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公開番号2024057410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-24
出願番号2022164122
出願日2022-10-12
発明の名称アレイアンテナ装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H04B 7/08 20060101AFI20240417BHJP(電気通信技術)
要約【課題】機械的な構造変更をすることなく、複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の受信信号への影響を低減するアレイアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】実施形態のアレイアンテナ装置は、複数の送受信モジュール及び受信信号処理部を備える。複数の送受信モジュールのそれぞれは、アンテナ素子、及び、アンテナ素子で受信した受信信号を高周波信号からデジタル信号に変換する受信信号変換回路を備える。受信信号処理部は、複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の影響に対応した位相についての補正データに基づいて、複数の送受信モジュールのそれぞれから入力された受信信号の位相を調整する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
アンテナ素子、及び、前記アンテナ素子で受信した受信信号を高周波信号からデジタル信号に変換する受信信号変換回路をそれぞれが備える複数の送受信モジュールと、
前記デジタル信号に変換された前記受信信号が前記複数の送受信モジュールのそれぞれから入力され、前記複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の影響に対応した位相についての補正データに基づいて、前記複数の送受信モジュールのそれぞれから入力された前記受信信号の位相を調整する受信信号処理部と、
を具備する、アレイアンテナ装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記複数の送受信モジュールの中の１つ以上の送受信モジュールのそれぞれは、複数のアンテナ素子を前記アンテナ素子として備えるとともに、前記複数のアンテナ素子のそれぞれに対応させて１つずつ設けられる複数の受信信号変換回路を前記受信信号変換回路として備え、
前記１つ以上の送受信モジュールのそれぞれでは、前記複数の受信信号変換回路のそれぞれは、前記複数のアンテナ素子の対応する１つが受信した受信信号を前記高周波信号から前記デジタル信号に変換し、前記デジタル信号に変換した前記受信信号を前記受信信号処理部に入力する、
請求項１のアレイアンテナ装置。
【請求項３】
前記複数の送受信モジュールの中の１つ以上の送受信モジュールのそれぞれは、複数のアンテナ素子を前記アンテナ素子として備えるとともに、前記複数のアンテナ素子が受信した受信信号を合成する合成器をさらに備え、
前記１つ以上の送受信モジュールのそれぞれでは、前記受信信号変換回路は、前記合成器によって合成された受信信号を前記高周波信号から前記デジタル信号に変換し、前記デジタル信号に変換した前記受信信号を前記受信信号処理部に入力する、
請求項１のアレイアンテナ装置。
【請求項４】
前記複数の送受信モジュールのそれぞれは、前記アンテナ素子から送信させる送信信号をデジタル信号から高周波信号に変換する送信信号変換回路をさらに備え、
前記複数の送受信モジュールのそれぞれの前記送信信号変換回路に前記送信信号となる前記デジタル信号を入力し、前記位相についての前記補正データに基づいて、前記複数の送受信モジュールのそれぞれへ入力する前記送信信号の位相を調整するアンテナ制御部をさらに具備する、請求項１のアレイアンテナ装置。
【請求項５】
前記複数の送受信モジュールの中の１つ以上の送受信モジュールのそれぞれは、複数のアンテナ素子を前記アンテナ素子として備えるとともに、前記複数のアンテナ素子のそれぞれに対応させて１つずつ設けられる複数の送信信号変換回路を前記送信信号変換回路として備え、
前記１つ以上の送受信モジュールのそれぞれでは、前記複数の送信信号変換回路のそれぞれは、前記アンテナ制御部から入力された前記送信信号を前記デジタル信号から前記高周波信号に変換し、前記高周波信号に変換した前記送信信号を前記複数のアンテナ素子の対応する１つから送信させる、
請求項４のアレイアンテナ装置。
【請求項６】
前記複数の送受信モジュールの中の１つ以上の送受信モジュールのそれぞれは、複数のアンテナ素子を前記アンテナ素子として備えるとともに、前記送信信号変換回路によって前記高周波信号に変換された前記送信信号を前記複数のアンテナ素子に分配して送信させる分配器をさらに備える、請求項４のアレイアンテナ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アレイアンテナ装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の送受信モジュールが設けられ、複数の送受信モジュールのそれぞれがアンテナ素子を備えるアレイアンテナ装置が用いられている。このようなアレイアンテナ装置では、複数の送受信モジュールのそれぞれにおいて、アンテナ素子が受信した受信信号が、高周波信号からデジタル信号に変換される。そして、受信信号処理部は、複数の送受信モジュールのそれぞれからデジタル信号として入力された受信信号に対して、処理を行う。受信信号処理部では、入力された受信信号に対して、例えば、伝搬特性のばらつきに起因する位相誤差を校正する。
【０００３】
複数の送受信モジュールが設けられるアレイアンテナ装置では、複数の送受信モジュールの間に隙間が形成され、隙間に起因して、干渉波が発生する。隙間に起因する干渉波が発生することにより、全てのアンテナ素子によるアレイファクタにおいて、所定の間隔でグレーティングローブが発生する。したがって、複数の送受信モジュールのそれぞれでは、アンテナ素子の位置によっては、アンテナ素子が受信する信号は、隙間に起因する干渉波の影響を受ける。隙間の幅を小さくしたり、隙間の深さを浅くしたり、隙間を別部品で埋めたりすることで、受信信号への隙間に起因する干渉波の影響を低減可能である。ただし、機械的な構造変更によって干渉波の影響を低減する場合、精度が求められたり、手間及びコストが増大したりする。このため、アレイアンテナ装置では、機械的な構造変更をすることなく、複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の受信信号への影響を低減することが、求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６６５９６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、機械的な構造変更をすることなく、複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の受信信号への影響を低減するアレイアンテナ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、アレイアンテナ装置は、複数の送受信モジュール及び受信信号処理部を備える。複数の送受信モジュールのそれぞれは、アンテナ素子、及び、アンテナ素子で受信した受信信号を高周波信号からデジタル信号に変換する受信信号変換回路を備える。受信信号処理部には、デジタル信号に変換された受信信号が複数の送受信モジュールのそれぞれから入力され、受信信号処理部は、複数の送受信モジュールの間の隙間に起因する干渉波の影響に対応した位相についての補正データに基づいて、複数の送受信モジュールのそれぞれから入力された受信信号の位相を調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１の実施形態に係るアレイアンテナ装置の機械的な構成を示す概略図である。
図２は、第１の実施形態に係るアレイアンテナ装置の送受信系統の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
図３は、第１の実施形態において、アンテナ素子の１つで送受信される主波に対して行われる、補正データに基づく位相の補正の一例を示す概略図である。
図４は、第１の変形例に係るアレイアンテナ装置の送受信系統の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
図５は、第２の変形例に係るアレイアンテナ装置の送受信系統の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、実施形態の一例として、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るアレイアンテナ装置１の機械的な構成を示す。図１に示すように、アレイアンテナ装置１は、アンテナ筐体２及び複数の送受信モジュール３を備える。送受信モジュール３のそれぞれは、アンテナ筐体２の外表面に設置される。送受信モジュール３のそれぞれは、１つ以上のアンテナ素子５を備える。図１の一例では、送受信モジュール３のそれぞれに、複数のアンテナ素子５が設けられる。なお、送受信モジュール３のそれぞれに設けられるアンテナ素子５の数は、特に限定されない。
【００１０】
アンテナ筐体２の外表面では、複数の送受信モジュール３が並んで配置され、複数の送受信モジュール３の間には、隙間６が形成される。隙間６のそれぞれは、アンテナ筐体２の外表面を底部とし、深さｈを有する。アレイアンテナ装置１では、隙間６に起因して、干渉波Ｗ２が発生する。隙間６に起因する干渉波Ｗ２が発生することにより、全てのアンテナ素子５によるアレイファクタにおいて、所定の間隔でグレーティングローブが発生する。例えば、複数の送受信モジュール３のそれぞれにおいて、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の素子が並んで配置される場合、全てのアンテナ素子５によるアレイファクタでは、アンテナ素子５の間隔のＮ倍の間隔で、グレーティングローブが発生する。
（【００１１】以降は省略されています）

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