(57)【要約】  第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力し、第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力するアンテナ装置において、前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力する第１の可変位相振幅器と、前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力する第２の可変位相振幅器と、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した信号を前記第３の伝送線路から取得し、これら２つの反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出する位相比較器と、検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相を較正する位相振幅コントローラを備える。
2019198192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ素子に接続された第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力、又は前記第１のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第１及び第２の伝送線路に入力され、第２のアンテナ素子に接続された第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力、又は前記第２のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第３及び第４の伝送線路へ入力されるアンテナ装置において、  前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力する第１の可変位相振幅器と、  前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力する第２の可変位相振幅器と、  前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出する位相比較器と、  検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相を較正する位相振幅コントローラと  を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記位相比較器に代えて、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差及び振幅差を検出する位相振幅比較器を備え、  前記位相振幅コントローラは、検出された前記位相差及び振幅差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相及び振幅を較正することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２の伝送線路と前記第３の伝送線路は、前記位相比較器又は前記位相振幅比較器と接続され、前記第１の伝送線路と前記第４の伝送線路は、前記第１及び第２のアンテナ素子と前記第２及び第３の伝送線路とを介して前記位相比較器又は前記位相振幅比較器とそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数と同じ周波数帯の前記第１及び第４の信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
更に、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数より低い周波数帯のベースバンド信号を前記動作周波数へ周波数変換を行う周波数変換器を備え、  前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記周波数変換器と前記第１及び第２のアンテナ素子との間に設けられることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数よりも低いベースバンド周波数帯の前記第１及び第２の信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項７】
更に、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数より低い周波数帯のベースバンド信号を出力するデジタルベースバンド部と、前記ベースバンド信号を前記動作周波数へ周波数変換を行う周波数変換器とを備え、  前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記デジタルベースバンド部内、又は、前記デジタルベースバンド部と前記周波数変換器との間に設けられることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項８】
更に、ローカル信号周波数帯のローカル信号を出力する発振器と、ベースバンド信号を前記ローカル信号に基づいて無線周波数帯へ変換する周波数変換器とを備え、  前記第１及び第２の可変位相振幅器は、入力信号の位相を変更する第１及び第２の可変位相器をそれぞれ含み、  前記第１及び第２の可変位相器は、前記発振器と前記周波数変換器との間に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項９】
更に、素子間キャリブレータを備え、  前記第１の可変位相振幅器は、第１の周波数の前記第１の信号と、第２の周波数の前記第１の信号とを出力し、前記第２の可変位相振幅器は、前記第１の周波数の前記第２の信号と前記第２の周波数の前記第２の信号とを出力し、  前記位相比較器又は前記位相振幅比較器は、前記第１の周波数に対応する前記第１の反射信号と前記第１の周波数に対応する前記第２の反射信号とに基づいて、前記第１の周波数に対応する第１の位相差と、前記第２の周波数に対応する前記第１の反射信号と前記第２の周波数に対応する前記第２の反射信号とに基づいて、前記第２の周波数に対応する第２の位相差とを検出し、  前記素子間キャリブレータは、前記第１及び第２の位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
更に、  前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差を検出すると、アンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差の検出が終了していない前記第１のアンテナ素子と第３のアンテナ素子との間で位相差、又は位相差及び振幅差の検出を行うとともに、アンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差の検出が終了してない前記第２のアンテナ素子と第４のアンテナ素子との間で位相差、又は位相差及び振幅差の検出を行うことを示す指示信号を前記位相振幅コントローラへ出力する素子間キャリブレータと、  前記第３のアンテナ素子に接続された第３の可変位相振幅器と、  前記第４のアンテナ素子に接続された第４の可変位相振幅器と  を備え、  前記位相振幅コントローラは、前記指示信号に従って、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間での較正を行うことを示す指示信号を前記第１及び第３の可変位相振幅器へ出力するとともに、前記第２のアンテナ素子と前記第４のアンテナ素子との間で較正を行うことを示す指示信号を前記第２及び第４の可変位相振幅器へ出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
第１及び第２の可変位相振幅器と、位相比較器と、位相振幅コントローラとを有し、第１のアンテナ素子に接続された第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力、又は前記第１のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第１及び第２の伝送線路に入力され、第２のアンテナ素子に接続された第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力、又は前記第２のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第３及び第４の伝送線路へ入力されるアンテナ装置におけるキャリブレーション方法であって、  前記第１の可変位相振幅器により、前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力し、  前記第２の可変位相振幅器により、前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力し、  前記位相比較器により、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出し、  前記位相振幅コントローラにより、検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相及び振幅を較正する  ことを特徴とする  を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、アンテナ装置、及びキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  高周波数帯、とくにミリ波周波数帯（例えば、３０〜３００ＧＨｚなど）においては、これよりも低い周波数帯と比較して、波長が短く、そのため、アンテナの大きさを小さくして、細いビームを形成することが可能である。このため、近年では、複数のアンテナ素子を用いて、通信の多重化などを行うようになってきている。【０００３】  基地局装置では、アレイアンテナに、ビームフォーミングを適用して、端末装置と無線通信を行う場合がある。アレイアンテナとは、例えば、複数のアンテナ素子を規則的に配列し、アンテナ素子に入力される送信信号の位相や振幅を電気的に制御することが可能なアンテナである。また、ビームフォーミングは、例えば、その位相や振幅を制御する技術のことである。ビームフォーミングによって、例えば、基地局装置では、端末装置が存在する方向へ無線信号を送信したり、端末装置が存在する方向から送信された無線信号を受信したりすることが可能となる。【０００４】  基地局装置に複数のアンテナ素子が配置された場合、各アンテナ素子に接続されたアナログ素子などの特性の相違などにより、アンテナ素子の入力端に入力される送信信号の位相や振幅がアンテナ素子間で異なる場合がある。そのため、基地局装置では、キャリブレーションを行う場合がある。キャリブレーションは、例えば、アンテナ素子毎に異なる位相や振幅を一致させる位相補正や振幅補正の技術のことである。キャリブレーションによって、例えば、各アンテナ素子の入力端での送信信号の位相や振幅が揃い、ビームフォーミングの精度を向上させることが可能となる。【０００５】  他方、アンテナ素子に２本の線路を接続して、互いに逆相の２つの差動信号（又は送信信号）をアンテナ素子に与えるようにしたアンテナ装置がある。差動信号により、例えば、信号自体にノイズが発生しても、互いに打消し合ってそのノイズを低減させることが可能となる。【０００６】  このようなアンテナ装置に関する技術として、例えば、以下がある。すなわち、常用アンテナ素子とモニタ用アンテナ素子とを空間結合させてテスト信号を送受信させ、受信側モジュールの出力をモニタ信号処理装置でモニタすることで、常用モジュールの送信又は受信動作の異常を検出するフェーズドアレイアンテナ装置がある。【０００７】  この技術によれば、送受信モジュールを簡素な構成で実現し、かつ送受信モニタにおいて全ての送受信モジュール間でモニタ信号強度の偏差を小さくすることができる、とされる。【０００８】  また、送信経路較正中は４つのダイポール素子のうち１つが給電され、ダイポール素子直下の方向性結合器で較正経路に沿って励振器信号を取り出して、較正誤差検出回路で較正を行う自己監視・較正フェーズドアレイレーダがある。【０００９】  この技術によれば、個々のアンテナ素子と受信機／励振器間の作動経路を監視・較正する新しい手段を有するフェーズドアレイレーダ装置を提供することができる、とされる。【００１０】  さらに、校正経路の測定時に信号切替スイッチを全反射状態に切り替えて、校正信号と反射信号との位相差及び振幅比を測定し、各測定値に１／２を乗算した結果をアンテナモジュールの校正時に測定結果から差し引く校正経路測定装置がある。【００１１】  この技術によれば、校正経路の誤差を検出する機能を備えたフェーズドアレイアンテナの校正経路測定装置を得ることができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１００９１９号公報
【特許文献２】特開平８−２２６９６２号公報
【特許文献３】特開２０１３−１５２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  上述した、モニタ用アンテナ素子を利用して常用モジュールの送信又は受信動作の異常を検出するフェーズドアレイアンテナ装置では、モニタ用アンテナ素子を装置内に設けている。そのため、フェーズドアレイアンテナ装置では、モニタ用アンテナ素子がない場合と比較して、装置の規模が大きくなる。また、通常動作時において、モニタ用アンテナ素子が常用アンテナから送信される信号の放射素子となり、その距離が近ければ近いほど、常用アンテナから送信される信号に大きな影響を与える場合がある。一方で、常用アンテナがモニタ用アンテナ素子から一定距離以上離れている場合、モニタ用アンテナ素子での受信レベルが一定レベル以下となって、キャリブレーションの精度を低下させる場合がある。【００１４】  また、上述したいずれの技術も、アンテナ素子に差動信号を与えるアンテナ装置に対して、どのようにキャリブレーションを行うかについては何ら議論されていない。そのため、上述した技術では、このようなアンテナ装置においては、キャリブレーションの精度を向上させることができない場合がある。【００１５】  そこで、一開示は、キャリブレーションの精度を向上させるようにしたアンテナ装置、及びキャリブレーション方法を提供することにある。【００１６】  また、一開示は、装置規模の増大を抑制するようにしたアンテナ装置、及びキャリブレーション方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】  一態様によれば、第１のアンテナ素子に接続された第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力、又は前記第１のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第１及び第２の伝送線路に入力され、第２のアンテナ素子に接続された第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力、又は前記第２のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第３及び第４の伝送線路へ入力されるアンテナ装置において、前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力する第１の可変位相振幅器と、前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力する第２の可変位相振幅器と、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出する位相比較器と、検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相を較正する位相振幅コントローラを備える。
【発明の効果】
【００１８】  一開示によれば、キャリブレーションの精度を向上させることができる。また、一開示によれば、装置規模の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１（Ａ）】図１（Ａ）はアンテナ装置の構成例を表す図である。
【図１（Ｂ）】図１（Ｂ）はアンテナ装置の構成例を表す図である。
【図２】図２は通常時の動作例を表す図である。
【図３】図３はキャリブレーション時の動作例を表す図である。
【図４】図４はキャリブレーション時の動作例を表す図である。
【図５】図５は動作例を表すフローチャートである。
【図６】図６は経路の例を表す図である。
【図７】図７はアンテナ装置の構成例を表す図である。
【図８】図８（Ａ）と図８（Ｂ）はアンテナ装置の構成例を表す図である。
【図９】図９（Ａ）と図９（Ｂ）はアンテナ装置の構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本明細書における課題及び実施例は一例であり、本願の権利範囲を限定するものではない。特に、記載の表現が異なっていたとしても技術的に同等であれば、異なる表現であっても本願の技術を適用可能であり、権利範囲を限定するものではない。そして、各実施の形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００２１】  また、本明細書で使用している用語や記載した技術的内容は、３ＧＰＰなど通信に関する規格として仕様書や寄書に記載された用語や技術的内容が適宜用いられてもよい。
【００２２】  ［第１の実施の形態］  ＜アンテナ装置の構成例＞  図１（Ａ）は、第１の実施の形態におけるアンテナ装置１０の構成例を表す図である。アンテナ装置１０は、例えば、無線基地局装置に含まれても良いし、端末装置に含まれても良い。端末装置としては、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット端末、ゲーム装置などがある。以下では、アンテナ装置１０は、無線基地局装置に含まれ、通信相手先は端末装置として説明する。
【００２３】  図１（Ａ）に示すようにアンテナ装置１０は、位相振幅コントローラ１００、複数の可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４、複数の分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２を備える。また、アンテナ装置１０は、複数のアンテナフィードライン（又は伝送線路、或いは差動線路）１３０−１１，１３０−１２，…，１３０−４１，１３０−４２、複数のアンテナ素子１４０−１〜１４０−４、複数の位相比較器１５５−１〜１５５−３を備える。さらに、アンテナ装置１０は、複数のＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）１６０−１〜１６０−３、発振器１７０、素子間キャリブレータ１８０、及びシステムコントローラ１９０を備える。
【００２４】  位相振幅コントローラ１００は、システムコントローラ１９０から出力された指示信号を入力すると、指示信号に従って、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４に対する位相と振幅を設定する。そして、位相振幅コントローラ１００は、設定した位相と振幅とを含む指示信号を各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ出力する。これにより、位相振幅コントローラ１００は、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４に対して、ビームフォーミングを行わせることが可能となる。
【００２５】  また、位相振幅コントローラ１００は、素子間キャリブレータ１８０から出力された指示信号を入力すると、指示信号に従って、キャリブレーション（又は較正。以下、「キャリブレーション」と称する場合がある。）を行うアンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の組み合わせを決定する。そして、位相振幅コントローラ１００は、例えば、決定したアンテナ素子１４０−１〜１４０−４に接続された２つの可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４に対して、キャリブレーションを行うことを指示する指示信号を出力する。
【００２６】  位相振幅コントローラ１００は、演算回路１０１とＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）１０２を備える。
【００２７】  演算回路１０１は、例えば、システムコントローラ１９０や素子間キャリブレータ１８０から指示信号を受け取ると、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４に対する位相と振幅を設定したり、キャリブレーションを行うアンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の組み合わせを決定したりする。ＤＡＣ１０２は、演算回路１０１から、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４に対する、ビームフォーミング用の位相と振幅を受け取ると、その情報をアナログ信号へ変換し、変換後のアナログ信号を指示信号として、対象となる可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ出力する。また、ＤＡＣ１０２は、演算回路１０１から、キャリブレーション対象となるアンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の情報を受け取ると、その情報をアナログ信号へ変換し、変換後のアナログ信号を指示信号として、対象となる可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ出力する。
【００２８】  可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４は、可変位相器１１１−１〜１１１−４と、可変振幅器（又は可変増幅器。以下では、「可変振幅器」と称する場合がある。）１１２−１〜１１２−４を備える。
【００２９】  通常動作（又はビームフォーミング動作。以下では、「通常動作」と称する場合がある。）の際は、可変位相器１１１−１〜１１１−４と可変振幅器１１２−１〜１１２−４は、例えば、以下のように動作する。
【００３０】  すなわち、可変位相器１１１−１〜１１１−４は、位相振幅コントローラ１００から出力された指示信号に従って、入力された無線信号に対してその位相を制御（又は変更）する。そして、可変位相器１１１−１〜１１１−４は、位相を制御した無線信号を、可変振幅器１１２−１〜１１２−４へ出力する。可変振幅器１１２−１〜１１２−４は、位相振幅コントローラ１００から出力された指示信号に従って、位相が制御された無線信号に対して、その振幅を制御する。可変振幅器１１２−１〜１１２−４は、位相と振幅とを制御した無線信号を、第１の差動信号と、第１の差動信号に対して位相を反転した第２の差動信号とに変換する。可変振幅器１１２−１〜１１２−４は、第１の差動信号を、分岐部１２０−１１，１２０−２１，１２０−３１，１２０−４１を介して、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２１，１３０−３１，１３０−４１へそれぞれ出力する。また、可変振幅器１１２−１〜１１２−４は、第２の差動信号を、分岐部１２０−１２，１２０−２２，１２０−３２，１２０−４２を介して、アンテナフィードライン１３０−１２，１３０−２２，１３０−３２，１３０−４２へそれぞれ出力する。このように、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４では、無線信号に対して位相と振幅とを制御し、その無線信号に対して互いに逆相関係にある２つの差動信号を出力する。
【００３１】  また、アンテナ素子１４０−１とアンテナ素子１４０−２とがキャリブレーション対象の場合、可変位相器１１１−１，１１１−２と可変振幅器１１２−１，１１２−２は、例えば、以下のように動作する。
【００３２】  すなわち、可変振幅器１１２−１は、位相振幅コントローラ１００から出力された指示信号に従って、アンテナ素子１４０−１がキャリブレーション対象であることを確認する。そして、可変振幅器１１２−１は、分岐部１２０−１２を介してアンテナフィードライン１３０−１２へ信号を出力することなく、分岐部１２０−１１を介してアンテナフィードライン１３０−１１へキャリブレーション用の第１の信号（又は第１のキャリブレーション信号。以下、「第１の信号」と称する場合がある。）を出力する。また、可変振幅器１１２−２も、位相振幅コントローラ１００から出力された指示信号に従って、アンテナ素子１４０−２がキャリブレーション対象であることを確認する。そして、可変振幅器１１２−２は、分岐部１２０−２１を介してアンテナフィードライン１３０−２１へ信号を出力することなく、分岐部１２０−２２を介してアンテナフィードライン１３０−２２へキャリブレーション用の第２の信号（又は第２のキャリブレーション用信号。以下、「第２の信号」と称する場合がある。）を出力する。アンテナ素子１４０−１，１４０−２間でキャリブレーションが行われる際は、位相比較器１５５−１においてその位相差が検出（又は計測）される。そのため、可変位相振幅器１１０−１，１１０−２では、位相比較器１５５−１と直接接続されていない側（外側）のアンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２２へキャリブレーション用の第１及び第２の信号を出力している。
【００３３】  分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２は、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４から出力された差動信号や第１及び第２の信号を、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−１２，…，１３０−４１，１３０−４２へ出力する。
【００３４】  また、分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２は、第１及び第２の信号がアンテナ素子１４０−１〜１４０−４でそれぞれ反射した第１及び第２の反射信号を位相比較器１５５−１へ出力する。例えば、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間でキャリブレーションが行われる際は、分岐部１２０−１２，１２０−２１は、アンテナフィードライン１３０−１２，１３０−２１から受け取った第１及び第２の反射信号をそれぞれ位相比較器１５５−１へ出力する。
【００３５】  なお、分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２は、例えば、スイッチ、カップラー、サーキュレータなどであってもよい。
【００３６】  アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２１，…，１３０−４１，１３０−４２は、分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２から出力された第１及び第２の差動信号（又は無線信号）を、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４へ夫々出力する。
【００３７】  また、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２１，…，１３０−４１，１３０−４２は、第１及び第２の反射信号を分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２へそれぞれ出力する。
【００３８】  アンテナ素子１４０−１〜１４０−４は、無線信号を、例えば、端末装置へ送信する。アンテナ素子１４０−１〜１４０−４は、例えば、パッチアンテナなどの平面アンテナである。例えば、誘電体基板の上面に放射素子（又はアンテナ素子１４０−１〜１４０−４）、下面が地導体板となる。アンテナ素子１４０−１〜１４０−４は、例えば、矩形上（又は正方形）となっており、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４から放射される電波の波長をλとすると、その一辺の長さがλ／２となっている。そのため、この矩形状の素子が共振器となって、アンテナ素子として動作することが可能となる。また、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４は、例えば、２つの給電点から差動信号に応じた給電が行われて、無線信号（差動信号）を無線電波として送信する。
【００３９】  また、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間でキャリブレーションが行われる際は、アンテナ素子１４０−１，１４０−２は、例えば、以下のように動作する。すなわち、アンテナ素子１４０−１，１４０−２は、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２２から第１及び第２の信号をそれぞれ入力する。そして、アンテナ素子１４０−１，１４０−２は、アンテナフィードライン１３０−１２，１３０−２１へ第１及び第２の反射信号を出力する。これは、例えば、アンテナ素子１４０−１，１４０−２には、一方のアンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２２から第１及び第２の信号を受け取り、他方のアンテナフィードライン１３０−１２，１３０−２１から信号を受け取ることがなく、電位差が生じるためである。
【００４０】  例えば、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間でキャリブレーションが行われる際は、アンテナ素子１４０−２，１４０−３は、アンテナフィードライン１３０−２１，１３０−３２から第１及び第２の信号をそれぞれ入力する。そして、アンテナ素子１４０−２，１４０−３は、第１及び第２の反射信号を、アンテナフィードライン１３０−２２，１３０−３１へ、それぞれ出力する。
【００４１】  位相比較器１５５−１〜１５５−４は、第１及び第２の反射信号に基づいて、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差を検出する。
【００４２】  例えば、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間でキャリブレーションが行われる際、位相比較器１５５−１は、分岐部１２０−１２，１２０−２１からそれぞれ受け取った第１及び第２の反射信号に基づいて、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間の位相差を検出する。また、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間でキャリブレーションが行われる際、位相比較器１５５−２は、分岐部１２０−２２，１２０−３１からそれぞれ受け取った第１及び第２の反射信号に基づいて、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差を検出する。
【００４３】  位相比較器１５５−１〜１５５−４は、位相差の検出結果（又は計測結果）をＡＤＣ１６０−１〜１６０−３へそれぞれ出力する。
【００４４】  位相比較器１５５−１〜１５５−４は、位相比較回路１５４−１〜１５４−３を備える。ここでは、代表して、位相比較回路１５４−１を説明する。
【００４５】  位相比較回路１５４−１は、例えば、分岐部１２０−１２，１２０−２１からそれぞれ出力された第１及び第２の反射信号を乗算する、又は排他的論理和演算を行うことで、第１及び第２の反射信号の位相差を検出し、検出した位相差を出力する。
【００４６】  図１（Ａ）に戻り、ＡＤＣ１６０−１〜１６０−３は、位相差の検出結果を、デジタル信号へ変換し、素子間キャリブレータ１８０へ出力する。
【００４７】  発振器１７０は、例えば、ローカル周波数帯のローカル信号（又は発振信号。以下、「発振信号」と称する場合がある。）を、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ出力する。アンテナ装置１０でキャリブレーションが行われる際は、発振信号が、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ入力されてキャリブレーション信号（又は第１及び第２の信号）として利用される。
【００４８】  素子間キャリブレータ１８０は、例えば、アンテナ装置１０におけるキャリブレーションの動作を制御する。素子間キャリブレータ１８０は、選択回路１８１、演算回路１８２、及びメモリ１８３を備える。
【００４９】  選択回路１８１は、ＡＤＣ１６０−１〜１６０−３から出力された位相差の検出結果のうち、いずれかの検出結果を選択し、選択した検出結果を演算回路１８２へ出力する。選択回路１８１は、位相差の検出結果（以下、「位相差」と称する場合がある。）のすべて又はその一部を選択してもよい。
【００５０】  演算回路１８２は、各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差をシステムコントローラ１９０へ出力する。
【００５１】  また、演算回路１８２は、各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差をどのような順序で検出するかを決定する。演算回路１８２は、順序に関する情報を指示信号として、位相振幅コントローラ１００へ出力する。演算回路１８２は、処理を行う際にメモリ１８３を利用して、キャリブレーションの順序を決定したりする。
【００５２】  システムコントローラ１９０は、例えば、アンテナ装置１０全体を制御する。システムコントローラ１９０は、ＩＯ（Input and Output）１９１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１９２、及びメモリ１９３を備える。
【００５３】  ＩＯ１９１は、素子間キャリブレータ１８０から各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差を入力し、入力した位相差をＣＰＵ１９２へ出力する。また、ＩＯ１９１は、ＣＰＵ１９２から受け取った制御情報を素子間キャリブレータ１８０へ出力する。さらに、ＩＯ１９１は、ＣＰＵ１９２から受け取った指示信号を位相振幅コントローラ１００へ出力する。
【００５４】  ＣＰＵ１９２は、各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差に基づいて、各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間での位相差に基づく調整値を決定する。そして、ＣＰＵ１９２は、ビームフォーミングの際に各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４に与える位相に対して、調整値を加算（又は減算）する。これにより、例えば、キャリブレーションされ、更に、ビームフォーミング用に調整された位相を計算することが可能となる。ＣＰＵ１９２は、調整値を加算した位相を含む指示信号を生成し、ＩＯ１９１を介して位相振幅コントローラ１００へ出力する。位相振幅コントローラ１００は、この指示信号に従って、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ調整後の位相を指示信号として出力する。これにより、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間のキャリブレーション（又は較正）を行うことが可能となる。
【００５５】  メモリ１９３は、例えば、ＣＰＵ１９２が処理を行う際に利用され、値などが書き込まれたり、読み出されたりする。
【００５６】  図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す位相比較器１５５−１〜１５５−３に代えて、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３とした場合のアンテナ装置１０の構成例を表す図である。図１（Ｂ）に示すアンテナ装置１０は、さらに、ＡＤＣ１６１−１〜１６１−３を備える。
【００５７】  位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３は、第１及び第２の反射信号に基づいて、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差と振幅差を検出する。
【００５８】  図３は、図１（Ｂ）と同じアンテナ装置１０の構成例を示すが、ここでは、図３を用いて、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−４の構成例を説明する。位相振幅比較器１５０−１を代表して説明すると、位相振幅比較器１５０−１は、パワーディテクタ（又はダイオード）１５１−１，１５２−１、振幅出力器１５３−１、及び位相比較回路１５４−１を備える。
【００５９】  パワーディテクタ１５１−１は、分岐部１２０−１２から出力された第１の反射信号の振幅を検出し、検出した振幅を振幅出力器１５３−１へ出力する。また、パワーディテクタ１５２−１は、分岐部１２０−２１から出力された第２の反射信号の振幅を検出し、検出した振幅を振幅出力器１５３−１へ出力する。
【００６０】  振幅出力器１５３−１は、第１の反射信号の振幅と第２の反射信号の振幅との振幅差を検出し、検出した振幅差の検出結果を出力する。この場合、振幅出力器１５３−１は、その振幅差を検出することなく、第１及び第２の反射信号の振幅をそのまま出力してもよい。
【００６１】  ＡＤＣ１６１−１〜１６１−３は、振幅差の検出結果を、デジタル信号へ変換し、素子間キャリブレータ１８０へ出力する。
【００６２】  素子間キャリブレータ１８０の選択回路１８１は、ＡＤＣ１６１−１〜１６１−３から出力された振幅差の検出結果（以下、「振幅差」と称する場合がある。）のいずれかを選択し、選択した振幅差を演算回路１８２へ出力する。この場合、選択回路１８１は、ＡＤＣ１６１−１〜１６１−３から出力された振幅差の全部又は一部を選択して出力してもよい。選択回路１８１は、図１（Ａ）と同様に、ＡＤＣ１６０−１〜１６０−３から出力された位相差も入力するため、位相差の検出結果の選択を行うとともに、振幅差の検出結果の選択も行う。
【００６３】  演算回路１８２は、各アンテナ素子間１４０−１〜１４０−４間の振幅差と位相差を、システムコントローラ１９０へ出力する。
【００６４】  システムコントローラ１９０のＩＯ１９１は、各アンテナ素子間の位相差と振幅差とを、ＣＰＵ１９２へ出力する。ＣＰＵ１９２は、各アンテナ素子間１４０−１〜１４０−４間の位相差と振幅差に基づいて、各アンテナ素子間１４０−１〜１４０−４間での位相差と振幅差とに基づく調整値を決定する。ＣＰＵ１９２は、ビームフォーミングの際に、各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間に与える位相と振幅に対して、調整値を加算（又は減算）する。これにより、ビームフォーミング用に調整された位相と振幅を計算することが可能となる、ＣＰＵ１９２は、調整値を加算した位相と振幅を含む指示信号を生成し、ＩＯ１９１を介して位相振幅コントローラ１００へ出力する。
【００６５】  位相振幅コントローラ１００は、この指示信号に従って、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ調整後の位相と振幅を指示信号として出力する。これにより、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間のキャリブレーションを行うことが可能となる。
【００６６】  以上、アンテナ装置１０の構成例について、図１（Ａ）と図１（Ｂ）を用いて説明した。
【００６７】  例えば、振幅差が無視できるような場合、図１（Ｂ）に示す位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３の代わりに、図１（Ａ）に示すように、位相比較器１５５−１〜１５５−３を用いてアンテナ装置１０を動作せることも可能である。
【００６８】  また、図１（Ａ）に示す位相比較器１５５−１〜１５５−３を用いた場合、キャリブレーションを行わないで振幅制御を行う場合、システムコントローラ１９０は、このような振幅制御を行うことを指示する指示信号を位相振幅コントローラ１００へ出力することが可能である。
【００６９】  図１（Ａ）と図１（Ｂ）の例では、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４がそれぞれ４つの例を説明した。例えば、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４は、２〜３つでもよいし、５つ以上あってもよい。また、図１（Ａ）と図１（Ｂ）の例では、位相比較器１５５−１〜１５５−３や位相振幅器比較器１５０−１〜１５０−３も、３つの例を説明したが、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４と可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４の個数に応じて、１〜２つや、４つ以上あってもよい。
【００７０】  なお、以下において、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３を用いた図面（図１（Ｂ））で説明するが、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３に代えて、図１（Ａ）に示す位相比較器１５５−１〜１５５−３を用いてもよい。
【００７１】  ＜動作例＞  最初に通常時（又はビームフォーミング時）のアンテナ装置１０の動作例を説明し、次に、キャリブレーション時のアンテナ装置１０の動作例を説明する。
【００７２】  ＜１．通常時の動作例＞  図２は、通常時の動作例を表す図である。ただし、図２では、素子間キャリブレータ１８０とシステムコントローラ１９０は省略されている。
【００７３】  なお、アンテナ装置１０には送信部１７５を含み、送信部１７５は、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４、分岐部１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−４、及び発振器１７０を備える。
【００７４】  図２に示すように、位相振幅コントローラ１００は、アンテナ素子１４０−２から出力される無線信号の位相と振幅をある値に設定した指示信号を、可変位相振幅器１１０−２へ出力する。
【００７５】  可変位相振幅器１１０−２の可変振幅器１１２−１では、指示信号に従って、入力された無線信号の位相を指示された位相へ制御する（又は位相をずらす）。また、可変振幅器１１２−２は、指示信号に従って、無線信号の振幅を指示された振幅へ制御する（又は振幅を変える）。さらに、可変振幅器１１２−２は、位相と振幅とが制御された無線信号に対して、互いに逆相の２つの差動信号（例えば第１及び第２の差動信号）を生成する。そして、可変振幅器１１２−２は、第１の差動信号をアンテナフィードライン１３０−２１へ、第２の差動信号をアンテナフィードライン１３０−２２へ、それぞれ出力する。アンテナ素子１４０−２は２つの差動信号が印加され、無線信号がアンテナ素子１４０−２から送信される。なお、無線信号は、例えば、可変位相振幅器１１０−２の可変位相器１１１−２に入力されるものとする。
【００７６】  アンテナ素子１４０−１，１４０−３，１４０−４についても、位相振幅コントローラ１００が位相と振幅とを可変位相振幅器１１０−１，１１０−３，１１０−４へそれぞれ出力することで、図２の場合と同様に、ビームフォーミング制御により、無線信号の送信が可能となる。
【００７７】  ＜２．キャリブレーション時の動作例＞  図３と図４は、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間でキャリブレーションが行われる際の動作例を表す図である。また、図５は、キャリブレーションが行われる際のアンテナ装置１０における動作例を表すフローチャートである。図５を説明しながら、具体例として、図３と図４の例を説明する。
【００７８】  キャリブレーションの対象は、図３の例では、アンテナ素子１４０−２とアンテナ素子１４０−３との経路差分（又は経路差。以下では、「経路差」と称する場合がある。）ΔＬによる位相差と振幅差である。具体的には、本アンテナ装置１０は、分岐部１２０−２１，１２０−２２からアンテナ素子１４０−２までの経路と、分岐部１２０−３１，１２０−３２からアンテナ素子１４０−３までの経路との経路差ΔＬによる位相差と振幅差とをキャリブレーションする。
【００７９】  なお、以下では、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−２１，…，１３０−４１，１３０−４２を、アンテナフィードライン１３０と称する場合がある。また、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４を、アンテナ素子１４０と称する場合がある。さらに、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３を、位相振幅比較器１５０と称する場合がある。
【００８０】  図５に示すように、アンテナ装置１０は、処理を開始すると（Ｓ１０）、現在注目しているアンテナ素子間数ｊは、ｒ個以下か否かを判別する（Ｓ１１）。ｒは、アンテナ装置１０における全体のアンテナ素子間数を表す。例えば、素子間キャリブレータ１８０の演算回路１８２は、現在注目しているアンテナ素子間をｊ（ｊ≦ｒ）とし、ｊ＝１から順番にＳ１５の処理を終了するごとに、ｊをインクリメントし、ｊがｒ以下となるか否かを判別する。図３の例では、ｒ＝３となり、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間をｊ＝１、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間をｊ＝２とすると、図３の状態では、演算回路１８２は、ｒ以下と判別する。
【００８１】  図５に戻り、アンテナ装置１０は、アンテナ素子間数ｊがｒ以下のとき（Ｓ１１でＹｅｓ）、注目する２つのアンテナ素子１４０のアンテナフィードライン１３０の片側をＯＮにし、もう片側をＯＦＦにする（Ｓ１２）。例えば、図３の例では、アンテナ装置１０は、以下の処理を行う。
【００８２】  すなわち、素子間キャリブレータ１８０は、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間を処理対象とする指示信号を位相振幅コントローラ１００へ出力する。位相振幅コントローラ１００は、指示信号を受けると、可変位相振幅器１１０−２に対して、アンテナフィードライン１３０−２１をＯＮ、アンテナフィードライン１３０−２２をＯＦＦにする指示信号を出力する。また、位相振幅コントローラ１００は、指示信号を受けると、可変位相振幅器１１０−３に対して、アンテナフィードライン１３０−３２をＯＮ、アンテナフィードライン１３０−３１をＯＦＦにする指示信号を出力する。可変位相振幅器１１０−２，１１０−３は、指示信号を受け取ると、信号をアンテナフィードライン１３０−２２，１３０−３１へ出力することなく、第１及び第２の信号をアンテナフィードライン１３０−２１，１３０−３２へそれぞれ出力する。
【００８３】  図５に戻り、次に、アンテナ装置１０は、注目する２つのアンテナ素子間ｊの位相差及び振幅差を位相振幅比較器１５０で計測（又は検出）する（Ｓ１３）。例えば、図３の例では、アンテナ装置１０は、以下の処理を行う。
【００８４】  すなわち、位相振幅比較器１５０−２は、アンテナフィードライン１３０−２２，１３０−３１から分岐部１２０−２２、１２０−３１を介して第１及び第２の反射信号をそれぞれ取得する。そして、位相振幅比較器１５０−２は、第１及び第２の反射信号に基づいて、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差及び振幅差を検出する。
【００８５】  なお、図３の例では、可変振幅器１１２−２の「ＯＮ」側が「＋」、可変振幅器１１２−３の「ＯＮ」側が「−」となっており、位相振幅比較器１５０−２では、互いに逆相関係となる第１及び第２の反射信号を取得することになる。そのため、図３の例では、位相振幅比較器１５０−２は、第２の反射信号の位相を逆相にしたり、第１の反射信号の位相を逆相にしたりして、第１及び第２の反射信号が同相関係となるように処理を行った後で、位相差と振幅差を検出してもよい。
【００８６】  図４は、図３と比較して、２つの可変振幅器１１２−２，１１２−４の「＋」と「−」の関係（又は、同相又は逆相関係）が逆となっている場合のアンテナ装置１０の構成例を表す図である。図４の例では、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３においては、入力される２つの反射信号が同相関係となっている。そのため、位相振幅比較器１５０−１〜１５０−３は、位相差を検出する際に、第１の反射信号や第２の反射信号の位相を逆相にすることなく、その位相差を検出することができる。
【００８７】  図５に戻り、次に、アンテナ装置１０は、検出した値を、現在注目しているアンテナ素子間ｊに対応した、素子間キャリブレータ１８０のメモリ１８３に入力（又は記憶）する（Ｓ１４）。例えば、図３の例では、アンテナ装置１０は、以下の処理を行う。
【００８８】  すなわち、位相振幅比較器１５０−２は、検出した位相差と振幅差を、ＡＤＣ１６０−２，１６０−２をそれぞれ介して、素子間キャリブレータ１８０へ出力する。素子間キャリブレータ１８０の演算回路１８２は、選択回路１８１を介して、検出した位相差と振幅差を受け取り、メモリ１８３に記憶する。この際、演算回路１８２は、メモリ１８３のアドレスＭｊ（アンテナ素子間ｊ＝２の場合は、Ｍ２）に、検出した位相差と振幅差を記憶する。
【００８９】  図５に戻り、次に、アンテナ装置１０は、注目する２つのアンテナ素子間ｊを次のアンテナ素子間（ｊ＋１）へずらす（Ｓ１５）。例えば、図３の例では、素子間キャリブレータ１８０の演算回路１８２は、アンテナ素子間ｊ＝２をインクリメントして、ｊ＝３にし、キャリブレーション対象をアンテナ素子１４０−３，１４０−４間とする。
【００９０】  そして、アンテナ装置１０は、注目するアンテナ素子間ｊがｒとなるまで、Ｓ１１からＳ１５までの処理を繰り返す（Ｓ１１でＹｅｓのループ）。
【００９１】  アンテナ装置１０は、注目するアンテナ素子間ｊがｒ個となったとき（Ｓ１１でＮｏ）、キャリブレーションを終了し、キャリブレーション済の値を通常モードで用いるメモリにコピーする（Ｓ１６）。例えば、図３の例では、アンテナ装置１０は、以下の処理を行う。
【００９２】  すなわち、アンテナ素子間ｊがｒとなったとき、素子間キャリブレータ１８０のメモリ１８３では、アドレスＭ１にアンテナ素子間ｊ＝１の位相差と振幅差が記憶され、アドレスＭ２にはアンテナ素子間ｊ＝２の位相差と振幅差が記憶されるなど、各アドレスＭｊに各アンテナ素子間ｊの位相差と振幅差が記憶される。演算回路１８２は、メモリ１８３の各アドレスＭｊから各アンテナ素子間ｊの位相差と振幅差とを読み出し、システムコントローラ１９０へ出力する。システムコントローラ１９０のＣＰＵ１９２は、ＩＯ１９１を介して、各アンテナ素子間ｊの位相差と振幅差を受け取ると、メモリ１９３に記憶する。
【００９３】  図５に戻り、次に、アンテナ装置１０は、通常モード用メモリ（調整済の値）を用いて、位相振幅コントローラ１００での処理を開始し、可変位相振幅器１１０に対して通常制御を行う（Ｓ１７）。例えば、図３の例において、アンテナ装置１０は、以下の処理を行う。
【００９４】  すなわち、システムコントローラ１９０のＣＰＵ１９２は、メモリ１９３から、各アンテナ素子間ｊの位相差と振幅差を読み出し、各アンテナ素子間に与える位相差と振幅差の調整値を計算する。例えば、ＣＰＵ１９２は、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差が「＋２°」のときは、位相差の調整値として「−２°」を計算する。ＣＰＵ１９２は、計算した調整値をメモリ１９３に記憶する。そして、ＣＰＵ１９２は、ビームフォーミングを行う際、ビームフォーミングとして各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４に与える位相差と振幅差に対して、メモリ１９３から読み出した調整値を加算（又は減算）する。これにより、キャリブレーション後の位相差と振幅差が考慮された、ビームフォーミング用の位相差と振幅差を計算することができる。例えば、ビームフォーミング用として、アンテナ素子１４０−１には「０°」、アンテナ素子１４０−２には「４５°」の位相差と与える場合、ＣＰＵ１９２は、キャリブレーションを考慮した位相差として、アンテナ素子１４０−１には「０°」、アンテナ素子１４０−２には「４３°（＝４５°−２°）」を計算する。ＣＰＵ１９２は、キャリブレーション後のビームフォーミング用の位相差と振幅差を含む指示信号を位相振幅コントローラ１００へ出力する。位相振幅コントローラ１００は、指示信号に従って、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ、位相差と振幅差を含む指示信号を出力する。各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４は、指示信号に従って、入力される無線信号に対して、位相制御と振幅制御を行って、差動信号を各アンテナ素子１４０−１から１４０−４へ出力する。
【００９５】  なお、このような計算は、位相振幅コントローラ１００で行われてもよい。その場合は、例えば、以下となる。すなわち、システムコントローラ１９０のＣＰＵ１９２は、メモリ１９３から調整値を読み出して、位相振幅コントローラ１００へ出力する。また、ＣＰＵ１９２は、ビームフォーミング用として各アンテナ素子１４０−１〜１４０−４に与える位相差と振幅差を位相振幅コントローラ１００へ出力する。位相振幅コントローラ１００の演算回路１０１は、ビームフォーミング用の位相差と振幅差に調整値を加算（又は減算）して、調整後の位相差と振幅差を算出する。演算回路１０１は、算出した位相差と振幅差を含む指示信号を、各可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４へ出力する。
【００９６】  以上が、アンテナ装置１０における動作例である。
【００９７】  なお、位相差の検出（Ｓ１３）に関して、図３の例に示すように、アンテナ素子１４０−３の経路がアンテナ素子１４０−２の経路よりも、ΔＬだけ長いとき、位相振幅比較器１５０−２は、２ΔＬを位相差として検出する。そのため、例えば、素子間キャリブレータ１８０の演算回路１８２は、各ＡＤＣ１６０−１〜１６０−４から受け取った位相差に対して、その半分の値（＝経路差ΔＬ）を、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差として計算する。演算回路１８２は、計算した位相差を、メモリ１８３のアドレスＭ２に記憶すればよい。
【００９８】  また、位相差の検出（Ｓ１３）に関して、例えば、検出される位相差が「３６０°」のとき、位相差として「０°」であるのか、「３６０°」（往復分を考慮すると「１８０°」）であるのか、判別できない場合がある。
【００９９】  そこで、キャリブレーションの際に、可変位相振幅器１１０は２種類の周波数で第１の信号を出力するようにしてもよい。すなわち、発振器１７０は、周波数ｆ０の第１の発振信号と、周波数ｆ１の第２の発振信号とを生成し、例えば、可変位相振幅器１１０−２，１１０−３へ出力する。可変位相振幅器１１０−２は、周波数ｆ０の第１の信号と周波数ｆ１の第１の信号を出力し、可変位相振幅器１１０−３は、周波数ｆ０の第２の信号と周波数ｆ１の第２の信号を出力する。位相振幅比較器１５０−２は、周波数ｆ０に対応する２つの反射信号に対して位相差を検出し、周波数ｆ１に対応する２つの反射信号に対して位相差を検出する。位相振幅比較器１５０−２は、２つの位相差を素子間キャリブレータ１８０へ出力し、素子間キャリブレータ１８０は、２つの位相差の差分を計算して、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差を検出することができる。
【０１００】  例えば、素子間キャリブレータ１８０の演算回路１８２は、以下の式を用いて、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差Δθを計算する。
【０１０１】  Δθ＝Ｘ・（ｆ１−ｆ０）・（２π・ΔＬ／ｃ）  ・・・（１）  式（１）において、Ｘは、１８０°に対する倍数を表す。２つの周波数ｆ０，ｆ１に対する位相差Δθ１は、Δθ１＝２π（ｆ１−ｆ０）・ΔＬ／ｃとなるが、式（１）は、これを、Ｘ倍したものとなっている。上述したように、２ΔＬ（往復分）が経路差として検出されるため、式（１）は、例えば、Ｘ＝２であってもよい。
【０１０２】  例えば、演算回路１８２は、周波数ｆ０に対応する位相差と周波数ｆ１に対応する位相差の２つの位相差の差分を計算することで、位相差Δθを計算する。式（１）に示すように、素子間キャリブレータ１８０は、位相振幅比較器１５０−２から出力された２つの位相差の差分を計算して、２つのアンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差Δθを計算している。
【０１０３】  以上、説明したように、本第１の実施の形態では、アンテナ素子１４０への線路が差動線路となっているアンテナ装置１０において、例えば、その差動線路を利用してキャリブレーションを行っている。そのため、アンテナ素子間の差動線路の経路差ΔＬによる位相差と振幅差を精度よく検出することが可能となる。このため、本アンテナ装置１０は、このようにアンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差と振幅差とを検出しない場合と比較して、キャリブレーションの精度を向上させることが可能となる。
【０１０４】  また、図３の例に示すように、本アンテナ装置１０では、キャリブレーションの際、差動信号を送信するのに用いるアンテナフィードライン１３０−２１，１３０−３１，１３０−３２を用いて、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差と振幅差とを算出している。従って、本アンテナ装置１０では、キャリブレーション用のアンテナなどを別途設けることはなく、装置規模の増大を抑制することが可能となる。さらに、本アンテナ装置１０では、キャリブレーションを行うために別途、信号線路を設けることもないため、この点からも、装置規模の増大を抑制することが可能となる。
【０１０５】  ［第２の実施の形態]  上述した例では、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間のキャリブレーションは、最初にアンテナ素子１４０−１，１４０−２間で位相差と振幅差とを検出し、次に、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間で検出する例を説明した。この場合、アンテナ装置１０では、順次、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差と振幅差を検出することになる。例えば、３つのアンテナ素子以上のアンテナ素子が存在する場合、アンテナ装置１０は、マスターを決めて、マスターとスレーブを比較して、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差と振幅差とを検出するようにしてもよい。
【０１０６】  例えば、図１（Ｂ）において、最初にアンテナ素子１４０−２をマスター、アンテナ素子１４０−３をスレーブとして、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間で位相差と振幅差を検出する。次に、スレーブとしたアンテナ素子１４０−３を、マスターとして、アンテナ素子１４０−４をスレーブとする。また、マスターのアンテナ素子１４０−２に対して、アンテナ素子１４０−１をスレーブとする。そして、マスターであるアンテナ素子１４０−３とスレーブであるアンテナ素子１４０−４とで位相差と振幅差とを検出すると同時に、マスターであるアンテナ素子１４０−２とスレーブであるアンテナ素子１４０−１とで位相差と振幅差とを検出する。
【０１０７】  例えば、アンテナ装置１０では、以下の処理を行う。すなわち、素子間キャリブレータ１８０は、アンテナ素子１４０−２，１４０−３間の位相差と振幅差を位相振幅比較器１５０−２から受け取る。このとき、素子間キャリブレータ１８０は、アンテナ素子１４０−１とアンテナ素子１４０−３との間で位相差と振幅差を検出するとともに、アンテナ素子１４０−３とアンテナ素子１４０−４との間で位相差と振幅差を検出することを示す指示信号を生成する。素子間キャリブレータ１８０は、指示信号を位相振幅コントローラ１００へ出力する。位相振幅コントローラ１００は、指示信号に従って、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間でキャリブレーションを行うことを示す指示信号を可変位相振幅器１１０−１，１１０−２へ出力する。また、位相振幅コントローラ１００は、この指示信号を出力するとともに、アンテナ素子１４０−３，１４０−４間でキャリブレーションを行うことを示す指示信号を可変位相振幅器１１０−３，１１０−４へ出力する。これにより、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間と、アンテナ素子１４０−３，１４０−４間とで同時にキャリブレーションが行われる。
【０１０８】  マスターとスレーブを用いた方法は、一度、位相差と振幅差を検出すると、マスターとなるアンテナ素子１４０が２つできる。そのため、順次、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４間の位相差と振幅差とを検出する場合と比較して、マスターとスレーブによる方式は、検出時間を短くすることが可能となる。
【０１０９】  ［第３の実施の形態]  上述した例では、例えば、図３に示すように、アンテナフィードライン１３０−２１，１３０−２２とアンテナフィードライン１３０−３１，１３０−３２との間の経路差ΔＬを検出する例について説明した。しかし、実際には、さらに、チップ間（可変位相振幅器１１０−２，分岐部１２０−２１，１２０−２２と、可変位相振幅器１１０−３，分岐部１２０−３１，１３０−３２との間）を含む経路差を検出することが可能である。
【０１１０】  図６は、検出可能な経路差の例を表す図である。図６に示すように、発振器１７０の分岐点Ａから、可変位相振幅器１１０−１、分岐部１２０−１１、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−１２、分岐部１２０−１２、及び位相振幅比較器１５０−１の入力端に至るまでの経路Ｌ１がある。また、分岐点Ａから、可変位相振幅器１１０−２、分岐部１２０−２２、アンテナフィードライン１３０−２２，１３０−２１、分岐部１２０−２１、及び位相振幅比較器１５０−１の入力端に至るまでの経路Ｌ３がある。位相振幅比較器１５０−１では、第１及び第２の反射信号に基づいて、経路Ｌ１と経路Ｋ３の経路差による位相差と振幅差を検出することが可能である。
【０１１１】  また、図６に示すように、分岐部１２０−１２，１２０−２１について、可変位相振幅器１１０−１，１１０−２からの出力信号を位相振幅比較器１５０−１へ向けさせるようにする。そして、アンテナ装置１０には、分岐部１２０−１２，１２０−２１と位相振幅比較器１５０−１との間に、ＳＰＤＴ  ＳＷ（Single Pole Double Throw Switch：単極双投スイッチ）１６５−１，１６５−２をそれぞれ設ける。
【０１１２】  キャリブレーションの際、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６５−１は、発振器１７０から出力され、可変位相振幅器１１０−１と分岐部１２０−１２を経由したキャリブレーション信号（又は第１の信号）を、位相振幅比較器１５０−１へ出力する。また、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６５−２は、発振器１７０から出力され、可変位相振幅器１１０−２と分岐部１２０−２１を経由したキャリブレーション信号（又は第２の信号）を、位相振幅比較器１５０−１へ出力する。分岐点Ａから可変位相振幅器１１０−１、分岐部１２０−１１、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６５−１を経由して位相振幅比較器１５０−１までの経路をＬ２とする。分岐点Ａから可変位相振幅器１１０−２、分岐部１２０−２１、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６５−２を経由して位相振幅比較器１５０−１の入力端までの経路をＬ４とする。位相振幅比較器１５０−１は、第１及び第２の信号に基づいて、経路Ｌ２と経路Ｌ４の経路差（又はその位相差）と振幅差とを検出することも可能となる。
【０１１３】  ［第４の実施の形態]  さらに、上述した例では、アンテナ装置１０は、送信の例について説明した。アンテナ装置１０は、送信機だけではなく、受信機として動作してもよい。
【０１１４】  図７は、アンテナ装置１０が送信と受信の双方の機能を有する場合の構成例を表す図である。
【０１１５】  図７に示す例では、アンテナ装置１０は、更に、可変位相振幅器１１５−１，１１５−２と、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１１，１６６−１２，１６６−２１，１６６−２２を備える。
【０１１６】  可変位相振幅器１１５−１，１１５−２は、可変振幅器１１６−１，１１６−２と可変位相器１１７−１、１１７−２をそれぞれ備える。可変振幅器１１６−１，１１６−２は、位相振幅コントローラ１００からの指示信号に従って、受信信号（差動信号）の振幅を制御する。また、可変位相器１１７−１，１１７−２は、位相振幅コントローラ１００からの指示信号に従って、受信信号の位相を制御する。可変位相器１１７−１，１１７−２は、振幅と位相が制御された受信信号を、例えば、周波数変換器などを介してベースバンド処理部へ出力する。
【０１１７】  ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１１は、送信とキャリブレーションの際は、可変位相振幅器１１０−１からの出力信号を、分岐部１２０−１１へ出力し、受信の際は、分岐部１２０−１１からの出力信号を、可変位相振幅器１１５−１へ出力する。
【０１１８】  また、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１２は、送信とキャリブレーションの際は、可変位相振幅器１１０−１の出力信号を、分岐部１２０−１２へ出力し、受信の際は、分岐部１２０−１２からの出力信号を、可変位相振幅器１１５−１へ出力する。
【０１１９】  さらに、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−２１も、送信とキャリブレーションの際は、可変位相振幅器１１０−２からの出力信号を、分岐部１２０−２１へ出力し、受信の際は、分岐部１２０−２１からの出力信号を、可変位相振幅器１１５−２へ出力する。
【０１２０】  さらに、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−２２は、送信とキャリブレーションの際は、可変位相振幅器１１０−２からの出力信号を、分岐部１２０−２２へ出力し、受信の際は、分岐部１２０−２２からの出力信号を、可変位相振幅器１１５−２へ出力する。
【０１２１】  ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１１，１６６−１２，１６６−２１，１６６−２２に対するスイッチングは、例えば、システムコントローラ１９０のＣＰＵ１９２で行われてもよい。すなわち、ＣＰＵ１９２は、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１１，１６６−１２，１６６−２１，１６６−２２へ切替信号を出力し、ＳＰＤＴ  ＳＷ１６６−１１，１６６−１２，１６６−２１，１６６−２２はその切替信号に従って、スイッチングを行う。
【０１２２】  受信の際、アンテナフィードライン１３０−１１，１３０−１２には、アンテナ素子１４０−１から互いに逆相の差動信号（受信信号）が流れ、可変位相振幅器１１５−１へ出力される。また、受信の際、アンテナフィードライン１３０−２１，１３０−２２には、アンテナ素子１４０−２から互いに逆相の差動信号（受信信号）が流れ、可変位相振幅器１１５−２へ出力される。
【０１２３】  ［第５の実施の形態]  さらに、上述した例では、可変位相器１１１−１〜１１１−４は、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４内に設けられた例を説明した。可変位相器１１１−１〜１１１−４は、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４の外に設けられてもよい。
【０１２４】  図８（Ａ）から図９（Ｂ）は、可変位相器１１１−１，１１１−２の設置例を表す図である。
【０１２５】  図８（Ａ）は、可変位相器１１１−１，１１１−２が発振器１７０から出力されるローカル信号が送信される経路上に可変位相器１１１−１，１１１−２が設置された例である。この場合も、可変位相器１１１−１，１１１−２は、位相振幅コントローラ１００からの指示信号に従って、その位相を制御する。アンテナ装置１０は、更に、デジタルＢＢ（Base Band：ベースバンド）部１７１、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）１７２−１，１７２−２、及びミキサ（又は周波数変換器）１７３−１，１７３−２を備える。ミキサ１７３−１，１７３−２は、例えば、デジタルＢＢ部１７１から出力されたベースバンド帯域のベースバンド信号を、発振器１７０からの発振信号に基づいて、アンテナ素子１４０−１，１４０−２の動作周波数帯（又は無線周波数帯）の無線信号へ変換（アップコンバート）する。ベースバンド帯域は、動作周波数帯よりも低い周波数帯である。ミキサ１７３−１，１７３−２は、周波数変換後の無線信号を、可変振幅器１１２−１，１１２−２へ出力する。図８（Ａ）の例では、キャリブレーションの際、ミキサ１７３−１，１７３−２は、位相が制御された発振信号を、キャリブレーション用の信号として、可変振幅器１１２−１，１１２−２へ出力する。この場合、キャリブレーション用の信号は、例えば、アンテナ素子１４０−１，１４０−２と同じ動作周波数帯の信号となる。
【０１２６】  図８（Ｂ）は、可変位相器１１１−１，１１１−２がベースバンド帯域（又は低周波数帯域）の経路上に設置された例である。この場合、可変位相器１１１−１，１１１−２は、ＤＡＣ１７２−１，１７２−２から出力されたデータ信号に対して、位相振幅コントローラ１００の指示信号に従って、その位相を制御する。
【０１２７】  図８（Ｂ）の例において、例えば、可変位相器１１１−１，１１１−２と、可変振幅器１１２−１，１１２−２の位置を代えてもよい。すなわち、可変位相振幅器１１０−１，１１０−２に可変位相器１１１−１，１１１−２を設け、図８（Ｂ）に示す可変位相器１１１−１，１１１−２の位置に、可変振幅器１１２−１，１１２−１が設けられてもよい。
【０１２８】  図９（Ａ）は、可変位相器１１１−１，１１１−２がデジタルＢＢ部１７１に設置された例を表す例である。上述した例では、アナログ側に可変位相器１１１−１，１１１−２が設置された例を説明したが、図９（Ａ）に示すように、デジタル側に可変位相器１１１−１，１１１−２が設置されてもよい。この場合、位相振幅コントローラ１００は、ＤＡＣ１０２にて、指示信号をアナログ信号に変換することなく、デジタル信号のまま、可変位相器１１１−１，１１１−２へ出力することが可能となる。この場合、位相制御についてはデジタル制御により実現可能となる。図９（Ａ）の場合も、可変位相器１１１−１，１１１−２と可変振幅器１１２−１，１１２−２の位置を代えてもよい。デジタル側で、位相だけではなく、振幅も可変にすることが可能となる。
【０１２９】  図９（Ｂ）は、図８（Ａ）から図９（Ａ）までの例をすべて含む場合のアンテナ装置１０の構成例を表す図である。図９（Ｂ）に示すように、アナログ側（又はアンテナ直下）にもデジタル側（又はデジタルＢＢ部１７１）にも可変位相器１１１−１，１１１−２が設置される。アナログ側とデジタル側の双方で、アンテナ素子１４０−１，１４０−２間の位相と振幅を制御して、キャリブレーションやビームフォーミングを行うことが可能となる。
【０１３０】  なお、デジタルＢＢ部１７１のベースバンド周波数帯で、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４を動作させてもよい。この場合、図９（Ａ）と図９（Ｂ）に示す可変位相振幅器１１０−１，１１０−２が、ミキサ１７３−１，１７０−２とデジタルＢＢ部１７１との間に設けられてもよいし、デジタルＢＢ部１７１内に設けられてもよい。さらに、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−４はデジタル側で動作させるようにしてもよい。この場合、図９（Ａ）や図９（Ｂ）において、可変位相振幅器１１０−１〜１１０−２は、例えば、デジタルＢＢ部１７１とＤＡＣ１７２−１，１７２−２との間やデジタルＢＢ部１７１内に設けられる。これにより、例えば、可変位相振幅器１１０−１，１１０−２は、ベースバンド周波数帯の第１及び第２の信号を出力することが可能となる。
【０１３１】  ［その他の実施の形態]  上述した実施の形態では、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４の形状を、正方形として説明した。例えば、アンテナ素子１４０−１〜１４０−４のアンテナフィードライン１３０−１１，１３０−１２と同じ方向での長さがλ／２であれば、長方形などの形状であってもよい。
【０１３２】  また、上述した実施の形態において、演算回路１０１，１８２について説明した。演算回路１０１，１８２は、例えば、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサやコントローラであってもよい。さらに、ＣＰＵ１９２は、ＣＰＵに代えて、ＤＳＰやＭＰＵ、ＦＰＧＡなどのプロセッサやコントローラであってもよい。
【符号の説明】
【０１３３】１０：アンテナ装置                    １００：位相振幅コントローラ１０１：演算回路                      １１０（１１０−１〜１１０−４），１１５−１，１１５−２：可変位相振幅器１１１−１〜１１１−４，１１７−１，１１７−２：可変位相器１１２−１〜１１２−４，１１６−１，１１６−２：可変振幅器１２０−１１，１２０−１２，…，１２０−４１，１２０−４２：分岐部１３０（１３０−１１，１３０−１２，…，１３０−４１，１３０−４２）：アンテナフィードライン１４０（１４０−１〜１４０−４）：アンテナ素子  １５０（１５０−１〜１５０−４）：位相振幅比較器１５１−１〜１５１−３，１５２−１〜１５２−３：パワーディテクタ１５３−１〜１５３−３：振幅出力器１５４−１〜１５４−３：位相比較回路１５５−１〜１５５−３：位相比較器１６５−１，１６５−２，１６６−１１，１６６−１２，１６６−２１，１６６−２２：ＳＰＤＴ  ＳＷ１７０：発振器
【図１（Ａ）】
2019198192.tif 000003
【図１（Ｂ）】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月12日(2020.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナ素子に接続された第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力、又は前記第１のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第１及び第２の伝送線路に入力され、第２のアンテナ素子に接続された第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力、又は前記第２のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第３及び第４の伝送線路へ入力されるアンテナ装置において、
前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力する第１の可変位相振幅器と、
前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力する第２の可変位相振幅器と、
前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出する位相比較器と、
検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相を較正する位相振幅コントローラと
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記位相比較器に代えて、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差及び振幅差を検出する位相振幅比較器を備え、
前記位相振幅コントローラは、検出された前記位相差及び振幅差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相及び振幅を較正することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第２の伝送線路と前記第３の伝送線路は、前記位相比較器又は前記位相振幅比較器と接続され、前記第１の伝送線路と前記第４の伝送線路は、前記第１及び第２のアンテナ素子と前記第２及び第３の伝送線路とを介して前記位相比較器又は前記位相振幅比較器とそれぞれ接続されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数と同じ周波数帯の前記第１及び第４の信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の可変位相振幅器は、前記第１及び第２のアンテナ素子の動作周波数よりも低いベースバンド周波数帯の前記第１及び第２の信号を出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項６】
更に、素子間キャリブレータを備え、
前記第１の可変位相振幅器は、第１の周波数の前記第１の信号と、第２の周波数の前記第１の信号とを出力し、前記第２の可変位相振幅器は、前記第１の周波数の前記第２の信号と前記第２の周波数の前記第２の信号とを出力し、
前記位相比較器又は前記位相振幅比較器は、前記第１の周波数に対応する前記第１の反射信号と前記第１の周波数に対応する前記第２の反射信号とに基づいて、前記第１の周波数に対応する第１の位相差と、前記第２の周波数に対応する前記第１の反射信号と前記第２の周波数に対応する前記第２の反射信号とに基づいて、前記第２の周波数に対応する第２の位相差とを検出し、
前記素子間キャリブレータは、前記第１及び第２の位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項７】
更に、
前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差を検出すると、アンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差の検出が終了していない前記第１のアンテナ素子と第３のアンテナ素子との間で位相差、又は位相差及び振幅差の検出を行うとともに、アンテナ素子間の位相差、又は位相差及び振幅差の検出が終了してない前記第２のアンテナ素子と第４のアンテナ素子との間で位相差、又は位相差及び振幅差の検出を行うことを示す指示信号を前記位相振幅コントローラへ出力する素子間キャリブレータと、
前記第３のアンテナ素子に接続された第３の可変位相振幅器と、
前記第４のアンテナ素子に接続された第４の可変位相振幅器と
を備え、
前記位相振幅コントローラは、前記指示信号に従って、前記第１のアンテナ素子と前記第３のアンテナ素子との間での較正を行うことを示す指示信号を前記第１及び第３の可変位相振幅器へ出力するとともに、前記第２のアンテナ素子と前記第４のアンテナ素子との間で較正を行うことを示す指示信号を前記第２及び第４の可変位相振幅器へ出力することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項８】
第１及び第２の可変位相振幅器と、位相比較器と、位相振幅コントローラとを有し、第１のアンテナ素子に接続された第１及び第２の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第１のアンテナ素子へ出力、又は前記第１のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第１及び第２の伝送線路に入力され、第２のアンテナ素子に接続された第３及び第４の伝送線路を介して互いに逆相の信号を前記第２のアンテナ素子へ出力、又は前記第２のアンテナ素子から互いに逆相の信号が前記第３及び第４の伝送線路へ入力されるアンテナ装置におけるキャリブレーション方法であって、
前記第１の可変位相振幅器により、前記第２の伝送線路へ第２の信号を出力することなく、前記第１の伝送線路へ第１の信号を出力し、
前記第２の可変位相振幅器により、前記第３の伝送線路へ第３の信号を出力することなく、前記第４の伝送線路へ第４の信号を出力し、
前記位相比較器により、前記第１の信号が前記第１のアンテナ素子で反射した第１の反射信号を前記第２の伝送線路から取得し、前記第４の信号が前記第２のアンテナ素子で反射した第２の反射信号を前記第３の伝送線路から取得し、前記第１及び第２の反射信号に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相差を検出し、
前記位相振幅コントローラにより、検出された前記位相差に基づいて、前記第１及び第２のアンテナ素子間の位相及び振幅を較正する
ことを特徴とする
を備えることを特徴とするキャリブレーション方法。
【国際調査報告】
2019198192.tif 000013
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