特許 7488054 アンテナ制御装置およびアンテナ制御システム

(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】2024-05-13

(45)【発行日】2024-05-21

(54)【発明の名称】アンテナ制御装置およびアンテナ制御システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20240514BHJP

   H04B 10/2575 20130101ALI20240514BHJP

   H04J 1/00 20060101ALI20240514BHJP

   H04L 27/00 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 150

H04B10/2575

H04J1/00

H04L27/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020023262

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021129234

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-01-16

【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３１年度、総務省、電波資源拡大のための研究開発の委託事業 研究開発課題 「ＩｏＴ機器増大に対応した有無線最適制御型電波有効利用基盤技術の研究開発」 産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000006895

【氏名又は名称】矢崎総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】相葉 孝充

(72)【発明者】

【氏名】松下 健治

【審査官】北村 智彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０４１５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３８１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１３４０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２６７０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０２９３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】相葉 孝充 、他，マルチモード光ファイバ無線による高速デジタル・アナログ信号重畳伝送，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１８ Ｎｏ．１４４，一般社団法人電子情報通信学会，2018年07月12日，第118巻，pp.89-93

【文献】安田 裕紀 、他，デジタル光通信用ＴＩＡを用いたＲｏＦシステムによるアナログ無線信号の伝送特性 ，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１８ Ｎｏ．３９６ ［ｏｎｌｉｎｅ］，一般社団法人電子情報通信学会，2019年01月10日，第118巻，pp.87-91

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０２－７／１２

Ｈ０４Ｌ ２７／００－２７／３８

Ｈ０４Ｊ １／００

Ｈ０４Ｂ １０／２５７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送波によって変調された無線信号を生成する無線信号生成部と、
前記無線信号を送信するアンテナ装置の指向性を制御するアンテナ素子の位相制御信号を生成する位相制御信号生成部と、
前記位相制御信号の変調周波数をｆｍとし、前記搬送波の搬送波周波数をｆｃとし、ｎを自然数とした場合に、以下の式（１）を満たすように前記位相制御信号を変調する位相制御信号変調部と、
ｆｃ＝ｎ×ｆｍ・・・式（１）
前記位相制御信号が前記位相制御信号変調部によって変調されて生成されたデジタル信号、および、前記無線信号生成部によって生成された前記無線信号を重畳して重畳信号を生成する重畳部と、
前記重畳信号を伝送する伝送路と、
を含み、
前記アンテナ素子はアレイアンテナを構成し、複数の前記アンテナ素子のそれぞれに対応する複数の前記位相制御信号は、パラレル／シリアル変換部によって１つのシリアル位相制御信号に変換され、前記位相制御信号変調部は前記１つのシリアル位相制御信号を、前記式（１）を満たすように変調し、前記重畳部は、変調された前記１つのシリアル位相制御信号、および、前記無線信号生成部によって生成された前記無線信号を重畳して前記重畳信号を生成するアンテナ制御装置。

【請求項2】

前記伝送路によって伝送された前記重畳信号は前記搬送波周波数を通過帯域に含む帯域通過フィルタによって、前記無線信号が抽出され、抽出された前記無線信号は前記アンテナ装置のアンテナから放射される請求項１に記載のアンテナ制御装置。

【請求項3】

前記伝送路によって伝送された前記重畳信号は前記搬送波周波数の信号成分を雑音レベル以下に減衰させる帯域制限フィルタによって、変調された前記位相制御信号が抽出され、位相制御信号復調部によって復調された前記位相制御信号は前記アンテナ素子に印加されて前記アンテナ装置のアンテナの指向性を制御する請求項１または２に記載のアンテナ制御装置。

【請求項4】

前記位相制御信号変調部と、前記重畳部との間に設けられる帯域制限部を含み、
前記帯域制限部は、前記デジタル信号の周波数成分の中の前記変調周波数ｆｍより高い周波数成分を減衰させる請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置。

【請求項5】

前記無線信号はマルチキャリア変調によって構成され、前記搬送波周波数は、マルチキャリア変調によって使用される周波数帯域の中心周波数、または、中心となるキャリアの周波数である請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置。

【請求項6】

前記伝送路は、メタル線または光ファイバを含んで構成され、前記伝送路に前記光ファイバが含まれる場合には、前記重畳信号を光信号に変換する発光素子を含む請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置。

【請求項7】

前記伝送路が前記光ファイバである場合に、前記伝送路の終端部には光カプラが含まれ、前記重畳信号に含まれる無線信号成分と、デジタル信号成分とのエネルギーの分岐比は、無線信号成分＞デジタル信号成分であり、分岐された後の前記無線信号成分は光／電気変換部を介して無線信号に変換され、分岐された後の前記デジタル信号成分は他の光／電気変換部を介して位相制御信号に変換される請求項６に記載のアンテナ制御装置。

【請求項8】

前記伝送路が前記光ファイバである場合に、前記伝送路の終端部には前記光信号を電気信号に変換する光電気変換部を含む請求項６に記載のアンテナ制御装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置と、
前記位相制御信号が入力される、前記アンテナ素子の指向性を制御するデジタル位相器、および、前記デジタル位相器に接続された前記アンテナ素子によって構成されるアンテナを含む前記アンテナ装置と、を含むアンテナ制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ制御装置およびアンテナ制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

アレイアンテナ等のアンテナを含むアンテナモジュールでは、アレイアンテナの指向性を制御するために、アレイアンテナを構成する各アンテナ素子にデジタル位相制御信号を印可する必要がある場合がある。このような場合には、従来、アレイアンテナから放射させる無線信号とアンテナ素子に印加するデジタル位相制御信号とを別々の信号線で伝送するために、伝送路が肥大化し配策性が劣化するという問題点を有していた。

【0003】

このような課題を解決するために、例えば、特許文献１では、別途の制御ケーブルを接続しなくとも、伝送ケーブル１本によって通信と共にアンテナ部の制御も可能とする非接触通信装置およびアンテナ装置を提供する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－０４１５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の構成によれば、無線信号からアレイアンテナの位相制御信号を除去するために、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を使用している。したがって、アレイアンテナの位相制御を高速に実行する必要がある場合には、ＨＰＦでは高速な位相制御信号から高調波成分が除去できないために、無線信号に帯域外輻射が重畳された違法な無線信号を放射する可能性があるという課題がある。

【0006】

例えば、アプリケーションとして５Ｇ通信のような低遅延な無線通信システムへの適用を考えると、アレイアンテナの移動制御も高速な応答が要求されることが想定され、高速な位相制御信号を適用することが必要になる。特許文献１のようにＨＰＦを提供する場合には、重畳する位相制御信号が無線の無線信号の搬送波周波数に対して、十分に低速な場合にしか適用できないために、５Ｇ通信のような低遅延な無線通信システムへ適用することが困難になる場合がある。

【0007】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、アレイアンテナから放射させる無線信号とアンテナ素子に印加するデジタル位相制御信号とを一本の信号線で伝送することで省線化とコストを低減するとともに、簡易な構成でデジタル位相制御信号の高調波による不要輻射を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の態様に係るアンテナ制御装置は、搬送波によって変調された無線信号を生成する無線信号生成部と、前記無線信号を送信するアンテナ装置の指向性を制御するアンテナ素子の位相制御信号を生成する位相制御信号生成部と、前記位相制御信号の変調周波数をｆｍとし、前記搬送波の搬送波周波数をｆｃとし、ｎを自然数とした場合に、以下の式（１）を満たすように前記位相制御信号を変調する位相制御信号変調部と、ｆｃ＝ｎ×ｆｍ・・・式（１）、前記位相制御信号が前記位相制御信号変調部によって変調されて生成されたデジタル信号、および、前記無線信号生成部によって生成された無線信号を重畳して重畳信号を生成する重畳部と、前記重畳信号を伝送する伝送路と、を含むことが好ましい。

【0009】

前記伝送路によって伝送された前記重畳信号は前記搬送波周波数を通過帯域に含む帯域通過フィルタによって、前記無線信号が抽出され、抽出された前記無線信号は前記アンテナ装置のアンテナから放射されることが好ましい。

【0010】

前記アンテナ素子はアレイアンテナを構成し、複数の前記アンテナ素子のそれぞれに対応する複数の前記位相制御信号は、パラレル／シリアル変換部によって１つのシリアル位相制御信号に変換され、前記位相制御信号変調部は前記１つのシリアル位相制御信号を、前記式（１）を満たすように変調し、前記重畳部は、変調された前記１つのシリアル位相制御信号、および、前記無線信号生成部によって生成された無線信号を重畳して重畳信号を生成することが好ましい。

【0011】

前記伝送路によって伝送された前記重畳信号は前記搬送波周波数の信号成分を雑音レベル以下に減衰させる帯域制限フィルタによって、変調された前記位相制御信号が抽出され、位相制御信号復調部によって復調された前記位相制御信号は前記アンテナ素子に印加されて前記アンテナ装置のアンテナの指向性を制御することが好ましい。

【0012】

前記位相制御信号変調部と、前記重畳部との間に設けられる帯域制限部を含み、
前記帯域制限部は、前記デジタル信号の周波数成分の中の前記変調周波数ｆｍより高い周波数成分を減衰させることが好ましい。

【0013】

前記無線信号はマルチキャリア変調によって構成され、前記搬送波周波数は、マルチキャリア変調によって使用される周波数帯域の中心周波数、または、中心となるキャリアの周波数であることが好ましい。

【0014】

前記伝送路は、メタル線または光ファイバを含んで構成され、前記伝送路に前記光ファイバが含まれる場合には、前記重畳信号を光信号に変換する発光素子を含むことが好ましい。

【0015】

前記伝送路が光ファイバである場合に、前記伝送路の終端部には光カプラが含まれ、前記重畳信号に含まれる無線信号成分と、デジタル信号成分とのエネルギーの分岐比は、無線信号成分＞デジタル信号成分であり、分岐された後の前記無線信号成分は光／電気変換部を介して無線信号に変換され、分岐された後の前記デジタル信号成分は他の光／電気変換部を介して位相制御信号に変換されることが好ましい。

【0016】

前記伝送路が光ファイバである場合に、前記伝送路の終端部には前記光信号を電気信号に変換する光電気変換部を含むことが好ましい。

【0017】

本発明の他の態様に係るアンテナ制御システムは、アンテナ制御装置と、前記位相制御信号が入力される、前記アンテナ素子の指向性を制御するデジタル位相器、および、前記デジタル位相器に接続された前記アンテナ素子によって構成されるアンテナを含む前記アンテナ装置と、を含むことが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、アンテナから放射させる無線信号とアンテナ素子に印加するデジタル位相制御信号とを一本の信号線で伝送することで省線化とコストを低減するとともに、簡易な構成でデジタル位相制御信号の高調波による不要輻射を低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態に係るアンテナ制御システムの一例を示す模式図である。

【図2】（ａ）パルス波形の一例を示す図である。（ｂ）（ａ）のパルス波形の周波数スペクトルの模式図である。（ｃ）変調された位相制御信号であるデジタル信号の周波数スペクトルの一例を示す模式図である。

【図3】（ａ）単一の搬送波によるアナログ信号の一例を示す図である。（ｂ）（ａ）のアナログ信号の周波数スペクトルの一例を示す模式図である。

【図4】ローパスフィルタとして機能する帯域制限部により減衰した、変調された位相制御信号であるデジタル信号の周波数スペクトルの模式図である。

【図5】（ａ）無線信号と変調された位相制御信号が重畳された重畳信号の周波数スペクトルの一例を示す模式図である。（ｂ）無線信号と変調された位相制御信号が重畳された重畳信号の周波数スペクトルの他の一例を示す模式図である。

【図6】本実施形態に係るアンテナ制御システムの他の一例を示す模式図である。

【図7】本実施形態に係るアンテナ制御システムのその他の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本実施形態に係わるアンテナ制御装置およびアンテナ制御システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本開示に限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。さらに、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0021】

本実施形態に係るアンテナ制御装置およびアンテナ制御システムを図１～図７を用いて説明する。

【0022】

（アンテナ制御装置およびアンテナ制御システムの適用例の概要）
本実施形態のアンテナ制御装置およびアンテナ制御システムは、無線信号に重畳されたデジタル位相制御信号の高調波による帯域外輻射を抑制するために、デジタル位相制御信号のディップを無線信号の搬送波周波数に合わせることを特徴とする。このような構成によって、無線信号のＳＮＲの劣化を抑制し、なおかつ、バンドパスフィルタ等によって無線信号からデジタル位相制御信号を除去することを可能にし、高品質な無線信号の放射と、適切なデジタル位相制御を実現することを可能にする。

【0023】

（信号伝送システムの概要）
図１に本実施形態に係わるアンテナ制御装置およびアンテナ制御装置を含むアンテナ制御システムの一例の概要について説明する。アンテナ制御システム１０００ａは、例えば、図１に示すように、送信装置１００ａ、伝送路２００ａおよび受信装置３００ａを含むアンテナ制御装置４００ａ、並びに、アンテナ装置５００を含む。なお、図６に示す他の一例の送信装置１００ｂおよび図７に示すその他の一例の送信装置１００ｃ、並びに、送信装置１００ａを総称して送信装置１００と称する場合がある。同様に、図６に示す他の一例の伝送路２００ｂおよび図７に示すその他の一例の伝送路２００ｃ、並びに、伝送路２００ａを総称して伝送路２００と称する場合がある。また、図６に示す他の一例の受信装置３００ｂおよび図７に示すその他の一例の受信装置３００ｃ、並びに、受信装置３００ａを総称して受信装置３００と称する場合がある。さらに、図６に示す他の一例のアンテナ制御システム１０００ｂおよび図７に示すその他の一例のアンテナ制御システム１０００ｃ、並びに、アンテナ制御システム１０００ａを総称してアンテナ制御システム１０００と称する場合がある。

【0024】

送信装置１００ａは、アナログ信号である無線信号と、アレイアンテナの各アンテナ素子から放射される無線信号の位相を制御する、デジタル信号であるデジタル位相制御信号を含むシリアルデジタル位相制御信号と、を重畳して送信する装置である。送信装置１００ａは、無線信号生成部１１０、デジタル信号生成部１２０、帯域制限部１３０、重畳部１４０、および、送信部１５０ａを含んで構成される。なお、帯域制限部１３０は必須の構成要素ではない。

【0025】

無線信号生成部１１０は、搬送波によって変調された無線信号等のアナログ信号を生成する機能を有する。アナログ信号には、一例として、無線信号等の搬送波を用いた連続波形信号が挙げられる。図３（ａ）は、アナログ信号の波形の一例を示す図であり、縦軸は電圧を示し横軸は時間を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のアナログ信号の周波数スペクトルを示す図であり、縦軸はスペクトル強度としての電力を示し横軸は周波数を示している。

【0026】

図３（ａ）では、搬送波の搬送波周波数ｆｃを用いて振幅変調を行っているために、図３（ｂ）の周波数スペクトルでは、搬送波周波数ｆｃだけが観測されている。しかし、本実施形態では、変調方法には、位相変調、周波数変調等の変調方式も含まれるので、図５の周波数スペクトルが、搬送波周波数ｆｃから上下方向の周波数を周波数バンドとして含む場合もある。また、５Ｇ通信などのようにマルチキャリア変調方式を採用する場合には、複数の搬送波周波数を含む場合もある。以下の説明ではアナログ信号として、図３（ｂ）のように単一の搬送波周波数ｆｃを有する信号について主に説明する。無線信号生成部１１０は重畳部１４０に接続され、無線信号生成部１１０で生成された無線信号等のアナログ信号を重畳部１４０に出力する。

【0027】

次に、アンテナ装置５００のアンテナの指向性を制御するデジタル位相制御信号を含むデジタル信号を生成するデジタル信号生成部１２０について説明する。デジタル信号生成部１２０には、位相制御信号生成部１２１、Ｐ／Ｓ変換部１２２および位相制御信号変調部１２３が含まれる。（Ｐ／Ｓ：パラレル／シリアル）

【0028】

位相制御信号生成部１２１は、デジタル位相制御信号を構成するパルス信号を生成する。パルス信号は、例えば、図２（ａ）に示すように、特定の幅を持った矩形波である。図２（ａ）は、パルス信号の１つのパルス波形を示す図であり、縦軸は振幅（電圧または電流）であり横軸は時間を示している。パルス信号は、デジタル情報の「１」と「０」に対応して、振幅が特定の値を持ったり、振幅が０になったりする。特定の値はアンテナ制御システム１０００ａが任意の値に設定することができる。

【0029】

図２（ｂ）は、パルス信号が高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）された後の周波数スペクトルの模式図を示す。パルス信号の周波数成分は直流であるＤＣから０．４５／ΔＴ（ΔＴ：パルス幅）以上の広帯域な周波数成分を有する。図１（ｂ）のパルス信号の周波数スペクトルを示す図では、縦軸はスペクトル強度としての電力であり横軸は周波数を示している。

【0030】

デジタル位相制御信号は、上述のようなパルス信号によって構成され、アンテナ装置５００の１つのアンテナ素子に対して、１つのデジタル位相制御信号が生成される。一例として、図１に示すように、デジタル位相制御信号ＤＳ１は、アンテナ素子ＡＮＴ１の位相を制御するためのデジタル信号である。また、デジタル位相制御信号ＤＳ２は、アンテナ素子ＡＮＴ２の位相を制御するためのデジタル信号であり、デジタル位相制御信号ＤＳ３は、アンテナ素子ＡＮＴ３の位相を制御するためのデジタル信号である。さらに、デジタル位相制御信号ＤＳ４は、アンテナ素子ＡＮＴ４の位相を制御するためのデジタル信号である。ただし、アンテナ装置５００に含まれるアンテナ素子の数は４個に限定されるわけではないので、アンテナ装置５００に含まれるアンテナ素子の数だけのデジタル位相制御信号が位相制御信号生成部１２１によって生成される。

【0031】

位相制御信号生成部１２１は、Ｐ／Ｓ変換部１２２に接続され、生成した複数のデジタル位相制御信号をパラレルにＰ／Ｓ変換部１２２に出力する。

【0032】

Ｐ／Ｓ変換部１２２は、位相制御信号生成部１２１において生成された複数のデジタル位相制御信号を１つのシリアル位相制御信号に変換する機能を有する。パラレルデジタル信号からシリアルデジタル信号に変更する技術は既知の従来技術であるので、ここでは詳細な説明は省略するが、変換方法およびフレームフォーマットに関しては制限が設けられることはない。

【0033】

位相制御信号変調部１２３は、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号を変調し、デジタル信号ＤＳを生成する。変調周波数がｆｍである場合の、デジタル信号ＤＳの周波数スペクトルを図２（ｃ）に示す。図２（ｃ）に示す周波数スペクトルは、変調周波数ｆｍの整数倍の周波数で極小点ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４等が存在する。本実施形態の位相制御信号変調部１２３は、シリアル位相制御信号の変調周波数をｆｍとし、搬送波の搬送波周波数をｆｃとし、自然数をｎとした場合に、ｆｃ＝ｎ×ｆｍとなるようにシリアル位相制御信号を変調し、デジタル信号ＤＳを生成する。すなわち、搬送波周波数が、デジタル信号ＤＳの極小点ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４に位置するように選択することによって、アナログ信号ＡＳのＳＮＲの劣化を抑制することが可能になる。なお、５Ｇ通信ではマルチキャリア変調方式を採用しているので、搬送波周波数ｆｃはマルチキャリアの中心のキャリアの周波数、または、使用されている周波数帯域の中心の周波数とすることも可能である。

【0034】

帯域制限部１３０は、位相制御信号変調部１２３において変調周波数ｆｍで変調されて生成されたデジタル信号ＤＳの高周波数成分を減衰させるフィルタである。例えば、帯域制限部１３０は、変調周波数ｆｍより高い周波数成分を減衰させる。つまり、図２（ｃ）における変調周波数ｆｍを示す極小点ＳＰ１よりも高い周波数成分を減衰させる。したがって、搬送波周波数ｆｃに位置するアナログ信号ＡＳと干渉する周波数成分が減衰する。一方、デジタル信号ＤＳを復調させるには、主として、変調周波数ｆｍを示す極小点ＳＰ１よりも低い周波数成分が必要である。したがって、帯域制限部１３０は、変調周波数ｆｍを示す極小点ＳＰ１以下の周波数成分の減衰を防ぐように機能する。一例として、帯域制限部１３０の遮断周波数はｆｍＨｚであり、傾きは－６ｄＢ／オクターブである。なお、帯域制限部１３０を使用しないで、デジタル信号ＤＳをアナログ信号ＡＳと重畳させる構成にすることも可能である。

【0035】

図４は、帯域制限部１３０を通過したデジタル信号ＤＳの周波数スペクトルを示す図であり、縦軸が電力を示し横軸が周波数を示している。図４から分かるように、変調周波数ｆｍを示す極小点ＳＰ１以下の周波数成分は減衰せず、変調周波数ｆｍを示す極小点ＳＰ１よりも高い周波数成分が減衰している。

【0036】

帯域制限部１３０は、変調周波数ｆｍより高い周波数成分が減衰した帯域制限デジタル信号ＬＤＳを重畳部１４０に出力する。

【0037】

重畳部１４０は、変調周波数ｆｍより高い周波数成分が減衰した帯域制限デジタル信号ＬＤＳまたはデジタル信号ＤＳと、無線信号生成部１１０で生成された搬送波周波数ｆｃを有するアナログ信号ＡＳとを重畳させた重畳信号を生成する機能を有する。重畳部１４０の一例として、方向性結合器が挙げられる。

【0038】

図５（ａ）は、重畳部１４０で重畳された重畳信号の周波数スペクトルの一例を示す図であり、縦軸が電力を示し横軸が周波数を示している。図５（ａ）では、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号の変調周波数ｆｍは１４ＧＨｚであり、アナログ信号ＡＳとしての無線信号の搬送波周波数ｆｃは２８ＧＨｚである。したがって、シリアル位相制御信号の周波数成分の２番目の極小点である２×ｆｍの周波数に、無線信号の搬送波周波数ｆｃが位置する。無線信号は十分な信号品質を有することが分かる。

【0039】

図５（ｂ）は、重畳部１４０で重畳された重畳信号の周波数スペクトルの他の一例を示す図であり、縦軸が電力を示し横軸が周波数を示している。図５（ｂ）では、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号の変調周波数ｆｍは（２８／３）ＧＨｚであり、アナログ信号ＡＳとしての無線信号の搬送波周波数ｆｃは２８ＧＨｚである。したがって、シリアル位相制御信号の周波数成分の３番目の極小点である３×ｆｍの周波数に、無線信号の搬送波周波数ｆｃが位置する。無線信号は図５（ａ）よりも十分な信号品質を有することが分かる。

【0040】

なお、図５（ａ）および図５（ｂ）では、変調周波数ｆｍの高次の周波数に無線信号の搬送波周波数ｆｃを一致させているが、変調周波数ｆｍに無線信号の搬送波周波数ｆｃを一致させることも可能である。変調周波数ｆｍを無線信号の搬送波周波数ｆｃまで上げることが可能になるので、アンテナ素子の位相制御をより高速に実行することも可能になる。

【0041】

重畳部１４０は、変調周波数ｆｍより高い周波数成分が減衰した帯域制限デジタル信号ＬＤＳまたはデジタル信号ＤＳとアナログ信号ＡＳとを重畳させた重畳信号を送信部１５０ａに出力する機能を有する。

【0042】

送信部１５０ａは、重畳信号を伝送路２００ａに出力する機能を有する。送信部１５０ａには、送信装置１００ａと伝送路２００ａを接続するためのコネクタが含まれる場合がある。また、送信部１５０ａには、重畳信号を増幅するための増幅器が含まれてもよいが、重畳信号は必ず増幅されるわけではない。

【0043】

伝送路２００ａは、送信装置１００ａと受信装置３００ａとを接続する１本の通信線である。伝送路２００ａは、重畳信号の周波数帯域において平坦な利得周波数特性を有するメタル線または光ファイバを使用することが可能である。図１においては、伝送路２００ａがメタル線である場合を説明し、図６および図７においては、伝送路２００ｂおよび伝送路２００ｃが光ファイバである場合を説明する。

【0044】

受信装置３００ａは、伝送路２００ａを伝送した重畳信号を受信する装置である。図１における受信装置３００ａは、分岐部３１０ａ、無線帯域通過部３２０ａ、位相帯域通過部３３０ａ、位相制御信号復調部３４０ａおよびＳ／Ｐ変換部３５０ａを含んで構成される。（Ｓ／Ｐ：シリアル／パラレル）

【0045】

分岐部３１０ａは、伝送路２００ａを伝送した重畳信号を入力し、分岐する機能を有する。分岐部３１０ａには、受信装置３００ａと伝送路２００ａを接続するためのコネクタが含まれる場合がある。分岐部３１０ａによって、重畳信号を任意のエネルギー比率に分岐し、無線帯域通過部３２０ａおよび位相帯域通過部３３０ａに分岐された重畳信号を出力する。

【0046】

無線帯域通過部３２０ａは、分岐された重畳信号から無線信号を抽出する機能を有する。一例として、無線帯域通過部３２０ａは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドパスフィルタであってもよい。このような無線帯域通過部３２０ａによって、分岐された重畳信号からシリアル位相制御信号の周波数成分を除去することが可能になる。無線帯域通過部３２０ａを通過した無線信号は、アンテナ装置５００に含まれるデジタル位相器５１０を介して、アンテナ素子ＡＮＴ１、アンテナ素子ＡＮＴ２、アンテナ素子ＡＮＴ３およびアンテナ素子ＡＮＴ４から放射される。

【0047】

位相帯域通過部３３０ａは、分岐された重畳信号から変調されたシリアル位相制御信号を抽出する機能を有する。一例として、位相帯域通過部３３０ａは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドストップフィルタであってもよい。また、バンドストップフィルタとしてノッチフィルタが使用されてもよい。このような位相帯域通過部３３０ａによって、分岐された重畳信号から無線信号の周波数成分を除去することが可能になる。

【0048】

位相制御信号復調部３４０ａは、変調されたシリアル位相制御信号を復調する復調器である。変調されたシリアル位相制御信号を復調することによって、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号を取得する。位相制御信号復調部３４０ａにおいて復調されたシリアル位相制御信号はＳ／Ｐ変換部３５０ａに出力される。

【0049】

Ｓ／Ｐ変換部３５０ａは、入力されたシリアル位相制御信号を、位相制御信号生成部１２１において生成された複数のデジタル位相制御信号に変換する機能を有する。図１においては、Ｓ／Ｐ変換部３５０ａは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ１の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ１、アンテナ素子ＡＮＴ２の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ２を生成する。また、Ｓ／Ｐ変換部３５０ａは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ３の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ３、アンテナ素子ＡＮＴ４の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ４を生成する。

【0050】

アンテナ装置５００は、デジタル位相器５１０、および、アレイアンテナを構成するアンテナ素子ＡＮＴ１、アンテナ素子ＡＮＴ２、アンテナ素子ＡＮＴ３およびアンテナ素子ＡＮＴ４を含んで構成される。

【0051】

デジタル位相器５１０には、アンテナ素子ＡＮＴ１の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ１が入力される位相器５１１、アンテナ素子ＡＮＴ２の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ２が入力される位相器５１２が含まれる。さらに、デジタル位相器５１０には、アンテナ素子ＡＮＴ３の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ３が入力される位相器５１３、アンテナ素子ＡＮＴ４の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ４が入力される位相器５１４が含まれる。

【0052】

アレイアンテナの指向性は、デジタル位相制御信号ＤＳ１、デジタル位相制御信号ＤＳ２、デジタル位相制御信号ＤＳ３およびデジタル位相制御信号ＤＳ４によって制御される。

【0053】

（変形例１）
上記実施形態においては、伝送路２００がメタル線によって構成される場合について説明したが、伝送路２００が光ファイバによって構成される場合について図６および図７を用いて説明する。最初に図６のアンテナ制御システム１０００ｂについて変形例１として説明する。

【0054】

図６に示すアンテナ制御システム１０００ｂは、例えば、送信装置１００ｂ、伝送路２００ｂおよび受信装置３００ｂを含むアンテナ制御装置４００ｂ、並びに、アンテナ装置５００を含む。

【0055】

図１に示す送信装置１００ａの構成と図６に示す送信装置１００ｂの構成とでは、送信部１５０ａと電気／光変換部１５０ｂだけが異なるので、図６に示される電気／光変換部１５０ｂについて説明する。

【0056】

電気／光変換部１５０ｂは、重畳部１４０から出力された重畳信号を光ファイバとしての伝送路２００ｂによって伝送するために、電気信号である重畳信号を光信号に変換する機能を有する。電気／光変換部１５０ｂの一例として、発光素子が挙げられる。発光素子は重畳信号を光信号に変換し、変換された光信号を伝送路２００ｂに出力する素子である。また、発光素子には、レーザや発光ダイオードが含まれてもよい場合がある。

【0057】

伝送路２００ｂは、送信装置１００ｂと受信装置３００ｂとを接続する１本の通信線である。伝送路２００ｂの一例としては、光ファイバが挙げられる。光ファイバは、例えば、ガラス製又は樹脂製である。光ファイバは、例えば、光信号が伝搬するコア層及びコア層の周囲を覆うクラッド層等を含んで構成される。光ファイバは、光信号がコア層とクラッド層との境界面において所定の角度で全反射することにより光信号がコア層内を伝搬する。光ファイバは、当該光ファイバの線径をメタル線よりも小さくすることができると共に軽量化を実現することが可能となる。

【0058】

受信装置３００ｂは、伝送路２００ｂを伝送した重畳信号を受信する装置である。図６における受信装置３００ｂは、分岐部３１０ｂ、無線帯域通過部３２０ｂ、位相帯域通過部３３０ｂ、位相制御信号復調部３４０ｂ、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｂ、光／電気変換部３６１および光／電気変換部３６２を含んで構成される。

【0059】

分岐部３１０ｂの一例として、光分岐器が挙げられ、光分岐器は光信号を分岐する分岐器である。光分岐器は、光ファイバで構成される伝送路２００ｂを介して送信装置１００ｂに接続され、送信装置１００ｂから送信された伝送信号としての光信号を分岐する。

【0060】

光分岐器は、伝送路２００ｂによって伝送された光信号を一定の比率（例えば９対1の比率）で分岐する。なお、分岐する比率は、９対1に限定されず、その他の比率で光信号を分岐してもよい。分岐する比率の詳細については後述する。光分岐器は、光／電気変換部３６１および光／電気変換部３６２に接続される。光分岐器は、送信装置１００ｂから送信された伝送信号としての光信号を一定の比率で分岐し、分岐された光信号をそれぞれ光／電気変換部３６１および光／電気変換部３６２に出力する。

【0061】

光／電気変換部３６１は、分岐部３１０ｂで一定の比率で分岐された伝送信号を入力する。図６においては、伝送信号が光信号であるので、光／電気変換部３６１はフォトダイオード等の受光素子である。受光素子は、光信号を電流信号等の電気信号に変換する素子であり、変換された電気信号を無線帯域通過部３２０ｂに出力する。なお、受光素子で光信号から変換された電流信号を増幅して電圧信号として出力する増幅器が含まれてもよい。増幅部の一例としてはローノイズアンプが挙げられる。ローノイズアンプは低雑音増幅器で、放送や通信など高周波の送受信回路に多く使われている。

【0062】

無線帯域通過部３２０ｂは、光信号から変換された電気信号から無線信号を抽出する機能を有する。一例として、無線帯域通過部３２０ｂは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドパスフィルタであってもよい。このような無線帯域通過部３２０ｂによって、光信号から変換された電気信号からシリアル位相制御信号の周波数成分を除去することが可能になる。無線帯域通過部３２０ｂを通過した無線信号は、アンテナ装置５００に含まれるデジタル位相器５１０を介して、アンテナ素子ＡＮＴ１、アンテナ素子ＡＮＴ２、アンテナ素子ＡＮＴ３およびアンテナ素子ＡＮＴ４から放射される。

【0063】

位相帯域通過部３３０ｂは、光信号から変換された電気信号から変調されたシリアル位相制御信号を抽出する機能を有する。一例として、位相帯域通過部３３０ｂは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドストップフィルタであってもよい。また、バンドストップフィルタとしてノッチフィルタが使用されてもよい。このような位相帯域通過部３３０ｂによって、光信号から変換された電気信号から無線信号の周波数成分を除去することが可能になる。

【0064】

位相制御信号復調部３４０ｂは、変調されたシリアル位相制御信号を復調する復調器である。変調されたシリアル位相制御信号を復調することによって、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号を取得する。位相制御信号復調部３４０において復調されたシリアル位相制御信号はＳ／Ｐ変換部３５０ｂに出力される。

【0065】

Ｓ／Ｐ変換部３５０ｂは、入力されたシリアル位相制御信号を、位相制御信号生成部１２１において生成された複数のデジタル位相制御信号に変換する機能を有する。図６においては、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｂは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ１の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ１、アンテナ素子ＡＮＴ２の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ２を生成する。また、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｂは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ３の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ３、アンテナ素子ＡＮＴ４の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ４を生成する。

【0066】

（変形例２）
上記変形例１においては、伝送路２００が光ファイバによって構成される場合であって、光信号としての重畳信号が分岐する一例について説明したが、変形例２においては、重畳信号を電気信号に変換してから分岐する一例について図７を用いて説明する。

【0067】

図７に示すアンテナ制御システム１０００ｃは、例えば、送信装置１００ｃ、伝送路２００ｃおよび受信装置３００ｃを含むアンテナ制御装置４００ｃ、並びに、アンテナ装置５００を含む。

【0068】

図１に示す送信装置１００ａの構成と図７に示す送信装置１００ｃの構成とでは、送信部１５０ａと電気／光変換部１５０ｃだけが異なる。なお、図６に示される電気／光変換部１５０ｂおよび図７に示される電気／光変換部１５０ｃは同じ機能を有するが再度説明する。

【0069】

電気／光変換部１５０ｃは、重畳部１４０から出力された重畳信号を光ファイバとしての伝送路２００ｃによって伝送するために、電気信号である重畳信号を光信号に変換する機能を有する。電気／光変換部１５０ｃの一例として、発光素子が挙げられる。発光素子は重畳信号を光信号に変換し、変換された光信号を伝送路２００ｃに出力する素子である。また、発光素子には、レーザや発光ダイオードが含まれてもよい場合がある。

【0070】

伝送路２００ｃは、送信装置１００ｃと受信装置３００ｃとを接続する１本の通信線である。伝送路２００ｃの一例としては、光ファイバが挙げられる。光ファイバは、例えば、ガラス製又は樹脂製である。光ファイバは、当該光ファイバの線径をメタル線よりも小さくすることができると共に軽量化を実現することが可能となる。

【0071】

受信装置３００ｃは、伝送路２００ｃを伝送した重畳信号を受信する装置である。図７における受信装置３００ｃは、分岐部３１０ｃ、無線帯域通過部３２０ｃ、位相帯域通過部３３０ｃ、位相制御信号復調部３４０ｃ、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｃおよび光／電気変換部３６３を含んで構成される。

【0072】

光／電気変換部３６３は、光ファイバで構成される伝送路２００ｃを伝送した光信号を電気信号に変換する機能を有する。図７において、光信号を電気信号に変換する光／電気変換部３６１の一例には、フォトダイオード等の受光素子が挙げられる。受光素子は、光信号を電流信号等の電気信号に変換する素子であり、変換された電気信号を分岐部３１０ｃに出力する。なお、受光素子で光信号から変換された電流信号を増幅して電圧信号として出力する増幅器が含まれてもよい。増幅部の一例としてはローノイズアンプが挙げられる。ローノイズアンプは低雑音増幅器で、放送や通信など高周波の送受信回路に多く使われている。

【0073】

分岐部３１０ｃは、光／電気変換部３６３で電気信号に変換された重畳信号を入力し、分岐する機能を有する。分岐部３１０ａによって、重畳信号を任意のエネルギー比率に分岐し、無線帯域通過部３２０ｃおよび位相帯域通過部３３０ｃに分岐された重畳信号を出力する。

【0074】

無線帯域通過部３２０ｃは、分岐された重畳信号から無線信号を抽出する機能を有する。一例として、無線帯域通過部３２０ｃは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドパスフィルタであってもよい。このような無線帯域通過部３２０ｃによって、分岐された重畳信号からシリアル位相制御信号の周波数成分を除去することが可能になる。無線帯域通過部３２０ｃを通過した無線信号は、アンテナ装置５００に含まれるデジタル位相器５１０を介して、アンテナ素子ＡＮＴ１、アンテナ素子ＡＮＴ２、アンテナ素子ＡＮＴ３およびアンテナ素子ＡＮＴ４から放射される。

【0075】

位相帯域通過部３３０ｃは、分岐された重畳信号から変調されたシリアル位相制御信号を抽出する機能を有する。一例として、位相帯域通過部３３０ｃは、中心周波数が搬送波周波数ｆｃであるバンドストップフィルタであってもよい。また、バンドストップフィルタとしてノッチフィルタが使用されてもよい。このような位相帯域通過部３３０ｃによって、分岐された重畳信号から無線信号の周波数成分を除去することが可能になる。

【0076】

位相制御信号復調部３４０ｃは、変調されたシリアル位相制御信号を復調する復調器である。変調されたシリアル位相制御信号を復調することによって、Ｐ／Ｓ変換部１２２で生成されたシリアル位相制御信号を取得する。位相制御信号復調部３４０ｃにおいて復調されたシリアル位相制御信号はＳ／Ｐ変換部３５０ｃに出力される。

【0077】

Ｓ／Ｐ変換部３５０ｃは、入力されたシリアル位相制御信号を、位相制御信号生成部１２１において生成された複数のデジタル位相制御信号に変換する機能を有する。図７においては、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｃは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ１の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ１、アンテナ素子ＡＮＴ２の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ２を生成する。また、Ｓ／Ｐ変換部３５０ｃは、シリアル位相制御信号からアンテナ素子ＡＮＴ３の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ３、アンテナ素子ＡＮＴ４の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ４を生成する。

【0078】

アンテナ装置５００は、デジタル位相器５１０、および、アレイアンテナを構成するアンテナ素子ＡＮＴ１、アンテナ素子ＡＮＴ２、アンテナ素子ＡＮＴ３およびアンテナ素子ＡＮＴ４を含んで構成される。

【0079】

デジタル位相器５１０には、アンテナ素子ＡＮＴ１の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ１が入力される位相器５１１、アンテナ素子ＡＮＴ２の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ２が入力される位相器５１２が含まれる。さらに、デジタル位相器５１０には、アンテナ素子ＡＮＴ３の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ３が入力される位相器５１３、アンテナ素子ＡＮＴ４の無線信号の位相を制御するデジタル位相制御信号ＤＳ４が入力される位相器５１４が含まれる。

【0080】

アレイアンテナの指向性は、デジタル位相制御信号ＤＳ１、デジタル位相制御信号ＤＳ２、デジタル位相制御信号ＤＳ３およびデジタル位相制御信号ＤＳ４によって制御される。

【0081】

上記構成によれば、アンテナ位相制御の信号線路が削減され、アンテナと無線信号の送信装置との間の線路の省スペース化が可能になる。また、伝送路を光ファイバとすることによって、送信装置とアンテナ間の伸長化が可能になり、張り出しアンテナ等の設置自由度を向上可能なシステムを提供可能となる。

【0082】

以下に、本実施形態のアンテナ制御装置４００およびアンテナ制御システム１０００の特徴について記載する。

【0083】

本発明の第１の態様に係るアンテナ制御装置４００は、搬送波によって変調された無線信号を生成する無線信号生成部１１０を含むことが好ましい。また、アンテナ制御装置４００は、無線信号を送信するアンテナ装置の指向性を制御するアンテナ素子ＡＮＴの位相制御信号を生成する位相制御信号生成部１２１を含むことが好ましい。さらに、アンテナ制御装置４００は、位相制御信号の変調周波数をｆｍとし、搬送波の搬送波周波数をｆｃとし、ｎを自然数とした場合に、以下の式（１）を満たすように位相制御信号を変調する位相制御信号変調部１２３を含むことが好ましい。ｆｃ＝ｎ×ｆｍ・・・式（１）。さらに、アンテナ制御装置４００は、位相制御信号が位相制御信号変調部１２３によって変調されて生成されたデジタル信号、および、無線信号生成部によって生成された無線信号を重畳して重畳信号を生成する重畳部１４０を含むことが好ましい。さらに、アンテナ制御装置４００は、重畳信号を伝送する伝送路２００を含むことが好ましい。

【0084】

上記構成によれば、アンテナから放射させる無線信号とアンテナの指向性を制御する位相制御信号とを一本の信号線で伝送することで省線化とコストを低減するとともに、簡易な構成でデジタル位相制御信号の高調波による不要輻射を低減することが可能になる。

【0085】

本発明の第２の態様に係るアンテナ制御装置４００は、伝送路２００によって伝送された重畳信号は搬送波周波数を通過帯域に含む帯域通過フィルタ３２０によって、無線信号が抽出されることが好ましい。抽出された無線信号はアンテナ装置のアンテナから放射されることが好ましい。

【0086】

上記構成によれば、帯域通過フィルタ３２０がバンドパスフィルタとして機能するので、変調された位相制御信号の基本周波数、および、変調された位相制御信号の高調波成分を適切に除去することが可能になる。その結果、高品質な無線信号をアンテナから放射することが可能になる。

【0087】

本発明の第３の態様に係るアンテナ制御装置４００において、アンテナ素子ＡＮＴはアレイアンテナを構成することが好ましい。複数のアンテナ素子のそれぞれに対応する複数の位相制御信号はパラレル／シリアル変換部によって１つのシリアル位相制御信号に変換され、位相制御信号変調部１２３は１つのシリアル位相制御信号を、式（１）を満たすように変調することが好ましい。重畳部１４０は、変調された１つのシリアル位相制御信号、および、無線信号生成部１１０によって生成された無線信号を重畳して重畳信号を生成することが好ましい。

【0088】

上記構成によれば、アレイアンテナを含むアンテナ装置５００の位相制御信号を、シリアル位相制御信号とすることで無線信号との重畳を容易にすることが可能になる。また、シリアル位相制御信号のディップ部分に無線信号を重畳させることで、無線信号のＳＮＲの劣化を抑制することが可能になる。さらに、シリアル位相制御信号の劣化を抑制して、アレイアンテナの指向性制御を適切に実行することが可能になる。

【0089】

本発明の第４の態様に係るアンテナ制御装置４００において、伝送路２００によって伝送された重畳信号は搬送波周波数の信号成分を雑音レベル以下に減衰させる帯域制限フィルタ３３０によって、変調された位相制御信号が抽出されることが好ましい。位相制御信号復調部３４０によって復調された位相制御信号はデジタル位相器５１０に印加されてアンテナ装置のアンテナの指向性を制御することが好ましい。

【0090】

上記構成によれば、搬送波周波数の周辺の周波数には、位相制御信号の主要な周波数成分が含まれないので、抽出された変調された位相制御信号によって、アンテナ装置のアンテナの指向性制御を適切に実行することが可能になる。

【0091】

本発明の第５の態様に係るアンテナ制御装置４００において、位相制御信号変調部１２３と、重畳部１４０との間に設けられる帯域制限部１３０を含むことが好ましい。帯域制限部１３０は、デジタル信号の周波数成分の中の変調周波数ｆｍより高い周波数成分を減衰させることが好ましい。

【0092】

上記構成によれば、変調周波数ｆｍより低い周波数に含まれる位相制御信号の主要な信号成分を残しつつ、変調周波数ｆｍより高い周波数に含まれる位相制御信号の高調波成分を低減することがより容易に実行することが可能になる。

【0093】

本発明の第６の態様に係るアンテナ制御装置４００の無線信号はマルチキャリア変調によって構成され、搬送波周波数は、マルチキャリア変調によって使用される周波数帯域の中心周波数、または、中心となるキャリアの周波数であることが好ましい。

【0094】

上記構成によれば、５Ｇ通信などのマルチキャリア変調にアンテナ制御装置４００を適用した場合にも、無線信号のＳＮＲの劣化を抑制し、高品質な無線信号の放射と高速な位相制御を実現することが可能になる。

【0095】

本発明の第７の態様に係るアンテナ制御装置４００の伝送路２００は、メタル線または光ファイバを含んで構成され、伝送路２００に光ファイバが含まれる場合には、重畳信号を光信号に変換する電気／光変換部１５０ｂを含むことが好ましい。

【0096】

上記構成によれば、無線信号と位相制御信号を含む重畳信号を一本の伝送路によって伝送する構成とすることが可能になる。その結果、省線化が可能になり、配策性が向上するとともに、コストを低減することが可能になる。また、伝送路２００に光ファイバを用いれば、装置をより軽量化することも可能になる。

【0097】

本発明の第８の態様に係るアンテナ制御装置４００の伝送路２００が光ファイバである場合に、伝送路２００の終端部には光カプラが含まれることが好ましい。重畳信号に含まれる無線信号成分と、デジタル信号成分とのエネルギーの分岐比は、無線信号成分＞デジタル信号成分であることが好ましい。分岐された後の無線信号成分は光／電気変換部３６１を介して無線信号に変換され、分岐された後のデジタル信号成分は他の光／電気変換部３６２を介して位相制御信号に変換されることが好ましい。

【0098】

上記構成によれば、光の信号領域においても、重畳信号を無線信号成分と、位相制御信号成分を含むデジタル信号成分とに分離することが可能になる。

【0099】

本発明の第９の態様に係るアンテナ制御装置４００の伝送路２００が光ファイバである場合に、伝送路２００の終端部には光信号を電気信号に変換する光電気変換部３５３を含むことが好ましい。

【0100】

上記構成によれば、重畳信号を光ファイバで伝送した後に、光から電気に変換した信号領域においても、重畳信号を無線信号成分と、位相制御信号成分を含むデジタル信号成分とに分離することが可能になる。

【0101】

本発明の第１０の態様に係るアンテナ制御システム１０００は、第１の態様から第９の態様のいずれかのアンテナ制御装置４００を含むことが好ましい。また、アンテナ制御システム１０００は、位相制御信号が入力される、アンテナ素子ＡＮＴの指向性を制御するデジタル位相器５１０を含むことが好ましい。さらに、アンテナ制御システム１０００は、デジタル位相器５１０に接続されたアンテナ素子ＡＮＴによって構成されるアンテナを含むアンテナ装置５００と、を含むことが好ましい。

【0102】

上記構成によれば、アンテナから放射させる無線信号とアンテナの指向性を制御する位相制御信号とを一本の信号線で伝送することで省線化とコストを低減するとともに、簡易な構成でデジタル位相制御信号の高調波による不要輻射を低減することが可能になる。

【0103】

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。また、さまざまな実施形態の一部または全部を組み合わせて新たな実施形態とすることも可能である。

【符号の説明】

【0104】

１１０ 無線信号生成部
１２０ デジタル信号生成部
１２１ 位相制御信号生成部
１２２ Ｐ／Ｓ変換部
１２３ 位相制御信号変調部
１３０ 帯域制限部
１４０ 重畳部
５００ アンテナ装置
５１０ デジタル位相器
１０００ アンテナ制御システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】