專利名稱：自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用自適應(yīng)陣列天線進(jìn)行無線信號的收發(fā)的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，尤其涉及在發(fā)送和接收中相互使用不同頻率的信號的如FDD(頻分雙工)方式那樣的通信系統(tǒng)中，對于每個發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別在裝置內(nèi)自動校正陣列天線的分路之間的振幅及相位差的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置。另外，本發(fā)明涉及不使用來自遠(yuǎn)處的信息就可分別校正含有天線和供電線等的裝置的發(fā)送部和接收部的振幅與相位的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置。
隨著近年來便攜電話、PHS(個人手持電話系統(tǒng))等突飛猛進(jìn)的移動通信的普及，必須確保在有限的頻帶中盡可能多的用戶的通信信道。
為此，在移動通信中，對于多數(shù)用戶根據(jù)需要采用分配特定的信道的方法已成為主流。
在以蜂窩系統(tǒng)、PHS等為代表的現(xiàn)行移動通信系統(tǒng)中，作為多信道訪問方式，主要采用時分多路(時分多路TDMA)方式。其中，在成為便攜電話系統(tǒng)的代表的GSM(全球移動通信系統(tǒng))、PDC(個人數(shù)字蜂窩電信系統(tǒng))等中，為了擴(kuò)大通話區(qū)域，已采用了FDD方式。
但是，為提高無線區(qū)間中頻率的利用率，必須降低來自相鄰蜂窩的干涉波的影響。作為降低干涉波的技術(shù)，已知有自適應(yīng)陣列天線。這種技術(shù)已在例如文獻(xiàn)1(1980年，紐約，Jone Willy&Sons的Monzingo等人的文章“自適應(yīng)陣列導(dǎo)論”)中公開。
在自適應(yīng)陣列天線中，由排列為陣列狀的多個天線單元構(gòu)成了陣列天線。并且，在陣列天線的各個分路上，對于輸入的信號，對振幅和相位加權(quán)后控制陣列天線的輻射圖形。即，在干涉波方向形成陣列天線的輻射圖形的零點，從而降低干涉波的影響。
將自適應(yīng)陣列天線和FDD系統(tǒng)組合的裝置示于圖34。
近年來，考慮控制的容易程度和靈活性等，在自適應(yīng)陣列天線中所需要的振幅和相位的控制，一般是通過在基帶中使用DSP(個人數(shù)字處理器)等的運算器的數(shù)字信號處理來實現(xiàn)的。這一點已在例如文獻(xiàn)2(1993年8月出版的IEEE Trans．的42卷第3期第282到288頁的T.Ohgane等人的文章“在移動通信中用于高速GMSK傳輸?shù)腃MA自適應(yīng)陣列的實施”)中公開了。
因此，在以基帶的控制實現(xiàn)自適應(yīng)陣列天線時，陣列天線的每個分路上必須有發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。對于這樣的自適應(yīng)陣列天線使用的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，理想情況是它們的振幅和相位在各個分路之間相等。但是，實際上，由于功率放大器等的高頻電路和電纜等的個體差別、設(shè)置位置的溫度特性的變化等，振幅和相位在分路之間大多不同。
由于這樣的振幅和相位等的誤差影響，在自適應(yīng)陣列天線的輻射圖形中，相對于理想的輻射圖形，將產(chǎn)生零降低和旁瓣升高的現(xiàn)象，從而成為自適應(yīng)陣列天線原來持有的干涉波抑制特性惡化的原因。這一點記載在例如文獻(xiàn)3(1996年出版的J.Litva等人的文章“無線通信中的數(shù)字射束形成”)中。
對于這種現(xiàn)象的一個例子，參考圖31和32來說明。圖31表示陣列天線的構(gòu)成與方向圖，圖32表示振幅和相位誤差與零深度之間的關(guān)系。即，以將圖31所示的振幅和相位作為理想條件供給圖31所示的3單元圓形排列的陣列天線的各單元的情況為基準(zhǔn)，各單元的振幅和相位偏離作為基準(zhǔn)的理想條件時的輻射圖形的零深度表示在圖32中。
在理想的條件下，在圖32所示的180度方向形成為零的輻射圖形，零深度也變得非常大。但是，在各單元的振幅和相位偏離作為基準(zhǔn)的理想條件時，陣列天線的幅射圖形惡化，對應(yīng)于振幅誤差和相位誤差，如圖32所示的那樣，零深度上升。
因此，在采用發(fā)送頻率與接收頻率不同的FDD系統(tǒng)時，為使自適應(yīng)陣列天線的發(fā)送的輻射圖形與接收的輻射圖形一致，校正陣列天線的每個分路之間的振幅與相位的技術(shù)是有必要的。另外，在FDD系統(tǒng)中應(yīng)用自適應(yīng)陣列天線時，由于發(fā)送和接收的頻率不同，所以在接收時求出的自適應(yīng)陣列天線的各單元的加權(quán)系數(shù)在接收時不能直接應(yīng)用。
因此，通常，為確定自適應(yīng)陣列天線發(fā)送時的加權(quán)系數(shù)，必須使用接收時某個到來方向的推斷技術(shù)來推斷所希望的信號和干涉信號的方向，并使用這些方向的信息來確定發(fā)送時的加權(quán)系數(shù)，控制輻射圖形。為此，為在FDD系統(tǒng)中應(yīng)用自適應(yīng)陣列天線，在接收時和發(fā)送時必須分別進(jìn)行校正。
以往，在校正每個發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的振幅和相位時，使用在裝置內(nèi)安裝的振蕩器輸出的校正用的基準(zhǔn)信號。這種技術(shù)已在例如文獻(xiàn)4(微波期刊第32卷第1期第122到136頁的H.Steyscal等人的文章“雷達(dá)的數(shù)字射束形成”)中公開。
這樣的已有例子的校正電路如圖33所示。使用圖33的校正電路時的校正次序如下。
(1)通過作為分路器的耦合器把來自基準(zhǔn)信號發(fā)生器的基準(zhǔn)信號作為公共信號發(fā)送到各個分路。使用在各個分路的接收機(jī)得到的值和基準(zhǔn)值求出各個接收機(jī)的校正值。把預(yù)定的特定分路的接收機(jī)檢出的值用作上述基準(zhǔn)值。
(2)經(jīng)轉(zhuǎn)換器和衰減器(衰減器)把發(fā)射機(jī)輸出的信號發(fā)送到接收機(jī)，使用在每個分路上得到的值和基準(zhǔn)值對每一個分路求出全部收發(fā)的校正值。這里使用的基準(zhǔn)值是在上述(1)中求接收機(jī)的校正值時作為基準(zhǔn)的分路的接收機(jī)得到的值。
(3)從在上述(2)中求出的全部收發(fā)的校正值減去在上述(1)求出的接收機(jī)的校正值，從而求出各個發(fā)射機(jī)的校正值。
如上所述，通過使用圖33的校正電路，能夠在裝置內(nèi)校正陣列天線的各個分路之間的振幅和相位。
但是，由于在FDD系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的頻率不同，所以，不能用接收機(jī)測定發(fā)射機(jī)輸出的信號，即使使用圖33所示的校正電路，也不能進(jìn)行上述(2)的次序。因此，在使用已有的校正電路時，僅能進(jìn)行接收機(jī)的校正，不能消除發(fā)射機(jī)側(cè)的振幅誤差和相位誤差。另外，已有的校正電路可以實現(xiàn)裝置之間的校正，不能進(jìn)行天線單元之間的校正。
另一方面，在校正也含有天線單元的振幅和相位的偏差的陣列天線裝置的各個分路之間的振幅和相位時，接收從遠(yuǎn)處到來的信號，或在遠(yuǎn)處接收陣列天線發(fā)送的信號，使用對每個分路使用移相器而使相位依次旋轉(zhuǎn)的方法。這種技術(shù)叫作單元電場向量旋轉(zhuǎn)方法，表示在例如文獻(xiàn)5(電子信息通信學(xué)會論文集(B)的第J-65-B卷第5期第555頁到560頁，真野，片木的文章“相控陣天線的元件振幅相位測定方法”)中。
在例如移動通信中，各基地臺不一定必須規(guī)則地配置，為消除通話區(qū)域的盲區(qū)，通常根據(jù)通信量的增大而將各基地臺配置到適當(dāng)確定的位置。在移動通信的各基地臺應(yīng)用上述單元電場向量旋轉(zhuǎn)方法時，基地臺與基準(zhǔn)臺必須滿足成為視場內(nèi)的條件。因此，在移動通信等的環(huán)境下，最好盡可能在裝置內(nèi)可以校正陣列天線的各個分路之間的振幅和相位。
另外，通過在陣列天線的天線單元之間收發(fā)信號進(jìn)行天線和與其連接的收發(fā)機(jī)的校正的方法表示在文獻(xiàn)6(1989年7月出版的IEEETrans.AP-37d,第7期第844到850頁的H.M.Aumann等人的文章“相控陣天線校準(zhǔn)和適用人工耦合措施的方向圖預(yù)測”)中。
下面，參考圖35A和35B說明文獻(xiàn)6的方法。在這種方法中，如圖35A所示，例如，把陣列天線的每個天線單元配置成6角形排列，同時將相鄰的天線單元排列到從基準(zhǔn)單元(這時為#m)看為均等位置。這時，可以將從基準(zhǔn)單元的相鄰的天線單元的單元之間相互耦合視為相同。這種條件下，如圖35B所示，通過在相鄰的天線單元和基準(zhǔn)單元之間收發(fā)信號，便可修正收發(fā)機(jī)之間的振幅和相位差。
但是，實際上陣列天線的排列是直線和圓形的情況很多，實際的排列中，使所使用的天線之間的相互耦合全部相等是困難的。另外，為應(yīng)用這種方法，對于全部單元必須滿足上述條件，大多需要校正使用的天線。此外，由于發(fā)送和接收的頻率不同，所以，把這種方法應(yīng)用于FDD系統(tǒng)時，不能簡單地在相鄰的天線之間收發(fā)信號。
本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，即使在陣列天線的發(fā)送頻率和接收頻率不同的情況下，其也能夠?qū)刑炀€和供電線等的裝置的接收部和發(fā)送部雙方進(jìn)行簡單而獨立地校正。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供第一種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，在具有由多個天線單元構(gòu)成的陣列天線、與所述陣列天線的天線單元數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路、同時所述接收機(jī)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有用于輸出與所述接收機(jī)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路；從所述多個發(fā)射機(jī)的各個輸出將信號的一部分進(jìn)行分路并取出的分路器；選擇所述多個發(fā)射機(jī)中的任何一個輸出的信號的第一轉(zhuǎn)換器；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器所選擇的信號的頻率的頻率變換器；將所輸入的所述頻率變換器輸出的信號有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個的第二轉(zhuǎn)換器；把來自所述天線單元的接收信號和來自所述第二二轉(zhuǎn)換器的信號有選擇地輸入到所述各個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器；通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)而輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值并求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路。
在第一自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述多個發(fā)射機(jī)的任何一個輸出的信號由分路器(例如耦合器)取出、由第一轉(zhuǎn)換器選擇后輸入頻率變換器。頻率變換器使用本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率。
另外，本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率相當(dāng)于所述接收機(jī)的接收頻率與所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值。例如，發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)的接收頻率是f2，在存在(f1＞f2)的關(guān)系時，本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率為(f1-f2)。因此，把發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號輸入到頻率變換器后，便可在頻率變換器的輸出處得到頻率為f2的信號。由于該信號的頻率f2與接收機(jī)的接收頻率f2相同，所以，如果把該信號輸入到各個接收機(jī)，就能夠測定該接收機(jī)處的信號的振幅和相位。
第二轉(zhuǎn)換器在輸入了頻率變換器輸出的信號后將其有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個。第三轉(zhuǎn)換器把來自天線單元的接收信號和來自第二轉(zhuǎn)換器的信號有選擇地輸入到各個接收機(jī)。
因此，通過第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器的切換，能夠把來自在陣列天線的任何一個支路上設(shè)置的發(fā)射機(jī)的發(fā)送信號經(jīng)調(diào)整頻率后輸入到任何一個支路的接收機(jī)。
第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器的控制通過校正控制電路進(jìn)行。另外，校正控制電路輸入由接收機(jī)得到的振幅和相位值，并求出陣列天線的各個分路的校正值。
按照第一種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，即使在接收機(jī)的接收頻率與發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率不同的情況下，由于在把發(fā)射機(jī)輸出的信號輸入到接收機(jī)后可以測定振幅和相位值，所以，不只能夠進(jìn)行接收機(jī)的校正，而且也能進(jìn)行發(fā)射機(jī)的校正。
在本發(fā)明的第一種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在由所述第一轉(zhuǎn)換器依次選擇所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把通過所述頻率變換器變換的信號作為基準(zhǔn)輸入預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)中，計算出對于來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的多個振幅和相位值與對于來自作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)的信號測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
在接收機(jī)檢出發(fā)射機(jī)輸出的信號后得到的振幅和相位中，含有發(fā)射機(jī)的成分、接收機(jī)的成分以及依賴于溫度特性的成分。本發(fā)明中，由于求出以特定的接收機(jī)測定來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅相位值與測定來自作為基準(zhǔn)的分路的發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅和相位值的比率，所以，在各個分路的振幅和相位值中共用的接收機(jī)的成分與依賴溫度特性的成分相互抵消，從而可以得到僅發(fā)射機(jī)的振幅和相位成分，作為校正值。
在本發(fā)明的第一種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在上述第1轉(zhuǎn)換器選擇作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把在所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號依次輸入到各個分路的接收機(jī)中，計算出各個分路的接收機(jī)分別測定的多個振幅和相位值與作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的接收系統(tǒng)的校正值。
在接收機(jī)檢出發(fā)射機(jī)輸出的信號后得到的振幅和相位中，含有發(fā)射機(jī)的成分、接收機(jī)的成分以及依賴于溫度特性的成分。本發(fā)明中，由于求出各個分路的接收機(jī)測定來自特定發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅相位值與作為基準(zhǔn)的分路的發(fā)射機(jī)測定的振幅和相位值的比率，所以，在各個分路的振幅和相位值中共用的發(fā)射機(jī)的成分與依賴溫度特性的成分相互抵消，從而可以得到僅接收機(jī)的振幅和相位成分，作為校正值。
本發(fā)明提供第二種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在配備有多個天線單元構(gòu)成的陣列天線、與所述陣列天線的天線單元數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路、同時所述接收機(jī)的接收頻率與從所述發(fā)射機(jī)施加到天線單元上的信號的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有用于輸出與所述接收頻率和所述發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路；利用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號將與所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的所述接收頻率相同的頻率的信號進(jìn)行頻率變換的第一頻率變換器；在所述多個發(fā)射機(jī)的各個輸出處把所述第一頻率變換器的信號的一部分進(jìn)行分路并取出的第一分路器；在所述發(fā)射機(jī)的1個輸出處把所述第一頻率變換器的變換前的信號的一部分分路并取出的第二分路器；選擇所述多個發(fā)射機(jī)中的任何一個輸入到所述第一分路器的一個信號的第一轉(zhuǎn)換器；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率的第二頻率變換器；輸入所述第二分路器輸出的信號后有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個的第二轉(zhuǎn)換器；把來自所述天線單元的接收信號、來自所述第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自所述第二頻率變換器的信號有選擇地輸入到所述各個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器；控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路。
在第二自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，各個發(fā)射機(jī)輸出的信號的頻率與接收機(jī)的接收頻率相同，但是各個發(fā)射機(jī)輸出的信號由第一頻率變換器進(jìn)行頻率變換，作為發(fā)送信號加到天線單元上。因此，與第一自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的情況相同，發(fā)送頻率和接收機(jī)的接收頻率不同。
第一分路器把第一頻率變換器變換后的發(fā)送信號的一部分進(jìn)行分路后取出。第一轉(zhuǎn)換器選擇來自任何一個分路的發(fā)射機(jī)的信號(第一頻率變換器變換后的信號)，輸入到第二頻率變換器。第二頻率變換器使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率。
另外，本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率相當(dāng)于所述接收機(jī)的接收頻率與所述發(fā)送頻率的差值。例如，加到天線單元上的信號的發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)的接收頻率是f2，在存在(f1＞f2)的關(guān)系時，本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率為(f1-f2)。
因此，把發(fā)射機(jī)輸出的通過第一頻率變換器的頻率為f1的信號輸入到第二頻率變換器后，便可在第二頻率變換器的輸出處得到頻率為f2的信號。由于該信號的頻率f2與接收機(jī)的接收頻率f2相同，所以，如果把該信號輸入到各個接收機(jī)，便可由該接收機(jī)測定該接收機(jī)處的信號的振幅和相位。
在這個例子中，由于各個發(fā)射機(jī)輸出的信號的頻率與接收機(jī)的接收頻率相同，所以，在從發(fā)射機(jī)的輸出取出通過第一頻率變換器之前的信號時，不變換該個信號的頻率就能夠測定接收機(jī)處的振幅和相位。
因此，第二轉(zhuǎn)換器通過第二分路器從一個分路的發(fā)射機(jī)的輸出取出第一頻率變換器的變換前的信號，有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個。第三轉(zhuǎn)換器把來自天線單元的接收信號、來自第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自第二頻率變換器的信號有選擇地輸入到各個接收機(jī)。
因此，通過切換第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，便能把來自在陣列天線的任何一個的支路上設(shè)置的發(fā)射機(jī)的發(fā)送信號經(jīng)調(diào)整頻率后輸入到任何一個支路的接收機(jī)。
第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器的控制通過校正控制電路進(jìn)行。另外，校正控制電路輸入由接收機(jī)得到的振幅和相位值，并求出陣列天線的各個分路的校正值。
第二種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置在即使接收頻率與發(fā)送頻率不同時，也能在把發(fā)射機(jī)輸出的信號輸入到接收機(jī)并測定振幅和相位值，所以，不只能夠進(jìn)行接收機(jī)的校正，而且也能進(jìn)行發(fā)射機(jī)的校正。
在本發(fā)明的第二種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在所述第一轉(zhuǎn)換器依次選擇所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把通過所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號作為基準(zhǔn)輸入到預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)中，計算出對于來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的多個振幅和相位值與對于來自規(guī)定作為預(yù)定基準(zhǔn)的特定分路的發(fā)射機(jī)的信號測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
在接收機(jī)檢出發(fā)射機(jī)輸出的信號而得到的振幅和相位中，含有發(fā)射機(jī)的成分、接收機(jī)的成分以及依賴于溫度特性的成分。本發(fā)明中，由于求出以特定的接收機(jī)測定來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅相位值與測定來自作為基準(zhǔn)的分路的發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅和相位值的比率，所以，在各個分路的振幅和相位值中共用的接收機(jī)的成分與依賴溫度特性的成分相互抵消，從而可以得到僅發(fā)射機(jī)的振幅和相位成分，作為校正值。
在本發(fā)明的第二種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路在由所述第二分路器取出作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號，經(jīng)所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器依次輸入到各個分路的接收機(jī)，計算出各個分路的接收機(jī)分別測定的多個振幅和相位值與作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)測定的多個振幅·相位值的比率，作為各個分路的接收系統(tǒng)的校正值。
在接收機(jī)檢出發(fā)射機(jī)輸出的信號而得到的振幅和相位中，含有發(fā)射機(jī)的成分、接收機(jī)的成分以及依賴于溫度特性的成分。本發(fā)明中，由于求出各個分路的接收機(jī)測定來自特定發(fā)射機(jī)的信號而得到的振幅相位值與作為基準(zhǔn)的分路的發(fā)射機(jī)測定的振幅和相位值的比率，所以，在各個分路的振幅和相位值中共用的發(fā)射機(jī)的成分與依賴溫度特性的成分相互抵消，從而可以得到僅接收機(jī)的振幅和相位成分，作為校正值。
本發(fā)明提供第三種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在配備有多個天線單元構(gòu)成的陣列天線、與所述陣列天線的天線單元數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路、同時所述接收機(jī)的接收頻率與所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有輸出與所述接收機(jī)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路；把從所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的一部分進(jìn)行分路并取出的分路器；對于所述陣列天線預(yù)定的分路排列從相互鄰接的2個分路分別輸入所述分路器的輸出信號并選擇其中任何一個的多個第一轉(zhuǎn)換器；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率的頻率變換器；對于所述陣列天線的多個分路的每一個，輸入所述頻率變換器輸出的信號、有選擇地輸出到互相鄰接的2個分路的任何一個的路徑中的多個第二轉(zhuǎn)換器；對于所述陣列天線的多個分路的每一個，選擇來自所述天線單元的接收信號、來自屬于該分路的所述所述第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自屬于鄰接的分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號的任何一個并輸入到一個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器；控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路。
在第三自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，第一轉(zhuǎn)換器從相互鄰接的2個分路的每一個分別輸入所述分路器的輸出信號并選擇其中任何一個；這時鄰接的2個分路不一定必須與實際的天線單元的排列一致，可以任意決定第一轉(zhuǎn)換器選擇的分路排列。
頻率變換器對于各個分路使用本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號分別變換第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率。
本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率相當(dāng)于所述接收機(jī)的接收頻率與所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值。例如，發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)的接收頻率是f2，在存在(f1＞f2)的關(guān)系時，本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號的頻率為(f1-f2)。因此，把發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號輸入到頻率變換器后，便可在頻率變換器的輸出處得到頻率為f2的信號。由于該信號的頻率f2與接收機(jī)的接收頻率f2相同，所以，如果把該信號輸入到各個接收機(jī)，便可由該接收機(jī)測定該接收機(jī)處的信號的振幅和相位。
對于陣列天線的多個分路的每一個，第二轉(zhuǎn)換器輸入頻率變換器輸出的信號，并有選擇地輸出到相互鄰接的2個分路的任何一個的路徑中。
對于陣列天線的多個分路的每一個，第三轉(zhuǎn)換器選擇來自該分路的天線單元的接收信號、來自屬于該分路的第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自屬于鄰接的分路的第二轉(zhuǎn)換器的信號的任何一個，輸入到一個接收機(jī)。
因此，通過切換第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，便能把來自在陣列天線的任何一個的支路上設(shè)置的發(fā)射機(jī)的發(fā)送信號經(jīng)調(diào)整頻率后輸入到任何一個支路的接收機(jī)。
第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器的控制通過校正控制電路進(jìn)行。校正控制電路輸入在接收機(jī)得到的振幅和相位值，求出陣列天線的各個分路的校正值。
按照第三種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，即使接收機(jī)的接收頻率與發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率不同，由于能把發(fā)射機(jī)輸出的信號輸入到接收機(jī)并測定振幅和相位值，所以，不只能夠進(jìn)行接收機(jī)的校正，而且也能進(jìn)行發(fā)射機(jī)的校正。
在本發(fā)明的第三種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在相鄰的分路的每一個上，在所述第一轉(zhuǎn)換器交互地選擇鄰接的2個分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把通過所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號輸入到2個分路中預(yù)定的一個接收機(jī)中，并求出對于來自2個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的振幅和相位比率，作為第一比率，同時對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用由該分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率并計算出各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
通過在第一轉(zhuǎn)換器交互地選擇來自鄰接的2個分路的發(fā)射機(jī)的信號并輸入一方的分路的公用接收機(jī)，可以得到2個振幅和相位值。將這兩個振幅和相位值的比率作為第一比率。對鄰接的分路的每一個分別求出第一比率。
但是，在鄰接的2個分路之間求出的第一比率中，含有與2個分路的發(fā)射機(jī)相關(guān)的振幅和相位值成分。因此，對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用由該分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率。
通過這種修正，各個分路的第一比率被統(tǒng)一成與作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)的振幅和相位值成分對應(yīng)的該分路的發(fā)射機(jī)的振幅和相位值的比率。因此，可以把各個分路的第一比率作為各個發(fā)射機(jī)的振幅和相位值成分的校正值來利用。
在本發(fā)明的第三種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在相鄰的分路的每一個上，在所述第一轉(zhuǎn)換器選擇鄰接的2個分路中預(yù)定的一方的發(fā)射機(jī)輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號交互地輸入到鄰接的2個分路的每一個的接收機(jī)中，并求出鄰接的2個分路的接收機(jī)分別測定的振幅和相位比率，作為第一比率，同時對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用由該分路求出的所述第一比率修正由其它分路求出的第一比率，并計算出各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
對于鄰接的2個分路的每一個，通過由第二轉(zhuǎn)換器交互地選擇一方的發(fā)射機(jī)的信號來輸入到2個分路的任何一方的接收機(jī)中，便可得到2個振幅和相位值。將這2個振幅和相位值的比率作為第一比率。對鄰接的分路的每一個分別求出第一比率。
但是，在鄰接的2個分路之間求出的第一比率中，含有與2個分路的接收機(jī)相關(guān)的振幅和相位值成分。因此，對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用由該分路求出的第一比率修正由其它分路求出的第一比率。
通過這種修正，各個分路的第一比率被統(tǒng)一成與作為基準(zhǔn)而決定的特定分路的接收機(jī)的振幅和相位值成分對應(yīng)的該分路的接收機(jī)的振幅和相位值的比率。因此，可以把各個分路的第一比率作為各個接收機(jī)的振幅和相位值成分的校正值來利用。
本發(fā)明提供第四種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在配備有3個以上的N個天線單元構(gòu)成的陣列天線、N個發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)并對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路同時用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有輸出的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個發(fā)射機(jī)；把所述N個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的頻率變換為所述陣列天線的發(fā)送頻率的第一頻率變換器；從所述N個發(fā)射機(jī)的每一個的輸出取出由所述第一頻率變換器變換前的信號的N個分路器；接收的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個接收機(jī)；把與所述陣列天線的發(fā)送頻率相同的頻率的信號變換為與所述陣列天線的接收頻率相同的頻率的第二頻率變換器；設(shè)置在所述第一頻率變換器的輸出、所述接收機(jī)的輸入和所述各個天線單元之間的N個第一收發(fā)共用器；設(shè)置在所述分路器的輸出、所述第二頻率變換器的輸入和所述各個天線單元之間的N個第二收發(fā)共用器；可以與所述N個發(fā)射機(jī)和N個接收機(jī)的任何一個連接的至少一個附加天線；將所述天線單元和附加天線的任何一方與所述第一收發(fā)共用器及第二收發(fā)共用器的任何一方連接的設(shè)置在每個天線單元上的第一轉(zhuǎn)換器；有選擇地把連接于所述接收機(jī)的輸入的所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的接收信號的任何一方輸入到所述接收機(jī)的設(shè)置在每一個接收機(jī)上的第二轉(zhuǎn)換器；把所述附加天線連接于任何一個第一轉(zhuǎn)換器的第三轉(zhuǎn)換器；在控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的同時根據(jù)由所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路。
在第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器選擇3個分路回路，便可用1個分路接收分別2個分路發(fā)射的信號，或者，用剩余的2個分路分別接收從共用的1個分路發(fā)射的信號。
對于共用的分路，能使用附加天線進(jìn)行信號收發(fā)。
將附加天線配置在規(guī)定位置，通過經(jīng)附加天線用1個共用分路接收2個分路發(fā)送的信號，便可求出含有2個分路的發(fā)射部和天線單元的相對振幅和相位值，作為校正值。
通過經(jīng)附加天線用2個分路分別接收1個共用分路發(fā)送的信號，便能求出含有2個分路的接收部和天線單元的相對振幅和相位值，作為校正值。
由于用于通信的所述陣列天線的接收頻率和發(fā)送頻率不同，所以，所述陣列天線發(fā)送的信號的頻率與接收機(jī)的接收頻率不同，但是，利用在接收側(cè)設(shè)置的第二頻率變換器，便可得到接收機(jī)可能接收的頻率的接收信號。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，在從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距地存在的2個天線單元的分路的第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的同時，從所述N個接收機(jī)中選擇屬于與所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)不同的分路的1個校正接收機(jī)，把所述第三轉(zhuǎn)換器連接于與屬于所述第一發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)不同的分路的1個校正接收機(jī)的相連接的第一轉(zhuǎn)換器，從第一發(fā)射機(jī)所屬的分路的天線單元發(fā)送把所述第一發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，檢測把對所述附加天線接收的所述第一發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的輸出信號輸入到所述校正接收機(jī)而由所述校正接收機(jī)得到的第一測定值，從第二發(fā)射機(jī)所屬的分路的天線單元發(fā)送把所述第二發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，檢測把對所述附加天線接收的所述第二發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的輸出信號輸入到所述校正接收機(jī)而由所述校正接收機(jī)得到的第二測定值，計算所述第二測定值與第一測定值的比率作為第一校正值，根據(jù)依次切換所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的選擇而分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路的第一校正值修正該分路的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值計算出第一校正值。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，在從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距地存在的2個天線單元的分路的第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的同時，從所述N個接收機(jī)中選擇屬于與所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)不同的分路的1個校正接收機(jī)。
所述校正控制電路從屬于第一發(fā)射機(jī)的分路的天線單元發(fā)送把所述第一發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，檢測把對所述附加天線接收到的所述第一發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的輸出信號輸入到所述校正接收機(jī)而由所述校正接收機(jī)得到的第一測定值。
此外，所述校正控制電路從第二發(fā)射機(jī)所屬的分路的天線單元發(fā)送把所述第二發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，把對所述附加天線接收到的所述第二發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的輸出信號輸入到所述校正接收機(jī)而由所述校正接收機(jī)檢出得到的第二測定值。
所述校正控制電路計算出所述第二測定值與第一測定值的比率作為第一校正值，并根據(jù)依次切換所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的選擇而分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值。并且，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正該分路的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值計算出第一校正值。
上述第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，即使陣列天線的天線單元數(shù)目多時，也能求出含有各個分路的發(fā)射機(jī)和天線單元的發(fā)射部的振幅和相位值的校正值，作為對于特定的基準(zhǔn)分路的相對值。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，在從所述N個接收機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距地存在的2個天線單元的分路的第一接收機(jī)和第二接收機(jī)的同時，從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇屬于與所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)不同的分路的1個校正發(fā)射機(jī)，通過所述分路器、第二收發(fā)共用器、第一轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器從所述附加天線發(fā)送所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，檢測把所述第一接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收到的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第一接收機(jī)而由所述第一接收機(jī)得到的第一測定值，檢測把所述第二接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收到的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第二接收機(jī)而由所述第一接收機(jī)得到的第二測定值，計算出所述第二測定值與第一測定值的比率作為第一校正值，并根據(jù)依次切換所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)的選擇而分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路的第一校正值修正該分路的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值計算出第一校正值。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，在從所述N個接收機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距地存在的2個天線單元的分路的第一接收機(jī)和第二接收機(jī)的同時，從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇屬于與所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)不同的分路的1個校正發(fā)射機(jī)。
所述校正控制電路通過所述分路器、第二收發(fā)共用器、第一轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器從所述附加天線發(fā)送所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，檢測把所述第一接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收到的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第一接收機(jī)而由所述第一接收機(jī)得到的第一測定值。
此外，所述校正控制電路檢測把從第二接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第二接收機(jī)而由所述第二接收機(jī)得到的第二測定值。
所述校正控制電路計算出所述第二測定值與第一測定值的比率作為第一校正值，并根據(jù)依次切換所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)的選擇而分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值。并且，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正該分路的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值計算出第一校正值。
上述第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，即使陣列天線的天線單元數(shù)目多時，也能求出含有各個分路的發(fā)射機(jī)和天線單元的發(fā)射部的振幅和相位值的校正值，作為對于特定的基準(zhǔn)分路的相對值。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在1條直線上等間距配置所述N個天線單元，同時在兩個天線單元的中間位置配置附加天線。
在陣列天線的天線單元在直線上并列配置時，通過在所選擇的2個天線單元的中間位置上配置附加天線，能夠使2個天線單元的每一個與附加天線之間的距離相等。
通過使2個天線單元的每一個與附加天線之間的距離相等，便可求出校正值而使天線單元與附加天線之間的傳送損失的影響不會出現(xiàn)在校正值中。
對于3個以上的分路的每一個求校正值時，可以根據(jù)所選擇的分路的組合變更1個附加天線的位置，或者預(yù)先在每一個的中間位置配置多個附加天線，用轉(zhuǎn)換器切換多個附加天線。
在本發(fā)明的第四自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在1個圓周上等間距地配置所述N個天線單元，同時在所述圓周的中心位置配置所述附加天線。
在陣列天線的天線單元在圓周上并列配置時，通過在圓周的中心位置配置附加天線，能夠使全部天線單元的每一個與附加天線之間的距離相等。
本發(fā)明提供第五種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在配備有2個以上的N個天線單元構(gòu)成的陣列天線、N個發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路，同時在用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有輸出的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個發(fā)射機(jī)；把所述N個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的頻率變換為所述陣列天線的發(fā)送頻率的第一頻率變換器；從所述N個發(fā)射機(jī)的每一個的輸出中取出由所述第一頻率變換器變換前的信號的N個第一分路器；在陣列天線的每個分路上從所述第一頻率變換器的輸出N個發(fā)射機(jī)的每一個的輸出中取出變換后的信號的N個第二分路器；接收的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個接收機(jī)；把與所述陣列天線的發(fā)送頻率相同的頻率的信號變換為與所述陣列天線的接收頻率相同的頻率的第二頻率變換器；設(shè)置在所述第一頻率變換器的輸出、所述接收機(jī)的輸入和所述各個天線單元之間的N個第一收發(fā)共用器；設(shè)置在所述第一分路器的輸出、所述第二頻率變換器的輸入和所述各個天線單元之間的N個第二收發(fā)共用器；可以與所述N個發(fā)射機(jī)和N個接收機(jī)的任何一個連接的至少一個附加天線；將所述天線單元和附加天線的任何一方與所述第一收發(fā)共用器及第二收發(fā)共用器的任何一方連接的每個天線單元上設(shè)置的第一轉(zhuǎn)換器；把屬于預(yù)定基準(zhǔn)分路的第一分路器的輸出連接于任何一個分路的接收機(jī)的輸入的第二轉(zhuǎn)換器；把屬于N個分路的每一個的所述第二分路器的輸出的任何一個連接于屬于所述基準(zhǔn)分路的第二頻率變換器的輸入的第三轉(zhuǎn)換器；把所述第三轉(zhuǎn)換器的輸出和屬于所述基準(zhǔn)分路的第二收發(fā)共用器的任何一方連接于屬于所述基準(zhǔn)分路的第二頻率變換器的輸入的第四轉(zhuǎn)換器；在各個分路選擇所述第一收發(fā)共用器的接收信號、所述第二頻率變換器輸出的信號以及所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的發(fā)射機(jī)的信號中的任何一個而加到所述接收機(jī)的輸入端的第五轉(zhuǎn)換器；把所述附加天線連接于任何一個第一轉(zhuǎn)換器的第六轉(zhuǎn)換器；在控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器、第四轉(zhuǎn)換器、第五轉(zhuǎn)換器和第六轉(zhuǎn)換器的同時根據(jù)從所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路。
在第五自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器、第四轉(zhuǎn)換器、第五轉(zhuǎn)換器和第六轉(zhuǎn)換器，便可在基準(zhǔn)分路與所選擇的1個分路之間不通過天線單元而進(jìn)行信號的收發(fā)。
即，在測定發(fā)射機(jī)的校正值時，由于基準(zhǔn)分路和所選擇的分路的第一頻率變換器輸出的信號分別通過第二分路器、第三轉(zhuǎn)換器、第四轉(zhuǎn)換器、第二頻率變換器、第五頻率變換器而有選擇地輸入到基準(zhǔn)分路的接收機(jī)，所以，對于基準(zhǔn)分路和選擇的分路的每一個，可以由基準(zhǔn)分路的接收機(jī)測定發(fā)射機(jī)的振幅和相位值。因此，作為對于基準(zhǔn)分路的相對值，可以求出不含有天線的發(fā)射機(jī)的校正值。
另外，在測定接收機(jī)的校正值時，由于基準(zhǔn)分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號通過第一分路器和第二轉(zhuǎn)換器并通過基準(zhǔn)分路和所選擇的分路的第五轉(zhuǎn)換器輸入到各個分路的接收機(jī)，所以，不通過天線單元就能夠用基準(zhǔn)分路和選擇的分路的接收機(jī)測定基準(zhǔn)分路的發(fā)射機(jī)的信號。因此，作為對于基準(zhǔn)分路的相對值，可以求出不含有天線的接收機(jī)的校正值。
本發(fā)明提供第六種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在配備有2個以上的N個天線單元構(gòu)成的陣列天線、N個發(fā)射機(jī)和接收機(jī)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接的第一收發(fā)共用器、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路，同時在用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同而所述各個發(fā)射機(jī)輸出的信號的頻率為f1和所述各個接收機(jī)的接收頻率為f2的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有從所述陣列天線的至少兩個天線單元開始等距離配置的至少一個附加天線、連接于所述附加天線的第二收發(fā)共用器；把從一個發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號變換為f2的頻率后輸入到所述第二收發(fā)共用器、同時把所述第二收發(fā)共用器輸入的頻率為f1的信號變換為f2的信號后而輸出的至少一個頻率變換器；把所述N個發(fā)射機(jī)的至少一個的輸出中取出的信號輸入到所述頻率變換器的至少一個分路器；對于所述N個接收機(jī)的至少一個把其輸入連接于所述第一收發(fā)共用器和所述頻率變換器的任何一方的至少一個第一轉(zhuǎn)換器；控制所述第一轉(zhuǎn)換器同時根據(jù)從所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路。
在第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過使用所述附加天線在各個分路的天線單元之間進(jìn)行信號收發(fā)，能夠檢出每個分路的振幅和相位值。
由于各個發(fā)射機(jī)輸出的信號的頻率f1與各個接收機(jī)的接收頻率f2不同，所以，不能由接收機(jī)直接檢出發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號但是，由于校正時發(fā)射機(jī)輸出的頻率f1的信號在從所述附加天線發(fā)送之前，或者在所述附加天線接收到之后已由所述頻率變換器變換為頻率f2的信號，所以，能夠由所述接收機(jī)檢出該信號。
通過切換所述第一轉(zhuǎn)換器，能夠選擇在所述附加天線接收到的信號和在陣列天線的天線單元接收到的信號并輸入到所述接收機(jī)。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，還設(shè)置了把所述分路器的每一個連接于所述N個發(fā)射機(jī)的輸出并把所述第一轉(zhuǎn)換器的每一個連接于所述N個接收機(jī)的輸入從而有選擇地把連接于所述N個發(fā)射機(jī)的分路器的任何一個連接于所述頻率變換器的輸入的第二轉(zhuǎn)換器和有選擇地把所述頻率變換器的輸出連接于與所述N個接收機(jī)相連的第一轉(zhuǎn)換器的任何一個的輸入的第三轉(zhuǎn)換器。
在上述的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，能夠把N個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號有選擇地輸入到所述頻率變換器進(jìn)行頻率變換。另外，能夠有選擇地把頻率變換器輸出的頻率f2的信號輸入到任何一個分路的接收機(jī)。
因此，即使不使用陣列天線的天線單元和附加天線也能進(jìn)行校正。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把所述頻率變換器的輸出連接于所述N個接收機(jī)中規(guī)定為校正接收機(jī)的一個接收機(jī)的輸入，順次選擇所述N個發(fā)射機(jī)中的一個作為校正發(fā)射機(jī)，同時，從所選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的通過所述第一收發(fā)共用器和連接于它的所述天線單元發(fā)送的信號經(jīng)所述附加天線、第二收發(fā)共用器、頻率變換器和第一轉(zhuǎn)換器而輸入到所述校正接收機(jī)，對于從各個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，根據(jù)所述校正接收機(jī)檢出的測定值，求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
在上述的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過所述校正控制電路的控制，依次從選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號。這些信號經(jīng)所述第一收發(fā)共用器和連接于它的所述天線單元被發(fā)送，由所述附加天線接收。附加天線輸出的信號經(jīng)第二收發(fā)共用器、頻率變換器和第一轉(zhuǎn)換器而輸入到所述校正接收機(jī)。
因此，能夠通過天線由所述校正接收機(jī)檢出每一個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把第一轉(zhuǎn)換器連接的接收機(jī)的輸入連接于所述第一收發(fā)共用器，把所述N個發(fā)射機(jī)之一規(guī)定為校正發(fā)射機(jī)后從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，順次選擇所述N個接收機(jī)中的一個作為校正接收機(jī)，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的通過所述分路器、頻率變換器和第二收發(fā)共用器從所述附加天線發(fā)送的信號通過所述校正接收機(jī)所屬的分路的天線單元和第一收發(fā)共用器輸入到所述校正接收機(jī)，根據(jù)每一個分路的校正接收機(jī)檢出的測定值，求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
在上述第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過所述校正控制電路的控制，從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號通過所述分路器、頻率變換器和第二收發(fā)共用器從所述附加天線發(fā)送。這個信號依次通過所選擇的分路的天線單元和第一收發(fā)共用器輸入到每一個校正接收機(jī)。
因此，能夠通過經(jīng)由各個分路的天線的路徑由各個校正接收機(jī)檢出一個校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，所述校正控制電路控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把所述頻率變換器的輸出連接于所述N個接收機(jī)中規(guī)定為校正接收機(jī)的一個接收機(jī)的輸入，順次選擇所述N個發(fā)射機(jī)中的一個作為校正發(fā)射機(jī)，同時，從所選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號經(jīng)所屬分路器分路的所述第二轉(zhuǎn)換器而輸入到頻率變換器，把所述頻率變換器輸出的信號經(jīng)所屬第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器加到校正接收機(jī)的輸入，對于從各個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，根據(jù)所述校正接收機(jī)檢出的測定值，求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
在上述第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過所述校正控制電路的控制，依次從選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送各個信號。這些信號由分路器進(jìn)行分路，并通過所述第二轉(zhuǎn)換器輸入到頻率變換器，從頻率變換器輸出的信號經(jīng)所述第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器加到校正接收機(jī)的輸入。
因此，能夠通過不經(jīng)由天線的路徑由各個校正接收機(jī)檢出各個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于所述校正控制電路把所述N個發(fā)射機(jī)之一規(guī)定為校正發(fā)射機(jī)而從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，順次選擇所述N個接收機(jī)中的一個作為校正接收機(jī)，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由分路器進(jìn)行分路，并通過所述第二轉(zhuǎn)換器加到頻率變換器的輸入，把所述頻率變換器輸出的信號經(jīng)所述第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器施加到校正接收機(jī)的輸入，根據(jù)各個分路的校正接收機(jī)檢出的測定值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
在上述第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過所述校正控制電路的控制，從一個校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號。該信號由分路器進(jìn)行分路，并通過所述第二轉(zhuǎn)換器加到頻率變換器的輸入。從頻率變換器輸出的信號經(jīng)所述第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器依次加到選擇的分路的校正接收機(jī)的輸入。
因此，能夠通過不經(jīng)由天線的路徑由各個分路的校正接收機(jī)依次檢出一個校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，設(shè)置有把從一個發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號變換為頻率f2的第一頻率變換器、把所述第二收發(fā)共用器輸入的頻率為f1的信號變換為頻率f2后輸出的第二頻率變換器。
在上述第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，獨立地設(shè)置用于變換向附加天線發(fā)送的信號的頻率的第一頻率變換器與用于變換由附加天線接收的信號的頻率的第二頻率變換器。因此，可以減少用于切換頻率變換器的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換器。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在一條直線上等間距配置所述N個天線單元，同時在兩個天線單元的中間位置上配置所述附加天線。
通過這樣配置N個天線單元及附加天線，能使至少2個天線單元和附加天線的距離相等。設(shè)置多個附加天線時，對于各個附加天線，配置成使它們與2個天線單元的距離相等，可以由分路切換多個附加天線。
在本發(fā)明的第六自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，在一個圓周上等間距配置所述N個天線單元，同時在所述圓周的中心位置上配置所述附加天線。
通過這樣配置N個天線單元及附加天線，能使附加天線和N個天線單元的距離全部相等。
權(quán)利要求中的符號不影響對權(quán)利要求的解釋。


圖1是表示第一實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示第一實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖3是表示第一實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖4是表示第二實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是表示第二實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖6是表示第二實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖7是表示第三實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是表示第三實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖9是表示第三實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖10是頻率(f1-f2)的發(fā)生電路的例(1)的方框圖；圖11是頻率(f1-f2)的發(fā)生電路的例(2)的方框圖；圖12是表示第四實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖13是表示第四實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖14是表示第四實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖15A，B是表示天線單元和附加天線的配置的例(1)的平面圖；圖16是表示天線單元和附加天線的配置的例(2)的平面圖；圖17是表示第五實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖18是表示第ⅰ個分路的各部的振幅和相位值的方框圖；圖19是表示第六實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖20是表示第六實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖21是表示第六實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖22是表示第七實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖23是表示第七實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖24是表示第七實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖25是表示第八實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖26是表示第九實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖27是表示第十實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖28是表示校正/接收信號分離部的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖29是表示第十實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖30是表示第十實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖；圖31是表示陣列天線的結(jié)構(gòu)和方向圖的圖；圖32是表示振幅和相位誤差與零深度的關(guān)系的曲線；圖33是表示已有例子的校正電路(1)的方框圖；圖34是表示已有例子的自適應(yīng)陣列天線與FDD系統(tǒng)組合的方框圖；圖35A，B是表示已有例子的校正電路(2)的方框圖。
下面的實施例并不限定權(quán)利要求的發(fā)明。為達(dá)到目的，不一定必須是在實施例中說明的特征的全部組合。
(第一實施例)參考圖1-3說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的一個實施例。
圖1是表示第一實施例的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖2是表示第一實施例的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖3是表示第一實施例的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器12、對應(yīng)于指向性控制運算電路的指向性控制運算部26、對應(yīng)于本地信號生成部的信號發(fā)生部24、作為分路器的一個例子的耦合器15以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部25。
在圖1中，陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元11構(gòu)成。在本實施例中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置該要素的陣列天線的分路。圖1中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值。
在圖1的例子中，對于每個天線單元11，構(gòu)成含有該天線單元的分路單元10。各個分路單元10由天線單元11、循環(huán)器12、發(fā)射機(jī)13、接收機(jī)14、耦合器15以及轉(zhuǎn)換器16構(gòu)成。
循環(huán)器12是為了在發(fā)送和接收中共用天線單元11而設(shè)置的。耦合器15是為了將發(fā)射機(jī)12發(fā)送的信號的一部分進(jìn)行分路并取出而設(shè)置的。
進(jìn)行發(fā)送時，各個發(fā)射機(jī)13發(fā)送的信號通過耦合器15和循環(huán)器12，作為無線信號從天線單元11發(fā)射出去。進(jìn)行接收時，在天線單元11接收的信號通過循環(huán)器12和轉(zhuǎn)換器16，輸入到接收機(jī)14。
在這個例子中，發(fā)射機(jī)13輸出的信號的頻率即發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)14的接收頻率是f2，發(fā)送頻率f1與接收頻率f2不同。
在圖1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元10外，還設(shè)置有轉(zhuǎn)換器21、頻率變換器22、轉(zhuǎn)換器23、信號發(fā)生部24、校正運算部25和指向性控制運算部26。
為了自適應(yīng)控制陣列天線的方向圖，指向性控制運算部26合成N個分路信號，同時控制合成時的各個分路的加權(quán)。
校正運算部25分別求出各個分路單元10的發(fā)射機(jī)13和接收機(jī)14的振幅和相位誤差并進(jìn)行校正。實際上，校正運算部25進(jìn)行圖2所示的控制來求出各個發(fā)射機(jī)13的校正利用的值，進(jìn)行圖3所示的控制來求出各個接收機(jī)14的校正利用的值。
轉(zhuǎn)換器16、21和23分別采用可以進(jìn)行電控制的結(jié)構(gòu)，在該例子中，通過校正運算部25的控制，切換各個連接狀態(tài)。
轉(zhuǎn)換器21選擇N個分路單元10的耦合器15的信號中的一個來將其輸入頻率變換器22。轉(zhuǎn)換器23把頻率變換器22輸出的信號供給在N個分路單元10中選擇的任何一個轉(zhuǎn)換器16。各個分路單元10的轉(zhuǎn)換器16選擇循環(huán)器12的接收信號和轉(zhuǎn)換器23的輸出信號中的任何一方并將其輸入到接收機(jī)14。
信號發(fā)生部24輸出與所述發(fā)送頻率f1和接收頻率f2的差值相當(dāng)?shù)念l率(｜f1-f2｜)的信號。頻率變換器22輸出將轉(zhuǎn)換器21輸出的信號與信號發(fā)生部24輸出的信號混合的結(jié)果。由于轉(zhuǎn)換器21輸出的信號是發(fā)射機(jī)13輸出的信號的一部分，所以，其頻率為f1，信號發(fā)生部24輸出的信號的頻率是(｜f1-f2｜)。
通過由頻率變換器22把頻率為f1的信號和頻率為(｜f1-f2｜)的信號合成(混合)，可以在頻率變換器22的輸出中得到頻率為f2的成分。即，發(fā)射機(jī)13輸出的頻率為f1的信號通過頻率變換器22時，將變成頻率為f2的信號。
由于接收機(jī)14的接收頻率是f2，所以，如果把頻率變換器22輸出的信號輸入接收機(jī)14，便可由接收機(jī)14測定發(fā)射機(jī)13輸出的信號的振幅和相位等。
即，在原來的校正電路中，發(fā)送頻率與接收頻率不同時，就不能把發(fā)射機(jī)輸出的信號輸入接收機(jī)進(jìn)行校正，但是，在圖1的裝置中，由頻率變換器22變換頻率，所以，即使發(fā)送頻率與接收頻率不同，也能把發(fā)射機(jī)13輸出的信號輸入接收機(jī)14進(jìn)行校正。
對于信號發(fā)生部24輸出的頻率為(｜f1-f2｜)的信號，可以使用接收機(jī)的本地信號和發(fā)射機(jī)的本地信號來生成。即信號發(fā)生部24可以由例如圖10所示的電路或圖11所示的電路來實現(xiàn)。
圖10表示將基帶頻率和通信頻帶的頻率進(jìn)行直接變換的直接變換方式的電路，圖11表示設(shè)置中頻并通過2級頻率變換進(jìn)行基帶與通信頻帶之間的頻率變換的超外差方式的電路。
在圖10的電路中，由于發(fā)射部60用于頻率變換的振蕩器61的輸出信號的頻率與發(fā)送頻率f1相同，接收部70用于頻率變換的振蕩器71的輸出信號的頻率與接收頻率f2相同，所以，通過由頻率變換器80把振蕩器61的輸出信號與振蕩器71的輸出信號混合，便可得到兩者的差值頻率(f1-f2)。
在圖11的電路中，設(shè)定中頻為fIF。因此，發(fā)射部60的振蕩器65的輸出的信號的頻率為(f1-fIF)，接收部70的振蕩器75的輸出的信號的頻率為(f2-fIF)如圖11所示，通過由頻率變換器80把振蕩器65的輸出信號和振蕩器75的輸出信號混合，便可得到二者的差值的頻率(f1-f2)。
利用圖10或11所示的電路構(gòu)成圖1的信號發(fā)生部24時，由于使用發(fā)射機(jī)13和接收機(jī)14的每一個的頻率變換使用的本地信號生成(f1-f2)的信號，所以，不必要設(shè)置新的振蕩器，從而可以使電路結(jié)構(gòu)簡化。而且，由于在信號發(fā)生部24的內(nèi)部使用的頻率與實際的發(fā)送頻率以及接收頻率之間不產(chǎn)生偏差，所以，可以改善校正的精度。
圖1的電路中，之所以通過耦合器15從發(fā)射機(jī)13的輸出取出信號，這是因為與接收側(cè)電路容許的輸入電平相比，發(fā)射機(jī)13的輸出大的緣故。通過使用耦合器15，能夠從發(fā)射機(jī)13的輸出中取出電平比較小的信號。
下面，說明圖12所示的校正控制順序。在這個例子中，分路單元10(1)被規(guī)定為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S10，控制轉(zhuǎn)換器23而把頻率變換器22的輸出連接于基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器16(1)。在下一個步驟S11，控制基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器16(1)，將轉(zhuǎn)換器23的輸出和基準(zhǔn)分路的接收機(jī)14(1)的輸入連接。
在下一個步驟S12，把計數(shù)器i的值初始化為1。根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S13～S19的處理。
在步驟S13，切換轉(zhuǎn)換器21用以選擇對應(yīng)于計數(shù)器i的值的分路的耦合器15(i)的輸出。在步驟S14，從對應(yīng)于計數(shù)器的值i的分路的發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號?？梢詢H在測定期間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。
在步驟S15，根據(jù)從接收機(jī)14(1)的輸出信號測定基準(zhǔn)分路的接收機(jī)14(1)接收的第ⅰ個信號K(i)。這個信號K(i)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以，從步驟S15通過S16進(jìn)行到步驟S17，并在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S13。
第二次以后，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以，從步驟S15通過S16進(jìn)行到步驟S18。并在步驟S18中，按下式求出第ⅰ個分路的校正值H(i)。
H(i)=K(i)/K(1)……(1)還沒有結(jié)束對于全部N個分路的處理時，從步驟S18通過S19進(jìn)行到步驟S17，并在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S13。
因此，在實行圖2的校正順序時，對于第2到第N的每一個分路，分別求出校正值H(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值H(1)為1。
這里，信號K(i)用下式表示。
K(i)=T(i)·Q·R(1)……(2)其中，T(i)在發(fā)射機(jī)13(i)中產(chǎn)生的振幅和相位值Q由于溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分R(1)接收機(jī)14(1)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，可以把第(1)式變形而得到下式。
H(i)=K(i)/K(1)= (T(i)·Q·R(1))/(T(1)·Q·R(1))=T(i)/T(1)……(3)即，以圖2的校正控制順序得到的校正值H(i)是相對于發(fā)射機(jī)13(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值根據(jù)溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(3)中相互抵消，所以，溫度特性的影響不會在校正值H(i)出現(xiàn)。
因此，在各個分路發(fā)送時，通過把按圖2的校正控制順序得到的校正值H(i)與各個發(fā)射機(jī)13(i)的振幅和相位值相乘，便能修正發(fā)射機(jī)13中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明圖3所示的校正控制順序。在這個例子中規(guī)定分路單元10(1)作為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S20，控制轉(zhuǎn)換器21而選擇基準(zhǔn)分路的耦合器15(1)的輸出。在步驟S21，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射機(jī)13(1)發(fā)送信號?？梢詢H在測定期間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。
在步驟S22，把計數(shù)器i的值初始化為1。根據(jù)計數(shù)器ⅰ的值反復(fù)執(zhí)行步驟S23～S29的處理。
在步驟S23，控制轉(zhuǎn)換器23把頻率變換器22的輸出連接于對應(yīng)于計數(shù)器i的值的分路的轉(zhuǎn)換器16(i)。在步驟S24，控制轉(zhuǎn)換器16(i)將頻率變換器22的輸出和第ⅰ個分路的接收機(jī)14(i)的輸入連接。
在步驟S25，根據(jù)接收機(jī)14(i)的輸出信號測定第ⅰ個分路的的接收機(jī)14(i)接收的信號S(i)。這個信號S(i)是含有所接收的信號的振幅和相位的信息的值。因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S25通過S26進(jìn)行到步驟S27，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S23。
第二次以后，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S25通過S26進(jìn)行到步驟S28。在步驟S28中，按下式求出第i個分路的校正值P(i)。
P(i)=S(i)/S(1)……(4)對于全部N個分路的處理還沒有結(jié)束時，從步驟S28通過S29進(jìn)行到步驟S27，在計數(shù)器ⅰ的值計數(shù)完成后返回到步驟S23。
因此，在實行圖3的校正順序時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值S(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值P(1)為1。
這里，信號S(i)可以用下式表示。
S(i)=T(1)·Q·R(i)……(5)其中，T(1)在發(fā)射機(jī)13(1)中產(chǎn)生的振幅和相位值Q由于溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分R(i)在接收機(jī)14(i)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，把第(4)式變形可以得到下式。
p(i)=S(i)/S(1)=(T(1)·Q·R(i))/(T(1)·Q·R(1))=R(i)/R(1)……(6)即，通過圖3的校正控制順序得到的校正值P(i)是相對于接收機(jī)14(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值根據(jù)溫度特性等的隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(6)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值P(i)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路接收時，通過把圖3的校正控制順序得到的校正值P(i)與各個接收機(jī)14(i)的振幅和相位值相乘便能修正接收機(jī)14中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
所述第(2)式和第(5)式中的由溫度特性引起的振幅和相位值變動成分Q實際上含有各個分路的發(fā)射機(jī)13中的變動成分、接收機(jī)14中的變動成分和用于校正的頻率變換器22中的變動成分。因此，對于伴隨時間推移的溫度變化，頻率變換器22的特性也發(fā)生變化，但是，對于頻率變換器22，由于在校正處理中測定任何一個分路的振幅和相位值時都使用了它，因此一個頻率變換器22的振幅和相位值的變動成分Q不會對所求的校正值產(chǎn)生影響。
(第二實施例)參考圖4-6說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的一個實施例。
圖4是表示這種形式的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖5是表示這種形式的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖6是表示這種形式的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種形式是第一實施例的變形例，在圖4～6中與第一實施例相對應(yīng)的要素和處理以同一標(biāo)號和步驟序號表示。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器12、對應(yīng)于定向控制運算電路的定向控制運算部26、對應(yīng)于本地信號生成部的信號發(fā)生部24、作為分路器的一個例子的耦合器15、耦合器32以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部25B。
與圖1相同，圖4的陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元11構(gòu)成。在本實施例中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置要素的陣列天線的分路。圖4中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值表示。
在圖4的例子中，對于每個天線單元11構(gòu)成含有該天線單元的分路單元30。各個分路單元30由天線單元11、循環(huán)器12、發(fā)射部31、接收機(jī)14、耦合器15以及轉(zhuǎn)換器16構(gòu)成。
發(fā)射部31配置有發(fā)射機(jī)35、耦合器32以及頻率變換器33。在這個例子中，發(fā)射機(jī)35輸出的信號的頻率是f2，與接收機(jī)14的接收頻率相同。但是，連接于發(fā)射機(jī)35的輸出的頻率變換器33把發(fā)射機(jī)35輸出的信號的頻率變換為f1后加到循環(huán)器12上。因此，發(fā)送頻率是f1，與接收機(jī)14的接收頻率不同。在這個例子中，是(f1＞f2)。
循環(huán)器12是為了在發(fā)送和接收中共用天線單元11而設(shè)置的。耦合器15是為了將由頻率變換器33進(jìn)行了頻率變換的頻率為f1的發(fā)送信號進(jìn)行分路并取出而設(shè)置的。耦合器32是為了在發(fā)射部31的內(nèi)部把發(fā)射機(jī)35輸出的頻率為f2的發(fā)送信號進(jìn)行分路并直接取出而設(shè)置的。
在圖4的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元30以外還設(shè)置有頻率變換器22、信號發(fā)生部24、轉(zhuǎn)換器38、分配器39、校正運算部25B和指向性控制運算部26。
頻率變換器22輸出的頻率為(｜f1-f2｜)的信號由分配器39分配，并加到頻率變換器22和各個分路的頻率變換器33上。
轉(zhuǎn)換器21選擇來自N個分路的任何一個的耦合器15的信號(頻率為f1)并加到頻率變換器22上。轉(zhuǎn)換器38把耦合器32從規(guī)定為基準(zhǔn)的第1個分路的發(fā)射部31(1)取出的信號(頻率為f2)加到從N個分路中選擇的1個轉(zhuǎn)換器16上。
基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器16(1)選擇循環(huán)器12(1)的接收信號、頻率變換器22的信號和轉(zhuǎn)換器38的信號中的任何一個并加到接收機(jī)14(1)的輸入?；鶞?zhǔn)分路以外的轉(zhuǎn)換器16(2)～16(N)分別選擇循環(huán)器12的接收信號和轉(zhuǎn)換器38的信號中的任何一個并加到接收機(jī)14的輸入。
圖4的校正運算部25B分別執(zhí)行圖5所示的發(fā)射機(jī)的校正控制順序和圖6所示的接收機(jī)的校正控制順序。
圖5所示的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的內(nèi)容幾乎與已經(jīng)說明的圖2的內(nèi)容相同。不同的僅是圖5的步驟S10B。在圖5的步驟S10B中，是控制基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器16(1)，把頻率變換器22的輸出連接于接收機(jī)14(1)的輸入。
因此，能夠由基準(zhǔn)分路的接收機(jī)14(1)接收各個分路的發(fā)射部31發(fā)送的信號。在進(jìn)行發(fā)射部31的校正時，必須測定包括發(fā)射部31中包含的頻率變換器33的特性的振幅和相位值。
因此，由耦合器15(1)取出頻率為f1的發(fā)送信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換器21輸入到頻率變換器22，將頻率變換為f2后，經(jīng)轉(zhuǎn)換器16(1)加到接收機(jī)14(1)的輸入。由于接收機(jī)14的接收頻率為f2，所以，能由接收機(jī)14測定頻率變換器22輸出的信號。
在圖5的步驟St5測定的信號K(i)可以用下式表示。
K(i)=T(i)·Q·R(1)……(7)其中，T(i)在發(fā)射部31(i)中產(chǎn)生的振幅和相位值Q由頻率變換器22的溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分R(1)在接收機(jī)14(1)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，在圖5的步驟S18求出的第i個分路的校正值H(i)可以表示為下式。
H(i)=K(i)/K(1)=(T(i)·Q·R(1))/(T(1)·Q·R(1))=T(i)/T(1)……(8)即，按圖5的校正控制順序得到的校正值H(i)是相對于發(fā)射部31(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值根據(jù)溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(8)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值H(i)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路發(fā)送時，通過把圖5的校正控制順序得到的校正值H(i)與各個發(fā)射部31(i)的振幅和相位值相乘，便能修正發(fā)射部31中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
圖6所示的接收機(jī)的校正控制順序的內(nèi)容幾乎與已經(jīng)說明的圖3的內(nèi)容相同。由于步驟S20不需要而被省略。在圖6的步驟S23B中，控制轉(zhuǎn)換器38，把設(shè)置在基準(zhǔn)分路的發(fā)射部31(1)中的耦合器32的輸出連接于第ⅰ個分路的接收機(jī)14(i)的輸入。
在圖6的步驟S24B中，控制第ⅰ個分路的轉(zhuǎn)換器16(i)，把轉(zhuǎn)換器38的輸出連接于第ⅰ個分路的接收機(jī)14(i)的輸入。
因此，能夠把基準(zhǔn)分路的發(fā)射即35(1)發(fā)送的信號輸入到各個分路的接收機(jī)14(i)。由于發(fā)射機(jī)35的輸出信號的頻率f2與接收機(jī)14的接收頻率f2相同，所以各個發(fā)射機(jī)14(i)可以直接接收從轉(zhuǎn)換器16輸入的信號。
進(jìn)行接收機(jī)14的校正時，由于不必要考慮包含在發(fā)射部31中的頻率變換器33的特性，所以能夠由耦合器32取出由頻率變換器33進(jìn)行頻率變換前的信號而直接輸入到接收機(jī)14。
在圖6的步驟S25測定的信號S(i)可以用下式表示。
S(i)=T(1)·R(i)……(9)其中，T(1)在發(fā)射機(jī)35(1)中產(chǎn)生的振幅和相位值R(i)在接收機(jī)14(i)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，在圖6的步驟S28得到的第ⅰ個分路的校正值P(i)可以表示為下式。
P(i)=S(i)/S(1)=(T(1)·R(i))/(T(1)·R(1))=R(i)/R(1)……(10)即，按圖6的校正控制順序得到的校正值P(i)是相對于接收機(jī)14(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。因此，在各個分路接收時，通過把圖3的校正控制順序得到的校正值P(i)與各個接收機(jī)14(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收機(jī)14中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
所述第(8)式的由溫度特性而引起的振幅和相位值變動成分Q實際上含有各個分路的發(fā)射部31中的變動成分、接收機(jī)14中的變動成分和用于校正的頻率變換器22中的變動成分。因此，對于伴隨時間推移的溫度變化，頻率變換器22的特性也發(fā)生變化，但是對于頻率變換器22，由于在校正處理中測定任何一個分路的振幅和相位值時都使用了它，因此，一個頻率變換器22的振幅和相位值的變動成分Q不會對所求的校正值產(chǎn)生影響。
(第三實施例)參考圖7-9說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的一個實施例。
圖7是表示這種形式的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖8是表示這種形式的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖9是表示這種形式的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種形式是第一實施例的變形例，在圖7～9中與第一實施例相對應(yīng)的要素和處理以同一標(biāo)號和步驟序號表示。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器12、對應(yīng)于指向性控制運算電路的指向性控制運算部26、對應(yīng)于本地信號生成部的信號發(fā)生部24、作為分路器的一個例子的耦合器15以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部25C。
在圖7中，陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元11構(gòu)成。在本實施例中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置該部件的陣列天線的分路。圖7中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值表示。
在圖7的例子中，對于每個天線單元11構(gòu)成含有該天線單元的分路單元40。各個分路單元40由天線單元11、循環(huán)器12、發(fā)射機(jī)13、接收機(jī)14、耦合器15以及轉(zhuǎn)換器16、41、42和頻率變換器43構(gòu)成。
但是對于第N個分路的分路單元40(N)，則省略了不需要的轉(zhuǎn)換器41、42和頻率變換器43。
循環(huán)器12是為了在發(fā)送和接收中共用天線單元11而設(shè)置的。耦合器15是為了將發(fā)射機(jī)13輸出的信號的一部分進(jìn)行分路并取出而設(shè)置的。
進(jìn)行發(fā)送時，各個發(fā)射機(jī)13發(fā)送的信號通過耦合器15和循環(huán)器12，作為無線信號從天線單元11發(fā)射出去。進(jìn)行接收時，由天線單元11接收的信號通過循環(huán)器12和轉(zhuǎn)換器16，輸入到接收機(jī)14。
在這個例子中，發(fā)射機(jī)13輸出的信號的頻率即發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)14的接收頻率是f2，發(fā)送頻率f1與接收頻率f2不同。
在圖7的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元40以外，還設(shè)置有信號發(fā)生部24、分配器29、校正運算部25C和指向性控制運算部26。
為了自適應(yīng)控制陣列天線的方向圖，指向性控制運算部26合成N個分路信號，同時控制合成時的各個分路的加權(quán)。
校正運算部25C分別求出各個分路單元40的發(fā)射機(jī)13和接收機(jī)14的振幅和相位誤差并進(jìn)行校正。實際上，校正運算部25C執(zhí)行圖8所示的控制，求出用于各個發(fā)射機(jī)13的校正的值，并執(zhí)行圖9所示的控制，求出用于各個接收機(jī)14的校正的值。
轉(zhuǎn)換器16、41和42采用可以進(jìn)行電控制的結(jié)構(gòu)，在該例子中通過校正運算部25C的控制，切換各個連接狀態(tài)。
第i個分路的轉(zhuǎn)換器41(i)選擇來自該分路的耦合器15(i)的信號和相鄰的分路的耦合器15(i+1)的信號中的任何一方并輸入到頻率變換器43(i)。
各個分路的頻率變換器43使用每個分配器39的信號(頻率為f1-f2)把轉(zhuǎn)換器41輸出的信號(頻率為f1)的頻率變換為f2。
第ⅰ個分路的轉(zhuǎn)換器42有選擇地把來自該分路的頻率變換器43(i)的輸出信號(頻率為f2)輸入到該分路的轉(zhuǎn)換器16(i)和相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器16(i+1)中的任何一方。
在這個例子中，把第1個分路規(guī)定為基準(zhǔn)分路?；鶞?zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器16(1)選擇來自該分路的轉(zhuǎn)換器42輸出的信號和循環(huán)器12的接收信號中的任何一方并加到接收機(jī)14的輸入。
第2～(N-1)個分路的轉(zhuǎn)換器16(j)分別選擇相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器42(j-1)的信號、該分路的轉(zhuǎn)換器42(j)的信號、循環(huán)器12的信號中的任何一個并加到接收機(jī)14的輸入。
第N個分路的轉(zhuǎn)換器16(N)選擇相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器42(N-1)的信號、循環(huán)器12的信號中的任何一方并加到接收機(jī)14的輸入。
信號發(fā)生部24輸出與發(fā)送頻率f1和接收頻率f2的差值相當(dāng)?shù)念l率(｜f1-f2｜)的信號。該信號由分配器39分配加到各個電路。各個分路的頻率變換器43使用信號發(fā)生部24的信號(｜f1-f2｜)把發(fā)射機(jī)13輸出的信號的頻率從f1變換為f2。
由于接收機(jī)14的接收頻率是f2，如果把各個頻率變換器43輸出的信號輸入到接收機(jī)14，就能由接收機(jī)14測定發(fā)射機(jī)13輸出的信號的振幅和相位等。
在圖7的例子中，對于順次組合天線單元11的排列而決定的每兩個分路的組合，構(gòu)成為轉(zhuǎn)換器41、42選擇信號路徑。但是，對于轉(zhuǎn)換器41、42選擇的兩個分路的組合，天線單元11實際上不必與相鄰的2個分路相同而能夠任意決定。
接著，說明圖8所示的校正控制順序。在這個例子中規(guī)定分路單元40(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S30，把計數(shù)器i的值初始化為1。在步驟S31將計數(shù)器i的值定為計數(shù)器i的值加上1后的值。根據(jù)計數(shù)器i,j的值反復(fù)執(zhí)行步驟S31～S45的處理。計數(shù)器i的值表示所關(guān)注的分路，計數(shù)器i的值表示與所關(guān)注的分路相鄰的分路。
在步驟S32，控制關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)把頻率變換器43的輸出與相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器16(j)連接。在步驟S33，控制相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器16(j)，將關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)的輸出和相鄰的分路的接收機(jī)14(j)的輸入連接。
在步驟S34，從對應(yīng)于計數(shù)器的值i的關(guān)注的分路的發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號?？梢詢H在測定時間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。
在步驟S35中，控制對應(yīng)于計數(shù)器的值i的關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器41(i)選擇耦合器15(i)的輸出。在步驟S36中，根據(jù)接收機(jī)14(j)的輸出信號測定相鄰的分路的接收機(jī)14(j)接收的第j個分路的信號K1(j)。這個信號K1(j)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。
在步驟S37中，從對應(yīng)于計數(shù)器的值j的相鄰的分路的發(fā)射機(jī)13(j)發(fā)送信號?？梢詢H在測定時間從發(fā)射機(jī)13(j)發(fā)送信號。
在步驟S38中，控制對應(yīng)于計數(shù)器的值i的關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器41(i)選擇相鄰的分路的耦合器15(j)的輸出。在步驟S39中，根據(jù)接收機(jī)14(j)的輸出信號測定相鄰的分路的接收機(jī)14(j)接收的第j個分路的信號K2(j)。這個信號K2(j)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。
接著在步驟S40按下式求出第j個分路的校正值H2(j)。
H2(j)=K2(j)/K1(j)……(11)因為在開始時計數(shù)器ⅰ的值是1，所以從步驟S41通過S42進(jìn)行到步驟S43，在計數(shù)器ⅰ的值計數(shù)完成后返回到步驟S31。第二次以后，由于計數(shù)器ⅰ的值是1以外的值，所以從步驟S41通過S44進(jìn)行到步驟S45。
在步驟S42中，將校正值H2(j)作為校正值H3(j)保存。在步驟S44中，把對于前面的分路求出的第ⅰ個分路的校正值H3(i)與對于該分路(關(guān)注的分路及相鄰的分路)求出的第j個校正值H2(j)相乘，將其結(jié)果作為校正值H3(j)保存。
因此，進(jìn)行圖8的處理時，可以得到各個分路的第j個校正值H3(j) (j=2～N)。
在步驟S36得到的信號K1(j)及在步驟S39得到的信號K2(j)分別可以用下式表示。
K1(j)=T(i)·Q(i)·R(j)……(12)K2(j)=T(j)·Q(i)·R(j)……(13)其中T(i)、T(j)在發(fā)射機(jī)13(i)，13(j)中產(chǎn)生的振幅和相位值Q(i)由頻率變換器43(i)的溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分R(j)在接收機(jī)14(j)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，把第(11)式變形可以得到下式。
H2(j)=K2(j)/K1(j)=(T(j)·Q(i)·R(j))/(T(i)·Q(i)·R(j))=T(j)/T(i)……(14)下面，說明步驟S42、S44的校正值H3(j)。例如，j=2時，由第14式可以得到校正值H2(2)=H3(2)。j＞2時，H3(3)可以表示為下式。
H3(3)=H3(2)·H2(3)=H2(2)·H2(3)=((T(2)/T(1))·(T(3)/T(2))=T(3)/T(1)……(15)因此，校正值H3(4)可以表示為下式。
H3(4)=H3(3)·H2(4)=((T(3)/T(1))·H2(4)=((T(3)/T(1))·(T(4)/T(3))=(T(4)/T(1))……(16)通過與上面相同的計算，校正值H3(j)可以表示為下式。
H3(j)=H3(i)·H2(j)=(T(j)/T(1))……(17)即按圖8的校正控制順序得到的校正值H3(j)是相對于發(fā)射機(jī)13(j)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值伴隨溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(14)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在對校正值H3(j)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路發(fā)送時，通過把圖8的校正控制順序得到的校正值H3(j)與各個發(fā)射機(jī)13(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在發(fā)射機(jī)13的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明圖9所示的校正控制順序。在這個例子中規(guī)定分路單元40(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S50，把計數(shù)器i的值初始化為1。在步驟S51計數(shù)器j的值定為計數(shù)器i的值加上1后的值。根據(jù)計數(shù)器i,j的值反復(fù)執(zhí)行步驟S51～S65的處理。計數(shù)器i的值表示所關(guān)注的分路，計數(shù)器j的值表示與所關(guān)注的分路相鄰的分路。
在步驟S52，從對應(yīng)于計數(shù)器的值i的關(guān)注的分路的發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號?？梢詢H在測定時間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。在步驟S53，控制對應(yīng)于計數(shù)器的值i的關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器41(i)選擇轉(zhuǎn)換器15(i)的輸出。
在步驟S54，控制關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)把頻率變換器43的輸出與關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器16(i)連接。在步驟S55中，控制關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器16(i)將關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)的輸出與注目的分路的接收機(jī)14(i)的輸入連接。
在步驟S56中，根據(jù)接收機(jī)14(i)的輸出信號測定關(guān)注的分路的接收機(jī)14(i)接收的第j個分路的信號S1(j)。這個信號S1(j)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。
在步驟S57中，控制關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)把頻率變換器43的輸出與相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器16(j)連接。在步驟S58中，控制相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器16(j)將關(guān)注的分路的轉(zhuǎn)換器42(i)的輸出與相鄰的分路的接收機(jī)14(j)的輸入連接。
在步驟S59中，根據(jù)接收機(jī)14(j)的輸出信號測定相鄰的分路的接收機(jī)14(j)接收的第j個分路的信號S2(j)。這個信號S2(j)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。
接著在步驟S60按下式求出第j個分路的校正值P2(j)。
P2(j)=S2(j)/S1(j)……(18)因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S61通過S62進(jìn)行到步驟S63，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S51。在第二次以后，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S61通過S64進(jìn)行到步驟S65。
在步驟S62中，將校正值P2(j)作為校正值P3(j)保存。在步驟S64中，把對于前面的分路求出的第ⅰ個分路的校正值P3(i)與對于該分路(關(guān)注的分路及相鄰的分路)求出的第j個校正值P2(j)相乘，將其結(jié)果作為校正值P3(j)保存。
因此，進(jìn)行圖9的處理時，可以得到各個分路的第j個校正值P3(j)(j=2～N)。
在步驟S56中，得到的信號S1(j)及在步驟S59得到的信號S2(j)分別可以用下式表示。
S1(j)=T(i)·Q(i)·R(i)……(19)S2(j)=T(i)·Q(i)·R(j)……(20)其中T(i)在發(fā)射機(jī)13(i)中產(chǎn)生的振幅和相位值Q(i)由頻率變換器43(i)的溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分R(i)，R(j)在接收機(jī)14(i)，14(j)中產(chǎn)生的振幅和相位值因此，把第(18)式變形可以得到下式。
P2(j)=S2(j)/S1(j)=(T(i)·Q(i)·R(j))/(T(i)·Q(i)·R(i))=R(j)/R(i)……(21)下面，說明步驟S62、S64的校正值P3(j)。例如，j=2時，由第21式可以得到校正值P2(2)=P3(2)。校正值P3(3)可以表示為下式。
P3(3)=P3(2)·P2(3)=P2(2)·P2(3)=((R(2)/R(1))·(R(3)/R(2))=R(3)/R(1)……(22)因此，校正值P3(4)可以表示為下式。
P3(4)=P3(3)·P2(4)=((R(3)/R(1))·P2(4)=((R(3)/R(1))·(R(4)/R(3))=(R(4)/R(1))……(23)通過與上面相同的計算，校正值P3(j)可以表示為下式。
P3(j)=P3(i)·P2(j)=(R(j)/R(1))……(24)即按圖9的校正控制順序得到的校正值P3(j)是相對于接收機(jī)14(j)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值伴隨溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(21)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值P3(j)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路發(fā)送時，通過把圖9的校正控制順序得到的校正值P3(j)與各個接收機(jī)14(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在接收機(jī)14的振幅和相位值的分路之間的誤差。
(第四實施例)參考圖12-16及圖10、11、18說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的一個實施例。
圖12是表示這種形式的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖13是表示這種形式的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖14是表示這種形式的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖15A是表示天線單元及附加天線的配置例子(1)的平面圖。圖16是表示天線單元及附加天線的配置例子(2)的平面圖。
圖10是表示頻率f1-f2的發(fā)生電路的例子(1)的方框圖。圖11是表示頻率f1-f2的發(fā)生電路的例子(2)的方框圖。圖18是表示第ⅰ個分路的各部分的振幅和相位值的方框圖。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有對應(yīng)于指向性控制運算電路的指向性控制運算部125、作為分路器的一個例子的耦合器122以及作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器113、循環(huán)器114以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部124。
在圖12中，陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元11構(gòu)成。在這種形式中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置該要素的陣列天線的分路。圖7中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值表示。
在圖12的例子中對于每個天線單元11構(gòu)成含有該天線單元的分路單元110。全部N個分路單元110具有相同結(jié)構(gòu)。各個分路單元110由天線單元111、轉(zhuǎn)換器112、循環(huán)器113、114、發(fā)射部115、頻率變換器116、轉(zhuǎn)換器117以及接收機(jī)117構(gòu)成。
發(fā)射部115配置有發(fā)射機(jī)121、耦合器122和頻率變換器123。耦合器122是為了在發(fā)射部115內(nèi)部把發(fā)射機(jī)121輸出的信號的一部分分路并取出而設(shè)置的。
循環(huán)器113、114和112是為了在發(fā)送和接收中共用天線單元111而設(shè)置的。為了進(jìn)行通信而進(jìn)行發(fā)送時，各個發(fā)射部115發(fā)送的信號通過循環(huán)器113和轉(zhuǎn)換器112，作為無線信號從天線單元111發(fā)射出去。為了進(jìn)行通信而進(jìn)行接收時，由天線單元111接收的信號通過轉(zhuǎn)換器112、循環(huán)器113和轉(zhuǎn)換器117，輸入到接收機(jī)118。
在這個例子中，發(fā)射部115輸出的信號的頻率，即用于通信的陣列天線的發(fā)送頻率是f1，用于通信的陣列天線及接收機(jī)118的接收頻率是f2，發(fā)送頻率f1與接收頻率f2不同。
但是，在發(fā)送部115的內(nèi)部，發(fā)射機(jī)121發(fā)送的信號的頻率變成與接收機(jī)118的接收頻率相同的f2。發(fā)射機(jī)121發(fā)送的信號通過頻率變換器123變換為發(fā)送頻率f1。耦合器122從發(fā)射機(jī)121的輸出中取出頻率為f2的信號。頻率變換器116從循環(huán)器114輸入頻率為f1的信號，并變換信號的頻率，以便把頻率為f2的信號輸出。
在圖12的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元110以外，還設(shè)置有校正運算部124、指向性控制運算部125、信號發(fā)生部126、分配器127、附加天線128和轉(zhuǎn)換器129。
為了自適應(yīng)控制陣列天線的方向圖，指向性控制運算部125合成N個分路信號，同時控制合成時的各個分路的加權(quán)。
校正運算部124分別求出各個分路單元110的發(fā)射機(jī)(發(fā)射部115和天線單元111)和接收機(jī)(接收機(jī)118和天線單元111)的振幅和相位誤差并進(jìn)行校正。實際上，校正運算部124執(zhí)行圖13所示的控制，求出用于各個發(fā)射機(jī)的校正的值，并執(zhí)行圖14所示的控制，求出用于各個接收機(jī)的校正的值。
轉(zhuǎn)換器112、117和129采用可以進(jìn)行電控制的結(jié)構(gòu)，在該例子中通過校正運算部124的控制，切換各個連接狀態(tài)。
轉(zhuǎn)換器129把附加天線128連接于分路單元110的任何一個的轉(zhuǎn)換器112各個分路的轉(zhuǎn)換器112把天線單元111和轉(zhuǎn)換器129的任何一方連接于循環(huán)器113和114的任何一方。各個分路的切換器117把循環(huán)器112和頻率變換器116的輸出的任何一方連接于接收機(jī)118的輸入。
信號發(fā)生部126輸出與所述發(fā)送頻率f1和接收頻率f2的差值相當(dāng)?shù)念l率(｜f1-f2｜)的信號。信號發(fā)生部126輸出的信號由分配器127加到各個分路的頻率變換器116、123各個分路的頻率變換器116、123使用信號發(fā)生部126的信號進(jìn)行頻率變換。
即，由于從發(fā)射機(jī)121輸入到頻率發(fā)射器123的信號的頻率是f2，信號發(fā)生部126的信號的頻率是(｜f1-f2｜)，所以，通過這些信號的合成(混合)而從頻率變換器123輸出的信號的頻率變成f1。
由于從循環(huán)器114輸入到頻率變換器116的信號的頻率是f1，信號發(fā)生部126的信號的頻率是(｜f1-f2｜)，所以通過這些信號的合成(混合)而從頻率變換器116輸出的信號的頻率變成f2。
在這個例子中，由于用于通信的發(fā)送頻率是f1接收頻率是f2，所以，從一個分路發(fā)出的信號由其它分路檢測后不能由接收機(jī)118直接接收。但是，通過使用頻率變換器116進(jìn)行頻率的變換，就能由接收機(jī)118接收從其它的分路發(fā)送的信號。
對于信號發(fā)生部126輸出的頻率為(｜f1-f2｜)的信號，可以使用接收機(jī)的本地信號和發(fā)射機(jī)的本地信號來生成。
即，信號發(fā)生部126可以用圖10所示的電路或如圖11所示的電路來實現(xiàn)。
圖10是表示直接變換基帶與通信頻帶之間的頻率的直接變換方式的電路，圖11表示設(shè)置中頻而按2級頻率變換進(jìn)行基帶與通信頻帶之間的頻率變換的超外差方式的電路。
在圖10的電路中，由于發(fā)射部160用于頻率變換的振蕩器161的輸出信號的頻率與發(fā)送頻率f1相同，接收部170用于頻率變換的振蕩器171的輸出信號的頻率與接收頻率f2相同，所以，通過在頻率變換器180中把振蕩器161的輸出信號與振蕩器171的輸出信號混頻，便可得到兩者差值的頻率(f1-f2)。
在圖11的電路中，設(shè)定中頻為fIF。因此，發(fā)射部160的振蕩器165的輸出的信號的頻率為(f1-fIF)，接收部170的振蕩器175的輸出的信號的頻率為(f2-fIF)。如圖11所示，通過在頻率變換器180中把振蕩器165的輸出信號和振蕩器175的輸出信號混頻，便可得到二者的差值頻率(f1-f2)。
利用圖10或11所示的電路構(gòu)成圖12的信號發(fā)生部126時，由于使用用于發(fā)射部115和接收機(jī)118的每一個的頻率變換的本地信號生成(f1-f2)的信號，所以不必設(shè)置新的振蕩器，從而可使電路結(jié)構(gòu)簡化。而且，由于在信號發(fā)生部126的內(nèi)部使用的頻率與實際的發(fā)送頻率以及接收頻率之間不產(chǎn)生偏差，所以可以改善校正的精度。
在圖12的電路中，之所以通過耦合器15從發(fā)射機(jī)121的輸出中取出信號，這是因為與接收側(cè)電路容許的輸入電平相比，發(fā)射機(jī)121的輸出大的緣故。通過使用耦合器122，便能從發(fā)射機(jī)121的輸出中取出電平比較小的信號。
設(shè)置附加天線128的位置，必須根據(jù)構(gòu)成陣列天線的N個天線單元111的配置來決定。如圖15A所示，把天線單元111等間距并列在一條直線上時，可以在例如2個天線單元111的中間位置配置附加天線128，以使校正對象的2個分路的各個天線單元111與附加天線128的間距d相等。
如圖16所示，把天線單元111等間距并列在一個圓周線上時，可以在圓周的中心位置配置附加天線128。此時，對于任何分路，天線單元111與附加天線128的間距d都相等。
這樣配置附加天線128時，如后面所述那樣，各個天線單元111與附加天線128之間的傳輸損失相等，從而可以求出不受它的影響的校正值。
接著說明如圖13所示的校正控制順序。在這個例子中，分路單元10(1)被規(guī)定為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S110，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S111～S127的處理。
在步驟S111，根據(jù)計數(shù)器i的值決定對應(yīng)與每2個分路的計數(shù)器j,k的值。但是，計數(shù)器j的值常常規(guī)定為與計數(shù)器i的值不同，而計數(shù)器k的值常常也被規(guī)定為與計數(shù)器i的值和計數(shù)器j的值不同。
實際上，可以把計數(shù)器i的值加上1得到的結(jié)果設(shè)定為計數(shù)器j的值，把計數(shù)器i的值加上2得到的結(jié)果設(shè)定為計數(shù)器k的值。但是在計數(shù)器j,k的值超過分路數(shù)的N時，則把其設(shè)置為減去N而得到的值。
這樣，由于計數(shù)器i,j,k的值彼此不同，通過選擇由計數(shù)器i,j,k的值特定的分路，便能同時選擇彼此不同的3個分路。在圖13的處理中，計數(shù)器i,j的值對應(yīng)于校正對象中的2個，而計數(shù)器k的值對應(yīng)于接收用的公共的分路。
但是，對于2個校正對象的分路，必須決定計數(shù)器i,j的值，用以同時選擇成各個分路的天線單元111與附加天線128之間的間距相等的2個分路。
如圖16所示，把天線單元111配置在圓周上而在圓周中心配置附加天線128時，對于任何一個分路，由于天線單元111與附加天線128的間距相等而尤其沒有問題。
但是，如圖15A所示，把天線單元111配置在一條直線上時，則必須逐漸變更附加天線128的位置，以使得選擇的校正對象中的兩個分路的天線單元111的間距相等。
在步驟S112，控制對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器129和計數(shù)器k的值的分路的轉(zhuǎn)換器112(k)，把附加天線128連接于對應(yīng)于計數(shù)器k的值的分路的循環(huán)器114(k)。
在步驟S113，對于與計數(shù)器k的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器117(k)把頻率變換器116(k)的輸出連接于接收機(jī)118(k)的輸入。
在步驟S114，對于與計數(shù)器i的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器112(i)把頻率變換器123(i)的輸出連接于天線單元111(i)。
在步驟S115，從對應(yīng)與計數(shù)器i的值的分路的發(fā)射機(jī)121(i)發(fā)送信號。此時，發(fā)射機(jī)121(i)輸出的信號通過耦合器122(i)由在頻率變換器123(i)把頻率變換為f1，并通過循環(huán)器113(i)和轉(zhuǎn)換器112(i)作為無線信號從天線單元111(i)發(fā)送出去。
這種無線信號由附加天線128接收。附加天線128接收的信號通過轉(zhuǎn)換器129輸入到對應(yīng)于計數(shù)器k的值的分路，通過轉(zhuǎn)換器112(k)、循環(huán)器114(k)由頻率變換器116(k)把頻率變換為f2，并通過轉(zhuǎn)換器117(k)輸入到接收機(jī)118(k)。
因此，在步驟116測定從接收機(jī)118(k)的接收信號中現(xiàn)在選擇的分路的信號(振幅和相位值)G1(j)。測定結(jié)束后，在下一步驟S117停止發(fā)射機(jī)121(i)的發(fā)送。
與上述相同，在步驟S118，對于與計數(shù)器j的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器112(j)把頻率變換器123(j)的輸出連接于天線單元111(j)。
在步驟S119，從對應(yīng)與計數(shù)器j的值的分路的發(fā)射機(jī)121(j)發(fā)送信號。此時，發(fā)射機(jī)121(j)輸出的信號通過耦合器122(j)，由頻率變換器123(j)把頻率變換為f1，并通過循環(huán)器113(j)和轉(zhuǎn)換器112(j)作為無線信號從天線單元111(j)發(fā)送出去。
這種無線信號由附加天線128接收。附加天線128接收的信號通過轉(zhuǎn)換器129輸入到對應(yīng)于計數(shù)器k的值的分路，通過轉(zhuǎn)換器112(k)、循環(huán)器114(k)由頻率變換器116(k)把頻率變換為f2，并通過轉(zhuǎn)換器117(k)輸入到接收機(jī)118(k)。
因此，在步驟120測定從接收機(jī)118(k)的接收信號中現(xiàn)在選擇的分路的信號(振幅和相位值)G2(j)。測定結(jié)束后，在下一步驟S121停止發(fā)射機(jī)121(j)的發(fā)送。
在步驟S122中，通過下式的計算求出校正值H2(j)。
H2(j)=G2(j)/G1(j)……(101)因為在開始的處理中計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S122通過S123進(jìn)行到步驟S124，在步驟S125更新計數(shù)器i的值后返回到步驟S111。在步驟S124把校正值H2(j)作為校正值H3(j)保存。
第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S122通過S123進(jìn)行到步驟S126，通過步驟S127、S125返回到步驟S111。這時，在步驟S125也更新計數(shù)器i的值。
在步驟S126，通過下式的計算把修正校正值H2(j)得到的結(jié)果作為校正值H3(j)保存。
H3(j)=H3(i)·H2(j)……(102)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值H3(j)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，所以第1分路的校正值H3(j)為1。
但是，在圖13的步驟S116、S120測定的振幅和相位值G1(j)，G2(j)可以表示為下式。
G1(j)=T(i)·M(i,f1)·L1(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k)……(103)G2(j)=T(j)·M(j,f1)·L2(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k)……(104)其中T(i),T(j)發(fā)射部115(i),115(j)的振幅和相位值M(i,f1)與天線單元111(i)的f1相關(guān)的振幅和相位值M(j,f1)與天線單元111(j)的f1相關(guān)的振幅和相位值L1(k)天線單元111(i)與附加天線128之間的傳輸損失L2(k)天線單元111(j)與附加天線128之間的傳輸損失Q(k)頻率變換器116(k)的振幅和相位值R(k)接收機(jī)118(k)的振幅和相位值在本實施例中，由于天線單元111(i)與附加天線128之間的間距和天線單元111(j)與附加天線128之間的間距相同，所以傳輸損失L1(k)、L2(k)相同。由于附加天線128和對應(yīng)于計數(shù)器k的分路共同利用于對應(yīng)于計數(shù)器i,j的2個分路，所以它們的成分是相同的。因此，將所述(101)式變形，便可得到下式。
H2(j)=G2(j)/G1(j)=(T(j)·M(j,f1)·L2(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k))/(T(i)·M(i,f1)·L1(k)·M2(f1)·Q(k)·R(k))=(T(j)·M(j,f1))/(T(i)·M(i,f1))……(105)即，把與圖18所示的發(fā)射部115的f1相關(guān)的振幅和相位值的成分T(i)和與天線單元111(i)的f1相關(guān)的振幅和相位值的成分M(i,ft)合成得到的第ⅰ個分路的發(fā)送系統(tǒng)整體的振幅和相位值可以作為與其它分路的比率而對每個分路求出。
下面，說明步驟S124、S126的校正值H3(j)。例如，校正值H3(3)可以表示為下式。
H3(3)=H3(2)·H2(3)=H2(2)·H2(3)
=((T(2)·M(2,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·((T(3)·M(3,f1))/(T(2)·M(2,f1)))=(T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1))……(106)因此，校正值H3(4)可以表示為下式。
H3(4)=H3(3)·H2(4)=((T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·H2(4)=((T(3)·M(3,f1))/(T(1)·M(1,f1)))·((T(4)·M(4,f1))/(T(3)·M(3,f1)))=((T(4)·M(4,f1))/(T(1)·M(1,f1))) ……(107)通過與上面相同的計算，校正值H3(j)可以表示為下式。
H3(j)=H3(i)·H2(j)=((T(j)·M(j,f1))/(T(1)·M(1,f1)))……(108)即，按圖13的校正控制順序得到的校正值H3(j)是相對于第j個分路的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射部115(j)和天線單元111(j))的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值伴隨溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(105)中相互抵消，所以，溫度特性的影響不會在校正值H3(j)中出現(xiàn)。
這樣，僅使用一個附加天線128，便可求出作為相對于基準(zhǔn)分路的相對值的各個分路的校正值H3(j)。在各個分路發(fā)送時，通過把圖13的校正控制順序得到的校正值H3(j)與各個發(fā)射部115(j)的振幅和相位值相乘，便能修正在發(fā)射部115的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明圖14所示的校正控制順序。在這個例子中，規(guī)定分路單元110(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S130，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S131～S145的處理。
在步驟S131根據(jù)計數(shù)器i的值決定與每2個分路對應(yīng)的計數(shù)器j,k的值。但是，計數(shù)器j的值常常規(guī)定為與計數(shù)器i的值不同，而計數(shù)器k的值常常也被規(guī)定為與計數(shù)器i的值和計數(shù)器j的值不同。
實際上，可以把計數(shù)器i的值加上1得到的結(jié)果設(shè)定為計數(shù)器j的值，把計數(shù)器i的值加上2得到的結(jié)果設(shè)定為計數(shù)器k的值。但是，在計數(shù)器j,k的值超過分路數(shù)的N時，則把其設(shè)置為減去N后得到的值。
這樣，由于計數(shù)器i,j,k的值彼此不同，所以，通過選擇由計數(shù)器i,j,k的值特定的分路，便能同時選擇彼此不同的3個分路。在圖14的處理中，計數(shù)器i,j的值對應(yīng)于校正對象中的2個，而計數(shù)器k的值對應(yīng)于接收用的公共的分路。
但是，對于2個校正對象的分路，必須決定計數(shù)器i,j的值，用以同時選擇各個分路的天線單元111與附加天線128之間的間距相等的2個分路。
如圖16所示，把天線單元111配置在圓周上而在圓周中心配置附加天線128時，對于任何一個分路，由于天線單元111與附加天線128的間距相等而尤其沒有問題。
但是，如圖15A所示，把天線單元111配置在一條直線上時，則必須逐漸變更附加天線128的位置，以使所選擇的校正對象中的兩個分路的天線單元111的間距相等。
在步驟S132，控制對應(yīng)于轉(zhuǎn)換器129和計數(shù)器k的值的分路的轉(zhuǎn)換器112(k)，把附加天線128連接于對應(yīng)于計數(shù)器k的值的分路的循環(huán)器114(k)。
在步驟S133，從對應(yīng)于計數(shù)器k的值的發(fā)射機(jī)121(k)發(fā)送信號。此時，從發(fā)射機(jī)121(k)發(fā)送的信號由耦合器122(k)分路，并通過轉(zhuǎn)換器112(k)和轉(zhuǎn)換器129而從附加天線128作為無線信號發(fā)送出去。
附加天線128發(fā)送的無線信號可以由各個分路的天線單元111接收。這時，由于發(fā)射機(jī)121(k)輸出的信號不通過頻率變換器123(k)而從附加天線128直接發(fā)送頻率f2的信號，所以，在接收側(cè)的分路中可以不進(jìn)行頻率變換而由接收機(jī)118接收信號。
在步驟S134中，對于與計數(shù)器i的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器112(i)而把天線單元111(i)和循環(huán)器113(i)連接。
在步驟S135中，對于與計數(shù)器i的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器117(i)而把接收機(jī)118的輸入和循環(huán)器113(i)連接。
這時，由天線單元111(i)接收的信號通過轉(zhuǎn)換器112(j)、循環(huán)器113(i)、轉(zhuǎn)換器117(i)而輸入到接收機(jī)118(i)。
與上面相同，在步驟S137中，對于與計數(shù)器j的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器112(j)而把天線單元111(j)和循環(huán)器113(j)相連接。
在步驟S138中，對于與計數(shù)器j的值對應(yīng)的分路，控制轉(zhuǎn)換器117(j)而把接收機(jī)118的輸入和循環(huán)器113(j)相連接。
這時，由天線單元111(j)接收的信號通過轉(zhuǎn)換器112(j)、循環(huán)器113(j)、轉(zhuǎn)換器117(j)而輸入到接收機(jī)118(j)。因此，在步驟S139，測定根據(jù)接收機(jī)118(j)的接收信號選擇的分路的信號(振幅和相位值)S2(j)。
在步驟S140中，通過下式的計算求出校正值P2(j)。
P2(j)=S2(j)/S1(j)……(109)因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S140通過S141進(jìn)行到步驟S142，在步驟S143更新計數(shù)器i的值后返回到步驟S131。在步驟S142中把校正值P2(j)作為校正值P3(j)保存。
第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S140通過S141進(jìn)行到步驟S144，通過步驟S145、S143返回步驟S131。這時在步驟S143也更新計數(shù)器i的值。
在步驟S144中，通過下式的計算，把修正校正值P2(j)得到的結(jié)果作為校正值P3(j)保存。
P3(j)=P3(i)·P2(j)……(110)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值P3(j)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值P3(j)為1。
但是，在圖14的步驟S136、S139測定的振幅和相位值S1(j),S2(j)可以表示為下式。
S1(j)=T(k)·M2(f2)·L1(k)·M(i,f2)·R(i)……(111)S2(j)=T(k)·M2(f2)·L2(k)·M(j,f2)·R(j)……(112)
其中T(k)發(fā)射機(jī)121(k)的振幅和相位M2(f2)與附加天線單元128的f2相關(guān)的振幅和相位L1(k)天線單元111(i)與附加天線128之間的傳輸損失L2(k)天線單元111(j)與附加天線128之間的傳輸損失M(i,f2)與天線單元111(i)的f2相關(guān)的振幅和相位M(j,f2)與天線單元111(j)的f2相關(guān)的振幅和相位R(i)接收機(jī)118(i)的振幅和相位R(j)接收機(jī)118(j)的振幅和相位在本實施例中，由于天線單元111(i)與附加天線128之間的間距和天線單元111(j)與附加天線128之間的間距相同，所以傳輸損失L1(k)、L2(k)相同。由于附加天線128和對應(yīng)于計數(shù)器k的分路共同利用于對應(yīng)于計數(shù)器i,j的2個分路，所以它們的成分是相同的。因此，將所述(109)式變形，便可得到下式。
P2(j)=S2(j)/S1(j)=(T(k)·M2(f2)·L2(k)·M(j,f2)·R(j))/(T(k)·M2(f2)·L1(k)·M(i,f2)·R(i))=(M(j,f2)·R(j))/(M(i,f2)·R(i))……(113)即，可以把圖18所示的發(fā)射部118(i)的振幅和相位的成分R(i)和與天線單元111(i)的f2相關(guān)的振幅和相位值的成分M(i,f2)合成得到的第ⅰ個分路的接收系統(tǒng)整體的振幅和相位值作為與其它分路的比率而對每個分路求出。
下面，說明步驟S142、S144的校正值P3(j)。例如，校正值P3(3)可以表示為下式。
P3(3)=P3(2)·P2(3)=P2(2)·P2(3)=((M(2,f2)·R(2))/(M(1,f2)·R(t)))·((M(3,f2)·R(3))/(M(2,f2)·R(2)))=(M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1))……(114)因此，校正值P3(4)可以表示為下式。
P3(4)=P3(3)·P2(4)=((M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1)))·P2(4)=((M(3,f2)·R(3))/(M(1,f2)·R(1)))·((M(4,f2)·R(4))/(M(3,f2)·R(3)))=(M(4,f2)·R(4))/(M(1,f2)·R(1))……(115)通過與上面相同的計算，校正值P3(j)可以表示為下式。
P3(j)=P3(i)·P2(j)=(M(j,f2)·R(j))/(M(1,f2)·R(1))……(116)即，按圖14的校正控制順序得到的校正值P3(j)是相對于第j個分路的接收系統(tǒng)(接收機(jī)118(j)和天線單元111(j))的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。
因此，在各個分路接收時，通過把圖14的校正控制順序得到的校正值P3(j)與各個接收機(jī)118(j)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系統(tǒng)中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
對于附加天線128，由于可以僅進(jìn)行配置在其附近的天線單元111之間的信號的收發(fā)，所以，不必像通信所使用的一般的天線那樣具有高的增益。因此，作為附加天線128可以僅使用超小型天線或者探針就足夠了。
所述第(103)式和第(104)式中由溫度特性而引起的振幅和相位值變動成分Q，實際上含有各個分路的發(fā)射機(jī)121中的變動成分、接收機(jī)118中的變動成分和用于校正的頻率變換器116中的變動成分。因此，對于伴隨時間的推移的溫度變化，頻率變換器116的特性也發(fā)生變化，但是對于頻率變換器116，由于在校正處理中測定任何一個分路的振幅和相位值時都使用它，因此，一個頻率變換器116的振幅和相位值的變動成分Q對所求的校正值不會產(chǎn)生影響。
(第五實施例)參考圖17說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的又一個實施例。圖17是表示這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
這種形式是第四實施例的變形例。在圖17中，與圖12對應(yīng)的要素以同一標(biāo)號表示。下面省略了對與第四實施例的形式相同的要素的說明。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有對應(yīng)于指向性控制運算電路的指向性控制運算部125、作為分路器的一個例子的耦合器122、耦合器131以及作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器113、循環(huán)器114以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部124。
在FDD收發(fā)裝置中，天線、供電線等部分比較難以受溫度等急劇的環(huán)境變動的影響，但是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)內(nèi)裝置的功率放大器、混頻器等的高頻電路容易受溫度變化的影響。
因此，與天線和供電線相關(guān)的校正不必頻繁進(jìn)行，但是對于容易受溫度變化影響的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)則最好以盡可能短的時間間隔進(jìn)行校正。
因此，在圖17所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了第四實施例的校正功能外，又增加了用于從天線分離發(fā)射部(發(fā)射機(jī)121、頻率變換器123)和接收機(jī)118的振幅和相位的校正值并單獨分別對每個分路進(jìn)行測定的功能。對于含有天線和供電線的校正值，可以按與已經(jīng)說明的圖13、14相同的順序進(jìn)行計算。
如圖17所示，在本實施例中，可以通過在各個分路單元110上設(shè)置的耦合器131把頻率變換器123輸出的信號的一部分進(jìn)行分路并取出。由各個分路的耦合器131取出的信號分別加到轉(zhuǎn)換器133上。轉(zhuǎn)換器133選擇來自N個分路的任何一個耦合器131的信號。
在規(guī)定為基準(zhǔn)分路的第1分路單元110(1)中設(shè)置有轉(zhuǎn)換器132。轉(zhuǎn)換器132選擇循環(huán)器114(1)輸出的信號和轉(zhuǎn)換器122選擇的信號的任何一方并加到頻率變換器116的輸入。
對于N個分路單元110的任何一個的轉(zhuǎn)換器117，轉(zhuǎn)換器134輸出由耦合器122(1)分路的信號。各個分路的轉(zhuǎn)換器117有選擇地把循環(huán)器113的接收信號和頻率變換器116的輸出信號、轉(zhuǎn)換器134的輸出中的任何一個加到接收機(jī)118的輸入。
各個轉(zhuǎn)換器132、133、134、117的選擇狀態(tài)通過校正運算部124的控制來切換。除了圖13、圖14以外，校正運算部124執(zhí)行下面說明的校正用的控制。
關(guān)于發(fā)射部的校正順序如下進(jìn)行。
(1)控制作為基準(zhǔn)分路分配的分路單元110(1)的轉(zhuǎn)換器132，把轉(zhuǎn)換器133的輸出連接于頻率變換器116(1)的輸入?？刂妻D(zhuǎn)換器117(1)把頻率變換器116(1)的輸出連接于接收機(jī)118(1)的輸入。
(2)選擇1個分路(i)，從所選擇的分路的發(fā)射機(jī)112發(fā)送信號。
(3)由耦合器131(i)將所選擇的分路的信號分路并發(fā)送，由轉(zhuǎn)換器133選擇該信號。
(4)測定從基準(zhǔn)分路的接收機(jī)118(1)的接收輸出中選擇的分路的信號X(i)(振幅和相位值)。
反復(fù)進(jìn)行上述(2)到(4)的處理，對于全部的分路順序測定信號X(i)。
這時，從發(fā)射機(jī)121(i)輸出的頻率為f2的信號通過耦合器122(i)由頻率變換器123(i)變換為f1的頻率，由耦合器131(i)分路并輸入到轉(zhuǎn)換器133。
此外，這個信號通過轉(zhuǎn)換器133和轉(zhuǎn)換器132由頻率變換器116(1)變換為f2的頻率、通過轉(zhuǎn)換器117(1)輸入到接收機(jī)118(1)。因此，可以由基準(zhǔn)分路的接收機(jī)118(1)測定從各個分路的發(fā)射部(發(fā)射機(jī)121、頻率變換器123)輸出的信號。
這里，測定的各個分路的信號X(i)可以表示為下式。
X(i)=T(i)·Q(1)·R(1)……(117)其中，T(i)不含各個分路的天線的發(fā)射部的振幅和相位Q(1)基準(zhǔn)分路的頻率變換器116(1)的振幅和相位R(1)基準(zhǔn)分路的接收機(jī)118(1)的振幅和相位因此，由下式可以得到發(fā)射部的校正值A(chǔ)(i)。
A(i)=X(i)/X(1)=T(i)·Q(1)·R(1)/T(1)·Q(1)·R(1)=T(i)/T(1)……(118)
與接收部相關(guān)的校正順序如下進(jìn)行。
(1)從基準(zhǔn)分路發(fā)射機(jī)121(1)發(fā)送信號，由耦合器122(1)將該信號分路，并將分路的信號向轉(zhuǎn)換器134發(fā)送。
(2)選擇1個分路(i)，根據(jù)所選擇的分路切換轉(zhuǎn)換器134。
(3)控制所選擇的分路(i)的轉(zhuǎn)換器117(i)，把轉(zhuǎn)換器134的輸出與接收機(jī)118(i)的輸入連接。
(4)測定從所選擇的分路的接收機(jī)118(i)的接收輸出中選擇的分路的信號Y(i)(振幅和相位值)。
反復(fù)進(jìn)行上述(2)到(4)的處理，對于全部的分路順序測定信號Y(i)。
Y(i)=T(1)·R(i)……(119)其中，T(1)基準(zhǔn)分路的接收機(jī)121(1)的振幅和相位R(i)各個分路的接收機(jī)118(i)的振幅和相位因此，由下式可以得到接收機(jī)118(i)的校正值B(i)。
B(i)=Y(i)/Y(1)=T(1)·R(i)/T(1)·R(1)=R(i)/R(1)……(120)因此，在本實施例中，不只能得到含有天線和供電線等的發(fā)射部整體的振幅和相位的校正值，而且可以對每個分路得到容易受溫度變化影響的僅與發(fā)射機(jī)相關(guān)的校正值和與接收機(jī)相關(guān)的校正值。
(第六實施例)參考圖19-21說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的一個實施例。
圖19是表示這種形式的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖20是表示這種形式的發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖21是表示這種形式的接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種形式是第四實施例的變形例。在圖19中，與圖12對應(yīng)的要素表示為相同的標(biāo)號。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有作為收發(fā)共用器的一個例子的循環(huán)器113、循環(huán)器143、對應(yīng)于指向性控制運算電路的指向性控制運算部125、作為分路器的一個例子的耦合器122以及對應(yīng)于校正控制電路的校正運算部124。
在圖19中，陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元111構(gòu)成。在本實施例中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置該要素的陣列天線的分路。圖19中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值表示。
在圖19的例子中，對于每個天線單元111構(gòu)成含有該天線單元的分路單元110。各個分路單元110由天線單元111、循環(huán)器113、發(fā)射部115以及接收機(jī)118構(gòu)成。耦合器122和轉(zhuǎn)換器117僅設(shè)置在1個分路單元110(1)中。除此以外的分路單元110結(jié)構(gòu)相同。
分路單元110(1)的耦合器122是為了將發(fā)射部115輸出的信號的一部分分路并取出而設(shè)置的。分路單元110(1)的轉(zhuǎn)換器115是為了切換輸入到接收機(jī)118(1)的信號而設(shè)置的。轉(zhuǎn)換器117的選擇狀態(tài)由校正運算部124進(jìn)行電控制。循環(huán)器113是為了在發(fā)送和接收共用天線單元111而設(shè)置的。
在為了進(jìn)行通信而進(jìn)行發(fā)送時，從各個發(fā)射部115發(fā)送的信號通過循環(huán)器113，作為無線信號從天線單元111發(fā)射出去。為了進(jìn)行通信而進(jìn)行接收時，由天線單元111接收的信號通過循環(huán)器113輸入到接收機(jī)118。
在這個例子中，發(fā)射部115輸出的信號的頻率即用于通信的陣列天線的發(fā)送頻率是f1，用于通信的陣列天線及接收機(jī)118的接收頻率是f2，發(fā)送頻率f1與接收頻率f2不同。
與圖12的情況相同，也可以在發(fā)射部115內(nèi)部設(shè)置發(fā)送與接收機(jī)118的接收頻率f2相同頻率的信號的發(fā)射機(jī)(121)及頻率變換器(123)。
在圖19的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元110以外，還設(shè)置有校正運算部124、指向性控制運算部125、信號發(fā)生部126、頻率變換器141、142、循環(huán)器143和附加天線128。
循環(huán)器143從附加天線128輸入頻率為f1的信號，把頻率為f2的信號輸出到附加天線128。為了自適應(yīng)控制陣列天線的方向圖，指向性控制運算部125合成N個分路信號，同時控制合成時的各個分路的加權(quán)。
校正運算部124分別求出各個分路單元110的發(fā)射系統(tǒng)(發(fā)射部115和天線單元111)和接收系統(tǒng)(接收機(jī)118和天線單元111)的振幅和相位誤差并進(jìn)行校正。實際上，校正運算部124執(zhí)行圖20所示的控制，求出用于各個分路的發(fā)射系統(tǒng)的校正的值，并執(zhí)行圖21所示的控制，求出用于各個接收系統(tǒng)的校正的值。
發(fā)射部115發(fā)送的信號(頻率為f1)的一部分由耦合器122分路并加到頻率變換器141的輸入。頻率變換器141利用信號發(fā)生部126輸出的信號(頻率為｜f1-f2｜)進(jìn)行頻率變換。
即，頻率變換器141將從耦合器122輸入的信號和從信號發(fā)生部126輸入的信號混頻而進(jìn)行頻率變換。從耦合器122輸入的信號的頻率是f1，從信號發(fā)生部126輸入的信號的頻率是(｜f1-f2｜)，所以頻率為f2的信號從頻率變換器141輸出。所以頻率變換器141輸出的信號通過循環(huán)器143作為電波從附加天線128發(fā)射出去。
附加天線128接收頻率為f1的信號時，該信號經(jīng)循環(huán)器143輸入到頻率變換器142。頻率變換器142利用信號發(fā)生部126輸出的信號(｜f1-f2｜)進(jìn)行頻率變換。
即，由附加天線128接收的頻率為f1的信號，頻率變換為f2并從頻率變換器142輸出。通過控制轉(zhuǎn)換器117，可以把頻率變換器142輸出的信號輸入到接收機(jī)118(1)。
在這個例子中，由于發(fā)射部115輸出的信號的頻率為f1、接收機(jī)118的接收頻率為f2，所以不能由接收機(jī)118直接接收發(fā)射部115輸出的信號。但是，通過使用頻率變換器141、142進(jìn)行頻率變換，便可由接收機(jī)118接收從發(fā)射部115發(fā)送的信號。
與第四實施例相同，對于信號發(fā)生部126輸出的頻率為(｜f1-f2｜)的信號，可以使用接收機(jī)的本地信號和發(fā)射機(jī)的本地信號來生成。即，信號發(fā)生部126可以用圖10所示的電路或圖11所示的電路實現(xiàn)。
在圖19的電路中，之所以通過耦合器122從發(fā)射部115的輸出中取出信號，是因為與接收側(cè)電路容許的輸入電平相比，發(fā)射部115的輸出大的緣故。通過使用耦合器122，便可從發(fā)射部115的輸出中取出電平比較小的信號。
對于設(shè)置附加天線128的位置，必需根據(jù)構(gòu)成陣列天線的N個天線單元111的配置來決定。如圖15A所示，把天線單元111等間距并列在一條直線上時，可以在例如2個天線單元111的中間位置配置附加天線128，以使校正對象的2個分路的各個天線單元111與附加天線128的間距d相等。
如圖15A所示，使用多個附加天線128時，可以如圖15B所示的那樣使用轉(zhuǎn)換器149有選擇地把多個附加天線128中的一個與循環(huán)器連接。
如圖16所示，把天線單元111等間距并列在一個圓周線上時，可以在圓周的中心位置配置附加天線128。此時，對于任何分路，天線單元111與附加天線128的間距d都相等。
這樣配置附加天線128時，各個天線單元111與附加天線128之間的傳輸損失相等，從而可以求出不受它的影響的校正值。
接著，說明如圖20所示的校正控制順序。在這個例子中，分路單元110(1)被規(guī)定為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。即，可以在任何一個分路單元110上設(shè)置耦合器122和轉(zhuǎn)換器117。開始圖20所示的校正控制順序時，設(shè)定全部的發(fā)射部115(1)～115(N)停止發(fā)射。
在步驟S150，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。在步驟S152控制轉(zhuǎn)換器117把頻率變換器142的輸出連接于基準(zhǔn)分路的接收機(jī)118(1)的輸入。
以后的步驟S153～S160的處理根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行。
在步驟S153，從第ⅰ個發(fā)射部115(i)發(fā)送信號(頻率為f1)。此時，發(fā)射部115(i)輸出的信號通過循環(huán)器113(i)作為無線信號從天線單元111(i)發(fā)送出去。
該無線信號由附加天線128接收。附加天線128接收的信號通過循環(huán)器143輸入到頻率變換器142、頻率變換為f2并通過轉(zhuǎn)換器117輸入到接收機(jī)118(1)。
因此，在步驟S154測定接收機(jī)118(1)接收的信號K(i)。測定結(jié)束后，在下一個步驟S155停止發(fā)射部115(i)的發(fā)送。
通過反復(fù)進(jìn)行步驟S153～S160的處理，從屬于N個分路的每一個的發(fā)射部115輸出的信號通過經(jīng)由各個分路的天線(111,128)的路徑而由接收機(jī)118(1)所接收，并測定信號K(1)～K(N)。
因為在開始的處理中計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S156進(jìn)行到步驟S158。開始時得到的信號K(1)作為基準(zhǔn)分路的信號保存。
在第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S156進(jìn)行到步驟S159。在步驟S159，通過下式的計算可以求出校正值H(i)。
H3(i)=K(i)/K(1)……(121)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路作為相對值，可以分別求出校正值H(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值H(i)為1。
但是，在圖20的步驟S54測定的振幅和相位值K(i)可以表示為下式。
K(i)=T(i)·M(i,f1)·L(i)·M(a,f1)·Q2·R(1)……(122)其中，T(i)在發(fā)射部115(i)中產(chǎn)生的振幅和相位M(i,f1)與天線單元111(i)的f1相關(guān)的振幅和相位M(a,f1)與附加天線128的f1相關(guān)的振幅和相位L(i)天線單元111(i)與附加天線128之間的傳輸損失Q2頻率變換器142的振幅和相位R(1)接收機(jī)118(1)的振幅和相位在本實施例中，由于附加天線128、頻率變換器142和接收機(jī)118(1)在與計數(shù)器i對應(yīng)的任何分路的測定中共同利用，所以它們的成分是相同的。因此，將所述(121)式變形，可以得到下式。
H(j)=K(i)/K(1)
=(T(i)·M(i,f1)·L(i)·M(a,f1)·Q2·R(1))/(T(t)·M(1,f1)·L(1)·M(a,f1)·Q2·R(1))=(T(j)·M(i,f1)·L(i))/(T(1)·M(1,f1)·L(1))……(123)在本實施例中，對于校正對象的全部分路假定天線單元111(i)與附加天線128之間的間距d都相同，所以對于全部分路傳輸損失L(i)是相同的。因此，將所述第(123)式變形，可以得到下式。
即，可以把與圖18所示的發(fā)射部115(i)的f1相關(guān)的振幅和相位的成分T(i)和與天線單元111(i)的f1相關(guān)的振幅和相位的成分M(i,f1)合成得到的第i個分路的發(fā)送系統(tǒng)整體的振幅和相位值作為與其它分路的比率而對每個分路求出。
測定的振幅和相位值由于溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q2在上式(124)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值H(i)中出現(xiàn)。
這樣，僅使用一個附加天線128，就能求出作為對基準(zhǔn)分路的相對值的各個分路的校正值H(j)。在各個分路發(fā)送時，通過把圖20的校正控制順序得到的校正值H(i)與各個發(fā)射部115(i)的振幅和相位值相乘，便能修正在發(fā)射部115的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明圖21所示的校正控制順序。在這個例子中，規(guī)定分路單元110(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S170，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。在下一步驟S171，控制轉(zhuǎn)換器117把接收機(jī)118(1)的輸入連接于循環(huán)器113(1)。
在步驟S172中，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射部115(1)發(fā)送信號。
此時，發(fā)射部115(1)輸出的信號由耦合器122分路并由頻率變換器141變換為頻率為f2的信號后，通過循環(huán)器143，作為無線信號從附加天線128發(fā)送出去。
從附加天線128發(fā)送的無線信號，可以由各個分路的天線單元111接收。由于附加天線128發(fā)送的信號的頻率已變換為f2，所以，可以把天線單元111接收的信號直接輸入到接收機(jī)118進(jìn)行檢出。
步驟S173～S178的處理根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)進(jìn)行。每次進(jìn)行這些處理時，在步驟S176更新計數(shù)器i的值。
在步驟S173，根據(jù)第i個分路的接收機(jī)118(i)的接收信號測定該分路的信號(振幅和相位值)S(i)。
通過反復(fù)進(jìn)行步驟S173～S178的處理，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射部115(1)輸出的信號通過經(jīng)由各個分路的天線(111,128)的路徑而由各個分路的接收機(jī)118(i)接收，并測定信號S(1)～S(N)。
因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S174進(jìn)行到步驟S176。開始時得到的信號S(1)作為基準(zhǔn)分路的信號保存。
在第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以，從步驟S174進(jìn)行到步驟S177，在步驟S177，通過下式的計算，可以求出校正值P(i)。
P(i)=S(i)/S(1)……(125)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值P(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值P(1)為1。
但是，在圖21的步驟S173測定的振幅和相位值S(i)可以表示為下式。
S(i)=T(1)·Q1·M(a,f2)·L(i)·M(i,f2)·R(i)……(126)其中，T(1)發(fā)射部115(1)的振幅和相位Q1與頻率變換器141相關(guān)的振幅和相位M(a,f2)與附加天線單元128的f2相關(guān)的振幅和相位L(i)天線單元111(i)與附加天線128之間的傳輸損失M(i,f2)與天線單元111(i)的f2相關(guān)的振幅和相位R(i)接收機(jī)118(i)的振幅和相位在本實施例中，由于對于全部的分路，天線單元111(i)與附加天線128之間的間距設(shè)定為相同，所以傳輸損失L1(i)對于全部的分路都相同。
由于頻率變換器141與附加天線128共同用于全部的分路，所以其成份是相同的。因此，將所述(125)式變形，可以得到下式。
P(i)=S(i)/S(1)=(T(1)·Q1·M(a,f2)·L(i)·M(i,f2)·R(i))/(T(1)·Q1·M(a,f2)·L(1)·M(1,f2)·R(1))=(L(i)·M(i,f2)·R(i))/(L(1)·M(1,f2)·R(1))=(M(i,f2)·R(i))/(M(1,f2)·R(1))……(127)即，可以把圖18所示的接收機(jī)118(i)的振幅和相位的成分R(i)和與天線單元111(i)的f2相關(guān)的振幅和相位值的成分M(i,f2)合成得到的第ⅰ個分路的接收系統(tǒng)整體的振幅和相位值作為與其它分路的比率而對每個分路求出。
因此，在各個分路接收時，通過把圖21的校正控制順序得到的校正值P(i)與各個接收機(jī)118(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系統(tǒng)中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
對于附加天線128，由于可以僅進(jìn)行配置在其附近的天線單元111之間的信號的收發(fā)，所以，不必像通信所使用的一般的天線那樣具有高的增益。因此，作為附加天線128僅使用超小型天線或者探針就足夠了。
所述第(126)式中由溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分Q，實際上含有各個分路的發(fā)射部151中的變動成分、接收機(jī)118中的變動成分和用于校正的頻率變換器141中的變動成分。
對于伴隨時間的推移的溫度變化，頻率變換器141的特性也發(fā)生變化，但是對于頻率變換器141，由于在校正處理中測定任何一個分路的振幅和相位值時都使用了它，因此，一個頻率變換器141的振幅和相位值的變動成分Q1不會對所求的校正值產(chǎn)生影響。
(第七實施例)參考圖22-24說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的又一個實施例。
圖22是表示這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖23是表示這種發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖24是表示這種接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種形式是第六實施例的變形例。在圖22～24中，與圖19～21對應(yīng)的要素以同一標(biāo)號表示。下面，省略對與第六實施例的形式相同的要素的說明。
這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置含有作為分路器的一個例子的耦合器122。
通常，在自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，天線、供電線等比較難以受溫度等急劇的環(huán)境變動的影響。但是，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、功率放大器、頻率變換器這樣的高頻電路，即使是在比較短的時間區(qū)間中，由于溫度變化的影響，特性也容易變化。
因此，與天線和供電線相關(guān)的校正可以按較長的時間周期進(jìn)行，而對于發(fā)射機(jī)等的高頻電路，則必須以短時間間隔進(jìn)行校正。
因此，在本實施例中，可以與天線無關(guān)地由收發(fā)機(jī)單獨進(jìn)行校正。對于含有天線的校正，只要進(jìn)行與第六實施例相同的處理就可以實現(xiàn)，因此省略了對它的說明。
參考圖22，在本實施例中，在N個分路單元110的每一個上設(shè)置耦合器122和轉(zhuǎn)換器117。另外，還追加了轉(zhuǎn)換器151、152、153和154。轉(zhuǎn)換器117、151、152、153和154都構(gòu)成為可以進(jìn)行電控制的結(jié)構(gòu)，并且通過校正運算部124的控制來連接，以使得狀態(tài)變化。
轉(zhuǎn)換器152把來自N個耦合器122(1)～122(N)的任何一個有選擇地連接于頻率變換器141的輸入。轉(zhuǎn)換器153有選擇地把頻率變換器141輸出的信號輸出到循環(huán)器143和轉(zhuǎn)換器154中的任何一方。
轉(zhuǎn)換器154有選擇地把頻率變換器141輸出的信號和頻率變換器142輸出的信號中的任何一個輸出到轉(zhuǎn)換器151。轉(zhuǎn)換器151有選擇地把經(jīng)轉(zhuǎn)換器154輸入的信號輸出到N個分路的任何一個的轉(zhuǎn)換器117中。
接著，說明圖23所示的校正控制順序。在這個例子中，規(guī)定第1分路單元110(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。在開始時圖23的校正順序時設(shè)定全部的發(fā)射部115(1)～115(N)停止發(fā)送。
在步驟S150，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。
在步驟S152B控制基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器117(1)把轉(zhuǎn)換器151的輸出連接于基準(zhǔn)分路的接收機(jī)118(1)的輸入?？刂妻D(zhuǎn)換器153、154把頻率變換器141的輸出連接于轉(zhuǎn)換器151。
以后，根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S153～S160的處理。
在步驟S153，從第i個發(fā)射部115(i)發(fā)送信號(頻率為f1)。
在追加的步驟S161中首先由轉(zhuǎn)換器152選擇第ⅰ個分路的耦合器122(i)的輸出，由轉(zhuǎn)換器151選擇基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器117(1)。
此時，發(fā)射部115(i)輸出的信號由耦合器122(i)分路，通過轉(zhuǎn)換器152輸入到頻率變換器141，變換為頻率為f2的信號。頻率變換器141輸出的信號通過轉(zhuǎn)換器153、轉(zhuǎn)換器154、轉(zhuǎn)換器151、通過基準(zhǔn)分路的轉(zhuǎn)換器117(1)后加到接收機(jī)118(1)的輸入。
因此，在步驟S154B，測定接收機(jī)118(1)接收的信號X(i)。測定結(jié)束后，在下一個步驟S155停止發(fā)射部115(i)的發(fā)送。
通過反復(fù)進(jìn)行步驟S153～S160的處理，從屬于N個分路的每一個的發(fā)射部115輸出的信號通過不經(jīng)由天線(111,128)的路徑而分別由接收機(jī)118(1)接收，并測定信號X(1)～X(N)。
因為在開始的處理中計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S156進(jìn)行到步驟S158。在開始時得到的信號X(1)作為基準(zhǔn)分路的信號保存。
在第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S156進(jìn)行到步驟S159B。在步驟S159B，通過下式的計算可以求出校正值H2(i)。
H2(i)=X(i)/X(1)……(128)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路，作為相對值可以分別求出校正值H2(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值H2(i)為1。
但是，在圖22的步驟S154B測定的振幅和相位值X(i)可以表示為下式。
X(i)=T(i)·Q1·R(1)……(129)其中，
T(i)在發(fā)射部115(i)中產(chǎn)生的振幅和相位Q1頻率變換器141的振幅和相位R(1)接收機(jī)118(1)的振幅和相位在本實施例中，由于頻率變換器141和接收機(jī)118(1)共同利用于對應(yīng)于計數(shù)器i的任何分路的測定中，所以，它們的成分是相同的。因此，將所述(129)式變形，可以得到下式。
H2(i)=X(i)/X(1)=(T(i)·Q1·R(1))/(T(1)·Q1·R(1))=T(i)/T(1) ……(130)即，可以把與第ⅰ個分路的發(fā)射部115(i)的f1相關(guān)的振幅和相位的成分T(i)的振幅和相位值作為與基準(zhǔn)分路(1)的比率而對每個分路求出。
測定的振幅和相位值伴隨溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q1在上式(130)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值H2(i)中出現(xiàn)。
這樣，即使不使用天線單元111和附加天線128，也能求出作為對基準(zhǔn)分路的相對值的各個分路的校正值H2(j)，當(dāng)然，通過第六實施例中說明的處理，也有必要求出含有天線單元111的全體的校正值，但是可以以較長的時間周期來進(jìn)行含有天線單元111的全體的校正。
在各個分路發(fā)送時，通過把圖23的校正控制順序得到的校正值H2(i)與各個發(fā)射部115(i)的振幅和相位值相乘，便能修正發(fā)射部115中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明圖24所示的校正控制順序。在這個例子中，規(guī)定分路單元110(1)作為基準(zhǔn)分路，但是，也可以將其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S170，把計數(shù)器i的值初始化為1。計數(shù)器i的值對應(yīng)于作為校正對象的1個分路。在下一步驟S171B，由轉(zhuǎn)換器152選擇基準(zhǔn)分路的耦合器122(1)的輸出。在步驟S172中，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射部115(1)發(fā)送信號。
此時，發(fā)射部115(1)輸出的信號由耦合器122(1)分路、通過轉(zhuǎn)換器152輸入頻率變換器141，由頻率變換器141變換為頻率為f2的信號。
在追加的步驟S181中，控制轉(zhuǎn)換器153、154把頻率變換器141的輸出連接于轉(zhuǎn)換器151。在步驟S182中，控制轉(zhuǎn)換器151選擇第ⅰ分路的轉(zhuǎn)換器117(i)。在步驟S183中，控制轉(zhuǎn)換器117(i)把轉(zhuǎn)換器151的輸出連接與接收機(jī)118(i)的輸入。
因此，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射部115(1)輸出的信號通過耦合器122(1)和轉(zhuǎn)換器152輸入到頻率變換器141，從頻率變換器141輸出的信號通過轉(zhuǎn)換器153、154、151、117和(i)輸入接收機(jī)118(i)。
即，不經(jīng)過附加天線128和天線單元111便可由接收機(jī)118接收發(fā)射部115(1)的信號。由于頻率變換器141把信號的頻率變換為f2，所以，接收機(jī)118可以直接檢出輸入的信號。
在步驟S173B中，根據(jù)第ⅰ分路的接收機(jī)118(i)的接收輸出測定該分路的信號(振幅和相位值)Y(i)。
通過反復(fù)進(jìn)行步驟S173～S178的處理，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射部115(1)輸出的信號通過不經(jīng)由各個分路的天線(111,128)的路徑由各個分路的接收機(jī)118(i)接收，并測定信號Y(1)～Y(N)。
因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S174進(jìn)行到步驟S176。在開始的處理中得到的信號Y(1)作為基準(zhǔn)分路的信號保存。
在第二次以后的處理中，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S174進(jìn)行到步驟S177，在步驟S177B，通過下式的計算，可以求出校正值P2(i)。
P2(i)=Y(i)/Y(1)……(131)對于全部分路的處理結(jié)束時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值P2(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值P2(1)為1。
但是，在圖24的步驟S173B測定的振幅和相位值Y(i)可以表示為下式。
Y(i)=T(1)·Q1·R(i) ……(132)其中，
T(1)發(fā)射部115(1)的振幅和相位Q1與頻率變換器141相關(guān)的振幅和相位R(i)接收機(jī)118(i)的振幅和相位在本實施例中，由于發(fā)射部115(1)和頻率變換器141共用用于全部的分路，所以其成分是相同的。因此，將所述(131)式變形，可以得到下式。
P2(i)=Y(i)/Y(1)=(T(1)·Q1·R(i))/(T(1)·Q1·R(1))=(L(i)·M(i,f2)·R(i))/(L(1)·M(1,f2)·R(1))=R(i)/R(1)……(133)即，第ⅰ分路的接收機(jī)118(i)的振幅和相位的成分R(i)，可以作為與基準(zhǔn)分路的比率而每個分路求出。
因此，在各個分路接收時，通過把圖24的校正控制順序得到的校正值P2(i)與各個接收機(jī)118(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收系統(tǒng)中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
(第八實施例)本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的又一個實施例如圖25所示。這種形式是第六實施例的變形例。在圖25中，與圖19對應(yīng)的要素以同一標(biāo)號表示。下面說明改變了的部分。
參考圖25，轉(zhuǎn)換器145與頻率變換器141的輸入連接，轉(zhuǎn)換器146與頻率變換器141的輸出連接。轉(zhuǎn)換器145、146構(gòu)成為可以電切換的結(jié)構(gòu)，通過校正運算部124的控制，進(jìn)行狀態(tài)切換。
轉(zhuǎn)換器145把從循環(huán)器143輸入的信號(頻率為f1)和耦合器122輸入的信號(頻率為f1)的任何一個有選擇地輸入到頻率變換器141。轉(zhuǎn)換器146有選擇地把頻率變換器141輸出的信號(頻率為f2)輸入到循環(huán)器143的輸入和轉(zhuǎn)換器117的輸入中的任何一方。
通過切換轉(zhuǎn)換器145、146，頻率變換器141可以用于發(fā)射用的信號的頻率變換，也可以用于接收的信號的頻率變換。
因此，不需要頻率變換器142。
在本實施例中，用附加天線128發(fā)送發(fā)射部115(1)發(fā)送的信號時，控制轉(zhuǎn)換器145把耦合器122的輸出連接于頻率變換器141的輸入，控制轉(zhuǎn)換器146把頻率變換器141的輸出連接與循環(huán)器143的輸入。
接收附加天線128的信號時，控制轉(zhuǎn)換器145把循環(huán)器143的輸出連接于頻率變換器141的輸入，控制轉(zhuǎn)換器146把頻率變換器141的輸出連接與轉(zhuǎn)換器117的輸入。對于其他的控制，與第六實施例相同。
(第九實施例)本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的又一個實施例如圖26所示。這種形式是第七實施例的變形例。在圖26中，與圖22對應(yīng)的要素以同一標(biāo)號表示。下面說明改變了的部分。
參考圖26，轉(zhuǎn)換器145與頻率變換器141的輸入連接，轉(zhuǎn)換器146與頻率變換器141的輸出連接。轉(zhuǎn)換器145、146構(gòu)成為可以電切換的結(jié)構(gòu)，通過校正運算部124的控制，進(jìn)行狀態(tài)切換。
轉(zhuǎn)換器145把從循環(huán)器143輸入的信號(頻率為f1)和轉(zhuǎn)換器162輸入的信號(頻率為f1)的任何一個有選擇地輸入到頻率變換器141。轉(zhuǎn)換器146有選擇地把頻率變換器141輸出的信號(頻率為f2)輸入到循環(huán)器143的輸入和轉(zhuǎn)換器151的輸入中的任何一方。
通過切換轉(zhuǎn)換器145、146，頻率變換器141可以用于發(fā)射用的信號的頻率變換，也可以用于接收的信號的頻率變換。
因此，不需要頻率變換器142。
在本實施例中，頻率變換發(fā)射部115(1)發(fā)送的信號時，控制轉(zhuǎn)換器145把轉(zhuǎn)換器152的輸出連接于頻率變換器141的輸入，接收附加天線128的信號時，控制轉(zhuǎn)換器145把循環(huán)器143的輸出連接于頻率變換器141的輸入。
在進(jìn)行含有天線的校正時，控制轉(zhuǎn)換器146把頻率變換器141的輸出與循環(huán)器143的輸入連接，在進(jìn)行不含有天線的電路的校正時，控制轉(zhuǎn)換器146把頻率變換器141的輸出與轉(zhuǎn)換器151的輸入連接。對于其他的控制，與第七實施例相同。
(第十實施例)參考圖27-30說明本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的又一個實施例。
圖27是表示這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖28是表示在這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置上配置的校正/接收信號分離部201的結(jié)構(gòu)。圖29是表示這種發(fā)射機(jī)的校正控制順序的流程圖。圖30是表示這種接收機(jī)的校正控制順序的流程圖。
這種形式是第一實施例的變形例。在圖27、29、30中，與第一實施例的形式對應(yīng)的要素和處理以同一標(biāo)號和步驟序號表示。
本實施例的這種自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置即使在通信中也能進(jìn)行各個分路的校正，這一點與第一實施例的形式中所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置不同。
與圖1相同，圖27的陣列天線由并列設(shè)置的N(任意整數(shù))個天線單元11構(gòu)成。在本實施例中，由附加于各要素的標(biāo)號后的括號內(nèi)的數(shù)值用于區(qū)分配置該部件的陣列天線的分路的分區(qū)。圖27中的各個箭頭表示信號方向。在下面的說明中，不必要區(qū)別各個要素的分路時，則省略各標(biāo)號的括號及括號中的數(shù)值表示。
在圖27的例子中，對于每個天線單元11構(gòu)成含有該天線單元的分路單元40。各個分路單元40由天線單元11、循環(huán)器12、發(fā)射機(jī)13、接收機(jī)14、耦合器15以及合成器216構(gòu)成。
循環(huán)器12是為了在發(fā)送和接收中共用天線單元11而設(shè)置的。耦合器15是為了將發(fā)射機(jī)13發(fā)送的信號的一部分進(jìn)行分路并取出而設(shè)置的。
進(jìn)行發(fā)送時，各個發(fā)射機(jī)13發(fā)送的信號通過耦合器15和循環(huán)器12作為無線信號從天線單元11發(fā)射出去。進(jìn)行接收時，由天線單元11接收的信號通過循環(huán)器12和合成器216，輸入到接收機(jī)14。
在這個例子中，發(fā)射機(jī)13輸出的信號的頻率，即發(fā)送頻率是f1，接收機(jī)14的接收頻率是f2，發(fā)送頻率f1與接收頻率f2不同。
在圖27的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，除了N個分路單元40外，還設(shè)置有轉(zhuǎn)換器21、頻率變換器22、轉(zhuǎn)換器23、信號發(fā)生部24、校正/接收信號分離部201、校正運算部25和指向性控制運算部26。
下面，以與圖1所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的不同為中心來說明。
圖27的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置與圖1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)的不同在于，在各個分路單元40的內(nèi)部替代轉(zhuǎn)換器16而設(shè)置了合成器216，還有是在自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中設(shè)置了校正/接收信號分離部201。
這里，合成器216合成天線單元11的接收信號和轉(zhuǎn)換器23的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)14。
校正/接收信號分離部201對于接收機(jī)14的輸出信號分離并輸出天線單元11的接收信號和轉(zhuǎn)換器23的信號。
在校正運算部25中，圖27的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置與圖1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置在連接方面有一部分不同。即，本實施例的校正運算部25控制轉(zhuǎn)換器21、23的連接狀態(tài)，輸入由校正/接收信號分離部201分離的來自轉(zhuǎn)換器23的信號，并求出陣列天線的各個分路的校正值。
接著，說明校正/接收信號分離部201。
在通信系統(tǒng)中，為確立基地臺側(cè)和終端側(cè)的同步或位置信息等，使用彼此已知的信號。例如，在CDMA(碼分多址)系統(tǒng)中，通過向各基地臺和終端處分配不同的代碼，便可在基地臺和終端都以同一頻率與其它終端等的系統(tǒng)進(jìn)行通信。校正/接收信號分離部201也是基于這樣的原理，預(yù)先知道來自基地臺的發(fā)送信號系列和終端的信號，通過設(shè)置僅抽出校正信號的相關(guān)器來抽出校正信號。
進(jìn)行上述處理的校正/接收信號分離部201的結(jié)構(gòu)如圖28所示。校正/接收信號分離部201由分配器202、校正信號相關(guān)器203、一個以上的接收信號相關(guān)器204構(gòu)成。接收信號相關(guān)器204的數(shù)目根據(jù)基地臺容納的終端數(shù)目來決定。
分配器202將來自校正運算部25指定的接收器的信號進(jìn)行分路，輸入到校正信號相關(guān)器203和接收信號相關(guān)器204。
校正信號相關(guān)器203預(yù)先輸入由校正運算部25校正用的發(fā)送信號系列(例如CDMA中的代碼)，通過求出與分配器202的信號的相關(guān)性分離并輸出轉(zhuǎn)換器23的信號。這個輸出信號含有發(fā)射機(jī)13、頻率變換器22、接收機(jī)14的特性。這個輸出信號向校正運算部25輸出。
接收信號相關(guān)器204預(yù)先設(shè)定基地臺的發(fā)送信號系列(例如CDMA中的代碼)，通過求出與分配器202的信號的相關(guān)性分離并輸出天線單元11的信號。這個輸出信號是含有接收機(jī)14的特性的信號。這個輸出信號也輸入到指向性控制運算部26。
接著，說明如圖2所示的校正控制順序。在這個例子中，分路單元10(1)被規(guī)定為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。在校正/接收信號分離部201中預(yù)先設(shè)定由校正運算部25校正用的發(fā)送信號系列。
在步驟S10D，控制轉(zhuǎn)換器23而把頻率變換器22的輸出連接于基準(zhǔn)分路的合成器216(1)。
在下一個步驟S12，把計數(shù)器i的值初始化為1。對應(yīng)于計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S13～S19的處理。
在步驟S13，切換轉(zhuǎn)換器21用以選擇對應(yīng)于計數(shù)器i的值的分路的耦合器15(i)的輸出。
在步驟S14，從對應(yīng)于計數(shù)器的值i的分路的發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號?？梢詢H在測定期間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。
這里，從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送校正用的信號時，接收機(jī)14(1)輸出的信號K(i)可以表示如下。
K(i)=Rc(t)·R(1)+Cc(t)·T(i)·Q·R(1) ……(201)其中，T(i)發(fā)射機(jī)13(i)中生成的振幅和相位值Q由溫度特性而引起的振幅和相位變動成分(頻率變換器)R(1)接收機(jī)14(1)中生成的振幅和相位值Rc(t)在時刻t的接收信號Cc(t)在時刻t的發(fā)送信號這時，如圖28所示，校正信號相關(guān)器203輸出以下式表示的信號K’(i)。
K’(i)=Cc(t)·T(i)·Q·R(1) ……(202)因此，在步驟S15D，根據(jù)校正/接收信號分離部201內(nèi)的校正信號相關(guān)器203的輸出信號測定基準(zhǔn)分路的接收機(jī)14(1)接收的第ⅰ個信號K’(i)。這個信號K’(i)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S15通過S16進(jìn)行到步驟S17，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S13。
在第二次以后，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S15通過S16進(jìn)行到步驟S18D。在步驟S18D中，由下式可以求出第ⅰ個分路的校正值H(i)。
H(i)=K’(i)/K’(1)……(203)對于全部N個分路的處理還沒有結(jié)束時，從步驟S18通過S19進(jìn)行到步驟S17，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S13。
因此，在實行圖29的校正順序時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值H(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值H(1)為1。
這里，由于信號K’(i)可以用(202)式表示，所以，將(203)式變形，可以得到下式。
H(i)=K’(i)/K’(1)=(Cc(t)·T(i)·Q·R(1))/(Cc(t)·T(1)·Q·R(1))=T(i)/T(1)……(204)即，按圖29的校正控制順序得到的校正值H(i)是相對于發(fā)射機(jī)13(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值由于溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其成分Q在上式(204)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值H(i)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路發(fā)送時，通過把圖29的校正控制順序得到的校正值H(i)與各個發(fā)射機(jī)13(i)的振幅和相位值相乘，便能修正在發(fā)射機(jī)13的振幅和相位值的分路之間的誤差。
接著，說明如圖30所示的校正控制順序。在這個例子中，規(guī)定分路單元40(1)作為基準(zhǔn)分路，但是也可以把其它的分路作為基準(zhǔn)。
在步驟S20，控制轉(zhuǎn)換器21而選擇基準(zhǔn)分路的耦合器15(1)的輸出。
在步驟S21，從基準(zhǔn)分路的發(fā)射機(jī)13(1)發(fā)送信號?？梢詢H在測定期間從發(fā)射機(jī)13(i)發(fā)送信號。
在步驟S22，把計數(shù)器i的值初始化為1。根據(jù)計數(shù)器i的值反復(fù)執(zhí)行步驟S23～S29的處理。
在步驟S23D，控制轉(zhuǎn)換器23把頻率變換器22的輸出與對應(yīng)于計數(shù)器i的值的分路的合成器216(i)連接。
這里，從發(fā)射機(jī)13(1)發(fā)送校正用的信號時，接收機(jī)14(i)輸出的信號S(i)可以表示如下。
S(i)=Rc(t)·R(i)+Cc(t)·T(1)·Q·R(i) ……(205)其中，T(1)發(fā)射機(jī)13(1)中生成的振幅和相位值Q由溫度特性而引起的振幅和相位變動成分(頻率變換器)R(i)接收機(jī)14(i)中生成的振幅和相位值Rc(t)在時刻t的接收信號Cc(t)在時刻t的發(fā)送信號這時，如圖28所示，校正信號相關(guān)器203輸出由下式表示的信號S’(i)。
S’(i)=Cc(t)·T(1)·Q·R(i) ……(206)因此，在步驟S25D，根據(jù)校正/接收信號分離部201內(nèi)的校正信號相關(guān)器203的輸出信號測定接收機(jī)14(i)接收的第ⅰ個信號S’(i)。這個信號S’(i)是含有接收的信號的振幅和相位的信息的值。因為開始時計數(shù)器i的值是1，所以從步驟S25通過S26進(jìn)行到步驟S27，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S23。
在第二次以后，由于計數(shù)器i的值是1以外的值，所以從步驟S25通過S26進(jìn)行到步驟S28。在步驟S28D中，由下式可以求出第ⅰ個分路的校正值P(i)。
P(i)=S’(i)/S(1)……(207)對于全部N個分路的處理還沒有結(jié)束時，從步驟S28通過S29進(jìn)行到步驟S27，在計數(shù)器i的值計數(shù)完成后返回到步驟S23。
因此，在實行圖30的校正順序時，對于第2到第N的每一個分路，可以分別求出校正值S’(i)。在這個例子中，由于以第1分路作為基準(zhǔn)，當(dāng)然第1分路的校正值P(1)為1。
這里，由于信號S’(i)可以用(206)式表示，所以把第(207)式變形，可以得到下式。
P(i)=S‘(i)/S’(1)=(T(1)·Q·R(i))/(T(1)·Q·R(1))=R(i)/R(1)……(208)即，按圖3的校正控制順序得到的校正值P(i)是相對于接收機(jī)14(i)的振幅和相位值的基準(zhǔn)分路的相對值。測定的振幅和相位值由于溫度特性等隨時間的變化的影響而變動，但由于其中成分Q在上式(208)中相互抵消，所以溫度特性的影響不會在校正值P(i)中出現(xiàn)。
因此，在各個分路接收時，通過把圖3的校正控制順序得到的校正值P(i)與各個接收機(jī)14(i)的振幅和相位值相乘，便能修正接收機(jī)14中的振幅和相位值的分路之間的誤差。
第(202)式和第(206)式中由溫度特性而引起的振幅和相位值的變動成分Q，實際上含有各個分路的發(fā)射機(jī)13中的變動成分、接收機(jī)14上的變動成分和用于校正的頻率變換器22上的變動成分。因此，對于隨著時間的推移的溫度變化，頻率變換器22的特性也發(fā)生變化，對于頻率變換器22，由于在校正處理中測定任何一個分路的振幅和相位值時都使用了它，因此一個頻率變換器22的振幅和相位值的變動成分Q不會對所求的校正值產(chǎn)生影響。
本實施例所示的接收時可以進(jìn)行校正的變更，也可適用于第二到第九實施例。下面，簡單地表示出為了應(yīng)用而在結(jié)構(gòu)上的變化。
即，在第二實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行校正。
在各個發(fā)射單元30中替代轉(zhuǎn)換器16而分別設(shè)置合成器，該合成器合成天線單元11的接收信號和轉(zhuǎn)換器38的信號，或合成天線單元11的接收信號和頻率變換器22的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)14。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)14的輸出信號在發(fā)射機(jī)35進(jìn)行校正時分離/輸出天線單元11的接收信號和轉(zhuǎn)換器38的信號而在接收機(jī)14進(jìn)校正時行分離/輸出天線單元11的接收信號和頻率變換器22的信號的校正/接收信號分離部。
在發(fā)射機(jī)35進(jìn)行校正時，校正運算部25B控制轉(zhuǎn)換器38的連接狀態(tài)，并輸入在校正/接收信號分離部分離的轉(zhuǎn)換器38的信號，從而求出各個發(fā)射機(jī)35的校正值。在接收機(jī)14進(jìn)行校正時，校正運算部25B控制轉(zhuǎn)換器38的連接狀態(tài)，并輸入由校正/接收信號分離部分離的頻率變換器22的信號，從而求出各個接收機(jī)14的校正值。
在第三實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行校正。
在各個發(fā)射單元40中替代轉(zhuǎn)換器16而設(shè)置合成器，該合成器合成天線單元11的接收信號和天線所屬分路的轉(zhuǎn)換器42的信號，或合成天線單元11的接收信號和屬于相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器42的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)14。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)14的輸出信號，分離/輸出天線單元11的接收信號和屬于該分路的轉(zhuǎn)換器42的信號、或者分離/輸出天線單元11的接收信號和屬于相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器42的信號的校正/接收信號分離電路。
校正運算部25C控制轉(zhuǎn)換器41、42的連接狀態(tài)，并輸入由校正/接收信號分離部分離的屬于該分路的轉(zhuǎn)換器42的信號和由校正/接收信號分離部分離的屬于相鄰的分路的轉(zhuǎn)換器42的信號，從而求出陣列天線的各個分路的校正值。
在第四實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行校正。
在各個發(fā)射單元40中替代轉(zhuǎn)換器117而設(shè)置合成器，該合成器合成循環(huán)器113的接收信號和頻率變換器116輸出的接收信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)118。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)118的輸出，分離/輸出循環(huán)器的接收信號和頻率變換器116輸出的信號的校正/接收信號分離部。
校正運算部124控制轉(zhuǎn)換器113的連接狀態(tài)，并輸入由校正/接收信號分離部分離的頻率變換器116輸出的接收信號，從而求出陣列天線的各個分路的校正值。
在第五實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行校正。
在各個發(fā)射單元110中代替轉(zhuǎn)換器118而設(shè)置合成器，該合成器合成環(huán)器113的接收信號和頻率變換器116輸出的信號，或合成循環(huán)器113的接收信號和轉(zhuǎn)換器134輸出的發(fā)射機(jī)的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)118。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)118的輸出，分離/輸出循環(huán)器113的接收信號和頻率變換器116輸出的信號，或者分離/輸出循環(huán)器113的接收信號和轉(zhuǎn)換器134輸出的發(fā)射機(jī)的信號的校正/接收信號分離部。
校正運算部124控制轉(zhuǎn)換器112、133、134，同時輸入由校正/接收信號分離部分離的頻率變換器116輸出的信號，或者由校正/接收信號分離部分離的轉(zhuǎn)換器134輸出的發(fā)射機(jī)的信號，從而求出陣列天線的各個分路的校正值。
在第六和第八實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行發(fā)射部15的校正。
在各個發(fā)射單元110(1)中替代轉(zhuǎn)換器117(1)而設(shè)置合成器，該合成器合成循環(huán)器113的信號和頻率變換器142的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)118(1)。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)118(1)的輸出，分離/輸出循環(huán)器113的信號和頻率變換器142的信號的校正/接收信號分離部。
校正運算部124輸入由校正/接收信號分離部分離的頻率變換器142的信號，從而求出各個分路的發(fā)射部115的校正值。
在第七和第九實施例所示的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，通過下面的變更可以在接收時進(jìn)行校正。
在各個發(fā)射單元110中替代轉(zhuǎn)換器117而設(shè)置合成器，該合成器合成循環(huán)器113的信號和轉(zhuǎn)換器151的信號，并把合成的信號輸出到接收機(jī)118。
進(jìn)而設(shè)置對于接收機(jī)118的輸出，分離/輸出循環(huán)器113的信號和轉(zhuǎn)換器151的信號的校正/接收信號分離部。
校正運算部124控制轉(zhuǎn)換器151～153同時輸入由校正/接收信號分離部分離的轉(zhuǎn)換器151的信號，從而求出陣列天線的各個分路的的校正值。
如上面第一到第十實施例所述，使用本發(fā)明時，即使在象FDD這樣的發(fā)送和接收的頻率不同的系統(tǒng)中，也能分別校正各個分路之間的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的振幅和相位值，從而可以補償由于基地臺的設(shè)置場所不同帶來的環(huán)境變動和通信中的溫度特性變化引起的各個分路之間的振幅和相位誤差。
如圖7所示的結(jié)構(gòu)中，由于不必要設(shè)計端子數(shù)多的轉(zhuǎn)換器(21、23)，特別是在陣列天線的單元數(shù)(N)很大時，容易制造。
通過使用附加天線，即使是在象FDD這樣的發(fā)送和接收頻率不同的系統(tǒng)中，也能分別通過包含天線而進(jìn)行各個分路之間的發(fā)射部/接收部的振幅和相位值的校正。這樣，便可補償例如由基地臺的設(shè)置場所不同帶來的環(huán)境變動和通信中的溫度特性變化產(chǎn)生的各個分路之間的振幅和相位誤差。
權(quán)利要求
1．一種配備有多個天線單元(11)構(gòu)成的陣列天線、與所述陣列天線的天線單元數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)(13)和接收機(jī)(14)、在所述各個天線單元(11)上分別與所述發(fā)射機(jī)(13)和接收機(jī)(14)連接的收發(fā)共用器(12)、通過在所述多個接收機(jī)(14)上對于來自各個天線單元(11)的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)(14)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(26)、同時所述接收機(jī)(14)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)(13)的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有用于輸出與所述接收機(jī)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路(24)；從所述多個發(fā)射機(jī)的各個輸出將信號的一部分進(jìn)行分路并取出的分路器(15)；選擇所述多個發(fā)射機(jī)中的任何一個輸出的信號的第一轉(zhuǎn)換器(21)；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器所選擇的信號的頻率的頻率變換器(22)；將所輸入的所述頻率變換器輸出的信號有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個的第二轉(zhuǎn)換器(23)；把來自所述天線單元的接收信號和來自所述第二轉(zhuǎn)換器的信號有選擇地輸入到所述各個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器(16)；通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)而輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值并求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路(25)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在所述第一轉(zhuǎn)換器依次選擇所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的同時，所述校正控制電路(25)控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號輸入到作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)中，計算出對于來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的多個振幅和相位值與對于來自作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)的信號測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在由上述第2轉(zhuǎn)換器選擇作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)輸出信號的同時，所述校正控制電路(25)控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號依次輸入到各個分路的接收機(jī)中，計算出各個分路的接收機(jī)分別測定的多個振幅和相位值與作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的接收系統(tǒng)的校正值。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于取代所述第三轉(zhuǎn)換器，設(shè)置合成所述天線單元的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器的信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器(216)；對于所述接收機(jī)的輸出信號，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路(201)，用于分離/輸出所述天線單元的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器的信號；所述校正控制電路(25)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述校正/接收信號分離電路分離的第二轉(zhuǎn)換器的信號從而求出所述陣列天線的校正值。
5．一種配備有多個天線單元構(gòu)成的陣列天線(11)、與所述陣列天線的天線單元(11)數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)(35)和接收機(jī)(14)、在所述各個天線單元上分別與所述發(fā)射機(jī)(35)和接收機(jī)(14)連接的收發(fā)共用器(12)、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元(11)的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(26)、同時所述接收機(jī)(14)的接收頻率與從所述發(fā)射機(jī)(35)加到天線單元(11)上的信號的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有輸出與所述接收頻率和所述發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路(24)；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號頻率變換與所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的所述接收頻率相同的頻率的信號的第一頻率變換器(33)；在所述多個發(fā)射機(jī)的各個輸出處把所述第一頻率變換器的信號的一部分進(jìn)行分路并取出的第一分路器(15)；在所述發(fā)射機(jī)的1個輸出處把所述第一頻率變換器的變換前的信號的一部分分路并取出的第二分路器(32)；選擇所述多個發(fā)射機(jī)中的任何一個輸入到所述第一分路器的一個信號的第一轉(zhuǎn)換器(21)；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率的第二頻率變換器(22)；輸入所述第二分路器輸出的信號并有選擇地輸出到對應(yīng)于所述多個接收機(jī)的多個路徑中的任何一個的第二轉(zhuǎn)換器(38)；把來自所述天線單元的接收信號、來自所述第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自所述第二頻率變換器的信號有選擇地輸入到所述各個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器(16)；控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路(25B)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在所述第一轉(zhuǎn)換器依次選擇所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的同時，所述校正控制電路(25B)控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述第二頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號輸入到作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的接收機(jī)中，計算出對于來自各個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的多個振幅和相位值與對于來自規(guī)定作為預(yù)定基準(zhǔn)的特定分路的發(fā)射機(jī)的信號測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于所述校正控制電路(25B)使作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的特定分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號由所述第二分路器取出，并通過所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器依次輸入到各個分路的接收機(jī)，計算出各個分路的接收機(jī)分別測定的多個振幅和相位值與規(guī)定為預(yù)定基準(zhǔn)的特定分路的接收機(jī)測定的多個振幅和相位值的比率，作為各個分路的接收系統(tǒng)的校正值。
8．根據(jù)權(quán)利要求5的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于取代所述第三轉(zhuǎn)換器，設(shè)置有合成所述天線單元的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器的信號、或者合成所述天線單元的接收信號和所述第二頻率變換器的信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器；對于所述接收機(jī)的輸出信號，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路，用于分離/輸出所述天線單元的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器的信號或者分離/輸出所述天線單元的接收信號和所述第二頻率變換器的信號；所述校正控制電路(25B)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述校正/接收信號分離電路分離的第二轉(zhuǎn)換器的信號或者由所述校正/接收信號分離電路分離的第二頻率變換器的信號，從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值。
9．一種配備有多個天線單元(11)構(gòu)成的陣列天線、與所述陣列天線的天線單元(11)數(shù)目相同數(shù)目的發(fā)射機(jī)(13)和接收機(jī)(14)、在所述各個天線單元(11)上分別與所述發(fā)射機(jī)(13)和接收機(jī)(14)連接的收發(fā)共用器(12)、通過在所述多個接收機(jī)(14)上對于來自各個天線單元(11)的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(26)、同時所述接收機(jī)(14)的接收頻率與所述發(fā)射機(jī)(13)的發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有輸出與所述接收機(jī)的接收頻率和所述發(fā)射機(jī)的發(fā)送頻率的差值相當(dāng)?shù)念l率的信號的本機(jī)信號發(fā)生電路(24)；從所述多個發(fā)射機(jī)的每一個輸出中將信號的一部分進(jìn)行分路并取出的分路器(15)；對于所述陣列天線預(yù)定的分路排列從相互鄰接的2個分路的每一個分別輸入所述分路器的輸出信號并選擇其中任何一個的多個第一轉(zhuǎn)換器(41)；使用所述本機(jī)信號發(fā)生電路輸出的信號變換所述第一轉(zhuǎn)換器選擇的信號的頻率的頻率變換器(43)；對于所述陣列天線的多個分路的每一個，輸入所述頻率變換器輸出的信號并有選擇地輸出到互相鄰接的2個分路的任何一個的路徑中的多個第二轉(zhuǎn)換器(42)；對于所述陣列天線的多個分路的每一個，選擇來自所述天線單元的接收信號、來自屬于該分路的所述所述第二轉(zhuǎn)換器的信號和來自屬于鄰接的分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號的任何一個而輸入到一個接收機(jī)的第三轉(zhuǎn)換器(16)；控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述接收機(jī)得到的振幅和相位值從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值的校正控制電路(25C)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置其特征在于在相鄰的分路的每一個上，在所述第一轉(zhuǎn)換器交互地選擇鄰接的2個分路的發(fā)射機(jī)輸出的信號的同時，所述校正控制電路控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號輸入到2個分路中預(yù)定的一個的接收機(jī)中，求出對于來自2個分路的發(fā)射機(jī)的信號分別測定的振幅和相位值的比率，作為第一比率，同時對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用由其它分路求出的第一比率修正由該分路求出的第一比率，從而計算出各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于在相鄰的分路的每一個上，在所述第一轉(zhuǎn)換器選擇鄰接的2個分路中預(yù)定的一方的發(fā)射機(jī)輸出的信號的同時，所述校正控制電路(25C)控制所述第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器，把由所述頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號交互地輸入到鄰接的2個分路的每一個的接收機(jī)中，求出鄰接的2個分路的接收機(jī)分別測定的振幅和相位值的比率，作為第一比率，同時對于作為基準(zhǔn)預(yù)先決定的分路以外的分路，使用其它分路求出的所述第一比率修正由該分路求出的第一比率，從而計算出各個分路的發(fā)送系統(tǒng)的校正值。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于取代所述第三轉(zhuǎn)換器，設(shè)置有合成所述天線單元的接收信號和屬于該分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號、或者合成所述天線單元的接收信號和屬于相鄰的分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器；對于所述接收機(jī)的輸出信號，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路，用于分離/輸出所述天線單元的接收信號和屬于該分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號或者分離/輸出所述天線單元的接收信號和屬于相鄰的分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號；所述校正控制電路(25C)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述校正/接收信號分離電路分離的屬于該分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號或者由所述校正/接收信號分離電路分離的屬于相鄰的分路的所述第二轉(zhuǎn)換器的信號，從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值。
13．一種配備有3個以上的N個天線單元(111)構(gòu)成的陣列天線、N個發(fā)射機(jī)(121)和接收機(jī)(118)、在所述各個天線單元(111)上分別與所述發(fā)射機(jī)(121)和接收機(jī)(118)連接的收發(fā)共用器(113)、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元(111)的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(125)同時用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有輸出的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個發(fā)射機(jī)(121)；把所述N個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的頻率變換為所述陣列天線的發(fā)送頻率的第一頻率變換器(123)；從所述N個發(fā)射機(jī)的每一個的輸出取出由所述第一頻率變換器變換前的信號的N個分路器(112)；接收的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個接收機(jī)(118)；把與所述陣列天線的發(fā)送頻率相同的頻率的信號變換為與所述陣列天線的接收頻率相同的頻率的第二頻率變換器(116)；設(shè)置在所述第一頻率變換器的輸出、所述接收機(jī)的輸入和所述各個天線單元之間的N個第一收發(fā)共用器(113)；設(shè)置在所述分路器的輸出、所述第二頻率變換器的輸入和所述各個天線單元之間的N個第二收發(fā)共用器(114)；可以與所述N個發(fā)射機(jī)和N個接收機(jī)的任何一個連接的至少一個附加天線(128)；將所述天線單元和附加天線的任何一方與所述第一收發(fā)共用器及第二收發(fā)共用器的任何一方連接的設(shè)置在每個天線單元上的第一轉(zhuǎn)換器(112)；有選擇地把連接于所述接收機(jī)的輸入的所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的接收信號的任何一方輸入到所述接收機(jī)的設(shè)置在每一個接收機(jī)上的第二轉(zhuǎn)換器(117)；把所述附加天線連接于任何一個第一轉(zhuǎn)換器的第三轉(zhuǎn)換器(129)；在控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器的同時根據(jù)由所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路(124)。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，在從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距離設(shè)置的2個天線單元的分路的第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的同時，從所述N個接收機(jī)中選擇屬于與所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)不同的分路的1個校正接收機(jī)，并把所述第三轉(zhuǎn)換器連接于與屬于所述第一發(fā)射機(jī)和第二接收機(jī)不同的分路的1個校正接收機(jī)的第一轉(zhuǎn)換器，從第一發(fā)射機(jī)所屬的分路的天線單元發(fā)送把所述第一發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，把對所述附加天線接收到的所述第一發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行頻率變換而得到的輸出輸入到所述校正接收機(jī)檢測由所述校正接收機(jī)得到的第一測定值，從第二發(fā)射機(jī)所屬的分路的天線單元發(fā)送把所述第二發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號由所述第一頻率變換器進(jìn)行了頻率變換的信號，把對所述附加天線接收到的所述第二發(fā)射機(jī)的信號由所述第二頻率變換器進(jìn)行頻率變換而得到的輸出輸入到所述校正接收機(jī)檢測由所述校正接收機(jī)檢出得到的第二測定值，計算出所述第二測定值與第一測定值的比率作為第一校正值，依次切換所述第一發(fā)射機(jī)和第二發(fā)射機(jī)的選擇并根據(jù)分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正由該分路得到的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值，計算出第一校正值。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器，并從所述N個接收機(jī)中選擇分別屬于從所述附加天線開始彼此等距離設(shè)置的2個天線單元的分路的第一接收機(jī)和第二接收機(jī)，同時從所述N個發(fā)射機(jī)中選擇屬于與所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)不同的分路的1個校正發(fā)射機(jī)，通過所述分路器、第二收發(fā)共用器、第一轉(zhuǎn)換器和第三轉(zhuǎn)換器從所述附加天線發(fā)送所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，把所述第一接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收到的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第一接收機(jī)并檢出由所述第一接收機(jī)得到的第一測定值，把所述第二接收機(jī)所屬的分路的天線單元接收到的所述校正發(fā)射機(jī)的信號輸入到所述第二接收機(jī)并檢出由所述第一接收機(jī)得到的第二測定值，作為第一校正值，計算出所述第二測定值與第一測定值的比率，依次切換所述第一接收機(jī)和第二接收機(jī)的選擇并根據(jù)分別測定的第一測定值和第二測定值求出多個分路的每一個的第一校正值，對預(yù)定的基準(zhǔn)分路以外的分路，利用由其它分路得到的第一校正值修正由該分路得到的第一校正值，作為對應(yīng)于基準(zhǔn)分路的相對值，計算出第一校正值。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在1條直線上等間距配置所述N個天線單元(111)，同時，在兩個天線單元的中間位置配置附加天線(128)。
17．根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于在1個圓周上等間距地配置所述N個天線單元(111)，同時，在所述圓周的中心位置配置所述附加天線(128)。
18．根據(jù)權(quán)利要求13的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于取代所述第二轉(zhuǎn)換器，設(shè)置有合成所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的接收信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器；對于所述接收機(jī)的輸出，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路，用于分離/輸出所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的接收信號；所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)并輸入由所述校正/接收信號分離電路分離的所述第二頻率變換器輸出的接收信號，從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值。
19．一種配備有2個以上的N個天線單元構(gòu)成的陣列天線(111)、N個發(fā)射機(jī)(121)和接收機(jī)(118)、在所述各個天線單元(111)上分別與所述發(fā)射機(jī)(121)和接收機(jī)(118)連接的收發(fā)共用器(113)、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(125)、同時用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有輸出的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個發(fā)射機(jī)(121)；把所述N個發(fā)射機(jī)的每一個輸出的信號的頻率變換為所述陣列天線的發(fā)送頻率的第一頻率變換器(123)；從所述N個發(fā)射機(jī)的每一個的輸出中取出所述第一頻率變換器變換前的信號的N個第一分路器(122)；在陣列天線的每個分路上從所述第一頻率變換器的輸出中向陣列天線各天線取出變換后的信號的N個第二分路器(131)；接收的信號的頻率與所述陣列天線的接收頻率相同的N個接收機(jī)(118)；把與所述陣列天線的發(fā)送頻率相同的頻率的信號變換為與所述陣列天線的接收頻率相同的頻率的第二頻率變換器(116)；設(shè)置在所述第一頻率變換器的輸出、所述接收機(jī)的輸入和所述各個天線單元之間的N個第一收發(fā)共用器(113)；設(shè)置在所述第一分路器的輸出、所述第二頻率變換器的輸入和所述各個天線單元之間的N個第二收發(fā)共用器(114)；可以與所述N個發(fā)射機(jī)和N個接收機(jī)的任何一個連接的至少一個附加天線(128)；將所述天線單元和附加天線的任何一方與所述第一收發(fā)共用器及第二收發(fā)共用器的任何一方連接的每個天線單元上設(shè)置的第一轉(zhuǎn)換器(112)；把屬于預(yù)定基準(zhǔn)分路的第一分路器的輸出連接于任何一個分路的接收機(jī)的輸入的第二轉(zhuǎn)換器(134)；把屬于N個分路的每一個的所述第二分路器的輸出的任何一個連接于屬于所述基準(zhǔn)分路的第二頻率變換器的輸入的第三轉(zhuǎn)換器(133)；把所述第三轉(zhuǎn)換器的輸出和屬于所述基準(zhǔn)分路的第二收發(fā)共用器的任何一方連接于屬于所述基準(zhǔn)分路的第二頻率變換器的輸入的第四轉(zhuǎn)換器(132)；在各個分路中選擇所述第一收發(fā)共用器的接收信號、所述第二頻率變換器輸出的信號以及所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的發(fā)射機(jī)的信號中的任何一個并加到所述接收機(jī)的輸入的第五轉(zhuǎn)換器(117)；把所述附加天線與任何一個的第一轉(zhuǎn)換器連接的第六轉(zhuǎn)換器(129)；在控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器、第四轉(zhuǎn)換器、第五轉(zhuǎn)換器和第六轉(zhuǎn)換器的同時根據(jù)由所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路(125)。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置中，其特征在于取代所述第五轉(zhuǎn)換器，設(shè)置有合成所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的接收信號或者合成所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的發(fā)射機(jī)的信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器；對于所述接收機(jī)的輸出，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路，用于分離/輸出所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二頻率變換器輸出的信號，或者分離/輸出所述第一收發(fā)共用器的接收信號和所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的發(fā)射機(jī)的信號；所述校正控制電路(125)控制所述第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、第三轉(zhuǎn)換器和第四轉(zhuǎn)換器的連接狀態(tài)，同時，輸入在所述校正/接收信號分離電路分離的所述第二頻率變換器輸出的信號或在所述校正/接收信號分離電路分離的所述第二轉(zhuǎn)換器輸出的發(fā)射機(jī)的信號，從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值。
21．一種配備有2個以上的N個天線單元構(gòu)成的陣列天線(111)、N個發(fā)射機(jī)(118)和接收機(jī)(115)、在所述各個天線單元(111)上分別與所述發(fā)射機(jī)(118)和接收機(jī)(115)連接的第一收發(fā)共用器(113)、通過在所述多個接收機(jī)上對于來自各個天線單元的各個輸入信號進(jìn)行振幅和相位的加權(quán)而對多個接收機(jī)的輸出進(jìn)行合成以控制所述陣列天線的輻射圖形的指向性控制運算電路(125)，同時在用于通信的所述陣列天線的接收頻率與發(fā)送頻率不同而所述各個發(fā)射機(jī)(115)輸出的信號的頻率為f1和所述各個接收機(jī)(118)的接收頻率為f2的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有從所述陣列天線的至少兩個天線單元開始等距離配置的至少一個附加天線(128)；連接于所述附加天線的第二收發(fā)共用器(143)；把一個發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號變換為f2的頻率并輸入到所述第二收發(fā)共用器、同時把所述第二收發(fā)共用器輸入的頻率為f1的信號變換為f2的信號并輸出的至少一個頻率變換器(26,41,42)；把所述N個發(fā)射機(jī)的至少一個的輸出中取出的信號輸入到所述頻率變換器的至少一個分路器(122)；對于所述N個接收機(jī)的至少一個把其輸入連接于所述第一收發(fā)共用器和所述頻率變換器的任何一方的至少一個第一轉(zhuǎn)換器(117)；控制所述第一轉(zhuǎn)換器同時根據(jù)由所述各個接收機(jī)得到的振幅和相位值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值的校正控制電路(124)。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于還設(shè)置了把所述分路器(122)的每一個連接于所述N個發(fā)射機(jī)的輸出、把所述第一轉(zhuǎn)換器(117)的每一個連接于所述N個接收機(jī)的輸入、和把連接于所述N個發(fā)射機(jī)的分路器的任何一個有選擇地連接于所述頻率變換器的輸入的第二轉(zhuǎn)換器(152)；有選擇地把所述頻率變換器的輸出連接于與所述N個接收機(jī)相連的第一轉(zhuǎn)換器的任何一個的輸入的第三轉(zhuǎn)換器(151)。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把所述頻率變換器的輸出連接于所述N個接收機(jī)中規(guī)定為校正接收機(jī)的一個接收機(jī)的輸入，順次選擇所述N個發(fā)射機(jī)中的一個作為校正發(fā)射機(jī)，同時，從所選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的通過所述第一收發(fā)共用器和連接于它的所述天線單元發(fā)送的信號通過所述附加天線、第二收發(fā)共用器、頻率變換器和第一轉(zhuǎn)換器輸入到所述校正接收機(jī)，對于從各個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，根據(jù)由所述校正接收機(jī)檢出的測定值，從而求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
24．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把第一轉(zhuǎn)換器連接的接收機(jī)的輸入連接于所述第一收發(fā)共用器，把所述N個發(fā)射機(jī)之一規(guī)定為校正發(fā)射機(jī)并從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，順次選擇所述N個接收機(jī)中的一個作為校正接收機(jī)，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的通過所述分路器、頻率變換器和第二收發(fā)共用器而從所述附加天線發(fā)送的信號經(jīng)由所述校正接收機(jī)所屬的分路的天線單元和第一收發(fā)共用器輸入到所述校正接收機(jī)，并根據(jù)每一個分路的校正接收機(jī)檢出的測定值，求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
25．根據(jù)權(quán)利要求22的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)控制所述第一轉(zhuǎn)換器，把所述頻率變換器的輸出連接于所述N個接收機(jī)中規(guī)定為校正接收機(jī)的一個接收機(jī)的輸入，順次選擇所述N個發(fā)射機(jī)中的一個作為校正發(fā)射機(jī)，同時，從所選擇的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的經(jīng)由所屬分路器分路的所述第二轉(zhuǎn)換器而輸入到頻率變換器，把所述頻率變換器輸出的信號經(jīng)由所屬第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器加到校正接收機(jī)的輸入，對于從各個分路的校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號，根據(jù)由所述校正接收機(jī)檢出的測定值，求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
26．根據(jù)權(quán)利要求22的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于所述校正控制電路(124)把所述N個發(fā)射機(jī)之一規(guī)定為校正發(fā)射機(jī)并從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送信號，順次選擇所述N個接收機(jī)中的一個作為校正接收機(jī)，把從所述校正發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號分路器進(jìn)行分路，并通過所述第二轉(zhuǎn)換器加到頻率變換器的輸入，把所述頻率變換器輸出的信號通過所述第三轉(zhuǎn)換器和第一轉(zhuǎn)換器加到校正接收機(jī)的輸入，并根據(jù)各個分路的校正接收機(jī)檢出的測定值求出陣列天線的分路之間的振幅相位校正值。
27．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于設(shè)置有把從一個發(fā)射機(jī)輸出的頻率為f1的信號變換為頻率f2的第一頻率變換器(141)和把所述第二收發(fā)共用器輸入的頻率為f1的信號變換為頻率f2后輸出的第二頻率變換器(142)。
28．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在一條直線上等間距配置所述N個天線單元(111)，同時，在兩個天線單元的中間位置上配置所述附加天線(128)。
29．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于在一個圓周上等間距配置所述N個天線單元(111)，同時，在所述圓周的中心位置上配置所述附加天線(128)。
30．根據(jù)權(quán)利要求21的自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置，其特征在于取代所述第一轉(zhuǎn)換器，設(shè)置有合成所述第一收發(fā)共用器的信號和所述頻率變換器的信號并把該信號輸出到所述接收機(jī)的合成器；對于所述接收機(jī)的輸出，進(jìn)而設(shè)置有校正/接收信號分離電路，用于分離/輸出所述第一收發(fā)共用器的信號和所述頻率變換器的信號；所述校正控制電路(124)輸入由所述校正/接收信號分離電路分離的所述頻率變換器的信號，從而求出所述陣列天線的各個分路的校正值。
全文摘要
自適應(yīng)陣列天線收發(fā)裝置備有頻率變換器(24);從各發(fā)射機(jī)(13)的輸出中取出信號的耦合器(15);選擇各發(fā)射機(jī)(13)的信號的轉(zhuǎn)換器(21);變換其選擇的信號頻率的頻率變換器(22);有選擇地輸入頻率變換器(22)的信號并輸出到多個路徑的轉(zhuǎn)換器(23);轉(zhuǎn)換器(16);以及用于控制各轉(zhuǎn)換器并輸入接收機(jī)14輸出的振幅和相位值以求出陣列天線各分路校正值的校正控制電路(25)。
文檔編號H01Q3/26GK1303220SQ0012068
公開日2001年7月11日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月15日
發(fā)明者西森健太郎, 長敬三, 鷹取泰司, 堀俊和 申請人:日本電信電話株式會社