(57)【要約】【目的】  各ブランチ間の位相偏差を小さくし、かつ、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上する。【構成】  複数ブランチの主信号SM1〜SMnに順番にキャリブレーション信号SCを挿入して各主信号が入力されるアナログ回路の位相特性を推定して各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法である。全ブランチのアナログ回路６２ａ〜６２ｎの出力信号を合成して第1の合成信号を出力すると共に、全ブランチの主信号を合成して第２の合成信号を出力し、キャリブレーション信号抽出部６４において第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を抽出し、該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力されるアナログ回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を主信号に施す。【選択図】        図１
2005286780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主信号にキャリブレーション信号を挿入して所定の回路に入力し、該回路の出力信号に含まれるキャリブレーション信号を用いて前記主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、
前記回路の出力信号から該回路に入力する前の主信号を減算してキャリブレーション信号を抽出し、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該回路の位相特性を推定し、
該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す、
ことを特徴とする位相キャリブレーション方法。
【請求項２】
複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、
全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力すると共に、全ブランチの前記主信号を合成して第２の合成信号を出力し、
前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を抽出し、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、
該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す、
ことを特徴とする位相キャリブレーション方法。
【請求項３】
前記キャリブレーション信号を拡散符号により拡散して所定の主信号に挿入し、
前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する、
ことを特徴とする請求項2記載の位相キャリブレーション方法。
【請求項４】
複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション装置において、
複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入するキャリブレーション信号挿入部、
全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力する第1の合成回路、
全ブランチの主信号を合成して第２の合成信号を出力する第2の合成回路、
前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を出力するキャリブレーション信号抽出部、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す位相調整部、
を有することを特徴とする位相キャリブレーション装置。
【請求項５】
前記キャリブレーション信号を拡散符号により拡散する拡散部、
該拡散信号を所定の主信号に挿入する挿入部、
前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する逆拡散部、
を有することを特徴とする請求項４記載の位相キャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位相キャリブレーション方法及び位相キャリブレーション装置に係わり、特に、主信号にキャリブレーション信号を挿入して所定の回路に入力し、該回路の出力信号に含まれるキャリブレーション信号の位相変化に基づいて主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法及び位相キャリブレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいて、基地局又は移動局装置に複数のアンテナ及び送信機を配置し、各々のアンテナから出力する電波の位相・振幅を独立に制御して、所定方向にピークが向くように送信ビームパターンを形成するアダプティブアレイアンテナシステムが知られている。
図１７は基地局のアダプティブアレイアンテナシステムの構成図であり、方向推定部１は移動局から送信された信号を受信して該移動局の方向を推定し、送信ビームフォーマ２はアレイアンテナ3の各アンテナ素子A#1〜A#nから出力する電波の位相・振幅を独立に制御して、移動局方向にピークが向くように送信ビームパターンを形成する。送信ビームフォーマ２において、ウェイト制御部２ａは移動局方向にピークが向くように各アンテナ素子A#1〜A#nの振幅、位相調整値wi,φiを出力し、振幅、位相調整部2b1〜2bnは各アンテナ素子A#1〜A#nに入力する送信信号の振幅、位相をwi,φiにより調整する。DA変換器４ａ〜４ｎは振幅、位相調整部2b1〜2bnから出力する信号をアナログに変換する。アナログ回路５ａ〜５ｎはミキサ−６ａ、局部発振器６ｂ、フィルタ６ｃ、高周波増幅器６ｄを備えている。各アナログ回路５ａ〜５ｎのミキサ−６ａは、各DA変換器４ａ〜４ｎから出力する送信信号に局部発振器６ｂの出力信号を乗算して周波数をべースバンドから高周波にアップコンバートし、フィルタ６ｃは所望の帯域成分を通過し、高周波増幅器６ｄはフィルタ出力を高周波増幅して対応するアンテナ素子A#1〜A#nに入力する。図１７のアダプティブアレイアンテナシステムによれば、移動局方向にピークが向くように送信ビームパターンを形成することができる。
【０００３】
この図１７のアダプティブアレイアンテナシステにおいて、問題となるのがアナログ部品の振幅、位相バラツキによる各ブランチの偏差である。この様子を図１８に示す。ウェイト制御の重み係数を各ブランチ全て同じ値とした場合、図１８に示す様にウェイト制御後の位相はディジタル部においては全て同じとなるが、DAC後のアナログ回路５ａ〜５ｎを通過してアンテナ端に到達する時には、各ブランチの位相は偏差を持つようになる。この偏差を無くすようにアナログ回路５ａ〜５ｎを作製する事は、不可能ではないが現実的ではない。作製コスト、温度特性及び経年変動による変動を無くすように作ることは相当困難と思われる。そこで必要となってくるのが位相キャリブレータである。図１９は位相キャリブレータを備えたアダプティブアレイアンテナシステムの構成図であり、ウェイト制御を行なう送信ビームフォーマ２の後に位相キャリブレータ７を設けている。位相キャリブレータ７は各アンテナ素子に入力する送信信号の位相を調整する位相調整部7a1〜7anと位相調整値を発生する位相制御部７ｂを備えている。位相キャリブレータ７は、アナログ回路５ａ〜５ｎでの位相変化の補正を行い、すなわち、アナログ回路５ａ〜５ｎでの位相特性と逆特性の位相補正を行なって、アレイアンテナ３で結果的に位相が揃うように制御する。
【０００４】
図１９のキャリブレーションを行う為には、アナログ回路５ａ〜５ｎを通過した信号を観測し、該アナログ回路の位相特性(位相の進み／遅れ特性)を測定する必要があり、図２０、図２１にその為の構成を備えたアダプティブアレイアンテナシステムを示す。
位相をキャリブレーションするには、各ブランチの送信信号にキャリブレーション信号を順番に挿入してアナログ回路５ａ〜５ｎに入力し、各アナログ回路の出力信号に含まれるキャリブレーション信号の位相変化を測定する必要がある。この際、各ブランチのアナログ回路５ａ〜５ｎの出力から取り出した信号を図２０に示す様にスイッチ８により1個づつ選択してAD変換後器9でディジタルに変換して位相キャリブレータ７にフィードバックする方法と、図２１に示す様に合成部１０で合成した後に位相キャリブレータ７にディジタルに変換してフィードバックする方法とがある。
【０００５】
図２０、図２１において、位相キャリブレータ７はディジタル構成になっており、各ブランチの送信信号の位相を調整する位相調整部7a1〜7an、アナログ回路５ａ〜５ｎの位相特性と逆特性の位相調整をするための位相調整値を発生して位相調整部7a1〜7anに入力する位相制御部７ｂ、キャリブレーション信号を発生するキャリブレーション信号発生部７ｃ、キャリブレーション信号を順番に各ブランチの送信信号に挿入する加算部7d1〜7dn、フィードバックされたキャリブレーション信号を用いて各アナログ回路５ａ〜５ｎの位相特性を推定しする位相推定部７ｅ、位相キャリブレータの全体を制御するキャリブレーション制御部７ｆを有している。
【０００６】
図２２は各ブランチの送信信号にキャリブレーション信号を挿入するタイミング説明図である。キャリブレーション信号SCは各ブランチの送信信号SM1〜SMnに同時に挿入するのではなく、時間差を持って挿入する。すなわち、キャリブレーション信号SCが挿入されたブランチの位相を推定しその結果から位相調整を行い、これを各ブランチについて繰り返す。なお、図２２では各ブランチの位相調整を順番に行なっているが、全ブランチの位相推定を行った後でまとめて位相調整する構成でも問題はない。
図２０のスイッチ方式では、キャリブレーション信号SCが挿入されたブランチの送信信号SMiと該キャリブレーション信号SCのみが位相推定部７ｅにフィードバックされるが、図２１の合成方式では図２３に示すように、全ブランチの送信信号（SM1＋SM2＋…SMn）とキャリブレーション信号SCが位相推定部７ｅにフィードバックされる。
【０００７】
図２４は合成方式の具体例であり、キャリブレーション信号SCを拡散部７ｇにおいて拡散符号により拡散し、セレクタ７ｈが選択したブランチの送信信号SMiに順番に挿入し、又、復調信号を逆拡散部１１において逆拡散してキャリブレーション信号を抽出して位相推定部７ｅに入力している。アナログ回路５ａ〜５ｃは変調器MDと高周波増幅器HFAで構成されており、また、アナログ回路出力の一部を方向結合器１２ａ〜１２ｃを用いて取り出してハイブリッド構成の合成器１０に入力し、合成信号を復調器１３でべースバンド信号に復調し、AD変換後に逆拡散器１１に入力する構成になっている。
以上の従来技術に加え別の従来技術として、運用を停止すること無くキャリブレーションを行なうアダプティブアレイアンテナシステムがある(たとえば特許文献1参照)。この従来技術は、基準信号Ｙを送信し、受信信号より該基準信号と相関のある信号成分を抽出し、該信号成分に基づいて送信用重み係数を補正するものである。
【特許文献１】特開２００３−１４３０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２０に示す構成では、スイッチでフィードバックするブランチの信号を選択する為、キャリブレーションする上ではある選択したブランチの送信信号とそれに挿入されたキャリブレーション信号のみを位相推定部７ｅに入力して位相推定を行う事ができる。しかしながら、スイッチ８の各ポート間（P1Q，P2Q，,P3Q，．．．）の位相偏差がキャリブレーション誤差の要因になる可能性がある。特に、位相キャリブレーションでは位相偏差を数度以内の精度で調整する必要があるが、図２０のスイッチ方式では各ポート間の位相偏差が数十度になる場合があり、好ましくない。また、スイッチは外気や温度などにより位相特性が変動するため好ましくない。
図２１に示す様な各ブランチの信号を全て合成器１０で合成した信号を使用する構成では、位相偏差の問題を無くせ、キャリブレーション誤差を抑えることができる。すなわち、合成器１０の使用においてもポート間の位相誤差はキャリブレーション誤差の要因となりうるが、合成器１０はたとえばマイクロストリップラインのハイブリッドを用いるためメカ部、半導体部分がなく、スイッチのようなアクティブ素子と比較すると位相偏差は小さい。また、合成器(ハイブリッド)１０は受動素子である為、故障という点に関しても信頼度が高いと言える。
【０００９】
しかしながら、図２１の合成器１０による方式では、全てのブランチの送信信号が全てフィードバックされて来る為、図２３に示すように挿入されたキャリブレーション信号SCとその他の送信信号（SM1＋SM2＋…SMn）の比において、キャリブレーション信号が小さくなってしまい、位相推定する為の種としてのキャリブレーション信号のSNが悪く、位相推定精度の劣化が起こる可能性がある。すなわち、次式
キャリブレーション信号／送信信号＝SC／（SM1＋SM2＋…SMn）
で与えられる値が大きいほどキャリブレーション精度が向上するが、図２１の方式ではこの値が小さく、位相推定精度の劣化が起こる。
【００１０】
図２４の方式では、逆拡散によりキャリブレーション信号を抽出できるが、送信信号が依然としてノイズとして残留し、数度以内の高精度のキャリブレーションを実現するには逆拡散結果の積分時間を長くすることにより図２５に示すようにキャリブレーション信号の抽出精度を向上させ、キャリブレーション精度を向上させる必要があるが、長い推定時間を必要とし、問題がある。更に、逆拡散結果の積分時間が多くかかる事に加え、積分器のビット数が増える事による回路規模の増加が発生する。なお、ノイズレベルが小さくなると図２５の実線で示すように短時間で所望のキャリブレーション精度を得ることができるようになる。
また、特許文献1に示されている従来技術では、ブランチ毎に送信用重み係数を補正するため構成が複雑になる。この従来技術において、重み係数算出／補正部を共通にする場合には図２０、図２１のスイッチ方式、合成方式と同様の問題が浮上する。
以上から本発明の目的は、各ブランチのキャリブレーションを共通に行なえ、しかも、各ブランチ間の位相偏差を小さくでき、さらには、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は本発明によれば、主信号にキャリブレーション信号を挿入して所定の回路に入力し、該回路の出力信号に含まれるキャリブレーション信号を用いて前記主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、前記回路の出力信号から該回路に入力する前の主信号を減算してキャリブレーション信号を抽出し、該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施すことにより達成される。
又、上記課題は本発明によれば、複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力すると共に、全ブランチの前記主信号を合成して第２の合成信号を出力し、前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を抽出し、該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施すことにより達成される。
【００１２】
キャリブレーション信号を挿入、抽出するには、該キャリブレーション信号を拡散符号により拡散して所定の主信号に挿入し、前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する。
上記課題は本発明によれば、複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション装置において、複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入するキャリブレーション信号挿入部、全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力する第1の合成回路、全ブランチの主信号を合成して第２の合成信号を出力する第2の合成回路、前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を出力するキャリブレーション信号抽出部、該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す位相調整部を有する位相キャリブレーション装置により達成される。
キャリブレーション信号を挿入、抽出する手段は、キャリブレーション信号を拡散符号により拡散する拡散部、該拡散信号を所定の主信号に挿入する挿入部、前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する逆拡散部を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、主信号を除去することによりキャリブレーション信号の抽出精度を向上でき、短期間でキャリブレーションを行なうことができる。又、本発明によれば、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上することができる。
又、本発明によれば、各ブランチのキャリブレーションを共通に行なえ、しかも、各ブランチのキャリブレーション信号を精度よく抽出でき、短期間でキャリブレーションを行なうことができる。又、本発明によれば、各ブランチ間の位相偏差を小さくでき、さらには、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上させることができる。
又、本発明によれば、キャリブレーション信号を拡散して主信号に挿入し、逆拡散によりキャリブレーション信号を抽出することじより、キャリブレーション信号の抽出精度を更に向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図1は本発明の原理図であり、複数ブランチ１〜ｎの送信信号（主信号という）SM1〜SMnに順番にキャリブレーション信号SCを挿入して各主信号が入力されるアナログ回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション装置の全体構成図を示している。この位相キャリブレーション装置において、キャリブレーション信号挿入部５１は複数ブランチ１〜ｎの主信号SM1〜SMnに順番にキャリブレーション信号SCを挿入する。第1の合成回路６１は全ブランチのアナログ回路６２ａ〜６２ｎの出力信号を合成して第1の合成信号を出力する。第2の合成回路６３は全ブランチの主信号SM1〜SMnを合成して第２の合成信号を出力する。キャリブレーション信号抽出部６４は前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号SCを抽出して位相調整部５２に入力する。位相調整部５２は入力されたキャリブレーション信号SCの位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力されるアナログ回路６２ａ〜６２ｎの位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す。
【００１５】
キャリブレーション信号挿入部５１は、図２（A）に示すように各ブランチ１〜ｎの主信号SM1〜SMnにキャリブレーション信号SCを同時に挿入するのではなく、時間差を持って順番に挿入する。すなわち、キャリブレーション信号SCが挿入されたブランチの位相を推定しその結果から位相調整を行い、これを各ブランチ１〜ｎについて順番に繰り返す。１つのブランチの位相調整に際して、第1の合成回路６１は全ブランチのアナログ回路６２ａ〜６２ｎの出力信号を合成して第1の合成信号(SM1+SM2＋…＋SMn＋ＳＣ)を出力し、第2の合成回路６３は第２の合成信号(SM1+SM2＋…＋SMn)を出力し、キャリブレーション信号抽出部６４は前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号SCを出力する。キャリブレーション信号抽出部６４において、主信号が理想的に除去された場合の信号波形を電力のイメージで図2(B)に示す。なお、主信号をキャンセルしない場合には図２３に示すようになる。主信号が理想的に除去されると、キャリブレーション信号が挿入されている期間、主信号が無くなっており、位相推定に使用するキャリブレーション信号のみとなる。よってキャリブレーション信号のS/Nが良くなり、精度良く位相推定が可能となる。主信号除去を行わない場合には(図２３)、キャリブレーション信号が入っている間にも主信号が存在しており、キャリブレーション信号を使用して位相推定をする場合の干渉信号となり、キャリブレーション信号のS/Nを劣化させ結果として位相推定誤差を増加させる原因となる。
図２（B）はキャリブレーション信号挿入時のみ主信号をキャンセルした場合であるが、
常時キャンセルするようにすることもできる。かかる場合には、キャリブレーション信号抽出部６４の出力信号波形は図２（C）に示すようになる。
【実施例１】
【００１６】
図３は本発明のアダプティブアレイアンテナシステムにおける位相キャリブレーションの基本構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付している。位相キャリブレーション部５０は、キャリブレーション信号を発生して所定のブランチに挿入するキャリブレーション信号挿入部５１、各ブランチのアナログ回路の位相特性と逆特性の位相調整を該ブランチに施す位相調整部５２、キャリブレーションの開始／終了制御、キャリブレーションするブランチの制御等を行なうキャリブレーション制御部５３を備えている。
図示しない送信ビームフォーマから出力するブランチ１〜ｎの主信号SM1〜SMnは、ディジタル構成の位相キャリブレーション部５０のキャリブレーション信号挿入部５１に入力する。キャリブレーション信号挿入部５１はキャリブレーション信号発生部５１ａとキャリブレーション信号を各ブランチの主信号SM1〜SMｎに挿入する加算部51b1〜51bnを備え、ブランチ１〜ｎ毎に順番にキャリブレーション信号を主信号SM1〜SMｎに挿入して出力する。
【００１７】
各主信号SM1〜SMnおよび所定のブランチに挿入されたキャリブレーション信号SCは位相調整部５２を介してDA変換器６５ａ〜６５ｎに入力し、ここでアナログ信号に変換されて対応するアナログ回路６２ａ〜６２nに入力する。アナログ回路６２ａ〜６２ｎは主信号の周波数をべースバンドから高周波にアップコンバートし、ついで、所望の帯域成分を通過し、高周波増幅してアダプティブアレイアンテナの対応するアンテナ素子A#1〜A#nに入力する。
第1の合成部６１は全ブランチ１〜ｎのアナログ回路６２ａ〜６２ｎの出力信号を合成し、AD変換器６７でディジタル信号に変換してキャリブレーション信号抽出部６４の減算器６４ａに入力する。第2の合成部６３は全ブランチ１〜ｎの主信号SM1〜SMnを合成し、遅延部６８は該合成信号を所定時間遅延してキャリブレーション信号抽出部６４の減算器６４ａに入力する。遅延部６８の遅延時間τは、主信号SM1〜SMnが、位相キャリブレーション部５０→アナログ回路６２ａ〜６２n→合成部６１を介してキャリブレーション信号抽出部６４に到達するまでの時間である。
キャリブレーション信号抽出部６４は合成部６１から出力する合成信号から、合成部６３から出力する合成信号を減算してキャリブレーション信号SCを抽出して位相キャリブレーション部５０の位相調整部５２に入力する。
【００１８】
１つのブランチの位相調整に際して、第1の合成部６１は全ブランチのアナログ回路６２ａ〜６２ｎの出力信号を合成して第1の合成信号(SM1+SM2＋…＋SMn＋ＳＣ)を出力し、第2の合成部６３は第２の合成信号(SM1+SM2＋…＋SMn)を出力し、キャリブレーション信号抽出部６４は前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号SCを出力する。このキャリブレーション信号SCには理想的に主信号がノイズとして含まれることがなく、又、含まれていても小さい。この結果、SNが良くなり、アナログ回路の位相特性の推定を高精度に行なえ、短時間で高精度のキャリブレーションが可能となる。
位相調整部５２の位相推定部５２ａは入力されたキャリブレーション信号SCの位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力されるアナログ回路６２ａ〜６２ｎの位相特性を推定し、位相制御部５２ｂは該位相特性と逆特性の位相調整データを位相調整器53c1〜53cnに入力し、位相調整器53c1〜53cnは入力された位相調整データに基づいて位相調整する。
以上により、主信号SM1〜SMnは位相キャリブレーション部５０に入力されたままの位相でアダプティブアレイアンテナA#1〜A#nに入力する。
【実施例２】
【００１９】
図４はアナログ信号で主信号を除去する実施例の構成例であり、説明の簡単化の為に３ブランチ構成としており、図３の基本構成と同一部分には同一符号を付している。キャリブレーション信号発生部５１ａで発生されたキャリブレーション信号SCは、セレクタ部５１ｃにより選択されたブランチの主信号SM1〜SM3と加算器51b〜51b3において加算される。各ブランチの信号はDA変換器６５ａ〜６５ｃでAD変換された後、アナログ回路６２ａ〜６２ｃで変調及び増幅される。アンテナ直下の方向性結合器７１ａ〜７１ｃは各ブランチの送信信号の一部を取り出し、ハイブリッド（HYB）６１に入力する。ハイブリッド（HYB）６１は方向性結合器７１ａ〜７１ｃにより取り出された各ブランチの送信信号を合成し、復調器７２は合成信号をべースバンド信号に復調してキャリブレーション信号抽出部６４に入力する。
ハイブリッド（HYB）６３は全ブランチ１〜ｎの主信号SM1〜SMnを合成し、遅延部６８は該合成信号を所定時間遅延してDA変換器７３を介してキャリブレーション信号抽出部６４の減算器６４ａに入力する。キャリブレーション信号抽出部６４はハイブリッド６１から出力するアナログ合成信号から、ハイブリッド６３から出力する合成信号をアナログ減算してキャリブレーション信号SCを抽出して、AD変換器６７でディジタルに変換して位相調整部５２に入力する。
【００２０】
位相調整部５２の位相推定部５２ａは入力されたキャリブレーション信号SCの位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力されるアナログ回路６２ａ〜６２ｎの位相特性を推定し、位相制御部５２ｂは該位相特性と逆特性の位相調整データを位相調整器53c1〜53cnに入力し、位相調整器53c1〜53cnは入力された位相調整データに基づいて位相調整する。
以上により、主信号SM1〜SMnは位相キャリブレーション部５０に入力されたままの位相でアダプティブアレイアンテナA#1〜A#nに入力する。
【実施例３】
【００２１】
図５はディジタル信号で主信号を除去する実施例の構成例であり、図４の第2実施例の構成と同一部分には同一符号を付している。図４と異なる点は、(1)ハイブリッド６１から出力する合成信号を復調器７２で復調後、AD変換器６７でディジタルに変換する点、(2)キャリブレーション信号抽出部６４の減算器６４ａが、該合成信号からハイブリッド６３から出力する合成信号をディジタル減算してキャリブレーション信号SCを抽出して位相調整部５２に入力する点、である。
第３実施例は、主信号除去をアナログ信号においてではなくAD変換後のディジタル信号にて行う事を特徴としており、アナログ信号で行う方法と比較して実現化する上で、集積化を図る事が可能となる。
【実施例４】
【００２２】
図６はキャリブレーション信号を拡散符号により拡散して主信号に加算し、逆拡散によりキャリブレーション信号を抽出する第4実施例の構成例であり、図５の第３実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、(1)キャリブレーション信号挿入部５１に拡散部５１ｄを設け、該拡散部でキャリブレーション信号SCを拡散符号により拡散して順番に各ブランチの主信号に加えている点、(2)キャリブレーション信号抽出部６４の出力に逆拡散部７３を設け、キャリブレーション信号抽出部６４の出力信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出して位相推定部５２ａに入力する点である。第４実施例では、位相推定において逆拡散処理が必要となるが、プロセスゲインを上げる事によりキャリブレーション信号のS／Nを向上する事が可能となる。この為、挿入するキャリブレーション信号電力を小さくすることが可能となる。
【実施例５】
【００２３】
以上の第１〜第４実施例では特にマルチキャリアを意識した構成とはなっていない。しかし、現実の装置としては1ブランチ複数のキャリアにおける稼動が考えられる。キャリア毎に別の送信機を用意する構成であれば、図６の構成を有する送信機を複数用意すればよい。しかし、実際には複数キャリアを一括して１つの送信機、１つのアンテナ素子で送信する構成が取られる場合が多い。
図７は1ブランチ複数キャリア構成の第５実施例構成図であり、各ブランチ各キャリアの主信号の位相をキャリブレーションする構成を有している。なお、図７には1ブランチ２キャリアの場合を示している。
各ブランチ１〜３のキャリア１に応じた主信号SM11，SM21，SM31が図6の主信号SM1，SM2，SM3に対応し、新たにキャリア２に応じた主信号SM12，SM22，SM32が多重された構成になっている。キャリブレーション信号SCは各ブランチ１〜３の各キャリア１，２の主信号に順番に挿入され、各ブランチ各キャリアの主信号の位相を順番に1個づつキャリブレーションする。すなわち、
(1)ブランチ1のキャリア1の主信号にキャリブレーションSCが挿入されて該ブランチ1、キャリア1の主信号の位相調整を行い、
(2)ついで、ブランチ1のキャリア２の主信号にキャリブレーションSCが挿入されて該ブランチ1、キャリア２の主信号の位相調整を行い、
(3)ついで、ブランチ２のキャリア１の主信号にキャリブレーションSCが挿入されて該ブランチ２、キャリア１の主信号の位相調整を行い、
(4)以下同様にして、全ブランチ１〜３の各キャリア１，２の主信号の位相調整を行う。
【００２４】
各ブランチのフィルタ８１ａ，８１ｂは、位相キャリブレーション部５０から出力するキャリア１，２の主信号の波形整形及びサンプルレートの変換をし、周波数シフト部８２ａはキャリア1の主信号をべースバンド周波数から周波数ｆ１アップシフトし、周波数シフト部８２ｂはキャリア２の主信号をべースバンド周波数から周波数ｆ２アップシフトする。キャリア合成部８３は各周波数シフト部８２ａ，８２ｂのキャリア信号を合成し、DA変換器６５ａはキャリア合成信号をアナログ信号にDA変換し、アナログ回路６２ａは、キャリア合成信号を変調及び増幅して出力する。アンテナ直下の方向性結合器７１ａ〜７１ｃは各ブランチの送信信号の一部を取り出し、ハイブリッド（HYB）６１に入力する。ハイブリッド（HYB）６１は方向性結合器７１ａ〜７１ｃにより取り出された各ブランチの送信信号を合成し、復調器７２は合成信号をべースバンド信号に復調し、AD変換器６７でAD変換してキャリブレーション信号抽出部６４に入力する。
【００２５】
各ブランチのフィルタ８４ａ，８４ｂは、位相キャリブレーション部５０に入力する前のキャリア１，２の主信号SM11，SM12の波形整形及びサンプルレートの変換をし、周波数シフト部８５ａはキャリア1の主信号をべースバンド周波数から周波数ｆ１アップシフトし、周波数シフト部８５ｂはキャリア２の主信号をべースバンド周波数から周波数ｆ２アップシフトする。キャリア合成部８６は各周波数シフト部８５ａ，８５ｂのキャリア信号を合成し、ブランチ合成部８７は各ブランチのキャリア合成信号を合成し、遅延部８８はブランチ合成信号を所定時間遅延してキャリブレーション信号抽出部６４に入力する。尚、フィルタ８４ａ，８４ｂ、各周波数シフト部８５ａ，８５ｂ、キャリア合成部８６は、実際の送信信号のパス上のフィルタ８１ａ，８１ｂ、各周波数シフト部８２ａ，８２ｂ、キャリア合成部８３と全く同一の動作を行なう。
キャリブレーション信号抽出部６４はハイブリッド６１から復調器７２、AD変換器６７を介して入力された第1の合成信号から、ブランチ合成部８７から出力された第２の合成信号をディジタル減算する。これにより、第1の合成信号から主信号がキャンセルされる。周波数シフト部８９は、キャリブレーション信号SCが挿入されたキャリアに応じて入力信号の周波数をダウンシフトする。例えば、周波数シフト部８９は、キャリブレーション信号SCがキャリア１の主信号に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ１ダウンシフトし、キャリブレーション信号SCがキャリア２の主信号に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ２ダウンシフトする。キャリア選択部90はべースバンド信号を選択し、逆拡散部７３は入力信号を拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出して位相推定部５２ａに入力する。
【００２６】
位相推定部５２ａは入力されたキャリブレーション信号SCの位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力されるブランチ１〜３、キャリア１〜２のアナログ回路の位相特性を推定し、位相制御部５２ｂは該位相特性と逆特性の位相調整データを位相調整器53c11〜53c32に入力し、位相調整器53c11〜53c32は入力された位相調整データに基づいて位相調整する。
以上により、主信号SM11〜SM32は位相キャリブレーション部５０に入力されたままの位相でアダプティブアレイアンテナA#1〜A#nに入力する。
【００２７】
図８は図７の動作説明図であり、ブランチ１のキャリア１，２についてのみ示している。キャリア1の主信号SM11にキャリブレーション信号SCを挿入して周波数シフト部８２ａ，８２ｂで周波数シフトすると主信号SM11，SM12は(B)に示すようになる。また、主信号SM11，SM12を周波数シフト部８５ａ，８５ｂで周波数シフトすると、主信号SM11，SM12は(Ｄ)に示すようになる。キャリブレーション信号抽出部６４において（Ｂ）より（D）を減算すると、（E）に示すようにキャリア周波数ｆ１のキャリブレーション信号SCが得られるから、周波数シフト部８９で該キャリブレーション信号SCの周波数をｆ１ダウンシフトすれば、べースバンドのキャリブレーション信号SCが得られる。このキャリブレーション信号SCを逆拡散部７３で拡散符号により逆拡散してSNを更に向上する。図9は図７の別の動作説明図でキャリア２の主信号SM12にキャリブレーション信号SCを挿入した場合を示している。
【００２８】
図１０は図７の複数キャリア主信号除去説明図であり、B1〜B3はブランチ１〜３を、C1〜C2はキャリア１〜2を意味している。(A)はハイブリッド６１の合成信号を復調後、AD変換したときの各周波数ｆ１，ｆ２の主信号SM11〜SM32及びキャリブレーション信号SCの電力を示している。(B)は理想的に全主信号が除去された場合のキャリブレーション信号抽出部出力を示し、（C）はノイズN1,N2が残っている場合のキャリブレーション信号抽出部出力を示している。なお、（C）のノイズN2は、キャリア選択フィルタ９０により除去される。
【実施例６】
【００２９】
図１１は1ブランチ複数キャリア構成の第６実施例構成図であり、図７の第5実施例と同一部分には同一符号を付している。第５実施例では、除去する主信号を作る為の周波数シフト部８５ａ，８５ｂ、キャリア合成部８６が別途必要となり回路規模が大きくなる。そこで、第６実施例では、図１１に示す様に送信信号パスのキャリア合成後出力（キャリア合成部８３の出力信号）を取り出し、ブランチ合成部８７でブランチ合成を行った後、この合成信号に入っているキャリブレーション信号を減算器９１で引き算し、キャリブレーション信号が含まれない第２の合成信号を作りだしている。
減算器９１で引き算するキャリブレーション信号は以下のようにして作る。すなわち、遅延部９２はキャリブレーション信号SCを所定時間遅延し、フィルタ９３はキャリブレーション信号SCの波形整形及びサンプルレートの変換をし、周波数シフト部９４は、キャリブレーション信号SCが挿入されたキャリアに応じて入力信号の周波数をアップシフトする。例えば、周波数シフト部９４は、キャリブレーション信号SCがキャリア１の主信号SM11に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ１アップシフトし、キャリブレーション信号SCがキャリア２の主信号SM12に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ２アップシフトする。減算器９１はブランチ合成部８７でブランチ合成して得られた合成信号から、周波数シフト部９４から出力するキャリブレーション信号を減算し、キャリブレーション信号が含まれない第２の合成信号を出力する。キャリブレーション信号抽出部６４はハイブリッド６１から復調器７２、AD変換器６７を介して入力された第1の合成信号から、減算器９１から出力される第２の合成信号をディジタル減算する。これにより、第1の合成信号から主信号がキャンセルされる。以後、第５実施例と同様のキャリブレーションが行われる。
【実施例７】
【００３０】
図１２は1ブランチ複数キャリア構成の第７実施例構成図であり、図７の第5実施例と同一部分には同一符号を付している。第５実施例では、除去する主信号を作る為の周波数シフト部８５ａ，８５ｂ、キャリア合成部８６が別途必要となり回路規模が大きくなる。そこで、第７実施例ではキャリブレーションを行うキャリア以外は図中のキャリア選択フィルタ９０で除去をするように構成して構成を簡略化している。
周波数シフト部８９は、キャリブレーション信号SCが挿入されたキャリアに応じて第1合成信号(ハイブリッド６１の合成信号を復調した信号)の周波数をダウンシフトする。例えば、周波数シフト部８９は、キャリブレーション信号SCがキャリア１の主信号SM11に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ１ダウンシフトし、キャリブレーション信号SCがキャリア２の主信号SM12に挿入されていれば入力信号の周波数をｆ２ダウンシフトする。
【００３１】
一方、キャリアセレクタ９５は各ブランチの主信号のうち、キャリブレーション信号SCが挿入されたキャリアに応じた主信号のみを選択し、ブランチ合成部８７はキャリブレーション信号が挿入されたキャリアに応じた各ブランチ１〜３の主信号を合成し、所定時間遅延してキャリブレーション信号抽出部６４に入力する。キャリブレーション信号抽出部６４は、周波数シフト部８９の出力からブランチ合成部８７の合成信号を減算する。
図１３は図１２の動作説明図であり、（A）はハイブリッド６１の合成信号を復調後、AD変換したときの各周波数ｆ１，ｆ２の主信号SM11〜SM32及びキャリブレーション信号SCの電力を示している。(B)は理想的な場合におけるキャリブレーション信号抽出部６４の出力を示している。すなわち、べースバンド周波数成分としてキャリブレーション信号SCだけが含まれ、周波数ｆ２−ｆ１成分として主信号SM12，SM22，SM32が含まれている。キャリア選択フィルタ９０は、べースバンド成分のみ通過することにより、（C）に示すように周波数ｆ２−ｆ１成分を除去してキャリブレーション信号SCを選択して逆拡散部７３に入力する。以後、第５実施例と同様のキャリブレーション制御が行なわれる。
【実施例８】
【００３２】
図１４はアダプティブアレイシステムの起動時(電源投入後の運用開始時)におけるキャリブレーション制御を実現する第8実施例の構成図であり、図３の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。異なる点は、(1)各ブランチの主信号、すなわち、図示しない送信ビームフォーマの出力信号のレベルを絞る絞り部９９を設けた点、(2)キャリブレーション制御部５３がシステム運用開始時におけるキャリブレーションを制御している点である。
図１５は、キャリブレーション制御部５３による第１のキャリブレーション制御フローである。初期状態（キャリブレーションが一度も行われていない状態）において、主信号除去を行う事ができない。この為、第１のキャリブレーション制御では、フローに示す様に最初は主信号を小さくするかもしくはキャリブレーション信号を大きくする手法を取りキャリブレーションを行う。一度キャリブレーションが行われれば、フィードバック信号から主信号の除去が可能となるため、２度目以降においては、第1〜第7実施例に従って主信号あるいはキャリブレーション信号を本来のレベルに戻して高精度のキャリブレーションを行なう。
【００３３】
すなわち、キャリブレーション制御部５３、初期キャリブレーション状態であるかチェックし(ステップ１０１)、初期キャリブレーション状態であれば、各ブランチの位相推定が可能となるまで(1) 主信号を小さくするか、もしくは(2)キャリブレーション信号を大きくする(ステップ１０２)。主信号を小さくするには、絞り部９９に指示して主信号を減衰させる。以上の状態において、図２１に示す従来方法と同じ手法で各ブランチ、各キャリアの位相特性を推定し、位相制御する(ステップ１０３，１０４)。各ブランチの各キャリアの位相制御が終了すれば、(1) 主信号を本来のレベルに戻し、もしくは(2)キャリブレーション信号を本来のレベルに戻し(ステップ１０５)、初期キャリブレーションを完了する(ステップ１０６)。
以後、第1実施例で説明したキャリブレーションをおこなう。すなわち、主信号キャンセル機能を動作し、フィードバック信号から主信号をキャンセルし(ステップ１１１)、各ブランチ、各キャリアの位相特性を推定し、位相制御する(ステップ１１２，１１３)。各ブランチの各キャリアの位相制御が終了すればキャリブレーションを終了する(ステップ１１４)。以後、キャリブレーション再動作開始条件が成立したか監視し(ステップ１１５)、再動作開始条件が成立すればステップ１１１以降の処理によりキャリブレーションを行なう。再動作開始条件成立とは、定期的に所定時間が経過した時、あるいは、環境変化によるキャリブレーション要求が発生した場合である。
【００３４】
図１６はキャリブレーション制御部５３による第２のキャリブレーション制御フローである。第2のキャリブレーション制御では、起動時において各ブランチから同時に主信号を送出開始するのではなく、順番に信号送出を始めてキャリブレーションを行っていく。すなわち、位相キャリブレーションを１つの主信号づつ順番に行なうと共に、位相キャリブレーション対象の主信号とキャリブレーション済みの主信号のみ送出することにより各主信号の位相キャリブレーションを順次行なう。この実施例により、第１のキャリブレーション制御のように初期の状態においても主信号を小さくしたり、キャリブレーション信号を大きくしたりする必要はなくなる
【００３５】
すなわち、キャリブレーション制御部５３、初期キャリブレーション状態であるかチェックし(ステップ２０１)、初期キャリブレーション状態であれば、絞り部９９を制御してブランチ１からのみ主信号を送出する(ステップ２０２)。ついで、キャリブレーション信号挿入部５１を制御してブランチ１にキャリブレーション信号SCを挿入してブランチ1のキャリブレーションを実施する(ステップ２０３)。ブランチ１のアナログ回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性となるようにブランチ１の位相調整を行なってブランチ1のキャリブレーションを終了する(ステップ２０４)。
ついで、絞り部９９を制御してブランチ２からも主信号を送出させる(ステップ２０５)。しかる後、キャリブレーション信号挿入部５１を制御してブランチ２にキャリブレーション信号SCを挿入してブランチ２のキャリブレーションを実施する(ステップ２０６)。ブランチ２のアナログ回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性となるようにブランチ２の位相調整を行なってブランチ２のキャリブレーションを終了する(ステップ２０７)。
【００３６】
ついで、絞り部９９を制御してブランチ３からも主信号を送出させる(ステップ２０８)。しかる後、キャリブレーション信号挿入部５１を制御してブランチ３にキャリブレーション信号SCを挿入してブランチ３のキャリブレーションを実施する(ステップ２０９)。ブランチ３のアナログ回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性となるようにブランチ３の位相調整を行なってブランチ３のキャリブレーションを終了する(ステップ２１０)。以後、同様に全ブランチのキャリブレーションを終了すれば、次に、第1実施例で説明したキャリブレーションをおこなう。すなわち、主信号キャンセル機能を動作し、フィードバック信号から主信号をキャンセルし(ステップ２１１)、各ブランチ、各キャリアの位相特性を推定し、位相制御する(ステップ２１２，２１３)。各ブランチの各キャリアの位相制御が終了すればキャリブレーションを終了する(ステップ２１４)。以後、キャリブレーション再動作開始条件が成立したか監視し(ステップ２１５)、再動作開始条件が成立すればステップ２１１以降の処理によりキャリブレーションを行なう。
以上では、本発明をアダプティブアレイアンテナシステムに適用した場合について説明したが、本発明はかかるシステムにのみ限定されるものではない。
【００３７】
・付記
（付記１）  主信号にキャリブレーション信号を挿入して所定の回路に入力し、該回路の出力信号に含まれるキャリブレーション信号を用いて前記主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、
前記回路の出力信号から該回路に入力する前の主信号を減算してキャリブレーション信号を抽出し、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該回路の位相特性を推定し、
該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す、
ことを特徴とする位相キャリブレーション方法。
（付記２）  複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション方法において、
全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力すると共に、全ブランチの前記主信号を合成して第２の合成信号を出力し、
前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を抽出し、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、
該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す、
ことを特徴とする位相キャリブレーション方法。
（付記３）  前記回路は変調器及び高周波増幅器を含む高周波回路であり、
前記キャリブレーション信号の抽出は、第1の合成信号を復調して得られたアナログ信号よりアナログの第2の合成信号を減算して行なう、
ことを特徴とする付記2記載の位相キャリブレーション方法。
（付記４）  前記回路は変調器及び高周波増幅器を含む高周波回路であり、
前記キャリブレーション信号の抽出は、第1の合成信号を復調後AD変換して得られたディジタル信号よりディジタルの第2の合成信号を減算して行なう、
ことを特徴とする付記2記載の位相キャリブレーション方法。
（付記５）  前記キャリブレーション信号を拡散符号により拡散して所定の主信号に挿入し、
前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する、
ことを特徴とする付記2記載の位相キャリブレーション方法。  
（付記６）  1ブランチ当り複数の主信号を複数のキャリアを用いてキャリア合成して送信する場合、各ブランチの各主信号に順次キャリブレーション信号を挿入して各ブランチの各主信号の位相をキャリブレーションする、
ことを特徴とする付記2記載の位相キャリブレーション方法。
（付記７）  各ブランチにおいてキャリア合成後に変調し、得られた各ブランチの変調信号を合成し、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を作成し、
ブランチ毎に、前記複数の主信号に前記キャリア合成と同一のキャリア合成を施し、得られた各ブランチのキャリア合成信号を合成して前記第２の合成信号を作成する、
ことを特徴とする付記６記載の位相キャリブレーション方法。
（付記８）  各ブランチにおいてキャリア合成後に変調し、得られた各ブランチの変調信号を合成し、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を作成し、
前記各ブランチのキャリア合成信号をブランチ合成し、かつ、前記キャリブレーション信号が挿入される主信号のキャリア周波数まで該キャリブレーション信号を周波数シフトし、該ブランチ合成信号から該周波数シフトされたキャリブレーション信号を引き算して前記第２の合成信号を作成する、
ことを特徴とする付記６記載の位相キャリブレーション方法。
（付記９）  各ブランチにおいてキャリア合成後に変調し、得られた各ブランチの変調信号を合成し、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を作成し、
前記キャリブレーション信号が挿入される主信号のキャリア周波数と同一周波数のキャリアで送信される各ブランチの主信号を選択合成して前記第２の合成信号を作成し、
前記第１の合成信号から前記第２の合成信号を減算して得られた信号に含まれる前記キャリア周波数以外の信号成分をキャリア選択フィルタで除去して前記キャリブレーション信号を抽出する、
ことを特徴とする付記６記載の位相キャリブレーション方法。
（付記１０）  初期キャリブレーションにおいて、主信号を小さくするかもしくはキャリブレーション信号を大きくして各主信号の位相キャリブレーションを行ない、
ついで、主信号もしくはキャリブレーション信号を本来の信号レベルに戻して前記位相キャリブレーションを行なう、
ことを特徴とする付記２記載の位相キャリブレーション方法。
（付記１１）  初期キャリブレーションにおいて、位相キャリブレーションを１つの主信号づつ順番に行なうと共に、位相キャリブレーション対象の主信号とキャリブレーション済みの主信号とを順次送出することにより全主信号の位相キャリブレーションを行ない、
ついで、前記位相キャリブレーション制御を行なう、
ことを特徴とする付記２記載の位相キャリブレーション方法。
（付記１２）  前記位相キャリブレーション制御を定期的に、あるいは必要に応じて行なう、
ことを特徴とする付記２記載の位相キャリブレーション方法。
（付記１３）  複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入して各主信号が入力される回路の位相特性を推定して前記各主信号の位相をキャリブレーションする位相キャリブレーション装置において、
複数ブランチの主信号に順番にキャリブレーション信号を挿入するキャリブレーション信号挿入部、
全ブランチの前記回路の出力信号を合成して第1の合成信号を出力する第1の合成回路、
全ブランチの主信号を合成して第２の合成信号を出力する第2の合成回路、
前記第1の合成信号から第２の合成信号を除去してキャリブレーション信号を出力するキャリブレーション信号抽出部、
該キャリブレーション信号の位相変化に基づいて該キャリブレーション信号が挿入された主信号が入力される前記回路の位相特性を推定し、該位相特性と逆特性の位相調整を前記主信号に施す位相調整部、
を有することを特徴とする位相キャリブレーション装置。  
（付記１４）  前記回路は、変調器及び増幅器を備えた高周波回路であり、
前記キャリブレーション信号抽出部は、
前記第1の合成信号を復調した信号からアナログの第２の合成信号を減算する減算部、
減算部出力信号をディジタル信号に変換するAD変換器、
を備えた付記１３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記１５）  前記回路は、変調器及び増幅器を備えた高周波回路であり、
前記キャリブレーション信号抽出部は、
前記第1の合成信号を復調した信号をディジタル信号に変換するAD変換器、
該ディジタルの復調信号からディジタルの第２の合成信号を減算する減算部、
を備えた付記１３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記１６）  前記キャリブレーション信号を拡散符号により拡散する拡散部、
該拡散信号を所定の主信号に挿入する挿入部、
前記第1合成信号から第２合成信号を除去して得られた信号を前記拡散符号により逆拡散してキャリブレーション信号を抽出する逆拡散部、
を有することを特徴とする付記１３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記１７）  1ブランチ当り複数の主信号を複数のキャリアを用いてキャリア合成して送信する場合、前記キャリブレーション信号挿入部は、各ブランチの各主信号に順次キャリブレーション信号を挿入して各ブランチの各主信号の位相をキャリブレーションする、
ことを特徴とする付記１３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記１８）  前記第１の合成回路は、各ブランチにおいてキャリア合成後に変調して得られた各ブランチの変調信号を合成する合成部、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を出力する復調部を備え、
前記第２の合成回路は、ブランチ毎に前記複数の主信号に前記キャリア合成と同一のキャリア合成を施すキャリア合成部、得られた各ブランチのキャリア合成信号を合成して前記第２の合成信号を出力する合成部を備える、
ことを特徴とする付記１７記載の位相キャリブレーション装置。
（付記１９）  前記第１の合成回路は、各ブランチにおいてキャリア合成後に変調して得られた各ブランチの変調信号を合成する合成部、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を出力する復調部を備え、
前記第２の合成回路は、前記各ブランチのキャリア合成信号をブランチ合成する合成部、前記キャリブレーション信号が挿入される主信号のキャリア周波数まで該キャリブレーション信号を周波数シフトする周波数シフト部、前記ブランチ合成信号から該周波数シフトされたキャリブレーション信号を引き算して前記第２の合成信号を出力する減算器を備える、
ことを特徴とする付記１７記載の位相キャリブレーション装置。
（付記２０）  前記第１の合成回路は、各ブランチにおいてキャリア合成後に変調して得られた各ブランチの変調信号を合成する合成部、該合成信号を復調して前記第１の合成信号を出力する復調部を備え、
前記第２の合成回路は、前記キャリブレーション信号が挿入される主信号のキャリア周波数と同一周波数のキャリアで送信される各ブランチの主信号を選択する選択部、選択された主信号を合成して前記第２の合成信号を出力する合成部を備え、
前記キャリブレーション信号抽出部は、前記第１の合成信号から前記第２の合成信号を減算して得られた信号に含まれる前記キャリア周波数以外の信号成分を除去するキャリア選択フィルタを備える、
ことを特徴とする付記１７記載の位相キャリブレーション装置。
（付記２１）  初期キャリブレーションにおいて、主信号を小さくするかもしくはキャリブレーション信号を大きくして各主信号の位相キャリブレーションを行ない、ついで、主信号もしくはキャリブレーション信号を本来の信号レベルに戻して前記位相キャリブレーションを行なうよう制御する制御部、
を備えることを特徴とする付記1３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記２２）  初期キャリブレーションにおいて、位相キャリブレーションを１つの主信号づつ順番に行なうと共に、位相キャリブレーション対象の主信号とキャリブレーション済みの主信号とを順次送出することにより全主信号の位相キャリブレーションを行なうよう制御する制御部、
を備えることを特徴とする付記1３記載の位相キャリブレーション装置。
（付記２３）  前記位相キャリブレーション制御を定期的に、あるいは必要に応じて行なうよう制御する制御部、
を備えることを特徴とする付記1３記載の位相キャリブレーション装置。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上から本発明によれば、各ブランチのキャリブレーションを共通に行なえ、しかも、各ブランチ間の位相偏差を小さくでき、さらには、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上させることができる。
また、本発明によれば、マルチキャリ通信に適用することができる。すなわち、マルチキャリ通信においても、各ブランチのキャリブレーションを共通に行なえ、しかも、各ブランチ間の位相偏差を小さくでき、さらには、位相推定精度を向上して、キャリブレーション精度を向上させることができる。
また、本発明によれば、起動時にも位相キャリブレーションができ、しかも、キャリブレーション精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】キャリブレーション信号挿入タイミングおよびキャリブレーション信号抽出結果説明図である。
【図３】本発明のアダプティブアレイアンテナシステムにおける位相キャリブレーションの基本構成図である。
【図４】アナログ信号で主信号を除去する実施例の構成例である。
【図５】ディジタル信号で主信号を除去する実施例の構成例である。
【図６】キャリブレーション信号を拡散符号により拡散して主信号に加算し、逆拡散によりキャリブレーション信号を抽出する第4実施例の構成例である。
【図７】1ブランチ複数キャリア構成の第５実施例構成図である。
【図８】図７の動作説明図である。
【図９】図７の別の動作説明図である。
【図１０】複数キャリア主信号除去説明図である。
【図１１】1ブランチ複数キャリア構成の第６実施例構成図である。
【図１２】1ブランチ複数キャリア構成の第７実施例構成図である。
【図１３】図１２の動作説明図である。
【図１４】アダプティブアレイシステムの起動時(電源投入後の運用開始時)におけるキャリブレーションを実現する第8実施例の構成図である。
【図１５】第１のキャリブレーション制御フローである。
【図１６】第２のキャリブレーション制御フローである。
【図１７】基地局のアダプティブアレイアンテナシステムの構成図である。
【図１８】アナログ部品の振幅、位相バラツキによる各ブランチの偏差説明図である。
【図１９】位相キャリブレータを備えたアダプティブアレイアンテナシステムの構成図である。
【図２０】アナログ回路の位相特性(位相の進み／遅れ特性)を測定する構成を備えたアダプティブアレイアンテナシステム(スイッチ方式)である。
【図２１】アナログ回路の位相特性(位相の進み／遅れ特性)を測定する構成を備えたアダプティブアレイアンテナシステム(合成方式)である。
【図２２】各ブランチの送信信号にキャリブレーション信号を挿入するタイミング説明図である。
【図２３】合成方式のフィードバック信号説明図である。
【図２４】合成方式のアダプティブアレイアンテナシステムの具体例である。
【図２５】キャリブレーション精度とキャリブレーション時間の関係図である。
【符号の説明】
【００４０】
SM1〜SMn  複数ブランチ１〜ｎの送信信号（主信号）
SC  キャリブレーション信号
５１  キャリブレーション信号挿入部
５２  位相調整部
６１  第1の合成回路
６２ａ〜６２ｎ  全ブランチのアナログ回路
６３  第2の合成回路
６４  キャリブレーション信号抽出部
【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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