(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の複数の電気光学プローブと、
前記複数の電気光学プローブを所定の間隔でアレー状に支持する絶縁性を有する材料からなる支持具と、を有し、
前記複数の電気光学プローブの先端部には、印加された電界に線形比例して屈折率が変化する１次の電気光学効果を有するＥＯ結晶と、前記電気光学プローブに入射されて前記ＥＯ結晶を通過した入射光を反射する誘電体反射膜とが形成され、
前記複数の電気光学プローブは、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で支持されていることを特徴とするアレーアンテナ。
【請求項２】
絶縁性の複数の電気光学プローブを所定の間隔で配置したプローブアレーと、
一定長の光路を介して前記複数の電気光学プローブの夫々に接続され、各電気光学プローブに入射する入射光と当該各電気光学プローブから出力される反射光との偏光状態の変化を光強度変化に変換する複数の検光子と、
一定長の光路を介して前記複数の検光子の夫々に接続され、各検光子から出力される前記光強度変化を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、
一定長の電路を介して前記複数の光電変換素子の夫々に接続され、各光電変換素子から出力される前記電気信号の大きさを数値化する複数のサンプラと、
を有することを特徴とする電磁波受信器。
【請求項３】
前記複数の電気光学プローブは、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁波受信器。
【請求項４】
絶縁性の複数の電気光学プローブを所定の間隔で配置したプローブアレーと、
一定長の光路を介して前記複数の電気光学プローブの夫々に接続され、各電気光学プローブに入射する入射光と当該各電気光学プローブから出力される反射光との偏光状態の変化を光強度変化に変換する複数の検光子と、
一定長の光路を介して前記複数の検光子の夫々に接続され、各検光子から出力される前記光強度変化を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、
一定長の電路を介して前記複数の光電変換素子の夫々に接続され、各光電変換素子から出力される前記電気信号の大きさを数値化する複数のサンプラと、
一定長の電路を介して前記複数のサンプラに接続され、当該複数のサンプラで数値化された複数の前記電気信号の大きさを、各電気光学プローブ，各検光子，各光電変換素子，各サンプラの組成に起因する誤差を補正する補正値を用いて夫々補正し、補正後の複数の電気信号の大きさと前記複数の電気光学プローブが配置された配置間隔情報とを所定の測定法に適用して電磁波の到来方向を推定する推定手段と、
を有することを特徴とする電磁波到来方向推定装置。
【請求項５】
前記複数の電気光学プローブは、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電磁波到来方向推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を受信し、電磁波の到来方向を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
アレーアンテナは、複数のアンテナ素子を所定の間隔で並べたものであり、その指向性パターンを任意に変化させることが可能である。この特性を利用することにより、空間ダイバーシチや無線通信方式であるＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送方式を実現し、無線技術の高度化に寄与することができる。例えば、空間ダイバーシチは、送信器及び受信器においてアンテナの指向性パターンを変化させ、伝送特性が最適化することによって高品質のデータ伝送を実現する技術である。また、ＭＩＭＯ伝送方式は、従来の無線通信方式よりも高い周波数効率の無線通信を実現する技術であり、周波数の逼迫という問題の解決策として期待されている伝送方式である。これらの技術の特性は、アレーアンテナの性能に大きく影響されるため、高品質なアレーアンテナを作製することが求められている。
【０００３】
一般的なアレーアンテナは、複数のアンテナと、この複数のアンテナと同数の無線処理部によって構成されている。各アンテナは無線処理部に夫々接続され、使用する周波数の半波長以下の間隔で配置されている。アレーアンテナを送信器として用いる場合には、各アンテナに入力される電気信号が所定の位相関係となるように無線処理部で処理を行うことによって、アレーアンテナを基準としてどの方位にメインローブを向けて送信するかを制御することができる。一方、アレーアンテナを受信器として用いる場合には、各アンテナで同時刻に受信した電気信号に対して、所定の重み付けを行った後に合算することによって、アレーアンテナを基準としてどの方位にメインローブを向けて受信するかを制御することができる。
【０００４】
アレーアンテナの特性の中で特に注目視すべきものは、アレーアンテナが任意に変化させることのできるメインローブの特性である。理想的には、全方位に対して十分に鋭いメインローブを任意に向けることが望ましい。特に、受信器に用いるアレーアンテナに関しては、このような理想的な特性に近いメインローブ特性が望まれている。その理由は、自発的に送信を行う送信器に対し、受信器は受動的に受信を行う必要があるため、電気信号が到来する方位を予め絞り込むことができないためである。
【非特許文献１】永妻忠夫、外２名、「より正確な電界計測を可能にする電気光学プローブ」、ＮＴＴ技術ジャーナル、2006年6月、p.21-24
【非特許文献２】菊間信良、「アレーアンテナによる適応信号処理」、株式会社科学技術出版、1998年11月25日、p.173-268
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際のアレーアンテナの特性は理想的ではないものとなっている。例えば、図７に示すように、最も基本的な配置として、受信する信号の波長に対して半分の波長間隔で直線状にアンテナを配置したアレーアンテナの場合、方位Ａから到来する電磁波に対しては十分鋭いメインローブを向けることができるが、方位Ｂから到来する電磁波に対しては、原理的にメインローブは太くなってしまう。即ち、メインローブの鋭さの変化は、方位Ａから方位Ｂへの単純変化により悪くなるという問題がある。なお、説明の都合上、各アンテナの指向性パターンは等方向であり、アンテナ素子間結合は無いものとしている。また、方位Ａは、アンテナが整列している軸に対して垂直の方位を示しており、方位Ｂは、アンテナが整列している軸方向の方位を示している。このように配置されたアンテナに対する方位Ｂは、一般的に、エンドファイアと呼ばれている。
【０００６】
また、電磁波の到来方向に関わらず一定の特性のメインローブを向けることが可能なアレーアンテナを実現、言い換えれば、エンドファイアを無くすためには、各アンテナの配置を等方向に近づけてアンテナの配置を立体的にする必要がある。しかしながら、従来のアレーアンテナは各アンテナが金属で作製されているため電磁波を擾乱してしまう。このため、アレーアンテナを立体的に配置した場合であっても、立体内部に位置するアンテナや、到来する電磁波から見て裏側に位置するアンテナは、擾乱された電磁波のみ受信し、アレーアンテナとしての機能が正常に動作しないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、周囲環境に依存することなく、高い精度で電磁波を受信するアレーアンテナ、電磁波受信器、及びその電磁波の到来方向を推定する電磁波到来方向推定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、絶縁性の複数の電気光学プローブと、前記複数の電気光学プローブを所定の間隔でアレー状に支持する絶縁性を有する材料からなる支持具と、を有し、前記複数の電気光学プローブの先端部には、印加された電界に線形比例して屈折率が変化する１次の電気光学効果を有するＥＯ結晶と、前記電気光学プローブに入射されて前記ＥＯ結晶を通過した入射光を反射する誘電体反射膜とが形成され、前記複数の電気光学プローブは、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で支持されていることを要旨とする。
【０００９】
本発明にあっては、絶縁性の複数の電気光学プローブと、複数の電気光学プローブを所定の間隔でアレー状に支持する支持具とを有するため、電界の擾乱が小さい光学プローブをアンテナ素子としてアレーアンテナを構築することにより、周囲の状況に依存しないアレーアンテナを実現することができる。即ち、絶縁性の電気光学プローブを用いてアレーアンテナを形成するため、受信した信号が周囲と電気的結合することを防止すると共に電磁波の擾乱を防止し、従来のアレーアンテナに比して周囲環境に依存しないアレーアンテナを提供することができる。
【００１１】
本発明にあっては、絶縁性の電気光学プローブを用いているため、電気光学プローブを立体的に配置した場合であっても、電磁波の擾乱を防止することができる。即ち、立体的に配置することで、エンドファイアを無くすことが可能となるため、電磁波の到来方向に関わらず一定の特性のメインローブを配向可能なアレーアンテナを実現することができる。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、絶縁性の複数の電気光学プローブを所定の間隔で配置したプローブアレーと、一定長の光路を介して前記複数の電気光学プローブの夫々に接続され、各電気光学プローブに入射する入射光と当該各電気光学プローブから出力される反射光との偏光状態の変化を光強度変化に変換する複数の検光子と、一定長の光路を介して前記複数の検光子の夫々に接続され、各検光子から出力される前記光強度変化を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、一定長の電路を介して前記複数の光電変換素子の夫々に接続され、各光電変換素子から出力される前記電気信号の大きさを数値化する複数のサンプラと、を有することを要旨とする。
【００１３】
本発明にあっては、絶縁性の電気光学プローブを用いてプローブアレーを形成するため、受信した信号が周囲と電気的結合することを防止すると共に電磁波の擾乱を防止し、従来のアレーアンテナに比して周囲環境に依存しないアンテナを有する電磁波受信器を実現することができる。
【００１４】
また、本発明にあっては、受信素子として作用する電気光学プローブをアレー化したプローブアレーと、一定長の光路を介してその複数の電気光学プローブの夫々に接続された検光子と、一定長の光路を介してその複数の検光子の夫々に接続された光電変換素子と、一定長の電路を介してその複数の光電変換素子の夫々に接続されたサンプラとが、各電気光学プローブに対して夫々同じ配置関係であるため、従来のアレーアンテナと同様に電磁波の受信信号を得ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、前記複数の電気光学プローブが、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で配置されていることを要旨とする。
【００１６】
本発明にあっては、絶縁性の電気光学プローブを用いているため、電気光学プローブを立体的に配置した場合であっても、電磁波の擾乱を防止することができる。即ち、立体的に配置することで、エンドファイアを無くすことが可能となるため、電磁波の到来方向に関わらず一定の特性のメインローブを配向可能なアンテナを有する電磁波受信器を実現することができる。
【００１７】
請求項４に記載の本発明は、絶縁性の複数の電気光学プローブを所定の間隔で配置したプローブアレーと、一定長の光路を介して前記複数の電気光学プローブの夫々に接続され、各電気光学プローブに入射する入射光と当該各電気光学プローブから出力される反射光との偏光状態の変化を光強度変化に変換する複数の検光子と、一定長の光路を介して前記複数の検光子の夫々に接続され、各検光子から出力される前記光強度変化を電気信号に変換する複数の光電変換素子と、一定長の電路を介して前記複数の光電変換素子の夫々に接続され、各光電変換素子から出力される前記電気信号の大きさを数値化する複数のサンプラと、一定長の電路を介して前記複数のサンプラに接続され、当該複数のサンプラで数値化された複数の前記電気信号の大きさを、各電気光学プローブ，各検光子，各光電変換素子，各サンプラの組成に起因する誤差を補正する補正値を用いて夫々補正し、補正後の複数の電気信号の大きさと前記複数の電気光学プローブが配置された配置間隔情報とを所定の測定法に適用して電磁波の到来方向を推定する推定手段と、を有することを要旨とする。
【００１８】
本発明にあっては、絶縁性の電気光学プローブを用いてプローブアレーを形成するため、受信した信号が周囲と電気的結合することを防止すると共に電磁波の擾乱を防止し、従来のアレーアンテナに比して周囲環境に依存しないアンテナを有する電磁波到来方向推定装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明にあっては、絶縁性の電気光学プローブを用いているため、電気光学プローブを立体的に配置した場合であっても、電磁波の擾乱を防止することができる。即ち、立体的に配置することで、エンドファイアを無くすことが可能となるため、電磁波の到来方向に関わらず一定の特性のメインローブを配向可能なアンテナを有する電磁波到来方向推定装置を実現することができる。
【００２０】
更に、本発明にあっては、受信素子として作用する電気光学プローブをアレー化したプローブアレーと、一定長の光路を介してその複数の電気光学プローブの夫々に接続された検光子と、一定長の光路を介してその複数の検光子の夫々に接続された光電変換素子と、一定長の電路を介してその複数の光電変換素子の夫々に接続されたサンプラとが、各電気光学プローブに対して夫々同じ配置関係であるため、従来のアレーアンテナと同様に電磁波の受信信号を得ることができる。
【００２１】
また、本発明にあっては、複数のサンプラで数値化された複数の電気信号の大きさを、各電気光学プローブ，各検光子，各光電変換素子，各サンプラの組成に起因する誤差を補正する補正値を用いて夫々補正し、補正後の複数の電気信号の大きさと複数の電気光学プローブが配置された配置間隔情報とを所定の測定法に適用して電磁波の到来方向を推定するため、より高い精度で電磁波の到来方向を推定することができる。
【００２２】
請求項５に記載の本発明は、前記複数の電気光学プローブは、直線状，平面状，立体状のいずれかの状態で配置されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、周囲環境に依存することなく、高い精度で電磁波を受信するアレーアンテナ、電磁波受信器、及びその電磁波の到来方向を推定する電磁波到来方向推定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本実施の形態に係る電磁波受信器のシステム構成を示す構成図である。この電磁波受信器αは、複数の電気光学プローブ５を配置したプローブアレー１０と、複数の電気光学プローブ５の夫々に接続された複数の検光子３０と、複数の検光子３０の夫々に接続された複数の光電変換素子５０と、複数の光電変換素子の夫々に接続された複数のサンプラ７０とを備えた構成である。
【００２６】
プローブアレー１０（アレーアンテナ）は、伝導度の無い材料で作製された複数の電気光学プローブ５（第１の電気光学プローブ５ａ〜第ｎの電気光学プローブ５ｎ：ｎ個）を、同様に伝導度の無い材料で作製された支持具６を用いて所定の間隔でアレー状に配置した構成を有している。複数の電気光学プローブ５は、例えば図２に示すように、受信する周波数の半波長を間隔として直線状（１次元的）に配置することが可能である。また、図３及び図４に示すように、受信する周波数の半波長を間隔として平面状（２次元的）又は立体状（３次元的）に配置することも可能である。なお、図２乃至図４には、電気光学プローブにおける電界測定点（●の点）のみ示されている。電気光学プローブ５及び支持具６を作製する材料は、伝導度が無く、且つ誘電率が低い材料、即ち、絶縁性を有する材料であることが望ましい。
【００２７】
ここで、電気光学プローブ５の電界計測原理について説明する。電気光学プローブ５の先端部には、図５（ａ）に示すように、印加された電界に線形比例して屈折率が変化する１次の電気光学効果（ポッケルス効果）を有するＥＯ（Electro Optic）結晶１００と、誘電体反射膜１１０とが形成されている。ＥＯ結晶１００は、外部から印加された電界に応じて屈折率が変化するため、結晶中を通過する光の偏光状態を変化させる作用を得ることができる。具体的には、電界が印加されない場合、ＥＯ結晶１００へ入射した入射光は偏光状態を保ったまま誘電体反射膜１１０により反射されて戻ってくる。一方、電界が印加された場合には、光を入射する結晶面や偏光状態によってＥＯ結晶１００の屈折率が変化し、偏光状態が変化した反射光が戻ることになる（非特許文献１参照）。故に、入射光と反射光との偏光状態の変化を観測することで、ＥＯ結晶１００がどのような電界中に存在するかを測定することができる。なお、図５（ｂ）は、電気光学プローブ５の一般的な構成を示している。電気光学プローブ５の先端部は、ＥＯ結晶１００と、誘電体反射膜１１０と、コリメータレンズ１２０と、フェルール１３０とで構成されている。電気光学プローブ５は、その先端部をガラス管１４０の片端に固定し、ガラス管内を通した光ファイバコネクタ１５０を他方の端に固定した構成となっている。
【００２８】
検光子３０は、光ファイバ２０を介して電気光学プローブ５に接続されている。より正確には、第１の検光子３０ａ〜第ｎの検光子３０ｎの夫々は、第１の光ファイバ２０ａ〜第ｎの光ファイバ２０ｎの夫々を介して、第１の電気光学プローブ５ａ〜第ｎの電気光学プローブ５ｎの夫々に接続されている。なお、第１の光ファイバ２０ａ〜第ｎの光ファイバ２０ｎは、全て同じ長さとなっている。検光子３０は、電気光学プローブ５に入射する入射光と、この電気光学プローブ５から出力される反射光との偏光状態の変化を光強度変化に変換する機能を備えている。検光子３０は、例えば偏光板を利用することで実現可能である。
【００２９】
光電変換素子５０は、光ファイバ４０を介して検光子３０に接続されている。より正確には、第１の光電変換素子５０ａ〜第ｎの光電変換素子５０ｎの夫々は、第１の光ファイバ４０ａ〜第ｎの光ファイバ４０ｎの夫々を介して、第１の検光子３０ａ〜第ｎの検光子３０の夫々に接続されている。なお、第１の光ファイバ４０ａ〜第ｎの光ファイバ４０ｎは、全て同じ長さとなっている。光電変換素子５０は、検光子３０から出力される光強度変化を電気信号に変換する機能を備えている。検光子は、例えばフォトダイオードで実現可能である。
【００３０】
サンプラ７０は、伝送線路６０を介して光電変換素子５０に接続されている。より正確には、第１のサンプラ７０ａ〜第ｎのサンプラ７０ｎの夫々は、第１の伝送線路６０ａ〜第ｎの伝送線路６０ｎの夫々を介して、第１の光電変換素子５０ａ〜第ｎの光電変換素子５０の夫々に接続されている。なお、第１の伝送線路６０ａ〜第ｎの伝送線路６０ｎは、全て同じ長さとなっている。光電変換素子５０は、光電変換素子５０から出力される電気信号の瞬時的な大きさを数値化する機能を備えている。このようなサンプラは、電気信号の波形を観測するために十分な速度で標本化できれば良く、例えばＡ／Ｄ変換器などで実現可能である。
【００３１】
次に、本実施の形態に係る電磁波受信器αの動作について説明する。最初に、この電磁波受信器αを測定対象となる電界中に設置する。複数の電気光学プローブ５は、外部から印加された電界情報を光の偏光情報に変換する。そして、検光子３０は、光ファイバ２０を介して電気光学プローブから出力された光の偏光情報を受け取り、光の振幅情報に変換する。その後、光電変換素子５０は、光ファイバ４０を介して光の振幅情報を受け取り、電気信号に変換する。最後に、サンプラ７０は、伝送線路６０を介して電気信号を受け取り、電界情報を数値化する。これら一連の動作により、電磁波受信器αは、ｎ個の数値化された電界情報を出力することが可能となる。なお、各光ファイバ２０の長さが同じで、各光ファイバ４０の長さが同じで、各伝送線路の長さが同じなので、電気光学プローブ５で電界を測定してからサンプラで数値化されるまでの時間は、全ての電気光学プローブ５で同じとなっている。
【００３２】
本実施の形態によれば、絶縁性の複数の電気光学プローブ５と、複数の電気光学プローブ５を所定の間隔でアレー状に支持する支持具６とを有するので、電界の擾乱が小さい光学プローブをアンテナ素子としてアレーアンテナを構築することにより、周囲の状況に依存しないアレーアンテナ及び電磁波受信器αを実現することができる。即ち、絶縁性の電気光学プローブを用いてアレーアンテナを形成するので、受信した信号が周囲と電気的結合することを防止すると共に電磁波の擾乱を防止し、従来のアレーアンテナに比して周囲環境に依存しないアレーアンテナ及び電磁波受信器αを提供することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、絶縁性の電気光学プローブ５を用いているので、電磁波を放出する測定対象の近傍に電磁波受信器αを設置した場合であっても、測定対象との電気的結合の発生を防止すると共に、電磁波の擾乱を防止するという効果を得ることができる。従って、従来のアレーアンテナに比して周囲環境に依存しないアレーアンテナ及び該アレーアンテナを有する電磁波受信器αを実現することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、絶縁性の電気光学プローブ５を用いているので、電気光学プローブを立体的に配置した場合であっても、電磁波の擾乱を防止することができる。即ち、立体的に配置することで、エンドファイアを無くすことが可能となるので、電磁波の到来方向に関わらず一定の特性のメインローブを配向可能なアンテナを有するアレーアンテナ及び電磁波受信器αを実現することができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、受信素子として作用する電気光学プローブ５をアレー化したプローブアレー１０と、光ファイバ２０と、検光子３０と、光ファイバ４０と、光電変換素子５０と、伝送線路６０と、サンプラ７０とが、各電気光学プローブ５に対して夫々同じ配置関係を有するので、従来の直線アレーアンテナ、平面アレーアンテナ、立体アレーアンテナと同様に電磁波の受信信号を得ることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、支持具６を用いて複数の電気光学プローブ５を配置する構成（アレー化）として説明したが、伝導度の無い材料のみを用いて複数の電気光学プローブ５をアレー化できれば良く、支持具６の具体的な種類は何であっても良い。
【００３７】
また、検光子３０、光電変換素子５０、サンプラ７０を十分に機能させるため、例えば、検光子３０と光電変換素子５０との間に光増幅器を挿加することや、光電変換素子５０とサンプラ７０との間に増幅器やフィルタを挿加した方が好ましいことは容易に想像される。また、各光ファイバ２０及び各光ファイバ４０の光路長や、各伝送線路６０の電気長を等しくするため、可変遅延線路などを用いる手法も容易に想像される。これらを挿加した場合であっても、各電気光学プローブ５に対して光路長及び電気長が夫々同じであれば、同様の効果が得られることは言うまでも無い。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
次に、前述の電磁波受信器αを用いた電磁波到来方向装置について説明する。図６は、電磁波到来方向推定装置のシステム構成を示す構成図である。この電磁波到来方向推定装置βは、電磁波受信器αと、電磁波受信器αにおける複数のサンプラ７０に接続された推定部９０とを備えた構成である。
【００３９】
推定部９０は、第１の伝送線路８０ａ〜第ｎの伝送線路８０ｎの夫々を介して、第１のサンプラ７０ａ〜第ｎのサンプラ７０の夫々に接続されている。なお、第１の伝送線路８０ａ〜第ｎの伝送線路８０ｎは、全て同じ長さとなっている。
【００４０】
最初に、推定部９０は、伝送線路８０を介して複数のサンプラ７０で数値化された複数の電気信号の大きさを受け取り、各電気光学プローブ５に対応するように格納しておく。例えば、ｎ個の電気信号を受け取った場合に、１行ｎ列のデータ行列としておく。
【００４１】
次に、推定部９０は、各電気光学プローブ５，各検光子３０，各光電変換素子５０，各サンプラ７０の組成に起因する誤差を補正するものであって予め格納手段に格納されている補正値（補正行列）を用いて、受け取った複数の電気信号の大きさを夫々補正する。即ち、１行ｎ列のデータ行列における各列の電気信号の大きさに対して補正行列を用いて夫々補正を行い、補正データ行列としておく。なお、補正値（補正行列）については後述する。
【００４２】
最後に、推定部９０は、次に説明するような到来方向推定法を用いて、電磁波の到来方向を推定する。電磁波の到来方向を推定する方法には、ビームフォーマー法、Ｃａｐｏｎ法、線形予測法、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法などを一例として挙げることができる。また、空間平均法に代表されるように、それら電磁波の到来方向推定法を高度化させる手段も存在している（非特許文献２参照）。即ち、補正後の複数の電気信号の大きさと、複数の電気光学プローブ５が配置された配置間隔情報とを、上記の到来推定測定法のいずれかに適用して計算することで、電磁波の強度とプローブアレー１０を基準とした到来方向とを推定することができる。
【００４３】
補正値（補正行列）とは、ハードウェアの構成及びその特性に起因するデータの誤差を補正するものである。到来方向推定を行うにあたり、配列している各電気光学プローブ５，各検光子３０，各光電変換素子５０といった各素子の特性や，各素子から各サンプラ７０までの光路長、電気長、伝送経路の周波数特性は全て等しいことが求められる。これらの特性が各素子で等しくない場合には、正確に到来方向を推定することができない。しかしながら、現実には各素子における全ての特性を厳密に等しくすることは不可能であるため、補正行列はこの問題を解決するために予め準備されるものである。
【００４４】
以下に、補正行列の作成手法の一例について説明する。本実施の形態に係る電磁波到来方向推定装置（以降、単に「装置」と称する場合もある）を構築して、電波暗室などの外来電磁波が無い環境に設置する。次に、この装置に対して既知の方向、例えば装置の正面に電磁波の波源を同暗室内に設置し、データ行列Ａの取得を行う。また、外来電磁波が無い状態において、各素子の特性が理想的に等しい装置の正面に波源を設置した場合に得られるデータ行列Ｂを計算する。そして、データ行列Ａとデータ行列Ｂとの比較によって、データ行列Ａに加算若しくは乗算する補正行列を求めることができる。
【００４５】
本実施の形態によれば、複数のサンプラ７０ａ〜７０ｎで数値化された複数の電気信号の大きさを、各電気光学プローブ５ａ〜５ｎ，各検光子３０ａ〜３０ｎ，各光電変換素子５０ａ〜５０ｎ，各サンプラ７０ａ〜７０ｎの組成に起因する誤差を補正する補正値を用いて夫々補正し、補正後の複数の電気信号の大きさと複数の電気光学プローブ５ａ〜５ｎが配置された配置間隔情報とを上記の到来推定測定法のいずれかに適用して電磁波の到来方向を推定するので、より高い精度で電磁波の到来方向を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】電磁波受信器のシステム構成を示す構成図である。
【図２】直線状に配置した電気光学プローブの電界測定点を示す図である。
【図３】平面状に配置した電気光学プローブの電界測定点を示す図である。
【図４】立体状に配置した電気光学プローブの電界測定点を示す図である。
【図５】電気光学プローブの原理及び構成を示す図である。
【図６】電磁波到来方向推定装置のシステム構成を示す構成図である。
【図７】従来の１次元アレーアンテナのメインローブ特性の様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
５…電気光学プローブ
１０…プローブアレー
２０，４０…光ファイバ
３０…検光子
５０…光電変換素子
６０，８０…伝送線路
７０…サンプラ
９０…推定部
α…電磁波受信器
β…電磁波到来方向推定装置
【図１】
0004800337.tif 000002
【図２】
0004800337.tif 000003
【図３】
0004800337.tif 000004
【図４】
0004800337.tif 000005
【図５】
0004800337.tif 000006
【図６】
0004800337.tif 000007
【図７】
0004800337.tif 000008