｃ２の周上に９０度間隔で配置されているため、互いに９０度位相の異なる校正用の電磁波を受信する。
【００５６】
校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は、例えば銅板製であり、基板２１０の表面に形成された銅箔をパターニングすることによって形成される。校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４には、それぞれ、導電線２５１、２５２、２５３、２５４が接続される。導電線２５１、２５２、２５３、２５４には、それぞれ、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４が接続される。
【００５７】
給電ネットワーク２４０は、導電線２４１及び２４２によって構築される。上述したように、図５では、導電線２４２を円Ｃ１と同じ破線の円として概略的に示し、導電線２４１を直線状の１つの導体として概略的に示すが、給電ネットワーク２４０は、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４で受信するＯＡＭを有する電磁波の４つの位相差を変えることなく、それぞれを別々に受信器２６０に伝送できる線路であればよい。
【００５８】
給電ネットワーク２４０は、基板２１０の表面又は裏面のいずれかに形成されていればよい。また、導電線２４１又は２４２のどちらか一方が基板２１０の表面に形成され、どちらか他方が裏面に形成されていてもよい。
【００５９】
給電線２５０は、導電線２５１、２５２、２５３、２５４によって構築される。図５では給電線２５０は、基板２１０の表面に形成されているが、裏面に形成されていてもよい。導電線２５１、２５２、２５３、２５４は、それぞれ、一端が校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４に接続され、他端が校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４に接続される。
【００６０】
導電線２５１、２５２、２５３、２５４は、それぞれ、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４によって受信される校正用の電磁波を位相を変えることなく校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４に伝送する。
【００６１】
受信器２６０は、給電ネットワーク２４０を介して、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４に接続されており、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４で受信されるＯＡＭを有する電磁波が入力される。ＯＡＭを有する電磁波は、受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４で受信したときの互いの位相差が変えられることなく、受信器２６０に入力される。
【００６２】
校正用受信器２７０は、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４によって構築される。校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４は、それぞれ、導電線２５１、２５２、２５３、２５４を介して校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４に接続される。
【００６３】
校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４には、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４によって受信される校正用の電磁波が位相を変えられることなく入力される。
【００６４】
また、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４は位相検出器２８０に接続されており、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４で受信される校正用の電磁波は、位相検出器２８０に入力される。
【００６５】
位相検出器２８０は、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４で受信される校正用の電磁波の位相を検出する。位相検出器２８０は、ＣＰＵ５００の一部であり、ＣＰＵ５００は位相検出器２８０の出力に基づいて位相を検出し、位相が一致しているかどうか判定し、アンテナ１００及び２００の調整を行う。なお、アンテナ１００及び２００の調整は、ＣＰＵ５００が自動的に行う形態に限られず、手動で行ってもよい。  以上で説明したアンテナ１００（図４参照）とアンテナ２００（図５参照）とは、実施の形態１のアンテナ装置を構築する。
【００６６】
次に、実施の形態１のアンテナ装置１０におけるアンテナ１００及び２００の調整方法について説明する。アンテナ１００及び２００の調整方法は、第１ステップと第２ステップを含む。
【００６７】
図６は、第１ステップを行う前のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。図７は、第１ステップを行った後のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【００６８】
アンテナ１００の中心軸１００Ａは、図４において、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４が配列される円の中心を通り、基板１１０及び１２０に垂直な軸である。換言すれば、図４において、校正用送信アンテナ１４０の中心を通り、基板１１０及び１２０に垂直な軸である。
【００６９】
アンテナ２００の中心軸２００Ａは、図５において、中心Ｏを通り、基板２１０に垂直な軸である。
【００７０】
なお、図６及び図７では、説明の便宜上、アンテナ１００については校正用送信アンテナ１４０と円Ｃ１００のみを示し、その他の構成要素を省略する。円Ｃ１００は、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４が配列される円である。
【００７１】
また、アンテナ２００については校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）と円Ｃ２のみを示し、その他の構成要素を省略する。
【００７２】
また、アンテナ１００及び２００は、対向した状態で、それぞれ、中心軸１００Ａ及び２００Ａの角度を調整可能な可動機構を有するホルダによって保持されている。ホルダの可動機構を調整することにより、中心軸１００Ａ及び２００Ａの角度が調整される。例えば、基板１１０及び２１０がホルダに保持されていてもよい。
【００７３】
第１ステップでは、アンテナ１００の円Ｃ１００の中心がアンテナ２００の中心軸２００Ａ上に位置するように、中心軸２００Ａの角度を調整する。換言すれば、第１ステップでは、アンテナ２００の中心軸２００Ａがアンテナ１００の円Ｃ１００の中心を通るように、中心軸２００Ａの角度を調整する。
【００７４】
また、中心軸２００Ａの角度としては、方位角と仰角の両方を調整する。方位角は、アンテナ１００とアンテナ２００を対向させた状態での平面視で中心軸２００Ａが向く方向を表す角度であり、仰角は、側面視で中心軸２００Ａが向く方向を表す角度である。
【００７５】
図６に示すように、第１ステップを行う前は、アンテナ１００及び２００は位置合わせが行われていないため、中心軸１００Ａと２００Ａは一致していない。また、アンテナ１００の円Ｃ１００の中心は、アンテナ２００の中心軸２００Ａ上に位置していない。
【００７６】
この状態で、校正用送信アンテナ１４０から校正用の電磁波を出力し、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４で受信する。校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４で受信される校正用の電磁波は、校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４（図５参照）に入力され、位相検出器２８０で校正用の電磁波の位相が検出される。
【００７７】
従って、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４で受信される校正用の電磁波の位相が一致するようにアンテナ２００の角度を調整すれば、図７に示すように、アンテナ２００の中心軸２００Ａがアンテナ１００の円Ｃ１００の中心を通るように調整できる。
【００７８】
これは、校正用送信アンテナ１４０は円Ｃ１００の中心に位置しており、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４は円Ｃ２の周上に位置しているため、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４で受信する校正用の電磁波の位相が一致するのは、中心軸２００Ａが円Ｃ１００の中心を通る場合だからである。
【００７９】
なお、ここでは４つの校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４を用いる形態について説明するが、校正用受信アンテナ２３０は、３つ以上の校正用受信エレメントを含めばよい。３つ以上の校正用受信エレメントがあれば、アンテナ２００の基板２１０の表面に平行な面を規定できるからである。
【００８０】
以上で第１ステップが完了する。
【００８１】
次に、図８、図９、図１０を用いて第２ステップについて説明する。
【００８２】
図８は、第２ステップを行う前のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。図９は、第２ステップを行った後のアンテナ１００及び２００の中心軸１００Ａ及び２００Ａを示す図である。
【００８３】
図８及び図９では、説明の便宜上、アンテナ１００については送信アンテナ１３０（送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４）と円Ｃ１００のみを示し、その他の構成要素を省略する。
【００８４】
また、アンテナ２００については校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）と円Ｃ２のみを示し、その他の構成要素を省略する。
【００８５】
なお、図８では、アンテナ２００の中心軸２００Ａは、アンテナ１００の円Ｃ１００の中心を通っている。
【００８６】
第２ステップでは、中心軸１００Ａと２００Ａが一致するように、中心軸１００Ａの角度を調整する。換言すれば、第２ステップでは、アンテナ１００の中心軸１００Ａがアンテナ２００の円Ｃ２の中心を通るように、中心軸１００Ａの角度を調整する。
【００８７】
中心軸１００Ａの角度としては、方位角と仰角の両方を調整する。方位角は、アンテナ１００とアンテナ２００を対向させた状態での平面視で中心軸１００Ａが向く方向を表す角度であり、仰角は、側面視で中心軸１００Ａが向く方向を表す角度である。
【００８８】
第２ステップでは、中心軸１００Ａの角度を調整するために、送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４から電磁波を放射する。送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４から放射された電磁波は合成されてＯＡＭを有する電磁波となり、この電磁波を校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４で受信する。なお、ここでは、ＯＡＭモードｌが１（ｌ＝１）のＯＡＭを有する電磁波を用いる形態について説明する。
【００８９】
そして、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４のうちの隣接する校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が目標値に近づくように、アンテナ１００の角度を調整する。ここでは、４つの校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４があるため、目標値は９０度である。校正用受信エレメントが８つある場合は、目標値は４５度である。目標値は、ＯＡＭモードｌと校正用受信エレメントの数Nを用いると、３６０°×ｌ／Ｎで表される。
【００９０】
より具体的には、校正用受信エレメント２３１と２３２とが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差、校正用受信エレメント２３２と２３３とが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差、校正用受信エレメント２３３と２３４とが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差、及び、校正用受信エレメント２３４と２３１とが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が目標値になるように、アンテナ１００の角度を調整する。
【００９１】
すなわち、４つの位相差が目標値になるようにアンテナ１００の角度を調整する。
【００９２】
以上のようにアンテナ１００の角度を調整すると、図９に示すように、中心軸１００Ａと２００Ａが一致する。
【００９３】
上述の４つの位相差は、隣接する校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差であるため、すべてが９０度になる場合に４つの位相差が目標値となる。
【００９４】
このようにアンテナ１００の角度を調整することにより、中心軸１００Ａと２００Ａとを一致させることができる。
【００９５】
以上により第２ステップが完了する。
【００９６】
なお、第２ステップが終了した時点における隣接する校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差は、ＯＡＭモードｌのときに、校正用受信エレメントの数をＮとすると、（ｌ／Ｎ）×３６０度となる。校正用受信エレメントの数Ｎは、３以上である。
【００９７】
次に、図１０を用いて、第２ステップの前後における校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４が受信するＯＡＭを有する電磁波の位相について説明する。
【００９８】
図１０は、第２ステップの前後における送信アンテナ１３０（送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４）と校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）との位置関係を示す図である。
【００９９】
図１０（Ａ）は、図８に示すアンテナ１００の裏面側から、アンテナ２００を見た場合の送信アンテナ１３０（送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４）と校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）との位置関係を示す。
【０１００】
図１０（Ｂ）は、図９に示すアンテナ１００の裏面側から、アンテナ２００を見た場合の送信アンテナ１３０（送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４）と校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）との位置関係を示す。
【０１０１】
なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）では、アンテナ１００の送信アンテナ１３０から送信されるＯＡＭを有する電磁波の位相を示すために、中心軸１００Ａと送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４の各々とを結ぶ直線を示す。
【０１０２】
また、アンテナ２００の校正用受信アンテナ２３０（校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４）で受信されるＯＡＭを有する電磁波の位相を示すために、中心軸１００Ａと校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４の各々とを結ぶ直線を示す。
【０１０３】
図１０（Ａ）に示すように、第２ステップを行うまでの状態で中心軸１００Ａの方位角と仰角がずれている場合は、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４の中心は、中心軸１００Ａからずれている。このため、中心軸１００Ａと校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４の各々とを結ぶ直線は、長さが異なり、隣り合う直線同士の角度は不均一である。このような場合には、図１０（Ａ）に示す角度γのように、少なくとも１組の直線の間の角度は９０度未満になる。
【０１０４】
一方、図１０（Ｂ）に示すように、第２ステップが完了して中心軸１００Ａの方位角と仰角が調整されて中心軸１００Ａ及び１００Ｂが一致している場合は、中心軸１００Ａと校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４の各々とを結ぶ直線は、すべて長さが同一であり、隣り合う直線同士の角度は９０度になる。
【０１０５】
次に、図１１を用いて、第２ステップの処理手順について説明する。
【０１０６】
図１１は、第２ステップの処理手順を示すフローチャートである。ここでは、一般的に、校正用受信エレメントがＮ個（Ｎ≧３）あるものとして説明を行う。前提条件として、第１ステップは完了しており、アンテナ１００及び２００は、図８に示すように配置されていることとする。
【０１０７】
まず、調整を開始すると（スタート）、校正用受信エレメントの数ＮとＯＡＭモードｌを読み込む（ステップＳ１）。
【０１０８】
次に、隣接する校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差を計算する（ステップＳ２）。校正用受信エレメントがＮ個ある場合は、１番目の校正用受信エレメントと２番目の校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差、２番目の校正用受信エレメントと３番目の校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差を確認する。このように順次位相差を確認し、Ｎ−１番目の校正用受信エレメントとＮ番目の校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差、Ｎ番目の校正用受信エレメントと１番目の校正用受信エレメントが受信するＯＡＭを有する電磁波同士の位相差を確認する。これにより、位相差ＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）が求まる。位相差ＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）は絶対値で表される。
【０１０９】
次に、ステップＳ２で求めた各位相差と、目標値（(l/N) × 360 degrees）との差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）を求める（ステップＳ３）。差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）は絶対値で表される。
【０１１０】
次に、ステップＳ３で求めた差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）のうちの最大値ＰＸＬを求める（ステップＳ４）。
【０１１１】
次に、中心軸１００Ａの方位角を単位角度だけ増大させる（ステップＳ５）。ここで、方位角を増大させることは、平面視で中心軸１００Ａを右に向かせることであり、方位角を減少させることは、平面視で中心軸１００Ａを左に向かせることである。ステップＳ５では、中心軸１００Ａが右向きに単位角度だけ移動される。単位角度は、例えば、１度である。
【０１１２】
次に、差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）のうちの最大値ＰＸＬ＿Ｒを求める（ステップＳ６）。最大値ＰＸＬ＿Ｒは、ステップＳ５で中心軸１００Ａの方位角が調整された状態で、ステップＳ２及びＳ３と同様の計算処理を行うことによって求められる。
【０１１３】
次に、中心軸１００Ａの方位角を単位角度だけ減少させる（ステップＳ７）。これにより、中心軸１００Ａの方位角はステップＳ５を行う前のオリジナルの角度に戻る。
【０１１４】
次に、中心軸１００Ａの方位角を単位角度だけ減少させる（ステップＳ８）。これにより、中心軸１００Ａの方位角は、オリジナルの角度よりも単位角度だけ減少される。
【０１１５】
次に、差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）のうちの最大値ＰＸＬ＿Ｌを求める（ステップＳ９）。最大値ＰＸＬ＿Ｌは、ステップＳ８で中心軸１００Ａの方位角が調整された状態で、ステップＳ２及びＳ３と同様の計算処理を行うことによって求められる。
【０１１６】
次に、中心軸１００Ａの方位角を単位角度だけ増大させる（ステップＳ１０）。これにより、中心軸１００Ａの方位角はステップＳ８を行う前のオリジナルの角度に戻る。
【０１１７】
次に、中心軸１００Ａの仰角を単位角度だけ増大させる（ステップＳ１１）。
【０１１８】
次に、差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）のうちの最大値ＰＸＬ＿Ｕを求める（ステップＳ１２）。最大値ＰＸＬ＿Ｕは、ステップＳ１１で中心軸１００Ａの仰角が調整された状態で、ステップＳ２及びＳ３と同様の計算処理を行うことによって求められる。
【０１１９】
次に、中心軸１００Ａの仰角を単位角度だけ減少させる（ステップＳ１３）。これにより、中心軸１００Ａの仰角はステップＳ１１を行う前のオリジナルの角度に戻る。
【０１２０】
次に、中心軸１００Ａの仰角を単位角度だけ減少させる（ステップＳ１４）。これにより、中心軸１００Ａの仰角は、オリジナルの角度よりも単位角度だけ減少される。
【０１２１】
次に、差分ＰＸ（１）〜ＰＸ（Ｎ）のうちの最大値ＰＸＬ＿Ｄを求める（ステップＳ１５）。最大値ＰＸＬ＿Ｄは、ステップＳ１４で中心軸１００Ａの仰角が調整された状態で、ステップＳ２及びＳ３と同様の計算処理を行うことによって求められる。
【０１２２】
次に、中心軸１００Ａの仰角を単位角度だけ増大させる（ステップＳ１６）。これにより、中心軸１００Ａの仰角はステップＳ１４を行う前のオリジナルの角度に戻る。
【０１２３】
次に、最大値ＰＸＬ＿Ｒ、ＰＸＬ＿Ｌ、ＰＸＬ＿Ｕ、ＰＸＬ＿Ｄのうちの最小値ＰＸＬＮを求める（ステップＳ１７）。
【０１２４】
次に、ステップＳ１７で求めた最小値ＰＸＬＮが、ステップＳ４で求めた差分ＰＸＬよりも小さいかどうかを判定する（ステップＳ１８）。
【０１２５】
ステップＳ１７で求めた最小値ＰＸＬＮが、ステップＳ４で求めた差分ＰＸＬよりも小さければ（Ｓ１８：ＹＥＳ）、最小値ＰＸＬＮに対応する方向に中心軸１００Ａを単位角度だけ移動させる（ステップＳ１９）。ステップＳ１９の処理が終了すると、フローはステップＳ２にリターンする。
【０１２６】
一方、ステップＳ１７で求めた最小値ＰＸＬＮが、ステップＳ４で求めた差分ＰＸＬよりも大きければ（Ｓ１８：ＮＯ）、処理を終了する。
【０１２７】
以上により、中心軸１００Ａと２００Ａとを一致させることができ、第２ステップが完了する。
【０１２８】
以上、実施の形態１によれば、ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナ１００、２００の方向を正確に調整することができるアンテナ装置１０を提供することができる。また、ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナ１００、２００の方向を正確に調整することができるアンテナの方向調整方法を提供することができる。
【０１２９】
なお、ここで、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４が配設される円Ｃ２は、円Ｃ１と同心円状に配設されており、円Ｃ１の外側に位置する。しかしながら、円Ｃ２は、円Ｃ１の内側に位置していてもよく、円Ｃ１と円Ｃ２が同一であってもよい。
【０１３０】
また、以上では、校正用受信アンテナ２３０が４つの校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４を有する形態について説明したが、校正用受信エレメントは３つ以上あればよい。
【０１３１】
また、ＯＡＭモードｌが２（ｌ＝２）の場合は、図１２のような送信（Ｔｘ）側のアンテナ３００を用いればよい。
【０１３２】
図１２は、送信（Ｔｘ）側のアンテナ３００の構成を概略的に示す図である。
【０１３３】
アンテナ３００は、送信アンテナ３３０と校正用送信アンテナ１４０を含む。ここでは、図４に示す基板１１０、１２０に対応する２つの基板を省略する。また、校正用送信アンテナ１４０は、図４に示す校正用送信アンテナ１４０と同様である。また、給電ケーブル１６２を概略的に示す。
【０１３４】
送信アンテナ３３０は、８つの送信エレメント３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８を有する。送信エレメント３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８は、円Ｃ３００の周上に等間隔に配置される。
【０１３５】
送信エレメント３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８には、給電ケーブル３６１から給電ネットワーク３５０を介して、送信信号が供給される。
【０１３６】
なお、図１２では給電ネットワーク３５０を概略的に示すが、具体的には図４（Ａ）に示す給電ネットワーク１５０をさらに分岐させて８つの送信エレメント３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８に給電を行えるようなインピーダンストランスフォーマであればよい。
【０１３７】
また、図４（Ｃ）に示すＯＡＭ送信器１７１と校正用送信器１７２とを一体的な送信器にしてもよい。
【０１３８】
図１３は、実施の形態１の第１変形例の送信（Ｔｘ）側のアンテナ１０１を示す図である。アンテナ１０１は、図４（Ｃ）に示すＯＡＭ送信器１７１と校正用送信器１７２の代わりに、ＳＰＤＴ(Single Pole Double Throw)スイッチ１０２と送信器１７０とを含む。ＳＰＤＴスイッチ１０２は第１切り替えスイッチの一例である。
【０１３９】
送信器１７０は、ＯＡＭ送信器１７１と校正用送信器１７２の機能を兼ね備えており、ＯＡＭ用の送信信号と、ＯＡＭ用ではない送信信号との両方を選択的に出力できるものである。このようなアンテナ１０１を図４（Ｃ）に示すアンテナ１００の代わりに用いてもよい。送信器１７０がＯＡＭ用の送信信号を出力するときは、ＳＰＤＴスイッチ１０２を送信アンテナ１３０に接続し、送信器１７０が校正用の送信信号を出力するときは、ＳＰＤＴスイッチ１０２を校正用送信アンテナ１４０に接続すればよい。
【０１４０】
なお、アンテナ２００の受信アンテナ２２０の受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４と、校正用受信アンテナ２３０の校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４とにＳＰＤＴスイッチを介して、受信器２６０と校正用受信器２７０との機能を兼ね備える受信器を接続してもよい。このようなアンテナ２００のＳＰＤＴスイッチは第２切り替えスイッチの一例である。
【０１４１】
また、図５に示す受信アンテナ２２０の受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４と、校正用受信アンテナ２３０の校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４とを兼用にしてもよい。
【０１４２】
図１４は、実施の形態１の第２変形例の受信（Ｒｘ）側のアンテナ２０１を示す図である。アンテナ２０１は、図５に示す受信アンテナ２２０と校正用受信アンテナ２３０との代わりに、受信アンテナ２９０を含む。
【０１４３】
受信アンテナ２９０は、受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４を有する。受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４は、図５に示す受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４と、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４とを兼用にしたものである。
【０１４４】
受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４は、図５に示す円Ｃ１及びＣ２と同様の円の周上に等間隔で配置されている。受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４は、それぞれ、４本の導電線２４２Ａによって、円の中心に位置する導電線２４１Ａに接続されている。導電線２４１Ａと４本の導電線２４２Ａは、給電ネットワーク２４０Ａを構築する。給電ネットワーク２４０Ａは第１導電線の一例である。導電線２４１Ａには、図５に示す受信器２６０と同様の受信器が接続される。
【０１４５】
４本の導電線２４２Ａには、ＳＰＤＴスイッチ２０２が挿入されており、ＳＰＤＴスイッチ２０２には導電線２５１Ａ、２５２Ａ、２５３Ａ、２５４Ａが接続されている。導電線２５１Ａ、２５２Ａ、２５３Ａ、２５４Ａは、給電線２５０Ａを構築する。給電線２５０Ａは第２導電線の一例である。また、ＳＰＤＴスイッチ２０２は、切り替えスイッチの一例である。
【０１４６】
導電線２５１Ａ、２５２Ａ、２５３Ａ、２５４Ａには、図５に示す校正用受信器２７１、２７２、２７３、２７４と同様の４つの校正用受信器がそれぞれ接続される。
【０１４７】
従って、４つのＳＰＤＴスイッチ２０２を切り替えることにより、受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４を受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４、又は、校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４と同様に機能させることができる。
【０１４８】
図１４に示すアンテナ２０１を用いると、４つの受信エレメント２９１、２９２、２９３、２９４で足りるため、エレメントの数を減らすことができる。
【０１４９】
＜実施の形態２＞
図１５は、実施の形態２のアンテナ装置に含まれるアンテナ４００を示す図である。アンテナ４００は、送信（Ｔｘ）側と受信（Ｒｘ）側とのどちらにでも利用できる構成を有する。このため、送信（Ｔｘ）側に用いる場合はアンテナ４００Ｔと称し、受信（Ｒｘ）側に用いる場合はアンテナ４００Ｒと称す。アンテナ４００Ｔとアンテナ４００Ｒとを区別しない場合には、単にアンテナ４００と称す。
【０１５０】
アンテナ４００は、校正用送信アンテナ４１０、給電線４１１、アンテナ４２０、校正用アンテナ４３０、給電ネットワーク４４０、給電線４５０を含む。
【０１５１】
校正用送信アンテナ４１０は、実施の形態１のアンテナ１００の校正用送信アンテナ１４０（図４参照）と同様である。校正用送信アンテナ４１０は、円４０１及び４０２の中心上に位置し、校正用の送信信号を放射する。
【０１５２】
校正用送信アンテナ４１０は、アンテナ４００Ｔとして送信（Ｔｘ）側で用いる場合と、アンテナ４００Ｒとして受信（Ｒｘ）側で用いる場合との両方の場合に、実施の形態１のアンテナ１００の校正用送信アンテナ１４０と同様にＯＡＭを有しない校正用の電磁波を放射する。
【０１５３】
なお、アンテナ４００Ｔの校正用送信アンテナ４１０は、第１校正用送信エレメントの一例であり、アンテナ４００Ｒの校正用送信アンテナ４１０は、第２校正用送信エレメントの一例である。
【０１５４】
給電線４１１は、実施の形態１のアンテナ１００の給電部１４１と同様のものを模式的に示したものである。校正用送信アンテナ４１０は、給電線４１１を介して、実施の形態１の校正用送信アンテナ１４０が給電部１４１を介して給電されるのと同様に給電を受ける。
【０１５５】
アンテナ４２０は、エレメント４２１、４２２、４２３、４２４を有する。エレメント４２１、４２２、４２３、４２４は、アンテナ４００Ｔとして送信（Ｔｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ１００の送信エレメント１３１、１３２、１３３、１３４と同様に機能し、ＯＡＭを有する電磁波を送信する。
【０１５６】
また、エレメント４２１、４２２、４２３、４２４は、アンテナ４００Ｒとして受信（Ｒｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ２００の受信エレメント２２１、２２２、２２３、２２４と同様に機能し、ＯＡＭを有する電磁波を受信する。
【０１５７】
なお、アンテナ４００Ｔのアンテナ４２０を構築するエレメント４２１、４２２、４２３、４２４は、送信エレメントの一例であり、アンテナ４００Ｒのアンテナ４２０を構築するエレメント４２１、４２２、４２３、４２４は、受信エレメントの一例である。
【０１５８】
校正用アンテナ４３０は、校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４を有する。校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４は、アンテナ４００Ｒとして受信（Ｒｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ２００の校正用受信エレメント２３１、２３２、２３３、２３４と同様に機能し、校正用の電磁波を受信する。
【０１５９】
また、校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４は、アンテナ４００Ｔとして送信（Ｔｘ）側で用いる場合は、アンテナ４００Ｔの方向を調整する際に、受信（Ｒｘ）側の校正用送信アンテナ４１０から送信される校正用の電磁波を受信する。
【０１６０】
これは、実施の形態２における第２ステップは、実施の形態１の第１ステップにおける送信（Ｔｘ）側と受信（Ｒｘ）側とを逆にした状態で行うためである。
【０１６１】
なお、アンテナ４００Ｒの校正用アンテナ４３０は、第１校正用受信エレメントの一例であり、アンテナ４００Ｔの校正用アンテナ４３０は、第２校正用受信エレメントの一例である。
【０１６２】
給電ネットワーク４４０は、導電線４４１及び４４２を有する。給電ネットワーク４４０は、アンテナ４００Ｔとして送信（Ｔｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ１００の給電ネットワーク１５０と同様に機能し、エレメント４２１、４２２、４２３、４２４に送信信号を伝送する。
【０１６３】
また、給電ネットワーク４４０は、アンテナ４００Ｒとして受信（Ｒｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ２００の給電ネットワーク２４０と同様に機能し、エレメント４２１、４２２、４２３、４２４で受信するＯＡＭを有する電磁波を受信器２６０と同様の受信器に伝送する。
【０１６４】
給電線４５０は、導電線４５１、４５２、４５３、４５４を有する。導電線４５１、４５２、４５３、４５４は、実施の形態１のアンテナ２００の導電線２５１、２５２、２５３、２５４と同様である。
【０１６５】
導電線４５１、４５２、４５３、４５４は、アンテナ４００Ｒとして受信（Ｒｘ）側で用いる場合は、実施の形態１のアンテナ２００の導電線２５１、２５２、２５３、２５４と同様に機能し、校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４が受信した校正用の電磁波を校正用受信器２７０と同様の校正用受信器に伝送する。
【０１６６】
また、導電線４５１、４５２、４５３、４５４は、アンテナ４００Ｔとして送信（Ｔｘ）側で用いる場合は、第２ステップで校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４が受信した校正用の送信信号を校正用受信器２７０と同様の校正用受信器に伝送する。実施の形態２では、第２ステップにおいて、受信（Ｒｘ）側のアンテナ４００Ｒの校正用送信アンテナ４１０から送信される校正用の電磁波を、送信（Ｔｘ）側のアンテナ４００Ｔの校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４で受信する。
【０１６７】
以上のような実施の形態２のアンテナ４００Ｔと４００Ｒとを対向させて第１ステップ及び第２ステップによって中心軸を調整する。
【０１６８】
第１ステップは、実施の形態１の第１ステップと同様であり、アンテナ４００Ｔの校正用送信アンテナ４１０から送信する校正用の電磁波を、アンテナ４００Ｒの校正用アンテナ４３０で受信し、校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４で受信する校正用の電磁波の位相が一致するように、アンテナ４００Ｒの中心軸の仰角及び方位角を調整する。
【０１６９】
第２ステップでは、アンテナ４００Ｒの校正用送信アンテナ４１０から送信する校正用の電磁波を、アンテナ４００Ｔの校正用アンテナ４３０で受信し、校正用エレメント４３１、４３２、４３３、４３４で受信する校正用の電磁波の位相が一致するように、アンテナ４００Ｔの中心軸の仰角及び方位角を調整する。
【０１７０】
以上により、第１ステップ及び第２ステップが完了する。
【０１７１】
以上、実施の形態２によれば、ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナ４００Ｔ、４００Ｒの方向を正確に調整することができるアンテナ装置を提供することができる。また、ＯＡＭを有する電磁波で通信を行うアンテナ４００Ｔ、４００Ｒの方向を正確に調整することができるアンテナの方向調整方法を提供することができる。
【０１７２】
また、アンテナ４００Ｔと４００Ｒの構成が同一であるため、送信（Ｔｘ）側と受信（Ｒｘ）側でアンテナを作り分ける必要がなく、共通のアンテナ４００を用いることができる。
【０１７３】
以上、本発明の例示的な実施の形態のアンテナ装置、及び、アンテナの方向調整方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと
を含み、
前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記校正用受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
（付記２）
前記送信エレメントと前記校正用送信エレメントに接続される第１切り替えスイッチと、
前記第１切り替えスイッチに接続される送信器と
をさらに含み、
前記第１切り替えスイッチで前記送信器を前記送信エレメント又は前記校正用送信エレメントに接続する、付記１記載のアンテナ装置。
（付記３）
前記校正用受信エレメントと前記受信エレメントに接続される第２切り替えスイッチと、
前記第２切り替えスイッチに接続される受信器と
をさらに含み、
前記第２切り替えスイッチで前記受信器を前記校正用受信エレメント又は前記受信エレメントに接続する、付記１又は２記載のアンテナ装置。
（付記４）
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第１校正用電磁波を送信する第１校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記第１校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の第１校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと、
前記第２円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第２校正用電磁波を送信する第２校正用送信エレメントと、
前記第１円の周上、又は、前記第１円と同心円状に配置される第４円の周上に配置される３個以上の第２校正用受信エレメントと
を含み、
前記第１校正用送信エレメントが前記第１校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第１校正用受信エレメントが受信する前記第１校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記第２校正用送信エレメントが前記第２校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第２校正用受信エレメントが受信する前記第２校正用電磁波の位相が揃うように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
（付記５）
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の受信エレメントと、
前記受信エレメントに接続される選択スイッチと、
一端が前記選択スイッチに接続され、他端が受信器に接続される第１導電線と、
一端が前記選択スイッチに接続され、他端が校正用受信器に接続される第２導電線と
を含み、
前記選択スイッチで前記受信エレメントと前記第２導電線を接続した状態で、前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記選択スイッチで前記受信エレメントと前記第１導電線を接続した状態で、前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置。
（付記６）
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない校正用電磁波を送信する校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと
を含むアンテナ装置の方向調整方法であって、
前記校正用送信エレメントが前記校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記校正用受信エレメントが受信する前記校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記複数の送信エレメントが前記電磁波を送信しているときに、前記第２円の周上において隣接する前記校正用受信エレメントが受信する前記ＯＡＭを有する電磁波同士の位相差が所定の値になるように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置の方向調整方法。
（付記７）
ＯＡＭを有する電磁波を形成する電磁波を放射するように第１円の周上に配置される複数の送信エレメントと、
前記第１円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第１校正用電磁波を送信する第１校正用送信エレメントと、
前記送信エレメント及び前記第１校正用送信エレメントに対向して第２円の周上に等間隔で配置される３個以上の第１校正用受信エレメントと、
前記第２円の周上、又は、前記第２円と同心円状に配置される第３円の周上に配置される複数の受信エレメントと、
前記第２円の中心に配置され、ＯＡＭを有しない第２校正用電磁波を送信する第２校正用送信エレメントと、
前記第１円の周上、又は、前記第１円と同心円状に配置される第４円の周上に配置される３個以上の第２校正用受信エレメントと
を含むアンテナ装置の方向調整方法であって、
前記第１校正用送信エレメントが前記第１校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第１校正用受信エレメントが受信する前記第１校正用電磁波の位相が揃うように、前記第２円の中心軸の角度を調整し、
前記第２校正用送信エレメントが前記第２校正用電磁波を送信しているときに、すべての前記第２校正用受信エレメントが受信する前記第２校正用電磁波の位相が揃うように、前記第１円の中心軸の角度を調整する、アンテナ装置の方向調整方法。
【符号の説明】
【０１７４】
１００  アンテナ
１１０、１２０  基板
１３０  送信アンテナ
１３１、１３２、１３３、１３４  送信エレメント
１４０  校正用送信アンテナ
１５０  給電ネットワーク
１６１、１６２  給電ケーブル
１７１  ＯＡＭ送信器
１７２  校正用送信器
１０１  アンテナ
１０２  ＳＰＤＴスイッチ
１７０  送信器
２００  アンテナ
２１０  基板
２２０  受信アンテナ
２２１、２２２、２２３、２２４  受信エレメント
２３０  校正用受信アンテナ
２３１、２３２、２３３、２３４  校正用受信エレメント
２４０  給電ネットワーク
２５０  給電線
２６０  受信器
２７０  校正用受信器
２８０  位相検出器
２０１  アンテナ
２９０  受信アンテナ
２９１、２９２、２９３、２９４  受信エレメント
２０２  ＳＰＤＴスイッチ
３００  アンテナ
３３０  送信アンテナ
３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８  送信エレメント
４００、４００Ｔ、４００Ｒ  アンテナ
４１０  校正用送信アンテナ
４１１  給電線
４２０  アンテナ
４２１、４２２、４２３、４２４  エレメント
４３０  校正用アンテナ
４３１、４３２、４３３、４３４  校正用エレメント
４４０  給電ネットワーク
４５０  給電線
【図１】
2015231108.tif 000004
【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】
2015231108.tif 000009
【図７】
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【図８】
2015231108.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2015231108.tif 000013
【図１１】
2015231108.tif 000014
【図１２】
2015231108.tif 000015
【図１３】
2015231108.tif 000016
【図１４】
2015231108.tif 000017
【図１５】
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