(57)【要約】      （修正有）【課題】通信中に信号の位相を所望の位相に調整する位相制御装置及びアレーアンテナシステムを提供する。【解決手段】入力信号取出部１８で取出し、基準移相器２１で位相が設定された移相器１６への入力信号と、出力信号取出部２３で取り出された移相器１６からの出力信号を合成する合成器３２と、合成器３２の合成信号のレベルを検出する合成レベル検出器３３と、前記出力信号の位相が所望の位相となるように基準移相器２１及び移相器１６を制御する制御部４０と、を備える。制御部４０は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように基準移相器２１を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号が互いに相殺されるように、前記入力信号のレベルと合成レベル検出器３３で検出された前記合成信号のレベルとに基づいて移相器１６を制御する。【選択図】図３
2017224886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号の位相を調整する移相器を備えた位相制御装置であって、
前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、
取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、
前記移相器から出力された出力信号を取り出す出力信号取出部と、
前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、
前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、
前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び前記移相器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する、位相制御装置。
【請求項２】
取り出された前記入力信号の入力レベルを検出する入力レベル検出器をさらに備える請求項１に記載の位相制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記入力レベルと前記合成レベルとの比率が閾値以下となるように前記移相器を制御する、請求項１又は請求項２に記載の位相制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記合成レベルの閾値を重み付けし、前記合成レベルが前記重み付け後の閾値以下となるように前記移相器を制御する、請求項１又は請求項２に記載の位相制御装置。
【請求項５】
前記合成レベルを補正する補正部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記補正部を制御し、補正された前記合成レベルが閾値以下となるように前記移相器を制御する、請求項１又は請求項２に記載の位相制御装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記合成レベルを積分する積分器であり、
前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記積分器の積分時間を変更するように当該積分器を制御する、請求項５に記載の位相制御装置。
【請求項７】
前記補正部は、前記合成レベルを増幅する増幅器であり、
前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記増幅器の利得を変更するように当該増幅器を制御する、請求項５に記載の位相制御装置。
【請求項８】
複数のアンテナ素子と、
これらの各アンテナ素子によって送信される信号の位相を個別に調整する複数の移相器と、
複数の前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、
取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、
前記各移相器から出力されて、対応する前記アンテナ素子に入力される出力信号を取り出す複数の出力信号取出部と、
前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、
前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、
前記アンテナ素子に入力される前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び対応する前記移相器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する、アレーアンテナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相制御装置及びアレーアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に用いられる無線通信システムにおいては、スマートフォン等の普及により、通信エリアの拡大や通信容量の拡張に対する要求が高まっている。そこで、高周波送受信機の機能を内蔵したアクティブアンテナシステムの基地局装置への利用が検討されている。
アクティブアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、複数のアンテナ素子それぞれに対応して設けられた複数の送受信部とを備えている。このため、アンテナ素子ごとに送受信される無線信号を制御することができ制御性に優れており、この優れた制御性を利用して通信環境を向上し得る新たなサービスの提供が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５４４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記アクティブアンテナシステムでは、各アンテナ素子から送信される無線周波数信号（ＲＦ信号）の電波の方向性を制御する際、その無線周波数信号の位相を±５°以内の精度誤差で制御することが求められる。このため、例えば３．５ＧＨｚ（波長＝８５ｍｍ）の無線周波数信号の位相を移相器により制御する場合、１ｍｍ以内の精度誤差で制御する必要がある。
しかし、実際には、アクティブアンテナシステムを構成する移相器や増幅器等の各機器を接続しているコネクタのゆるみ、交差、及び温度による伸縮等によって１ｍｍ程度の誤差は生じてしまう。このため、移相器により無線周波数信号の位相を設定した後に、通信中に各アンテナ素子から送信される無線周波数信号の位相を調整する必要があるが、通信を行いながら無線周波数信号の位相を調整することは困難である。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、通信中に信号の位相を所望の位相に調整することができる位相制御装置及びアレーアンテナシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る位相制御装置は、信号の位相を調整する移相器を備えた位相制御装置であって、前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、前記移相器から出力された出力信号を取り出す出力信号取出部と、前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び前記移相器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する、位相制御装置である。
【０００７】
本発明の一態様に係るアレーアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、これらの各アンテナ素子によって送信される信号の位相を個別に調整する複数の移相器と、複数の前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、前記各移相器から出力されて、対応する前記アンテナ素子に入力される出力信号を取り出す複数の出力信号取出部と、前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、前記アンテナ素子に入力される前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び対応する前記移相器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する、アレーアンテナシステムである。
【０００８】
本発明は、このような特徴的な処理部を備える位相制御装置として実現できるだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現したり、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、位相制御装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、通信中に信号の位相を所望の位相に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアレーアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示すブロック図である。
【図２】アンテナシステムの送信側の構成を示すブロック図である。
【図３】アンテナシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図４】位相とこれに対応する利得及び通過ロスとの関係を示すルックアップテーブルの一例である。
【図５】制御部が移相器の制御工程を実行するときのブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るアレーアンテナシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るアレーアンテナシステムの制御構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るアレーアンテナシステムの制御構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る位相制御装置は、信号の位相を調整する移相器を備えた位相制御装置であって、前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、前記移相器から出力された出力信号を取り出す出力信号取出部と、前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び前記移相器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する。
【００１２】
上記位相制御装置によれば、制御部は、入力信号取出部が取り出した入力信号の位相が上記所望の位相の逆位相となるように基準移相器を制御する。そして、制御部は、その逆位相となった入力信号と、出力信号取出部が取り出した出力信号とを合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺するように移相器を制御する。これにより、合成器によって合成される出力信号は、当該出力信号と合成される入力信号に対して逆位相、すなわち上記所望の位相と同位相となるように調整される。その結果、移相器から出力される出力信号の位相を上記所望の位相にすることができる。したがって、通信中において信号の位相を所望の位相に調整することができる。
【００１３】
また、前記両信号を互いに相殺するように移相器を制御するときに、入力信号の入力レベルと、合成レベル検出器で検出された合成信号の合成レベルとに基づいて移相器を制御するので、例えば、入力レベルと合成レベルとの比率に基づいて移相器を制御することで、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００１４】
（２）前記位相制御装置において、取り出された前記入力信号の入力レベルを検出する入力レベル検出器をさらに備えるのが好ましい。
入力信号の入力レベルは制御部で把握できる場合には入力レベル検出器を備えていなくてもよいが、入力レベル検出器を備えていれば、入力信号取出部から取り出された入力信号の入力レベルを入力レベル検出器により検出するので、入力信号の入力レベルが検出されるタイミングと、入力信号が合成器に入力されるタイミングとを近似させることができる。これにより、制御部は、前記両タイミング間の遅延誤差を考慮せずに簡単に移相器を制御することができる。
【００１５】
（３）前記位相制御装置において、前記制御部は、前記入力レベルと前記合成レベルとの比率が閾値以下となるように前記移相器を制御するのが好ましい。
この場合、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、制御部により入力レベルと合成レベルとの比率が閾値以下となるように移相器を制御することで、簡単に前記両信号を相殺することができる。
【００１６】
（４）前記位相制御装置において、前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記合成レベルの閾値を重み付けし、前記合成レベルが前記重み付け後の閾値以下となるように前記移相器を制御してもよい。
この場合、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、制御部により入力レベルに応じて前記閾値を適切な値に設定することで、簡単かつ確実に前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００１７】
（５）前記位相制御装置は、前記合成レベルを補正する補正部をさらに備え、前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記補正部を制御し、補正された前記合成レベルが閾値以下となるように前記移相器を制御してもよい。
この場合、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、制御部により入力レベルに応じて合成レベルを適切な値に補正することで、確実に前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００１８】
（６）前記位相制御装置において、前記補正部は、前記合成レベルを積分する積分器であり、前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記積分器の積分時間を変更するように当該積分器を制御するのが好ましい。
この場合、制御部は、変化する入力レベルに応じて積分器の積分時間を変更することで、合成レベルを適切な値に補正することができるので、確実に前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００１９】
（７）前記位相制御装置において、前記補正部は、前記合成レベルを増幅する増幅器であり、前記制御部は、前記入力レベルに応じて前記増幅器の利得を変更するように当該増幅器を制御してもよい。
この場合、制御部は、変化する入力レベルに応じて、合成レベルを増幅する増幅器の利得を変更することで、合成レベルを適切な値に補正することができるので、確実に前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００２０】
（８）本発明の実施形態に係るアレーアンテナシステムは、複数のアンテナ素子と、これらの各アンテナ素子によって送信される信号の位相を個別に調整する複数の移相器と、複数の前記移相器への入力信号を取り出す入力信号取出部と、取り出された前記入力信号の位相を設定する基準移相器と、前記各移相器から出力されて、対応する前記アンテナ素子に入力される出力信号を取り出す複数の出力信号取出部と、前記基準移相器により位相が設定された前記入力信号、及び取り出された前記出力信号を合成する合成器と、前記合成器の合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器と、前記アンテナ素子に入力される前記出力信号の位相が所望の位相となるように前記基準移相器及び対応する前記移相器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、取り出された前記入力信号の位相が前記所望の位相の逆位相となるように前記基準移相器を制御し、前記逆位相の入力信号及び前記出力信号を前記合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺すべく、前記入力信号のレベルである入力レベルと前記合成レベル検出器で検出された前記合成レベルとに基づいて前記移相器を制御する。
【００２１】
上記アレーアンテナシステムによれば、制御部は、入力信号取出部が取り出した入力信号の位相が上記所望の位相の逆位相となるように基準移相器を制御する。そして、制御部は、その逆位相となった入力信号と、対応する出力信号取出部が取り出した出力信号とを合成器により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺するように移相器を制御する。これにより、合成器によって合成される出力信号は、当該出力信号と合成される入力信号に対して逆位相、すなわち上記所望の位相と同位相となるように調整される。その結果、各移相器から出力された出力信号は、その位相が上記所望の位相となって、対応するアンテナ素子から送信される。したがって、通信中において複数のアンテナ素子から送信される信号の位相を、それぞれ所望の位相に調整することができる。
また、前記両信号を互いに相殺するように移相器を制御するときに、入力信号の入力レベルと、検出器で検出された合成信号の合成レベルとに基づいて移相器を制御するので、例えば、入力レベルと合成レベルとの比率に基づいて移相器を制御することで、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、確実に前記両信号を相殺するように移相器を制御することができる。
【００２２】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
［第１実施形態］
＜基地局装置について＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るアレーアンテナシステムを備えた基地局装置の一部を示すブロック図である。図中、基地局装置１は、他の通信装置との間で無線通信を行う通信装置としての機能を有しており、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）２と、ベースバンドユニット２に信号伝送路（光伝送路または電気伝送路）３を介して接続されたアレーアンテナシステムとしてアクティブアンテナシステム４とを備えている。
【００２３】
ベースバンドユニット２は、無線通信によって送受信されるデータを含むベースバンド信号に対してデジタル変復調処理等の処理を行う機能を有しており、送信データを含むデジタルのベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）を信号伝送路３を介してアンテナシステム４に与える。
また、ベースバンドユニット２は、アンテナシステム４から信号伝送路３を介して与えられる、受信データを含んだデジタルのベースバンド信号（Ｉ／Ｑ信号）を取得する。
【００２４】
アクティブアンテナシステム４（以下、単にアンテナシステム４ともいう）は、無線周波数の信号を送受信するためのアンテナ素子５を複数（ここでは８個）備えており、基地局装置１が他の通信装置との間で無線通信を行う際に、当該無線通信に係る無線信号を送受信する機能を有している。
アンテナシステム４は、ベースバンドユニット２から与えられるデジタルのベースバンド信号に対して各種信号処理を行うことでアナログの無線周波数の信号に変換し、複数のアンテナ素子５から無線信号として送信する。
【００２５】
また、アンテナシステム４は、複数のアンテナ素子５が無線信号として受信する無線周波数の信号に対して各種信号処理を行うことでデジタルのベースバンド信号に変換し、変換したベースバンド信号をベースバンドユニット２に与える。
【００２６】
このように、基地局装置１は、送信データを含んだベースバンド信号を無線周波数の信号に変換して他の通信装置に送信するとともに、他の通信装置が送信した無線周波数の信号を受信し、他の通信装置からの受信データを含んだベースバンド信号を取得する。
【００２７】
＜アンテナシステムの構成について＞
図２は、アンテナシステム４の送信側の構成を示すブロック図である。
アンテナシステム４は、デジタル信号処理部８と、アナログ信号処理部９とを備えている。
ベースバンドユニット２から無線通信のための送信信号としてアンテナシステム４に与えられるベースバンド信号は、デジタル信号処理部８によってデジタル信号処理された後、アナログ信号処理部９に与えられ、アナログの無線周波数の信号に変換されて各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに与えられる。各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに与えられたアナログの無線周波数の信号は、各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈから空間に放射され、無線信号として送信される。
【００２８】
デジタル信号処理部８は、ＣＰＵや、記憶部等を含んでいるコンピュータによって構成されており、記憶部に記憶されたプログラム等を読み出して以下に説明する当該デジタル信号処理部８が有する各機能部を実現するとともに各種処理を実行する機能を有している。
デジタル信号処理部８は、ベースバンドユニット２から与えられるベースバンド信号をアナログ信号処理部９に与える送信側の処理と、アナログ信号処理部９から与えられるベースバンド信号をベースバンドユニット２に与える受信側の処理とを行う機能を有している。
【００２９】
アナログ信号処理部９は、デジタル信号処理部８から与えられるデジタルのベースバンド信号をアナログ信号に変換し、無線信号として送信するために必要なアナログ信号処理を行い、アナログ信号処理によって得られる無線周波数の信号をアンテナ素子５に与える機能を有している。
アナログ信号処理部９は、デジタル信号処理部８から与えられるデジタルのベースバンド信号をアナログに変換するデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ：Digital to Analog Converter）１１を備えている。
また、アナログ信号処理部９は、デジタルアナログ変換器１１からアンテナ素子５までの間に、アップコンバータ１２と、電力分配器１４と、複数の可変減衰器１５と、複数の移相器１６と、複数の電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）１７とを備えている。
【００３０】
デジタルアナログ変換器１１は、アナログに変換したベースバンド信号を後述するアップコンバータ１２に与える。
アップコンバータ１２は、発振器１３が生成する無線周波数の局部発振信号をベースバンド信号に乗算することで、当該ベースバンド信号を無線周波数の信号に変換（アップコンバート）する機能を有している。アップコンバータ１２は、ベースバンド信号を周波数変換することにより得た無線周波数信号を、後述する入力信号取出部１８を通過して電力分配器１４に与える。
電力分配器１４は、無線周波数信号を複数のアンテナ素子５Ａ〜５Ｈそれぞれに対応して複数に分配する。
【００３１】
可変減衰器１５には、電力分配器１４によって分配された無線周波数信号が与えられる。可変減衰器１５は、電力分配器１４によって分配された無線周波数信号それぞれに対して利得を調整する。
移相器１６には、可変減衰器１５によって利得が調整された無線周波数信号が与えられる。複数の移相器１６は、各可変減衰器１５によって利得が調整された無線周波数信号それぞれに対して位相を個別に調整する。これによって、複数の移相器１６は、複数のアンテナ素子５Ａ〜５Ｈのそれぞれから送信される無線周波数信号のチルト角（指向性）を制御することができる。
【００３２】
電力増幅器１７は、移相器１６で位相が調整された無線周波数信号の電力を増幅する機能を有している。電力増幅器１７は、増幅した無線周波数信号を、後述する出力信号取出部２３を通過してアンテナ素子５に与える。電力増幅器１７からアンテナ素子５に与えられた無線周波数信号は、アンテナ素子５から空間に放射され、無線信号として送信される。
【００３３】
可変減衰器１５、移相器１６、および電力増幅器１７は、アンテナ素子５Ａ〜５Ｈごとに設けられており、電力分配器１４から各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈそれぞれに対応するように分配される無線周波数の送信信号に必要なアナログ処理を行う。
【００３４】
＜アンテナシステムの制御構成について＞
図３は、アンテナシステム４の制御構成を示すブロック図である。
アンテナシステム４は、主要な制御構成として、入力信号取出部１８、基準移相器２１、複数の出力信号取出部２３、合成器３２、合成レベル検出器３３、信号取出部３４、入力レベル検出器３５、制御部４０を備えている。
【００３５】
入力信号取出部１８は、各移相器１６への入力信号（無線周波数信号）を取り出す機能を有している。本実施形態における入力信号取出部１８は、アップコンバータ１２と電力分配器１４との間に設けられており（図２参照）、アップコンバータ１２で周波数変換された無線周波数信号を取り出すようになっている。
【００３６】
入力信号取出部１８から分岐した第１分岐線路５１の途中には、さらに信号取出部３４が設けられている。第１分岐線路５１において信号取出部３４を通過した入力信号は基準移相器２１に与えられ、第１分岐線路５１から信号取出部３４により取り出された入力信号は入力レベル検出器３５に与えられる。
【００３７】
基準移相器２１は、第１分岐線路５１の途中に設けられており、入力信号取出部１８により取り出された入力信号の位相を設定する。基準移相器２１により位相が設定された入力信号は、可変減衰器２２に与えられ、この可変減衰器２２によって利得が調整される。可変減衰器２２により利得が調整された入力信号は合成器３２（後述）に与えられる。なお、基準移相器２１による具体的な位相の設定方法、及び可変減衰器２２による具体的な利得の調整方法については後述する。
【００３８】
入力信号取出部１８と信号取出部３４との間には入力信号経路調整部１９が設けられている。この入力信号経路調整部１９は、入力信号取出部１８から基準移相器２１を介して合成器３２に至るまでの経路長を調整するものである。
具体的には、入力信号経路調整部１９は、合成器３２における、入力信号の入力タイミングと、出力信号取出部２３により取り出された出力信号の入力タイミングとを一致又は近似させるように前記経路長を調整するものである。
【００３９】
出力信号取出部２３は、各移相器１６から出力されて対応するアンテナ素子５に入力される出力信号（無線周波数信号）を取り出す機能を有している。本実施形態における複数の出力信号取出部２３は、各電力増幅器１７の後段であって、かつ対応するアンテナ素子５から一定距離だけ離れた位置に設けられている。
出力信号取出部２３から分岐した第２分岐線路５３には、切替部２４、出力信号経路調整部２５がこの順に設けられている。切替部２４及び出力信号経路調整部２５は、アンテナ素子５ごとに設けられている。
【００４０】
切替部２４は、例えばａ接点、ｂ接点及びｃ接点を有する３ポートスイッチよりなり、ｃ接点をａ接点及びｂ接点のいずれか一方の接点と接続するように切り替えるものである。
切替部２４のｃ接点は出力信号取出部２３に接続されている。また、切替部２４のａ接点は、抵抗２４ａ及び平滑用のコンデンサ２４ｂを介してグランドに接続されており、切替部２４のｂ接点には出力信号経路調整部２５が接続されている。
【００４１】
出力信号経路調整部２５は、各出力信号取出部２３から第２分岐線路５３を経て合成器３２に至る経路長を調整するものである。
具体的には、出力信号経路調整部２５は、各出力信号取出部２３から合成器３２までの複数の前記経路長同士の差分が、使用周波数の波長の整数倍の長さとなるように、前記各経路長を個別に調整するものである。
【００４２】
第２分岐線路５３の出力信号経路調整部２５と合成器３２との間には可変減衰器３１が設けられている。可変減衰器３１は、第２分岐線路５３に出力された出力信号の利得を調整する。可変減衰器３１により利得が調整された出力信号は合成器３２に与えられる。
【００４３】
合成器３２は、いずれかの切替部２４がｂ接点に接続されている場合には、基準移相器２１により位相が設定された入力信号と、ｂ接点に接続された切替部２４に対応する出力信号取出部２３により取り出された出力信号とを合成する。合成器３２の後段には、当該合成器３２により２つの信号を合成したときの合成信号のレベルである合成レベルを検出する合成レベル検出器３３が設けられている。
【００４４】
本実施形態における合成レベル検出器３３は、例えば検波ダイオードよりなり、入力された合成信号の電圧を合成レベルとして検出するものである。なお、合成レベル検出器３３は、検波ダイオード以外に、スペクトラムアナライザなど、上記合成信号の状態を検出できるものであれば他の検出器を用いても良い。合成レベル検出器３３で検出された合成レベルは制御部４０に与えられる。
【００４５】
入力レベル検出器３５は、信号取出部３４から分岐した第３分岐線路５７に設けられており、信号取出部３４により取り出された入力信号のレベルである入力レベルを検出するものである。本実施形態における入力レベル検出器３５は、例えば検波ダイオードよりなり、入力された入力信号の電圧を入力レベルとして検出するものである。これにより、入力レベル検出器３５は、入力信号取出部１８から合成器３２に至る入力信号の入力レベルを検出することができる。入力レベル検出器３５で検出された入力レベルは制御部４０に与えられる。
【００４６】
なお、入力レベル検出器３５は、検波ダイオード以外に、スペクトラムアナライザなど、上記入力信号の状態を検出できるものであれば他の検出器を用いても良い。また、信号取出部３４は、入力信号経路調整部１９から可変減衰器２２に至る経路上に設けられているのが好ましく、この経路上であれば任意の位置に設けられていればよい。
【００４７】
また、本実施形態の信号取出部３４は、入力信号が流れる経路上に設けられているが、出力信号取出部２３により取り出された出力信号が流れる経路上（例えば出力信号経路調整部２５と可変減衰器３１との間の経路上）に設けられていてもよい。この場合、信号取出部３４から取り出された出力信号の出力レベルを検出し、その検出した出力レベルを補正して入力レベルを取得すればよい。
また、本実施形態のアンテナシステム４は、信号取出部３４及び入力レベル検出器３５を備えているが、制御部４０が入力信号の入力レベルをデジタル情報として把握できる場合には、信号取出部３４及び入力レベル検出器３５を備えていなくてもよい。
【００４８】
制御部４０は、ＣＰＵ及び記憶部４３等を含んでいるコンピュータによって構成されており、記憶部４３に記憶されたコンピュータプログラム等を読み出して以下に説明する当該制御部４０が有する各機能部を実現するとともに各種処理を実行する機能を有している。前記コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記憶させることができる。
【００４９】
制御部４０は、ベースバンドユニット２に接続されており、ベースバンドユニット２からアンテナ素子５から送信する信号のチルト角を設定する制御命令や搬送波周波数を含む制御情報を受ける。
制御部４０は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、位相制御部４１を有する。
【００５０】
位相制御部４１は、各アンテナ素子５に入力される出力信号の位相が所望の位相となるように基準移相器２１及び対応する移相器１６等を制御するものである。
具体的には、位相制御部４１は、取り出された入力信号の位相が所望の位相の逆位相となるように基準移相器２１を制御する。そして、位相制御部４１は、基準移相器２１により位相が設定された入力信号と、出力信号取出部２３から取り出された出力信号とを合成器３２により合成するときに、これらの両信号が互いに相殺されるように、入力レベル検出器３５が検出した入力レベルと、合成レベル検出器３３が検出した合成レベルとに基づいて、対応する移相器１６を制御する。本実施形態の位相制御部４１は、前記入力レベルと合成レベルとの比率が閾値以下となるように、対応する移相器１６を制御する。
【００５１】
また、位相制御部４１は、各移相器１６に対応する可変減衰器１５、他の可変減衰器２２，３１及び切替部２４も個別に制御する。これらの具体的な制御については後述する。
本実施形態では、移相器１６、入力信号取出部１８、基準移相器２１、出力信号取出部２３、合成器３２、合成レベル検出器３３、入力レベル検出器３５、及び制御部４０を主要な構成要素として位相制御装置が構成されている。
【００５２】
＜制御部が実行する制御について＞
次に、制御部４０が実行する制御について、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、ここでは、アンテナシステム４の工場出荷時に行う制御から説明する。
＜出力信号の経路調整の確認工程＞
まず、工場出荷時において、制御部４０は、各出力信号取出部２３から合成器３２までの複数の経路長同士の差分が、使用周波数の波長の整数倍の長さとなるように、各出力信号経路調整部２５が適切に調整されているか否かを確認する。
【００５３】
＜各アンテナ素子に対応する移相器の制御工程＞
上記の各出力信号の経路調整の確認工程が終了すると、続いて制御部４０は、複数のアンテナ素子５Ａ〜５Ｈに入力される出力信号の位相が所望の位相となるように、対応する移相器１６等を制御する。
例えば、制御部４０（位相制御部４１）は、ベースバンドユニット２からアンテナ素子５Ａに入力される出力信号の位相を２０°に設定する制御命令を受けた場合、まず、入力信号取出部１８から取り出された入力信号の位相が上記制御命令の位相（２０°）の逆位相である２００°又は−１６０°となるように、基準移相器２１の制御電圧を制御する。その際、制御部４０は、制御電圧値と位相との関係を示す上記ルックアップテーブルを用いて基準移相器２１の制御電圧を制御する。
【００５４】
また、上記制御命令の位相に応じて基準移相器２１による入力信号の通過ロスが変化するので、制御部４０は、その通過ロスが一定となるように可変減衰器２２を制御する。この制御は、例えば、図４に示すように、各位相とこれに対応する利得及び通過ロスとの関係を示すルックアップテーブルを用いて行うことができる。このルックアップテーブルは、記憶部４３に記憶されている。
ここでは、上記制御命令の位相は２０°なので、制御部４０は、図４のルックアップテーブルを参照して、位相が２０°の場合における通過ロス（−１．５ｄＢ）を相殺するように、入力信号の利得が１．５ｄＢとなるように可変減衰器２２を制御する。
【００５５】
次に、図５において、制御部４０は、アンテナ５Ａに対応する、図中の最も上側に配置された移相器１６及び可変減衰器１５を制御する。具体的には、制御部４０は、図中の最も上側に配置された切替部２４をｂ接点に接続するように切り替える。なお、他の切替部２４は全てａ接点に接続されている。
【００５６】
これにより、図中の最も上側に配置された出力信号取出部２３から取り出された出力信号は、第２分岐線路５３に取り出され、切替部２４、出力信号経路調整部２５及び可変減衰器３１を経て合成器３２に入力される。
したがって、合成器３２では、基準移相器２１により位相が設定された入力信号と、図中の最も上側に配置された出力信号取出部２３から取り出された出力信号とが合成される。
【００５７】
次に、制御部４０は、合成器３２に入力された入力信号と出力信号とが合成されるときに、これらの両信号が互いに相殺されるように、入力レベル検出器３５が検出する入力信号の入力レベルと、合成レベル検出器３３が検出する合成信号の合成レベルとの比率が、予め設定された閾値以下となるように、図中の最も上側に配置された移相器１６を制御する。その際、移相器１６により出力信号の位相が変化することで、当該移相器１６を通過する出力信号の利得も変化するので、制御部４０は、当該移相器１６の前段に配置された可変減衰器１５も制御する。
【００５８】
具体的には、制御部４０は、前記入力レベルと合成レベルとの比率を最小化させるために移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧をそれぞれ少しずつ変化させ、その制御電圧を変化させたときに、入力レベル検出器３５が検出した入力レベルＶａ、及び合成レベル検出器３３が検出した合成レベルＶｓを取得する。そして、制御部４０は、取得した入力レベルＶａと合成レベルＶｓとの比率Ｒ（＝Ｖａ／Ｖｓ）を算出する。
【００５９】
次に、制御部４０は、算出した比率Ｒが閾値以下まで低減しているか否かを判定する。前記比率Ｒが閾値以下まで低減している場合、合成器３２により合成される両信号は、位相の誤差が所定範囲内（例えば±５°以内）であって且つ通過利得の誤差が所定範囲内（例えば±０．５ｄＢ以内）の同じ大きさの信号となって、両信号が互いに逆位相で相殺されることを意味する。
【００６０】
したがって、制御部４０は、上記判定結果が肯定的である場合には、合成器３２により合成される両信号は相殺されるので、図５中の最も上側に配置された移相器１６及び可変減衰器１５の制御を終了する。そして、制御部４０は、対応する切替部２４をａ接点に接続するように切り替える。
一方、制御部４０は、上記判定結果が否定的である場合には、上記判定結果が肯定的になるまで、移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧を変化させる制御と上記判定とを繰り返し行う。
【００６１】
上記制御により、合成器３２によって合成される出力信号は、当該出力信号と合成される入力信号に対して逆位相、すなわち上記制御命令の位相と同位相となるように調整される。その結果、上記移相器１６から出力された出力信号は、その位相が上記制御命令の位相（ここでは２０°）となってアンテナ素子５Ａから送信される。したがって、通信中においてアンテナ素子５から送信される信号の位相を所望の位相に調整することができる。
また、制御部４０は、移相器１６と共に可変減衰器１５を制御するので、通信中においてアンテナ素子５Ａから送信される信号の利得も調整することができる。
【００６２】
上記のようにアンテナ素子５Ａに対応する移相器１６等の制御が終了すると、制御部４０は、他のアンテナ素子５Ｂ〜５Ｈに入力される出力信号の位相についても、それぞれ所望の位相となるように、上記と同様の方法により基準移相器２１及び対応する移相器１６等を用いて順次設定する。
その際、各アンテナ素子５Ｂ〜５Ｈに対応する出力信号取出部２３から取り出された出力信号が合成器３２に入力されるときの位相がばらばらであると、合成器３２に入力された入力信号と出力信号とを相殺するときの電圧波形もばらばらとなる。
【００６３】
これに対して、本実施形態では、各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに対応する上記の経路長同士の差分は、各出力信号経路調整部２５により使用周波数の波長の整数倍の長さとなるように調整されている。このため、各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに対応する移相器１６等を制御する際に、合成器３２に入力された入力信号と出力信号とを相殺するときの電圧波形を近似させることができる。したがって、両信号を相殺する条件を近似させることができるので、各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに対応する移相器１６等を容易に調整することができる。
【００６４】
また、入力信号取出部１８を通過して各出力信号取出部２３により取り出される出力信号は、その出力信号取出部２３の前段に設けられた電力増幅器１７等を通過するため、合成器３２に入力される出力信号の入力タイミングは、入力信号の入力タイミングよりも遅くなる。
これに対して、本実施形態では、合成器３２における入力信号の入力タイミングと出力信号の入力タイミングとを一致又は近似させるように、入力信号取出部１８から合成器３２までの経路長を調整する入力信号経路調整部１９を第１分岐線路５１に設けている。このため、入力信号経路調整部１９により、合成器３２における入力信号の入力タイミングと出力信号の入力タイミングとを一致又は近似させることができるので、各アンテナ素子５Ａ〜５Ｈに対応する移相器１６等をさらに容易に調整することができる。
【００６５】
以上のように、第１実施形態では、制御部４０は、入力信号取出部１８が取り出した入力信号の位相が所望の位相の逆位相となるように基準移相器２１を制御する。そして、制御部４０は、その逆位相となった入力信号と、対応する出力信号取出部２３が取り出した出力信号とを合成器３２により合成するときにこれらの両信号を互いに相殺するように移相器１６を制御する。これにより、合成器３２によって合成される出力信号は、当該出力信号と合成される入力信号に対して逆位相、すなわち所望の位相と同位相となるように調整される。その結果、各移相器１６から出力された出力信号は、その位相が所望の位相となって、対応するアンテナ素子５から送信される。したがって、通信中において複数のアンテナ素子５から送信される信号の位相を、それぞれ所望の位相に調整することができる。
【００６６】
また、前記両信号を互いに相殺するように移相器１６を制御するときに、入力信号の入力レベルＶａと、合成レベル検出器３３で検出された合成信号の合成レベルＶｓとの比率Ｒが閾値以下となるように移相器１６を制御するので、通信中に入力レベルの値が大きく変化しても、簡単に前記両信号を相殺するように移相器１６を制御することができる。
【００６７】
また、入力信号取出部１８から取り出された入力信号の入力レベルＶａを入力レベル検出器３５により検出するので、入力信号の入力レベルＶａが検出されるタイミングと、入力信号が合成器３２に入力されるタイミングとを近似させることができる。これにより、制御部４０は、前記両タイミング間の遅延誤差を考慮せずに簡単に移相器１６を制御することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係るアンテナシステム４の制御構成を示すブロック図である。本実施形態のアンテナシステム４は、入力レベルと合成レベルとの比率に基づいて移相器１６を制御する替わりに、合成レベルの閾値を重み付けし、合成レベルが重み付け後の閾値以下となるように移相器１６を制御する点で、第１実施形態と相違する。
【００６９】
本実施形態の制御部４０は、コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、位相制御部４１と閾値設定部４４とを有する。
閾値設定部４４は、入力レベル検出器３５が検出した入力レベルに応じて、合成レベルの閾値を重み付けすることによって当該閾値を設定するものである。本実施形態の閾値設定部４４は、予め定められた基準値Ｂに重み付け係数Ａを乗算した値を閾値Ｃとして設定するものであり、前記重み付け係数Ａを入力レベル検出器３５が検出した入力レベルＶａに応じて決定する。
【００７０】
例えば、閾値設定部４４は、入力レベルＶａが大きい場合には重み付け係数Ａを大きい値に決定し、入力レベルＶａが小さい場合には重み付け係数Ａを小さい値に決定する。閾値設定部４４は、入力レベルＶａを使用した演算式や、入力レベルＶａと重み付係数Ａとの関係を示すルックアップテーブルに基づいて重み付け係数Ａを決定することができる。閾値設定部４４が設定した閾値Ｃは、位相制御部４１と比較器３６に与えられる。
【００７１】
比較器３６は、本実施形態のアンテナシステム４（位相制御装置）の構成要素であり、合成レベル検出器３３の後段に配置されている。比較器３６には、閾値設定部４４が設定した合成レベルの閾値Ｃ、及び合成レベル検出器３３で検出された合成レベルＶｓが入力される。比較器３６は、入力された閾値Ｃと合成レベルＶｓとを比較し、その比較結果に基づいてＨレベルの電圧信号及びＬレベルの電圧信号のいずれか一方を出力する。例えば、本実施形態の比較器３６は、合成レベルＶｓが閾値Ｃ以下である場合にはＨレベルの電圧信号を出力し、合成レベルＶｓが閾値Ｃを超える場合にはＬレベルの電圧信号を出力する。比較器３６が出力した電圧信号は制御部４０に与えられる。
【００７２】
本実施形態の位相制御部４１は、入力信号と出力信号とを合成器３２により合成するときに、これらの両信号を互いに相殺すべく、合成レベル検出器３３で検出される合成レベルＶｓが、閾値設定部４４で設定された閾値Ｃ以下となるように、対応する移相器１６及び可変減衰器１５を制御する。
具体的には、閾値設定部４４が入力レベル検出器３５で検出された入力レベルＶａに応じて合成レベルの閾値Ｃを設定すると、位相制御部４１は、合成レベル検出器３３で検出される合成レベルＶｓを最小化させるように移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧をそれぞれ少しずつ変化させる。そして、位相制御部４１は、前記制御電圧を変化させたときに合成レベル検出器３３が検出した合成レベルＶｓと、閾値設定部４４で設定された閾値Ｃとを比較器３６で比較した結果（電圧信号）を当該比較器３６から取得する。
【００７３】
次に、位相制御部４１は、比較器３６から取得した電圧信号がＨレベルであるか否か、すなわち合成レベルＶｓが閾値Ｃ以下まで低減しているか否かを判定する。前記合成レベルＶｓが閾値Ｃ以下まで低減している場合、合成器３２により合成される両信号は、位相の誤差が所定範囲内であって且つ通過利得の誤差が所定範囲内の同じ大きさの信号となって、両信号が互いに逆位相で相殺されることを意味する。
【００７４】
したがって、制御部４０は、上記判定結果が肯定的である場合には、合成器３２により合成される両信号は相殺されるので、対応する移相器１６及び可変減衰器１５の制御を終了する。
一方、制御部４０は、上記判定結果が否定的である場合には、上記判定結果が肯定的になるまで、移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧を変化させる制御と上記判定とを繰り返し行う。なお、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
【００７５】
以上のように、第２実施形態では、制御部４０は、入力レベルＶａに応じて合成レベルの閾値Ｃを重み付けし、合成レベルＶｓが重み付け後の閾値Ｃ以下となるように移相器１６を制御するので、入力レベルＶａが大きく変化しても、その入力レベルＶａに応じて閾値Ｃを適切な値に設定することができる。これにより、簡単かつ確実に前記両信号を相殺するように移相器１６を制御することができる。
【００７６】
［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係るアンテナシステム４の制御構成を示すブロック図である。本実施形態のアンテナシステム４は、第２実施形態の変形例であり、入力レベルに応じて閾値を変更する替わりに、入力レベルに応じて合成レベルを補正している点で、第２実施形態と相違する。
【００７７】
本実施形態のアンテナシステム４は、合成レベル検出器３３と比較器３６との間に配置された積分器３７を備えている。積分器３７は、合成レベル検出器３３が検出した合成レベルＶｓを所定時間の間、積分するものであり、当該合成レベルＶｓを補正する補正部として機能する。積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’は比較器３６に与えられる。
【００７８】
比較器３６には、制御部４０で予め設定された合成レベルの閾値Ｃ’、及び積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’が入力される。比較器３６は、入力された閾値Ｃ’と合成レベルＶｓ’とを比較し、その比較結果に基づいてＨレベルの電圧信号及びＬレベルの電圧信号のいずれか一方を出力する。例えば、本実施形態の比較器３６は、合成レベルＶｓ’が閾値Ｃ’以下である場合にはＨレベルの電圧信号を出力し、合成レベルＶｓ’が閾値Ｃ’を超える場合にはＬレベルの電圧信号を出力する。比較器３６が出力した電圧信号は制御部４０に与えられる。
【００７９】
制御部４０は、コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、位相制御部４１と補正制御部４５とを有する。
補正制御部４５は、入力レベル検出器３５が検出した入力レベルＶａに応じて、積分器３７の積分時間（周期）を変更するように当該積分器３７を制御する。例えば、補正制御部４５は、入力レベルＶａが大きい場合には前記積分時間を短くし、入力レベルＶａが小さい場合には前記積分時間を長くする。
【００８０】
位相制御部４１は、入力信号と出力信号とを合成器３２により合成するときに、これらの両信号を互いに相殺すべく、積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’が、予め設定された閾値Ｃ’以下となるように、対応する移相器１６及び可変減衰器１５を制御する。
具体的には、補正制御部４５が入力レベル検出器３５で検出された入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓを補正（積分）するように積分器３７を制御し、次いで位相制御部４１が、積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’を最小化させるように移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧をそれぞれ少しずつ変化させる。そして、位相制御部４１は、前記制御電圧を変化させたときに積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’と、予め設定された閾値Ｃ’とを比較器３６で比較した結果（電圧信号）を当該比較器３６から取得する。
【００８１】
次に、位相制御部４１は、比較器３６から取得した電圧信号がＨレベルであるか否か、すなわち積分器３７で積分された合成レベルＶｓ’が閾値Ｃ’以下まで低減しているか否かを判定する。前記合成レベルＶｓ’が閾値Ｃ’以下まで低減している場合、合成器３２により合成される両信号は、位相の誤差が所定範囲内であって且つ通過利得の誤差が所定範囲内の同じ大きさの信号となって、両信号が互いに逆位相で相殺されることを意味する。
【００８２】
したがって、制御部４０は、上記判定結果が肯定的である場合には、合成器３２により合成される両信号は相殺されるので、対応する移相器１６及び可変減衰器１５の制御を終了する。
一方、制御部４０は、上記判定結果が否定的である場合には、上記判定結果が肯定的になるまで、移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧を変化させる制御と上記判定とを繰り返し行う。なお、第３実施形態において説明を省略した点は、第２実施形態と同様である。
【００８３】
以上のように、第３実施形態では、制御部４０は、入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓの積分時間を変更するように当該積分器３７を制御するので、入力レベルＶａが大きく変化しても、入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓを適切な値に補正することができる。これにより、確実に前記両信号を相殺するように移相器１６を制御することができる。
【００８４】
［第４実施形態］
図８は、本発明の第４実施形態に係るアンテナシステム４の制御構成を示すブロック図である。本実施形態のアンテナシステム４は、第３実施形態の変形例であり、合成レベルを補正する補正部の構成が異なる点で第３実施形態と相違する。
【００８５】
本実施形態のアンテナシステム４は、合成レベル検出器３３と比較器３６との間に配置された増幅器３８を備えている。増幅器３８は、合成レベル検出器３３が検出した合成レベルＶｓを増幅するものであり、当該合成レベルＶｓを補正する補正部として機能する。増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”は比較器３６に与えられる。比較器３６には、制御部４０で予め設定された合成レベルの閾値Ｃ'、及び増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”が入力される。
【００８６】
制御部４０の補正制御部４５は、入力レベル検出器３５が検出した入力レベルＶａに応じて、増幅器３８の利得を変更するように当該増幅器３８を制御する。例えば、補正制御部４５は、入力レベルＶａが大きい場合には前記利得を小さくし、入力レベルＶａが小さい場合には前記利得を大きくする。
【００８７】
位相制御部４１は、入力信号と出力信号とを合成器３２により合成するときに、これらの両信号を互いに相殺すべく、増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”が、予め設定された閾値Ｃ'以下となるように、対応する移相器１６及び可変減衰器１５を制御する。
具体的には、補正制御部４５が入力レベル検出器３５で検出された入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓを補正（増幅）するように積分器３７を制御し、次いで位相制御部４１が、増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”を最小化させるように移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧をそれぞれ少しずつ変化させる。そして、位相制御部４１は、前記制御電圧を変化させたときに増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”と、予め設定された閾値Ｃ’とを比較器３６で比較した結果（電圧信号）を当該比較器３６から取得する。
【００８８】
次に、位相制御部４１は、比較器３６から取得した電圧信号がＨレベルであるか否か、すなわち増幅器３８で増幅された合成レベルＶｓ”が閾値Ｃ’以下まで低減しているか否かを判定する。前記合成レベルＶｓ”が閾値Ｃ’以下まで低減している場合、合成器３２により合成される両信号は、位相の誤差が所定範囲内であって且つ通過利得の誤差が所定範囲内の同じ大きさの信号となって、両信号が互いに逆位相で相殺されることを意味する。
【００８９】
したがって、制御部４０は、上記判定結果が肯定的である場合には、合成器３２により合成される両信号は相殺されるので、対応する移相器１６及び可変減衰器１５の制御を終了する。
一方、制御部４０は、上記判定結果が否定的である場合には、上記判定結果が肯定的になるまで、移相器１６及び可変減衰器１５の制御電圧を変化させる制御と上記判定とを繰り返し行う。なお、第４実施形態において説明を省略した点は、第３実施形態と同様である。
【００９０】
以上のように、第４実施形態では、制御部４０は、入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓを増幅する増幅器３８の利得を変更するように当該増幅器３８を制御するので、入力レベルＶａが大きく変化しても、入力レベルＶａに応じて合成レベルＶｓを適切な値に補正することができる。これにより、確実に前記両信号を相殺するように移相器１６を制御することができる。
【００９１】
［その他］
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、上記実施形態のアレーアンテナシステム４は、アクティブアンテナシステム以外のアンテナシステムにも適用することができる。また、上記実施形態の位相制御装置は、アンテナシステム以外の通信システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  基地局装置
２  ベースバンドユニット
３  信号伝送路
４  アクティブアンテナシステム（アレーアンテナシステム）
５  アンテナ素子
８  デジタル信号処理部
９  アナログ信号処理部
１１  デジタルアナログ変換器
１２  アップコンバータ
１３  発振器
１４  電力分配器
１５  可変減衰器
１６  移相器
１７  電力増幅器
１８  入力信号取出部
１９  入力信号経路調整部
２１  基準移相器
２２  可変減衰器
２３  出力信号取出部
２４  切替部
２４ａ  抵抗
２４ｂ  コンデンサ
２５  出力信号経路調整部
３１  可変減衰器
３２  合成器
３３  合成レベル検出器
３４  信号取出部
３５  入力レベル検出器
３６  比較器
３７  積分器（補正部）
３８  増幅器（補正部）
４０  制御部
４１  位相制御部
４３  記憶部
４４  閾値設定部
４５  補正制御部
５１  第１分岐線路
５３  第２分岐線路
５７  第３分岐線路
Ａ  重み付け係数
Ｂ  基準値
Ｃ  閾値
Ｒ  比率
Ｖａ  入力レベル
Ｖｓ  合成レベル
【図１】
2017224886.tif 000003
【図２】
2017224886.tif 000004
【図３】
2017224886.tif 000005
【図４】
2017224886.tif 000006
【図５】
2017224886.tif 000007
【図６】
2017224886.tif 000008
【図７】
2017224886.tif 000009
【図８】
2017224886.tif 000010