(57)【要約】  移相器４−１〜４−Ｋにより調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、移相器４−１〜４−Ｋにより調整される受信信号の位相を第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替える励振位相制御部８を設け、時間平均算出部１５が、受信機６により検波された受信信号の時間平均を算出するように構成する。これにより、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果が得られる。
2016199290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を生成する送信機と、
アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、
前記素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整する複数の移相器と、
前記送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を前記複数の移相器に出力する一方、前記複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成する合成分配器と、
前記合成分配器により合成された受信信号を検波する受信機と、
前記複数の移相器により調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、前記複数の移相器により調整される受信信号の位相を前記第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替える励振位相制御部と、
前記受信機により検波された受信信号の時間平均を算出する時間平均算出部と
を備えたアンテナ装置。
【請求項２】
前記送信機は、前記送信信号としてパルスを生成し、
前記励振位相制御部は、前記第１の切替周期として、前記送信機により生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスと、前記送信機により生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記前半分を構成するサブパルスの位相と、前記後半分を構成するサブパルスの位相とを異なる位相に設定する一方、前記第２の切替周期として、前記受信機により奇数番目に検波される受信信号であるパルスと、前記受信機により偶数番目に検波される受信信号であるパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記奇数番目に検波されるパルスの位相と前記偶数番目に検波されるパルスの位相とを異なる位相に設定することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記励振位相制御部は、前記送信機により生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定する一方、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定することを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記励振位相制御部は、
前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定し、
かつ、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの位相と、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定することを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記送信機は、前記送信信号としてパルスを生成し、
前記励振位相制御部は、前記第１の切替周期として、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスと、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と前記送信機により偶数番目に生成されるパルスとの位相とを異なる位相に設定する一方、前記第２の切替周期として、前記受信機により検波される受信信号であるパルスの前半分を構成するサブパルスと、前記受信信号であるパルスの後半分を構成するサブパルスとの間で位相を切り替える位相切替周期を設定して、前記前半分を構成するサブパルスの位相と、前記後半分を構成するサブパルスの位相とを異なる位相に設定することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記励振位相制御部は、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定する一方、前記受信機により検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相と、前記受信機により検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相とが共役の関係を有する位相に設定することを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記励振位相制御部は、
前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相と、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定して、前記受信機により奇数番目に検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相とを同じ位相に設定し、
かつ、前記送信機により偶数番目に生成されるパルスの位相と、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの前半分を構成するサブパルスの位相とを同じ位相に設定して、前記受信機により偶数番目に検波されるパルスの後半分を構成するサブパルスの位相と、前記送信機により奇数番目に生成されるパルスの位相とを同じ位相に設定することを特徴とする請求項６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記時間平均算出部は、前記受信機により受信信号が検波される毎に、当該受信信号の時間平均値を算出したのち、算出済みの複数の受信信号の時間平均値の時間平均を算出することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項９】
送信機が、送信信号を生成し、
複数の移相器が、アレーアンテナを構成している素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整し、
合成分配器が、前記送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を前記複数の移相器に出力する一方、前記複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成し、
受信機が、前記合成分配器により合成された受信信号を検波し、
励振位相制御部が、前記複数の移相器により調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、前記複数の移相器により調整される受信信号の位相を前記第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替え、
時間平均算出部が、前記受信機により検波された受信信号の時間平均を算出する
アンテナ励振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナにおける信号送信時の励振状態と信号受信時の励振状態とを時分割で切り替えて、受信信号の時間平均を算出するアンテナ装置及びアンテナ励振方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、その素子アンテナと接続されている複数の移相器とを備えたフェーズドアレーアンテナを用いる無線システムでは、複数の移相器を制御する移相器制御装置を実装している。
移相器として、ディジタル移相器を使用する場合、移相器制御装置が、複数の移相器の移相状態を容易に制御することができるため、フェーズドアレーアンテナのアンテナ放射パターンを電子的に制御することが可能となる。このため、フェーズドアレーアンテナは、衛星通信システムやレーダシステム等のアンテナとして広く利用されている。【０００３】
ただし、フェーズドアレーアンテナでは、励振振幅を素子アンテナ毎に自在に制御することが容易でないため、通常は、素子アンテナの励振位相だけを制御するようにしている。
一方で、不要な干渉波を抑圧するには、干渉波が到来する方向のサイドローブレベルを低減する必要があるが、励振位相の制御だけでは、サイドローブレベルを十分に低減することが困難であった。【０００４】
以下の非特許文献１や特許文献１には、フェーズドアレーアンテナの励振振幅を制御する技術として、時間方向の処理を利用する時間変調アレーアンテナが開示されている。
この技術は、複数の励振状態で、複数の素子アンテナの受信信号、あるいは、送信信号の時間平均（時間積分）を算出することにより、等価的に所定の振幅分布を与えた状態と同じ効果、即ち、等価的に所定の振幅分布を与えた場合と同様のアンテナ放射パターンを得るものである。
以下の非特許文献１では、スイッチのＯＮＯＦＦを制御することで、時分割で励振状態を切り替えるようにしている。また、以下の特許文献１では、移相器の移相量を制御することで、時分割で励振状態を切り替えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１９７４２号公報（図１）
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】W. Kummer他, Ultra-Low Sidelobes from Time-Modulated Arrays, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol.11, iss.6, pp.633-639, 1963.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、信号送信時の励振位相を切り替えることで、サイドローブレベルを低減する信号送信時の時間変調効果、あるいは、信号受信時の励振位相を切り替えることで、サイドローブレベルを低減する信号受信時の時間変調効果を実現することができる。しかし、非特許文献１や特許文献１には、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現するための技術が開示されておらず、同一の時間平均区間内で、単に、信号送信時の励振位相の切替と信号受信時の励振位相の切替を行っても、互いの時間変調効果が打ち消されてしまう現象が発生することがある。このため、同一の時間平均区間内では、信号送信時の時間変調効果、あるいは、信号受信時の時間変調効果のいずれか一方しか実現することができないという課題があった。【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、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができるアンテナ装置及びアンテナ励振方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るアンテナ装置は、送信信号を生成する送信機と、アレーアンテナを構成している複数の素子アンテナと、素子アンテナの送信信号及び受信信号の位相を調整する複数の移相器と、送信機により生成された送信信号を分配して、分配した送信信号を複数の移相器に出力する一方、複数の移相器により位相が調整された受信信号を合成する合成分配器と、合成分配器により合成された受信信号を検波する受信機と、複数の移相器により調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、複数の移相器により調整される受信信号の位相を第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替える励振位相制御部とを設け、時間平均算出部が、受信機により検波された受信信号の時間平均を算出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、複数の移相器により調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、複数の移相器により調整される受信信号の位相を第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替える励振位相制御部を設け、時間平均算出部が、受信機により検波された受信信号の時間平均を算出するように構成したので、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現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によるアンテナ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置のディジタル信号処理部７を示すハードウェア構成図である。
【図３】アンテナ装置のディジタル信号処理部７がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである（その１）。
【図５】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである（その２）。
【図６】この発明の実施の形態１における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである（その１）。
【図８】この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである（その２）。
【図９】この発明の実施の形態２における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態４における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置のディジタル信号処理部７を示すハードウェア構成図である。
図１のアンテナ装置は、送信機１、フェーズドアレーアンテナ２、受信機６及びディジタル信号処理部７から構成されている。
図１及び図２において、送信機１は送信信号である高周波信号を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ２に出力する。この実施の形態１では、パルス状の高周波信号を生成する例を説明する。
フェーズドアレーアンテナ２はＫ個の素子アンテナ３−１〜３−Ｋと、Ｋ個の移相器４−１〜４−Ｋと、１個の合成分配器５とから構成されている。
【００１４】
Ｋ個の素子アンテナ３−１〜３−Ｋは１次元、２次元又は３次元に配置されており、高周波信号を空間に放射する一方、観測対象である目標物に反射されて戻ってきた上記高周波信号の反射波を受信する。
移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）は励振位相制御部８の移相器制御部１４から出力された移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号（送信パルス）の位相を調整して、位相調整後の高周波信号を素子アンテナ３−ｋに出力する一方、素子アンテナ３−ｋにより受信された高周波信号（受信パルス）の位相を調整して、位相調整後の高周波信号を合成分配器５に出力する。
合成分配器５は送信機１から出力された高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する一方、移相器４−１〜４−Ｋから出力された高周波信号を合成して、合成後の高周波信号を受信機６に出力する。
【００１５】
受信機６は合成分配器５から出力された合成後の高周波信号を検波し、その高周波信号を例えばベースバンドのディジタル信号（以下、「ディジタル受信データ」と称する）に変換する。
ディジタル信号処理部７は励振位相制御部８及び時間平均算出部１５から構成されており、励振位相制御部８はタイミング同期部１１、励振位相設定部１２、励振位相切替部１３及び移相器制御部１４から構成されている。
励振位相制御部８は送信パルスの位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力するとともに、受信パルスの位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する処理などを実施する。
【００１６】
タイミング同期部１１は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路で構成されているタイミング同期処理回路２１、あるいは、ワンチップマイコン及び基準となるクロック信号を発生する水晶発振器等から構成されているタイミング同期処理回路２１で実現されるものであり、送信機１により生成される高周波信号と、移相器４−ｋにより位相が調整される高周波信号（送信パルス、受信パルス）との同期を図るために、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力するとともに、送信パルス及び受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
また、タイミング同期部１１は受信機６から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部１５に出力する。
【００１７】
なお、タイミング同期部１１には、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングとして第１の切替周期が設定され、また、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングとして第２の切替周期が設定されている。
第１の切替周期は、送信機１により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス（１）と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス（２）との間で位相を切り替える切替周期である。
また、第２の切替周期は、第１の切替周期と異なる切替周期であり、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替える切替周期である。
【００１８】
励振位相設定部１２は例えばキーボード、マウス、タッチパネルなどのマンマシンインタフェース機器と、ＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置とから構成されている励振位相設定処理回路２２で実現されるものであり、所望のアンテナ放射特性を得るために、素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する。
この実施の形態１では、素子アンテナ３−１〜３−Ｋにおける信号送信時の励振状態を時分割で切り替えるとともに、信号受信時の励振状態を時分割で切り替えるため、励振位相設定部１２は、信号送信時における時間変調回数分の位相プロファイルと、信号受信時における時間変調回数分の位相プロファイルとを記憶する。
【００１９】
励振位相切替部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から構成されている励振位相切替処理回路２３で実現されるものであり、送信パルスの信号処理時には、励振位相設定部１２から信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部１４に出力するが、タイミング同期部１１から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部１２から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部１４に出力する。
また、励振位相切替部１３は受信パルスの信号処理時には、励振位相設定部１２から信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部１４に出力するが、タイミング同期部１１から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部１２から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す励振位相を移相器制御部１４に出力する。
【００２０】
移相器制御部１４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から構成されている移相器制御回路２４で実現されるものであり、励振位相切替部１３から出力された励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する処理を実施する。
時間平均算出部１５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路から構成されている時間平均算出処理回路２５、あるいは、ワンチップマイコン及びメモリから構成されている時間平均算出処理回路２５で実現されるものであり、受信機６により受信パルスが検波されてディジタル受信データが出力される毎に、当該ディジタル受信データの時間平均値を算出したのち、算出済みの複数のディジタル受信データの時間平均値の時間平均を算出する処理を実施する。
【００２１】
図１の例では、アンテナ装置の構成要素である送信機１、フェーズドアレーアンテナ２、受信機６及びディジタル信号処理部７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、アンテナ装置のディジタル信号処理部７がコンピュータで構成されていてもよい。
図３はアンテナ装置のディジタル信号処理部７がコンピュータで構成される場合のハードウェア構成図である。
アンテナ装置のディジタル信号処理部７がコンピュータで構成される場合、タイミング同期部１１、励振位相設定部１２、励振位相切替部１３、移相器制御部１４及び時間平均算出部１５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３１に格納し、当該コンピュータのプロセッサ３２がメモリ３１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４及び図５はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである。
【００２２】
次に動作について説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
アンテナ装置がパルスの送受信を開始する前に、励振位相設定部１２が、ユーザの操作を受け付けることで、素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する（図４のステップＳＴ１）。
【００２３】
この実施の形態１では、第１の切替周期として、送信機１により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス（１）と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス（２）との間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部１１に設定されているので、信号送信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルと、サブパルス（２）に係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図６では、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における送信パルスの位相の例を示しており、サブパルス（１）の位相がφｔ１、サブパルス（２）の位相がφｔ２に設定されている。
【００２４】
また、この実施の形態１では、第２の切替周期として、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部１１に設定されているので、信号受信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号受信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルと、偶数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図６では、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における受信パルスの位相の例を示しており、奇数番目に検波される受信パルスの位相がφｒ１、偶数番目に検波される受信パルスの位相がφｒ２に設定されている。
【００２５】
ここで、サブパルス（１）の位相φｔ１とサブパルス（２）の位相φｔ２は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φｔ１＝−φｔ２が成立する位相に設定される。
また、奇数番目に検波される受信パルスの位相φｒ１と偶数番目に検波される受信パルスの位相φｒ２は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φｒ１＝−φｒ２が成立する位相に設定される。
このように、φｔ１＝−φｔ２が成立し、かつ、φｒ１＝−φｒ２が成立する位相に設定されることで、後述する時間平均算出部１５によって、ディジタル受信データの時間平均が算出される際に、虚部の振幅成分が打ち消されて、実部の振幅成分のみが抽出されるようになる。
【００２６】
この実施の形態１では、信号送信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、信号送信時用の位相プロファイルとして、４つ以上の偶数個の位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、４つ以上の偶数個の位相プロファイルの設定が受け付けられるものであってもよい。
【００２７】
タイミング同期部１１は、ユーザによる位相プロファイルの設定が励振位相設定部１２に受け付けられたのち、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
送信機１は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号（送信パルス）を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ２に出力する（図４のステップＳＴ２）。
フェーズドアレーアンテナ２の合成分配器５は、送信機１から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する。
【００２８】
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部１２から信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ３）。
【００２９】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス（１）の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス（１）を素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ４）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスのサブパルス（１）が素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ５）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスのサブパルス（１）の位相がφｔ１に調整されて、そのサブパルス（１）が素子アンテナ３−ｋから放射される。
【００３０】
タイミング同期部１１は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、サブパルス（１）の位相φｔ１に相当する時間である第１の切替周期を経過すると、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（ステップＳＴ６：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
即ち、励振位相切替部１３は、励振位相設定部１２からサブパルス（２）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ７）。
【００３１】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス（２）の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス（２）を素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ８）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスのサブパルス（２）が素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ９）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスのサブパルス（２）の位相がφｔ２に調整されて、そのサブパルス（２）が素子アンテナ３−ｋから放射される。
サブパルス（１）とサブパルス（２）からなる送信パルスは、素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ３−１〜３−Ｋに戻ってくる。
【００３２】
タイミング同期部１１は、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（図５のステップＳＴ１０：ＹＥＳの場合）、素子アンテナ３−１〜３−Ｋにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認する。タイミング同期部１１から出力された受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号の数をカウントすることで、奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認することができる。
励振位相切替部１３は、素子アンテナ３−１〜３−Ｋにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであれば（ステップＳＴ１１：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から信号受信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ１２）。
【００３３】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスを合成分配器５に出力する（ステップＳＴ１４）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）によりサブパルス（１）とサブパルス（２）からなる奇数番目の受信パルスの位相がφｒ１に調整されて、その受信パルスが合成分配器５に出力される。
【００３４】
合成分配器５は、移相器４−１〜４−Ｋから位相調整後の受信パルスを受けると、Ｋ個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機６に出力する。
受信機６は、合成分配器５から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する（ステップＳＴ１５）。
【００３５】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信機６から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部１５に出力する。
時間平均算出部１５は、タイミング同期部１１から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ１６）。
図６の例では、受信パルスの時間幅がＴａｒであるため、時間幅Ｔａｒの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部１５は、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
ここでは、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を算出するものを示したが、信号値の積分値（累積値）を算出するようにしてもよい。
【００３６】
タイミング同期部１１は、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、Ｎ（Ｎは２以上の偶数）個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されていなければ（ステップＳＴ１７：ＮＯの場合）、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
この段階では、メモリに格納されている時間平均値の個数が１個であるため、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号が出力される。
【００３７】
送信機１は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号（送信パルス）を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ２に出力する（図４のステップＳＴ２）。
フェーズドアレーアンテナ２の合成分配器５は、送信機１から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する。
【００３８】
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、励振位相設定部１２から信号送信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ３）。
【００３９】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス（１）の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス（１）を素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ４）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスのサブパルス（１）が素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ５）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスのサブパルス（１）の位相がφｔ１に調整されて、そのサブパルス（１）が素子アンテナ３−ｋから放射される。
【００４０】
タイミング同期部１１は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、サブパルス（１）の位相φｔ１に相当する時間である第１の切替周期を経過すると、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（ステップＳＴ６：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から別の信号送信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
即ち、励振位相切替部１３は、励振位相設定部１２からサブパルス（２）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ７）。
【００４１】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスのサブパルス（２）の位相を調整して、位相調整後の送信パルスのサブパルス（２）を素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ８）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスのサブパルス（２）が素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ９）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスのサブパルス（２）の位相がφｔ２に調整されて、そのサブパルス（２）が素子アンテナ３−ｋから放射される。
サブパルス（１）とサブパルス（２）からなる送信パルスは、素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ３−１〜３−Ｋに戻ってくる。
【００４２】
タイミング同期部１１は、送信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（図５のステップＳＴ１０：ＹＥＳの場合）、素子アンテナ３−１〜３−Ｋにより受信される受信パルスが奇数番目の受信パルスであるのか、偶数番目の受信パルスであるのかを確認する。
励振位相切替部１３は、素子アンテナ３−１〜３−Ｋにより受信される受信パルスが偶数番目の受信パルスであれば（ステップＳＴ１１：ＮＯの場合）、励振位相設定部１２から信号受信時用の位相プロファイルとして、偶数番目に検波される受信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ１３）。
【００４３】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスを合成分配器５に出力する（ステップＳＴ１４）。
図６の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）によりサブパルス（１）とサブパルス（２）からなる偶数番目の受信パルスの位相がφｒ２に調整されて、その受信パルスが合成分配器５に出力される。
【００４４】
合成分配器５は、移相器４−１〜４−Ｋから位相調整後の受信パルスを受けると、Ｋ個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機６に出力する。
受信機６は、合成分配器５から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する（ステップＳＴ１５）。
【００４５】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信機６から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部１５に出力する。
時間平均算出部１５は、タイミング同期部１１から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ１６）。
図６の例では、受信パルスの時間幅がＴａｒであるため、時間幅Ｔａｒの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部１５は、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
ここでは、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を算出するものを示したが、信号値の積分値（累積値）を算出するようにしてもよい。
【００４６】
タイミング同期部１１は、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されていなければ（ステップＳＴ１７：ＮＯの場合）、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
ステップＳＴ２〜ＳＴ１６の処理が繰り返し実施されて、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されると（ステップＳＴ１７：ＹＥＳの場合）、時間平均算出部１５が、内部のメモリからＮ個の時間平均値を読み出し、Ｎ個の時間平均値の時間平均を算出する。即ち、Ｎ個の受信パルス間での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ１８）。
ここでは、時間平均算出部１５がＮ個の時間平均値の時間平均を算出するものを示したが、Ｎ個の積分値（累積値）の積分を算出するようにしてもよい。
【００４７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、移相器４−１〜４−Ｋにより調整される送信信号の位相を第１の切替周期で切り替える一方、移相器４−１〜４−Ｋにより調整される受信信号の位相を第１の切替周期と異なる第２の切替周期で切り替える励振位相制御部８を設け、時間平均算出部１５が、受信機６により検波された受信信号の時間平均を算出するように構成したので、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態１によれば、第１の切替周期と第２の切替周期を異なる周期にしているので、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。このため、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とが打ち消されてしまうなどの現象が発生しない。
これにより、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果だけを実現する場合や、信号受信時の時間変調効果だけを実現する場合よりも、性能が高い振幅位相制御の実施が可能なアンテナ装置が得られる。
【００４８】
この実施の形態１では、受信機６が受信パルスをディジタル受信データに変換する毎に、時間平均算出部１５が、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出してメモリに格納するものを示したが、受信機６が受信パルスをディジタル受信データに変換する毎に、時間平均算出部１５が、そのディジタル受信データをメモリに格納し、Ｎ個のディジタル受信データをメモリに格納した段階で、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出して、Ｎ個の時間平均値の時間平均を算出するようにしてもよい。
【００４９】
この実施の形態１では、受信機６が高周波信号である受信パルスをディジタル受信データに変換する例を示したが、時間平均算出部１５が、信号値の時間平均を算出することが可能な信号に変換すればよく、ディジタル受信データに変換するものに限るものではない。例えば、受信機６が高周波信号を低い周波数帯の信号に変換して、周波数帯が低いアナログの信号を時間平均算出部１５に出力するようにしてもよい。
【００５０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、送信機１により生成される送信パルスの前半分を構成するサブパルス（１）と、その送信パルスの後半分を構成するサブパルス（２）との間で位相を切り替えるとともに、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスと、偶数番目に検波される受信パルスとの間で位相を切り替えるものを説明している。
この実施の形態２では、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスと、偶数番目に生成される送信パルスとの間で位相を切り替えるとともに、受信機６により検波される受信パルスの前半分を構成するサブパルス（１）と、その受信パルスの後半分を構成するサブパルス（２）との間で位相を切り替えるものについて説明する。
この実施の形態２のアンテナ装置の構成は、上記実施の形態１と同様に図１である。
図７及び図８はこの発明の実施の形態２によるアンテナ装置の処理内容であるアンテナ励振方法を示すフローチャートである。
【００５１】
次に動作について説明する。
図９はこの発明の実施の形態２における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
アンテナ装置がパルスの送受信を開始する前に、励振位相設定部１２が、ユーザの操作を受け付けることで、素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を示す位相プロファイルの設定を受け付けて、その位相プロファイルを記憶する（図７のステップＳＴ２１）。
【００５２】
この実施の形態２では、第１の切替周期として、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスと、偶数番目に生成される送信パルスとの間で位相を切り替える位相切替周期がタイミング同期部１１に設定されているので、信号送信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号送信時用の位相プロファイルとして、奇数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルと、偶数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図９では、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における送信パルスの位相の例を示しており、奇数番目に生成される送信パルスの位相がφｔ１、偶数番目に生成される送信パルスの位相がφｔ２に設定されている。
【００５３】
また、この実施の形態２では、第２の切替周期として、受信機６により検波される受信パルスの前半分を構成するサブパルス（１）と、その受信パルスの後半分を構成するサブパルス（２）との間で位相を切り替える切替周期がタイミング同期部１１に設定されているので、信号受信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる。
即ち、信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルと、サブパルス（２）に係る位相プロファイルとの設定が受け付けられる。
図９では、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における受信パルスの位相の例を示しており、サブパルス（１）の位相がφｒ１、サブパルス（２）の位相がφｒ２に設定されている。
【００５４】
ここで、奇数番目に生成される送信パルスの位相φｔ１と偶数番目に生成される送信パルスの位相φｔ２は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φｔ１＝−φｔ２が成立する位相に設定される。
また、サブパルス（１）の位相φｒ１とサブパルス（２）の位相φｒ２は、共役の関係を有する位相に設定される。即ち、φｒ１＝−φｒ２が成立する位相に設定される。
このように、φｔ１＝−φｔ２が成立し、かつ、φｒ１＝−φｒ２が成立する位相に設定されることで、後述する時間平均算出部１５によって、ディジタル受信データの時間平均が算出される際に、虚部の振幅成分が打ち消されて、実部の振幅成分のみが抽出されるようになる。
【００５５】
この実施の形態２では、信号送信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、２つの位相プロファイルの設定が受け付けられる例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、信号送信時用の位相プロファイルとして、３つ以上の位相プロファイルの設定が受け付けられ、信号受信時用の位相プロファイルとして、３つ以上の位相プロファイルの設定が受け付けられるものであってもよい。
【００５６】
タイミング同期部１１は、ユーザによる位相プロファイルの設定が励振位相設定部１２に受け付けられたのち、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
送信機１は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号（送信パルス）を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ２に出力する（図７のステップＳＴ２２）。
フェーズドアレーアンテナ２の合成分配器５は、送信機１から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する。
【００５７】
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、送信機１により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認する。タイミング同期部１１から出力されたパルスの生成タイミングを示す制御信号の数をカウントすることで、奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認することができる。
励振位相切替部１３は、送信機１により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであれば（ステップＳＴ２３：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から信号送信時用の位相プロファイルとして、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ２４）。
【００５８】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスの位相を調整して、位相調整後の送信パルスを素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ２６）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスが素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ２７）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスの位相がφｔ１に調整されて、その送信パルスが素子アンテナ３−ｋから放射される。
送信パルスは、素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ３−１〜３−Ｋに戻ってくる。
【００５９】
タイミング同期部１１は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（図８のステップＳＴ２８：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ２９）。
【００６０】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス（１）を合成分配器５に出力する（ステップＳＴ３０）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により受信パルスのサブパルス（１）の位相がφｒ１に調整されて、そのサブパルス（１）が合成分配器５に出力される。
【００６１】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、サブパルス（１）の位相φｒ１に相当する時間である第２の切替周期を経過すると、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（ステップＳＴ３１：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
即ち、励振位相切替部１３は、励振位相設定部１２からサブパルス（２）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ３２）。
【００６２】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスのサブパルス（２）の位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス（２）を合成分配器５に出力する（ステップＳＴ３３）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により受信パルスのサブパルス（２）の位相がφｒ２に調整されて、そのサブパルス（１）が合成分配器５に出力される。
【００６３】
合成分配器５は、移相器４−１〜４−Ｋから位相調整後のサブパルス（１）とサブパルス（２）からなる受信パルスを受けると、Ｋ個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機６に出力する。
受信機６は、合成分配器５から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する（ステップＳＴ３４）。
【００６４】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信機６から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部１５に出力する。
時間平均算出部１５は、タイミング同期部１１から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ３５）。
図９の例では、受信パルスの時間幅がＴａｒであるため、時間幅Ｔａｒの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部１５は、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
【００６５】
タイミング同期部１１は、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されていなければ（ステップＳＴ３６：ＮＯの場合）、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
この段階では、メモリに格納されている時間平均値の個数が１個であるため、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号が出力される。
【００６６】
送信機１は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、その制御信号をトリガーとして、送信信号である高周波信号（送信パルス）を生成し、その高周波信号をフェーズドアレーアンテナ２に出力する（図７のステップＳＴ２２）。
フェーズドアレーアンテナ２の合成分配器５は、送信機１から高周波信号を受けると、その高周波信号を分配して、分配した高周波信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する。
【００６７】
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１からパルスの生成タイミングを示す制御信号を受けると、送信機１により生成された送信パルスが奇数番目の送信パルスであるのか、偶数番目の送信パルスであるのかを確認する。
励振位相切替部１３は、送信機１により生成された送信パルスが偶数番目の送信パルスであれば（ステップＳＴ２３：ＮＯの場合）、励振位相設定部１２から信号送信時用の位相プロファイルとして、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスに係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ２５）。
【００６８】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって合成分配器５により分配された高周波信号である送信パルスの位相を調整して、位相調整後の送信パルスを素子アンテナ３−１〜３−Ｋに出力する（ステップＳＴ２６）。
これにより、移相器４−１〜４−Ｋにより位相が調整された送信パルスが素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射される（ステップＳＴ２７）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により送信パルスの位相がφｔ２に調整されて、その送信パルスが素子アンテナ３−ｋから放射される。
送信パルスは、素子アンテナ３−１〜３−Ｋから空間に放射されたのち、観測対象である目標物に反射され、その反射波が受信パルスとして素子アンテナ３−１〜３−Ｋに戻ってくる。
【００６９】
タイミング同期部１１は、パルスの生成タイミングを示す制御信号を出力したのち、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（図８のステップＳＴ２８：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から信号受信時用の位相プロファイルとして、サブパルス（１）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ２９）。
【００７０】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスの位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス（１）を合成分配器５に出力する（ステップＳＴ３０）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により受信パルスのサブパルス（１）の位相がφｒ１に調整されて、そのサブパルス（１）が合成分配器５に出力される。
【００７１】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、サブパルス（１）の位相φｒ１に相当する時間である第２の切替周期を経過すると、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力する。
励振位相切替部１３は、タイミング同期部１１から受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を受けると（ステップＳＴ３１：ＹＥＳの場合）、励振位相設定部１２から別の信号受信時用の位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
即ち、励振位相切替部１３は、励振位相設定部１２からサブパルス（２）に係る位相プロファイルを読み出して、その位相プロファイルが示す素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を移相器制御部１４に出力する。
移相器制御部１４は、励振位相切替部１３から素子アンテナ３−１〜３−Ｋの励振位相を受けると、その励振位相を示す移相器制御信号を移相器４−１〜４−Ｋに出力する（ステップＳＴ３２）。
【００７２】
移相器４−１〜４−Ｋは、移相器制御部１４から移相器制御信号を受けると、その移相器制御信号にしたがって素子アンテナ３−１〜３−Ｋの受信パルスのサブパルス（２）の位相を調整して、位相調整後の受信パルスのサブパルス（２）を合成分配器５に出力する（ステップＳＴ３３）。
図９の例では、移相器４−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）により受信パルスのサブパルス（２）の位相がφｒ２に調整されて、そのサブパルス（１）が合成分配器５に出力される。
【００７３】
合成分配器５は、移相器４−１〜４−Ｋから位相調整後のサブパルス（１）とサブパルス（２）からなる受信パルスを受けると、Ｋ個の受信パルスを合成して、合成後の受信パルスを受信機６に出力する。
受信機６は、合成分配器５から合成後の受信パルスを受けると、合成後の受信パルスを検波し、その受信パルスを例えばベースバンドのディジタル信号であるディジタル受信データに変換する（ステップＳＴ３４）。
【００７４】
タイミング同期部１１は、受信パルスの位相を切り替える位相更新タイミングを示す制御信号を励振位相切替部１３に出力したのち、受信機６から出力されたディジタル受信データの時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を時間平均算出部１５に出力する。
時間平均算出部１５は、タイミング同期部１１から時間平均処理の開始タイミングを示す制御信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出する。即ち、１つの受信パルス内での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ３５）。
図９の例では、受信パルスの時間幅がＴａｒであるため、時間幅Ｔａｒの間の信号値の時間平均が算出される。
時間平均算出部１５は、受信機６により変換されたディジタル受信データが示す信号値の時間平均を算出すると、その信号値の時間平均値を内部のメモリに格納する。
【００７５】
タイミング同期部１１は、時間平均算出部１５が信号値の時間平均値を内部のメモリに格納すると、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の時間平均値がメモリに格納されたか否かを判定し、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されていなければ（ステップＳＴ３６：ＮＯの場合）、パルスの生成タイミングを示す制御信号を送信機１及び励振位相切替部１３に出力する。
ステップＳＴ２２〜ＳＴ３５の処理が繰り返し実施されて、Ｎ個の時間平均値がメモリに格納されると（ステップＳＴ３６：ＹＥＳの場合）、時間平均算出部１５が、内部のメモリからＮ個の時間平均値を読み出し、Ｎ個の時間平均値の時間平均を算出する。即ち、Ｎ個の受信パルス間での信号値の時間平均を算出する（ステップＳＴ３７）。
【００７６】
この実施の形態２の場合も、上記実施の形態１と同様に、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態２の場合も、上記実施の形態１と同様に、第１の切替周期と第２の切替周期を異なる周期にしているので、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。このため、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とが打ち消されてしまうなどの現象が発生しない。
これにより、信号送信時の時間変調効果だけを実現する場合や、信号受信時の時間変調効果だけを実現する場合よりも、性能が高い振幅位相制御の実施が可能なアンテナ装置が得られる。
【００７７】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、励振位相制御部８が、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における送信パルスのサブパルス（１）（２）の位相として、サブパルス（１）の位相をφｔ１、サブパルス（２）の位相をφｔ２に設定し、また、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスの位相をφｒ１、偶数番目に検波される受信パルスの位相をφｒ２に設定するものを示したが、第１の切替周期と第２の切替周期が異なる周期であればよく、この設定内容に限るものではない。
【００７８】
図１０はこの発明の実施の形態３における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
この実施の形態３では、励振位相制御部８は、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相と、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部８は、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相と、受信機６により偶数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定する。
【００７９】
即ち、励振位相制御部８は、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）については、図１０に示すように、送信機１により奇数番目（例えば、１番目）に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相をφ１、その送信パルスのサブパルス（２）の位相をφ２に設定する場合、受信機６により奇数番目（例えば、１番目）に検波される受信パルスの位相を、送信機１により奇数番目（例えば、１番目）に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相φ２と同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部８は、送信機１により偶数番目（例えば、２番目）に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相を、受信機６により奇数番目（例えば、１番目）に検波される受信パルスの位相φ２と同じ位相に設定して、その送信パルスのサブパルス（２）の位相をφ１に設定する。
そして、励振位相制御部８は、受信機６により偶数番目（例えば、２番目）に検波される受信パルスの位相を、送信機１により偶数番目（例えば、２番目）に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相φ１と同じ位相に設定する。
さらに、励振位相制御部８は、送信機１により奇数番目（例えば、３番目）に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相を、受信機６により偶数番目（例えば、２番目）に検波される受信パルスの位相φ１と同じ位相に設定して、その送信パルスのサブパルス（２）の位相をφ２に設定する。
なお、位相φ１と位相φ２は、共役の関係を有している。即ち、φ１＝−φ２が成立する位相である。
【００８０】
図１０の例でも、第１の切替周期と第２の切替周期が異なる周期であるため、上記実施の形態１と同様に、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。
この実施の形態３では、励振位相制御部８が、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相と、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定し、かつ、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスのサブパルス（２）の位相と、受信機６により偶数番目に検波される受信パルスの位相と、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定しているので、送信パルスの処理から受信パルスの処理に切り替える際、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。また、受信パルスの処理から送信パルスの処理に切り替える際にも、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。
したがって、上記実施の形態１よりも、移相器４−１〜４−Ｋに対する制御が簡易化される。このため、ハードウェアへ要求性能を緩和することができる。
【００８１】
実施の形態４．
上記実施の形態２では、励振位相制御部８が、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）における奇数番目に生成される送信パルスの位相をφｔ１、偶数番目に生成される送信パルスの位相をφｔ２に設定し、また、受信機６により検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相をφｒ１、サブパルス（２）の位相をφｒ２に設定するものを示したが、第１の切替周期と第２の切替周期が異なる周期であればよく、この設定内容に限るものではない。
【００８２】
図１１はこの発明の実施の形態４における素子アンテナ３−ｋでの送信パルス、送信パルスの位相、受信パルス、受信パルスの位相及び時間平均されたディジタル受信データを示す説明図である。
この実施の形態４では、励振位相制御部８は、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス（２）の位相と、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定する。
また、励振位相制御部８は、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機６により偶数番目に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス（２）の位相と、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定する。
【００８３】
即ち、励振位相制御部８は、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）については、図１１に示すように、送信機１により奇数番目（例えば、１番目）に生成される送信パルスの位相をφ１に設定する場合、受信機６により奇数番目（例えば、１番目）に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相を、送信機１により奇数番目（例えば、１番目）に生成される送信パルスの位相φ１と同じ位相に設定して、受信機６により奇数番目（例えば、１番目）に検波される受信パルスのサブパルス（２）の位相をφ２に設定する。
また、励振位相制御部８は、送信機１により偶数番目（例えば、２番目）に生成される送信パルスの位相を、受信機６により奇数番目（例えば、１番目）に検波される受信パルスのサブパルス（２）の位相φ２と同じ位相に設定する。
さらに、励振位相制御部８は、受信機６により偶数番目（例えば、２番目）に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相を、送信機１により偶数番目（例えば、２番目）に生成される送信パルスの位相φ２と同じ位相に設定して、受信機６により偶数番目（例えば、２番目）に検波される受信パルスのサブパルス（２）の位相をφ１に設定する。
そして、励振位相制御部８は、送信機１により奇数番目（例えば、３番目）に生成される送信パルスの位相を、受信機６により偶数番目（例えば、２番目）に検波される受信パルスのサブパルス（２）の位相φ１と同じ位相に設定する。
なお、位相φ１と位相φ２は、共役の関係を有している。即ち、φ１＝−φ２が成立する位相である。
【００８４】
図１１の例でも、第１の切替周期と第２の切替周期が異なる周期であるため、上記実施の形態２と同様に、信号送信時の時間変調技術と、信号受信時の時間変調技術とを独立に適用することができる。
この実施の形態４では、励振位相制御部８が、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機６により奇数番目に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス（２）の位相と、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定し、かつ、送信機１により偶数番目に生成される送信パルスの位相と、受信機６により偶数番目に検波される受信パルスのサブパルス（１）の位相とを同じ位相に設定して、その受信パルスのサブパルス（２）の位相と、送信機１により奇数番目に生成される送信パルスの位相とを同じ位相に設定しているので、送信パルスの処理から受信パルスの処理に切り替える際、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。また、受信パルスの処理から送信パルスの処理に切り替える際にも、素子アンテナ３−ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・，Ｋ）の位相を維持すればよく、位相を切り替える処理が不要になる。
したがって、上記実施の形態２よりも、移相器４−１〜４−Ｋに対する制御が簡易化される。このため、ハードウェアへ要求性能を緩和することができる。
【００８５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
この発明に係るアンテナ装置は、同一の時間平均区間内で、信号送信時の時間変調効果と信号受信時の時間変調効果とを同時に実現して、性能が高い振幅位相制御を実施する必要性が高いものに適している。
【符号の説明】
【００８７】
１  送信機、２  フェーズドアレーアンテナ、３−１〜３−Ｋ  素子アンテナ、４−１〜４−Ｋ  移相器、５  合成分配器、６  受信機、７  ディジタル信号処理部、８  励振位相制御部、１１  タイミング同期部、１２  励振位相設定部、１３  励振位相切替部、１４  移相器制御部、１５  時間平均算出部、２１  タイミング同期処理回路、２２  励振位相設定処理回路、２３  励振位相切替処理回路、２４  移相器制御回路、２５  時間平均算出処理回路、３１  メモリ、３２  プロセッサ。
【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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【国際調査報告】
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