(57)【要約】【課題】アレーアンテナの構造や動作周波数等の構成要件を電気的に変化させることができるアレーアンテナの制御方法及び制御装置を提供する。【解決手段】複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナにおいて、上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続される。上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナの制御方法において、
上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続され、
上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去することを特徴とするアレーアンテナの制御方法。
【請求項２】
上記複数のアンテナ素子は一直線上に配列されてなり、
上記複数のアンテナ素子のうち、電気的に除去しない１つのアンテナ素子を順次選択的に切り換えて無線機に接続し、電気的に除去しない他のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に、当該アンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を設定することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項３】
無線信号を送受信するための励振素子と、
上記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励振素子と、
上記複数の非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子とを備え、
上記各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記複数の非励振素子をそれぞれ導波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向特性を変化させるアレーアンテナの制御方法において、
上記複数の非励振素子のうち、所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去することを特徴とするアレーアンテナの制御方法。
【請求項４】
上記複数の非励振素子は上記励振素子を中心として互いに異なる方向に配置され、所定の方向に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項３記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項５】
上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、上記励振素子から他の非励振素子とは異なる間隔で設けられ、所定の間隔に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項３記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項６】
上記複数の非励振素子のうち少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる素子長を有し、所定の素子長を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項３記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項７】
上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる動作周波数を有し、所定の動作周波数を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの動作周波数を変化させることを特徴とする請求項３記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項８】
上記励振素子によって受信された受信信号に基づいて、上記アレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向けるための可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定することをさらに含むことを特徴とする請求項３乃至７のうちのいずれか１つに記載のアレーアンテナの制御方法。
【請求項９】
複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナの制御装置において、
上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続され、
上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去する制御手段を備えたことを特徴とするアレーアンテナの制御装置。
【請求項１０】
上記複数のアンテナ素子は一直線上に配列されてなり、
上記制御手段は、上記複数のアンテナ素子のうち、電気的に除去しない１つのアンテナ素子を順次選択的に切り換えて無線機に接続し、電気的に除去しない他のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に、当該アンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を設定することを特徴とする請求項１記載のアレーアンテナの制御装置。
【請求項１１】
無線信号を送受信するための励振素子と、
上記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励振素子と、
上記複数の非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子とを備え、
上記各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記複数の非励振素子をそれぞれ導波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向特性を変化させるアレーアンテナの制御装置において、
上記複数の非励振素子のうち、所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去する制御手段を備えたことを特徴とするアレーアンテナの制御装置。
【請求項１２】
上記複数の非励振素子は上記励振素子を中心として互いに異なる方向に配置され、上記制御手段は、所定の方向に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項１１記載のアレーアンテナの制御装置。
【請求項１３】
上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、上記励振素子から他の非励振素子とは異なる間隔で設けられ、上記制御手段は、所定の間隔に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項１１記載のアレーアンテナの制御装置。
【請求項１４】
上記複数の非励振素子のうち少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる素子長を有し、上記制御手段は、所定の素子長を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする請求項１１記載のアレーアンテナの制御装置。
【請求項１５】
上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる動作周波数を有し、上記制御手段は、所定の動作周波数を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの動作周波数を変化させることを特徴とする請求項１１記載のアレーアンテナの制御装置。
【請求項１６】
上記制御手段は、上記励振素子によって受信された受信信号に基づいて、上記アレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向けるための可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定することを特徴とする請求項１１乃至１５のうちのいずれか１つに記載のアレーアンテナの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナの指向特性を変化させることができるアレーアンテナの制御方法及び制御装置に関し、例えば、電子制御導波器アレーアンテナ装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｒｒａｙ  Ｒａｄｉａｔｏｒ  （ＥＳＰＡＲ）  Ａｎｔｅｎｎａ；以下、エスパアンテナという。）などのアレーアンテナの制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のエスパアンテナは、例えば、特許文献１や非特許文献１において提案されている。このエスパアンテナは、無線信号が給電される励振素子と、この励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられ、無線信号が給電されない少なくとも１個の非励振素子と、この非励振素子に接続された可変リアクタンス素子とから成るアレーアンテナを備え、上記可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記アレーアンテナの指向特性を変化させることができる。
【０００３】
このエスパアンテナにおいては、可変リアクタンス素子として安価な可変容量ダイオードを使用でき、また１つの給電系で構成できるため、小型、軽量、低コストのアダプティブアンテナが実現可能であり、端末用のアダプティブアンテナとして期待される。また、可変容量ダイオードを逆バイアスで用いるので低消費電力であり、空間ビームを形成するため、回路の損失がなく高ダイナミックレンジが得られる。
【０００４】
また、このエスパアンテナの動作解析や定式化、制御方法について、非特許文献２乃至６において開示されている。また、非特許文献７において、アレーアンテナ素子切替によるＯＦＤＭ移動受信機の伝搬路高速時変動補償の方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４４３１号公報。
【非特許文献１】
大平孝ほか，“アンテナの指向性を電子的に制御する：高周波ハードウェア設計の観点から見たアダプティブアレー”，電子情報通信学会誌，電子情報通信学会発行，Ｖｏｌ．８３，Ｎｏ．１２，ｐｐ．９２０−９２６，２０００年１２月。
【非特許文献２】
大平孝，“エスパアンテナの等価ウェイトベクトルとアレーファクタ表現”，電子情報通信学会技術研究報告，電子情報通信学会発行，ＡＰ２０００−４４，ＳＡＴ２０００−４１，ＭＷ２０００−４４，ｐｐ．７−１２，２０００年７月。
【非特許文献３】
大平孝，“エスパアンテナの等価ウェイトベクトルとその勾配に関する基本的定式化”，電子情報通信学会技術研究報告，電子情報通信学会発行，ＡＰ２００１−１６，ＳＡＴ２００１−３，ｐｐ．１５−２０，２００１年５月。
【非特許文献４】
飯草恭一ほか，“エスパアンテナの素子上電流分布に基づく等価ウェイトベクトルの高精度化”，電子情報通信学会技術研究報告，電子情報通信学会発行，ＡＰ２００２−４４，ｐｐ．２５−３０，２００２年７月。
【非特許文献５】
飯草恭一ほか，“線状アンテナアレー素子上のアドミタンス分布によるベクトル実効長の考察”，電子情報通信学会技術研究報告，電子情報通信学会発行，ＡＰ２００２−１０９，ｐｐ．４５−５２，２００２年１０月。
【非特許文献６】
俵覚ほか，“エスパアンテナの可変リアクタ制御範囲の選定による狭ビーム化の可能性”，電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集，電子情報通信学会発行，Ｂ−１−１３８，２００２年８月。
【非特許文献７】
高柳英晃ほか，“アレーアンテナ素子切替によるＯＦＤＭ移動受信機の伝搬路高速時変動補償”，電子情報通信学会総合大会講演論文集，電子情報通信学会発行，Ｂ−５−２９１，２００２年３月。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエスパアンテナはアレーの構造や動作周波数等が固定されていたので、固定された動作環境においてのみ使用可能であった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、アレーアンテナの構造や動作周波数等の構成要件を電気的に変化させることができるアレーアンテナの制御方法及び制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るアレーアンテナの制御方法は、複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナの制御方法において、
上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続され、
上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去することを特徴とする。
【０００９】
上記アレーアンテナの制御方法において、上記複数のアンテナ素子は一直線上に配列されてなり、
上記複数のアンテナ素子のうち、電気的に除去しない１つのアンテナ素子を順次選択的に切り換えて無線機に接続し、電気的に除去しない他のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に、当該アンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を設定することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明に係るアレーアンテナの制御方法は、無線信号を送受信するための励振素子と、
上記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励振素子と、
上記複数の非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子とを備え、
上記各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記複数の非励振素子をそれぞれ導波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向特性を変化させるアレーアンテナの制御方法において、
上記複数の非励振素子のうち、所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去することを特徴とする。
【００１１】
上記アレーアンテナの制御方法において、上記複数の非励振素子は上記励振素子を中心として互いに異なる方向に配置され、所定の方向に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、上記アレーアンテナの制御方法において、上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、上記励振素子から他の非励振素子とは異なる間隔で設けられ、所定の間隔に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記アレーアンテナの制御方法において、上記複数の非励振素子のうち少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる素子長を有し、所定の素子長を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００１４】
またさらに、上記アレーアンテナの制御方法において、上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる動作周波数を有し、所定の動作周波数を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの動作周波数を変化させることを特徴とする。
【００１５】
またさらに、上記アレーアンテナの制御方法において、上記励振素子によって受信された受信信号に基づいて、上記アレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向けるための可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定することをさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
第３の発明に係るアレーアンテナの制御装置は、複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナの制御装置において、
上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続され、
上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
上記アレーアンテナの制御装置において、上記複数のアンテナ素子は一直線上に配列されてなり、
上記制御手段は、上記複数のアンテナ素子のうち、電気的に除去しない１つのアンテナ素子を順次選択的に切り換えて無線機に接続し、電気的に除去しない他のアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に、当該アンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を設定することを特徴とする。
【００１８】
第４の発明に係るアレーアンテナの制御装置は、無線信号を送受信するための励振素子と、
上記励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられた複数の非励振素子と、
上記複数の非励振素子にそれぞれ接続された複数の可変リアクタンス素子とを備え、
上記各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記複数の非励振素子をそれぞれ導波器又は反射器として動作させ、アレーアンテナの指向特性を変化させるアレーアンテナの制御装置において、
上記複数の非励振素子のうち、所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記アレーアンテナの制御装置において、上記複数の非励振素子は上記励振素子を中心として互いに異なる方向に配置され、上記制御手段は、所定の方向に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００２０】
また、上記アレーアンテナの制御装置において、上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、上記励振素子から他の非励振素子とは異なる間隔で設けられ、上記制御手段は、所定の間隔に位置する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００２１】
さらに、上記アレーアンテナの制御装置において、上記複数の非励振素子のうち少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる素子長を有し、上記制御手段は、所定の素子長を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの指向特性を変化させることを特徴とする。
【００２２】
またさらに、上記アレーアンテナの制御装置において、上記複数の非励振素子のうちの少なくとも１つは、他の非励振素子とは異なる動作周波数を有し、上記制御手段は、所定の動作周波数を有する非励振素子以外の上記非励振素子を電気的に除去することによってアレーアンテナの動作周波数を変化させることを特徴とする。
【００２３】
またさらに、上記アレーアンテナの制御装置において、上記制御手段は、上記励振素子によって受信された受信信号に基づいて、上記アレーアンテナの主ビームを所望波の方向に向けるための可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明に係る第１の実施形態の、エスパアンテナ装置１００であるアレーアンテナの制御装置の構成を示すブロック図である。この実施形態のアレーアンテナの制御装置は、図１に示すように、１つの励振素子Ａ０と、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６がそれぞれ装荷された６個の非励振素子Ａ１乃至Ａ６と、接地導体１１とを備えてなるエスパアンテナ装置１００と、適応制御型コントローラ２０とを備えて構成される。
【００２６】
ここで、適応制御型コントローラ２０は、例えばコンピュータなどのディジタル計算機で構成され、適応制御型コントローラ２０にはキーボードなどの入力装置２２が接続される。復調器又は無線送信機７を用いた無線通信を開始する前に、ユーザは入力装置２２を用いて、非励振素子Ａ１乃至Ａ６のうち電気的に除去したい非励振素子を選択して入力し、これに応答して、その指示内容を含む指示信号は入力装置２２から適応制御型コントローラ２０に入力される。適応制御型コントローラ２０は、選択された所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に出力して設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去する。従って、電気的に除去される非励振素子の本数によって、アレーの構造や動作周波数等の構成要件を変化させることができる。非励振素子を電気的に除去するようなアレーアンテナの制御方法については詳細後述する。
【００２７】
適応制御型コントローラ２０は、さらに、受信時において、復調器４による無線通信を開始する前に、相手先の送信機から送信される無線信号に含まれる学習シーケンス信号を上記エスパアンテナ装置１００の励振素子Ａ０により受信したときの受信信号ｙ（ｔ）と、上記学習シーケンス信号と同一の信号パターンを有して学習シーケンス信号発生器２１で発生された学習シーケンス信号ｒ（ｔ）とに基づいて、最急勾配法による適応制御処理を実行する。この適応制御処理では、上記エスパアンテナ装置１００の主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための、各可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のうちで、電気的に除去されていない非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に印加されるバイアス電圧値を探索して制御電圧信号を用いて設定する。具体的には、適応制御型コントローラ２０は、電気的に除去されていない非励振素子に接続された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を、順次所定の差分幅だけ摂動させ、各リアクタンス値に対して所定の評価関数値（例えば、受信信号の電力）を計算し、上記計算された評価関数値に基づいて、例えば、最急勾配法を用いて、当該評価関数値が最大となるように、各リアクタンス値を反復して計算することにより、当該エスパアンテナ装置１００の主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定するように制御する。これにより、当該評価関数値が実質的に最大となるように、上記エスパアンテナ装置１００の主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のバイアス電圧値を探索し、探索された各バイアス電圧値を有する制御電圧信号を各可変リアクタンス素子に出力して設定する。
【００２８】
以上の実施形態においては、最急勾配法を用いているが、本発明はこれに限らず、他の適応制御方法を用いてもよい。
【００２９】
図１において、エスパアンテナ装置１００は、接地導体１１上に設けられた７本のアンテナ素子、すなわち励振素子Ａ０及び非励振素子Ａ１乃至Ａ６から構成され、励振素子Ａ０は、半径ｄの円周上に設けられた６本の非励振素子Ａ１乃至Ａ６によって囲まれるように配置されている。好ましくは、各非励振素子Ａ１乃至Ａ６は上記半径ｄの円周上に互いに等間隔を保って設けられる。各励振素子Ａ０及び非励振素子Ａ１乃至Ａ６は、例えば、所望波の波長λに対して約λ／４の長さのモノポール素子になるように構成され、また、上記半径ｄはλ／４になるように構成される。励振素子Ａ０の給電点は、同軸ケーブル５及びサーキュレータ６を介して低雑音増幅器（ＬＮＡ）１に接続され、また、非励振素子Ａ１乃至Ａ６はそれぞれ可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に接続され、これら可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６は、適応制御型コントローラ２０からの制御電圧信号に応答してそのリアクタンス値を変化させる。
【００３０】
図２は、エスパアンテナ装置１００の縦断面図である。励振素子Ａ０は接地導体１１と電気的に絶縁され、各非励振素子Ａ１乃至Ａ６は、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６を介して、接地導体１１に対して高周波的に接地される。可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６の動作を説明すると、例えば励振素子Ａ０と非励振素子Ａ１乃至Ａ６の長手方向の長さが実質的に同一であるとき、例えば、可変リアクタンス素子１２−１がインダクタンス性（Ｌ性）を有するときは、可変リアクタンス素子１２−１は延長コイルとなり、非励振素子Ａ１乃至Ａ６の電気長が励振素子Ａ０に比較して長くなり、反射器として働く。一方、例えば、可変リアクタンス素子１２−１がキャパシタンス性（Ｃ性）を有するときは、可変リアクタンス素子１２−１は短縮コンデンサとなり、非励振素子Ａ１の電気長が励振素子Ａ０に比較して短くなり、導波器として働く。また、他の可変リアクタンス素子１２−２乃至１２−６に接続された非励振素子Ａ２乃至Ａ６についても同様に動作する。
【００３１】
従って、図１のエスパアンテナ装置１００において、各非励振素子Ａ１乃至Ａ６に接続された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に印加するバイアス電圧値を変化させて、その接合容量値であるリアクタンス値を変化させることにより、エスパアンテナ装置１００の平面指向特性を変化させることができる。
【００３２】
図１のアレーアンテナの制御装置において、適応制御型コントローラ２０は、入力装置２２からの指示信号に基づいて、ユーザにより選択された所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に出力して設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去する。
【００３３】
アレーアンテナ１００で受信される無線信号を送信する送信局は、学習シーケンス信号発生器２１で発生される所定の学習シーケンス信号と同一の信号パターンを有する学習シーケンス信号を含む所定のシンボルレートのディジタルデータ信号に従って、無線周波数の搬送波信号を、例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどのディジタル変調法を用いて変調し、当該変調信号を電力増幅して受信局のエスパアンテナ装置１００に向けて送信する。本実施形態においては、データ通信を行う前に、送信局から受信局に向けて学習シーケンス信号を含む無線信号が送信され、受信局では、適応制御型コントローラ２０による適応制御処理が実行される。
【００３４】
エスパアンテナ装置１００は送信局からの無線信号を受信し、上記受信された信号は、給電用同軸ケーブル５及びサーキュレータ６を介して低雑音増幅器（ＬＮＡ）１に入力されて増幅され、次いで、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）２は増幅された信号を所定の中間周波数の信号（ＩＦ信号）に低域変換する。さらに、Ａ／Ｄ変換器３は低域変換されたアナログ信号をディジタル信号にＡ／Ｄ変換し、そのディジタル信号を適応制御型コントローラ２０及び復調器４に出力する。次いで、適応制御型コントローラ２０は、入力される受信信号ｙ（ｔ）と学習シーケンス信号ｒ（ｔ）とに基づいて、電気的に除去されていない非励振素子に接続された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を、順次所定の差分幅だけ摂動させ、各リアクタンス値に対して所定の評価関数値（例えば、受信信号の電力）を計算し、上記計算された評価関数値に基づいて、最急勾配法を用いて、当該評価関数値が最大となるように、各リアクタンス値を反復して計算することにより、当該エスパアンテナ装置１００の主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のリアクタンス値を計算して設定するように制御する。これにより、当該評価関数値が最大となるように、上記エスパアンテナ装置１００の主ビームを所望波の方向に向けかつ干渉波の方向にヌルを向けるための各可変リアクタンス素子のバイアス電圧値を探索し、探索された各バイアス電圧値を有する制御電圧信号を各可変リアクタンス素子に出力して設定する。
【００３５】
また、送信時においても、入力装置２２からの指示信号に基づいて、ユーザにより選択された所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に出力して設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去することもできる。
【００３６】
次いで、無線送信機７は入力される送信ベースバンド信号に基づいて無線搬送波を所定の変調方式で変調し、変調された無線搬送波である無線信号をサーキュレータ６、給電用同軸ケーブル５を介してエスパアンテナ装置１００の励振素子Ａ０に出力され、これにより当該エスパアンテナ装置１００から無線信号が放射される。なお、適応制御型コントローラ２０は、送信時において、例えば、電気的に除去されていない非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に対して、受信時に設定された各可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を設定する。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、適応制御型コントローラ２０は、複数の非励振素子Ａ１乃至Ａ６のうちユーザが選択した非励振素子を電気的に除去し、かつ当該アンテナ装置のビームを所望波の方向に向けるように適応制御もできる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明に係る第２の実施形態のアレーアンテナの制御装置において用いられる、７素子の半波長ダイポール型エスパアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図３のエスパンテナ装置は、図１のエスパンテナ装置１００の変形例である。
【００３９】
ここでは、半波長ダイポールの励振素子Ａ０の中央に給電用同軸ケーブルが接続され、半波長ダイポールの各非励振素子Ａ１乃至Ａ６の中央に可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６が接続されている。具体的には、例えば、非励振素子Ａ１は１対の素子からなり、１対の素子の中央点において、１対の素子の対応するポートに可変リアクタンス素子１２−１が接続され、可変リアクタンス素子１２−２乃至１２−６も同様に接続される。図３において、これら可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６については、非励振素子Ａ１乃至Ａ６の中央部において黒で塗りつぶした楕円でその位置を示している。本実施形態において、例えば、アンテナ素子長Ｌは半波長であり、アンテナ素子の直径は０．０２波長であり、アンテナ素子間隔は０．２５波長である。以下、図３のエスパアンテナ装置を参照して、本実施形態のアレーアンテナの制御方法について説明する。
【００４０】
まず、可変リアクタンス素子を制御することによって達成される、電気的に透明な非励振素子の概念について説明する。非特許文献４及び５によれば、ｉ番目（１≦ｉ≦６）の非励振素子Ａｉに直交する方向のベクトル実効長ｌｅｉは、ｉ番目の無給電素子（すなわち非励振素子）に装荷される可変リアクタンス素子のリアクタンス値Ｘｉを用いて、次式で表される。
【００４１】
【数１】
ｌｅｉ＝ｌｅｉ（０）（１−αＸｉ）
【００４２】
ｌｅｉ（０）は、リアクタンス値が０［Ω］の状態、あるいは可変リアクタンス素子を装荷しない状態のベクトル実効長であり、物理的なアンテナ素子長の約６５％の値をとる。比例定数αはアンテナの構造、特にアンテナ素子自体の長さと太さによりほぼ決まる定数である。数１より、ベクトル実効長は制御結果に実現される電流のアレー分布（等価ウェイトベクトル）に依存せず、制御パラメータであるリアクタンス値で決まる。また、非励振素子自体に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値Ｘｉのみにより決まるので、他の非励振素子のリアクタンス値とは独立に制御できることが分かる。さらに、数１の線形性より、リアクタンス値Ｘｉを数２の値に設定することによって、他の非励振素子の状態によらず、非励振素子Ａｉのベクトル実効長ｌｅｉを常に０とすることができる。
【００４３】
【数２】
Ｘｉ＝１／α
【００４４】
ただし、ベクトル実効長ｌｅｉは数３で定義されるので、ｌｅｉ＝０は、素子上に電流が全く流れないのではなく、素子上の電流分布関数ｉｉ（ｚ）の積分値が０であることを意味する。ここで、電流分布関数ｉｉ（ｚ）は、アンテナ素子の長手方向の中央点を原点とする素子上の位置の座標ｚに対する、電流振幅値を表す。
【００４５】
【数３】
ｌｅｉ＝∫ｉｉ（ｚ）ｄｚ／ｉｉ（０）
【００４６】
ここで、数３の右辺の積分範囲は、−Ｌ／２からＬ／２までである。
【００４７】
従って、以上説明された方法に従ってアレーアンテナを制御すれば、選択された所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去することができる。
【００４８】
図４は、図３の非励振素子Ａｉが存在しないのと等価な状態を実現するアレーアンテナの制御方法を説明するための説明図である。アンテナ素子の物理的素子長Ｌが約半波長でありアンテナ素子各部からの観測点までの行路長差が無視できるので、数２が満たされるときの状態は、アンテナ素子上の電流が０である状態にほぼ等しいと考えられる。従って、図４に示すように、非励振素子Ａｉが存在しないのと等価な状態は、ダイポールの非励振素子Ａｉの中央（すなわち、素子ＡｉａとＡｉｂの間）に何も接続しない開放状態（図４の左側を参照）にしても非励振素子Ａｉ上に電流が流れるため実現できないが、非励振素子Ａｉに接続された可変リアクタンス素子１２−ｉに対して、数２を満たすリアクタンス値を設定することにより（図４の右側を参照）、数３の積分値が０となり、非励振素子Ａｉが存在しないのとほぼ等価な状態が実現できる。
【００４９】
図５は、図３の非励振素子Ａｉが他の非励振素子１２−ｊによる影響を受けたときの、非励振素子Ａｉ上の電流分布を示す説明図である。図５に示すように、他の非励振素子Ａｊに装荷された可変リアクタンス素子１２−ｊのリアクタンス値Ｘｊにより、非励振素子Ａｉの中央の電流分布関数値ｉｉ（０）が変化しても、非励振素子Ａｉ上の電流の積分値が０であることは維持される。
【００５０】
図６は、図３の非励振素子Ａ４が電気的に除去された状態を示す斜視図である。アンテナ素子上の電流が０であるということは、遠方界及び他のアンテナ素子に電気的影響を与えないということになる。すなわち、アンテナ素子は物理的に存在しても電気的には存在しない（透明な）状態である。よって、本実施形態のアレーアンテナの制御方法によれば、物理的に非励振素子を除去することと等価な制御を、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値Ｘｉを１／α［Ω］に設定することによって、電気的に行うことができる。本実施形態において、以上のように非励振素子を電気的に除去することを「電気的に透明化する」という。
【００５１】
以下、本実施形態のアレーアンテナの制御方法を用いて、図３のエスパアンテナ装置を制御したシミュレーション結果を示す。図３のエスパアンテナ装置において、素子長Ｌは半波長であり、素子直径は０．０２波長であり、素子間隔を０．２５波長とする７素子ダイポール型エスパアンテナを考える。いくつかの素子に１／α［Ω］のリアクタンス値を与えた場合と、それらの素子を物理的に除去した場合のエスパアンテナ各素子に流れる電流振幅分布と水平面内指向性をモーメント法で計算した。この寸法時の定数αは０．００２１８６であるので、数２を満たすリアクタンス値１／αは４５７．５［Ω］である。図７は、本シミュレーションにおいて、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に設定される６通りのリアクタンス値のセットを示す表である。図７のケース１からケース６までの６つの場合について調べた。
【００５２】
各アンテナ素子に流れる電流の振幅分布を図８乃至図１３に示す。図８乃至図１３の（ａ）は、図７のケース１乃至ケース６のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布をそれぞれ示すグラフである。また、図８（ｂ）は非励振素子Ａ４を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフであり、図９（ｂ）は非励振素子Ａ４及びＡ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフであり、図１０（ｂ）は非励振素子Ａ２，Ａ４及びＡ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフであり、図１１（ｂ）は非励振素子Ａ２，Ａ４〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフであり、図１２（ｂ）は非励振素子Ａ２〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフであり、図１３（ｂ）は非励振素子Ａ１〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【００５３】
図８乃至図１３において、横軸は、アンテナ素子長の半分の長さで正規化された、アンテナ素子の中央点からの距離である。図８乃至図１３の各グラフと図７の表とを参照すると、リアクタンス値を４５７．５［Ω］に設定した非励振素子の電流振幅値が小さくなっていることがわかる。また、素子の中央点からの距離ｚ／（Ｌ／２）が０．３付近で電流振幅値が０に接している点が見られるが、位相はその点を境に反転しており、数３の電流積分値は０となっている。その他のアンテナ素子の電流振幅分布は、図８乃至図１３のそれぞれの（ａ）と（ｂ）のグラフでよく一致している。
【００５４】
図１４乃至図１９のグラフにはそれぞれ、図８乃至図１３の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示す。図７の表に従ってリアクタンス値を制御した結果を太い破線で示し、非励振素子を物理的に除去した場合の結果を実線で示す。図１４乃至図１８の各グラフでは実線と破線が重なっており、区別できないほど良く一致している。以上の結果から、リアクタンス値を１／α［Ω］に設定することにより電気的に非励振素子を除去できることが確認できる。
【００５５】
次に、本実施形態に係るアレーアンテナの制御方法の適応限界について説明する。
【００５６】
前述のように、ベクトル実効長が０であってもアンテナ素子上に流れる電流は０でない。電流が０と見えるのはアンテナ素子各部からの行路差長が無視できる場合である。故に、アンテナ素子長が長い場合や観測点（他のアンテナ素子）までの間隔が短い場合には、電流は０とは見なせないと考えられる。そこで、アンテナ素子を物理的に除去した場合とリアクタンス値１／α［Ω］を与えた場合の指向性の変化の、素子長Ｌと素子間隔ｄに対する依存性を調べる。励振素子１素子、非励振素子１素子の関係が基本なので、等しい長さと太さを有するダイポールが並んだ２素子エスパアンテナ（図示せず。）について調べる。アンテナ素子直径は０．０２波長とし、モーメント法で計算した。
【００５７】
図２０は、アンテナ素子長Ｌを変化させたときにおける、２素子エスパアンテナの水平面内の指向性パターンを示すグラフである。図２０のグラフは、まずアンテナ素子間隔ｄを４分の１波長に固定し、アンテナ素子長Ｌを１λ、０．７５λ、０．５λ、０．４λ、及び０．３λに変化させた場合の指向性利得パターンを示している。各アンテナ素子長に対応した定数αを計算し、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を１／α［Ω］とした場合の水平面内指向性をモーメント法で計算した。２素子エスパアンテナが無指向性に近いならば、非励振素子が電気的に除去されていると判断できる。このことからアンテナ素子長が０．５波長以下ではほぼ電気的にアンテナ素子が除去されることが分かる。
【００５８】
図２１は、アンテナ素子間隔ｄを変化させたときにおける、２素子エスパアンテナの水平面内の指向性パターンを示すグラフである。図２１においては、アンテナ素子長Ｌは半波長で一定とし、アンテナ素子間隔ｄをλ／２、λ／４、λ／１６、λ／３２、及びλ／６４に変化させた場合の指向性利得パターンを示している。各アンテナ素子間隔に対応した定数αを計算し、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を１／α［Ω］とした場合の水平面内指向性をモーメント法で計算した。また非励振素子が無い場合（すなわち、励振素子のみ）のパターンを太い破線で示す。いずれの場合もほぼ無指向性が得られている。非励振素子間隔ｄがλ／６４とかなり近づいても無指向性は維持されていることから、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を１／α［Ω］とすることによる非励振素子の透明化は、アンテナ素子間隔に制限されないことが分かる。
【００５９】
なお、リアクタンス値１／α［Ω］は図５及び図６の検討では約４５７．５［Ω］と大きな値であるが、この値は回路素子の組み合わせによって実現可能である（非特許文献６を参照。）。また１／α［Ω］の定数αはアンテナ素子が太くなると敏感に小さくなるので（非特許文献５を参照。）、アンテナ素子を太くすることによりアンテナ素子を透明化するために必要なリアクタンス値を小さくすることができる。
【００６０】
＜第２の実施形態の変形例＞
以下、数２に基づいて可変リアクタンス素子に１／α［Ω］のリアクタンス値を設定することにより、非励振素子を電気的に除去する（透明にする）制御方法を用いた、第２の実施形態のエスパアンテナのいくつかの変形例を説明する。いくつかの変形例の斜視図を図２２乃至図２６に示す。
【００６１】
図２２は、図３のエスパアンテナ装置に対する第１の変形例であって、アンテナ素子数を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２２において、エスパアンテナ装置であるこのアレーアンテナ装置は、装荷されるリアクタンス値は可変であるが、アンテナ素子の長さや配置は固定される。しかし、物理的には存在する非励振素子Ａ２，Ａ４及びＡ６に装荷された各可変リアクタンス素子１２−２，１２−４及び１２−６のリアクタンス値を１／α［Ω］とすることにより、当該非励振素子を電気的に透明にすることができる。このような透明化可能なアンテナ素子を配置することによって、素子数を７素子から４素子（又は任意の素子数）に変化させることができる。
【００６２】
また、アンテナ素子の配列位置や配列半径も変化させることができる。図２３は、図３のエスパアンテナ装置に対する第２の変形例であって、アンテナ素子の配列位置を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２３において、このアレーアンテナ装置では、所定の方位角を基準として、非励振素子Ａ１は励振素子Ａ０の位置から角度φ１の方向に位置しており、非励振素子Ａ１１は励振素子Ａ０の位置から角度φ２（≠φ１）の方向に位置している。さらに、非励振素子Ａ１乃至Ａ６は励振素子Ａ０を中心として所定の半径の円周上で互いに隣接して６０度おきに配列される一方、非励振素子Ａ１１乃至Ａ１６は励振素子Ａ０を中心として上記半径と同一の半径の円周上で互いに隣接して６０度おきに配列されている。
【００６３】
非励振素子Ａ１乃至Ａ６に装荷された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１乃至Ａ６を電気的に除去することができる。同様に、非励振素子Ａ１１乃至Ａ１６に装荷された可変リアクタンス素子１２−１１乃至１２−１６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１１乃至Ａ１６を電気的に除去することもできる。これら２組の非励振素子（Ａ１乃至Ａ６；Ａ１１乃至Ａ１６）のうち少なくとも１組の非励振素子を電気的に除去することができ、また、これら２組の非励振素子を選択的に切り換えることにより、配列位置を変化させることができる。これにより、当該アレーアンテナ装置の全体の指向特性を変化指せることができる。
【００６４】
図２４は、図３のエスパアンテナ装置に対する第３の変形例であって、アンテナ素子の配列半径を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。非励振素子Ａ１乃至Ａ６は、励振素子Ａ０を中心とする半径ｄの円周上で互いに隣接して６０度おきに配列され、非励振素子Ａ２１乃至Ａ２６は、励振素子Ａ０を中心とする半径ｄ’の円周上で互いに隣接して６０度おきに配列されている。非励振素子Ａ１乃至Ａ６に装荷された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１乃至Ａ６を電気的に除去することができる。同様に、非励振素子Ａ２１乃至Ａ２６に装荷された可変リアクタンス素子１２−２１乃至１２−２６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ２１乃至Ａ２６を電気的に除去することもできる。これら２組の非励振素子（Ａ１乃至Ａ６；Ａ２１乃至Ａ２６）のうち少なくとも１組の非励振素子を電気的に除去することができ、また、これら２組の非励振素子を選択的に切り換えることにより、配列半径を変化させることができる。これにより、当該アレーアンテナ装置の全体の指向特性を変化させることができる。
【００６５】
さらに、アンテナ素子の長さも変化させることができる。図２５は、図３のエスパアンテナ装置に対する第４の変形例であって、アンテナ素子長を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。図２５において、素子長Ｌの非励振素子Ａ１乃至Ａ６のそれぞれに近接して、素子長Ｌ’の非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６が配列されている。なお、非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６も、非励振素子Ａ１乃至Ａ６と同様の配列で配置される。また、非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６に装荷された可変リアクタンス素子１２−３１乃至１２−３６のリアクタンス値が１／α’［Ω］に設定されるときに、数２が満たされるとする。
【００６６】
ここで、１２本の非励振素子のうち、非励振素子Ａ１乃至Ａ６に装荷された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１乃至Ａ６を電気的に除去することができる。このとき、素子長Ｌ’の非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６のみが有効的に動作させることができ、各非励振素子の素子長はＬ’となる。一方、１２本の非励振素子のうち、非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６に装荷された可変リアクタンス素子１２−３１乃至１２−３６のリアクタンス値を１／α’［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ３１乃至Ａ３６を電気的に除去することができる。このとき、素子長Ｌの非励振素子Ａ１乃至３６のみが有効的に動作させることができ、各非励振素子の素子長はＬとなる。これら２つの場合を切り換えることにより、各非励振素子の素子長を変化させることができる。これにより、当該アンテナ装置の指向特性を変化させることができる。
【００６７】
また、これらの技術を利用して、異なる周波数で動作するアンテナ素子を同時に配置することにより、動作周波数を可変にすることも可能である。図２６は、図３のエスパアンテナ装置に対する第５の変形例であって、当該アレーアンテナ装置の動作周波数を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【００６８】
図２６において、非励振素子Ａ１乃至Ａ６は、動作周波数ｆを有するアンテナ素子であり、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６は、動作周波数ｆ’（≠ｆ）を有し、非励振素子Ａ１乃至Ａ６とは異なる素子長及び配列半径を有するアンテナ素子である。なお、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６の励振素子Ａ０からの各配列方向は、非励振素子Ａ１乃至Ａ６と同様である。さらに、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６に装荷された可変リアクタンス素子１２−４１乃至１２−４６のリアクタンス値が１／α’［Ω］に設定されるときに、数２が満たされるとする。
【００６９】
１２本の非励振素子Ａ１乃至Ａ６のうち、非励振素子Ａ１乃至Ａ６に装荷された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を１／α［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１乃至Ａ６を電気的に除去することができる。このとき、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６を用いて動作周波数ｆ’で動作させることができる。もしくは、１２本の非励振素子Ａ１乃至Ａ６のうち、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６に装荷された可変リアクタンス素子１２−４１乃至１２−４６のリアクタンス値を１／α’［Ω］に設定することによって、非励振素子Ａ１乃至Ａ６を電気的に除去することができる。このとき、非励振素子Ａ４１乃至Ａ４６を用いて動作周波数ｆで動作させることができる。なお、これら２つの場合において、放射パターンが同一になるように、配列半径を設定する。これら２つの場合を切り換えることにより、２つの動作周波数のうち１つの動作周波数を選択的に設定することができる。なお、図２６の変形例において、放射パターンが同一となるように配列半径を設定しているが、本発明はこれに限らず、放射パターンを同一にしなくてもよい。
【００７０】
なお、このときアンテナ素子を電気的に透明化する（すなわち除去する）リアクタンス値を決定する定数αの値は周波数によって変化する。故に、あるアンテナ素子をいくつかの周波数に対して透明化することはできるが、同時に２つ以上の周波数に対して透明化することはできない。
【００７１】
以上説明した変形例以外にも、アンテナ素子の半径（太さ）を可変にする変形例や、アンテナ装置の周囲に透明化可能素子を網の目のように配置し、アンテナの放射に影響を与えたり、影響を無くしたりするなどの変形例が考えられる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係るアレーアンテナの制御方法によれば、選択された所定の非励振素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該非励振素子に接続された可変リアクタンス素子に出力して設定することによって、当該非励振素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該非励振素子を電気的に除去することができる。本実施形態は、可変リアクタンス素子による素子上電流分布制御に着目したことを特徴とする。リアクタンス値を適切に選ぶことにより、他の非励振素子のリアクタンス値や等価ウェイトベクトル（非特許文献２及び３を参照）によらず、ベクトル実効長を常に実質的にほぼ０とすることが可能である。従って、本実施形態によれば、リアクタンス値を制御することによってアンテナ素子が電気的に透明になるので、アンテナ素子配置や配列半径、素子長、動作周波数等を可変とするエスパアンテナ装置（リコンフィギャラブルアレーアンテナ）を実現することができる。
【００７３】
以上の第１と第２の実施形態及び変形例においては、エスパアンテナ装置におけるアンテナ素子の電気的な透明化方法について説明しているが、本発明はこれに限らず、この方法をリニアアレーアンテナなどの、複数本のアンテナ素子からなるアレーアンテナ装置に適用することができる。
【００７４】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る、移動体上に設けられたアレーアンテナの制御方法について説明する。図２７（ａ）は本発明に係る第３の実施形態のアレーアンテナ装置２００を示す説明図であり、図２７（ｂ）は、アレーアンテナ装置２００の詳細構成を示す、自動車２０１の縦断面図であり、図２７（ｃ）は可変リアクタンス素子１２−ａを含む給電回路の詳細構成を示す回路図である。
【００７５】
図２７（ａ）において、リニアアレーのアレーアンテナ装置２００は、移動体、例えば自動車２０１上に、自動車２０１の進行方向とアレーアンテナ装置２００の素子配列とが一致するように固定されている。本実施形態では、無線送受信機３０と接続する１つのアンテナ素子（以下、動作素子という。）を、スイッチ３１を用いて車速と同じ速度で後方に順に切り替え、他のアンテナ素子をスイッチ３１で電気的透明状態を実現する可変リアクタンス素子に接続することにより、動作状態のアンテナ素子の位置を地面に対して静止状態にすることができる。
【００７６】
図２７（ｂ）において、アレーアンテナ装置２００は、例えば８本のアンテナ素子Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄ，Ａｅ，Ａｆ，Ａｇ，Ａｈを備えて構成され、これらのアンテナ素子Ａａ乃至Ａｈは所定の間隔で、かつ自動車２０１の進行方向と平行な一直線上で配列される。これらのアンテナ素子Ａａ乃至Ａｈは半波長ダイポールアンテナであり、各アンテナ素子Ａａ乃至Ａｈの中央点にそれぞれ、可変リアクタンス素子１２−ａ乃至１２−ｈが装荷される。
【００７７】
図２７（ｃ）において、アンテナ素子Ａａは、上側半分の素子Ａａ−１と下側半分の素子Ａａ−２とから構成され、下側半分の素子Ａａ−２は、可変容量ダイオード１２−ａのアノードと無線送信機３０の１つの端子とに接続され、上側半分の素子Ａａ−１は、スイッチ３１の接点ｂを介して、可変容量ダイオード１２−ａのカソードに接続されるとともに、スイッチ３１の接点ａを介して、無線送信機３０のもう１つの端子に接続される。可変容量ダイオード１２−ａは、コントローラ（図示せず。）から逆バイアス電圧を印加することによって、数２を満たすようなリアクタンス値を有するように構成される。スイッチ３１が接点ａに切り換えられたときは、アンテナ素子Ａａは励振素子として動作し、スイッチ３１が接点ｂに切り換えられたときは、アンテナ素子Ａａは電気的に透明になり、除去される。なお、他のアンテナ素子Ａｂ乃至Ａｈについても同様に構成される。
【００７８】
以上のように構成することにより、８本のアンテナ素子Ａａ乃至Ａｈのうち、１本のアンテナ素子を選択的に動作素子とすることができるが、本実施形態では、８本のアンテナ素子Ａａ乃至Ａｈのうち、１本の動作素子のみが発生するように、スイッチ３１を用いて車速と同じ速度で前方から後方に向かって順次切り替えて動作させる。これにより、動作状態のアンテナ素子の位置を地面に対して実質的に静止状態にすることができる。
【００７９】
非特許文献７においては、例えば短時間のバーストデータ信号期間で、直線アレーアンテナを用いて大地に対して静止した地点における受信信号を空間的に内挿処理して推定することが開示され、直線アレーアンテナの複数のアンテナ素子のうち１本のアンテナ素子のみを接続するように高速で切り換えることにより、移動受信フェージング変動を補償できることが開示されている。また、非特許文献７においては、選択されたアンテナ素子以外の電気的に開放されているので、アンテナ素子間の相互結合は生じない旨の開示がある。しかしながら、開放状態でもアンテナ素子上に電流が流れ、相互結合は無視することはできないと考えられる。非特許文献７に開示されたアプリケーションに対して、上述のごとく、本発明に係る「アンテナ素子を電気的に透明化する方法」を用いることにより、上記の相互結合を軽減することができる。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態に係るアレーアンテナの制御方法によれば、１つのアンテナ素子から無線信号を送受信する一方で、残りのアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該残りのアンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該残りのアンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該残りのアンテナ素子を電気的に除去することができる。このアレーアンテナが自動車２０１等の移動体上に固定されたリニアアレーのアレーアンテナ装置２００であるとき、無線信号を送受信するためのアンテナ素子を、移動体の進行方向とは逆向きに、移動体の速度と同じ速さで次々に切り換えると、アレーアンテナ装置２００内で無線信号が送受信されているアンテナ素子の位置を、地面に対して実質的に静止させることができる。
【００８１】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法について説明する。エスパアンテナでは、電流のアレー分布が制御変数であるリアクタンス値と非線形の関係にあり直接制御できないため、所望形状のビームを形成するのに必要なリアクタンス値を解析的に計算することは難しい。そこで、従来、最急勾配法などの反復による収束状態を所望ビームとして用いている。反復では制御変数を変えて評価関数値を繰り返し計算する必要があるので、シミュレーションで最急勾配法を行うのに、指向特性を簡易かつ高速に計算できる等価ウェイトベクトルが便利である（例えば、非特許文献２及び３を参照）。等価ウェイトベクトルの各要素は、エスパアンテナの各アンテナ素子上において給電線や可変リアクタが接続される点に流れる電流値であり、回路理論によりアドミタンス行列と接続リアクタンス値とから正確に計算できる。ただし、アドミタンス行列は回路素子接続点間の自己アドミタンスと相互アドミタンスを要素とする。アドミタンス値はリアクタンス値に依存せずにアンテナ構造により決まるので、一度計算しておけば、等価ウェイトベクトルは、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値により一意に算出可能である。アドミタンス値はモーメント法で解析的に計算することができる。７素子エスパアンテナでは構造の対称性より６個の複素数値のみで表されるので、便利である。
【００８２】
等価ウェイトベクトルに素子上の電流分布の情報を持たせるため、本発明者らは、非特許文献４で実効長行列を等価ウェイトベクトルに乗じた新たな等価ウェイトベクトルから指向性を計算することを提案した。ここで、実効長行列は各素子のベクトル実効長を対角成分とする行列である。ベクトル実効長は素子上の電流分布を計算しなくても、非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値や給電電流値から計算できることが分かった（特許文献５を参照）。これまでは、リアクタンス値は、電流のアレー分布（等価ウェイトベクトル）の制御を目的に、取り扱われてきた。本実施形態ではベクトル実効長制御の立場からリアクタンス値を取り扱いものである。
【００８３】
数２の関係は、前述のように実際のハードへの応用（すなわちアレーアンテナの制御）の他に、アレーアンテナの解析への応用も可能である。等価ウェイトベクトル表現においてアンテナ特性を表現するアドミタンス行列は重要なパラメータである。その要素はモーメント法などで計算することができる。７素子エスパアンテナ装置ではその構造対称性から６個の複素パラメータのみで表されるが、対称性がない場合には一般に全アンテナ素子数をＭ個とした場合、Ｍ（Ｍ−１）／２個の複素パラメータを計算する必要がある。以下に示すように、非励振素子の透明化を用いると、少ないパラメータで表現されるより対称性の高いアンテナ素子配列のアドミタンス行列から、ある非励振素子を除去したような対称性の低いアンテナ素子配列のアドミタンス行列要素を計算することができる。
【００８４】
非特許文献３にあるように、回路理論により数４の関係が成り立つ。
【００８５】
【数４】
［ｉ］＝ｖｓ（［Ｙ］−１＋［Ｘ］）−１［ｕ０］
【００８６】
［ｉ］は電流成分を要素とするＭ列のベクトルであり、［Ｙ］は自己アドミタンス及び相互アドミタンスを要素とするＭ行Ｍ列のアドミタンス行列であり、［Ｘ］は入力インピーダンスと各素子に接続されるリアクタンス値を対角成分とするＭ行Ｍ列の対角行列であり、［ｕ０］は１列成分のみ１で他が０の単位列ベクトルである。ｖｓは励振素子の給電電圧である（非特許文献５を参照）。ベクトル［ｕ０］の第１列成分のみ１であるのは、第１列に相当するアンテナ素子のみに給電されるためだが、数４をより一般化して、数５のように表すことができる。
【００８７】
【数５】
［ｉ］＝（［Ｙ］−１＋［Ｘ］）−１［ｖ］
【００８８】
ここで、［ｖ］は各素子に給電される電圧を要素とする列ベクトルである。可変リアクタンス素子が装荷されない場合、［Ｘ］＝［０］として、アドミタンスに関する定義である数６が得られる。
【００８９】
【数６】
［ｉ］＝［Ｙ］［ｖ］
【００９０】
第２の実施形態における議論によると、数５においてｉ，…，ｊ番目の非励振素子に装荷された可変リアクタンス素子のリアクタンス値Ｘｉ，…，Ｘｊを１／α［Ω］とした場合の電流のアレー分布ベクトル［ｉ］のｉ，…，ｊ番目以外の要素は、ｉ，…，ｊ番目の電圧以外が任意の有限値を有する給電電圧ベクトル［ｖ］に対して、ｉ，…，ｊ番目の非励振素子を除去した数６におけるベクトル［ｉ］の値に等しい。ｉ番目の非励振素子Ａｉを物理的に除去した場合のアドミタンス行列［Ｙ’］は、ｉ行ｉ列を取り除く作用を「＃ｉ」で表すことにすると、数７の右辺のような逆行列計算で求めることができる。
【００９１】
【数７】
［Ｙ’］＝｛（［Ｙ］−１＋［Ｘ（ｉ）］）−１｝＃ｉ
【００９２】
ここで、［Ｘ（ｉ）］はｉ番目のリアクタンス値のみに１／α［Ω］の値を有する行列である。複数の非励振素子が除去される場合は、数７に対してそれらの非励振素子に対応する要素を増やして表すことができるが、数７をそれらの非励振素子に対して繰り返し適用しても良い。数７の成立により、非励振素子を物理的に除去した場合のアドミタンス行列［Ｙ’］を、逆行列計算で求めることができる。
【００９３】
数７は非励振素子を物理的に除去するという状態変化が逆行列で表されることを意味しているが、直感的に理解しにくいので、この逆行列演算について調べる。行列のｉ行ｉ列を取り除く作用を示す「＃ｉ」は、逆行列演算「−１」と演算順序に関して交換可能であるように見える。そこで、ある行列［Ａ］に対して、数８が成り立つと仮定する。
【００９４】
【数８】
（［Ａ］−１）＃ｉ＝（［Ａ］＃ｉ）−１
【００９５】
このとき、数７の右辺は行列［Ｘ（ｉ）］がｉ行ｉ列成分のみにｊ／αのリアクタンスを持つ行列であるから、次式のように変形される。
【００９６】
【数９】
｛（［Ｙ］−１＋［Ｘ（ｉ）］）−１｝＃ｉ
＝｛（［Ｙ］−１＋［Ｘ（ｉ）］）＃ｉ｝−１
＝｛（［Ｙ］−１）＃ｉ｝−１
＝｛（［Ｙ］−１）−１｝＃ｉ
＝［Ｙ］＃ｉ
【００９７】
さらに、数７は次式のように変形される。
【００９８】
【数１０】
［Ｙ’］＝［Ｙ］＃ｉ
【００９９】
数１０はｉ番目の非励振素子Ａｉを取り除いた場合のアドミタンスは、取り除く前のアドミタンス行列のｉ行ｉ列を取り除いた行列に等しいというものであり、物理的に考えて正しくない。このことから、作用「＃ｉ」は逆行列演算「−１」と演算順序に関して交換可能でない、すなわち、数８は成り立たないことが分かる。数８は一般的に成り立たないことは、数学的に行列の次数が２の場合に容易に証明できる。ｉ＝２のとき、行列［Ａ］の要素をＡｉｊ（１≦ｉ，ｊ≦２）として、数８は数１１のようになり、成り立たないことは明らかである。
【０１００】
【数１１】
Ａ２２／（Ａ１１Ａ２２−Ａ１２Ａ２１）＝１／Ａ１１
【０１０１】
ただし、数１１は、行列［Ａ］の要素Ａ１２、Ａ２１が十分小さい時成り立つ。従って、行列［Ａ］をアドミタンス行列［Ｙ］に置きかえると、アンテナ素子間の相互作用を表す相互アドミタンス値Ｙｉｊ（ｉ≠ｊ）が十分に小さいときに数１１が成り立つ。数８が相互結合が小さいときに成り立つことは物理的に理解できる。逆にいえば、素子間相互結合がある場合に数７が成り立つために、適切な行列［Ｘ（ｉ）］が必要になっていることが分かる。この時、この行列［Ｘ（ｉ）］の唯一の要素である１／αはｉ番目の素子の構造に強く依存して決まる（非特許文献５を参照）。このことから、数７が成り立つことは、行列［Ｙ’］や［Ｙ］がアンテナ素子配置のみでなく、アンテナ素子構造に依存していること、すなわち、アンテナ素子構造の情報を持っていることを意味している。
【０１０２】
数７の正当性を調べるため、図３のような、素子長は０．５波長であり、素子間隔は０．２５波長であり、素子直径が０．０２波長である７素子ダイポール型エスパアンテナからいくつかの非励振素子を取り除いた場合の数７の左辺のアドミタンス行列［Ｙ］の要素Ｙｉｊを、従来のモーメント法で計算した結果と、本実施形態のアドミタンス行列［Ｙ］の計算方法に従って数７の右辺の逆行列を計算した結果との比較を図２８乃至図３２に示す。ここで、図２８は非励振素子Ａ４が除去されているときのグラフを示し、図２９は非励振素子Ａ３及びＡ５が除去されているときのグラフを示し、図３０は非励振素子Ａ２，Ａ４及びＡ６が除去されているときのグラフを示し、図３１は非励振素子Ａ２，Ａ３，Ａ５及びＡ６が除去されているときのグラフを示し、図３２は非励振素子Ａ２〜Ａ６が除去されているときのグラフである。各グラフの横軸はアドミタンス行列の要素Ｙｉｊを示す数の対「ｉｊ」を示す。縦軸にアドミタンス値の実数部と虚素部の大きさを示す。図２８乃至図３２において、大きい黒丸及び小さい黒丸はモーメント法で計算した数７の左辺の結果を示し、ここで、大きい黒丸が計算結果の実数部を示し、小さい黒丸が計算結果の虚数部を示す。また、２つの正方形は数７の逆行列計算を実行して求めた数７の右辺の結果を示し、大きい正方形が計算結果の実数部を示し、小さい正方形が計算結果の虚数部を示す。
【０１０３】
図２８乃至図３２の全てのグラフにおいて、これら２つの実数部の印は重なっており、これら２つの虚数部の印は重なっており、数７が成り立つことが確認できる。数７の右辺は素子配列モデルの設計なしに、解析的に計算できるので、計算が容易である。このように、ある状態のアドミタンスを、別の特に対称性の良い素子配列のアドミタンスから容易に計算することができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態に係るアレーアンテナのアドミタンス行列の計算方法によれば、ある非励振素子を取り除いた素子配列のアドミタンス行列を、取り除く前のアンテナ素子配列のアドミタンス行列に対する逆行列演算で計算することができ、これにより、ある状態のアドミタンスを、別の特に対称性の良い素子配列のアドミタンスから容易に計算することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るアレーアンテナの制御方法又は制御装置によれば、複数のアンテナ素子を備えたアレーアンテナにおいて、上記複数のアンテナ素子にそれぞれ複数の可変リアクタンス素子が接続され、上記複数のアンテナ素子のうち、所定のアンテナ素子上の電流の積分値が実質的に零になるようなリアクタンス値を、当該アンテナ素子に接続された可変リアクタンス素子に設定することによって、当該アンテナ素子のベクトル実効長を実質的に零にして当該アンテナ素子を電気的に除去する。従って、アンテナ素子をきわめて簡単な方法で、電気的に見えない状態とすることができる。この性質を用いて、電気的に構造や動作周波数を変更可能なアレーアンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のアレーアンテナの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のエスパアンテナ装置１００の詳細構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施形態のアレーアンテナの制御装置において用いられる、半波長ダイポール型エスパアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図４】図３の非励振素子Ａｉが存在しないのと等価な状態を実現するアレーアンテナの制御方法を説明するための説明図である。
【図５】図３の非励振素子Ａｉが他の非励振素子１２−ｊによる影響を受けたときの、非励振素子Ａｉ上の電流分布を示す説明図である。
【図６】図３の非励振素子Ａ３が電気的に除去された状態を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーションにおいて用いる、図３の可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に設定される６通りのリアクタンス値のセットを示す表である。
【図８】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース１のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ４を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図９】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース２のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ４及びＡ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース３のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ２，Ａ４及びＡ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図１１】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース４のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ２，Ａ４〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図１２】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース５のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ２〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、（ａ）は図７のケース６のリアクタンス値が設定されたときの素子上の電流分布を示すグラフであり、（ｂ）は非励振素子Ａ１〜Ａ６を物理的に除去したときの素子上の電流分布を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図８の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図１５】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図９の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図１６】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図１０の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図１７】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図１１の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図１８】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図１２の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図１９】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、図１３の（ａ）及び（ｂ）の各場合における当該アレーアンテナ装置の水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図２０】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、アンテナ素子長Ｌを変化させたときの水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図２１】本発明に係る第２の実施形態のシミュレーション結果であって、アンテナ素子間隔ｄを変化させたときの水平面内の指向性パターンを示すグラフである。
【図２２】本発明に係る第２の実施形態の第１の変形例であって、アンテナ素子数を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明に係る第２の実施形態の第２の変形例であって、アンテナ素子の配列位置を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２４】本発明に係る第２の実施形態の第３の変形例であって、アンテナ素子の配列半径を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２５】本発明に係る第２の実施形態の第４の変形例であって、アンテナ素子長を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２６】本発明に係る第２の実施形態の第５の変形例であって、当該アレーアンテナ装置の動作周波数を可変にすることができるアレーアンテナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２７】（ａ）は本発明に係る第３の実施形態のアレーアンテナ装置２００を示す説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のアレーアンテナ装置２００の詳細構成を示す、自動車２０１の縦断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の可変リアクタンス素子１２−ａを含む給電回路の詳細構成を示す回路図である。
【図２８】本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法のシミュレーション結果であって、図３のエスパアンテナ装置において非励振素子Ａ４が除去されているときに、当該計算方法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素と、従来のモーメント法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素とを示すグラフである。
【図２９】本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法のシミュレーション結果であって、図３のエスパアンテナ装置において非励振素子Ａ３及びＡ５が除去されているときに、当該計算方法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素と、従来のモーメント法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素とを示すグラフである。
【図３０】本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法のシミュレーション結果であって、図３のエスパアンテナ装置において非励振素子Ａ２，Ａ４及びＡ６が除去されているときに、当該計算方法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素と、従来のモーメント法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素とを示すグラフである。
【図３１】本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法のシミュレーション結果であって、図３のエスパアンテナ装置において非励振素子Ａ２，Ａ３，Ａ５及びＡ６が除去されているときに、当該計算方法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素と、従来のモーメント法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素とを示すグラフである。
【図３２】本発明に係る第４の実施形態のアドミタンス行列計算方法のシミュレーション結果であって、図３のエスパアンテナ装置において非励振素子Ａ２〜Ａ６が除去されているときに、当該計算方法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素と、従来のモーメント法を用いて計算されたアドミタンス行列の要素とを示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ０…励振素子、
Ａ１乃至Ａ６，Ａ１１乃至Ａ１６，Ａ２１乃至Ａ２６，Ａ３１乃至Ａ３６，Ａ４１乃至Ａ４６…非励振素子、
Ａａ、Ａｂ，Ａｃ，Ａｄ，Ａｅ，Ａｆ，Ａｇ，Ａｈ…アンテナ素子、
Ａｉａ，Ａｉｂ，Ａａ−１，Ａａ−２…素子、
１…低雑音増幅器（ＬＮＡ）、
２…ダウンコンバータ、
３…Ａ／Ｄ変換器、
４…復調器、
５…給電用同軸ケーブル、
６…サーキュレータ、
７…無線送信機、
１１…接地導体、
１２−１乃至１２−６，１２−１１乃至１２−１６，１２−２１乃至１２−２６，１２−３１乃至１２−３６，１２−４１乃至１２−４６，１２−ａ乃至１２−ｈ…可変リアクタンス素子、
２０…適応制御型コントローラ、
２１…学習シーケンス信号発生器、
２２…入力装置、
３０…無線送受信機、
３１…スイッチ、
１００…エスパアンテナ装置、
２００…アレーアンテナ装置、
２０１…自動車。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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