(57)【要約】【課題】  挿入損失の少ない移相器を用いて、電気的にアンテナのビーム軸を切り替え、ビーム軸を簡便に調整することのできる、ビーム軸調整装置を得ることを目的とする。【解決手段】  アンテナの放射素子に高周波信号を供給する送受信機と、放射素子と送受信機の間に接続され、位相調整可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチと、アンテナのビーム軸方向を所定方向にずらすように、ＭＥＭＳスイッチを制御する制御部とを備える。【選択図】        図２
2008294540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの放射素子に高周波信号を供給する送受信機と、放射素子との間に接続され、位相調整可能なＭＥＭＳスイッチと、
アンテナのビーム軸方向を所定方向にずらすように、ＭＥＭＳスイッチを制御する制御部と、
を備えたアンテナビーム軸調整装置。
【請求項２】
複数のＭＥＭＳスイッチを縦続接続し、各ＭＥＭＳスイッチの切り換え状態に応じて、所定の角度範囲内でアンテナのビーム軸方向が段階的に切換わることを特徴とする請求項１記載のアンテナビーム軸調整装置。
【請求項３】
各ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーの動作状態に応じて、信号伝搬位相が少なくとも３段階に切換わることを特徴とする請求項１記載のアンテナ軸調整装置。
【請求項４】
各ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーの動作状態に応じて、信号伝搬位相における基準位相からの位相差が、０°、＋θ°、−θ°の、少なくとも３段階に切換わることを特徴とする請求項３記載のアンテナビーム軸調整装置。
【請求項５】
アンテナと、アンテナの放射素子に高周波信号を供給するとともに、送信電波と受信電波の周波数混合により差信号を得る送受信機と、請求項１乃至４に記載のアンテナビーム軸調整装置と、送受信機により得られた差信号に基づいてターゲットの距離および方位を計測するレーダ信号処理器とを備えたレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アレイアンテナのビーム軸の方向を調整するアンテナビーム軸調整装置、およびレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置におけるアンテナの電波軸（以下、ビーム軸）を電気的に調整するために、空中線の構造体に歪みセンサを設け、その歪みセンサの検出信号に応じて位相補正量を算出し、その補正情報を移相器に出力し、移相器を制御することで、安定した形状のビームを得るアンテナビーム軸調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６８９４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアンテナビーム軸調整装置では、アンテナ本体に歪センサを設ける必要があり、アンテナが大型化するという問題があった。
【０００５】
また、ミリ波帯の高周波帯域においては、アンテナが非常に小型化されており、構造体の歪の影響度に比べて、アンテナの設置条件に依存したビーム軸の乱れによる影響の方が大きくなる。このため、アンテナ設置時におけるビーム軸のずれを位相補正する方法が望まれていた。この場合、特に、アンテナ設置時にビーム軸について機械的に高精度な軸調整を行うことなく、ビーム軸の軸ずれ誤差を補正する必要がある。
【０００６】
さらに、従来のアンテナビーム軸調整装置では、移相器の挿入損失によってノイズが大きくなり、レーダ装置に適用した場合に目標検出特性が劣化するという問題があった。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するために為されたものであり、挿入損失の少ない移相器を用いて電気的にアンテナのビーム軸を切り替え、ビーム軸を簡便に調整することのできるビーム軸調整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】
【０００８】
この発明によるアンテナビーム軸調整装置は、アンテナの放射素子に高周波信号を供給する送受信機と、放射素子と送受信機の間に接続され、位相調整可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチと、アンテナのビーム軸方向を所定方向にずらすように、ＭＥＭＳスイッチを制御する制御部と、を備えたものである。
【０００９】
また、複数のＭＥＭＳスイッチを縦続接続し、各ＭＥＭＳスイッチの切り換え状態に応じて、所定の角度範囲内でアンテナのビーム軸方向が段階的に切換わるものであっても良い。
【００１０】
また、各ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーの動作状態に応じて、信号伝搬位相が少なくとも３段階に切換わるものであっても良い。
【００１１】
また、各ＭＥＭＳスイッチは、カンチレバーの動作状態に応じて、信号伝搬位相における基準位相からの位相差が、０°、＋θ°、−θ°の、少なくとも３段階に切換わるものであっても良い。
【００１２】
また、アンテナと、アンテナの放射素子に高周波信号を供給するとともに、送信電波と受信電波の周波数混合により差信号を得る送受信機と、上記アンテナビーム軸調整装置と、送受信機により得られた差信号に基づいてターゲットの距離および方位を計測するレーダ信号処理器とを備えて、レーダ装置を構成しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、挿入損失の小さいＭＥＭＳスイッチを用いて、アンテナビーム軸の方向を精度良く調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
この実施の形態１によるアンテナビーム軸調整装置は、複数のビームを合成して特定の向きにビームを放射する開口面を有したアレーアンテナにおいて、空間に電波を放射しかつ空間の電波を受信するアンテナと、上記アンテナが固定される空中線構造体と、上記アンテナにＲＦ信号を供給する送受信機と、可変位相にてビーム軸方向を調整しアンテナの取り付け誤差を補正するための、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｉｑｕｅｎｃｙ）−ＭＥＭＳデバイスで構成されたＭＥＭＳスイッチを有した移相器と、上記移相器に対して位相補正信号を出力する制御装置とを備えて構成したことを特徴とする。以下、実施の形態１について図を用いて説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態１によるアンテナビーム軸調整装置を用いたビーム軸調整の概念を示す図である。
図において、アンテナ装置１は空中線構造体であるプラットフォーム２に搭載される。アンテナ装置１は角度調整機構７を介してプラットフォーム２に取り付けられ、固定される。アンテナ装置１は、例えばミリ波レーダや無線通信装置等を構成している。プラットフォーム２としては、例えば車両や航空機等が対象となる。以下の説明では、アンテナ装置１として、車両に搭載される車載用ミリ波レーダを例にして説明する。
【００１６】
アンテナ装置１をプラットフォーム１に取り付ける際、アンテナ装置１のビーム軸を所望方向に向けるように角度調整がなされる。例えば、アンテナ装置１が陸上用の車両前方に取り付けられる場合、アンテナ装置１のビーム軸が水平面内における前方（前進方向）の真正面を向く方向を、所望方向とするように、角度調整機構９を調整してアンテナ装置１の取り付け角度を調整する。角度調整機構９は、上下方向（垂直方向）および方位方向（水平方向）にアンテナ装置１のアンテナ面を角度調整することができる。
【００１７】
この際、アンテナ装置１は、水準器や傾斜センサ等の水平面に対する傾斜角度を計測する角度検出器を、所定の取り付け面に装着することができる。例えば、この角度検出器による傾斜角度の計測値に基づいて、アンテナ装置１の基準方向が水平面内にあるように角度調整機構９を角度調整して、アンテナ装置１を設置する。これによって、アンテナ装置１のビーム軸を上下方向（垂直方向）に調整することができる。
ここでの基準方向とは、アンテナ装置１のビーム軸に概ね平行となる、アンテナ装置１の機械的な基準面（例えばアンテナ取り付け面）の方向を指している。この基準方向は、角度検出器の検出精度と、角度検出器の取り付け面及び機械的な基準面の加工精度と、放射素子の製造誤差による機械的な基準面に対するビーム軸の軸ずれ等の、各角度誤差の累積誤差を含んでいる。なお、図１の例では、この角度誤差によりアンテナ装置１が傾斜した状態を強調して図示している。
【００１８】
この累積角度誤差により、アンテナ装置１の基準方向を水平面内に調整しても、アンテナ装置１のビーム軸は水平面に対して、図１に示すように累積角度誤差の角度分だけ傾斜することになる。例えば、この累積角度誤差による傾斜角度が１°に達する場合、アンテナ装置１の送信電波がプラットフォーム２から１００ｍ離れた物体に到達する際、その電波はアンテナ装置１から垂直方向に１．７ｍずれた位置を照射することとなる。これにより、１００ｍ先の物体で反射されてアンテナ装置１へ戻ってくる反射波の受信電力は低下し、その結果受信信号に占めるノイズの影響が大きくなる。或いは、送信電波が物体に照射されるよりも前に地面に照射されて、目標とは全く違う物体を誤検出することになる。
このため、アンテナ装置１はビーム軸の傾斜角度を水平にするように、ビーム軸を高精度に調整する必要があるが、アンテナ装置１の設置時に、角度調整機構９を角度調整しながらビーム軸を調整すると、その調整作業に多大な時間を要し、調整が難航することになる。
【００１９】
この実施の形態１では、アンテナ装置１をプラットフォーム１に固定した状態で、この累積角度誤差によるビーム軸の軸ずれを、アンテナの位相調整により簡易に補正し、ビーム軸を高精度に調整することを特徴としている。この角度調整の詳細については後述する。
【００２０】
なお、アンテナ装置１をプラットフォーム１に設置する際、アンテナ測定装置６がアンテナ装置１から所定距離離れた位置に設置される。アンテナ測定装置６はホーンアンテナ７と送受信装置８を備えて構成される。アンテナ測定装置６はアンテナ装置１から放射される送信電波を受信して、アンテナ装置１の送信電波の受信電力を計測することができる。ここで、アンテナ測定装置６を用いてアンテナ装置１の送信電力を計測し、送信電力が最大となるように、アンテナ装置１のビーム軸を水平面内で調整する。これによって、アンテナ装置１のビーム軸を方位方向（水平方向）に調整することができる。
勿論、アンテナ測定装置６がアンテナ装置１に送信電波を送信し、アンテナ装置１側でこの電波の受信電力を計測することによって、アンテナ装置１の受信ビームのビーム軸を調整することもできることは言うまでもない。
【００２１】
次に、アンテナ装置１がプラットフォーム１に固定された状態で、ビーム軸の角度調整を行うための、アンテナ装置１の構成について説明する。ここでは、送信電波について上下方向のビーム軸を微調整する場合を例として説明する。
【００２２】
図２は、アンテナ装置１の構成を示す図である。
図において、アンテナ装置１は、複数の放射素子（アンテナ素子）１０と、発振器１１と、複数の増幅器１２と、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３と、位相制御回路１５を備えて構成される。各放射素子１０は、隣接する放射素子１０との間に、一定の間隔ｄを有して配列され、平面アンテナを構成する。
なお、図の例では１次元配列されたリニアアレイを例示しているが、２次元配列された平面アレイであっても良い。また、発振器１１と、複数の増幅器（高出力増幅器）１２と、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３と、位相制御回路１５と、電力分配器１６とで、送受信機１００が構成される。送受信機１００はアンテナ１０にＲＦ信号を供給する。但し、図中において、受信機の構成（例えば、低雑音増幅器、ミクサ等）については図示を省略している。
【００２３】
各増幅器１２は、放射素子１０毎に対応して設けられる。電力分配器１６は発振器１１に接続される。電力分配器１６は、発振器１１において発振された送信信号を均等に電力分配して、分配信号を各増幅器１２に給電する。放射素子１０と増幅器１２の間には、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３が接続される。ここで、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３は、複数のＭＥＭＳスイッチユニット１４から構成されて、同一のシリコン基板２００上に一体成形された移相器を構成する。各ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、各放射素子１０と各増幅器１２の間にそれぞれ対応して接続される。なお、複数の放射素子１０によりサブアレーアンテナを構成し、それぞれの増幅器１２をサブアレーアンテナ毎に接続するように構成しても良い。
【００２４】
図２に示すように、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、隣接するＭＥＭＳスイッチユニット１４との間に所定の信号位相差φを成して、それぞれ異なる信号位相φ１〜φｎを与えるように調整される。位相制御回路１５は、外部から入力設定される所望のビーム方向θに基づいて、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４に設定すべき位相情報を演算し、求めた位相情報に基づいて、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４に制御電圧を印加する。これによって、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４の信号位相がそれぞれφ１〜φｎに設定される。また、位相制御回路１５は、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４のバイアス端子に制御電圧を印加することによって、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４を駆動するＲＦ−ＭＥＭＳ駆動部としても機能する。
【００２５】
図３はＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３の構成を示す図である。
ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３は、複数のＭＥＭＳスイッチユニット１４を集積して一体的に構成される。各ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、各入力側主線路４０と各出力側主線路４２の間にそれぞれ接続される。なお、複数のＭＥＭＳスイッチユニット１４を別々に設けても良いことは言うまでもない。
また、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、Ｎ（Ｎは正の整数）個の複数のＭＥＭＳスイッチ２０を、接続線路４１を介して縦続接続することにより構成される。ＭＥＭＳスイッチ２０はＲＦ−ＭＥＭＳデバイスにより構成される。
【００２６】
図４は、最小単位となるＭＥＭＳスイッチ２０の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡＡ線側断面図、（ｃ）はＢＢ線側断面図である。図５はカンチレバー２１の裏面に設けられた電極３０のパターン構成例を示す裏面図である。
図において、ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、シリコン基板２００上に構成された、カンチレバー（片持ち梁）２１、２２と、入力線路２３と、出力線路２４と、切り換え線路２５、２６、２７とから構成される。なお、ＭＥＭＳスイッチユニット１４は、カンチレバーの替わりに、両持ち梁のレバー構造を用いても良い。
【００２７】
カンチレバー２１は裏面に電極３０が形成され、一方端が接続導体２８に接続される。電極３０は、他方端側が３つのストリップ導体に３分岐される。この３つのストリップ導体は、それぞれ端末に接点電極３０ａ、３０ｂ、３０ｃが設けられる。入力線路２３は接続導体２８を介して電極３０に垂直に接続される。同様に、カンチレバー２２は裏面に電極３１が形成され、一方端が接続導体２９に接続される。電極３１は、他方端側が３つのストリップ導体に３分岐される。この３つのストリップ導体は、それぞれ端末に接点電極３１ａ、３１ｂ、３１ｃが設けられる。出力線路２４は接続導体２９を介して電極３０に垂直に接続される。
【００２８】
切り換え線路２５、２６、２７は、互いに電気長が異なり、異なる伝搬位相を与える。例えば、切り換え線路２６の伝搬経路に対して切り換え線路２５の伝搬経路の位相差がθ°／ｍとなり、切り換え線路２６の伝搬経路に対して切り換え線路２７の伝搬経路の位相差が−θ°／ｍとなるように、電気長が設定される。但し、ｍは正又は負の整数である。ここで、例えばｍ＝Ｎである場合、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４によって−θ°から＋θ°の範囲内で、θ°／ｍの単位で段階的に位相を調整することができる。
【００２９】
また、各切り換え線路２５、２６、２７は、バイアス回路６０が接続されている。バイアス回路６０は、例えば、抵抗体６１と、λ０／４（λ０はＭＥＭＳスイッチユニット１４の信号伝搬波長）の電気長を有した伝送線路６３と、導体端子６２から構成される。抵抗体６１の一端部は切り換え線路２５、２６、２７にそれぞれ接続される。また、抵抗体６１の他端部は伝送線路６３の一端部に接続される。伝送線路６３の他端部には導体端子６２が接続され、スルーホールや導電ワイヤを介して外部回路に接続される。導体端子６２はバイアス端子を構成する。勿論、バイアス回路としては各種構成があり、他構成のバイアス回路を用いても良いことは言うまでもない。
【００３０】
図６は、ＭＥＭＳスイッチユニット１４におけるカンチレバー２１の動作を示す図である。図７はＭＥＭＳスイッチユニット１４における各切り換え線路２５、２６、２７と、電極３０との接続状態を示す図である。カンチレバー２２についても同様に動作するので、図示は略す。
【００３１】
図において、切り換え線路２５に接続されたバイアス回路６０に負のバイアス電圧を印加すると、図６（ａ）のようにカンチレバー２１、２２の接点電極３０ａ、３１ａは、それぞれ切り換え線路２５に接するように動作する。これによって、図７（ａ）のように入力線路２３は切り換え線路２５を介して出力線路２４に接続される。このとき、入力線路２３から入力され、出力線路２４から出力されるＲＦ信号の位相が基準位相（例えば０°）になる。
【００３２】
一方、切り換え線路２６に接続されたバイアス回路６０に負のバイアス電圧を印加すると、図６（ｂ）のようにカンチレバー２１、２２の接点電極３０ｂ、３１ｂは、それぞれ切り換え線路２６に接するように動作する。これによって、図７（ｂ）のように入力線路２３は切り換え線路２６を介して出力線路２４に接続される。このとき、入力線路２３から入力され、出力線路２４から出力されるＲＦ信号の位相が（例えば＋θ°／ｍ）になる。
【００３３】
他方、切り換え線路２７に接続されたバイアス回路６０に負のバイアス電圧を印加すると、図６（ｃ）のようにカンチレバー２１、２２の接点電極３０ｃ、３１ｃは、それぞれ切り換え線路２７に接するように動作する。これによって、図７（ｃ）のように入力線路２３は切り換え線路２７を介して出力線路２４に接続される。このとき、入力線路２３から入力され、出力線路２４から出力されるＲＦ信号の位相が（例えば−θ°／ｍ）になる。
【００３４】
次に、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３を用いたビーム軸調整の動作について説明する。
アンテナ装置１をプラットフォーム２に固定する際、図１に示すように角度θ°の設置誤差が存在する場合、初期のビーム形状４は所望の指向性を得ることができず、ビーム軸方向の調整が必要である。
【００３５】
この初期の設置状態で、所望のビーム軸に対してθ°の誤差を有するビームが得られている場合、設置誤差θ°を補正するための位相補正量を位相制御回路１５に与える。これにより、送受信機１００内のＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３が位相制御されて、アンテナ装置１のビーム軸方向を電気的に補正することが可能となる。
【００３６】
具体的には、位相制御回路１５は、外部から設定される位相補正量θに基づき、複数の放射素子１０から成るアンテナに供給されるＲＦ信号について、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３におけるそれぞれのＭＥＭＳスイッチユニット１４に与える位相情報を設定する。このとき、それぞれのＭＥＭＳスイッチユニット１４に与える位相情報を、式（１）に基づいて制御することで、空間に放射された電波を所望の方向に合成することとなる。
【００３７】
【数１】
2008294540.tif 000003
【００３８】
ここで、ｄは各アンテナ間隔、λは自由空間での波長を示す。このように、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４から成る移相器の位相状態を変化させることで、アンテナ設置時のビーム軸誤差を補正する。この際、電気的にビーム方向を制御してビーム軸補正を行うことで、ビーム軸補正の調整時間の短縮が可能となる。
【００３９】
また、各ＭＥＭＳスイッチユニット１４においては、各ＭＥＭＳスイッチ２０の位相状態を変化させることで、ＭＥＭＳスイッチユニット１４全体として、所望の位相に設定する。例えば、ＭＥＭＳスイッチ２０単体の位相補正量が、０、±θ°／ｍであり、ＭＥＭＳスイッチユニット１４がｍ個のＭＥＭＳスイッチ２０で構成される場合を考える。この場合、ＭＥＭＳスイッチユニット１４の位相補正量をθ°／ｋに設定するとき、ｍ／ｋ個のＭＥＭＳスイッチ２０について、各ＭＥＭＳスイッチ２０の位相補正量をθ°／ｍに設定する。これによって、ＭＥＭＳスイッチユニット１４全体としての位相補正量を、θ°／ｋに設定することができる。
【００４０】
このように、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いて移相器を構成し、この移相器をアンテナに接続される送受信機１００内に設けることで、アンテナ装置１のビーム軸補正を、電気的に簡易に行うことが可能となる。また、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いた移相器により、低損失な回路構成で、アンテナ装置１のビーム軸補正を行うことが可能となる。
【００４１】
また、実際のアンテナ設置誤差θ°は取り付け時のばらつきもあるため、移相器の構成例に示すように、調整可能な適度な誤差角度を構成する移相器とすることで、移相器のビット数を削減でき、送受信機１００を大型化することなく、ビーム軸補正を可能とする。例えば、ＭＥＭＳスイッチユニット１４において３ビットのＭＥＭＳスイッチ２０を１０個用いて、１個当たりのＭＥＭＳスイッチ２０の位相補正量をθ°＝０．１°とすることにより、調整可能な誤差角度θ°＝１°を実現することが可能となる。
この際、調整すべき所望の位相補正量は、アンテナ測定装置６を用いて設定することができる。例えば、アンテナ装置１から出力された送信電波の電界強度を、アンテナ測定装置６で計測する。このとき、アンテナ装置１の送信電波の電界強度が予め設計された規格から外れていた場合、位相制御回路１５に対して位相補正量θを与え、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３の位相を制御し、ビーム軸を変化させる。
次いで、再び、アンテナ装置１から出力された送信電波の電界強度を、アンテナ測定装置６で計測する。
かくして、アンテナ装置１の送信電波の電界強度が予め設計された所望の規格範囲内に入るまで、位相制御回路１５に与える位相補正量θを調整して、アンテナ装置１のビーム軸調整を行う。
【００４２】
なお、従来の車載ミリ波レーダでは、アンテナ取り付け時の機械的な設置誤差によるアンテナビーム軸の軸ずれを補償するために、アンテナビーム軸を機械的に上下方向に調整して、高精度に軸ずれを補償していた。この場合、アンテナの指向特性を計測しながら軸ずれを機械的に調整するため、調整作業に多大な時間を要していた。
【００４３】
しかしながら、この実施の形態１によれば、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いて移相器の位相を可変することにより、アンテナ設置時のビーム軸方向を所望の方向に微調整することができるので、アンテナビーム軸を機械的に高精度に調整する作業が不要となる。
【００４４】
また、ＲＦ−ＭＥＭＳスイッチを用いて移相器を構成することで、低損失なスイッチ切り替え型の移相器を形成できるので、挿入損失の増大によるシステム性能の劣化（ノイズ特性の劣化）を抑えた、ビーム軸補正の可能なアンテナ装置１を実現することが可能となる。
【００４５】
さらに、水準器や照準器を用いて水平度を計測し、水平度が概ね０になるように角度調整器７を調整して、アンテナ取り付け位置を機械的に初期調整することにより、アンテナビーム軸の軸ずれ量を、例えば±１°〜±３°以内の所定範囲内に追い込むことができる。このとき、実施の形態１のアンテナ装置１を用いてアンテナビーム軸の軸ずれ補正を行うことにより、アンテナビーム軸の軸ずれ量が０になるように、高精度に調整することができる。加えて、アンテナビーム軸の軸ずれ補正を行うための移相器のビット数を、必要最小限なものに削減することができる。またこれによって、送受信機１００を大型化することなしに、ビーム軸補正の可能な移相器を、アンテナ装置１に取り付けることが可能となる。
【００４６】
実施の形態２．
図８は、この発明に係る実施の形態２によるアンテナ装置１０１の構成を示す図である。このアンテナ装置１０１では、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３を用いて、受信ビーム軸を高精度に調整することを特徴とする。アンテナ装置１０１は、受信用の複数の放射素子（アンテナ素子）５０と、送信用の放射素子５１と、発振器１１と、複数の低雑音増幅器５２と、高出力増幅器６１と、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３と、位相制御回路５５と、ミクサ５６と、電力分配器６０と、レーダ信号処理器５８を備えて構成される。各放射素子５０は、隣接する放射素子５０との間に、一定の間隔ｄを有して配列され、平面アンテナを構成する。また、発振器１１と、低雑音増幅器５２と、高出力増幅器６１と、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３と、位相制御回路５５と、ミクサ５６と、方向性結合器５７と、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３とで、送受信機１０２が構成されている。
なお、図の例では１次元配列されたリニアアレイを例示しているが、２次元配列された平面アレイであっても良い。また、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３はＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３と同様の構成を成すので、構成の説明は省く。
【００４７】
送受信機１０２は、アンテナを構成する送信用の放射素子５１にＲＦ信号を供給するとともに、受信用の各放射素子５０で受けた電波をＲＦ信号に変換する。低雑音増幅器５２は放射素子５０で受けた受信電波を低雑音増幅する。高出力増幅器６１は発振器１１で発振された送信電波を電力増幅し、放射素子５１に供給する。
【００４８】
方向性結合器５７は、発振器１１から送出される送信電波について、信号の一部を高出力増幅器６１に入力し、信号の他の部分を電力分配器６０に結合する。また、方向性結合器５７は終端器にて余剰信号が終端される。電力分配器６０は、方向性結合器５７からの信号を複数のミクサ５６にそれぞれ電力分配する。ミクサ５６は、発振器１１で発振され電力分配器６０で分配された送信電波の一部と、各放射素子５０で受け各低雑音増幅５２で増幅された受信電波との周波数混合により、差信号を得る。
【００４９】
レーダ信号処理器５８は、各ミクサ５６からの差信号に基づいて、ターゲットとの距離および方位を計測する。位相制御回路５５は、レーダ信号処理器５８から設定される位相補正量に基づいて、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３に位相情報を設定する。ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３は、実施の形態１で示したＲＦ−ＭＥＭＳ移相器１３と同様に位相制御されて、アンテナ装置１の受信ビーム軸の方向を電気的に補正することが可能となる。
【００５０】
アンテナ装置１は、外部の物体に対して放射素子５１から送信電波を照射する。この際、外部の物体で反射して戻って来た受信電波を放射素子５０で受信し、この受信電波からミクサ５６において差信号が得られる。レーダ信号処理器５８は、この差信号に基づいて受信電波の受信強度を計測し、位相制御回路５５に計測結果を送る。位相制御回路５５は、この計測結果に基づいて、受信強度が予め設計された規格から外れていた場合、位相補正量θを設定し、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３の位相を所定の調整量だけ制御して、受信ビーム軸を変化させる。続いて、再び、アンテナ装置１の受信強度を計測し、この受信強度が予め設計された所望の規格範囲内に入るまで、位相制御回路１５に与える位相補正量θの調整量を変化させる。かくして、アンテナ装置１の受信ビーム軸の調整を行う。
【００５１】
この実施の形態２では、アンテナ装置１における放射素子（アンテナ素子）と低雑音増幅器との間に、ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３を設けることにより、アンテナ装置１の受信ビーム軸を高精度に調整することができる。勿論、実施の形態１で説明したように、アンテナ装置１の送信系についても、送信用の複数の放射素子（アンテナ素子）と複数の高出力増幅器との間に、それぞれＲＦ−ＭＥＭＳ移相器５３を設けることにより、送信ビーム軸を高精度に調整するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるアンテナビーム軸調整装置を用いたビーム軸調整の概念を示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるアンテナ装置１の構成を示す図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１によるＲＦ−ＭＥＭＳ移相器の構成を示す図である。
【図４】ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器を構成するＭＥＭＳスイッチの構成を示す図である。
【図５】カンチレバーの裏面に設けられた電極のパターン構成例を示す裏面図である。
【図６】ＭＥＭＳスイッチユニットにおけるカンチレバーの動作を示す図である。
【図７】ＭＥＭＳスイッチユニットにおける各切り換え線路と電極との接続状態を示す図である。
【図８】この発明に係る実施の形態２によるアンテナ装置１０１の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  アンテナ装置、２  プラットフォーム、６  アンテナ測定装置、７  角度調整機構、１０  放射素子、１１  発振器、１２  （高出力）増幅器、１３  ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器、１４  ＭＥＭＳスイッチユニット、１５  位相制御回路、１６  電力分配器、２０  ＭＥＭＳスイッチ、２１  カンチレバー、入力線路２３、出力線路２４、２５、２６、２７  切換え線路、３０、３１  接点電極、６０  バイアス回路、５０  （受信用）放射素子、５１  （送信用）放射素子、５２  低雑音増幅器、５３  ＲＦ−ＭＥＭＳ移相器、５５  位相制御回路、５６  ミクサ、５８  レーダ信号処理器、５７  方向性結合器、６０  電力分配器、６１  高出力増幅器、送受信機１００。
【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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