(57)【要約】  複数素子を同時に校正でき、素子数が多いアレーアンテナにおいても効率的な校正を行う。  アレーアンテナ１を構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御部２と、各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御部２で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算部５と、前記相関演算部５により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナ１を構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算部６とを備え、前記校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記位相制御手段として、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項３】
請求項２に記載のアレーアンテナの校正装置において、
上記１８０度異なる２つの位相値の組合せにおける相関演算処理および校正係数計算処理を繰り返し、移相器のすべての位相値を使用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項４】
請求項３に記載のアレーアンテナの校正装置において、
校正係数算出の際に、各素子につき一つの校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項５】
請求項３に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記移相器の位相値毎に校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項６】
請求項１に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記直交符号として、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項７】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段として、移相器を利用し、前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項８】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナと、
前記校正用アンテナの受信信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相互相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項９】
請求項８に記載のアレーアンテナの校正装置において、
前記位相制御手段として、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項１０】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段と、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナと、
前記校正用アンテナの受信信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
前記相互相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段と
を備え、
前記位相制御手段として、移相器を利用し、前記位相制御手段で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正装置。
【請求項１１】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のアレーアンテナの校正方法において、
上記１８０度異なる２つの位相値の組合せにおける相関演算処理および校正係数計算処理を繰り返し、移相器のすべての位相値を使用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアレーアンテナの校正方法において、
校正係数算出の際に、各素子につき一つの校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記移相器の位相値毎に校正係数を算出する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記直交符号として、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１７】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、前記位相制御ステップとして、移相器を利用し、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１８】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナの受信信号と前記位相制御ステップで用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相互相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載のアレーアンテナの校正方法において、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用する
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【請求項２０】
校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正方法であって、
アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御ステップと、
前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナの受信信号と前記位相制御ステップで用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算ステップと、
前記相互相関演算ステップにより求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算ステップと
を備え、
前記位相制御ステップとして、移相器を利用し、前記位相制御ステップで用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てる
ことを特徴とするアレーアンテナの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アレーアンテナ、特にフェーズドアレーアンテナにおいて効率的な校正を行うためのアレーアンテナの校正装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アレーアンテナにおいて、所望の放射特性を得るためには各アンテナ素子の振幅位相特性を把握し、補正する校正技術が必須となる。この際、素子毎の受信系あるいは送信系における振幅位相偏差を精度よく測定することが重要である。【０００３】
従来のアンテナ測定法では、各素子アンテナにつながれている移相器を用い、各素子アンテナの位相変化に対する合成電力の変化を測定することで、素子アンテナの振幅位相を測定するものがあった（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特公平３−３８５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の技術においては、各素子の移相器の位相値を変化させて、合成出力の振幅レベルのみから校正値を算出しているが、１素子毎にしか校正処理が行えないために、素子数が多い大規模のアレーアンテナにおいては測定処理に膨大な時間が必要となる課題があった。【０００６】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、複数素子を同時に校正でき、素子数が多いアレーアンテナにおいても効率的な校正を行うことができるアレーアンテナの校正装置および方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るアレーアンテナの校正装置および方法は、校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置および方法であって、アレーアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段（ステップ）と、各アンテナ素子の受信信号の合成信号と前記位相制御手段で用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段（ステップ）と、前記相関演算手段（ステップ）により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段（ステップ）とを備え、前記位相制御手段（ステップ）で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる、または前記位相制御手段（ステップ）として、移相器を用い、前記位相制御手段（ステップ）で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てることを特徴とする。【０００８】
また、他の発明に係るアレーアンテナの校正装置および方法は、校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレーアンテナの校正装置および方法であって、アレーアンテナを構成する各アンテナ素子から放射される校正用信号の位相を設定された位相値列に基づいて制御する位相制御手段（ステップ）と、前記各アンテナ素子から放射された前記校正用信号を受信する校正用アンテナの受信信号と前記位相制御ステップで用いた位相値列との相互相関値を求める相関演算手段（ステップ）と、前記相互相関演算手段（ステップ）により求めた相互相関値に基づきアレーアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段（ステップ）とを備え、前記位相制御手段（ステップ）で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、２値の直交符号に基づき各値を１８０度異なる位相値に割り当てる、または前記位相制御手段（ステップ）として、移相器を用い、前記位相制御手段（ステップ）で用いた前記位相値列は、各アンテナ素子間で直交する組合せとし、移相器の全位相値に対応する数の信号点を有する多値直交符号に基づき割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、複数素子を同時に校正でき、素子数が多いアレーアンテナにおいても効率的な校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図、
【図２】この発明の実施の形態２に係るアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図、
【図３】２ビット移相器の位相値の説明図、
【図４】４ビット移相器における振幅誤差の推定精度を、従来の方法とこの発明の方法とを比較して示す図、
【図５】４ビット移相器における位相誤差の推定精度を、従来の方法とこの発明の方法とを比較して示す図、
【図６】この発明の実施の形態３に係るアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図、
【図７】この発明の実施の形態１ないし３の変形例に係るアレーアンテナの校正装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明に係るアレーアンテナの校正装置および方法を、図示実施の形態に基づいて詳細に説明する。【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアレーアンテナの校正装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図１に示すアレーアンテナの校正装置は、Ｋ個のアンテナ素子Ａ１〜ＡＫで構成されるアレーアンテナ１、移相器２−１から２−Ｋから構成され、各アンテナ素子で受信された信号の位相を設定された位相値列に基づき制御する位相制御部２、移相器２−１から２−Ｋで設定する各位相値を決定するため使用する符号列を発生させる直交符号発生器３、位相制御後の各アンテナ素子の受信信号を合成する合成器４、合成器４による合成出力と移相器の制御に用いた直交符号発生器３からの符号列との相互相関演算を行う相関演算部５、相関演算部５で求めた相互相関値に基づき各アンテナ素子の振幅・位相偏差を補償する相対校正係数を決定する校正係数計算部６、及び校正のための基準信号を送信する校正用送信アンテナ７から構成される。【００１３】
次に、この実施の形態１に係るアレーアンテナの校正装置の動作について図面を参照しながら説明する。
アレーアンテナ１においては、校正用送信アンテナ７から送信された既知の波形である基準信号Ｓ（ｔ）を各アンテナ素子で受信する。この基準信号は、変調信号、無変調信号（ＣＷ波：Carrier Wave）、あるいはパルス信号などであってもよい。各アンテナ素子の振幅位相特性、ケーブル特性のバラツキ、増幅器など受信モジュールの振幅位相特性はそれぞれ異なるので、所望のアレーパターンを形成するためには、これら系全体としての振幅・位相変動を推定し、校正することが重要となる。【００１４】
ここで、アンテナ素子ｋの受信信号ｘk（ｔ）は、次のように表すことができる。【００１５】
【数１】
2006051614.tif 000002
【００１６】
以下、式（１）における振幅・位相変動を推定する方法を述べる。
直交符号発生器３では、校正対象である素子数分の互いに直交する組合せとなる符号パターン群を発生させる。このとき、各符号の取りうる値は多値であってもかまわないし、２値であってもかまわない。位相制御部２では、この直交符号に基づき、各アンテナ素子の受信信号の位相を制御することで、一種の位相変調を施し直交化処理を行う。例えば、直交符号が２値である場合、アンテナ素子ｋに対応した直交符号が１の場合には移相器２−ｋの位相値を０度に、符号が−１の場合には位相値を１８０度（π［ｒａｄ］）に割り当てて設定する。【００１７】
このようにして、位相制御した信号ｂは次のように表される。【００１８】
【数２】
2006051614.tif 000003
【００１９】
ここで、上記記述との対応からｃk＝１のときθk＝０、ｃk＝−１のときθk＝πとなる。【００２０】
従って、各アンテナ素子に対応する直交符号パターンには、次の関係が成り立つ。【００２１】
【数３】
2006051614.tif 000004
【００２２】
なお、＊は複素共役を表す。【００２３】
また、合成器４により各アンテナ素子の受信信号は合成され、次のような出力信号ｙ（ｔ）が得られる。【００２４】
【数４】
2006051614.tif 000005
【００２５】
校正用の基準信号Ｓ（ｔ）は、各アンテナ素子間で共通、かつ既知であるので、各アンテナ素子の振幅・位相変動が直交符号パターンの周期Ｔ内で一定であるという条件が成り立つ環境では、合成器４の出力信号ｙ（ｔ）と直交符号発生器３からの直交符号パターンｃk（ｔ）との相関を取ることにより、アンテナ素子ｋの振幅・位相変動を測定することが可能となる。【００２６】
従って、相関演算部５において、次のような演算に基づいて相互相関値βkが求められる。【００２７】
【数５】
2006051614.tif 000006
【００２８】
式（６）において、直交符号パターンの周期Ｔ内での振幅・位相変動は一定としている。【００２９】
このようにして、各アンテナ素子の振幅・位相変動が同時に測定できるので、校正係数計算部６においては、たとえば、β1を基準にして次のように各アンテナ素子の相対校正係数ρkを決めることができる。【００３０】
【数６】
2006051614.tif 000007
【００３１】
なお、基準とするアンテナ素子はこれに限るものではなく、どの素子を用いても良い。このようにして求めた相対校正係数ρkに基づき、各アンテナ素子における振幅・位相を補正することで、所望のアレーパターンが得られる。【００３２】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図２に示す実施の形態２に係るアレーアンテナの校正装置において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図２に示す実施の形態２では、図１に示す実施の形態１の直交符号発生器３の代わりに、校正対象である素子数を超える次元のアダマール行列を発生するアダマール行列発生器８を設けている。【００３３】
このアダマール行列発生器８では、次のようなＮ次元の行列Ｈを発生させる。【００３４】
【数７】
2006051614.tif 000008
【００３５】
アダマール行列は正方行列であり、Ｈの元素ａijは＋１か−１のいずれかである。また、任意の２つの行ベクトルはすべて直交する性質を有する。従って、Ｋ素子を校正する場合、次のようにしてＮ≧Ｋを満足する次元のアダマール行列ＨNを生成する。【００３６】
【数８】
2006051614.tif 000009
【００３７】
ここで、Ｎは２i（ｉ＝０，１，２，・・・）である。このような行列Ｈの行ベクトルの元素に従い、＋１の場合は０度、−１では１８０度といった１８０度異なる位相値の組合せからなる位相パターンによる位相回転を各アンテナ素子の受信信号に与えることで、上記実施の形態１と同様の効果を得る。本実施の形態２では、ｍビットのディジタル移相器では２m-1組の位相値の組合せが存在する。【００３８】
２ビット移相器を例にとり動作を説明すると、図３に示すように、位相値として４値（０、９０、１８０、２７０度）を取り得る。このとき□印の（０、１８０）度と○印の（９０、２７０）度の位相値の組合せによりそれぞれ位相制御を行うことで、全位相値による振幅・位相変動の校正値を求めることができる。３素子を校正する場合、次のような行列Ｈ4を発生させる。【００３９】
【数９】
2006051614.tif 000010
【００４０】
このうち、第１行ベクトルの元素はすべて１であり片側の位相値しか使用できないことになるので、通常は利用しない。まず、（０、１８０）度の位相値の組合せにより校正値を算出するために、式（１０）の直交符号パターンから１には０、−１にはπという位相を対応させた、次のような行列Ｑ1により移相器の位相を変化させる。各行ベクトルが各移相器の位相パターンに対応する。【００４１】
【数１０】
2006051614.tif 000011
【００４２】
なお、符号と位相の対応については、この逆（１にπ、−１に０）に対応させてもよい。式（１１）の位相パターンに従って、一定の時間間隔で移相器の位相を０とπ［ｒａｄ］で切り替えることで位相制御が可能となり、前記実施の形態１にて説明した、次のような行列Ｃ1の各行ベクトルとの相関演算により各アンテナ素子の振幅・位相変動の分離が実現できる。【００４３】
【数１１】
2006051614.tif 000012
【００４４】
この行列は、式（１０）の第２行ベクトル以降の元素からなる行列である。【００４５】
同様に、（９０、２７０）度の位相値の組合せによる処理を行うために、次のような行列Ｑ2を発生させ、移相器の位相を制御する。【００４６】
【数１２】
2006051614.tif 000013
【００４７】
このときの相関演算部５で使用する直交符号パターンは、位相値が（０、１８０）度の場合に比べて、全体に９０度回転していることを考慮して、次のような行列の各行ベクトルを使用する。【００４８】
【数１３】
2006051614.tif 000014
【００４９】
このようにして、ｍビット移相器においては２m-1回同様の処理を行うことで、それぞれの位相値の組合せで式（６）の結果が得られる。実際には移相器の位相値毎に振幅・位相特性が異なるので、次のようにこれらを平均した値を校正係数の計算に使用する。これにより、式（１５）に基づき各素子につき一つの校正係数を算出することが可能となる。この平均化の処理は、位相値毎の振幅・位相特性のばらつきの影響を小さくできると共に、校正装置に保存しなければならない校正係数の総数を低減できる効果を有する。【００５０】
【数１４】
2006051614.tif 000015
【００５１】
図４と図５は、４ビット移相器における振幅誤差と位相誤差の推定精度を、従来の方法とこの発明の方法とを比較して示すものであり、この発明の有効性が理論値および計算値から明らかとなっている。なお、各アンテナ素子における振幅誤差、位相誤差の標準偏差は表１のとおりである。【００５２】
【表１】
2006051614.tif 000016
【００５３】
このようにして、各アンテナ素子の校正係数が同時に求めることができるので、測定に要する時間の大幅な削減が可能となる。また、従来の方法よりも高精度な校正ができる。もちろん、各位相値ペアでの校正において、さらに測定精度を上げるために式（１１）や式（１３）に示す位相パターンを繰り返し利用して測定することで、測定サンプルを増やして雑音の影響等を低減してもよい。また、校正用の基準信号Ｓ（ｔ）については、同一時間の波形を利用するので、校正期間中のＳ（ｔ）のレベル変動の影響をほぼ無視でき、測定系が簡素化できる。【００５４】
また、図２に示す構成の実施の形態２では、直交符号生成にアダマール行列を利用したが、ウォルシュ符号や直交ゴールド符号など他の直交符号を使用してもよい。【００５５】
また、図１および図２の実施の形態１および２では、校正用の基準信号を校正用送信アンテナ７から供給しているが、ケーブルなどで各アンテナ素子に直接接続して空間に放射せずに基準信号を供給する校正系としてもよい。この場合であっても、同じ基準信号を各アンテナ素子に供給することで同様の効果が得られる。【００５６】
また、図２に示す構成の実施の形態２では、すべての位相値を利用して、その振幅・位相変動の平均値から校正係数を計算しているが、ある位相値の校正係数を基準として、移相器の位相値毎に相対校正係数を計算することも可能である。この場合、位相値毎の固体差を考慮した校正係数が得られるので、さらに精度のよい校正が可能となる。【００５７】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係るアレーアンテナの校正装置および方法を説明するための構成を示すブロック図である。図６に示す実施の形態３に係るアレーアンテナの校正装置において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。【００５８】
上記実施の形態１および２は受信系の校正方法について述べたものであるが、図６に示す本実施の形態３は、送信系の校正方法について説明するものである。従って、校正用の基準信号をアンテナ素子数分に分配する分配器９と、各アンテナ素子から放射された信号を受信する校正用受信アンテナ１０を除く他のブロックについては、上記実施の形態１および２と同様の機能を有する。【００５９】
次に、この実施の形態３に係るアレーアンテナの校正装置の動作について図面を参照しながら説明する。
受信系と同様に、校正用の基準信号を発生させる。この基準信号は分配器９によりアンテナ素子数だけ分配され、位相制御部２に入力される。位相制御部２においては、上記実施の形態１および２と同様に、直交符号に基づく移相器の位相値を制御してアンテナ素子間で直交する信号を生成する。その後、アレーアンテナ１の各アンテナ素子から放射された信号は、校正用受信アンテナ１０において受信される。【００６０】
相関演算部５においては、受信された信号と直交符号発生器３で発生された前記直交符号との相関演算を行い、校正係数計算部６において各アンテナ素子の相対校正係数が求められる。この相対校正係数に基づき、アレーアンテナ１の振幅および位相特性を校正することにより、所望の送信アレーパターンを常に実現することが可能となる。【００６１】
このように、実施の形態１および２における受信系と同様に、校正用受信アンテナ１０の受信信号と直交符号パターンとの相関演算により、全アンテナ素子の送信系での振幅変動、位相変動が同時に測定可能となる。【００６２】
また、上記実施の形態１ないし３では位相制御について、移相器の位相値を変化させることで実現しているが、これらの処理がＡ／Ｄ変換後のディジタルデータに対して行われる場合は、図７に示すように、乗算器１１−１から１１−Ｋを備える位相制御部１１により同様の効果が得られる。【００６３】
また、上記実施の形態では、２つの位相値の組合せにて校正係数を求める方法について述べたが、移相器の全位相状態数に対応した多値直交符号を用いる場合には、一括して上記校正係数を計算することが可能である。たとえば、２ビット移相器においては、４値の直交符号を使用すればよい。
【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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【国際調査報告】
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