(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイアンテナの能動素子を較正する方法において、
前記アレイアンテナは、電磁信号を非導波輻射及び導波伝送路の間で変換すると共に、
少なくとも1つの導波共通ポート及び前記共通ポートに連携する少なくともN個の出力ポートを含むビーム形成器を含み、
前記ビーム形成器に結合して、これと信号を変換し、ビーム形成器の（a）振幅及び（ｂ）位相の伝達関数の少なくとも1つに基づいて、ビームを形成するビームステアリング制御コンピュータを含み、
アレイ状に配列されたN個の輻射素子を含むと共に、各前記輻射素子はそれ自身の素子ポートで、電磁信号を変換し、
２P個の較正ポート（P＜N）を含み、
P個の指向性結合器を含むと共に、
前記P個の指向性結合器の各々は、第１、第２、第３及び第４ポートを有し、前記第1ポートから前記第２及び第３ポートへ信号を結合させ、前記第４ポートには結合せず、前記第２ポートから前記第１及び第４ポートに信号を結合させ、前記第３ポートには結合せず、前記P個の指向性結合器の各々は、その第1ポートを前記較正ポートの１つ、1つだけに、結合させ、その第２ポートを他の較正ポートの１つ、１つだけ、に結合させ、その第３ポートを前記N個の輻射素子のうちの１つの中核輻射素子、１つだけ、に結合させ、その第4ポートを前記ビーム形成器のN個の出力ポートのうちの1つ、１つだけ、に結合させ、
これにより、N‐P＝R個の非中核輻射素子は指向性結合器への導波路を欠き、また前記ビーム形成器のR個のポートは前記指向性結合器のうちの1つに接続されず、
前記指向性結合器のうちの1つに接続されない、前記ビーム形成器の前記R個のポートのそれぞれと、前記R個の非中核輻射素子の対応する１つとの間を結ぶ導波路接続を含み、更に、
前記導波共通ポートと、前記ビーム形成器の前記共通ポートに連携する前記少なくともN個の出力ポートとの間に形成される通路の少なくとも幾つかに連携する（a）能動増幅器及び（b）調整可能な移相器の少なくとも１つを含み、
前記方法は、指向性結合器較正信号を第1較正ポートに印加し、これにより、第1指向性結合器の第1ポートに、信号を送り、前記指向性結合器較正信号の印加に応答して、帰還した指向性結合器較正信号を、前記第1指向性結合器の第２ポートに結合した較正ポートにおいて受信し、
前記帰還した指向性結合器較正信号の振幅及び位相を、前記較正信号の対応する振幅及び位相と比較して、較正伝達特性値を前記第1指向性結合器とこれに連携する較正ポートとの間の前記導波路接続について確立し、
（ａ）ビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器の前記共通ポートに印加し、対応するビーム形成器較正信号を、前記第1指向性結合器の前記第２ポートに結合するその較正ポートから抽出し、または
（ｂ）ビーム形成器較正信号を前記第1指向性結合器の前記第２ポートに結合する前記較正ポートのその1つに印加し、対応するビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器の前記共通ポートから抽出して、
これにより、前記ビーム形成器の前記共通ポートと、前記第1指向性結合器の前記第４ポートの間の前記振幅及び位相の伝達関数の少なくとも１つを決定し、
前記較正伝達特性値から、また前記ビーム形成器の前記共通ポートと前記第1指向性結合器の前記第４ポートの間における前記振幅及び位相の伝達関数の少なくとも１つから、前記ビーム形成器の前記共通ポートから前記第1指向性結合器の前記第４ポートにかけて広がるその信号通路の振幅特性及び位相特性の少なくとも1つを決定し、
前記ビーム形成器の前記共通ポートから前記第1指向性結合器の前記第４ポートにかけて広がるその信号通路の前記振幅及び位相特性の前記1つの値を最新化して、制御の基となる諸パラメータを最新化することにより前記ビームステアリング制御コンピュータを調整することを特徴とするアレイアンテナの能動素子の較正方法。
【請求項２】
前記請求項１記載の方法は、前記較正ポートと前記諸指向性結合器の任意の１つの第１および第２ポートとの間のケーブルの電気長を相等しく設定するステップを更に含むと共に、これにより前記ケーブルの各々についての前記較正伝達特性値は諸前記指向性結合器の前記１つに至る前記導波路接続の較正伝達特性値の１／２となることを特徴とするアレイアンテナの能動素子の較正方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の方法は、前記ビーム形成器を通り、前記ビーム形成器の前記共通ポートから前記アレイ中の前記輻射素子のうち特定の非中核素子にかけて拡がるその通路にある能動素子を除き、前記ビーム形成器の全ての能動素子を遮断し、（ａ）ビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器の前記共通ポートへ印加し、対応するビーム較正信号を、前記第１指向性結合器の前記第１ポートに連携する前記較正ポートのその１つから抽出し、または、（ｂ）ビーム形成器較正信号を、前記第１指向性結合器の前記第１ポートに連携する前記較正ポートのその１つに印加し、対応するビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器の前記共通ポートから抽出し、これにより、前記第１指向性結合器に連携する前記中核輻射素子のその１つと前記アレイの前記輻射素子中の前記特定の非中核輻射素子との間の相互結合の尺度を含む非中核較正信号を生成し、かつ、非中核較正信号に応答する因子によって、制御の基となる諸パラメータを最新化することにより、前記ビームステアリング制御コンピュータを調整するステップを更に含むことを特徴とするアレイアンテナ能動素子較正方法。
【請求項４】
前記請求項１，２または３に記載の方法は、前記帰還した指向性結合器較正信号の振幅及び位相を前記較正信号の対応する振幅及び位相と比較するステップと、（a）ビーム形成器較正信号を、前記ビーム形成器の前記共通ポートに印加するステップ、あるいは（ｂ）ビーム形成器較正信号を前記較正ポートのその1つに印加するステップとの間に、前記較正伝達特性値を予め定められた値と比較するステップを更に含むと共に、これにより前記第1指向性結合器についての指向性結合器較正基準値を確立することを特徴とするアレイアンテナの能動素子較正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アレイアンテナに関するものであり、より詳細には、該アレイの能動素子の較正を容易にするアレイアンテナ構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
私たちの社会は、電磁波による通信とその感知に依存している。通信の例としてラジオ、テレビ、及び携帯電話のような個人通信が挙げられ、感知の例としてレーダ及びレーザ赤外線レーダが挙げられる。通信が未発達の頃は、水平面上でほぼ全方向にラジオ信号を放送すれば充分良く、その為、鉛直なラジエーターかタワーがあれば充分に間に合った。
【０００３】
初期のセンサは方向探知結果の検索を企図したものであった。例えば、アドコックアンテナでは方向探知にゼロ方向が用いられた。マイクロ波信号等の短波信号を効率的かつ比較的安価に生成させることが可能になった後、高い利得と指向性に必要とされる比較的大きな放射性開口を備えた成形リフレクタ・アンテナでも、方向探知結果が得られるになった。このようなアンテナは半世紀以上にわたって使用されてきたが、製造・維持が容易であるため、今後も引き続き使用される。しかしながら、成形リフレクタ・アンテナには、アンテナによって放射されたビームを移動させるためには物理的に移動する必要があるという、顕著な欠点があった。
【０００４】
当業者の知識によれば、アンテナは相互的素子であり、電気信号や電磁信号を無誘導(放射)モードから誘導モード、又はその逆に変換する。伝播の「非誘導」モードは、電磁放射が「自由空間」に制限なく伝播する際に発生する。また、「自由空間」という語には、漂遊しているか又は不要な周囲の構造が伝播を妨害するか又は混乱させるような状況が含まれる。「誘導」モードには、伝播が伝送線の構造によって制約を受けるような場合が含まれる。伝播の導波モードは、精密な導波管や、マイクロストリップやストリップライン等同軸ケーブルやその他の伝送線構造の内部で発生する。アンテナはトランスデューサであるので、操作の送信モード・受信モードの間に本質的な違いはない。アンテナ技術の分野では、歴史的な事情により、特定の語が使用される際は、アンテナについて同時発生的に生じてしまう他の解釈を反映しないように使用している。例えば、アンテナの指向性放射パターンを表す語は「ビーム」であるが、この語は送信アンテナ技術の文脈ではやや意味の深い語である。しかし、受信モードで動作するアンテナにはこの語に対応する放射が概念上存在しないにもかかわらず、受信アンテナにもこの語は用いられる。この技術に詳しい者なら理解できることだが、アンテナ「ビーム」の形状は操作の送信モード・受信モードで同一であり、受信モードの意義は単にアンテナの特徴である立体角関数としての変換にある。インピーダンス、相互結合等、アンテナの他の特徴も同様に送信アンテナ・受信アンテナで同一である。アンテナに関する表現で、表面的な意味とは別に同時発生的に他の意味を持つ他の表現は、導波ポートの定義である。このポートは、言及されているアンテナが送信アンテナであるか受信アンテナであるかに関わらず、しばしば「供給」ポートと呼ばれる。
【０００５】
アレイアンテナでは、広い放射開口部が該開口部上に伸びた複数の素子アンテナを用いて形成され、個々の該素子アンテナ又はアンテナ素子が素子ポートを「ビーム形成器」を介して共通ポートに結合するが、このポートはアレイアンテナの供給ポートと考えることもできる。ビーム形成器は、受信モードで各アンテナ素子が受信した該信号をそれ自体いかなる相関的位相シフトも発生させずに合計し、また、操作の送信モードでは、送信する信号を共通ポートで受信して該アンテナ素子間に均等に分配するような構造と同程度に単純であってもよい。この技術に詳しい者なら知っていることだが、アレイアンテナの利点は、アレイアンテナの各素子アンテナに変換された信号が、個別に位相制御を行うことができる。位相が制御される際には、限られた範囲であれば物理的な旋回を加えずに、アレイアンテナのビームを「ステアリング」することができる。素子アンテナの供給路への位相シフト器の導入も、更に言えば、ビーム形成器自体も、必ず不要な抵抗損失や熱損失や「減衰」を信号路に発生させてしまう。このような損失は操作の受信モードでアレイアンテナ供給ポートに結合される受信器から得られる信号を効率的に減少させ、更に操作の送信モードで供給ポートからアンテナ素子に到達する出力をも減少させる。
【０００６】
アレイアンテナの利便性を最大限にするためには、電子増幅器をアレイアンテナシステムに導入し、ビーム形成器や位相シフト器に帰因する損失があればその損失の克服とフィルタ等の関連ハードウェアを支援するのが一般的である。アレイアンテナでは、こうした増幅器の一つが個々のアンテナ素子と共に用いられる。受信する信号が弱い場合には、一般的には「低雑音」操作のために最適化された増幅器を使い、個々のアンテナ素子が受信する信号を増幅して、該アンテナ素子自体が受信する信号に内在する雑音を過度に助長しないようにする。信号の送信に際しては、送信した信号の出力を増大させるために、「出力」増幅器が通常個々のアンテナ素子やアンテナ素子の集合と通常結び付けられる。送信、受信用のアレイアンテナにおいては、受信増幅器、送信増幅器両者を用いることができる。
【０００７】
増幅器は、所定のレベル以下の入力信号レベルでは、増幅器の出力信号振幅が入力信号振幅に対して特定の振幅率を有する、非線形になる傾向がある。しかし、増幅器が非線形になると、信号レベルが高くなるに従って振幅率は小さくなる（利得は小信号レベル以下の値にまで減少する）。このように飽和効果もしくは他の非線形効果を受けやすい構造を、「能動」と称する。能動素子がしばしば、その動作に電気バイアスを必要とする、もしくは使用する素子として定義されること、および扱われている信号が印加されたバイアスの振幅に近いもしくは等しいときには、飽和効果がこのような素子に固有なものとなる傾向があることに注目すべきである。増幅器は通常の場合双指向性ではなく、入力ポートで受けた信号を増幅し、増幅された信号が出力ポートで生成される。双指向性増幅器は可能であるが、双方向動作に必要な条件のためその有用性が制限をうけるため、アレイアンテナには非双指向性増幅器が一般的に使用されている。アレイアンテナが送受信の両方に使用される場合には、各アンテナ素子は出力増幅器と低雑音増幅器の両方に連携する。双方向または二重通信動作、すなわち受信および発信の両方を同時に行う動作は、サーキュレータの使用を伴う。サーキュレータは、出力増幅器の出力ポートおよび低雑音増幅器の入力ポートにアンテナ素子を接続することを可能にする３ポート装置である。ビームステアリングを可能にするためアレイの各輻射素子に連携してもよい位相シフト器が、飽和効果もしくは他の非線形効果を受けやすいこと、従って、これらの非線形効果が増幅器の場合ほど明白ではなく、位相シフト器の飽和効果を無視し得る場合もあるが、位相シフト器はこの目的では「能動」と考えてよいことに注目すべきである。いくつかのタイプの位相シフト器は、温度やエージングの影響をうける個別の電子素子の相互作用に依存する。他のタイプの位相シフト器、すなわち回路に入る伝送路と回路から出る伝送路の長さを切り替える電子スイッチを使用する位相シフト器は、飽和効果にほぼ影響されない。
【０００８】
能動素子を有するアレイアンテナの使用に伴う問題の１つは、環境条件と時間の作用による能動素子の特性の変化の問題である。例えば、増幅器の利得は時間または温度の作用により変化することがあり、利得変化は、アレイアンテナの場所によって、作動中の発信モードおよび受信モードの両方において、ビーム形成器によって形成されたビームに影響を及ぼす可能性がある。同様に、増幅器固有の位相シフトは時間または温度の作用で変化することがあり、連携する特定のアンテナ素子に関する信号の純位相シフトにも影響を及ぼし、それによりビーム形状もしくはビーム形成に影響を及ぼすことがある。能動アレイアンテナの基本アンテナに連携する能動素子に対するエージングおよび温度効果によって、種々の能動素子に対する較正が必要となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
アレイアンテナの能動素子の較正における困難な一面は、能動素子の特性がどのようなものであるか正確に特定することである。なぜなら、能動素子は、アンテナ構造に「埋めこまれる」傾向があるためである。能動素子の入力ポートおよび出力ポートに対する物理的接触を試みる場合、複数の能動素子に対する接続を形成し、各能動素子に対しては接続を切断しなければならず、接続の形成と切断によってシステム動作の誤作動と変更を招くおそれがある。また、通常は基本アンテナの近傍に装置が配置されるために、能動素子に対する物理的接触は不便なものとなりがちである。Ｍａｔｔｉｏｌｉらによる１９９５年１０月１７日発行の米国特許第５，４５９，４７４号には、各輻射素子が１つの送受信モジュールに連携し、モジュールを露出させるように引き出し可能なラック内に送受信モジュールが実装されたアレイアンテナが記載されている。効率的ではあるが、このようなラックは相対的に体積が大きく、重く、高価なものとなりがちである。Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎらによる１９９６年１１月５日発行の米国特許第５，５７２，２１９号には、遠隔地の使用および直交符号の伝送によるフェーズドアレイアンテナ較正方法が記載されている。Ｌｉｅｒらによる２０００年７月４日発行の米国特許第６，０８４，５４５号には、遠隔電源の必要をなくし、近接場プローブに代替するフェーズドアレイアンテナ較正方法が記載されている。しかし、所望の時間および場所で協働する複数の遠隔電源を得ることは難しく、近接場プローブは輻射開口部の前に必ず存在し、所望の場を乱す。
【００１０】
改良されたフェーズドアレイの較正方法が望まれる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電磁信号を非導波輻射及び導波伝送路の間で変換するために使用されるアレイアンテナの能動素子を較正する方法に関するものである。能動アレイアンテナは、少なくとも1つの導波共通ポート及び共通ポートに連携する少なくともN個の出力ポートを含むビーム形成器を含む。導波共通ポートはアレイアンテナの１つのビームのための「供給(feed)」ポートであると考えてもよい。アンテナは、またビーム形成器に結合して、これと信号を変換し、ビーム形成器の振幅及び位相の伝達関数の少なくとも1つ、好ましくは両方に基づいて、ビームを形成するビーム形成制御コンピュータを含む。アレイアンテナは、またアレイ状に配列されたN個の輻射素子を含む。各輻射素子はその素子ポートとの間で、電磁信号を変換することができる。複数の２Ｐ個の較正ポートが設けられ、好ましい実施例においてＰはＮより少ない。Ｐ個の方結性結合器が設けられている。P個の指向性結合器の各々は、第１、第２、第３及び第４ポートを有し、第1ポートから第２及び第３ポートへ信号を結合させ、第４ポートには結合せず、第２ポートから第１及び第４ポートに信号を結合させ、第３ポートには結合させない。P個の指向性結合器の各々は、その第1ポートを較正ポートの１つ、1つだけに結合させ、その第２ポートを他の較正ポートの別の１つ、１つだけに結合させ、その第３ポートをN個の輻射素子のうちの１つの中核輻射素子、１つだけ、に結合させ、その第4ポートをビーム形成器のN個の出力ポートのうちの1つ、１つだけ、に結合させる。このように、Ｐ個の指向性結合器を２Ｐ個の較正ポートおよび、ビーム形成器のＮ個の接続可能な出力ポートのうちＰ個の出力ポートに接続した結果、Ｎ−Ｐ＝Ｒ個の非中核輻射素子は指向性結合器への導波路を欠き、またビーム形成器のＲ個のポートは指向性結合器の１つに接続されていない。アレイアンテナは、更に、指向性結合器の１つに接続されない、ビーム形成器のＲ個のポートの各々と、Ｒ個の非中核輻射素子のうち対応する１つの間を結ぶ導波路接続を含み、結果として、指向性結合器を通して、もしくは、別の導波路接続を通して、Ｎ個の素子アンテナの全てがビーム形成器の出力ポートに接続される。
【００１２】
（a）能動増幅器及び（b）調整可能な移相器の少なくとも１つは、導波共通ポートとビーム形成器の共通ポートに連携する少なくともＮ個の出力ポートの間に定まる通路の少なくとも一部に連携する。本発明は、更に、アレイアンテナを較正する方法に関するものであって、以下のステップからなる。指向性結合器較正信号を第１較正ポートに印加し、これにより、第１指向性結合器の第１ポートに、信号を送り、指向性結合器較正信号の印加に応答して、帰還した指向性結合器較正信号を、第１指向性結合器の第２ポートに結合した較正ポートにおいて受信する。帰還した指向性結合器較正信号の振幅及び位相を、較正信号の対応する振幅及び位相と比較して、較正伝達特性値を第1指向性結合器とこれに連携する較正ポートとの間の導波路接続について確立する。較正伝達特性値は、それにより第１指向性結合器のための指向性結合器較正基準値を確立するための、所定のもしくは予め記憶された値でもよい。較正における次のステップは、（a）ビーム形成器較正信号をビーム形成器の共通ポートに印加し、対応するビーム形成器較正信号を、第1指向性結合器の第２ポートに結合する較正ポートから抽出し、または（ｂ）ビーム形成器較正信号を第1指向性結合器の第２ポートに結合した較正ポートの1つに印加し、対応するビーム形成器較正信号をビーム形成器共通ポートから抽出して、これにより、ビーム形成器共通ポートと、第1指向性結合器の第４ポートの間の振幅伝達関数及び位相伝達関数のうちの少なくとも１つを決定する。請求項に記載したように、「ＡおよびＢのうち１つ」の用語は「ＡもしくはＢ」と若干異なるが、当業者が理解するように同義語である。較正伝達関数値から、またビーム形成器の共通ポートと第1指向性結合器の第４ポートの間における振幅差及び位相差の少なくとも１つから、ビーム形成器の共通ポートから第1指向性結合器の第４ポートにかけて広がる信号経路の振幅特性及び位相特性の少なくとも1つを決定する。ビームステアリング制御コンピュータは、ビーム形成器の共通ポートから第1指向性結合器の第４ポートにかけて広がる信号経路の振幅及び位相特性のうち1つの（もしくは両方の）値を最新化して、制御の基となる諸パラメータを最新化することにより調整される。本発明のアレイアンテナによれば、較正ポートと複数の指向性結合器の任意の１つの第１および第２ポート間の前記ケーブルの電気長を相等しく設定され、これによりケーブルの各々についての較正伝達関数量は複数の指向性結合器の１つに対する導波路接続の較正変化量の１／２となる。一つの実施形態において、本発明の方法は、更に、ビーム形成器を通り、ビーム形成器共通ポートからアレイ中の輻射素子のうち特定の非中核素子にかけて拡がる経路にある能動素子を除き、ビーム形成器の全ての能動素子を遮断させるステップを含む。本実施形態は、更に、（ａ）ビーム形成器較正信号をビーム形成器の共通ポートへ印加し、対応するビーム較正信号を、第１指向性結合器の第１ポートに連携する較正ポートの１つから抽出するステップ、および（ｂ）ビーム形成器較正信号を、第１指向性結合器の第１ポートに連携する較正ポートの１つに印加し、対応するビーム形成器較正信号をビーム形成器の共通ポ��トから抽出するステップのうち１つを含み、これにより、第１指向性結合器に連携する中核輻射素子の１つとアレイの輻射素子中の特定非中核輻射素子との間の相互結合の尺度を含む非中核較正信号を生成する。最後に、本実施形態は、非中核較正信号に応答する因子によって、制御の基となる諸パラメータを最新化することにより、ビームステアリング制御コンピュータを調整するステップを含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１について説明すると、能動アレイアンテナ１０は、複数のビーム供給ポート又はビーム入力ポート１２i1、１２i２、・・・、１２iQ、を有するビーム形成器１２を含み、該ビーム供給ポート又はビーム入力ポートの各々を、共同供給１４の対応する”入力”ポート又は供給ポート１４i1、１４i２、・・・、１４iQ、に結合させる。ポート１２i1、１２i２、・・・、１２iQ、の何れか１つに印加された信号は、１つのアンテナビームを生成するので、該ポートを”ビーム”ポートと呼ぶ。図１の配置は更に、複数の素子アンテナポート１４ｏ1、１４ｏ２、１４ｏ3、１４ｏ4、１４ｏ5、１４ｏ6、１４ｏ7、１４ｏ8、１４ｏ9、１４ｏ１０、１４ｏ１１、・・・、１４ｏN-8、１４ｏN-7、・・・、１４ｏNを含む。共同供給１４の各素子アンテナポート又は”出力”ポートを、伝送線路又は導波路で対応する送受信（TR）モジュールへ接続する。より明細に述べると、素子出力ポート１４ｏ1を伝送路又は導波路１６１でTRモジュール TR1へ接続し、素子出力ポート１４ｏ２を伝送路１６２でTRモジュール TR２へ接続し、素子出力ポート１４ｏ３を伝送路１６３でTRモジュール TR３へ接続し、素子出力ポート１４ｏ４を伝送路１６４でTRモジュール TR４へ接続し、素子出力ポート１４ｏ５を伝送路１６５でTRモジュール TR５へ接続し、素子出力ポート１４ｏ６を伝送路１６６でTRモジュール TR６へ接続し、素子出力ポート１４ｏ７を伝送路１６７でTRモジュール TR７へ接続し、素子出力ポート１４ｏ８を伝送路１６８でTRモジュール TR８へ接続し、素子出力ポート１４ｏ９を伝送路１６９でTRモジュール TR９へ接続し、素子出力ポート１４ｏ10を伝送路１６10でTRモジュール TR10へ接続し、素子出力ポート１４ｏ11を伝送路１６11でTRモジュール TR11へ接続し、・・・、素子出力ポート１４ｏN-8を伝送路１６N-8でTRモジュール TRN-8へ接続し、素子出力ポート１４ｏN-7を伝送路１６N-7でTRモジュール TRN-7へ接続し、・・・、素子出力ポート１４ｏNを伝送路１６NでTRモジュール TRNへ接続する。
【００１４】
電気システム及び電気デバイスの記述で使用される用語は、通常の語法で使用される対応語と同じ語感を有してはいけない。アンテナに関連する用語の幾つかを上述した。加えて、機能モジュールが、物理的にモジュラであるか否かに拘らず、”モジュール”は特定の機能のことを言う。即ち、図１のシステム図に概念化するように、モジュールとは、モジュラな物理的デバイスではなく、機能である。
【００１５】
図１では、各TRモジュールの”出力”ポートを、直接に伝送路又は結合路によって素子ラジエーターの対応する１つに接続するか、間接的に指向性結合器を介して素子ラジエーターの対応する１つに接続する。より詳細に述べると、TRモジュール TR1の出力ポートTR1ｏを指向性結合器Ｄ1を介して素子アンテナＡ1の素子ポートＡ1ｐに接続し、TRモジュール TR２の出力ポートTR２ｏを伝送線路又は結合路Ｃ２を介して素子アンテナＡ２に接続し、TRモジュール TR３の出力ポートTR３ｏを伝送線路又は結合路Ｃ３を介して素子アンテナＡ３に接続し、TRモジュール TR４の出力ポートTR４ｏを伝送線路又は結合路Ｃ４を介して素子アンテナＡ４に接続し、TRモジュール TR５の出力ポートTR５ｏを伝送線路又は結合路Ｃ５を介して素子アンテナＡ５に接続し、TRモジュール TR６の出力ポートTR６ｏを伝送線路又は結合路Ｃ６を介して素子アンテナＡ６に接続し、TRモジュール TR７の出力ポートTR７ｏを伝送線路又は結合路Ｃ７を介して素子アンテナＡ７に接続し、TRモジュール TR８の出力ポートTR８ｏを伝送線路又は結合路Ｃ８を介して素子アンテナＡ８に接続し、TRモジュール TR９の出力ポートTR９ｏを伝送線路又は結合路Ｃ９を介して素子アンテナＡ９に接続する。TRモジュール TR10の出力ポートTR10ｏを指向性結合器Ｄ２を介して素子アンテナＡ10に接続し、TRモジュール TR11の出力ポートTR11ｏを伝送線路又は結合路Ｃ11を介して素子アンテナＡ11に接続する。図１では更に、TRモジュール TRN-8の出力ポートTR N-8ｏを指向性結合器ＤＬを介して素子アンテナＡN-8に接続し、TRモジュール TRN-7の出力ポートTR N-7ｏを伝送線路又は結合路ＣN-7を介して素子アンテナＡN-7に接続し、・・・、TRモジュール TRNの出力ポートTR Nｏを伝送線路又は結合路ＣNを介して素子アンテナＡNに接続する。
図１の配置では、素子アンテナＡ1、・・・、ＡNを９つずつのセットにグループ分けする。９という数は例として選んだので、他の素子アンテナ数を各セットに用いても良い。９つの素子アンテナを有する各セット内で、各セットの最初の素子アンテナとして図示した１つのアンテナを”中核”素子アンテナとし、指向性結合器と連携させる。例えば、９つの素子アンテナＡ1よりＡ9を有するセット１において、素子アンテナＡ1は指向性結合器Ｄ1のポート３に接続されるように図示されている。同様に、９つの素子アンテナＡ10、Ａ11、・・・（全部を図示せず）を有するセット２において、素子アンテナＡ10は指向性結合器Ｄ2のポート３に接続されるように図示されている。図１では、９つの素子アンテナを有する最後のセットＭは、素子アンテナＡN-8、ＡN-7、・・・、ＡNを含む。セットＭの最初の素子アンテナＡN-8は最後の指向性結合器ＤＬのポート３に接続される。従って、９つの素子アンテナ毎に、システム内に１つの指向性結合器があるので、素子アンテナ数Ｎは、Ｌ´９となる。本発明の目的の為、指向性結合器と連携させるこれらの素子アンテナを”中核”素子アンテナと呼ぶ。従って、各中核素子アンテナに対して、８つの非中核素子アンテナがある。
【００１６】
図２は、１セットの素子アンテナにおける９つの素子アンテナの１つの可能な配置を表示したものである。図２では、図１の素子に対応する素子を同一数字で呼ぶ。図２では、セット１の９つの素子アンテナを３行３列のサブアレイに配置する。図示の通り、中核アンテナ素子Ａ1をサブアレイの中心、行２列２に配置する。その他のアンテナ素子Ａ2よりＡ9を素子Ａ1の周囲に配置する。より明細に述べると、アンテナ素子Ａ2は行１列１にあり、アンテナ素子Ａ3は行１列２にあり、アンテナ素子Ａ4は行１列3にあり、アンテナ素子Ａ5は行２列１にあり、アンテナ素子Ａ6は行２列３にあり、アンテナ素子Ａ7は行３列１にあり、アンテナ素子Ａ8は行３列２にあり、アンテナ素子Ａ9は行３列３にある。アレイ又はサブアレイ内の素子アンテナの配置は、特定の素子により変換された信号に対してビーム形成器（別々に図示せず）によって加えられた振幅修正又は位相修正に影響する。例えば、アンテナサイドローブの影響を減じたり改善したりする為に、水平面（任意の行のある平面に平行な平面）、又は、鉛直面（任意の列のある平面に平行な平面）、又は、両平面でのテーパー振幅の分配が要求される。図２の非中核素子アンテナの各々は、その対応する中核素子アンテナに隣接する。
【００１７】
図２に、TRモジュールと連携した幾つかの能動デバイスが示される。TRモジュール TR２を、該モジュール全てに見られる種類のデバイスを示すものとして取上げる。モジュール TR２では、順方向増幅器又は電力増幅器２３２は信号源（図示せず）から送信されるべき信号を受信し、サーキュレータ２３０の入力ポートに増幅信号を送る。サーキュレータ２３０は次のポートへ送信されるべき増幅信号を、矢印で示した循環の方向に循環させる。この送信されるべき信号は、サーキュレータ２３０から出て移相器（f）２３６及び結合路Ｃ２を経由し素子アンテナＡ２へ進み、素子アンテナＡ２から放射される。素子アンテナＡ２が信号を受信すると、受信された信号はサーキュレータ２３０のポートに印加され、矢印で示した循環の方向にサーキュレータ２３０の他のポートへ循環され、信号はここからサーキュレータ２３０を出て低雑音増幅器又は受信増幅器２３４の入力ポートに到達する。増幅器２３４で増幅された受信信号は、システムの他の部分（図示せず）へ送られる。
図２に、TRモジュール電力供給配置２１０を示す。図示する通り、モジュール電力供給配置２１０は、電力源導電体２１２、及び電力源導電体２１２と各TRモジュールTR1よりTR9との間に接続されたスイッチ（全部のモジュールをスイッチに接続したように図示せず）を含む。図２の配置では、スイッチのセット２１４のスイッチ２１４2が、TRモジュール TR２に印加される電力を制御し、スイッチ２１４３がTRモジュール TR３に印加される電力を制御し、スイッチ２１４４がTRモジュール TR４に印加される電力を制御するように図示される。対応スイッチ（図示せず）は、図２のその他のモジュールに印加される電力を制御する。セット２１４のスイッチは機械的スイッチ符号で示され、一般的なスイッチと解釈され、固体の、リモートコントロールタイプのスイッチであってよい。考察した応用では、セット２１４のスイッチは、コンピュータでリモートコントロール可能な電子スイッチであり、較正アルゴリズム及び他のアルゴリズムに従ってスイッチされる。電子システムに用いられる”間”という用語は、通常の語法で使用される語と異なる意味を有することに注意されたい。特に”間”という語は、２つの命名素子への電子結合を意味し、該命名素子間に物理的に在っても無くてもよい結合経路に関係しない。従って、各TRモジュール及びそれと連携した能動素子への電力は、離れた場所から個々に独立に制御される。
【００１８】
図１では、各指向性結合器Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬは４つのポート１、２、３、４を有する。指向性結合器は従来技術で周知であり、本発明の目的にとってそれらのポートの顕著な特徴は、ポート２及び３からポート１に印加される信号は存在するが、ポート４からポート１に印加される信号は存在せず、ポート１及び４からポート２に印加される信号は存在するが、ポート３からポート２に印加される信号は存在しない。図１及び２では、指向性結合器Ｄ1のポート１は経路Ｄ1，1Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤ1，1に結合され、指向性結合器Ｄ1のポート２は経路Ｄ1，2Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤ1，2に結合され、指向性結合器Ｄ1のポート３は素子アンテナＡ1の供給ポートに結合され、指向性結合器Ｄ1のポート４はTRモジュールTR1の出力ポートTR1ｏに結合される。図１では、他の対応指向性結合器が、同様にして、他の指向性結合器較正ポートに接続される。より詳細に述べると、指向性結合器Ｄ2のポート１は経路Ｄ2，1Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤ2，1に結合され、指向性結合器Ｄ2のポート２は経路Ｄ2，2Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤ2，2に結合され、指向性結合器Ｄ2のポート３は素子アンテナＡ10の供給ポートに結合され、指向性結合器Ｄ2のポート４はTRモジュールTR10の出力ポートTR10ｏに結合され、指向性結合器ＤＬのポート１は経路ＤＬ，1Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤＬ，1に結合され、指向性結合器ＤＬのポート２は経路ＤＬ，2Ｌを介して指向性結合器較正ポートＤＬ，2に結合され、指向性結合器ＤＬのポート３は素子アンテナＡN-8の供給ポートに結合され、指向性結合器ＤＬのポート４はTRモジュールTR N-8の出力ポートTR N-8ｏに結合される。種々のTRモジュールに対して別々に独立に電力供給・遮断可能にするように結合された電気スイッチと共に、これらの接続によって、ビーム形成器を通して種々の経路を別々に較正でき、それによって能動素子の性能差を制御したり補償したりする。より詳細に述べると、増幅器の振幅伝達関数又は利得が決定され、公称値に修正されるか、若しくはアレイアンテナの供給側の信号処理で補償される。
【００１９】
これまで記述したアレイアンテナは、本発明の別の特徴に従って較正される。アレイアンテナを較正する為には、各機能的能動デバイスの特性を個々に決定することが必要である。例えば、送信増幅器又は順方向増幅器、及び受信増幅器又は逆方向増幅器を含めて、各増幅器の利得又は入出力振幅伝達関数を決定することが必要である。時間や環境の条件の関数として位相を変化又はドリフトさせる増幅器を含む如何なる素子があるなら、位相値を知る必要がある。ビーム形成器の入力ポート又はビームポート１２と素子アンテナとの間に延長する伝送路に他の能動素子があるならば、それらの振幅及び／又は位相の伝達関数も求めねばならない。
【００２０】
必然的に、ビーム形成器と素子アンテナとの間に延長する経路の少なくとも幾つかに指向性結合器を設置することによって、ビーム形成器を通して経路の特性を決定できる。一般に、較正経路は最初それ自体、振幅及び／又は位相について較正され、この情報は、テスト下にある１つの能動素子又はTRモジュールのみを電力供給した状態で、較正経路及びビーム形成器経路を介して伝達から決定された振幅及び／又は位相の情報と一緒に使用される。好ましい実施例では、種々の増幅器又は能動素子は、ポートインピーダンスが増幅器への電力供給と共に大きく変化せず、増幅器を遮断する際のインピーダンスの影響が測定を乱さないタイプのものが好ましい。斯かる増幅器は良く知られている。
【００２１】
本発明の別の特徴によると、アレイアンテナは図３に記載した方法で較正される。図３では、較正論理はスタートブロック３１０から始まり、ブロック３１２まで進む。ブロック３１２は、一対の指向性結合器較正ポートの一方、例えば図１のポートＤ1，1及びＤ1，2を含むセットのポートＤ1，1での指向性結合器較正信号の送信、及びポート対の他方での指向性結合器較正信号の受信を表す。図３のブロック３１２から、論理は論理ブロック３１４へ流れる。論理ブロック３１４で、受信した指向性結合器較正信号を送信した指向性結合器較正信号と比較し、それによって図１の較正ラインＤ1，1Ｌ及びＤ1，2Ｌによる位相及び振幅の特性又は進行を決定する。この計算は、指向性結合器Ｄ1のポート１と２との間の経路の位相及び振幅の特性を限定するメモリにアクセスする行程を含む。これは、システムの指向性結合器が充分に同一なら、特性の共通の値を保存することのみを要求するが、このメモリ要求は、たとえ個々の情報が各指向性結合器に対して保存されなければならないとしても過度にならない。
論理ブロック３１４から、図３の論理はブロック３１６へ流れる。ブロック３１６で、中核アレイアンテナＡ1と連携するTR1を除くTRモジュールの全てをオフにし、例えば図１のＤ1，2の較正ポートとビーム形成器ポート１４i1との間に延長する経路を通してビーム形成器較正信号を印加する。信号が伝播する方向は、特定の中核素子を送信、受信、或はその両方に対して採用するかに依存する。送信のみを望むとき、中核素子と連携するTRモジュールは例えば図２の送信増幅器或は”電力”増幅器２３０のみを有し、ビーム形成器較正信号は図１のビーム形成器ポート１４iｘ（ｘは任意）からポートＤ1，2に送信される。一方、例えば図２の受信増幅器２３４のみがあるとき、ビーム形成器較正信号は較正ポートＤ1，2からビーム形成器ポート１４iｘに送信される。アレイが送信と受信の両方に使用されるとき、各アンテナ素子、特に中核素子と連携するTRモジュールは送信増幅器と受信増幅器を有し、両方向にテストを行わねばならない（伝播の両方向を較正すると仮定する）。図３のブロック３１６から、論理はブロック３１８へ流れる。ブロック３１８で、ビーム形成器とTRモジュール TR1の位相及び振幅の特性を計算する。同一の物理的な長さ（或は不同の物理的な長さだが、同一電気経路長に揃えられた長さ）に較正することによって、伝送線路Ｄ1，1Ｌ及びＤ1，2Ｌの電気経路長を同じに設定すると仮定すると、伝送路Ｄ1，2の電気長は１／２（Ｄ1，1＋Ｄ1，2−L1，2）、ここでL1，2はポート１からポート２までの指向性結合器Ｄ1を介する電気長である。再び、ブロック３１８によって示す計算工程で、指向性結合器Ｄ1のポート２と４の間の経路の電気特性を記憶するメモリにアクセスすることが必要となる。図３のブロック３１８から、論理はブロック３２０へ流れる。ブロック３２０で、ブロック３１２から３１８で決定したビーム形成器経路の特性に関する情報を前の値と比較する。ある範囲内で値が同じなら、論理は決定ブロック３２０から同じ経路を介してブロック３２４へ流れる。情報が異なるなら、論理は決定ブロック３２０から異なる経路を介してブロック３２２に到達する。ブロック３２２で、選択したビーム形成器ポート１４ixとビーム形成器出力ポートTR1ｏとの間の経路に対する新較正値で制御コンピュータを更新する。図１のアレイアンテナ１０の中核素子の各々（図示した３つの斯かる中核素子）に対して、ブロック３１２から３２２の工程を繰り返してよい。
【００２２】
図３のブロック３２０又は３２２から、論理はブロック３２４に到達する。ブロック３２４で、図１の非中核素子と連携した較正信号の送受信を行なう。ブロック３２４は、選択した非中核素子、例えばビーム形成器１４の出力ポートTR2ｏと連携した非中核素子Ａ2と連携したTRモジュールに電力供給する工程を含む。
この特定の非中核素子に対して、TRモジュールはTR2である。TR2を電力供給された或は能動化された状態にし、その他の全てのTRモジュールを非能動状態にしながら、較正信号を、指向性結合器較正ポート、例えばＤ1，1とアンテナビーム用ビーム形成器”入力”ポート１４iｘとの間に送信する。ビーム形成器ポート１４i1から較正ポートＤ1，1へ送信するとすると、経路は共同供給１４及びTRモジュールTR2を介して経路Ｃ２に至り、それからアンテナ素子Ａ2からアンテナ素子Ａ1へ近距離場結合或は相互結合し、指向性結合器Ｄ1のポート３からポート１、そしてそこから較正ポートＤ1，1に至る。反対方向の送信は、単に同じ経路を逆順に通過するにすぎない。ブロック３２４から、図３の論理はブロック３２６へ流れる。ブロック３２６で、ビーム形成器”入力”ポート１２iｘと”出力”ポートTR2ｏとの間に延長する経路の位相及び振幅の情報を計算する。この情報は、単に工程３２４で決定された値から、図１の指向性結合器Ｄ1及び伝送路Ｄ1，1Ｌについての情報を差し引くことによって決定される。ブロック３２６に関連する計算に固有なことは、（ａ）ビーム形成器出力ポートとそれに連携した素子アンテナとの間の伝送線路長、及び（ｂ）非中核素子アンテナとそれに連携した中核アンテナとの間の相互結合についての情報も差し引く必要があるということである。
【００２３】
これらの値はまた、メモリに蓄積される。環境が相互結合に影響するからには、この環境の影響を補償するか、或は取り除かなくてはいけない。かかる影響は、アンテナ構造に隣接する大きな物体、或は素子アンテナを覆う水蒸気、更にアレイの地平面の影響を含む。必要な情報の幾つかは、メモリに蓄積され得るタイプの情報であり、その他の情報は蓄積できないかも知れない。水蒸気の影響は蓄積できるであろうが、大きな物体の影響は、そのパラメータが限定され得ないなら蓄積できないであろうし、その場合唯一の解決は、その物体を取り除くことであろう。
【００２４】
図３のブロック３２６から、論理は決定ブロック３２８へ流れる。ブロック３２８で、ビーム形成器内結合についての新情報が、現在記憶されている情報と同じであるか否かを決定する。特定の許容範囲内で情報が同じなら、論理は同じ出力で決定ブロック３２８からストップブロック３３２へ進む。情報が異なるなら、ブロック３３０に現在記憶されている値を新しい値に更新する。但し、確認の測定を更新前に行なうという条件が付く。当然、ブロック３２２から３３０までの工程は、非中核素子の各々とそれに連携した１つの中核素子に対して行なわれ、それによってアンテナ素子の各々に連携したビーム形成器経路を較正する。
【００２５】
各非中核アンテナ素子は、中核素子の１つ、かつ１つのみに連携することを仮定するけれど、変則的な結果となるのを減じるように、各非中核素子を１つ以上の中核素子と測定するのが望ましいだろう。種々の中核素子と１つの非中核素子に関連する複数の測定の各々に対し、結果の平均をとることが出来るか、或は、結果が所与の許容範囲内であるなら、何れの測定の結果も使用の為に蓄積できる。
本発明の他の実施例は明瞭になろう。例えば、図２の移相器を、サーキュレータの”出力”の所に位置されるように図示したが、２つの移相器を代わりに、サーキュレータの他の２つのポートに、或は、サーキュレータの他の２つのポートと使用してもよい。何れのビーム形成器ポートも、ビーム形成器の任意の部分を較正するのに役立つように使用され得ると仮定しているが、特定のビーム形成器ポートを、ビーム形成器出力ポートの特定の１つ、或は、幾つかの出力ポートに内部接続しないかもしれない。その場合当然、これらの出力ポートを、非接続入力ポートから較正できない。結果が蓄積された情報と一致しないなら、論理は図３の決定ブロック３２０を異なる出力で出るように示したけれども、測定を繰り返し、再テストが最初のテストを肯定する場合にのみ、記録された情報を”永続的”に変えるのが望ましい。
従って、本発明の特徴は、電磁信号を非導波輻射と導波伝送路の間で変換するのに使用されるアレイアンテナの能動素子を較正する方法にある。能動アレイアンテナ（１０）は、少なくとも１つの導波共通ポート（セット１２i、のポート、例えばポート１４i２）及び前記共通ポート（１４i２）に連携する少なくともN個の出力ポート（セット１４０）を含むビーム形成器（１２）を含む。導波共通ポート（１４i２）を、能動アレイアンテナ（１０）の１つのビーム用”供給”ポートとみなす。アレイアンテナ（１０）は更に、信号を変換すると共に、ビーム形成器（１２）の少なくとも１つで振幅及び位相の伝達関数に基づいてアンテナビームを形成する、ビーム形成器（１２）に結合したビーム形成器（１２）制御コンピュータ（２０）を含む。アレイアンテナ（１０）は更に、アレイ状に配列されたN個の輻射素子（Ａ1〜ＡN）を含む（図２）。輻射素子（Ａ1〜ＡN）の各々は、それ自身の素子ポート（例えばＡ1ｐ）で電磁信号を変換できる。２P個の較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）を設ける（P＜Nが好ましい）。P個の指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）を設ける。P個の指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の各々は、第１ポート（１）、第２ポート（２）、第３ポート（３）及び第４ポート（４）を有し、第1ポート（１）から第２ポート（２）及び第３ポート（３）へ信号を結合させ、第４ポートには結合せず、第２ポート（２）から第１ポート（１）及び第４ポート（４）に信号を結合させ、第３ポート（３）には結合しない。P個の指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の各々は、その第1ポート（１）を前記較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の１つ、かつ1つだけに結合させ、その第２ポート（２）を較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の他の１つ、かつその１つだけに結合させ、その第３ポート（３）を前記N個の輻射素子（Ａ1〜ＡN）のうちの１つの中核輻射素子（Ａ1、Ａ10、・・・、ＡN-8）、かつその１つだけに結合させ、その第4ポート（４）を前記ビーム形成器（１２）のN個の出力ポート（TR1ｏ、TR２ｏ、・・・、TR Nｏ）のうちの1つ、かつその１つだけに結合させる。P個の指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）を、２P個の較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）及びビーム形成器（１２）のN個の出力ポート（TR1ｏ、TR２ｏ、・・・、TR Nｏ）のうちのP個の出力ポートに結合させる結果、N‐P＝R個の非中核輻射素子は指向性結合器への導波路を欠き、また前記ビーム形成器（１２）のR個のポートは指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）のうちの１つに接続されない。アレイアンテナ（１０）は更に、前記指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）のうちの１つに接続されない、ビーム形成器のR個のポートの各々と、前記R個の非中核輻射素子の対応する１つとの間を結ぶ導波路接続を含み、その結果、N個の素子アンテナ（Ａ1〜ＡN）の全てが、指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）又は別の導波路接続（C2−C9、C11、CN-7、CN）を介して、ビーム形成器（１２）の出力ポート（TR1ｏ、TR２ｏ、・・・、TR Nｏ）に接続される。（ａ）能動増幅器（２３０，２３２）及び（ｂ）制御可能な移相器（２３６）の少なくとも１つは、前記ビーム形成器（１２）の前記共通ポート（１４i２）に連携する前記少なくともN個の出���ポート（TR1ｏ、TR２ｏ、・・・、TR Nｏ）と前記導波共通ポート（１４i２）との間に形成した経路の少なくとも幾つかに連携する。
【００２６】
本発明の別の特徴によると、アレイアンテナ（１０）を較正する方法は、指向性結合器較正信号を較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の第1較正ポートに印加し、これにより、指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の第1指向性結合器の第1ポートに信号を送り、前記指向性結合器較正信号の印加に応答して、帰還した指向性結合器較正信号を、前記第1指向性結合器の第２ポートに結合した較正ポートにおいて受信する工程（３１２）を含む。前記帰還した指向性結合器較正信号の振幅及び位相を、前記較正信号の対応する振幅及び位相と比較して（工程３１４）、第1指向性結合器とこれに連携する較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）との間の導波路接続に対して較正伝達特性値を確立する。較正伝達特性値を、指向性結合器自体の伝達特性の既知の又は記憶された値（仮に値が知られている、或は前もって決定されているのなら、値はどこかに保存されるに違いなく、故に記憶されている）と比較することによって、較正伝達特性値の調整もできる（工程３１４）。これによって、指向性結合器の影響を導波路接続または伝送線路の影響から分離できる。従って、較正伝達特性値の振幅と位相の少なくとも一方、好ましくは両方を所定値と比較することによって、指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の第1指向性結合器に対して指向性結合器較正参照値を確立する。次の較正工程（３１６）で、（ａ）ビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器（１２）の前記共通ポート（１４i２）に印加し、対応するビーム形成器較正信号を、第1指向性結合器の第２ポートに結合する較正ポートから抽出し、または（ｂ）ビーム形成器較正信号を前記第1指向性結合器の第２ポートに結合する前記較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の1つに印加し、対応するビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器共通ポート（１４i２）から抽出して、これにより、ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）と第1指向性結合器の第４ポートとの間の振幅及び位相の伝達特性の少なくとも一方を決定する（工程３１８）。請求項の記載において、「ＡおよびＢの１つ」なる用語は、「ＡまたはＢのどちらか」と少し異なるが、同じ意味を持つ。較正伝達特性値から、また前記ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）と前記第1指向性結合器の第４ポートとの間における振幅及び位相の伝達特性の少なくとも一方から、ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）から前記第1指向性結合器の第４ポートにかけて延長する信号経路の振幅特性及び位相特性の少なくとも一方を決定する（工程３１８）。必要に応じて、制御の基となる諸パラメータを更新する（工程３２０，３２２）、即ち、ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）から前記第1指向性結合器の第４ポートにかけて延長する前記信号経路の振幅特性及び位相特性の一方（或は両方）の値を更新することにより、ビームステアリング制御コンピュータ（２０）を調整する。
【００２７】
本発明の特徴によるアレイアンテナ（１０）の明細な実施例では、較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）と、指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の何れか１つの第1ポート（１）及び第２ポート（２）との間に延長する（物理的接続Ｄ1，1Ｌ、及び他の）伝送線路電気長を同じに設定する。これにより、各ケーブルの較正伝達特性値は、指向性結合器（Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ）の１つに至る導波接続の較正伝達特性値の１／２となる。
【００２８】
本発明による方法の明細モードは、前記ビーム形成器（１２）を通り、前記ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）から前記アレイ中の前記輻射素子のうち特定の非中核素子にかけて拡がる経路にある能動素子を除き、ビーム形成器（１２）の全ての能動素子を遮断する（ブロック３２４で電力制御手段２１４を用いる）工程を含む。この明細モードは更に、（ａ）ビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）へ印加し、対応するビーム較正信号を、前記第１指向性結合器の第１ポートに連携する前記較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の１つから抽出し、また、（ｂ）ビーム形成器較正信号を、第１指向性結合器の第１ポートに連携する較正ポート（Ｄ1，1〜ＤＬ，2）の１つに印加し、対応するビーム形成器較正信号を前記ビーム形成器（１２）の共通ポート（１４i２）から抽出し、これにより、第１指向性結合器に連携する前記中核輻射素子の１つと前記アレイの輻射素子中の特定非中核輻射素子との間の相互結合の尺度を含む非中核較正信号を計算或は生成する工程（３２６）を含む。最後に、この明細モードは、非中核較正信号に応答する因子によって、制御の基となる諸パラメータを更新することにより、ビームステアリング制御コンピュータ（２０）を調整する工程（３２８、３３０）を含む。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】図1は、本発明の一特徴による能動アレイアンテナを示す簡略化された図である。
【図２】図２は、アレイ面に設けられた基本アンテナの三次元配置の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一特徴による較正実行ロジックを示す簡略化されたフローチャートまたは図である。
【符号の簡単な説明】
１０        能動アレイアンテナ
１２        ビーム形成器
１２i1、１２i２、・・・、１２iQ ビームポート
１４        共同供給
１４i1、１４i２、・・・、１４iQ ポート
１６        伝送路
２３０      サーキュレータ
１０        アレイアンテナ
Ｄ1、Ｄ2、・・・、ＤＬ    指向性結合器
TR1ｏ、TR２ｏ、・・・、TR Nｏ    出力ポート
Ｄ1，1〜ＤＬ，2 較正ポート
【図１】
0004008703.tif 000002
【図２】
0004008703.tif 000003
【図３】
0004008703.tif 000004