特開 2024-114162 受信アレイアンテナ装置及び受信アレイアンテナ校正プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024114162

(43)【公開日】2024-08-23

(54)【発明の名称】受信アレイアンテナ装置及び受信アレイアンテナ校正プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20240816BHJP

   H01Q 21/08 20060101ALI20240816BHJP

   H01Q 3/34 20060101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

H04B7/08 982

H01Q21/08

H01Q3/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023019732

(22)【出願日】2023-02-13

(71)【出願人】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100173716

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】新井 栄

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA07

5J021AA11

5J021DB03

5J021FA06

5J021FA31

5J021FA32

5J021FA33

5J021GA02

5J021HA04

5J021HA05

5J021JA10

(57)【要約】

【課題】本開示は、受信アレイアンテナの制御位相を校正するにあたり、位相器の校正精度を向上し、位相器の校正時間を短くし、受信アレイアンテナ装置の回路規模を小さくし、受信アレイアンテナ装置の処理負担を小さくし、ネットワークアナライザから送信アンテナまでと、受信アレイアンテナ装置からネットワークアナライザまでと、の接続ケーブルを不要とすることを目的とする。
【解決手段】本開示では、遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器Ｇから、受信アレイアンテナ装置Ｒは非同期信号を受信し、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋは同位相で非同期信号を受信する。そして、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差に基づいて、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにそれぞれ対応する複数の位相器と、
前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測する受信位相差計測部と、
前記複数の位相器の出力信号の間の位相差に基づいて、前記複数の受信アンテナの出力信号に対する前記複数の位相器の制御位相を校正する受信位相校正部と、
を備えることを特徴とする受信アレイアンテナ装置。

【請求項2】

前記受信アレイアンテナ装置は、前記複数の受信アンテナ及び前記複数の位相器にそれぞれ対応する複数のスイッチと、前記複数の受信アンテナ、前記複数の位相器及び前記複数のスイッチで共用する合成器と、基準アンテナと、をさらに備え、
前記受信位相差計測部は、各々のスイッチをオンに制御する一方で、他のスイッチをオフに制御したうえで、前記合成器の出力信号と前記基準アンテナの出力信号との間の位相差に基づいて、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測する
ことを特徴とする、請求項１に記載の受信アレイアンテナ装置。

【請求項3】

前記基準アンテナは、一の受信アンテナと共用して設置され、
前記受信アレイアンテナ装置は、前記基準アンテナの出力信号を、前記一の受信アンテナに対応する一の位相器及び一のスイッチ並びに前記合成器への受信信号経路と、前記基準アンテナの出力端子への基準信号経路と、に分配して出力する分配器をさらに備える
ことを特徴とする、請求項２に記載の受信アレイアンテナ装置。

【請求項4】

前記基準アンテナは、前記複数の受信アンテナと独立して設置される
ことを特徴とする、請求項２に記載の受信アレイアンテナ装置。

【請求項5】

前記受信位相差計測部は、前記受信アレイアンテナ装置から見て遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器から、前記受信アレイアンテナ装置が信号を受信するときに、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測する
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の受信アレイアンテナ装置。

【請求項6】

請求項１に記載の受信アレイアンテナ装置の前記受信位相差計測部及び前記受信位相校正部として、コンピュータを機能させるための受信アレイアンテナ校正プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受信アレイアンテナの制御位相を校正する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

受信アレイアンテナの制御位相を校正する技術が、特許文献１、２等に開示されている。特許文献１では、ＲＥＶ（Ｒｏｔａｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ Ｖｅｃｔｏｒ）法を用いて、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。特許文献２では、内部校正信号を用いて、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５７－０９３２６７号公報

【特許文献2】特開昭６１－０４３８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

第１従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を図１に示す。第１従来技術では、ＲＥＶ法を用いて、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器Ｇから、受信アレイアンテナ装置Ｒは信号を受信し、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋは同位相で信号を受信する。

【0005】

位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋにそれぞれ対応する。合成器Ｓは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ及び位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋで共用する。受信振幅計測部Ａは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相をそれぞれ回転させたうえで、合成器Ｓの出力信号の振幅を計測する。受信位相校正部Ｃは、合成器Ｓの出力信号の振幅が最大になるように、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する。

【0006】

しかし、合成器Ｓの出力信号の振幅は、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を直接的に反映しないため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときに、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正精度が低下する。そして、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相は、受信振幅計測部Ａによりそれぞれ回転されるため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときに、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正時間が長くなる。

【0007】

第２従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を図２に示す。第２従来技術では、内部校正信号を用いて、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。内部の校正信号発生器ＣＧから内部の校正信号分配器ＣＤを介して、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋにそれぞれ対応する結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋは同位相で信号を取得する。

【0008】

位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ及び結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋにそれぞれ対応する。スイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋは、結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋ及び位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋにそれぞれ対応する。合成器Ｓは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋ及びスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋで共用する。

【0009】

受信位相差計測部Ｐは、各々のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオンに制御する一方で、他のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオフに制御したうえで、合成器Ｓの出力信号と校正信号発生器ＣＧの出力信号との間の位相差に基づいて、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差を計測する。受信位相校正部Ｃは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差に基づいて、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する。

【0010】

しかし、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときに、校正信号分配器ＣＤの分配数及び結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋが多くなるため、受信アレイアンテナ装置Ｒの回路規模が大きくなる。そして、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときに、校正信号分配器ＣＤから結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋまでの伝送経路があらかじめ等長制御される必要があるため、受信アレイアンテナ装置Ｒの処理負担が大きくなる。

【0011】

第３従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を図３に示す。第３従来技術では、ネットワークアナライザを用いて、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される送信アンテナＴから、受信アレイアンテナ装置Ｒは信号を受信し、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋは同位相で信号を受信する。

【0012】

まず、受信アレイアンテナ装置Ｒについて説明する。位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋにそれぞれ対応する。スイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ及び位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋにそれぞれ対応する。合成器Ｓは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋ及びスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋで共用する。

【0013】

次に、受信アレイアンテナ校正装置ＣＲについて説明する。信号発生器制御部ＧＣは、送信アンテナＴを制御する。受信位相差計測部Ｐは、各々のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオンに制御する一方で、他のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオフに制御したうえで、合成器Ｓの出力信号の位相（ネットワークアナライザＮＡで計測）に基づいて、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差を計測する。受信位相校正部Ｃは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差に基づいて、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する。

【0014】

しかし、本形式では、ネットワークアナライザＮＡから送信アンテナＴまでと、受信アレイアンテナ装置ＲからネットワークアナライザＮＡまでと、の接続ケーブルＣＣ（同軸ケーブル）が必要となる。さらに、送信アンテナＴから受信アレイアンテナ装置Ｒまでの距離が遠方界距離と比べて長いときに、接続ケーブルＣＣの長さが長くなり、信号損失が問題となる場合は、信号損失を補償するための増幅器ＡＰも必要となる。

【0015】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、受信アレイアンテナの制御位相を校正するにあたり、位相器の校正精度を向上し、位相器の校正時間を短くし、受信アレイアンテナ装置の回路規模を小さくし、受信アレイアンテナ装置の処理負担を小さくし、ネットワークアナライザから送信アンテナまでと、受信アレイアンテナ装置からネットワークアナライザまでと、の接続ケーブルを不要とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記課題を解決するために、遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器から、受信アレイアンテナ装置は非同期信号を受信し、複数の受信アンテナは同位相で非同期信号を受信する。そして、複数の位相器の出力信号の間の位相差に基づいて、複数の受信アンテナの出力信号に対する複数の位相器の制御位相を校正する。

【0017】

具体的には、本開示は、複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにそれぞれ対応する複数の位相器と、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測する受信位相差計測部と、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差に基づいて、前記複数の受信アンテナの出力信号に対する前記複数の位相器の制御位相を校正する受信位相校正部と、を備えることを特徴とする受信アレイアンテナ装置である。

【0018】

この構成によれば、複数の位相器の出力信号の間の位相差を直接的に（複数－１）組だけ計測するため、受信アンテナが多いときにも、位相器の校正精度を向上することができ、位相器の校正時間を短くすることができる。そして、校正信号分配器及び結合器を不要とするため、受信アンテナが多いときにも、受信アレイアンテナ装置の回路規模を小さくすることができ、受信アレイアンテナ装置の処理負担を小さくすることができる。さらに、ネットワークアナライザを不要とするため、ネットワークアナライザから送信アンテナ及び受信アレイアンテナ装置までの接続ケーブルを不要とすることができる。

【0019】

また、本開示は、前記受信アレイアンテナ装置は、前記複数の受信アンテナ及び前記複数の位相器にそれぞれ対応する複数のスイッチと、前記複数の受信アンテナ、前記複数の位相器及び前記複数のスイッチで共用する合成器と、基準アンテナと、をさらに備え、前記受信位相差計測部は、各々のスイッチをオンに制御する一方で、他のスイッチをオフに制御したうえで、前記合成器の出力信号と前記基準アンテナの出力信号との間の位相差に基づいて、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することを特徴とする受信アレイアンテナ装置である。

【0020】

この構成によれば、複数の受信アンテナに対して、単数の受信系統を設けるときにも（フェイズドアレイの用途等）、基準アンテナを用いることにより、複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することができる。一方で、複数の受信アンテナに対して、同数の受信系統を設けるときには（ビームフォーミングの用途等）、基準アンテナを用いることなく、複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することができる。

【0021】

また、本開示は、前記基準アンテナは、一の受信アンテナと共用して設置され、前記受信アレイアンテナ装置は、前記基準アンテナの出力信号を、前記一の受信アンテナに対応する一の位相器及び一のスイッチ並びに前記合成器への受信信号経路と、前記基準アンテナの出力端子への基準信号経路と、に分配して出力する分配器をさらに備えることを特徴とする受信アレイアンテナ装置である。

【0022】

この構成によれば、一の受信アンテナと共用して基準アンテナを設置するため、分配器を追加しさえすれば、複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することができる。

【0023】

また、本開示は、前記基準アンテナは、前記複数の受信アンテナと独立して設置されることを特徴とする受信アレイアンテナ装置である。

【0024】

この構成によれば、複数の受信アンテナと独立して基準アンテナを設置するものの、分配器を追加しないで、複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することができる。

【0025】

また、本開示は、前記受信位相差計測部は、前記受信アレイアンテナ装置から見て遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器から、前記受信アレイアンテナ装置が信号を受信するときに、前記複数の位相器の出力信号の間の位相差を計測することを特徴とする受信アレイアンテナ装置である。

【0026】

この構成によれば、遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器から、複数の受信アンテナは同位相で非同期信号を受信することができる。そして、ネットワークアナライザを不要とするため、ネットワークアナライザから送信アンテナ及び受信アレイアンテナ装置までの接続ケーブルを不要とすることができる。

【0027】

また、本開示は、以上に記載の受信アレイアンテナ装置の前記受信位相差計測部及び前記受信位相校正部として、コンピュータを機能させるための受信アレイアンテナ校正プログラムである。

【0028】

この構成によれば、以上に記載の効果を有するプログラムを提供することができる。

【0029】

なお、上記各開示の発明は、可能な限り組み合わせることができる。

【発明の効果】

【0030】

このように、本開示は、受信アレイアンテナの制御位相を校正するにあたり、位相器の校正精度を向上し、位相器の校正時間を短くし、受信アレイアンテナ装置の回路規模を小さくし、受信アレイアンテナ装置の処理負担を小さくし、ネットワークアナライザから送信アンテナまでと、受信アレイアンテナ装置からネットワークアナライザまでと、の接続ケーブルを不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【図2】第２従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【図3】第３従来技術の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【図4】第１実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【図5】第１実施形態の受信アレイアンテナ校正処理の手順を示す図である。

【図6】第２実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【図7】第２実施形態の受信アレイアンテナ校正処理の手順を示す図である。

【図8】第３実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

【0033】

（第１実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成）
第１実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を図４に示す。第１実施形態の受信アレイアンテナ校正処理の手順を図５に示す。第１実施形態では、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋに対して、同数の受信系統を設けたうえで（ビームフォーミングの用途等）、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器Ｇから、受信アレイアンテナ装置Ｒは非同期信号を受信し、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋは同位相で非同期信号を受信する（ステップＳ１）。

【0034】

受信位相差計測部Ｐ及び受信位相校正部Ｃは、図５に示した受信アレイアンテナ校正プログラムを、コンピュータにインストールすることにより実現することができる。

【0035】

位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋにそれぞれ対応する。受信位相差計測部Ｐは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を、初期値（０度等）に設定するのみであり、ＲＥＶ法のように回転させることはしない（ステップＳ２）。

【0036】

受信位相差計測部Ｐは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差を計測する（ステップＳ３）。受信位相校正部Ｃは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差に基づいて、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する（ステップＳ４）。

【0037】

位相器Ｐ１、Ｐａの出力信号の間の位相差は、Δθａ＝θａ－θ１であり、位相器Ｐ１、Ｐｂの出力信号の間の位相差は、Δθｂ＝θｂ－θ１であり、位相器Ｐ１、Ｐｋの出力信号の間の位相差は、Δθｋ＝θｋ－θ１である。位相器Ｐ１の制御位相を基準（０度等）として、位相器Ｐａの制御位相は、－Δθａに校正され、位相器Ｐｂの制御位相は、－Δθｂに校正され、位相器Ｐｋの制御位相は、－Δθｋに校正される。

【0038】

このように、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差Δθａ～Δθｂ～Δθｋを直接的に（ｋ－１）組だけ計測するため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときにも、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正精度を向上することができ、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正時間を短くすることができる。

【0039】

そして、校正信号分配器ＣＤ及び結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋを不要とするため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときにも、受信アレイアンテナ装置Ｒの回路規模を小さくすることができ、受信アレイアンテナ装置Ｒの処理負担を小さくすることができる。さらに、ネットワークアナライザＮＡを不要とするため、ネットワークアナライザＮＡから送信アンテナＴ及び受信アレイアンテナ装置Ｒまでの接続ケーブルＣＣを不要とすることができる。

【0040】

なお、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋに対して、同数の受信系統を設けるときには（ビームフォーミングの用途等）、スイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋ及び合成器Ｓを用いないため、後述の基準アンテナを用いることなく、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差Δθａ～Δθｂ～Δθｋを計測することができる。

【0041】

（第２実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成）
第２実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を図６に示す。第２実施形態の受信アレイアンテナ校正処理の手順を図７に示す。第２実施形態では、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋに対して、単数の受信系統を設けたうえで（フェイズドアレイの用途等）、受信アレイアンテナの制御位相を校正する。遠方界距離と比べて長い距離かつ正面方向に設置される信号発生器Ｇから、受信アレイアンテナ装置Ｒは非同期信号を受信し、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋは同位相で非同期信号を受信する（ステップＳ５）。

【0042】

受信位相差計測部Ｐ及び受信位相校正部Ｃは、図７に示した受信アレイアンテナ校正プログラムを、コンピュータにインストールすることにより実現することができる。

【0043】

位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋにそれぞれ対応する。スイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ及び位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋにそれぞれ対応する。合成器Ｓは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋ、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋ及びスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋで共用する。受信位相差計測部Ｐは、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を、初期値（０度等）に設定するのみであり、ＲＥＶ法のように回転させることはしない（ステップＳ６）。

【0044】

基準アンテナは、受信アンテナＡ１と共用して設置される。分配器Ｄは、基準アンテナの出力信号を、受信アンテナＡ１に対応する位相器Ｐ１及びスイッチＳ１並びに合成器Ｓへの受信信号経路と、基準アンテナの出力端子への基準信号経路と、に分配して出力する。受信アレイアンテナの出荷時の制御位相校正のみならず、受信アレイアンテナの運用時の制御位相校正に備えて、基準アンテナ及び分配器Ｄが設置されている。

【0045】

受信位相差計測部Ｐは、各々のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオンに制御する一方で、他のスイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋをオフに制御したうえで（ステップＳ７）、合成器Ｓの出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差を計測する（ステップＳ８）。

【0046】

位相器Ｐ１の出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差は、Δθ１＝θ１－θｒｅｆであり、位相器Ｐａの出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差は、Δθａ＝θａ－θｒｅｆであり、位相器Ｐｂの出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差は、Δθｂ＝θｂ－θｒｅｆであり、位相器Ｐｋの出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差は、Δθｋ＝θｋ－θｒｅｆである（θｒｅｆは基準位相）。

【0047】

受信位相差計測部Ｐは、合成器Ｓの出力信号と基準アンテナの出力信号との間の位相差に基づいて、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差を計測する（ステップＳ９）。受信位相校正部Ｃは、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差に基づいて、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋの出力信号に対する位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの制御位相を校正する（ステップＳ１０）。

【0048】

位相器Ｐ１、Ｐａの出力信号の間の位相差は、θａ－θ１＝Δθａ－Δθ１であり、位相器Ｐ１、Ｐｂの出力信号の間の位相差は、θｂ－θ１＝Δθｂ－Δθ１であり、位相器Ｐ１、Ｐｋの出力信号の間の位相差は、θｋ－θ１＝Δθｋ－Δθ１である（ステップＳ８を参照）。位相器Ｐ１の制御位相を基準（０度等）として、位相器Ｐａの制御位相は、－（Δθａ－Δθ１）に校正され、位相器Ｐｂの制御位相は、－（Δθｂ－Δθ１）に校正され、位相器Ｐｋの制御位相は、－（Δθｋ－Δθ１）に校正される。

【0049】

このように、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差θａ－θ１～θｂ－θ１～θｋ－θ１を直接的に（ｋ－１）組だけ計測するため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときにも、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正精度を向上することができ、位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの校正時間を短くすることができる。

【0050】

そして、校正信号分配器ＣＤ及び結合器Ｃ１～Ｃａ～Ｃｂ～Ｃｋを不要とするため、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋが多いときにも、受信アレイアンテナ装置Ｒの回路規模を小さくすることができ、受信アレイアンテナ装置Ｒの処理負担を小さくすることができる。さらに、ネットワークアナライザＮＡを不要とするため、ネットワークアナライザＮＡから送信アンテナＴ及び受信アレイアンテナ装置Ｒまでの接続ケーブルＣＣを不要とすることができる。

【0051】

なお、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋに対して、単数の受信系統を設けるときにも（フェイズドアレイの用途等）、スイッチＳ１～Ｓａ～Ｓｂ～Ｓｋ及び合成器Ｓを用いるものの、基準アンテナを用いることにより、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差θａ－θ１～θｂ－θ１～θｋ－θ１を計測することができる。また、受信アンテナＡ１と共用して基準アンテナを設置するため、分配器Ｄを追加しさえすれば（校正信号分配器ＣＤは追加不要）、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差θａ－θ１～θｂ－θ１～θｋ－θ１を計測することができる。

【0052】

（第３実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成）
第３実施形態の受信アレイアンテナ装置の構成を図８に示す。以下では、第３実施形態のうちの第２実施形態と比べて相違する部分について説明する。

【0053】

基準アンテナＡ０は、受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋと独立して設置される。受信アレイアンテナの出荷時の制御位相校正のみならず、受信アレイアンテナの運用時の制御位相校正に備えて、基準アンテナＡ０が受信アレイアンテナ装置Ｒの内部に設置されるか、基準アンテナＡ０が受信アレイアンテナ装置Ｒの外部に近接して設置される。

【0054】

このように、第３実施形態では、第２実施形態と比べて、複数の受信アンテナＡ１～Ａａ～Ａｂ～Ａｋと独立して基準アンテナＡ０を設置するものの、分配器Ｄを追加しないで（校正信号分配器ＣＤも追加不要）、複数の位相器Ｐ１～Ｐａ～Ｐｂ～Ｐｋの出力信号の間の位相差θａ－θ１～θｂ－θ１～θｋ－θ１を計測することができる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本開示の受信アレイアンテナ装置及び受信アレイアンテナ校正プログラムは、レーダ又は無線通信等に適用される受信アレイアンテナの制御位相を校正することができる。

【符号の説明】

【0056】

Ｒ：受信アレイアンテナ装置
Ｇ：信号発生器
Ａ１、Ａａ、Ａｂ、Ａｋ：受信アンテナ
Ａ０：基準アンテナ
Ｔ：送信アンテナ
Ｐ１、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｋ：位相器
Ｃ１、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｋ：結合器
Ｓ１、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｋ：スイッチ
Ｓ：合成器
Ｄ：分配器
Ａ：受信振幅計測部
Ｐ：受信位相差計測部
Ｃ：受信位相校正部
ＣＧ：校正信号発生器
ＣＤ：校正信号分配器
ＣＲ：受信アレイアンテナ校正装置
ＧＣ：信号発生器制御部
ＮＡ：ネットワークアナライザ
ＣＣ：接続ケーブル
ＡＰ：増幅器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】