特許7050444フェーズドアレーアンテナ、デジタル無線中継器、およびフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-31
(45)【発行日】2022-04-08
(54)【発明の名称】フェーズドアレーアンテナ、デジタル無線中継器、およびフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法
(51)【国際特許分類】
H04B 7/06 20060101AFI20220401BHJP
H04B 7/15 20060101ALI20220401BHJP
【ＦＩ】
H04B7/06 982
H04B7/06 150
H04B7/15
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2017181852
(22)【出願日】2017-09-22
(65)【公開番号】P2019057850
(43)【公開日】2019-04-11
【審査請求日】2020-08-17
(73)【特許権者】
【識別番号】301072650
【氏名又は名称】ＮＥＣスペーステクノロジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100109313
【弁理士】
【氏名又は名称】机 昌彦
(74)【代理人】
【識別番号】100149618
【弁理士】
【氏名又は名称】北嶋 啓至
(72)【発明者】
【氏名】吉賀 大道
(72)【発明者】
【氏名】小林 直樹
【審査官】川口 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１６３６２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３１９４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５１４４０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１９４６２４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００１－３５８５２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／０６
Ｈ０４Ｂ ７／１５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基準信号であるＣＷ信号を生成するＣＷ生成部と、
前記基準信号を基準直交信号として複数の所望の接続先に分配する１つの交換処理部と、
前記交換処理部のｎ個（ｎは２以上の整数）の出力の振幅と位相をそれぞれ制御して出力するｎ個のデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路と、
前記ｎ個のＤＢＦ回路の出力をそれぞれ直交変調するｎ個の直交変調器と、
前記ｎ個の直交変調器の出力をそれぞれＤＡ変換するｎ個のＤＡ変換器と、
前記ｎ個のＤＡ変換器の出力をそれぞれ送信するｎ個の送信手段と、
前記ｎ個の送信手段のそれぞれに接続されるｎ個の送信アンテナ素子と、
１つの受信アンテナ素子と、
前記受信アンテナ素子で受信した信号である、前記ｎ個の送信アンテナ素子から送信された信号を受信する受信手段と、
前記受信手段の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器の出力を直交復調する直交復調器と、
前記交換処理部から出力された前記基準直交信号を記憶するとともに、前記基準直交信号の記憶と同時刻における前記直交復調器の出力を記憶する記憶手段と、
前記ｎ個のＤＢＦ回路に対して、前記ｎ個のＤＢＦ回路の１つ毎にそれぞれの出力を順次出力させるとともに、前記記憶手段に記憶する前記基準直交信号と、前記同時刻に記憶された前記直交復調器の出力信号との差に基づいて、前記ｎ個の送信アンテナ素子のうち異なる送信アンテナ素子同士の振幅と位相の差分と補正係数を求めて、前記ｎ個のＤＢＦ回路のそれぞれに前記補正係数に基づいた補正を行う制御部と、
を備えることを特徴とするフェーズドアレーアンテナ。
【請求項2】
１つのフィーダリンク受信アンテナと、前記フィーダリンク受信アンテナで受信した基準用信号を受信する第１の受信手段と、
前記第１の受信手段の出力を中間周波数に変換した第１の信号と第２の受信手段の出力を第１の信号とは異なる中間周波数に変換した第２の信号とを合成する合成器と、
前記合成器の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、
前記ＡＤ変換器の出力を直交復調する直交復調器と、
前記直交復調器の出力する信号をチャンネルに分波する分波処理部と、
前記分波処理部の複数の出力を複数の所望の接続先に分配する交換処理部と、
前記交換処理部の複数の出力の振幅と位相をそれぞれ制御して出力するｎ個のデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路と、
前記ｎ個のＤＢＦ回路のそれぞれの出力を直交変調するｎ個の直交変調器と、
前記ｎ個の直交変調器のそれぞれの出力をＤＡ変換するｎ個のＤＡ変換器と、
前記ｎ個のＤＡ変換器のそれぞれの出力を送信するｎ個の送信手段と、
前記ｎ個の送信手段のそれぞれに接続されるｎ個の送信アンテナ素子と、
１つの受信アンテナ素子と、
前記受信アンテナ素子で受信した信号である、前記ｎ個の送信アンテナ素子から送信された信号を受信する前記第２の受信手段と、
前記第１の信号が前記直交復調器で復調されて前記交換処理部で分配された信号である第３の信号を記憶するとともに、前記第３の信号の記憶と同時刻における、前記第２の信号が前記直交復調器で復調されて前記交換処理部で分配された信号である第４の信号を記憶する記憶手段と、
前記ｎ個のＤＢＦ回路に対して、前記ｎ個のＤＢＦ回路の１つ毎にそれぞれの出力を順次出力させるとともに、前記記憶手段に記憶する前記第３の信号と、前記同時刻に記憶された第４の信号とに基づいて、異なる前記ｎ個の送信アンテナ素子同士の振幅と位相の差分と補正係数を求めて、前記ｎ個のＤＢＦ回路のそれぞれに前記補正係数に基づいた補正を行う制御部と、を備える
ことを特徴とするデジタル無線中継器。
【請求項3】
基準信号であるＣＷ信号を生成し、
前記基準信号を基準直交信号として複数の所望の接続先に分配し、
前記分配された前記基準直交信号を記憶し、
前記分配された前記基準直交信号をそれぞれ直交変調してＤＡ変換した信号を複数の送信アンテナ素子の１つ毎に順次送信し、
前記複数の送信アンテナ素子から発信した信号を１つの受信アンテナ素子で受信し、
前記受信した信号をＡＤ変換し、
前記ＡＤ変換された信号を直交復調し、
前記直交復調した直交信号を前記分配された前記基準直交信号の記憶と同時刻に記憶し、
前記記憶された前記基準直交信号と、前記同時刻に記憶された前記直交信号とに基づいて、異なる送信アンテナ素子同士の振幅と位相の差分と補正係数を求める
ことを特徴とするフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法。
【請求項4】
１つのフィーダリンク受信アンテナで受信して中間周波数に変換した第１の直交変調信号と第２の直交変調信号とを合成した出力をＡＤ変換した後に直交復調して第１の基準直交信号を生成し、
前記第１の基準直交信号を分配してそれぞれ直交変調してＤＡ変換した信号を複数の送信アンテナ素子の１つ毎に順次送信し、
前記分配された前記第１の基準直交信号を記憶し、
前記複数の送信アンテナ素子の１つから発信した信号を１つの受信アンテナ素子で受信して前記第１の直交変調信号とは異なる中間周波数に変換して前記第２の直交変調信号として前記合成を行い、
前記合成した出力を前記ＡＤ変換した後に前記直交復調して第２の基準直交信号を生成し、
前記第２の基準直交信号を記憶し、
前記第２の基準直交信号の記憶と同時刻に記憶された、前記分配された前記第１の基準直交信号と、前記記憶された前記第２の基準直交信号とに基づいて前記複数の送信アンテナ素子の間の振幅と位相の差分と補正係数を求めることを特徴とするデジタル無線中継器のフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フェーズドアレーアンテナ、デジタル無線中継器、およびフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
フェーズドアレーアンテナ（Phased Array Antenna）で、高精度なアンテナ放射パターン（pattern）を形成するためには、アンテナ素子間の振幅・位相の補正が必要である。
【0003】
特許文献１では、送信アレーアンテナの素子間の振幅・位相を測定・補正するための方法が示されている。即ち、送信系から直交変調された信号を複数の送信アンテナ素子に識別可能に同時出力する。そして、受信系では１つの受信アンテナで受信した信号を送信アンテナの数だけ用意した受信機で直交復調して送信アンテナ毎の振幅と位相の偏差を求める。この様にして求めた偏差に基づいて、送信アンテナ毎の振幅と位相の補正を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１２－１１２８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献１による方法では、受信系のデジタル信号処理部の内部回路が、送信アンテナの数だけ必要となり、素子が多い場合には特に受信系の回路規模が問題となる。
【0006】
本発明の目的は、上述した課題を鑑み、単純な構成で複数の送信アンテナの素子間偏差を測定可能な、フェーズドアレーアンテナ、デジタル無線中継器、およびフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するために、本発明のフェーズドアレーアンテナは、基準直交信号を分配する分配回路と、前記分配回路の出力の振幅と位相を制御して出力するデジタルビームフォーミング（Digital Beam Forming；ＤＢＦ）回路と、それぞれの前記ＤＢＦ回路の出力を直交変調する直交変調器と、直交変調器の出力をＤＡ変換するＤＡ変換器と、前記ＤＡ変換器の出力を送信する送信手段と、前記送信手段に接続される送信アンテナ素子と、１つの受信アンテナ素子と、前記受信アンテナ素子で受信した信号を受信する受信手段と、前記受信手段の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交復調する直交復調器と、前記基準直交信号と前記直交復調器の出力を同時刻に記憶する記憶手段と、前記ＤＢＦ回路の１つ毎に順次信号を出力して、前記記憶手段に記憶する前記基準直交信号と、同時刻の前記直交復調器の出力信号の差に基づいて、異なるアンテナ素子同士の振幅と位相の差分と補正係数を求めて、前記ＤＢＦ回路に前記補正係数に基づいた補正を行う制御部とを備える。
【0008】
上記の目的を達成するために、本発明のデジタル無線中継器は、１つのフィーダリンク受信アンテナと、前記フィーダリンク受信アンテナで受信した信号を受信する第１の受信手段と、前記第１の受信手段の中間周波出力と第２の受信手段の中間周波出力を合成する合成器と、前記合成器の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力を直交復調する直交復調器と、前記直交復調器の出力から前記第１の受信手段の出力に基づく基準直交信号を生成する信号処理手段と、前記基準直交信号を分配する分配回路と、前記分配回路の出力の振幅と位相を制御して出力するデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路と、それぞれの前記ＤＢＦ回路の出力を直交変調する直交変調器と、前記直交変調器の出力をＤＡ変換するＤＡ変換器と、前記ＤＡ変換器の出力を送信する送信手段と、前記送信手段に接続される送信アンテナ素子と、１つの受信アンテナ素子と、前記受信アンテナ素子で受信した信号を受信する第２の受信手段と、前記基準直交信号と前記直交復調器の出力から前記第２の受信手段の出力に基づいて生成された測定直交信号とを同時刻に記憶する記憶手段と、前記ＤＢＦ回路の１つ毎に順次信号を出力して、前記記憶手段に記憶する前記基準直交信号と、同時刻の前記直交復調器の出力信号の差に基づいて、異なるアンテナ素子同士の振幅と位相の差分と補正係数を求めて、前記ＤＢＦ回路に前記補正係数に基づいた補正を行う制御部とを備える。
【0009】
上記の目的を達成するために、本発明のフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法は、基準直交信号を分配してそれぞれ直交変調してＤＡ変換した信号を複数の送信アンテナ素子の１つ毎に順次送信し、前記送信アンテナ素子から発信した信号を１つの受信アンテナ素子で受信し、前記受信した信号をＡＤ変換した後に直交復調した直交信号と同時刻の前記基準直交信号に基づいて前記複数の送信アンテナ素子の間の振幅と位相の差分と補正係数を求める。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、フェーズドアレーアンテナ、デジタル無線中継器、およびフェーズドアレーアンテナの素子間偏差測定方法は、単純な構成で複数の送信アンテナの素子間偏差を測定可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図2】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図3】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図4】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図5】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図6】第２の実施形態の動作を示す図である。
【図7】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図8】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図9】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［第１の実施形態］
本実施形態のフェーズドアレーアンテナ１０は、基準直交信号を分配する分配回路１１と、前記分配回路１１の出力の振幅と位相を制御して出力するデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路１２とを備える。更に、フェーズドアレーアンテナ１０は、それぞれの前記ＤＢＦ回路１２の出力を直交変調する直交変調器（IQ MOD）１３と、直交変調器１３の出力をＤＡ変換するＤＡ変換器（D/A）１４とを備える。また、フェーズドアレーアンテナ１０は、前記ＤＡ変換器１４の出力を送信する送信手段（TX）１５と、前記送信手段１５に接続される送信アンテナ素子２１乃至２ｎとを備える。そして、フェーズドアレーアンテナ１０は、１つの受信アンテナ素子３１と、前記受信アンテナ素子３１で受信した信号を受信する受信手段（RX）１６と、前記受信手段１６の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器（A/D）１７とを備える。更に、フェーズドアレーアンテナ１０は、前記ＡＤ変換器１７の出力を直交復調する直交復調器（IQ DEM）１８と、前記基準直交信号と前記直交復調器１８の出力を同時刻に記憶する記憶手段１９とを備える。また、フェーズドアレーアンテナ１０は、制御手段２０を備える。制御手段２０は、前記ＤＢＦ回路１２の１つ毎に順次信号を出力する。そして、制御手段２０は、前記記憶手段１９に記憶する前記基準直交信号と、同時刻の前記直交復調器の出力信号の差に基づいて、異なる送信アンテナ素子２１乃至２ｎ同士の振幅と位相の差分と補正係数を求める。更に制御手段２０は、前記ＤＢＦ回路１２に前記補正係数に基づいた補正を行う。
本実施形態のフェーズドアレーアンテナ１０は、基準直交信号を分配する分配回路１１と、前記分配回路１１の出力の振幅と位相を制御して出力するデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）回路１２とを備える。更に、フェーズドアレーアンテナ１０は、それぞれの前記ＤＢＦ回路１２の出力を直交変調する直交変調器（IQ MOD）１３と、直交変調器１３の出力をＤＡ変換するＤＡ変換器（D/A）１４とを備える。また、フェーズドアレーアンテナ１０は、前記ＤＡ変換器１４の出力を送信する送信手段（TX）１５と、前記送信手段１５に接続される送信アンテナ素子２１乃至２ｎとを備える。そして、フェーズドアレーアンテナ１０は、１つの受信アンテナ素子３１と、前記受信アンテナ素子３１で受信した信号を受信する受信手段（RX）１６と、前記受信手段１６の出力をＡＤ変換するＡＤ変換器（A/D）１７とを備える。更に、フェーズドアレーアンテナ１０は、前記ＡＤ変換器１７の出力を直交復調する直交復調器（IQ DEM）１８と、前記基準直交信号と前記直交復調器１８の出力を同時刻に記憶する記憶手段１９とを備える。また、フェーズドアレーアンテナ１０は、制御手段２０を備える。制御手段２０は、前記ＤＢＦ回路１２の１つ毎に順次信号を出力する。そして、制御手段２０は、前記記憶手段１９に記憶する前記基準直交信号と、同時刻の前記直交復調器の出力信号の差に基づいて、異なる送信アンテナ素子２１乃至２ｎ同士の振幅と位相の差分と補正係数を求める。更に制御手段２０は、前記ＤＢＦ回路１２に前記補正係数に基づいた補正を行う。
【0013】
この様にすることで、本実施形態のフェーズドアレーアンテナ１０は、受信系が１つの単純な構成で、複数の送信アンテナの複数の送信アンテナの素子間偏差を測定可能にする。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図２乃至図６を参照して説明する。
［構成の説明］
図２乃至図５に第２の実施形態の構成例を示す。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図２乃至図６を参照して説明する。
［構成の説明］
図２乃至図５に第２の実施形態の構成例を示す。
【0014】
図２を参照すると、本実施形態のデジタル無線中継器５０は、ユーザリンク処理装置１００、制御部２００、ユーザリンク送信部３００、ユーザリンク送信アンテナ３５０、測定用受信部４００、測定用受信アンテナ４５０を備える。デジタル無線中継器５０は、更にフィーダリンク（Feeder link）受信部５００、フィーダリンク受信アンテナ５５０を備える。
【0015】
ユーザリンク処理装置１００と制御部２００の詳細を図３に示す。フィーダリンク受信部５００とフィーダリンク受信アンテナ５５０の詳細を図４に示す。ユーザリンク送信部３００、ユーザリンク送信アンテナ３５０、測定用受信部４００、および測定用受信アンテナ４５０の詳細を図５に示す。
【0016】
フィーダリンク受信アンテナ５５０は、衛星からのフィーダリンク受信信号を受信するためのアンテナである。
【0017】
次に、図４を参照して、フィーダリンク受信部５００の構成を説明する。
【0018】
増幅器５０１は高周波信号の増幅器である。周波数変換器５０２は、高周波信号を中間周波（IF）信号に変換する周波数変換器である。バンドバスフィルタ（Band Pass Filter ;BPF）５０３は、不要周波数成分を除去する帯域通過フィルタである。
【0019】
次に、図３を参照してユーザリンク処理装置１００の構成を説明する。
【0020】
ユーザリンク処理装置１００は、フィーダリンクから受信する各チャンネルを、所望のビームで所望の周波数帯域に配置する処理を行う。
【0021】
ＡＤ変換器１０１は、IF帯のアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器である。直交復調器（IQ Demodulator; IQ DEM）１０２は、直交復調を行う回路である。ローパスフィルタ（Low Pass Filter; LPF）１０３は余分な高周波成分を除去する回路である。分波処理部１０４は、デジタル信号に対し周波数分波を行う回路である。交換処理部１０５は、分波処理後の各チャンネルを、所望のビームの所望の周波数帯域に配置するためのルーティング設定を行う。
【0022】
デジタルビーム形成（Digital Beam Forming ;DBF）処理部１２１、１２２乃至１２ｎは、分波処理後の信号に対して素子毎に重み付け係数を乗算して、最大ｎ個の送信ビームを実現するデジタル信号を生成する。合波処理部１３１、１３２乃至１３ｎは、各素子毎に周波数合波を行う。振幅・位相調整部１４１、１４２乃至１４ｎは、デジタル無線中継器５０が測定した振幅・位相の素子間偏差の情報に基づき、制御部２００の設定部２０１が設定する素子毎の補正係数に従って振幅と位相を補正する。
【0023】
直交変調器（IQ Modulator; IQ MOD）１５１、１５２乃至１５ｎは、直交信号の実部（Ｉ）と虚部（Ｑ）それぞれに基づいて直交変調を行う。ＤＡ変換器１６１、１６２乃至１６ｎは、デジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換器である。ＤＡ変換器１６１、１６２乃至１６ｎの出力は、ユーザリンク送信部３００に接続される。
【0024】
ＡＤ変換器１１１は、測定用受信部４００の出力するアナログ信号を入力し、デジタル信号に変換するAD変換器である。直交復調器（IQ DEM）１１２は、直交復調を行う回路である。ローパスフィルタ（LPF）１１３は余分な高周波成分を除去する回路である。抽出処理部１１４は、周波数分波を行って測定用に受信したCWのチャンネルを抽出する処理を行う。
【0025】
データ取得部１０７は、制御部２００の指示に従って、交換処理部１０５で分波された信号のうち基準信号の振幅と位相を取得する。また、データ取得部１１５は、制御部２００の指示に従って、抽出処理部１１４で抽出した信号の振幅と位相を取得する。
【0026】
ＣＷ生成部１０６は、後述の基準信号の発信器である。ＣＷ生成部１０６は、フィーダリンクで受信した信号を基準信号として用いない場合に必要な構成であり、フィーダリンクで受信した信号を基準信号として用いる場合には削除してよい。
【0027】
次に図５を参照して、ユーザリンク送信部３００の構成を説明する。
【0028】
周波数変換部３１１、３１２乃至３１ｎは、ユーザリンク処理装置１００が出力する中間周波信号(IF)を高周波信号(RF)に変換する周波数変換器である。送信系３２１、３２２乃至３２ｎは、増幅器、励振器等からなる送信系回路である。
【0029】
次に、図５を参照して、ユーザリンク送信アンテナ３５０の構成を説明する。
【0030】
送信アンテナ素子３５１、３５２乃至３５ｎは、ユーザリンク送信信号を送信するためのｎ個のアンテナ素子であり、送信アンテナ素子３５１、３５２乃至３５ｎは、アレーアンテナとして、ユーザリンク送信アンテナ３５０を構成する。
【0031】
次に、図５を参照して、測定用受信部４００の構成を説明する。
【0032】
増幅器４０１は、測定用受信アンテナ４５０で受信した電波を高周波のまま増幅する増幅器である。周波数変換部４０２は、高周波信号を中間周波信号に変換する周波数変換器である。バンドパスフィルタ４０３は、帯域通過フィルタである。
【0033】
次に、図３を参照して、制御部２００の構成の説明を行う。
【0034】
制御部２００は、デジタル無線中継器５０のハードウェアを制御する。制御部２００はＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）とメモリ（memory）を含み、ソフトウェア処理を行うことでもよい。
【0035】
制御部２００は、次の機能を有する。
【0036】
設定部２０１は、デジタル無線中継器５０の構成要素にパラメータを設定する。指示部２０２は、デジタル無線中継器５０の構成要素に動作の指示をする。基準値格納部２０３は、データ取得部１０７のデータを格納する。測定値格納部２０４は、データ取得部１１５のデータを格納する。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作について、図６を参照して説明する。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作について、図６を参照して説明する。
【0037】
はじめに、制御部２００の設定部２０１は、変数ｋを１に設定する（Ｓ１０１）。
【0038】
設定部２０１は、デジタルビーム形成処理部１２１乃至１２ｎに対して、送信アンテナ素子３５１乃至３５ｎのうちの、ｋ番目のアンテナだけから送信する様に設定する（Ｓ１０２）。
【0039】
ｋ番目のアンテナから送信された電波は、測定用受信アンテナ４５０で受信された後、測定用受信部４００を経て、ユーザリンク処理装置１００のデータ取得部１１５に達する。
【0040】
そして、制御部２００の指示部２０２は、データ取得部１０７とデータ取得部１１５に対して、同時刻に振幅と位相のデータを取得することを指示する。
【0041】
データ取得部１０７で取得したデータは基準値格納部２０３に格納され、データ取得部１１５で取得したデータは測定値格納部２０４に格納される（Ｓ１０３）。
【0042】
相対値算出部２０５は、基準値格納部２０３と測定値格納部２０４に格納されたデータに基づいて、相対値を算出する（Ｓ１０４）。
【0043】
相対値の求め方の例を示す。
【0044】
相対値は、振幅と位相について別々に求められるが、以下の説明はどちらの値についても共通である。
【0045】
例えば、送信アンテナ素子３５ｎを基準アンテナと定め、送信アンテナ素子３５ｎの測定値を相対値の基準としてゼロと定める。
【0046】
この、基準アンテナ、即ち送信アンテナ素子３５ｎの測定値を測定値３５ｎ、送信アンテナ素子３５ｎを測定した時の基準値を基準値３５ｎとする。
【0047】
次に、送信アンテナ素子３５１の測定値を測定値３５１、送信アンテナ素子３５１を測定した時の基準値を基準値３５１とする。
【0048】
送信アンテナ素子３５１の基準アンテナ（送信アンテナ素子３５ｎ）に対する相対値は、次式で求めることが出来る。
【0049】
送信アンテナ素子３５１の送信アンテナ素子３５ｎに対する相対値
＝ （測定値３５１ － 測定値３５ｎ） － （基準値３５１ －基準値３５ｎ）
ステップＳ１０４に続いて、制御部２００は、ステップＳ１０４で相対値算出部２０５が算出した振幅と位相それぞれの相対値と、測定した送信アンテナの番号ｋを関連づけて相対値格納部２０６に格納する（Ｓ１０５）。
＝ （測定値３５１ － 測定値３５ｎ） － （基準値３５１ －基準値３５ｎ）
ステップＳ１０４に続いて、制御部２００は、ステップＳ１０４で相対値算出部２０５が算出した振幅と位相それぞれの相対値と、測定した送信アンテナの番号ｋを関連づけて相対値格納部２０６に格納する（Ｓ１０５）。
【0050】
設定部２０１は、変数ｋに１を加算する（Ｓ１０６）。
【0051】
設定部２０１は、ｋがｎであるどうかを判断する。ｎは送信アンテナ素子３５１乃至３５ｎの数である（Ｓ１０７）。
【0052】
ステップＳ１０７で、ｋがｎであると判断されると（Ｓ１０７でＹ）、ステップＳ１０８にすすむ。
【0053】
ステップＳ１０７で、ｋがｎでないと判断されると（Ｓ１０７でＮ）、ステップＳ１０２に戻る。
【0054】
ステップＳ１０８で、設定部２０１は振幅・位相調整部１４１乃至１４ｎに対して、ステップＳ１０５で格納した送信アンテナ素子３５１乃至３５ｎの振幅と位相の相対値に基づいて補正値を設定する（Ｓ１０９）。
【0055】
この様にして、送信アンテナ素子３５１乃至３５ｎは、振幅と位相が均一に補正される。
【0056】
以上の補正を行ったうえで、設定部２０１は、デジタルビーム形成処理部１２１乃至１２ｎに対して、所望の放射パターンを形成する様に、振幅と位相を設定する。
【0057】
尚、第１の実施形態では、デジタルビームフォーミング回路１２が、本実施形態の振幅・位相調整部１４１乃至１４ｎの機能を兼用している。
【0058】
以上説明した様に、本実施形態のデジタル無線中継器５０は、受信系が１つの単純な構成で、複数の送信アンテナの複数の送信アンテナの素子間偏差を測定可能にする。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図７乃至図９、および図５を参照して説明する。
［構成の説明］
図７乃至図９、および図５に本実施形態の構成例を示す。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図７乃至図９、および図５を参照して説明する。
［構成の説明］
図７乃至図９、および図５に本実施形態の構成例を示す。
【0059】
図７を参照すると、本実施形態のデジタル無線中継器６０は、ユーザリンク処理装置１０００、制御部２００、ユーザリンク送信部３００、ユーザリンク送信アンテナ３５０、測定用受信部４００、測定用受信アンテナ４５０を備える。デジタル無線中継器５０は、更にフィーダリンク（Feeder link）受信部５０００、フィーダリンク受信アンテナ５５０を備える。
【0060】
ユーザリンク処理装置１０００と制御部２００の詳細を図８に示す。フィーダリンク受信部５０００とフィーダリンク受信アンテナ５５０の詳細を図９に示す。ユーザリンク送信部３００、ユーザリンク送信アンテナ３５０、測定用受信部４００、および測定用受信アンテナ４５０の詳細は第２の実施形態の図５と同じである。
【0061】
フィーダリンク受信アンテナ５５０の構成は、第２の実施形態のフィーダリンク受信アンテナ５５０と同じであるため、説明を省略する。
【0062】
次に、フィーダリンク（Feeder link）受信部５０００について、図９を参照して説明する。
【0063】
フィーダリンク受信部５０００は、第２の実施形態のフィーダリンク受信部５００の構成要素に加えて、バンドパスフィルタ５０３の出力に中間周波（IF）合成器５００４が加えられている。中間周波合成器５００４は、中間周波数の信号を合成する電力合成器である。
【0064】
そして、中間周波合成器５００４では、バンドパスフィルタ５０３からの信号と、図５に示される測定用受信部４００からの信号を合成する。
【0065】
次に、図７を参照してユーザリンク処理装置１０００の構成を説明する。
【0066】
ユーザリンク処理装置１０００と第２の実施形態のユーザリンク処理装置１００との構成の違いは、次の通りである。
【0067】
本実施形態のユーザリンク処理装置１００では、第２の実施形態のユーザリンク処理装置１００に備えていた以下の構成要素が、削除されている。
【0068】
即ち、ＡＤ変換器１１１、直交復調器１１２、ローパスフィルタ１１３、抽出処理部１１４、およびデータ取得部１１５が削除されている。
【0069】
また、デジタルビーム形成処理部１２１に入力する直交信号の信号線に対して、データ取得部１０８が接続されている。データ取得部１０８は、制御部２００の指示に従って、信号の振幅と位相を取得する。
【0070】
ユーザリンク処理装置１０００のその他の構成要素は、第２の実施形態のユーザリンク処理装置１００の構成要素と同じである。
【0071】
次に、ユーザリンク送信部３００の構成は、第２の実施形態のユーザリンク送信部３００と同じであるため、説明を省略する。
【0072】
また、ユーザリンク送信アンテナ３５０の構成は、第２の実施形態のユーザリンク送信アンテナ３５０と同じであるため、説明を省略する。
【0073】
更に、測定用受信部４００の構成は、第２の実施形態の測定用受信部４００と同じであるため、説明を省略する。
【0074】
次に、制御部２００の構成は、第２の実施形態の制御部２００と同じである。ただし、測定値格納部２０４の接続先が、第２の実施形態ではデータ取得部１１５であったが、本実施形態の接続先はデータ取得部１０８であため、測定値格納部２０４が格納するデータは、データ取得部１０８で取得したデータとなる。
［動作の説明］
本実施形態のデジタル無線中継器６０では、第２の実施形態のＡＤ変換器１１１、直交復調器１１２、ローパスフィルタ１１３、および抽出処理部１１４の機能を、デジタル無線中継器１０００の次の構成要素と共用している。即ち、ＡＤ変換器１０１、直交復調器１０２、ローパスフィルタ１０３、および分波処理部１０４と共用する。
［動作の説明］
本実施形態のデジタル無線中継器６０では、第２の実施形態のＡＤ変換器１１１、直交復調器１１２、ローパスフィルタ１１３、および抽出処理部１１４の機能を、デジタル無線中継器１０００の次の構成要素と共用している。即ち、ＡＤ変換器１０１、直交復調器１０２、ローパスフィルタ１０３、および分波処理部１０４と共用する。
【0075】
そして、周波数変換部５０２は、フィーダリンク受信アンテナ５５０で受信する基準用信号を、測定用信号とは異なる中間周波数に変換する。この信号を第１の信号ともいう。また、測定用受信部４００から出力される信号を第２の信号ともいう。
【0076】
そして、第１の信号と第２の信号はそれぞれ直交復調器１０２で直交信号に復調される。直交復調された第１の信号を第３の信号ともいう。また、直交復調された第２の信号を第４の信号ともいう。
【0077】
分波処理部１０４は、周波数分波された測定用信号をデジタルビーム形成処理部１２１に送出する。また、分波処理部１０４は、周波数分波された基準信号をデジタルビーム形成処理部１２ｎに送出する。
【0078】
そして、データ取得部１０７は測定値のデータを取得する。
【0079】
また、データ取得部１０８は基準値のデータを取得する。
【0080】
【0081】
以上説明した様に、本実施形態のデジタル無線中継器６０は、第２の実施形態のデジタル無線中継器５０と比べて、さらに少ない構成要素で第２の実施形態と同様に、複数の送信アンテナの複数の送信アンテナの素子間偏差を測定可能にする。
【符号の説明】
【0082】
１０ フェーズドアレーアンテナ
１１ 分配回路
１２ デジタルビームフォーミング回路
１３ 直交変調器
１４ ＤＡ変換器
１５ 送信手段
１６ 受信手段
１７ ＡＤ変換器
１８ 直交復調器
１９ 記憶手段
２０ 制御手段
２１、２ｎ 送信アンテナ素子
３１ 受信アンテナ素子
３５１、３５２、３５ｎ 送信アンテナ素子
５０ デジタル無線中継器
６０ デジタル無線中継器
１００ ユーザリンク処理装置
１０１ ＡＤ変換器
１０２ 直交復調器
１０３ ローパスフィルタ
１０４ 分波処理部
１０５ 交換処理部
１０６ 生成部
１０７ データ取得部
１０８ データ取得部
１１１ ＡＤ変換器
１１２ 直交復調器
１１３ ローパスフィルタ
１１４ 抽出処理部
１１５ データ取得部
１２１、１２２、１２ｎ デジタルビーム形成処理部
１３１、１３２、１３ｎ 合波処理部
１４１、１４２、１４ｎ 振幅・位相調整部
１５１、１５２、１５ｎ 直交変調器
１６１、１６２、１６ｎ ＤＡ変換器
２００ 制御部
２０１ 設定部
２０２ 指示部
２０３ 基準値格納部
２０４ 測定値格納部
２０５ 相対値算出部
２０６ 相対値格納部
３００ ユーザリンク送信部
３１１ 周波数変換部
３１２ 周波数変換部
３２１ 送信系
３２２ 送信系
３５０ ユーザリンク送信アンテナ
３５１、３５２、３５ｎ 送信アンテナ素子
４００ 測定用受信部
４０１ 増幅器
４０２ 周波数変換部
４０３ バンドパスフィルタ
４５０ 測定用受信アンテナ
５００ フィーダリンク受信部
５０１ 増幅器
５０２ 周波数変換器
５０３ バンドパスフィルタ
５５０ フィーダリンク受信アンテナ
１０００ ユーザリンク処理装置
１０００ デジタル無線中継器
５０００ フィーダリンク受信部
５００４ 中間周波合成器
１１ 分配回路
１２ デジタルビームフォーミング回路
１３ 直交変調器
１４ ＤＡ変換器
１５ 送信手段
１６ 受信手段
１７ ＡＤ変換器
１８ 直交復調器
１９ 記憶手段
２０ 制御手段
２１、２ｎ 送信アンテナ素子
３１ 受信アンテナ素子
３５１、３５２、３５ｎ 送信アンテナ素子
５０ デジタル無線中継器
６０ デジタル無線中継器
１００ ユーザリンク処理装置
１０１ ＡＤ変換器
１０２ 直交復調器
１０３ ローパスフィルタ
１０４ 分波処理部
１０５ 交換処理部
１０６ 生成部
１０７ データ取得部
１０８ データ取得部
１１１ ＡＤ変換器
１１２ 直交復調器
１１３ ローパスフィルタ
１１４ 抽出処理部
１１５ データ取得部
１２１、１２２、１２ｎ デジタルビーム形成処理部
１３１、１３２、１３ｎ 合波処理部
１４１、１４２、１４ｎ 振幅・位相調整部
１５１、１５２、１５ｎ 直交変調器
１６１、１６２、１６ｎ ＤＡ変換器
２００ 制御部
２０１ 設定部
２０２ 指示部
２０３ 基準値格納部
２０４ 測定値格納部
２０５ 相対値算出部
２０６ 相対値格納部
３００ ユーザリンク送信部
３１１ 周波数変換部
３１２ 周波数変換部
３２１ 送信系
３２２ 送信系
３５０ ユーザリンク送信アンテナ
３５１、３５２、３５ｎ 送信アンテナ素子
４００ 測定用受信部
４０１ 増幅器
４０２ 周波数変換部
４０３ バンドパスフィルタ
４５０ 測定用受信アンテナ
５００ フィーダリンク受信部
５０１ 増幅器
５０２ 周波数変換器
５０３ バンドパスフィルタ
５５０ フィーダリンク受信アンテナ
１０００ ユーザリンク処理装置
１０００ デジタル無線中継器
５０００ フィーダリンク受信部
５００４ 中間周波合成器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】