(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子により生成された受信信号を処理する受信部と、
前記受信部により処理された受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する第１の移相器と、
前記各アンテナ素子と前記受信部における信号反射部との間に設けられ、前記信号反射部により反射されて前記複数のアンテナ素子から再放射される電磁波の位相を、前記複数のアンテナ素子の間でずらすように、前記信号反射部により反射された信号の位相の変化量を調整する第２の移相器と、
前記第２の移相器における位相の変化量を制御すると共に、前記第２の移相器における位相の変化量に基づいて、前記第１の移相器の位相の変化量を制御する制御部と、
を備える、アレイアンテナ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記アンテナ素子の放射方向のうち特定方向に放射される電磁波を打ち消すように前記第２の移相器における位相の変化量を制御する、
請求項１に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数のアンテナ素子のうち第１のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相に対して前記複数のアンテナ素子のうち第２のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相を反転させるように前記第２の移相器の位相量を制御する、
請求項１または２に記載のアレイアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナ素子は、マトリクス状に配置され、
前記第１のアンテナ素子群と前記第２のアンテナ素子群が市松状に配置される、
請求項３記載のアレイアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナ素子は、マトリクス状に配置され、
前記第１のアンテナ素子群と前記第２のアンテナ素子群が縞状に配置される、
請求項３記載のアレイアンテナ装置。
【請求項６】
複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子により生成された受信信号を処理する受信部と、前記受信部により処理された受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する第１の移相器と、前記各アンテナ素子と前記受信部における信号反射部との間に設けられ、前記信号反射部により反射されて前記複数のアンテナ素子から再放射される電磁波の位相を、前記複数のアンテナ素子の間でずらすように、前記信号反射部により反射された信号の位相の変化量を調整する第２の移相器と、を備える複数のサブアレイ回路と、
前記複数のサブアレイ回路における前記第１の移相器により供給された複数の受信信号を合成する合成回路と
を備える、アレイアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アレイアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナ装置が知られている。このアレイアンテナ装置は、アンテナ素子により電磁波を受信して生成された受信信号が自装置内において反射されてアンテナ素子から電磁波を再放射する場合がある。この再放射された電磁波の位相が、複数のアンテナ素子間で揃っていると、再放射された電磁波が空間合成されて強度の大きい電磁波となってしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８７５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電磁波の反射特性を低減することができるアレイアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のアレイアンテナ装置は、複数のアンテナ素子と、受信部と、第１の移相器と、第２の移相器と、を持つ。受信部は、複数のアンテナ素子により生成された受信信号を処理する。第１の移相器は、受信部により処理された受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する。第２の移相器は、各アンテナ素子と受信部における信号反射部との間に設けられ、信号反射部により反射されて複数のアンテナ素子から再放射される電磁波の位相を、複数のアンテナ素子の間でずらすように、信号反射部により反射された信号の位相の変化量を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態のアレイアンテナ装置１の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における第２の移相器１２の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図。
【図３】第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における第１の移相器２４の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図。
【図４】第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、信号搬送面１００内における再放射位相を示す平面図。
【図５】第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａの構成を示すブロック図。
【図６】第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいてサブアレイ回路１１０に対する再放射電磁波の設定位相との関係を示す図。
【図７】第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおけるサブアレイ回路１１０に対する受信ビームの設定位相との関係を示す図。
【図８】第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいて、信号搬送面１００内における再放射位相を示す図。
【図９】第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいて、信号搬送面１００内における再放射位相を示す他の図。
【図１０】実施形態の第１の変形例を示すブロック図。
【図１１】実施形態の第２の変形例を示すブロック図。
【図１２】実施形態の第３の変形例を示すブロック図。
【図１３】実施形態の第４の変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のアレイアンテナ装置を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１の構成を示すブロック図である。アレイアンテナ装置１は、アンテナ素子１０ａ、１０ｂ、・・・１０ｎと、第２の移相器１２ａ、１２ｂ、・・・１２ｎと、送受信切換部１４ａ、１４ｂ、・・・１４ｎと、送信フィルタ１６ａ、１６ｂ、・・・１６ｎと、送信アンプ１８ａ、１８ｂ、・・・１８ｎと、受信アンプ２０ａ、２０ｂ、・・・２０ｎと、送受信切換部２２ａ、２２ｂ、・・・２２ｎと、第１の移相器２４ａ、２４ｂ、・・・２４ｎと、分配合成回路２６と、を備える。なお、アンテナ素子を他のアンテナ素子と区別しない場合には単に「アンテナ素子１０」と記載し、第２の移相器を他の第２の移相器と区別しない場合には単に「第２の移相器１２」と記載し、送受信切換部を他の送受信切換部と区別しない場合には単に「送受信切換部１４」および「送受信切換部２２」と記載し、送信フィルタを他の送信フィルタと区別しない場合には単に「送信フィルタ１６」と記載し、受信アンプを他の送信アンプと区別しない場合には単に「受信アンプ２０」と記載し、第１の移相器を他の第１の移相器と区別しない場合には単に「第１の移相器２４」と記載する。また、アレイアンテナ装置１は、制御部２８と、励振器３０と、レーダ処理回路３２とを備える。
【０００８】
なお、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、送受信切換部１４と受信アンプ２０との間には、受信信号の振幅強度を制限するリミッタ回路、および受信信号の周波数帯域を制限するフィルタ回路を配置しても良い。また、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、送信フィルタ１６に代えて、送受信切換部１４とアンテナ素子１０の間には、送受信共用のフィルタを配置しても良い。
【０００９】
複数のアンテナ素子１０は、アレイアンテナ装置１に到来した電磁波を受信すると共に、電磁波を放射する信号搬送面（不図示）を形成する。この信号搬送面は、少なくとも自装置に到来した電波を受信する。信号搬送面は、例えば、複数のアンテナ素子１０がマトリクス状に配置され、平面視で矩形形状を有する。
【００１０】
励振器３０は、所定の周波数の送信信号を生成して分配合成回路２６に出力する。分配合成回路２６は、励振器３０により生成された送信信号を第１の移相器２４に等分に分配する。第１の移相器２４は、分配合成回路２６から供給された送信信号の位相を、送信ビームの指向性に基づいて変化させて、送信信号を送受信切換部２２に供給する。第１の移相器２４による位相の変化量は、第１の移相器２４が接続されたアンテナ素子１０に対応して調整される。
【００１１】
送受信切換部２２は、自装置により電磁波を送信する期間において送信信号を送信アンプ１８に供給する。送信アンプ２０は、送受信切換部２２から供給された送信信号を増幅する。送信フィルタ１６は、増幅された送信信号の不要な成分を抑圧する。送受信切換部１４は、自装置により電磁波を送信する期間において送信信号を第２の移相器１２に供給する。
【００１２】
第２の移相器１２は、自装置から再放射される電磁波間の位相をずらすように送信信号の位相を調整して、アンテナ素子１０に供給する。これによりアンテナ素子１０は、送信信号が供給されたことに応じて、電磁波を空間に放射する。
【００１３】
アンテナ素子１０は、空間に放射された電磁波を受信して受信信号を生成し、第２の移相器１２に受信信号を供給する。第２の移相器１２は、自装置から再放射される電磁波間の位相をずらすように受信信号の位相を調整して、送受信切換部１４に受信信号を供給する。
【００１４】
送受信切換部１４は、自装置により電磁波を受信する期間において受信信号を受信アンプ２０に供給する。受信アンプ２０は、送受信切換部１４から供給された送信信号を増幅する。受信アンプ２０は、低雑音増幅が可能なローノイズアンプ（ＬＮＡ）である。送受信切換部２２は、自装置により電磁波を受信する期間において受信信号を第１の移相器２４に供給する。
【００１５】
第１の移相器２４は、送受信切換部２２から供給された受信信号の位相を、受信ビームの指向性に基づいて変化させて、受信信号を分配合成回路２６に供給する。第１の移相器２４による位相の変化量は、第１の移相器２４が接続されたアンテナ素子１０に対応して調整される。分配合成回路２６は、複数の第１の移相器２４から供給された受信信号を合成し、合成した受信ビームをレーダ処理回路３２に出力する。
【００１６】
レーダ処理回路３２は、受信ビームに対してＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を施し、受信ビームに基づいて目標物の位置を特定する処理を行う。レーダ処理回路３２は、目標物の位置情報を制御部２８に出力する。制御部２８は、第２の移相器１２における位相の変化量を制御すると共に、第２の移相器１２における位相の変化量に基づいて、第１の移相器２４の位相の変化量を制御する。なお、制御部２８は、演算回路および制御回路としてのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサが、メモリに記憶されたプログラムを実行することで機能するソフトウェア機能部であってもよいし、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００１７】
以下、上述した第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、第２の移相器１２および第１の移相器２４の動作を説明する。図２は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における第２の移相器１２の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図である。図３は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における第１の移相器２４の動作を説明するためのアンテナ素子の番号と設定位相との関係を示す図である。
【００１８】
ここで、アンテナ素子１０に他の装置から送信された電磁波が到来した際においてアレイアンテナ装置１が送信動作または受信動作を行っている場合には、アンテナ素子１０に到来した電磁波に基づく信号（以下、被送信信号と呼ぶ。）が発生する。この被送信信号は、アンテナ素子１０から第２の移相器１２側に伝達し、アレイアンテナ装置１の内部において反射される。反射された被送信信号は、アンテナ素子１０側に伝達して、アンテナ素子１０から電磁波として再放射される（以下、再放射電磁波という）。被送信信号は、主として、第２の移相器１２、および送受信切換部１４を通過し、アレイアンテナ装置１の内部のうち送信アンプ１８または受信アンプ２０のアクティブ部品により反射される。アレイアンテナ装置１により受信信号を受信している状態において、主に受信アンプ２０が、被送信信号を反射する信号反射部となる。各アンテナ素子１０から再放射電磁波の位相が揃っている場合、複数の再放射電磁波が空間合成されることにより、指向性を持った再放射ビームを形成してしまう可能性がある。この結果、他の装置に対して自装置の反射特性を増大させてしまう可能性がある。
【００１９】
以上のような再放射ビームの形成を抑制するため、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１は、第２の移相器１２により、再放射電磁波の位相が特定の方向に揃わないように再放射電磁波の位相を調整する。制御部２８は、例えば図２に示すように、互いに隣接するアンテナ素子１０間において被送信信号の位相をランダムにするように設定する。制御部２８は、第２の移相器１２からアンテナ素子１０に出力される被送信信号の位相が設定した位相となるように、各第２の移相器１２における位相の変化量を制御する。なお、制御部２８は、受信信号が第２の移相器１２を通過することにより変化させる位相の量と、被送信信号が第２の移相器１２を通過することにより変化させる位相の量とを考慮して、第２の移相器１２の位相の変化量を制御する。
【００２０】
第２の移相器１２は、信号経路に伝達される被送信信号の位相を調整するスイッチ回路（不図示）を備える。制御部２８は、スイッチ回路の開閉動作を制御して、第２の移相器１２からアンテナ素子１０に伝達される被送信信号の位相を制御する。なお、制御部２８は、第２の移相器１２における被送信信号の周波数が自装置の運用周波数とは異なるため、第２の移相器１２において被送信信号に相当する周波数信号の位相を制御する。
【００２１】
制御部２８は、第２の移相器１２に設定する位相の変化量を、隣接したアンテナ素子１０間においてずらすことが望ましい。この結果、制御部２８は、隣接するアンテナ素子１０により放射された再放射電磁波が空間合成されることを抑制する。また、制御部２８は、第２の移相器１２に設定する位相の変化量を、隣接したアンテナ素子１０間のみならず、他のアンテナ素子１０を介して設けられたアンテナ素子１０間との間においてもずらすことが望ましい。この結果、制御部２８は、あるアンテナ素子１０により放射された再放射電磁波と、１以上のアンテナ素子１０と離間した他のアンテナ素子１０により放射された再放射電磁波とが合成することを抑制する。
【００２２】
第１の実施形態のアレイアンテナ装置１は、アンテナ素子１０に電磁波が到来したことに応じて、第２の移相器１２により位相を調整した受信信号が、送受信切換部１４、受信アンプ２０、および送受信切換部２２を介して第１の移相器２４に供給される。制御部２８は、複数の受信信号を合成して所望の指向性を有する受信ビームを形成するように各第１の移相器２４を通過する受信信号間の位相差を調整する。このとき、制御部２８は、例えば図３に示すように、互いに隣接するアンテナ素子１０により生成された受信信号間の位相差が線形となるように設定する。制御部２８は、第１の移相器２４を通過した受信信号の位相が設定した位相となるように、各第１の移相器２４における位相の変化量を制御する。
【００２３】
このために、制御部２８は、第２の移相器１２において設定された位相を考慮して、所望の受信ビームを形成するための第１の移相器２４における位相の変化量を制御する。具体的には、制御部２８は、受信信号に関して、第２の移相器１２において調整された位相差をなくすような位相を、第１の移相器２４が調整する位相に加算する。この結果、第１の移相器２４を通過した受信信号は、図３に示すように位相が揃った状態で分配合成回路２６により合成され、所望の指向性を有する受信ビームを形成する。なお、制御部２８は、自装置において受信ビームを形成するため、自装置の運用周波数において所望の受信ビームを形成するように受信信号の位相を制御する。
【００２４】
制御部２８は、受信信号と同様に、第１の移相器２４に分配された送信信号間の位相を、所望の送信ビームを形成するように制御する。制御部２８は、第２の移相器１２において設定された位相を考慮して、所望の送信ビームを形成するための第１の移相器２４における位相の変化量を制御する。具体的には、制御部２８は、送信信号に関して、第２の移相器１２において調整される位相差をなくすような位相を、第１の移相器２４が調整する位相に加算する。
【００２５】
以上のような第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、第２の移相器１２により、信号反射部により反射されてアンテナ素子１０から再放射される電磁波の位相と他のアンテナ素子１０から再放射される電磁波の位相とをずらすように、被送信信号の位相の変化量を調整する。第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、アンテナ素子１０から再放射された電磁波同士の位相をずらすことができるので、再放射された電磁波同士が合成することを抑制できる。この結果、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、特定方向に高い利得を持つ電磁波が送信されることを抑制することができ、自装置の電磁波の反射特性を低減することができる。
【００２６】
また、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、第２の移相器１２における位相の変化量を制御すると共に、第２の移相器１２における位相の変化量に基づいて、第１の移相器２４の位相の変化量を制御するので、自装置の電磁波の反射特性を低減すると共に、自装置における電磁波の受信機能を維持することができる。
【００２７】
上述した第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、制御部２８は、自装置の放射方向のうち特定方向に放射される再放射電磁波を打ち消すように第２の移相器１２における位相の変化量を制御することが望ましい。
制御部２８には、レーダ処理回路３２により生成された他の装置の位置情報が供給される。この位置情報には、自装置に対する他の装置が存在する角度情報が含まれる。制御部２８は、各アンテナ素子１０と自装置における電磁波放射角度範囲との関係を記憶する。制御部２８は、自装置における電磁波放射角度範囲のうち他の装置が存在する角度を特定し、特定した角度に対応したアンテナ素子１０を特定する。制御部２８は、特定したアンテナ素子１０から放射される再放射電磁波を打ち消すように、他のアンテナ素子１０に供給される被送信信号の位相を制御する。
【００２８】
制御部２８は、例えば、特定したアンテナ素子１０（例えば図２のアンテナ素子「５」）に供給される被送信信号の位相と、特定したアンテナ素子１０に隣接するアンテナ素子１０（例えば図２のアンテナ素子「４」および「６」）に供給される被送信信号の位相とを逆位相にするように制御する。この結果、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、他の装置が存在する特定方向に放射される再放射電磁波を打ち消すことができ、特定方向に再放射電磁波のヌル点を形成することができる。
【００２９】
また、制御部２８は、特定したアンテナ素子１０により放射される再放射電磁波の主軸方向を特定方向から変更させるように、特定したアンテナ素子１０に対応する被送信信号の位相を変更してもよい。これにより、制御部２８は、特定したアンテナ素子１０から再放射電磁波のメインローブのレベルを特定方向において低減させて、特定方向に再放射電磁波のヌル点を形成することができる。
【００３０】
上述した第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、制御部２８は、複数のアンテナ素子１０のうち第１のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相に対して前記複数のアンテナ素子１０のうち第２のアンテナ素子群から再放射される電磁波の位相を反転させるように第２の移相器１２の位相量を制御することが望ましい。
図４は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１において、信号搬送面１００内における再放射位相を示す平面図である。信号搬送面１００は、例えば、複数のアンテナ素子１０がＮ個×Ｍ個のマトリクス状に配置されて形成される。第１の実施形態のアレイアンテナ装置１は、図４に示すように、複数のアンテナ素子１０のうち第１のアンテナ素子１０群により放射される再放射電磁波の位相である再放射位相と、複数のアンテナ素子１０のうち第２のアンテナ素子１０群により放射される再放射電磁波の位相である再放射位相との差を１８０度にするように被送信信号の位相を変化させる。すなわち、再放射電磁波の位相が第１の位相となる第１のアンテナ素子１０群と、再放射電磁波の位相が第１の位相に対して逆相の第２の位相となる第２のアンテナ素子１０群とが市松模様をなすように配置する。
【００３１】
制御部２８は、信号搬送面１００のうち図４におけるハッチング部分に対応した領域から放射される再放射位相を基準（例えば０度）の位相に制御する。また、制御部２８は、信号搬送面１００のうち図４における非ハッチング部分に対応した領域から反射される再放射位相を基準の位相に対して１８０度反転した位相に制御する。これにより、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１は、ハッチング部分に対応した領域から放射された電磁波と非ハッチング部分に対応した領域から放射された電磁波とを逆相関係に制御することができる。この結果、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、信号搬送面１００の全面において放射された空間において再放射電磁波同士の利得を相殺させることができ、特定方向において再放射電磁波の利得が高くなることを抑制することができる。
【００３２】
また、アレイアンテナ装置１は、第１のアンテナ素子１０群と第２のアンテナ素子１０群とを縞状に配置してもよい。アレイアンテナ装置１は、信号搬送面１００のうち第１の縞部分に対応した領域から放射される再放射位相を基準（例えば０度）の位相に制御する。また、制御部２８は、信号搬送面１００のうち第１の縞部分と隣接する第２の縞部分に対応した領域から反射される再放射位相を基準の位相に対して１８０度反転した位相に制御する。これにより、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１は、第１の縞部分に対応した領域から放射された電磁波と第２の縞部分に対応した領域から放射された電磁波とを逆相関係に制御することができる。この結果、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１によれば、信号搬送面１００の全面において放射された空間において再放射電磁波同士の利得を相殺させることができ、特定方向において再放射電磁波の利得が高くなることを抑制することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａについて説明する。なお、上述した第１の実施形態のアレイアンテナ装置１と同様の部分については同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。
図５は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａの構成を示すブロック図である。アレイアンテナ装置１Ａは、複数のアンテナ素子１０を備えるサブアレイ回路１１０ａ、・・・１１０ｍと、サブアレイ回路１１０ａ、・・・１１０ｍに接続された分配合成回路２６Ａとを備える。なお、サブアレイ回路を他のサブアレイ回路と区別しない場合には単に「サブアレイ回路１１０」と記載する。第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａは、ｍ個のサブアレイ回路１１０を備え、各サブアレイ回路１１０がｎ個のアンテナ素子１０を備える。
【００３４】
各サブアレイ回路１１０は、アンテナ素子１０ａ、・・・１０ｎと、第２の移相器１２ａ、・・・１２ｎと、分配合成回路１１２と、送受信切換部１４と、送信フィルタ１６と、送信アンプ１８と、受信アンプ２０と、送受信切換部２２と、第１の移相器２４とを備える。分配合成回路１１２は、送受信切換部１４により供給された送信信号を第２の移相器１２に分配する。また、分配合成回路１１２は、第２の移相器１２により供給された受信信号を合成して送受信切換部１４に供給する。分配合成回路２６Ａは、各サブアレイ回路１１０の第１の移相器２４と接続される。分配合成回路２６Ａは、送信信号が供給されたことに応じて第１の移相器２４に送信信号を分配する。分配合成回路２６Ａは、第１の移相器２４から供給された受信信号を合成して受信ビームを形成する。
【００３５】
第２の移相器１２は、サブアレイ回路１１０内において受信ビームを形成するように各アンテナ素子１０に供給する受信信号の位相をずらす。また、第２の移相器１２は、サブアレイ回路１１０内において送信ビームを形成するように各アンテナ素子１０から供給された送信信号の位相をずらす。サブアレイ回路１１０内における各第２の移相器１２の位相の変化量は、サブアレイ回路１１０内の受信ビームおよび送信ビームの指向性に基づいて設定される。また、第２の移相器１２は、サブアレイ回路１１０間において再放射電磁波の位相をずらすように、被送信信号の位相をずらす。被送信信号の位相の変化量は、サブアレイ回路１１０ごとに設定される。
【００３６】
第１の移相器２４は、サブアレイ回路１１０間において受信ビームおよび送信ビームを形成するように、受信信号および送信信号の位相をずらす。各サブアレイ回路１１０における第１の移相器２４の位相の変化量は、自装置の受信ビームおよび送信ビームの指向性に基づいて設定される。
【００３７】
図６は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいてサブアレイ回路１１０に対する再放射電磁波の設定位相との関係を示す図である。図７は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおけるサブアレイ回路１１０に対する受信ビームの設定位相との関係を示す図である。
各サブアレイ回路１１０における複数の第２の移相器１２は、図６に示すように、他のサブアレイ回路１１０との間で再放射電磁波の位相をずらすように、被送信信号の位相をずらす。また、各サブアレイ回路１１０における第１の移相器２４は、図７に示すように、サブアレイ回路１１０間において受信ビームを形成するように、受信信号の位相をずらす。
【００３８】
第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａは、各サブアレイ回路１１０のアンテナ素子１０により放射される再放射電磁波の位相差を１８０度にするように被送信信号の位相を変化させてもよい。図８は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいて、信号搬送面１００内における再放射位相を示す図である。図９は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいて、信号搬送面１００内における再放射位相を示す他の図である。
【００３９】
第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおいて、信号搬送面１００は、例えば、複数のアンテナ素子１０がＮ個×Ｍ個のマトリクス状に配置されて形成される。第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａは、図８に示すように、サブアレイ回路１１０における第１のアンテナ素子１０群（サブアレイＡ）と他のサブアレイ回路１１０の第２のアンテナ素子１０群（サブアレイＢ）が縞状に配置される。すなわち、再放射電磁波の位相が第１の位相となる第１のアンテナ素子１０群と、再放射電磁波の位相が第１の位相に対して逆相の第２の位相となる第２のアンテナ素子１０群とを縞状に配置する。
また、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａは、図９に示すように、サブアレイ回路１１０における第１のアンテナ素子１０群（サブアレイＡ）と他のサブアレイ回路１１０の第２のアンテナ素子１０群（サブアレイＢ）が縞状に配置される。すなわち、再放射電磁波の位相が第１の位相となる第１のアンテナ素子１０群と、再放射電磁波の位相が第１の位相に対して逆相の第２の位相となる第２のアンテナ素子１０群とが市松模様をなすように配置する。
これにより、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａによれば、サブアレイＡから放射される再放射電磁波とサブアレイＢから放射される再放射電磁波同士で利得を打ち消しあわせることができ、反射特性を低減することができる。
【００４０】
また、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａは、第１の実施形態と同様に、サブアレイ回路１１０間における再放射電磁波同士が特定の方向においてヌル点を形成するように、サブアレイ回路１１０の第２の移相器１２を制御してもよい。
【００４１】
以上のように、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａによれば、複数のサブアレイ回路１１０から放射される再放射電磁波同士の位相をずらすように各サブアレイ回路１１０において被送信信号の位相をずらすので、サブアレイ回路１１０間において再放射電磁波同士が合成することを抑制できる。
【００４２】
以下、上述した実施形態における変形例について説明する。
図１０は、実施形態の第１の変形例を示すブロック図である。図１０は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における一部を示したものである。第１の変形例は、第２の移相器１２を収容する冷却容器２００を備える。また、第１の変形例において、第２の移相器１２は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器２００は、例えば箱型の真空断熱容器であり、内部空間を外部の熱から遮る材料で形成される。冷却容器２００は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、例えばスターリング冷凍機等（不図示）や液体窒素等により内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下（例えば７７Ｋ以下）まで冷却される。なお、冷却するための構成は、冷却容器２００ごとに設けてもよく、他の第２の移相器１２を収容する冷却容器２００と共用であってもよい。第１の変形例によれば、第２の移相器１２の信号損失を抑制することにより、自装置の感度を高くすることができる。
【００４３】
図１１は、実施形態の第２の変形例を示すブロック図である。図１１は、第１の実施形態のアレイアンテナ装置１における一部を示したものである。第２の変形例は、第２の移相器１２、送受信切換部１４および受信アンプ２０を収容する冷却容器２１０を備える。第２の移相器１２は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器２００は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第２の変形例によれば、第２の移相器１２に加えて受信アンプ２０を冷却することにより、さらに自装置の感度を高くすることができる。なお、第２の変形例において、送受信切換部１４を冷却容器２１０に収容しなくてもよい。
【００４４】
図１２は、実施形態の第３の変形例を示すブロック図である。図１２は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおける一部を示したものである。第３の変形例は、複数の第２の移相器１２のそれぞれを収容する冷却容器２２０を備える。また、第２の変形例において、第２の移相器１２は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器２２０は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第２の変形例によれば、複数の第２の移相器１２の信号損失を抑制することにより、自装置の感度を高くすることができる。
【００４５】
図１３は、実施形態の第４の変形例を示すブロック図である。図１３は、第２の実施形態のアレイアンテナ装置１Ａにおける一部を示したものである。第２の変形例は、第２の移相器１２、分配合成回路１１２、送受信切換部１４および受信アンプ２０を収容する冷却容器２３０を備える。第２の移相器１２は、信号線路が超伝導材料を含む材料により形成される。冷却容器２００は、内部が真空に近い雰囲気に制御され、内部の超伝導材料が超伝導状態となる温度以下まで冷却される。第４の変形例によれば、第２の移相器１２に加えて受信アンプ２０を冷却することにより、さらに自装置の感度を高くすることができる。なお、第２の変形例において、分配合成回路１１２および送受信切換部１４を冷却容器２３０に収容しなくてもよい。
【００４６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、受信信号の位相を自装置の指向方向に基づいて調整する第１の移相器２４と、複数のアンテナ素子１０から再放射される電磁波の位相を、複数のアンテナ素子１０の間でずらすように、被送信信号の位相の変化量を調整する第２の移相器１２を持つことにより、再放射電磁波の位相が揃うことを抑制することができ、電磁波の反射特性を抑制することができる。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ａ…アレイアンテナ装置、１０…アンテナ素子、１２…第２の移相器、１４…送受信切換部、１６…送信フィルタ、１８…送信アンプ、２０…受信アンプ、２２…送受信切換部、２４…第１の移相器、２６…分配合成回路、２８…制御部、３０…励振器、３２…レーダ処理回路、１００…信号搬送面、１１２…分配合成回路、２００、２１０、２２０、２３０…冷却容器
【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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