特許 7142529 アレイアンテナ制御装置及びアレイアンテナ制御方法

(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】2022-09-15

(45)【発行日】2022-09-27

(54)【発明の名称】アレイアンテナ制御装置及びアレイアンテナ制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20220916BHJP

   H01Q 3/26 20060101ALI20220916BHJP

【ＦＩ】

H04B7/08 680

H04B7/08 422

H01Q3/26 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018184425

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2020053942

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2020-07-31

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、総務省、「ミリ波帯による高速移動用バックホール技術の研究開発 ウ 高速鉄道環境でのシステム統合技術及び鉄道環境試験技術の開発 （ウ）－２ ユーザー向け列車内伝搬特性」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】599108264

【氏名又は名称】株式会社ＫＤＤＩ総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】竹内 和則

【審査官】谷岡 佳彦

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５０９０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２８８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０５６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１４２０００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１９６３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１７２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０８

Ｈ０１Ｑ ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナの信号受信電力の大きさを検出する検出部と、
前記検出部が検出する信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、複数の前記アンテナ素子のうちの一部の前記アンテナ素子への給電を停止することにより、前記アレイアンテナのゲインを低下させるとともに、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる制御を行う給電制御部と、
前記給電制御部による制御によって給電が停止されていない前記アンテナ素子についての受信振幅及び位相を、所望のビーム指向特性に基づいて制御する指向特性制御部と、
を備えるアレイアンテナ制御装置。

【請求項2】

前記アレイアンテナは、ミリ波帯の電磁波を受信する
請求項１に記載のアレイアンテナ制御装置。

【請求項3】

前記給電制御部は、
前記アレイアンテナの受信面に配列された複数の前記アンテナ素子のうち、受信波の波長に基づく領域に配列された前記アンテナ素子への給電を停止する
請求項１又は請求項２に記載のアレイアンテナ制御装置。

【請求項4】

前記給電制御部は、
前記検出部が検出する信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、前記アンテナ素子への給電を停止する場合において、前記アレイアンテナの受信面のうち前記アンテナ素子への給電が停止される領域を示す複数の給電パターンを順次変更することにより、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアレイアンテナ制御装置。

【請求項5】

前記給電制御部は、
順次変更された前記複数の給電パターンのうち、信号受信電力がより大きい給電パターンを選択する
請求項４に記載のアレイアンテナ制御装置。

【請求項6】

複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナの信号受信電力の大きさを検出する検出手順と、
前記検出手順において検出される信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、複数の前記アンテナ素子のうちの一部の前記アンテナ素子への給電を停止することにより、前記アレイアンテナのゲインを低下させるとともに、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる制御を行う給電制御手順と、
前記給電制御手順における制御によって給電が停止されていない前記アンテナ素子についての受信振幅及び位相を、所望のビーム指向特性に基づいて制御する指向特性制御手順と、
を有するアレイアンテナ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、アレイアンテナ制御装置及びアレイアンテナ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ミリ波フェーズドアレイアンテナのビームアライメントに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特表２０１６－５０７９８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載されるような従来技術によると、アレイアンテナの位置の変化によって、信号受信電力が大きく落ち込んでしまう場合がある。この場合において、従来技術によると、信号受信電力を回復させることが困難であるといった問題があった。

【0005】

本発明は、簡単な構造のアレイアンテナの信号受信電力が低下した場合に信号受信電力を回復させることができるアレイアンテナ制御装置及びアレイアンテナ制御方法を提供することを目的とする。
ここでいう簡単な構造とは、一般的なフェーズドアレーアンテナと異なり、各素子の位相器の構造を簡略化していることを意味する。すなわち、各アンテナ素子に対して細かい位相調整を行うという従来のフェーズドアレーの仕組みを簡略化し、複数の素子をまとめて、粗い位相調整を行うだけの簡単な仕組みでアンテナを作りこむことにより、一般的なフェーズドアレーアンテナに比べると若干性能は劣化するが大幅な劣化を防げるので、価格を抑えた大量生産に向いた故障もしにくい平易な構造で従来に比べてあまり見劣りしない性能を得ることができるというものである。
詳細は以下に述べるが、ボアサイトへのビームの向きを数点に止めることにより価格を抑え、かつ、そのためにビームを向けられない方向ができてしまう欠点を回避するという手法を用いているのが特徴である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態は、複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナの信号受信電力の大きさを検出する検出部と、前記検出部が検出する信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、複数の前記アンテナ素子のうちの一部の前記アンテナ素子への給電を停止することにより、前記アレイアンテナのゲインを低下させるとともに、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる制御を行う給電制御部と、前記給電制御部による制御によって給電が停止されていない前記アンテナ素子についての受信振幅及び位相を、所望のビーム指向特性に基づいて制御する指向特性制御部と、を備えるアレイアンテナ制御装置である。

【0007】

本発明の一実施形態のアレイアンテナ制御装置において、前記アレイアンテナは、ミリ波帯の電磁波を受信する。

【0008】

本発明の一実施形態のアレイアンテナ制御装置において、前記給電制御部は、前記アレイアンテナの受信面に配列された複数の前記アンテナ素子のうち、受信波の波長に基づく領域に配列された前記アンテナ素子への給電を停止する。

【0009】

本発明の一実施形態のアレイアンテナ制御装置において、前記給電制御部は、前記検出部が検出する信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、前記アンテナ素子への給電を停止する場合において、前記アレイアンテナの受信面のうち前記アンテナ素子への給電が停止される領域を示す複数の給電パターンを順次変更することにより、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる。

【0010】

本発明の一実施形態のアレイアンテナ制御装置において、前記給電制御部は、順次変更された前記複数の給電パターンのうち、信号受信電力がより大きい給電パターンを選択する。

【0011】

本発明の一実施形態は、複数のアンテナ素子を備えるアレイアンテナの信号受信電力の大きさを検出する検出手順と、前記検出手順において検出される信号受信電力の大きさが基準受信電力よりも小さい場合に、複数の前記アンテナ素子のうちの一部の前記アンテナ素子への給電を停止することにより、前記アレイアンテナのゲインを低下させるとともに、前記アレイアンテナの位相中心を変化させる制御を行う給電制御手順と、前記給電制御手順における制御によって給電が停止されていない前記アンテナ素子についての受信振幅及び位相を、所望のビーム指向特性に基づいて制御する指向特性制御手順と、を有するアレイアンテナ制御方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、アレイアンテナの信号受信電力が低下した場合に信号受信電力を回復させることができるアレイアンテナ制御装置及びアレイアンテナ制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本実施形態のアレイアンテナ制御システムの機能構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態のアンテナ素子の配置の一例を示す図である。

【図3】本実施形態のアレイアンテナ制御システムの動作の流れの一例を示す図である。

【図4】本実施形態の検出部が検出する到来波の受信強度の時間変化の一例を示す図である。

【図5】本実施形態の位相中心の変化の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［実施形態］
以下、図を参照して本実施形態のアレイアンテナ制御システム１の概要について説明する。
図１は、本実施形態のアレイアンテナ制御システム１の機能構成の一例を示す図である。

【0015】

アレイアンテナ制御システム１は、アレイアンテナＡと、給電部Ｆと、アレイアンテナ制御装置１０とを備える。
アレイアンテナＡは、アレイ状に配置された複数のアンテナ素子Ｅを備えており、到来波ＡＲＷを受信する。アンテナ素子Ｅの配置の一例について、図２を参照して説明する。

【0016】

図２は、本実施形態のアンテナ素子Ｅの配置の一例を示す図である。アレイアンテナＡは、複数のアンテナ素子Ｅをその受信面に備える。本実施形態の一例において、アレイアンテナＡは、８行×８列に配置された６４個のアンテナ素子Ｅ（アンテナ素子Ｅ１１～アンテナ素子Ｅ８８）を備えている。これらアンテナ素子Ｅは、受信面のうち、受信対象の電磁波の波長λに基づく領域ＡＲに配置される。本実施形態の一例では、領域ＡＲには、その１辺の長さが受信対象の電磁波の波長λに応じた領域ＡＲ０と、その１辺の長さが受信対象の電磁波の波長λの半波長λ／２に応じた４つの領域ＡＲ１～領域ＡＲ４がある。
領域ＡＲ１は、左半波長領域とも称する。領域ＡＲ１には、８行×４列の３２個のアンテナ素子Ｅ（アンテナ素子Ｅ１１～アンテナ素子Ｅ４８）が配置される。
領域ＡＲ２は、右半波長領域とも称する。領域ＡＲ２には、８行×４列の３２個のアンテナ素子Ｅ（アンテナ素子Ｅ５１～アンテナ素子Ｅ８８）が配置される。
領域ＡＲ３は、上半波長領域とも称する。領域ＡＲ３には、４行×８列の３２個のアンテナ素子Ｅ（アンテナ素子Ｅ１１～アンテナ素子Ｅ８４）が配置される。
領域ＡＲ４は、下半波長領域とも称する。領域ＡＲ４には、４行×８列の３２個のアンテナ素子Ｅ（アンテナ素子Ｅ１５～アンテナ素子Ｅ８８）が配置される。

【0017】

アレイアンテナＡの受信対象の電磁波の波長λの範囲は限定されない。一例として、本実施形態のアレイアンテナＡは、ミリ波帯（概ね、波長：１～１０ｍｍ、周波数：３０～３００ＧＨｚ）の電磁波を受信する。例えば、アレイアンテナＡは、ＷｉＧｉｇ（ワイギグ；登録商標）において利用される６０ＧＨｚ帯の電磁波を受信する。

【0018】

図１に戻り、給電部Ｆは、それぞれのアンテナ素子Ｅに給電する給電機能と、振幅及び位相を設定する移相機能とを有する。給電部Ｆは、アレイアンテナＡの各アンテナ素子Ｅが受信した電磁波の受信信号ＲＳをアレイアンテナ制御装置１０に出力する。また、給電部Ｆは、アレイアンテナ制御装置１０の出力に基づいて、アンテナ素子Ｅの振幅及び位相を可変に制御する。
なお、アレイアンテナＡによって受信された到来波ＡＲＷの検波や復号については説明を省略する。

【0019】

アレイアンテナ制御装置１０は、検出部１１０と、給電制御部１２０と、指向特性制御部１３０とを備える。
検出部１１０は、アンテナ素子Ｅの受信信号ＲＳの受信電力の大きさを検出し、検出した結果を受信電力検出結果ＤＡとして給電制御部１２０に出力する。すなわち、検出部１１０は、複数のアンテナ素子Ｅを備えるアレイアンテナＡの信号受信電力の大きさを検出する。

【0020】

給電制御部１２０は、検出部１１０が出力する受信電力検出結果ＤＡに基づいて、給電制御信号ＦＣを生成する。この給電制御信号ＦＣとは、アレイアンテナＡが備える複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する指示を示す信号である。すなわち、給電制御部１２０は、検出部１１０が検出する受信電力検出結果ＤＡ（信号受信電力の大きさ）に基づいて、複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する制御を行う。
給電制御部１２０は、生成した給電制御信号ＦＣを指向特性制御部１３０及びアレイアンテナＡの給電部Ｆに対してそれぞれ出力する。
アレイアンテナＡの給電部Ｆは、給電制御信号ＦＣに基づいてアンテナ素子Ｅの給電状態を変更する。

【0021】

指向特性制御部１３０は、給電制御部１２０による制御によって給電が停止されていないアンテナ素子Ｅについての受信振幅及び位相を、所望のビーム指向特性ＤＣに基づいて制御する。ここで所望のビーム指向特性ＤＣは、アンテナ素子Ｅの給電パターンＰに基づいて予め定められていてもよいし、外部の装置から指示されてもよい。
指向特性制御部１３０は、アレイアンテナＡの給電部Ｆに対して、指向特性制御信号ＢＦを出力する。
アレイアンテナＡの給電部Ｆは、指向特性制御信号ＢＦに基づいて、アレイアンテナＡのビーム指向特性ＤＣを変更する。

【0022】

［アレイアンテナ制御システム１の動作］
次に、図３を参照して本実施形態のアレイアンテナ制御システム１の動作の一例について説明する。
図３は、本実施形態のアレイアンテナ制御システム１の動作の流れの一例を示す図である。

【0023】

（ステップＳ１０）アレイアンテナ制御装置１０の検出部１１０は、アレイアンテナＡが受信した到来波ＡＲＷの信号受信電力の大きさを検出する。検出部１１０は、検出した結果を受信電力検出結果ＤＡとして給電制御部１２０に出力する。

【0024】

（ステップＳ２０）給電制御部１２０は、ステップＳ１０において出力された受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴよりも大きいか否かを判定する。ここで、基準受信電力ＳＴとは、受信電力の判定しきい値ｔｈとして予め定められた値である。
給電制御部１２０は、受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴよりも大きいと判定した場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ４０に進める。また、給電制御部１２０は、受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴ以下であると判定した場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、処理をステップＳ３０に進める。ここで図４を参照して、給電制御部１２０による判定の具体例について説明する。

【0025】

図４は、本実施形態の検出部１１０が検出する到来波ＡＲＷの受信強度の時間変化の一例を示す図である。同図には、横軸に時刻ｔを、縦軸に到来波ＡＲＷの受信強度を示す。同図に示す一例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、及び時刻ｔ２以降において、到来波ＡＲＷの受信強度が判定しきい値ｔｈ（基準受信電力ＳＴ）よりも大きい。また、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、到来波ＡＲＷの受信強度が判定しきい値ｔｈ（基準受信電力ＳＴ）以下である。

【0026】

同図に示す一例の場合、給電制御部１２０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、及び時刻ｔ２以降において、受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴよりも大きいと判定し（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、処理をステップＳ４０に進める。また、給電制御部１２０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間において、受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴ以下であると判定し（ステップＳ２０；ＮＯ）、処理をステップＳ３０に進める。

【0027】

すなわち、給電制御部１２０は、検出部１１０が検出する受信電力検出結果ＤＡ（信号受信電力の大きさ）が基準受信電力ＳＴよりも小さい場合に、複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する制御を行う。

【0028】

（ステップＳ３０）図３に戻り、給電制御部１２０は、ステップＳ２０における判定結果に基づいて、アンテナ素子Ｅへの給電を停止する。
一例として、給電制御部１２０は、予め定められた給電パターンＰに基づいて給電制御を行う。ここで給電パターンＰとは、アレイアンテナＡの受信面に配列された複数のアンテナ素子Ｅのうち、給電を行うアンテナ素子Ｅの位置と給電しないアンテナ素子Ｅの位置との配置の種類を示す情報である。

【0029】

［給電パターンＰ１（全面給電）］
給電パターンＰ１において、給電制御部１２０は、図２に示すアンテナ素子Ｅのうち、すべてのアンテナ素子Ｅに対して給電する。この給電パターンＰ１は、ステップＳ２０において、受信電力検出結果ＤＡが基準受信電力ＳＴよりも大きいと判定された場合など用いられる。
［給電パターンＰ２（左半波長給電）］
給電パターンＰ２において、給電制御部１２０は、図２に示すアンテナ素子Ｅのうち、左半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ１）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電し、右半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ２）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電しない。すなわち、給電パターンＰ２において、給電制御部１２０は、領域ＡＲ２に配置されたアンテナ素子Ｅに対する給電を停止する。
［給電パターンＰ３（右半波長給電）］
給電パターンＰ３において、給電制御部１２０は、図２に示すアンテナ素子Ｅのうち、右半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ２）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電し、左半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ１）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電しない。すなわち、給電パターンＰ３において、給電制御部１２０は、領域ＡＲ１に配置されたアンテナ素子Ｅに対する給電を停止する。
［給電パターンＰ４（上半波長給電）］
給電パターンＰ４において、給電制御部１２０は、図２に示すアンテナ素子Ｅのうち、上半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ３）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電し、下半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ４）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電しない。すなわち、給電パターンＰ４において、給電制御部１２０は、領域ＡＲ４に配置されたアンテナ素子Ｅに対する給電を停止する。
［給電パターンＰ５（上半波長給電）］
給電パターンＰ５において、給電制御部１２０は、図２に示すアンテナ素子Ｅのうち、下半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ４）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電し、上半波長分の領域ＡＲ（同図の領域ＡＲ３）に配置されたアンテナ素子Ｅに対して給電しない。すなわち、給電パターンＰ５において、給電制御部１２０は、領域ＡＲ３に配置されたアンテナ素子Ｅに対する給電を停止する。

【0030】

ここで、領域ＡＲ１～領域ＡＲ４とは、いずれも受信対象の電磁波の波長λに基づいた領域である。すなわち、給電制御部１２０は、アレイアンテナＡの受信面に配列された複数のアンテナ素子Ｅのうち、受信波の波長に基づく領域ＡＲに配列されたアンテナ素子Ｅへの給電を停止する。

【0031】

（ステップＳ４０）図３に戻り、指向特性制御部１３０は、給電制御部１２０による給電制御の結果に基づいて、ビーム指向特性ＤＣの制御を行う。

【0032】

アレイアンテナ制御装置１０は、ステップＳ１０～ステップＳ４０による制御を行うことにより、アレイアンテナＡの位相中心ＰＣを変化させる。アレイアンテナＡの位相中心ＰＣの変化の一例について、図５を参照して説明する。

【0033】

図５は、本実施形態の位相中心ＰＣの変化の一例を示す図である。同図には、アレイアンテナ制御装置１０が、給電パターンＰを給電パターンＰ１（全面給電）から給電パターンＰ２（左半波長給電）に変更した場合の位相中心ＰＣの変化を示す。この一例の場合、給電パターンＰ１（全面給電）の場合の位相中心ＰＣ１から、給電パターンＰ２（左半波長給電）の場合の位相中心ＰＣ２に、位相中心ＰＣが変化する。

【0034】

なお、給電制御部１２０は、アレイアンテナＡの受信面のうちアンテナ素子Ｅへの給電が停止される領域ＡＲを示す複数の給電パターンを順次変更することにより、給電パターンが示す領域ＡＲに配置されるアンテナ素子Ｅへの給電を停止するように構成されてもよい。
具体的には、給電制御部１２０は、ステップＳ３０の処理を実施するごとに、上述した給電パターンＰ１～給電パターンＰ５を順次選択することにより（例えば、ラウンドロビン方式によって）、給電パターンＰを変更する。

【0035】

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、給電制御部１２０を備えている。この給電制御部１２０は、信号受信電力の大きさに基づいて、複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する制御を行う。
ここで、アレイアンテナＡによって電磁波を受信する場合、アレイアンテナＡの位置の変化によって、信号受信電力が大きく（例えば、２０ｄＢ程度まで）落ち込んでしまう場合がある。
従来、信号受信電力が落ち込んだ場合には、ビームの向きを変更することにより落ち込みの回復を試みる場合があった。しかしながら、この従来の手法によると、ビームの向きを変更しても信号受信電力の落ち込みを回復させることができない場合が生じていた。
本実施形態のアレイアンテナ制御システム１によれば、アレイアンテナ制御装置１０の給電制御部１２０が、信号受信電力の大きさに基づいて、複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する制御を行う。この制御により、給電されているアンテナ素子Ｅの数が減少するため、給電停止前に比べてビーム幅が広がりゲインが低下する一方で、アレイアンテナＡの位相中心ＰＣを変化させることができる。アレイアンテナＡの位相中心ＰＣが変化すると、信号受信電力が大きく回復することがある。このアレイアンテナＡの位相中心ＰＣの変化による信号受信電力の回復幅（例えば、２０ｄＢの増加。）が、アンテナ素子Ｅの数の減少によるゲイン低下幅（例えば、３ｄＢの減少。）よりも大きい場合がある。この場合、アンテナ素子Ｅへの給電停止によって、信号受信電力が大きく回復（例えば、２０ｄＢ－３ｄＢ＝１７ｄＢの増加。）する。つまり、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０によれば、信号受信電力が低下した場合に、位相中心ＰＣの変更により信号受信電力を回復させることができる。

【0036】

また、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、ミリ波帯の電磁波を受信するアレイアンテナＡを制御対象とする。ここで、比較的波長が短い帯域（例えば、ミリ波帯）の電磁波を受信する場合、アレイアンテナＡの位置のわずかな変化によって、信号受信電力が大きく落ち込んでしまう場合がある。すなわち、位相中心ＰＣの位置の変更によるアレイアンテナＡの信号受信電力の回復の幅は、比較的波長が長い帯域に比べ、ミリ波帯などの比較的波長が短い帯域のほうが、より大きくなる。本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、ミリ波帯の電磁波を受信するアレイアンテナＡを制御対象とすることにより、信号受信電力の回復幅をより大きくすることができる。

【0037】

また、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、給電制御部１２０は、受信波の波長λに基づく領域ＡＲに配列されたアンテナ素子Ｅへの給電を停止する。位相中心ＰＣの移動幅が受信波の波長λに応じた幅である場合には、位相中心ＰＣの移動幅が受信波の波長λに応じていない場合に比べて、位相中心ＰＣの移動による信号受信電力の変動幅をより大きくすることができる。つまり、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０によれば、信号受信電力の回復幅をより大きくすることができる。

【0038】

また、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、給電制御部１２０が、検出部１１０が検出する受信電力検出結果ＤＡ（信号受信電力の大きさ）が基準受信電力ＳＴよりも小さい場合に、複数のアンテナ素子Ｅのうちの一部のアンテナ素子Ｅへの給電を停止する制御を行う。
一般的に、信号受信電力の大きさが小さい場合には、給電するアンテナ素子の数（つまり、ゲイン）を増加させることにより、信号受信電力の大きさを回復させる制御が行われる。しかしながら、このような従来の制御によると、給電するアンテナ素子の数が増加することにより消費電力が増加するという問題が生じる。また、このような従来の制御によると、信号受信電力の落ち込みを想定して、給電しないアンテナ素子を予備アンテナ素子として待機させておくことになり、アレイアンテナの面積が大きくなってしまうという問題が生じる。
本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０によれば、信号受信電力の大きさを回復させる場合にアンテナ素子Ｅへの給電を停止する構成であるため、消費電力の増加や面積の増大といった問題が生じない。つまり、アレイアンテナ制御装置１０によれば、低消費電力かつ省面積のアレイアンテナＡを実現することができる。

【0039】

また、本実施形態のアレイアンテナ制御装置１０は、給電制御部１２０が、アレイアンテナＡの受信面のうちアンテナ素子Ｅへの給電が停止される領域ＡＲを示す複数の給電パターンＰを順次変更することにより、給電パターンＰが示す領域ＡＲに配置されるアンテナ素子Ｅへの給電を停止する。このように構成することにより、アレイアンテナ制御装置１０は、信号受信電力がより大きい給電パターンＰを選択することができ、信号受信電力の回復幅をより大きくすることができる。

【0040】

以上、本発明の実施形態及びその変形を説明したが、これらの実施形態及びその変形は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及びその変形は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0041】

なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【0042】

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0043】

１…アレイアンテナ制御システム、１０…アレイアンテナ制御装置、１１０…検出部、１２０…給電制御部、１３０…指向特性制御部、Ａ…アレイアンテナ、Ｅ…アンテナ素子、Ｆ…給電部、ＡＲＷ…到来波、ＲＳ…受信信号、ＤＡ…受信電力検出結果、ＦＣ…給電制御信号、ＢＦ…指向特性制御信号、ＤＣ…ビーム指向特性、ＡＲ…領域、ＳＴ…基準受信電力、ＰＣ…位相中心、λ…受信対象の電磁波の波長、ｔｈ…判定しきい値、Ｐ…給電パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】