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WO2018194004A1 - 処理装置、処理方法、処理プログラム及びアレイアンテナの校正装置 - Google Patents

処理装置、処理方法、処理プログラム及びアレイアンテナの校正装置 Download PDF

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WO2018194004A1
WO2018194004A1 PCT/JP2018/015637 JP2018015637W WO2018194004A1 WO 2018194004 A1 WO2018194004 A1 WO 2018194004A1 JP 2018015637 W JP2018015637 W JP 2018015637W WO 2018194004 A1 WO2018194004 A1 WO 2018194004A1
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WO
WIPO (PCT)
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phase
setting
signal
control information
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2018/015637
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English (en)
French (fr)
Inventor
桂一 元井
直樹 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to JP2019513621A priority patent/JP6801781B2/ja
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    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/21—Monitoring; Testing of receivers for calibration; for correcting measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/11—Monitoring; Testing of transmitters for calibration
    • H04B17/12—Monitoring; Testing of transmitters for calibration of transmit antennas, e.g. of the amplitude or phase
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station

Definitions

  • the present invention relates to antenna calibration.
  • Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 1 change a phase value of a phase shifter included in each antenna element and calibrate from information on amplitude intensity of a combined output. Disclose. This method is called an element electric field vector rotation method (RVE (rotating element electric field vector) method).
  • RVE rotating element electric field vector
  • Patent Document 2 and Non-Patent Document 2 apply phase modulation to each antenna element using the binary phase value (0 °, 180 °) of the phase shifter included in each antenna element.
  • a method for calculating an amplitude phase deviation is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a processing apparatus that can shorten the time required for calibration of the amplitude and phase of an antenna apparatus.
  • the processing apparatus sets a calibration signal from a phase value of a predetermined three or more values for a phase value of a reception signal from each of a plurality of antenna elements or a transmission signal from each of the antenna elements.
  • a setting unit group for deriving a setting signal that is a signal for which the setting has been performed, and a correlation value that is a value representing a correlation between the sum of the setting signals and the control information.
  • an arithmetic unit for outputting.
  • the processing apparatus of the present invention can shorten the time required for calibration of the amplitude phase of the antenna apparatus.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a calibration system 400 that is an example of a calibration system according to the first embodiment.
  • route shown with a broken line in FIG. 1 is a path
  • the calibration system 400 includes a calibration signal transmitter 300 and an antenna device 100.
  • the calibration signal transmitter 300 includes a calibration signal source 320 and a transmission antenna 310.
  • the calibration signal source 320 generates a calibration signal.
  • the calibration signal source 320 sends the generated calibration signal to the transmission antenna 310.
  • the transmission antenna 310 converts the calibration signal sent from the calibration signal source 320 into a radio wave, and transmits the converted radio wave to the antenna device 100.
  • the antenna device 100 is a device that detects the relative amplitude phase deviation between the array antenna elements by causing each of the phase setting units of each antenna element shown in FIG. 1 to perform phase modulation of three or more phase values. .
  • the antenna device 100 includes antenna elements 110a and 110b, a multiplexing unit 150, a branching unit 160, a phase control unit 230, and a calculation unit 220.
  • the phase control unit 230 generates control information.
  • the control information includes first control information that is control information for controlling the phase value set by the phase setting unit 140a for the input signal to the phase setting unit 140a. Further, the control information includes second control information that is control information for controlling a phase value set by the phase setting unit 140b with respect to an input signal to the phase setting unit 140b.
  • the control information is, for example, information represented by a matrix whose elements are phase values that are set in the phase setting units 140a and 140b, as will be described later.
  • a predetermined column of the element corresponds to the first control information. Further, the other column of the element corresponds to the second control information.
  • the phase control unit 230 creates (extracts) the first control information and the second control information from the generated control information. Then, the phase control unit 230 sends the first control information to the phase setting unit 140a. Further, the phase control unit 230 sends the second control information to the phase setting unit 140b.
  • the phase control unit 230 further sends the control information to the calculation unit 220 as a processing signal instead of a control signal.
  • the antenna element 110a includes a receiving antenna 120a, an amplification unit 130a, and a phase setting unit 140a.
  • the receiving antenna 120a receives the radio wave transmitted from the calibration signal transmitter 300 and converts the radio wave into an electric signal.
  • the receiving antenna 120a sends the converted electric signal to the amplifying unit 130a.
  • the amplification unit 130a generates a signal obtained by amplifying the signal sent from the receiving antenna 120a.
  • the amplification unit 130a sends the amplified signal to the phase setting unit 140a.
  • the amplification unit 130a is typically a low noise amplifier.
  • the phase setting unit 140a sets the phase value of the signal sent from the amplification unit 130a to the phase value specified by the first control information in accordance with the first control information sent from the phase control unit 230a.
  • the phase setting unit 140a sends a signal having the set phase value to the multiplexing unit 150.
  • the phase setting unit 140a can be selected from commercially available phase shifters and phase shifters.
  • the antenna element 110b includes a reception antenna 120b, an amplification unit 130b, and a phase setting unit 140b.
  • the description of the antenna element 110b is the following replacement of the description of the antenna element 110a. That is, the reception antenna 120a, the amplification unit 130a, and the phase setting unit 140a are read in this order as the reception antenna 120b, the amplification unit 130b, and the phase setting unit 140b. Further, the first control signal is read as the second control signal.
  • the multiplexing unit 150 combines the signals sent from each of the antenna elements 110 a and 110 b and outputs the combined signal to the branching unit 160.
  • the branching unit 160 divides the signal sent from the multiplexing unit 150 into two output signals.
  • the branching unit 160 sends one of the two output signals to the arithmetic unit 220.
  • the branching unit 160 also outputs the other of the two output signals to the outside of the antenna device 100.
  • the branching unit 160 is, for example, a coupler.
  • the calculation unit 220 derives a correlation value that is a value representing the correlation between the control information sent from the phase control unit 230 and the combined signal sent from the branching unit 160.
  • the calculation unit 220 derives calibration information for calibrating the antenna elements 110a and 110b from the derived correlation value.
  • the antenna device includes two antenna elements.
  • the antenna device of the first embodiment may include three or more antenna elements.
  • an operation example of the operation performed by the calibration system of the first embodiment will be described.
  • the operation example is an operation example in the case where each of the phase setting units 140a and 140b is an N-bit (N is an integer of 2 or more) phase setting unit (for example, a phase shifter).
  • the operation example is an operation example when the phase value included in the control information generated by the phase control unit 230 is four values.
  • ⁇ 1 represented in Expression 1-1 and Expression 1-2 is a phase value.
  • phase value set ( ⁇ 2 , ⁇ 2 + 180 °)
  • Equation 1-3 the phase value set of ( ⁇ 2 , ⁇ 2 + 180 °) is a phase value set different from the phase value set of ( ⁇ 1 , ⁇ 1 + 180 °).
  • Each element of the matrix represented by Expression 1-3 corresponds to a phase value sequence of multilevel phase modulation.
  • Each row of H 2N ( ⁇ 1 , ⁇ 2 ) is defined as a row vector a i .
  • the row vector a i satisfies the following expression 1-4.
  • the row vector a i is used as a code string for phase value control of the phase setting unit, and is used as a phase modulation signal when the calibration reference signal S (t) is received. Then, the output signal x i (t) of each antenna element is expressed by the following expression 1-5.
  • the combined signal y (t) of the signals from the respective antenna elements combined in the multiplexing unit 150 is expressed by the following Expression 1-6.
  • the arithmetic unit 220 derives a cross-correlation value ⁇ k between the combined signal y (t) expressed by Expression 1-6 and an arbitrary a i using Expression 1-7 shown below.
  • Equation 1-7 it is assumed that the amplitude phase deviation within a period is constant.
  • the lower three rows of the rightmost side of H 4 ( ⁇ 1 , ⁇ 2 ) of the following formula 1-9 are used as the phase modulation codes of the respective antenna elements.
  • phase modulation of four phase values is possible.
  • each of the 2nd to 7th rows on the rightmost side of H 8 ( ⁇ 1 , ⁇ 2 ) in the following formula 1-10 is Each may be used as a phase modulation code of the antenna element.
  • the extended Hadamard matrix may be further extended as shown in Expression 1-11 below.
  • the calibration system according to the first embodiment multi-values the phase value sequence included in the control information for controlling the phase of each setting unit. Thereby, the calibration system enables the setting of the phase in each setting unit to be performed by the control information including the phase value sequence.
  • the calibration system of the first embodiment multi-values a phase value sequence included in control information for setting a phase for an input signal in each setting unit. As a result, the calibration system allows the setting of the phase in each setting unit to be performed by one piece of control information including a matrix including the phase value sequence. Therefore, the calibration system enables the setting in a short time.
  • the calibration system derives a correlation value between the combined signal obtained by combining the received signals whose phases are set in the setting units and the control information. For this reason, the calibration system can derive the correlation value by a single (one-time) calculation process.
  • the calibration system enables the correlation value to be derived in a short time.
  • the calibration system further derives calibration information (calibration coefficient) of the amplitude phase of each antenna element from the correlation value. Since the time required for deriving the correlation value is short as described above, the calibration system can derive the calibration information in a short time.
  • the second embodiment is an embodiment of a calibration system that uses 4 or 8 phase values for each antenna element. [Constitution] The calibration system of the second embodiment is the same as the calibration system 400 of the first embodiment shown in FIG. The description of the calibration system 400 is as described above. [Operation] Next, an operation example performed by the calibration system of the second embodiment will be described.
  • the operation example is an operation example in the case where each of the phase setting units 140a and 140b is an N-bit (N is an integer of 2 or more) phase setting unit.
  • the operation example is an operation example in the case where the phase value included in the control information sent from the phase control unit 230 to each of the phase setting units 140a and 140b is four values.
  • Equation 2-1 an execution column display of a quaternion (a + bi + cj + dk (where a, b, c, and d are real numbers and i, j, and k represent imaginary units of the quaternions)) is as follows: Equation 2-1
  • each row vector b i of C 4 ′ satisfies the following Expression 2-3.
  • the row vector a i satisfies the following expression 2-5. Therefore, the calibration coefficient can be derived as in the case of the first embodiment.
  • the matrix C 4 Is represented by the following expression 2-6.
  • a matrix C 4 is represented by the following formula 2-8.
  • the calibration system of the second embodiment has the same effects as the calibration system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of a calibration system 400a that is an example of the calibration system of the third embodiment.
  • route shown with a broken line in FIG. 2 is a path
  • the calibration system 400a includes a calibration signal transmitter 300 and an antenna device 100a.
  • the description of the calibration signal transmitter 300 shown in FIG. 2 is the same as the description of the calibration signal transmitter 300 shown in FIG.
  • the antenna device 100a is a device that detects a relative amplitude phase deviation between the antenna elements by causing each of the phase setting units of the antenna elements to perform phase modulation of at least four phase values.
  • the antenna device 100a includes antenna elements 110aa to 110bb, a multiplexing unit 150a, a branching unit 160, a phase control unit 230a, and a calculation unit 220a.
  • the phase control unit 230a generates A control information.
  • the A control information includes first A control information that is control information for controlling the phase value set by the phase setting unit 140aa for the input signal.
  • the A control information also includes second A control information that is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 140ab.
  • the A control information also includes third A control information that is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 140ba.
  • the A control information also includes fourth A control information which is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 140bb.
  • the A control information includes fifth A control information which is control information indicating whether or not the phase inversion unit 141aa inverts the phase of the input signal.
  • the A control information includes sixth A control information which is control information indicating whether or not the phase inversion unit 141ab inverts the phase of the input signal.
  • the A control information includes seventh A control information that is control information indicating whether or not the phase inversion unit 141ba inverts the phase of the input signal.
  • the A control information includes eighth A control information that is control information indicating whether or not the phase inversion unit 141bb inverts the phase of the input signal.
  • the A control information is, for example, information represented by a matrix whose elements are phase values to be set in the phase setting units 140aa to 140bb and the phase inversion units 141aa to 141bb, as will be described later.
  • a predetermined column of the element corresponds to each of the first A to eighth A control information.
  • the phase control unit 230a creates (extracts) each of the first A control information to the fourth A control information from the generated A control information.
  • the phase control unit 230a sends the second A control information to the phase setting unit 140ab.
  • the phase control unit 230a also sends the second A control information to the phase setting unit 140ab.
  • the phase control unit 230a also sends the third A control information to the phase setting unit 140ba.
  • the phase control unit 230a also sends the fourth A control information to the phase setting unit 140bb.
  • the phase control unit 230a also sends the fifth A control information to the phase inversion unit 141aa.
  • the phase control unit 230a also sends the sixth A control information to the phase inversion unit 141ab.
  • the phase control unit 230a also sends the seventh A control information to the phase inversion unit 141ba.
  • the phase control unit 230a also sends the eighth A control information to the phase inversion unit 141bb.
  • the phase control unit 230a further sends the A control information described above to the arithmetic unit 220a as a processing signal, not as a control signal.
  • the antenna element 110aa includes a reception antenna 120aa, an amplification unit 130aa, a phase setting unit 140aa, and a phase inversion unit 141aa.
  • the receiving antenna 120aa receives the radio wave emitted from the calibration signal transmitter 300 to the radio space, and converts the radio wave into an electric signal.
  • the reception antenna 120aa sends the converted electric signal to the amplification unit 130aa.
  • the amplification unit 130aa generates a signal obtained by amplifying the signal sent from the reception antenna 120aa.
  • the amplifying unit 130aa sends the amplified signal to the phase setting unit 140aa.
  • the amplification unit 130aa is typically a low noise amplification unit.
  • the phase setting unit 140aa sets the phase value of the signal sent from the amplification unit 130a according to the control information sent from the phase control unit 230a.
  • the phase setting unit 140a sends the signal with the phase value set to the multiplexing unit 150a.
  • the antenna element 110ab includes a reception antenna 120ab, an amplification unit 130ab, a phase setting unit 140ab, and a phase inversion unit 141ab.
  • the description of the antenna element 110ab is the following replacement of the description of the antenna element 110aa described above. That is, the reception antenna 120aa is replaced with the reception antenna 120ab. Further, the amplification unit 130aa is replaced with the amplification unit 130ab. Further, the phase setting unit 140aa is read as the phase setting unit 140ab. Further, the phase inversion unit 141aa is read as the phase inversion unit 141ab.
  • the antenna element 110ba includes a reception antenna 120ba, an amplification unit 130ba, a phase setting unit 140ba, and a phase inversion unit 141ba.
  • the description of the antenna element 110ba is the following replacement of the description of the antenna element 110aa described above. That is, the reception antenna 120aa is replaced with the reception antenna 120ba. Further, the amplification unit 130aa is replaced with the amplification unit 130ba. Further, the phase setting unit 140aa is read as the phase setting unit 140ba. Further, the phase inversion unit 141aa is read as the phase inversion unit 141ba.
  • the antenna element 110bb includes a reception antenna 120bb, an amplification unit 130bb, a phase setting unit 140bb, and a phase inversion unit 141bb.
  • the description of the antenna element 110bb is the following replacement of the description of the antenna element 110aa described above. That is, the receiving antenna 120aa is read as the receiving antenna 120bb. Further, the amplification unit 130aa is replaced with the amplification unit 130bb. Further, the phase setting unit 140aa is read as the phase setting unit 140bb. Further, the phase inversion unit 141aa is read as the phase inversion unit 141bb.
  • the multiplexing unit 150a combines the signals sent from each of the antenna elements 110aa to 110bb and outputs the combined signal to the branching unit 160.
  • the branching unit 160 divides the signal sent from the multiplexing unit 150 into two output signals.
  • the branching unit 160 sends one of the two output signals to the arithmetic unit 220a.
  • the branching unit 160 also outputs the other of the two output signals to the outside of the antenna device 100a.
  • the calculation unit 220a derives a correlation value that is a value representing the correlation between each of the first A to fourth A control information sent from the phase control unit 230a and the signal sent from the branching unit 160.
  • the calculation unit 220 further derives calibration information for calibrating the phase of each antenna element from the correlation value.
  • FIG. 2 illustrates an example in which the antenna device includes four antenna elements.
  • the number of antenna elements provided in the antenna device of the second embodiment is arbitrary as long as it is three or more.
  • the operation example is an operation example in the case where each of the phase setting units 140aa to 140bb is an N-bit (N is an integer of 2 or more) phase setting unit (phaser).
  • the operation example is an operation example when the phase value included in the control information sent from the phase control unit 230a to each of the phase setting units 140aa to 140bb is four values.
  • the matrix C 4 is expressed by the following equation 3-1.
  • Equation 3-1 In the third and fourth row vectors on the right side of Equation 3-1, only (1, ⁇ i) is represented in three values. Therefore, the arithmetic unit 220a cannot use the four-level phases ( ⁇ 1, ⁇ i) that can be set by the phase setting units of the four antenna elements in one calibration operation.
  • Equation 3-1 is decomposed into Hadamard product representation as shown in Equation 3-2 below.
  • Equation 3-2 each of the matrix I 4,8 and the matrix P 4,8 (0, 0) is defined by the following Equation 3-3 and Equation 3-4.
  • the matrices I 4 and 8 are used as a matrix for generating a phase value sequence for controlling the binary phase of 0 ° and 180 ° of each phase inversion unit. Further, the matrices P 4 and 8 are used as a matrix for generating a phase value sequence for controlling the quaternary phase of each phase setting unit.
  • the calculation unit 220a can use the quaternary phase ( ⁇ 1, ⁇ i) in one calibration operation. For this reason, the calculation unit 220a makes it possible to avoid the repeated measurement of the phase error that is necessary in the methods disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 2.
  • the calibration system 400a shown in FIG. 2 has a code length of 8 even when the number of antenna elements is four and the phase value that can be set by the phase setting unit of each antenna element is four. It is shorter than the calibration system. Therefore, the calibration system 400a has the further effect that the load at the time of performing digital calculation can be reduced.
  • the antenna device 100a has the following expression 3-5 when the phase control unit 230a generates each control information: Even when a Hadamard product decomposition matrix display is used, the same effect as described above is obtained.
  • the amplitude error of the received signal of the calibration signal that has reached the multiplexing unit 150a from each of the antenna elements 110aa to 110bb illustrated in FIG. 2 is 1, 0.5, 0.25, and Assume 0.1. Further, it is assumed that the phase error of the received signal of the calibration signal that has reached the multiplexing unit 150a from each of the receiving antennas 120aa to 120bb is 0, 2, 3, and 3 picoseconds (psec) in this order. . Further, the calibration signal transmitter 300 shown in FIG. 2 transmits a radio wave of a sine wave of 80 gigahertz (GHz) to the antenna device 100a.
  • GHz gigahertz
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of each signal assuming that the antenna elements 110aa to 110bb are sent to the multiplexing unit 150a immediately before multiplexing.
  • a signal S1aa shown in FIG. 3 represents a signal sent from the antenna element 110aa.
  • the signal S1ab represents a signal sent from the antenna element 110ab.
  • the signal S1ba represents a signal sent from the antenna element 110ba.
  • Signal S1bb represents a signal sent from antenna element 110bb.
  • FIG. 3 shows that it is assumed that an amplitude phase error as shown in FIG. 3 occurs in each signal.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a combined signal obtained by combining the signals illustrated in FIG. 3 by the combining unit 150.
  • the combined signal controls each of the phase setting units 140aa to 140bb shown in FIG. 2 by a quaternary phase value sequence defined by each column vector a i of the matrix C4 (0, 0), and is 4 at a modulation frequency of 5500 MHz. This is a case where value phase modulation is applied.
  • FIG. 5 is a diagram showing a signal obtained by demodulating the combined signal shown in FIG. 4 that has been phase-modulated into four values by the arithmetic unit 220a using a four-value phase value sequence determined by a column vector a i corresponding to each antenna element. is there.
  • the signal shown in FIG. 5 is a signal for obtaining calibration information of amplitude phase deviation for each of the four antenna elements.
  • a signal S2aa shown in FIG. 5 represents a signal demodulated by a quaternary phase value sequence defined by a column vector a i corresponding to the antenna element 110aa.
  • the signal S2ab represents a signal demodulated by a quaternary phase value sequence defined by the column vector a i corresponding to the antenna element 110ab.
  • the signal S2ba represents a signal demodulated by a quaternary phase value sequence defined by the column vector a i corresponding to the antenna element 110ba.
  • the signal S2bb represents a signal demodulated by a quaternary phase value sequence defined by the column vector a i corresponding to the antenna element 110bb.
  • the signal shown in FIG. 3 When the signal shown in FIG. 3 is compared with the signal shown in FIG. 5, the relative amplitude phase of the signal corresponding to the output of each antenna element is the same between the signal shown in FIG. 3 and the signal shown in FIG. Yes. Accordingly, the signal shown in FIG. 5 reproduces the amplitude phase error described above.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signal demodulated by a phase value sequence corresponding to each antenna element with respect to a multi-level phase modulation signal that is four-value phase modulated by a phase value sequence corresponding to the antenna element 110bb.
  • the signal Saa in FIG. 6 is a signal obtained by demodulating the multilevel phase modulation signal with a phase value sequence corresponding to the antenna element 110aa.
  • the signal Sab is a signal obtained by demodulating the multi-level phase modulation signal with a phase value sequence corresponding to the antenna element 110ab.
  • the signal Sba is a signal obtained by demodulating the multi-level phase modulation signal with a phase value sequence corresponding to the antenna element 110ba.
  • the signal Sbb is a signal obtained by demodulating the multi-level phase modulation signal with a phase value sequence corresponding to the antenna element 110bb.
  • the signals Saa, Sab and Sba are significantly weaker than the signal Sbb.
  • FIG. 6 shows only a simulation result example of the antenna element 110bb as an example, but the point that the demodulated signal is very weak for a phase value sequence not corresponding to the antenna element is The same applies to the signal modulated by the corresponding phase value sequence.
  • phase values that can be set by each of the phase setting units 140aa to 140bb shown in FIG. 2 is eight will be described.
  • the four-phase value (1, -i, exp (-i ⁇ / 4), i ⁇ exp (-i ⁇ / 4)) is obtained.
  • the fourth row vector has four phase values of (1, i, ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4), ⁇ i ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4)).
  • phase values ( ⁇ 1, ⁇ i, ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4), ⁇ i ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4)) cannot be used to measure the amplitude and phase deviation at one time.
  • Equation 3-6 is decomposed into Hadamard product representation as shown in Equation 3-7 below.
  • the matrices I 4 and 8 are defined by the above-described Expression 3-3.
  • the matrices I 4 and 8 are used as a matrix for generating a phase value sequence for controlling binary phase values of 0 ° and 180 ° of each phase inversion unit. Further, the matrix P 4,8 (0, ⁇ / 4) is used as a matrix for generating a phase value sequence for controlling the eight phase values of each phase setting unit.
  • the calculation unit 220a allows the eight-value phase ( ⁇ 1, ⁇ i, ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4), ⁇ i ⁇ exp ( ⁇ i ⁇ / 4)) can be used. For this reason, the arithmetic unit 220a makes it possible to avoid the repeated measurement of the phase error, which was necessary in the methods disclosed in Patent Document 2 and Non-Patent Document 2.
  • the calibration system 400a shown in FIG. 2 has a code length of 8 even when the number of antenna elements is four and the phase value that can be set by the phase setting unit of each antenna element is four. It is shorter than the calibration system. Therefore, the calibration system 400a of the third embodiment can reduce the load when performing digital computation, compared with the calibration system 400 of the first embodiment. [effect]
  • the calibration system according to the third embodiment has the same effects as the calibration system according to the second embodiment when the antenna device includes four or more antenna elements.
  • each phase setting unit and each phase inversion unit are configured in an RF frequency band where frequency conversion is not performed.
  • each phase setting unit and each phase inverting unit may be configured in the intermediate frequency band or IF frequency band.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing a configuration of a calibration system 401 that is a first example of the calibration system of the fourth embodiment.
  • a path indicated by a broken line in FIG. 7 is a path of a control signal.
  • the calibration system 401 is a system that detects the relative amplitude phase deviation between the array antenna elements by causing each of the phase setting units of each antenna element shown in FIG. 7 to perform phase modulation of at least four phase values. .
  • the calibration system 401 includes an antenna device 101 and a receiving device 301.
  • the antenna device 101 includes antenna elements 111a and 111b, a demultiplexing unit 151, and a calibration signal source 321.
  • the calibration signal source 321 generates a calibration signal.
  • the calibration signal source 321 sends the generated calibration signal to the demultiplexing unit 151.
  • the demultiplexing unit 151 demultiplexes the calibration signal input from the calibration signal source 321 and inputs the demultiplexed signal to the phase setting units 143a and 143b.
  • the phase control unit 231 generates control information.
  • the control information includes first b control information that is control information for controlling a phase value set by the phase setting unit 143a for an input signal to the phase setting unit 143a. Further, the control information includes second b control information that is control information for controlling the phase value set by the phase setting unit 143b for the input signal to the phase setting unit 143b.
  • the control information is, for example, information represented by a matrix whose elements are phase values to be set in the phase setting units 143a and 143b, as will be described later.
  • a predetermined column of the element corresponds to the first b control information.
  • the other column of the element corresponds to the second b control information.
  • the phase control unit 231 creates (extracts) the first b control information and the second b control information from the generated control information. Then, the phase control unit 231 sends the first b control information to the phase setting unit 143a. In addition, the phase control unit 231 sends the second b control information to the phase setting unit 143b.
  • the phase control unit 231 further sends the control information as a processing signal instead of a control signal to the calculation unit 221a.
  • the antenna element 111a includes a transmission antenna 121a, an amplification unit 131a, and a phase setting unit 143a.
  • the phase setting unit 143a sets the phase value of the signal sent from the demultiplexing unit 151 to the phase value included in the control information in accordance with the control information sent from the phase control unit 231.
  • the phase setting unit 143a sends a signal having the set phase value to the amplification unit 131a.
  • a commercially available phase shifter or phase shifter can be used as the phase setting unit 143a.
  • the amplification unit 131a generates a signal obtained by amplifying the signal sent from the phase setting unit 143a.
  • the amplification unit 131a sends the amplified signal to the transmission antenna 121a.
  • the amplification unit 131a is typically a low noise amplification unit.
  • the transmitting antenna 121a converts the signal sent from the amplifying unit 131a into a radio wave.
  • the transmitting antenna 121a sends the converted radio wave to the receiving device 301.
  • the antenna element 111b includes a transmission antenna 121b, an amplification unit 131b, and a phase setting unit 143b.
  • the description of the antenna element 111b is obtained by replacing the transmitting antenna 121a, the amplifying unit 131a, and the phase setting unit 143a with the transmitting antenna 121b, the amplifying unit 131b, and the phase setting unit 143b in this order in the description of the antenna element 111a. is there.
  • the receiving device 301 includes a receiving antenna 311, a branching unit 161, and a calculation unit 221 a.
  • the receiving antenna 311 converts the radio wave transmitted from the antenna device 101 into an electric signal.
  • the receiving antenna 311 sends the converted electrical signal to the branching unit 161.
  • the branching unit 161 divides the signal sent from the receiving antenna 311 into two output signals.
  • the branching unit 161 sends one of the two output signals to the computing unit 221a.
  • the branching unit 161 also outputs the other of the two output signals to the outside of the receiving device 301.
  • the calculation unit 221a derives a correlation value that is a value representing a correlation between each of the first control information and the second control information sent from the phase control unit 231 and the signal sent from the branching unit 161.
  • the computing unit 221a derives calibration information for calibrating each of the antenna elements 111a and 111b from the derived correlation value.
  • the antenna device includes two antenna elements for transmission has been described.
  • the antenna device may include three or more antenna elements for transmission.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing the configuration of a calibration system 401a, which is a second example of the calibration system of the fourth embodiment. Note that a path indicated by a broken line in FIG. 8 is a path of a control signal.
  • the calibration system 401a includes an antenna device 101a and a receiving device 301a.
  • the antenna device 101a is a device that detects a relative amplitude phase deviation between the antenna elements by causing each of the phase setting units of the antenna elements to perform phase modulation of at least four phase values.
  • the antenna device 101a includes antenna elements 111aa to 111bb, a demultiplexing unit 151a, a calibration signal source 321 and a phase control unit 231a.
  • the calibration signal source 321 generates a calibration signal.
  • the calibration signal source 321 sends the generated calibration signal to the demultiplexing unit 151a.
  • the demultiplexing unit 151a demultiplexes the calibration signal input from the calibration signal source 321 and inputs the demultiplexed signal to each of the phase setting units 143aa to 143bb.
  • the phase control unit 231a generates B control information.
  • the B control information includes first B control information that is control information for controlling the phase value set by the phase setting unit 143aa for the input signal.
  • the B control information also includes second B control information that is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 143ab.
  • the B control information also includes third B control information that is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 143ba.
  • the B control information also includes fourth B control information that is control information for controlling the phase value set for the input signal by the phase setting unit 143bb.
  • the B control information includes fifth B control information that is control information indicating whether or not the phase inversion unit 144aa inverts the phase of the input signal.
  • the B control information includes sixth B control information that is control information indicating whether or not the phase inversion unit 144ab inverts the phase of the input signal.
  • the B control information includes seventh B control information that is control information indicating whether or not the phase inverting unit 144ba inverts the phase of the input signal.
  • the B control information includes eighth B control information that is control information indicating whether or not the phase inversion unit 144bb inverts the phase of the input signal.
  • the B control information is, for example, information represented by a matrix whose elements are phase values to be set in the phase setting units 143aa to 143bb and the phase inversion units 144aa to 144bb, as will be described later.
  • a predetermined column of the element corresponds to each of the first B to eighth B control information.
  • the phase control unit 231a creates (extracts) each of the first B control information to the fourth B control information from the generated B control information.
  • the phase control unit 231a sends the first B control information to the phase setting unit 143aa.
  • the phase control unit 231a also sends the second B control information to the phase setting unit 143ab.
  • the phase control unit 231a also sends the third B control information to the phase setting unit 143ba.
  • the phase control unit 231a also sends the fourth B control information to the phase setting unit 143bb.
  • the phase control unit 231a also sends the fifth B control information to the phase inversion unit 144aa.
  • the phase control unit 231a also sends the sixth B control information to the phase inversion unit 144ab.
  • the phase control unit 231a also sends the seventh B control information to the phase inversion unit 144ba.
  • the phase control unit 231a also sends the eighth B control information to the phase inversion unit 144bb.
  • the phase control unit 231a further sends the above-described B control information to the calculation unit 221b as a processing signal, not as a control signal.
  • the antenna element 111aa includes a transmission antenna 121aa, an amplification unit 131aa, a phase setting unit 143aa, and a phase inversion unit 144aa.
  • the phase setting unit 143aa sets the phase value of the signal sent from the demultiplexing unit 151a to the phase value included in the control information in accordance with the control information sent from the phase control unit 231a.
  • the phase inversion unit 144aa inverts the phase of the signal input from the phase setting unit 143aa in accordance with the fifth B control information sent from the phase control unit 231a.
  • the amplification unit 131aa generates a signal obtained by amplifying the signal sent from the phase inversion unit 144aa.
  • the amplification unit 131aa sends the amplified signal to the transmission antenna 121aa.
  • the amplifier 131aa is typically a low noise amplifier.
  • the transmission antenna 121aa converts the signal sent from the amplification unit 131aa into a radio wave.
  • the transmitting antenna 121aa sends the converted radio wave to the receiving device 301a.
  • the antenna element 111ab includes a transmission antenna 121ab, an amplification unit 131ab, a phase setting unit 143ab, and a phase inversion unit 144ab.
  • the description of the antenna element 111ab is the following replacement of the description of the antenna element 111aa. That is, the transmission antenna 121aa is replaced with the transmission antenna 121ab. Further, the amplification unit 131aa is replaced with the amplification unit 131ab. Further, the phase setting unit 143aa is replaced with the phase setting unit 143ab. Further, the phase inversion unit 144aa is read as the phase inversion unit 144aa.
  • the antenna element 111ba includes a transmission antenna 121ba, an amplification unit 131ba, a phase setting unit 143ba, and a phase inversion unit 144ba.
  • the description of the antenna element 111ba is the following replacement of the description of the antenna element 111aa. That is, the transmission antenna 121aa is replaced with the transmission antenna 121ba. Further, the amplification unit 131aa is read as the amplification unit 131ba. Further, the phase setting unit 143aa is read as the phase setting unit 143ba. Further, the phase inversion unit 144aa is read as the phase inversion unit 144ba.
  • the antenna element 111bb includes a transmission antenna 121bb, an amplification unit 131bb, a phase setting unit 143bb, and a phase inversion unit 144bb.
  • the description of the antenna element 111bb is the following replacement of the description of the antenna element 111aa. That is, the transmission antenna 121aa is read as the transmission antenna 121bb. Further, the amplification unit 131aa is replaced with the amplification unit 131bb. Further, the phase setting unit 143aa is read as the phase setting unit 143bb. Further, the phase inversion unit 144aa is read as the phase inversion unit 144bb.
  • the receiving device 301a includes a receiving antenna 311, a branching unit 161, and a calculation unit 221b.
  • the receiving antenna 311 converts the radio wave transmitted from the antenna device 101a into an electric signal.
  • the receiving antenna 311 sends the converted electrical signal to the branching unit 161.
  • the branching unit 161 divides the signal sent from the receiving antenna 311 into two output signals.
  • the branching unit 161 sends one of the two output signals to the computing unit 221b.
  • the branching unit 161 also outputs the other of the two output signals to the outside of the receiving device 301a.
  • the calculation unit 221b derives a correlation value that is a value representing the correlation between each signal sent from the phase control unit 231a and the signal sent from the branching unit 161.
  • Each of the signals is control information obtained by combining the first B control information and the fifth B control information.
  • Each of the two signals is control information obtained by combining the second B control information and the sixth B control information.
  • Each of the three signals is control information obtained by combining the third B control information and the seventh B control information.
  • Each of the signals is control information that is a combination of the fourth B control information and the eighth B control information.
  • the calculation unit 221b derives calibration information for calibrating each of the antenna elements 111aa to 111bb from the derived correlation value.
  • the antenna device includes two antenna elements for transmission has been described.
  • the antenna device may include three or more antenna elements for transmission.
  • the calibration system according to the fourth embodiment can output a correlation value, which is information for performing phase adjustment between each antenna element, in an antenna device including a plurality of antenna elements for transmission. Therefore, in an antenna apparatus including a plurality of antenna elements for transmission, the calibration system enables phase adjustment between the antenna elements.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the processing apparatus 100x, which is the minimum configuration of the processing apparatus according to the embodiment described above.
  • the processing apparatus 100x includes a setting unit group 140x and a calculation unit 220x.
  • the setting unit group 140x is configured to set a calibration signal from a phase value of three or more predetermined values for a phase value of a reception signal from each of a plurality of antenna elements or a transmission signal from each of the antenna elements. This is performed using information extracted from one piece of control information.
  • the setting unit group 140x also derives a setting signal that is a signal for which the setting has been performed.
  • the computing unit 220x outputs a correlation value that is a value representing the correlation between the sum of the setting signals and the control information.
  • the processing apparatus 100x performs the setting for deriving the correlation value using one piece of control information. Therefore, the processing device 100x can complete the settings for a plurality of reception signals or a plurality of reception signals almost simultaneously.
  • the processing device 100x outputs a correlation value that is a value representing a correlation between the sum of the setting signals and the control information. Accordingly, the processing apparatus 100x can derive the correlation value at a time.
  • the processing apparatus 100x can perform the setting and the derivation of the correlation value in a short time.
  • the processing apparatus 100x has the effects described in the section [Effects of the Invention] due to the above-described configuration.
  • a processing apparatus comprising: (Appendix 2) The processing apparatus according to appendix 1, wherein the control information includes a phase value sequence group including a phase value sequence sent to each setting unit of the setting unit group. (Appendix 3) The processing apparatus according to appendix 2, wherein each of the phase value sequences is represented by a phase value of three or more values.
  • Each of the phase value sequences is generated by a Hadamard matrix that is a matrix for generating orthogonal codes and a third matrix obtained by extending in the row direction a second matrix obtained by phase-rotating the Hadamard matrix.
  • the processing device described. The setting is a first setting that is the setting related to the first phase value by the control information, and the setting that is the second phase value that is set by the control information for the signal that has been subjected to the first setting.
  • Appendix 6 The processing apparatus according to appendix 5, wherein the first setting is the setting performed from three or more predetermined phase values, and the second setting is the setting performed from two or more predetermined phase values.
  • each of the phase value sequences is generated by a square matrix having multi-level phases as elements and a matrix obtained by expanding a matrix obtained by conjugating the square matrix in the row direction.
  • apparatus The processing device according to any one of appendices 1 to 10, wherein the plurality of antenna elements are provided in the same antenna device.
  • Appendix 12 A calibration apparatus comprising: the processing device according to any one of supplementary notes 1 to 11; and a derivation unit that derives calibration coefficients for performing calibration of the plurality of antenna elements from the correlation values.
  • the first control information is a first setting that is a setting of a phase value of the first signal that is a received signal from the first antenna with respect to the transmitted calibration signal, from a predetermined three or more phase values.
  • a first setting unit to be A second setting for setting the second signal phase value of the second signal, which is a signal received by the second antenna, from the phase value equal to or more than the three values for the calibration signal is performed by the second control information.
  • a setting section A multiplexing unit that generates a combined signal obtained by combining the first signal in which the first setting has been performed and the second signal in which the second setting has been performed;
  • a control unit for sending the first control information to the first setting unit and sending the second control information to the second setting unit;
  • a processing unit that outputs a correlation value that is a value representing a correlation between the combined signal, the first control information, and the second control information;
  • a processing apparatus comprising: (Appendix 14) The processing apparatus according to appendix 13, wherein both the first antenna and the second antenna are provided in the same antenna apparatus.
  • the first control information includes a first phase value sequence that is a sequence of phase values that can cause the first setting unit to set the phase value of the first signal to the phase value of 3 or more
  • the second setting unit includes the second phase value sequence that is a sequence of phase values that can set the phase value of the second signal to the phase value of 3 or more. Processing equipment.
  • the first setting which is the setting from the phase value of three or more predetermined values of the phase value of the received signal by each of the plurality of antenna elements, is performed with one control information
  • a second setting that is a setting from two or more phase values is performed by the control information
  • Appendix 18 A process for setting the phase value of the received signal by each of the plurality of antenna elements for the transmitted calibration signal from a phase value of a predetermined three or more values based on information extracted from one control information; A process of generating a combined signal obtained by combining the received signals that have been set up with each other; A process of outputting a correlation value that is a value representing a correlation between the combined signal and the control information; A processing program that causes a computer to execute.
  • An array antenna calibration apparatus that calibrates the amplitude and phase of each antenna element based on a calibration coefficient
  • First phase control means capable of selecting at least three or more phase values based on the phase value sequence in which the phase of the received signal of the calibration signal received by each antenna element constituting the array antenna is set When, A combined signal of received signals of each antenna element and the first phase control means;
  • Calibration coefficient calculation means for calculating a calibration coefficient between all antenna elements constituting the array antenna based on the obtained cross-correlation value, The phase value sequence is expressed by a phase value of three or more values between the antenna elements.
  • phase control means capable of selecting at least three or more phase values based on the phase value sequence in which the phase of the received signal of the calibration signal received by each antenna element constituting the array antenna is set
  • second phase control means 180 ° phase inversion circuit capable of selecting at least two phase values based on the phase value sequence
  • Correlation calculation means for obtaining a cross-correlation value between the combined signal of the reception signals of each antenna element and the phase value sequence used in the first phase control means and the second phase control means
  • Calibration coefficient calculation means for calculating a calibration coefficient between all antenna elements constituting the array antenna based on the cross-correlation value obtained by the correlation calculation means,
  • the array of phase antennas is represented by a phase value of three or more values.
  • the phase value sequence is generated by a third matrix obtained by extending a Hadamard matrix, which is a matrix for generating orthogonal codes, and a second matrix obtained by phase-rotating the Hadamard matrix in the row direction.
  • Calibration device (Appendix 23)
  • the phase value sequence is generated by a square matrix having a multi-level phase as an element and a fifth matrix obtained by extending a fourth matrix obtained by conjugating the square matrix in the row direction.
  • Array antenna calibration device is

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Abstract

アンテナ装置の振幅位相の校正に要する時間を短縮し得るため、処理装置は、校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号又は前記アンテナ素子の各々からの送信信号の、位相値について、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、前記設定を行った信号である設定信号を導出する設定部群と、前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する演算部と、を備える。

Description

処理装置、処理方法、処理プログラム及びアレイアンテナの校正装置
　本発明はアンテナの校正に関する。
　近年のモバイルトラフィックの急増にともない、大容量通信に向けた指向性の強いミリ波帯通信を実現するための、多数のアンテナ素子を搭載したアンテナ装置における高精度なビーム制御が望まれる。そのような、高精度なビーム制御を実現し得るビームパターンを形成するためには、各アンテナ素子の振幅位相偏差を高精度に測定、調整することが重要である。
　アレイアンテナの振幅位相偏差を測定する技術として、特許文献１及び非特許文献１は、各アンテナ素子が備える移相器の位相値を変化させて、合成出力の振幅強度の情報から校正する手法を開示する。この方法は、素子電界ベクトル回転法（ＲＶＥ（ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｖｅｃｔｏｒ）法）といわれる。
　また、特許文献２及び非特許文献２は、各アンテナ素子が備える移相器の二値位相値（０°、１８０°）を用いて位相変調を各アンテナ素子に施すことで、各アンテナ素子の振幅位相偏差を算出する方法を開示する。
特開昭５７－９３２６７号公報 国際公開第２００６／０５１６１４号
真野清司、片木孝至、"フェーズドアレーアンテナの素子振幅位相測定法―素子電界ベクトル回転法、"信学論（Ｂ）、ｖｏｌ．　Ｊ６５－Ｂ、　ｎｏ．　５、　ｐｐ．　５５５－５６０、　Ｍａｙ　１９８２． 紀平一成、平田和史、宮下裕章、牧野滋、"直交符号を利用したフェーズドアレーアンテナ校正法、"　電子情報通信学会技術研究報告　Ａ・Ｐ、（アンテナ・伝播）、１０５巻、３９９号、ｐｐ．　２５－３０、　２００５年１１月．
　特許文献１及び非特許文献１に記載された校正法においては、各アンテナ素子の位相設定部の位相値を逐一変化させた信号強度の変化を測定し、それを全アンテナ素子に対して行う必要がある。そのため、同校正法には、多数の測定に長い時間を要する課題がある。
　また、特許文献２及び非特許文献２に記載された校正法は、各アンテナ素子の移相器が入力信号に対して２値の位相値により位相変調を施している。そのため、同校正法は、位相設定部の全位相値の位相誤差を校正係数に反映させるために測定を複数回行う必要がある。特許文献２が開示する校正法の場合、ｍビットのデジタル移相器では２ｍ－１組の位相値の組合せについての測定が必要である。従い、同方法には、位相設定部のビット数増加に応じて、校正に要する時間が増大する課題がある。
　本発明は、アンテナ装置の振幅位相の校正に要する時間を短縮し得る処理装置等の提供を目的とする。
　本発明の処理装置は、校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号又は前記アンテナ素子の各々からの送信信号の、位相値について、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、前記設定を行った信号である設定信号を導出する設定部群と、前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する演算部と、を備える。
　本発明の処理装置等は、アンテナ装置の振幅位相の校正に要する時間を短縮し得る。
第一実施形態の校正システムの構成例を表す概念図である。 第三実施形態の校正システムの構成例を表す概念図である。 各アンテナ素子からの合波直前の信号を表す図である。 各アンテナ素子各信号を合波したことを想定した合波信号を表す図である。 合波信号を復調した信号を表す図である。 ４値の位相変調が行われた信号に対して各アンテナ素子に対応する位相値列により復調した信号を表す図である。 第四実施形態の校正システムの第一の構成例を表す概念図である。 第四実施形態の校正システムの第二の構成例を表す概念図である。 実施形態の処理装置の最小限の構成を表すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態（実施形態）について詳しく説明する。
＜第一実施形態＞
　第一実施形態は、アダマール行列の拡張により多値の位相値への位相変調（以下、「多値位相変調」という。）を行うことにより振幅位相偏差の校正を行う校正システムに関する実施形態である。
［構成］
　図１は、第一実施形態の校正システムの例である校正システム４００の構成を表す概念図である。なお、図１に破線で表す経路は制御用信号の経路である。
　校正システム４００は、校正信号送信機３００と、アンテナ装置１００とを備える。
　校正信号送信機３００は、校正信号源３２０と、送信アンテナ３１０とを備える。
　校正信号源３２０は、校正用の信号を生成する。校正信号源３２０は、生成した校正用の信号を、送信アンテナ３１０に送付する。
　送信アンテナ３１０は、校正信号源３２０から送付された校正用の信号を無線電波に変換し、変換後の無線電波をアンテナ装置１００に向けて送信する。
　アンテナ装置１００は、図１に表す各アンテナ素子の位相設定部の各々に３値以上の位相値の位相変調を行わせることで、各アレイアンテナ素子間の相対振幅位相偏差を検出する装置である。
　アンテナ装置１００は、アンテナ素子１１０ａ及び１１０ｂと、合波部１５０と、分岐部１６０と、位相制御部２３０と、演算部２２０とを備える。
　位相制御部２３０は制御情報を生成する。当該制御情報には、位相設定部１４０ａが、位相設定部１４０ａへの入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第一制御情報が含まれる。また、当該制御情報には、位相設定部１４０ｂが、位相設定部１４０ｂへの入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第二制御情報が含まれる。
　制御情報は、例えば、後述のように、位相設定部１４０ａ及び１４０ｂの各々に設定させる位相値を要素とする行列で表される情報である。そして、当該要素の所定の列が、前記第一制御情報に対応する。また、当該要素の他の列が、前記第二制御情報に対応する。
　位相制御部２３０は、生成した前記制御情報から前記第一制御情報及び前記第二制御情報を作成（抽出）する。そして、位相制御部２３０は、第一制御情報を位相設定部１４０ａに送付する。また、位相制御部２３０は、第二制御情報を位相設定部１４０ｂに送付する。
　位相制御部２３０は、さらに、前記制御情報を制御用の信号としてではなく処理用の信号として、演算部２２０に送付する。
　アンテナ素子１１０ａは、受信アンテナ１２０ａと、増幅部１３０ａと、位相設定部１４０ａとを備える。
　受信アンテナ１２０ａは、校正信号送信機３００が送信した電波を受け、当該電波を電気信号に変換する。受信アンテナ１２０ａは、変換した電気信号を増幅部１３０ａに送付する。
　増幅部１３０ａは、受信アンテナ１２０ａから送付された信号を増幅した信号を生成する。増幅部１３０ａは、増幅した信号を位相設定部１４０ａに送付する。増幅部１３０ａは、典型的には、低雑音増幅器である。
　位相設定部１４０ａは、位相制御部２３０ａから送付された第一制御情報に従い、増幅部１３０ａから送付された信号の位相値を、前記第一制御情報が指定する位相値に設定する。位相設定部１４０ａは、設定した位相値の信号を合波部１５０に送付する。位相設定部１４０ａは、市販の移相器や位相器から選択して用いることができる。
　アンテナ素子１１０ｂは、受信アンテナ１２０ｂと、増幅部１３０ｂと、位相設定部１４０ｂとを備える。
　アンテナ素子１１０ｂの説明は、前述のアンテナ素子１１０ａの説明において次の読替えを行ったものである。すなわち、受信アンテナ１２０ａ、増幅部１３０ａ及び位相設定部１４０ａを、この順に、受信アンテナ１２０ｂ、増幅部１３０ｂ及び位相設定部１４０ｂと読み替える。また、第一制御信号を第二制御信号と読み替える。
　合波部１５０は、アンテナ素子１１０ａ及び１１０ｂの各々から送付された信号を合波し、合波後の信号を分岐部１６０に出力する。
　分岐部１６０は、合波部１５０から送付された信号を二つの出力信号に分ける。分岐部１６０は、二つの出力信号のうちの一方を、演算部２２０に送付する。分岐部１６０は、また、二つの出力信号のうちの他方を、アンテナ装置１００の外部に出力する。分岐部１６０は、例えば、カプラーである。
　演算部２２０は、位相制御部２３０から送付された前記制御情報と、分岐部１６０から送付された合波信号との相関を表す値である相関値を導出する。演算部２２０は、導出した相関値から、アンテナ素子１１０ａ及び１１０ｂの校正を行うための校正情報を導出する。
　以上の説明では、アンテナ装置が二つのアンテナ素子を備える場合について説明した。しかしながら、第一実施形態のアンテナ装置は、３つ以上のアンテナ素子を備えても構わない。
［動作］
　次に、第一実施形態の校正システムが行う動作の動作例について説明する。当該動作例は、位相設定部１４０ａ及び１４０ｂの各々が、Ｎビット（Ｎは２以上の整数）の位相設定部（例えば位相器）の場合についての動作例である。当該動作例は、さらに、位相制御部２３０が生成する制御情報に含まれる位相値が４値である場合についての動作例である。
　Ｋ個のアンテナ素子を校正する場合、まず、次に示す式１－１及び式１－２により、Ｎ≧Ｋを満足する次元のアダマール行列ＨＮを定義する（特許文献２及び非特許文献２参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ここで、式１－１及び式１－２に表すθ１は位相値である。
　次に、多値位相変調に対応させるために、（θ２、θ２＋１８０°）の位相値の組（位相値組）から生成したアダマール行列を組み合わせて拡張した拡張アダマール行列を、次に示す式１－３により定義する。ここで、（θ２、θ２＋１８０°）の位相値組は、（θ１、θ１＋１８０°）の位相値組と異なる位相値組である。式１－３に表す行列の各要素が多値位相変調の位相値列に対応する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　また、Ｈ２Ｎ（θ１、θ２）の各行を行ベクトルａｉと定義する。行ベクトルａｉは、次に示す式１－４を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　行ベクトルａｉを位相設定部の位相値制御の符号列として用い、校正基準信号Ｓ（ｔ）を受信した際の位相変調信号とする。すると、各アンテナ素子の出力信号ｘｉ（ｔ）は、次に示す式１－５で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　そして、合波部１５０において合波された各アンテナ素子からの信号の合波信号ｙ（ｔ）は、次に示す式１－６で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　次に、演算部２２０は、式１－６により表される合波信号ｙ（ｔ）と任意のａｉとの相互相関値βｋを次に示す式１－７により導出する。ここで、式１－７においては、周期内での振幅位相偏差は一定であるものとしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　以上説明した動作により、演算部２２０は、各アンテナ素子の振幅変動及び位相変動を、各位相設定部が入力信号について設定し得る複数の位相値について、一括して求めることができる。そのため、演算部２２０は、例えば、ｋ＝１のときの相互相関値β１を基準にして、次に示す式１－８により、各アンテナ素子の相対校正係数ρｋを導出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　一方、３つのアンテナ素子を備えるアンテナ装置に対しては、次に示す式１－９のＨ４（θ１、θ２）の最右辺の下３行を各アンテナ素子の位相変調コードとして各々用いれば、４値の位相値の位相変調が可能となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　一方、４乃至７個のアンテナ素子を備えるアンテナ装置に対しては、次に示す式１－１０中のＨ８（θ１、θ２）の最右辺の２～７行目のいずれかを各アンテナ素子の位相変調コードとして各々用いればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　また、更なる多値位相変調を行う場合には、拡張アダマール行列を次に示す式１－１１のようにさらに拡張すればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　以上説明したように、第一実施形態の校正システムは、各設定部の位相を制御する制御情報に含まれる位相値列を多値化する。これにより前記校正システムは、各設定部における位相の設定を、当該位相値列を含む制御情報により行わせることを可能にする。
［効果］
　第一実施形態の校正システムは、各設定部において入力信号に対して位相を設定するための制御情報に含まれる位相値列を多値化する。これにより前記校正システムは、各設定部における位相の設定を、当該位相値列を含む行列からなる一つの制御情報により行わせることを可能にする。そのため、前記校正システムは、短時間での前記設定を可能にする。
　さらに、前記校正システムは、各設定部において位相を設定した受信信号を合波した合波信号と制御情報との相関値を導出する。そのため、前記校正システムは、一つながり（一回）の演算処理により相関値を導出することができる。
　以上により、前記校正システムは、短時間での前記相関値の導出を可能にする。
　前記校正システムは、さらに、前記相関値から各アンテナ素子の振幅位相の校正情報（校正係数）の導出を行う。前述のように前記相関値の導出に要する時間が短いので、前記校正システムは、短時間での校正情報の導出が可能である。
＜第二実施形態＞
　第二実施形態は、各々のアンテナ素子について４又は８の位相値を用いる校正システムについての実施形態である。
［構成］
　第二実施形態の校正システムは、図１に表す第一実施形態の校正システム４００と同じである。校正システム４００の説明は前述の通りである。
［動作］
　次に、第二実施形態の校正システムが行う動作例を説明する。当該動作例は、位相設定部１４０ａ及び１４０ｂの各々が、Ｎビット（Ｎは２以上の整数）の位相設定部の場合についての動作例である。当該動作例は、さらに、位相制御部２３０から位相設定部１４０ａ及び１４０ｂの各々に送られる制御情報に含まれる位相値が４値である場合についての動作例である。
　ここで、四元数（ａ＋ｂｉ＋ｃｊ＋ｄｋ（ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄは実数であり、ｉ、ｊ、ｋは四元数の虚数単位を表す。））の実行列表示は、次に示す式２－１の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　式２－１の、ａにｅｘｐ（ｉθ）×１＝ｅｘｐ（ｉθ）×ｅｘｐ（ｉ０）を代入する。また、ｂにｅｘｐ（ｉθ）×ｉ＝ｅｘｐ（ｉθ）×ｅｘｐ（ｉπ／２）を代入する。また、ｃにｅｘｐ（ｉθ）×（―１）＝ｅｘｐ（ｉθ）×ｅｘｐ（ｉπ）を代入する。また、ｄにｅｘｐ（ｉθ）×（―ｉ）＝ｅｘｐ（ｉθ）×ｅｘｐ（ｉ３π／２）を代入する。そして、式２－１で定義されるＣ４’を定義し、前述の制御情報を生成する行列Ｃ４’の一例として用いる。また、Ｃ４’の各行を行ベクトルｂｉと定義する。すると、Ｃ４’は次に示す式２－２により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　また、Ｃ４ ’の各行ベクトルｂｉは、次に示す式２－３を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
　しかしながら、上記行ベクトルｂｉ単体では、任意のｉ≠ｋに対して直交性を担保できない。そのため、行列Ｃ４’（θ）の共役行列（Ｃ４’（θ））＊を用いて拡張した行列Ｃ４を、次に示す式２－４により定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　行ベクトルａｉは、次に示す式２－５を満たす。そのため、第一実施形態の場合と同様に、校正係数を導出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
　この際に、第二実施形態のアンテナ装置において、θ１＝θ２＝０（すなわち、０°、９０°、１８０°、２７０°の４値の位相）を用いた場合には、行列Ｃ４は、次に示す式２－６により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　式２－６の最右辺の上二行の行列Ｃ４、１～２、すなわち、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　を、各アンテナ素子の位相設定部の位相値制御の符号列として、各々用いる。
　一方、θ１＝０、θ２＝π／４（すなわち、０°、９０°、１８０°、２７０°、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の８値位相）を用いる場合は、行列Ｃ４は次に示す式２－８で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　式２－８の右辺のうち、上２行の行列Ｃ４、１～２、すなわち
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
を各アンテナ素子１１０ａ、１１０ｂの位相設定部の位相値制御の符号列として、各々を用いる。
［効果］
　第二実施形態の校正システムは、まず、第一実施形態の校正システムと同様な効果を奏する。
　それに加えて、前記校正システムは、８値の位相を用いる場合においても、コード長が８と第一実施形態の場合と比べて短くなる。そのため、前記校正システムは、デジタル演算を実行する際の負荷を低減するという、更なる効果が奏する。
＜第三実施形態＞
　第三実施形態は、三つ以上のアンテナ素子を備える校正システムについての実施形態である。
［構成］
　図２は、第三実施形態の校正システムの例である校正システム４００ａの構成を表す概念図である。なお、図２に破線で表す経路は制御用信号の経路である。
　校正システム４００ａは、校正信号送信機３００と、アンテナ装置１００ａとを備える。
　図２に表す校正信号送信機３００の説明は、図１に表す校正信号送信機３００の説明と同じである。
　アンテナ装置１００ａは、各アンテナ素子の位相設定部の各々に少なくとも４値の位相値の位相変調を行わせることで、各アンテナ素子間の相対振幅位相偏差を検出する装置である。
　アンテナ装置１００ａは、アンテナ素子１１０ａａ乃至１１０ｂｂと、合波部１５０ａと、分岐部１６０と、位相制御部２３０ａと、演算部２２０ａとを備える。
　位相制御部２３０ａはＡ制御情報を生成する。
　当該Ａ制御情報には、位相設定部１４０ａａが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第一Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、また、位相設定部１４０ａｂが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第二Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、また、位相設定部１４０ｂａが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第三Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、また、位相設定部１４０ｂｂが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第四Ａ制御情報が含まれる。
　当該Ａ制御情報には、位相反転部１４１ａａが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第五Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、位相反転部１４１ａｂが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第六Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、位相反転部１４１ｂａが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第七Ａ制御情報が含まれる。当該Ａ制御情報には、位相反転部１４１ｂｂが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第八Ａ制御情報が含まれる。
　Ａ制御情報は、例えば、後述のように、位相設定部１４０ａａ乃至１４０ｂｂ及び位相反転部１４１ａａ乃至１４１ｂｂの各々に設定させる位相値を要素とする行列で表される情報である。そして、例えば、当該要素の所定の列が、前記第一Ａ乃至第八Ａ制御情報の各々に対応する。
　位相制御部２３０ａは、生成した前記Ａ制御情報から前記第一Ａ制御情報乃至前記第四Ａ制御情報の各々を作成（抽出）する。
　そして、位相制御部２３０ａは、第二Ａ制御情報を位相設定部１４０ａｂに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第二Ａ制御情報を位相設定部１４０ａｂに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第三Ａ制御情報を位相設定部１４０ｂａに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第四Ａ制御情報を位相設定部１４０ｂｂに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第五Ａ制御情報を位相反転部１４１ａａに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第六Ａ制御情報を位相反転部１４１ａｂに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第七Ａ制御情報を位相反転部１４１ｂａに送付する。位相制御部２３０ａは、また、第八Ａ制御情報を位相反転部１４１ｂｂに送付する。
　位相制御部２３０ａは、さらに、前述のＡ制御情報を、制御用の信号としてではなく、処理用の信号として、演算部２２０ａに送付する。
　アンテナ素子１１０ａａは、受信アンテナ１２０ａａと、増幅部１３０ａａと、位相設定部１４０ａａと、位相反転部１４１ａａと備える。
　受信アンテナ１２０ａａは、校正信号送信機３００が無線空間に放出した電波を受け、当該電波を電気信号に変換する。受信アンテナ１２０ａａは、変換した電気信号を増幅部１３０ａａに送付する。
　増幅部１３０ａａは、受信アンテナ１２０ａａから送付された信号を増幅した信号を生成する。増幅部１３０ａａは、増幅した信号を位相設定部１４０ａａに送付する。増幅部１３０ａａは、典型的には、低雑音増幅部である。
　位相設定部１４０ａａは、位相制御部２３０ａから送付された制御情報に従い、増幅部１３０ａから送付された信号の位相値を設定する。位相設定部１４０ａは、位相値を設定した信号を合波部１５０ａに送付する。
　アンテナ素子１１０ａｂは、受信アンテナ１２０ａｂと、増幅部１３０ａｂと、位相設定部１４０ａｂと、位相反転部１４１ａｂを備える。
　アンテナ素子１１０ａｂの説明は、前述のアンテナ素子１１０ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、受信アンテナ１２０ａａを受信アンテナ１２０ａｂと読み替える。また、増幅部１３０ａａを増幅部１３０ａｂと読み替える。また、位相設定部１４０ａａを位相設定部１４０ａｂと読み替える。また、位相反転部１４１ａａを位相反転部１４１ａｂと読み替える。
　アンテナ素子１１０ｂａは、受信アンテナ１２０ｂａと、増幅部１３０ｂａと、位相設定部１４０ｂａと、位相反転部１４１ｂａを備える。
　アンテナ素子１１０ｂａの説明は、前述のアンテナ素子１１０ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、受信アンテナ１２０ａａを受信アンテナ１２０ｂａと読み替える。また、増幅部１３０ａａを増幅部１３０ｂａと読み替える。また、位相設定部１４０ａａを位相設定部１４０ｂａと読み替える。また、位相反転部１４１ａａを位相反転部１４１ｂａと読み替える。
　アンテナ素子１１０ｂｂは、受信アンテナ１２０ｂｂと、増幅部１３０ｂｂと、位相設定部１４０ｂｂと、位相反転部１４１ｂｂを備える。
　アンテナ素子１１０ｂｂの説明は、前述のアンテナ素子１１０ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、受信アンテナ１２０ａａを受信アンテナ１２０ｂｂと読み替える。また、増幅部１３０ａａを増幅部１３０ｂｂと読み替える。また、位相設定部１４０ａａを位相設定部１４０ｂｂと読み替える。また、位相反転部１４１ａａを位相反転部１４１ｂｂと読み替える。
　合波部１５０ａは、アンテナ素子１１０ａａ乃至１１０ｂｂの各々から送付された信号を合波し、合波後の信号を分岐部１６０に出力する。
　分岐部１６０は、合波部１５０から送付された信号を二つの出力信号に分ける。分岐部１６０は、二つの出力信号のうちの一方を、演算部２２０ａに送付する。分岐部１６０は、また、二つの出力信号のうちの他方を、アンテナ装置１００ａの外部に出力する。
　演算部２２０ａは、位相制御部２３０ａから送付された前記第一Ａ乃至第四Ａ制御情報の各々と、分岐部１６０から送付された信号との相関を表す値である相関値を導出する。演算部２２０は、さらに、相関値から、各アンテナ素子の位相を校正するための校正情報を導出する。
　図２には、アンテナ装置が四つのアンテナ素子を備える場合の例を表した。しかしながら、第二実施形態のアンテナ装置が備えるアンテナ素子の数は、三つ以上であれば任意である。
［動作］
　次に、第三実施形態の校正システムの動作例を説明する。当該動作例は、位相設定部１４０ａａ乃至１４０ｂｂの各々が、Ｎビット（Ｎは２以上の整数）の位相設定部（位相器）の場合についての動作例である。当該動作例は、さらに、位相制御部２３０ａから位相設定部１４０ａａ乃至１４０ｂｂの各々に送られる制御情報に含まれる位相値が４値の場合についての動作例である。
　前述のＡ制御情報を生成する行列Ｃ４として、第一実施形態において説明した式２－４で表されるものを用いる。
　その際に、θ１＝θ２＝０、すなわち、０°、９０°、１８０°、２７０°の４値の位相を用いると、行列Ｃ４は次に示す式３－１で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
　式３－１の右辺における３行目及び４行目の行ベクトルにおいては、（１、±ｉ）のみの３値表現となる。そのため、演算部２２０ａは、４つのアンテナ素子の各位相設定部が設定し得る４値の位相（±１、±ｉ）を一度の校正動作において利用することはできない。
　そこで、式３－１を、次に示す式３－２のようなアダマール積表示に分解する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
　式３－２においては、行列Ｉ４、８及び行列Ｐ４、８（０、０）の各々は、次に示す式３－３及び式３－４により定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
　そして、行列Ｉ４、８を、各位相反転部の０°、１８０°の２値の位相を制御する位相値列を生成する行列として用いる。また、行列Ｐ４、８を、各位相設定部の４値の位相を制御する位相値列を生成する行列として用いる。
　このように、位相設定部と位相反転部とを組み合わせることにより、演算部２２０ａは、一度の校正動作において、４値位相（±１、±ｉ）の利用が可能となる。そのため、演算部２２０ａは、特許文献２や非特許文献２が開示する方法では必要な位相誤差の反復測定を行わないことを可能にする。
　さらに、図２に表す校正システム４００ａは、アンテナ素子の数が４つで、各アンテナ素子の位相設定部が設定し得る位相値が４値の場合においても、コード長が８と第一実施形態の校正システムと比べて短くなる。そのため、校正システム４００ａは、デジタル演算を実行する際の負荷を低減し得るという、更なる効果を奏する。
　なお、アンテナ装置１００ａは、各位相設定部が設定し得る位相値が４値のみの場合には、位相制御部２３０ａが各制御情報を生成する際に次に示す式３－５に表すようにアダマール積分解した行列表示を用いた場合も、上記と同様の効果を奏する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
　次に、各アンテナ素子の位相設定部が設定し得る位相値が４値の場合のシミュレーション例を説明する。
　当該シミュレーション例においては、図２に表すアンテナ素子１１０ａａ乃至１１０ｂｂの各々から合波部１５０ａに到達した、校正用信号の受信信号の振幅誤差は、この順に、１、０．５、０．２５及び０．１であることを仮定する。また、受信アンテナ１２０ａａ乃至１２０ｂｂの各々から合波部１５０ａに到達した、校正用信号の受信信号の位相誤差は、この順に、０、２、３及び３ピコ秒（ｐｓｅｃ）であることを仮定する。また、図２に表す校正信号送信機３００は、８０ギガヘルツ（ＧＨｚ）の正弦波の無線電波を、アンテナ装置１００ａ宛てに送信するものとする。
　図３は、アンテナ素子１１０ａａ乃至１１０ｂｂの各々から合波部１５０ａに送付された合波直前を想定した各信号の例を表す図である。図３に表す信号Ｓ１ａａは、アンテナ素子１１０ａａから送付された信号を表す。また、信号Ｓ１ａｂは、アンテナ素子１１０ａｂから送付された信号を表す。また、信号Ｓ１ｂａは、アンテナ素子１１０ｂａから送付された信号を表す。また、信号Ｓ１ｂｂは、アンテナ素子１１０ｂｂから送付された信号を表す。
　図３は、各信号において、図３に表すような振幅位相誤差が生じていることを仮定していることを表す。
　図４は、図３に表す各信号を合波部１５０が合波した合波信号を表す図である。当該合波信号は、行列Ｃ４（０、０）の各列ベクトルａｉで定める４値位相値列により、図２に表す位相設定部１４０ａａ乃至１４０ｂｂの各々を制御し、変調周波数５５００ＭＨｚにて４値位相変調を施した場合のものである。
　図５は、演算部２２０ａが、４値に位相変調された図４に表す合波信号を各アンテナ素子に対応する列ベクトルａｉで定める４値の位相値列により復調した信号を表す図である。図５に表す信号は、振幅位相偏差の校正情報を４つの各アンテナ素子に対して得るための信号である。
　図５に表す信号Ｓ２ａａは、アンテナ素子１１０ａａに対応する列ベクトルａｉで定める４値の位相値列により復調した信号を表す。また、信号Ｓ２ａｂは、アンテナ素子１１０ａｂに対応する列ベクトルａｉで定める４値の位相値列により復調した信号を表す。また、信号Ｓ２ｂａは、アンテナ素子１１０ｂａに対応する列ベクトルａｉで定める４値の位相値列により復調した信号を表す。また、信号Ｓ２ｂｂは、アンテナ素子１１０ｂｂに対応する列ベクトルａｉで定める４値の位相値列により復調した信号を表す。
　図３に表す信号と図５に表す信号とを比較すると、各アンテナ素子の出力に対応する信号の相対的な振幅位相は、図３に表す信号と図５に表す信号とで同じになっている。従い、図５に表す信号は、上記の振幅位相誤差を再現している。
　図６は、アンテナ素子１１０ｂｂに対応する位相値列により４値位相変調された多値位相変調信号に対して各アンテナ素子に対応する位相値列により復調した信号を表す図である。図６における信号Ｓａａは、前記多値位相変調信号を、アンテナ素子１１０ａａに対応する位相値列により復調した信号である。また、信号Ｓａｂは、前記多値位相変調信号を、アンテナ素子１１０ａｂに対応する位相値列により復調した信号である。また、信号Ｓｂａは、前記多値位相変調信号を、アンテナ素子１１０ｂａに対応する位相値列により復調した信号である。また、信号Ｓｂｂは、前記多値位相変調信号を、アンテナ素子１１０ｂｂに対応する位相値列により復調した信号である。信号Ｓａａ、Ｓａｂ及びＳｂａは、信号Ｓｂｂと比較して著しく微弱である。図６には、一例としてアンテナ素子１１０ｂｂのシミュレーション結果例のみ示したが、復調した信号が、そのアンテナ素子に対応しない位相値列に対しては非常に微弱である点は、他のアンテナ素子に対応する位相値列により変調した信号についても同様である。
　以上から、４値の位相値列による位相変調を行った信号を合波した信号を各アンテナ素子に対応する位相値列により復調することにより、一度の処理により校正情報を得るための信号である図５に表す各信号が得られることが理解できる。図５に表す信号が得られれば、当該信号から、前述の相関値や校正情報を導出することが可能である。
　次に、図２に表す位相設定部１４０ａａ乃至１４０ｂｂの各々が設定し得る位相値が８値である場合について説明する。
　θ１＝０、θ２＝π／４（すなわち、０°、９０°、１８０°、２７０°、４５°、１３５°、２２５°、３１５°の８値の位相値）を用いたとする。その場合、第一実施形態において説明した式２－４で表される行列Ｃ４は、次に表す式３－６により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
　式３－６の最右辺の３行目の行ベクトルにおいては（１、‐ｉ、ｅｘｐ（－ｉπ／４）、ｉ・ｅｘｐ（－ｉπ／４））の４値の位相値になる。また、４行目の行ベクトルにおいては（１、ｉ、－ｅｘｐ（－ｉπ／４）、‐ｉ・ｅｘｐ（－ｉπ／４））の４値の位相値になる。
　そのため、４つのアンテナ素子の全てに対しては、各位相設定部が設定し得る８値の位相値（±１、±ｉ、±ｅｘｐ（－ｉπ／４）、±ｉ・ｅｘｐ（－ｉπ／４））を一度の振幅位相偏差の測定に利用することができない。
　そこで、式３－６を、次に示す式３－７のようにアダマール積表示に分解する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
　式３－７では、行列Ｐ４、８（０、π／４）は、次に示す式３－８により定義されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
　また、行列Ｉ４、８については、前述の式３－３により定義される。
　そして、行列Ｉ４、８を、各位相反転部の０°、１８０°の２値の位相値を制御する位相値列を生成する行列として用いる。また、行列Ｐ４、８（０、π／４）を各位相設定部の８値の位相値を制御する位相値列を生成する行列として用いる。
　このように、位相設定部と位相反転部とを組み合わせることにより、演算部２２０ａは、一度の位相誤差の測定動作において、８値位相（±１、±ｉ、±ｅｘｐ（－ｉπ／４）、±ｉ・ｅｘｐ（－ｉπ／４））の利用が可能となる。そのため、演算部２２０ａは、特許文献２及び非特許文献２に開示された方法では必要であった位相誤差の反復測定を行わないことを可能にする。
　さらに、図２に表す校正システム４００ａは、アンテナ素子の数が４つで、各アンテナ素子の位相設定部が設定し得る位相値が４値の場合においても、コード長が８と第一実施形態の校正システムと比べて短くなる。そのため、第三実施形態の校正システム４００ａは、第一実施形態の校正システム４００と比較して、デジタル演算を実行する際の負荷を低減し得る。
［効果］
　第三実施形態の校正システムは、アンテナ装置が四つ以上のアンテナ素子を備える場合において、第二実施形態の校正システムと同様の効果を奏する。
　なお、以上の説明においては、一例として周波数変換を施さないＲＦ周波数帯において各位相設定部や各位相反転部を構成することを前提とした。しかしながら、各位相設定部や各位相反転部は、中間周波数帯やＩＦ周波数帯において構成しても構わない。
　また、以上の説明においては、受信アンテナ装置が複数のアンテナ素子を備える場合の例を説明した。しかしながら、第四実施形態において説明するように、同様の構成を、送信アンテナ装置にも適用し得る。
＜第四実施形態＞
　第四実施形態は、アンテナ装置が備える複数の送信用のアンテナ素子の振幅位相の校正を行うための校正システムに関する実施形態である。
［構成］
　図７は、第四実施形態の校正システムの第一の例である校正システム４０１の構成を表す概念図である。図７に破線で表す経路は制御用信号の経路である。
　校正システム４０１は、図７に表す各アンテナ素子の位相設定部の各々に少なくとも４値の位相値の位相変調を行わせることで、各アレイアンテナ素子間の相対振幅位相偏差を検出するシステムである。
　校正システム４０１は、アンテナ装置１０１と、受信装置３０１とを備える。
　アンテナ装置１０１は、アンテナ素子１１１ａ及び１１１ｂと、分波部１５１と、校正信号源３２１とを備える。
　校正信号源３２１は、校正用の信号を生成する。校正信号源３２１は、生成した校正用の信号を、分波部１５１に送付する。
　分波部１５１は、校正信号源３２１から入力された校正用の信号を分波し、分波後の信号を、位相設定部１４３ａ及び１４３ｂに入力する。
　位相制御部２３１は制御情報を生成する。当該制御情報には、位相設定部１４３ａが、位相設定部１４３ａへの入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第一ｂ制御情報が含まれる。また、当該制御情報には、位相設定部１４３ｂが、位相設定部１４３ｂへの入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第二ｂ制御情報が含まれる。
　制御情報は、例えば、後述のように、位相設定部１４３ａ及び１４３ｂの各々に設定させる位相値を要素とする行列で表される情報である。そして、当該要素の所定の列が、前記第一ｂ制御情報に対応する。また、当該要素の他の列が、前記第二ｂ制御情報に対応する。
　位相制御部２３１は、生成した前記制御情報から前記第一ｂ制御情報及び前記第二ｂ制御情報を作成（抽出）する。そして、位相制御部２３１は、第一ｂ制御情報を位相設定部１４３ａに送付する。また、位相制御部２３１は、第二ｂ制御情報を位相設定部１４３ｂに送付する。
　位相制御部２３１は、さらに、前記制御情報を制御用の信号としてではなく処理用の信号として、演算部２２１ａに送付する。
　アンテナ素子１１１ａは、送信アンテナ１２１ａと、増幅部１３１ａと、位相設定部１４３ａとを備える。
　位相設定部１４３ａは、位相制御部２３１から送付された制御情報に従い、分波部１５１から送付された信号の位相値を、前記制御情報に含まれる位相値に設定する。位相設定部１４３ａは、設定した位相値の信号を増幅部１３１ａに送付する。位相設定部１４３ａとしては、市販の移相器や位相器を用いることができる。
　増幅部１３１ａは、位相設定部１４３ａから送付された信号を増幅した信号を生成する。増幅部１３１ａは、増幅した信号を送信アンテナ１２１ａに送付する。増幅部１３１ａは、典型的には、低雑音増幅部である。
　送信アンテナ１２１ａは、増幅部１３１ａから送付された信号を無線電波に変換する。送信アンテナ１２１ａは、変換後の無線電波を、受信装置３０１に向けて送付する。
　アンテナ素子１１１ｂは、送信アンテナ１２１ｂと、増幅部１３１ｂと、位相設定部１４３ｂとを備える。
　アンテナ素子１１１ｂの説明は、前述のアンテナ素子１１１ａの説明において、送信アンテナ１２１ａ、増幅部１３１ａ及び位相設定部１４３ａを、この順に、送信アンテナ１２１ｂ、増幅部１３１ｂ及び位相設定部１４３ｂと読み替えたものである。
　受信装置３０１は、受信アンテナ３１１と、分岐部１６１と、演算部２２１ａとを備える。
　受信アンテナ３１１は、アンテナ装置１０１から送られた電波を電気信号に変換する。受信アンテナ３１１は、変換した電気信号を、分岐部１６１に送付する。
　分岐部１６１は、受信アンテナ３１１から送付された信号を二つの出力信号に分ける。分岐部１６１は、二つの出力信号のうちの一方を、演算部２２１ａに送付する。分岐部１６１は、また、二つの出力信号のうちの他方を、受信装置３０１の外部に出力する。
　演算部２２１ａは、位相制御部２３１から送付された前記第一制御情報及び前記第二制御情報の各々と、分岐部１６１から送付された信号との相関を表す値である相関値を導出する。演算部２２１ａは、導出した相関値から、アンテナ素子１１１ａ及び１１１ｂの各々を校正するための校正情報を導出する。
　以上の説明では、アンテナ装置が二つの送信用のアンテナ素子を備える場合について説明した。しかしながら、アンテナ装置は、３つ以上の送信用のアンテナ素子を備えても構わない。
　なお、図７に表す校正システム４０１の位相制御部２３１、位相設定部１４３ａ及び１４３ｂ及び演算部２２１ａが行う動作例は、上記動作を除いて、第一及び第二実施形態の校正システムが行う動作例と同じである。ただし。上記動作と第一及び第二実施形態の校正システムが行う動作例とが矛盾する場合は、上記動作を優先する。
　図８は、第四実施形態の校正システムの第二の例である、校正システム４０１ａの構成を表す概念図である。なお、図８に破線で表す経路は制御用信号の経路である。
　校正システム４０１ａは、アンテナ装置１０１ａと、受信装置３０１ａとを備える。
　アンテナ装置１０１ａは、各アンテナ素子の位相設定部の各々に少なくとも４値の位相値の位相変調を行わせることで、各アンテナ素子間の相対振幅位相偏差を検出する装置である。
　アンテナ装置１０１ａは、アンテナ素子１１１ａａ乃至１１１ｂｂと、分波部１５１ａと、校正信号源３２１と、位相制御部２３１ａとを備える。
　校正信号源３２１は、校正用の信号を生成する。校正信号源３２１は、生成した校正用の信号を、分波部１５１ａに送付する。
　分波部１５１ａは、校正信号源３２１から入力された校正用の信号を分波し、分波後の信号を、位相設定部１４３ａａ乃至１４３ｂｂの各々に入力する。
　位相制御部２３１ａはＢ制御情報を生成する。
　当該Ｂ制御情報には、位相設定部１４３ａａが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第一Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、また、位相設定部１４３ａｂが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第二Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、また、位相設定部１４３ｂａが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第三Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、また、位相設定部１４３ｂｂが入力信号に対して設定する位相値を制御する制御情報である第四Ｂ制御情報が含まれる。
　当該Ｂ制御情報には、位相反転部１４４ａａが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第五Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、位相反転部１４４ａｂが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第六Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、位相反転部１４４ｂａが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第七Ｂ制御情報が含まれる。当該Ｂ制御情報には、位相反転部１４４ｂｂが入力信号の位相を反転させるか否かを表す制御情報である第八Ｂ制御情報が含まれる。
　Ｂ制御情報は、例えば、後述のように、位相設定部１４３ａａ乃至１４３ｂｂ及び位相反転部１４４ａａ乃至１４４ｂｂの各々に設定させる位相値を要素とする行列で表される情報である。そして、例えば、当該要素の所定の列が、前記第一Ｂ乃至第八Ｂ制御情報の各々に対応する。
　位相制御部２３１ａは、生成した前記Ｂ制御情報から前記第一Ｂ制御情報乃至前記第四Ｂ制御情報の各々を作成（抽出）する。
　そして、位相制御部２３１ａは、第一Ｂ制御情報を位相設定部１４３ａａに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第二Ｂ制御情報を位相設定部１４３ａｂに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第三Ｂ制御情報を位相設定部１４３ｂａに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第四Ｂ制御情報を位相設定部１４３ｂｂに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第五Ｂ制御情報を位相反転部１４４ａａに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第六Ｂ制御情報を位相反転部１４４ａｂに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第七Ｂ制御情報を位相反転部１４４ｂａに送付する。位相制御部２３１ａは、また、第八Ｂ制御情報を位相反転部１４４ｂｂに送付する。
　位相制御部２３１ａは、さらに、前述のＢ制御情報を、制御用の信号としてではなく、処理用の信号として、演算部２２１ｂに送付する。
　アンテナ素子１１１ａａは、送信アンテナ１２１ａａと、増幅部１３１ａａと、位相設定部１４３ａａと、位相反転部１４４ａａと備える。
　位相設定部１４３ａａは、位相制御部２３１ａから送付された制御情報に従い、分波部１５１ａから送付された信号の位相値を、前記制御情報に含まれる位相値に設定する。
　位相反転部１４４ａａは、位相制御部２３１ａから送付された前述の第五Ｂ制御情報に従い、位相設定部１４３ａａから入力された信号の位相を反転する。
　増幅部１３１ａａは、位相反転部１４４ａａから送付された信号を増幅した信号を生成する。増幅部１３１ａａは、増幅した信号を送信アンテナ１２１ａａに送付する。増幅部１３１ａａは、典型的には、低雑音増幅部である。
　送信アンテナ１２１ａａは、増幅部１３１ａａから送付された信号を無線電波に変換する。送信アンテナ１２１ａａは、変換後の無線電波を、受信装置３０１ａに向けて送付する。
　アンテナ素子１１１ａｂは、送信アンテナ１２１ａｂと、増幅部１３１ａｂと、位相設定部１４３ａｂと、位相反転部１４４ａｂを備える。
　アンテナ素子１１１ａｂの説明は、前述のアンテナ素子１１１ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、送信アンテナ１２１ａａを送信アンテナ１２１ａｂと読み替える。また、増幅部１３１ａａを増幅部１３１ａｂと読み替える。また、位相設定部１４３ａａを位相設定部１４３ａｂと読み替える。また、位相反転部１４４ａａを位相反転部１４４ａａと読み替える。
　アンテナ素子１１１ｂａは、送信アンテナ１２１ｂａと、増幅部１３１ｂａと、位相設定部１４３ｂａと、位相反転部１４４ｂａを備える。
　アンテナ素子１１１ｂａの説明は、前述のアンテナ素子１１１ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、送信アンテナ１２１ａａを送信アンテナ１２１ｂａと読み替える。また、増幅部１３１ａａを増幅部１３１ｂａと読み替える。また、位相設定部１４３ａａを位相設定部１４３ｂａと読み替える。また、位相反転部１４４ａａを位相反転部１４４ｂａと読み替える。
　アンテナ素子１１１ｂｂは、送信アンテナ１２１ｂｂと、増幅部１３１ｂｂと、位相設定部１４３ｂｂと、位相反転部１４４ｂｂを備える。
　アンテナ素子１１１ｂｂの説明は、前述のアンテナ素子１１１ａａの説明において、次の読替えを行ったものである。すなわち、送信アンテナ１２１ａａを送信アンテナ１２１ｂｂと読み替える。また、増幅部１３１ａａを増幅部１３１ｂｂと読み替える。また、位相設定部１４３ａａを位相設定部１４３ｂｂと読み替える。また、位相反転部１４４ａａを位相反転部１４４ｂｂと読み替える。
　受信装置３０１ａは、受信アンテナ３１１と、分岐部１６１と、演算部２２１ｂとを備える。
　受信アンテナ３１１は、アンテナ装置１０１ａから送られた電波を電気信号に変換する。受信アンテナ３１１は、変換した電気信号を、分岐部１６１に送付する。
　分岐部１６１は、受信アンテナ３１１から送付された信号を二つの出力信号に分ける。分岐部１６１は、二つの出力信号のうちの一方を、演算部２２１ｂに送付する。分岐部１６１は、また、二つの出力信号のうちの他方を、受信装置３０１ａの外部に出力する。
　演算部２２１ｂは、位相制御部２３１ａから送付された各々の信号と、分岐部１６１から送付された信号との相関を表す値である相関値を導出する。当該各々の信号は、一つには、前記第一Ｂ制御情報と前記第五Ｂ制御情報とを組み合わせた制御情報である。当該各々の信号は、二つには、前記第二Ｂ制御情報と前記第六Ｂ制御情報とを組み合わせた制御情報である。当該各々の信号は、三つには、前記第三Ｂ制御情報と前記第七Ｂ制御情報とを組み合わせた制御情報である。当該各々の信号は、四つには、前記第四Ｂ制御情報と前記第八Ｂ制御情報とを組み合わせた制御情報である。
　演算部２２１ｂは、導出した相関値から、アンテナ素子１１１ａａ乃至１１１ｂｂの各々を校正するための校正情報を導出する。
　以上の説明では、アンテナ装置が二つの送信用のアンテナ素子を備える場合について説明した。しかしながら、アンテナ装置は、３つ以上の送信用のアンテナ素子を備えても構わない。
　なお、図８に表す校正システム４０１ａの位相制御部２３１ａ、位相設定部１４３ａａ乃至１４３ｂｂ及び演算部２２１ｂが行う動作例は、上記動作を除いて、第三実施形態の校正システムが行う動作例と同じである。ただし。上記動作と第三実施形態の校正システムが行う動作例とが矛盾する場合は、上記動作を優先する。
［効果］
　第四実施形態の校正システムは、複数の送信用のアンテナ素子を備えるアンテナ装置において、各アンテナ素子間の位相調整を行うための情報である相関値を出力し得る。そのため、複数の送信用のアンテナ素子を備えるアンテナ装置において、前記校正システムは、各アンテナ素子間の位相調整を可能にする。
　図９は、以上説明した実施形態の処理装置の最小限の構成である処理装置１００ｘの構成を表すブロック図である。
　処理装置１００ｘは、設定部群１４０ｘと、演算部２２０ｘとを備える。
　設定部群１４０ｘは、校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号又は前記アンテナ素子の各々からの送信信号の、位相値について、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行う。設定部群１４０ｘは、また、前記設定を行った信号である設定信号を導出する。
　演算部２２０ｘは、前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する。
　処理装置１００ｘは、相関値の導出のための前記設定を、一つの制御情報により行う。そのため、処理装置１００ｘは、複数の受信信号又は複数の受信信号についての前記設定をほぼ同時に完了させることができる。
　そして、処理装置１００ｘは、前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する。従い、処理装置１００ｘは、前記相関値を、一度に導出することができる。
　すなわち、処理装置１００ｘは、前記設定と前記相関値の導出とを、短時間で行うことができる。
　そのため、処理装置１００ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。
　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
　また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
（付記１）
　校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号又は前記アンテナ素子の各々からの送信信号の、位相値について、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、前記設定を行った信号である設定信号を導出する設定部群と、
　前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する演算部と、
　を備える処理装置。
（付記２）
　前記制御情報が、前記設定部群の各設定部に対して送付される位相値列からなる位相値列群を含む、付記１に記載された処理装置。
（付記３）
　前記位相値列の各々が、前記３値以上の位相値により表現される、付記２に記載された処理装置。
（付記４）
　前記位相値列の各々が、直交符号を生成する行列であるアダマール行列と前記アダマール行列を位相回転した第二行列とを行方向に拡張した第三行列により生成される、付記２又は付記３に記載された処理装置。
（付記５）
　前記設定を、前記制御情報による第一の位相値に係る前記設定である第一設定と、前記第一設定を行った信号について前記制御情報により行う第二の位相値に係る前記設定である第二設定とにより行う、付記１に記載された処理装置。
（付記６）
　前記第一設定が、所定の三つ以上の位相値から行う前記設定であり、前記第二設定が所定の二つ以上の位相値から行う前記設定である、付記５に記載された処理装置。
（付記７）
　前記二つ以上の位相値が二つの位相値であり、前記二つの位相値のうちの一方と他方との位相差が１８０度である、付記６に記載された処理装置。
（付記８）
　前記制御情報が、前記設定部群の各設定部に対して送付される位相値列からなる位相値列群を含む、付記５乃至付記７のうちのいずれか一に記載された処理装置。
（付記９）
　前記位相値列の各々が、前記３値以上の位相値により表現される、付記８に記載された処理装置。
（付記１０）
　前記位相値列の各々が、多値位相を要素とする正方行列と、前記正方行列の共役をとった行列を行方向に拡張した行列により生成される、付記８又は付記９に記載された処理装置。
（付記１１）
　前記複数の前記アンテナ素子は、同一のアンテナ装置が備えるものである、付記１乃至１０のうちのいずれか一に記載された処理装置。
（付記１２）
　付記１乃至付記１１のうちのいずれか一に記載された処理装置と、前記相関値から前記複数の前記アンテナ素子の校正を行うための校正係数を導出する導出部と備える、校正装置。
（付記１３）
　送信された校正用信号についての、第一のアンテナによる受信信号である第一信号の位相値の、予め定められた３値以上の位相値からの設定である第一設定を、第一制御情報により行う第一設定部と、
　前記校正用信号についての、第二のアンテナによる受信信号である第二信号の位相値の、前記３値以上の位相値からの設定である第二設定を、第二制御情報により行う記第二設定部と、
　前記第一設定が行われた第一信号と前記第二設定が行われた第二信号とを合波した合波信号を生成する合波部と、
　前記第一制御情報の前記第一設定部への送付と、前記第二制御情報の第二設定部への送付とを行う制御部と、
　前記合波信号と、前記第一制御情報及び前記第二制御情報と、の相関を表す値である相関値を出力する処理部と、
　を備える処理装置。
（付記１４）
　前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナがともに同一のアンテナ装置に備えられる、付記１３に記載された処理装置。
（付記１５）
　前記第一制御情報が、前記第一設定部に対して、前記第一信号の位相値を前記３値以上の位相値に設定させ得る位相値の列である第一位相値列を含み、前記第二設定部に対して、前記第二信号の位相値を前記３値以上の位相値に設定させ得る位相値の列である第二位相値列を含む、付記１３又は付記１４に記載された処理装置。
（付記１６）
　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、
　前記設定が行われた前記受信信号の各々を互いに合波した合波信号を生成し、
　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する、
　処理方法。
（付記１７）
　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定である第一の設定を、一つの制御情報により行い、
　前記第一の設定が行われた各受信信号への、２値以上の位相値からの設定である第二の設定を、前記制御情報により行い、
　前記第一の設定と前記第二の設定とを行った各受信情報を互いに合波した合波信号を生成し、
　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する、
　処理方法。
（付記１８）
　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行う処理と、
　前記設定が行われた前記受信信号の各々を互いに合波した合波信号を生成する処理と、
　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する処理と、
　をコンピュータに実行させる、処理プログラム。
（付記１９）
　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定である第一の設定を、一つの制御情報により行う処理と、
　前記第一の設定が行われた各受信信号への、２値以上の位相値からの設定である第二の設定を、前記制御情報により行う処理と、
　前記第一の設定と前記第二の設定とを行った各受信情報を互いに合波した合波信号を生成する処理と、
　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する処理と、
　をコンピュータに実行させる処理プログラム。
（付記２０）
　校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレイアンテナの校正装置であって、
　アレイアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて少なくとも３値以上の位相値を選択できる第１の位相制御手段（位相器）と、
各アンテナ素子の受信信号の合波信号と前記第１の位相制御手段と、
　求めた相互相関値に基づきアレイアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段を備え、
　前記位相値列は、各アンテナ素子間で、３値以上の位相値により表現される
　アレイアンテナの校正装置。
（付記２１）
　校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレイアンテナの校正装置であって、
　アレイアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて少なくとも３値以上の位相値を選択できる第１の位相制御手段（位相器）と、
　前記第１の位相制御手段とは別に前記位相値列に基づいて少なくとも２値の位相値を選択できる第２の位相制御手段（１８０°位相反転回路）と、
　各アンテナ素子の受信信号の合波信号と前記第１の位相制御手段及び第２の位相制御手段で用いた前記位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
　前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレイアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段を備え、
　前記位相値列は、３値以上の位相値により表現される
　アレイアンテナの校正装置。
（付記２２）
　前記位相値列が、直交符号を生成する行列であるアダマール行列と前記アダマール行列を位相回転した第二行列とを行方向に拡張した第三行列により生成される
　付記２１に記載されたアレイアンテナの校正装置。
（付記２３）
　前記位相値列が、多値位相を要素とする正方行列と、前記正方行列の共役をとった第四行列を行方向に拡張した第五行列により生成される
　付記２１又は付記２２に記載されたアレイアンテナの校正装置。
　以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
　この出願は、２０１７年４月１９日に出願された日本出願特願２０１７－０８２７１０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１００、１００ａ　　アンテナ装置
　１００ｘ　　処理装置
　１１０ａ、１１０ｂ、１１０ａａ、１１０ａｂ、１１０ｂａ、１１０ｂｂ、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ａａ、１１１ａｂ、１１１ｂａ、１１１ｂｂ　　アンテナ素子
　１２０ａ、１２０ｂ、１２０ａａ、１２０ａｂ、１２０ｂａ、１２０ｂｂ、３１１　　受信アンテナ
　１２１ａ、１２１ｂ、１２１ａａ、１２１ａｂ、１２１ｂａ、１２１ｂｂ、３１０　　送信アンテナ
　１３０ａ、１３０ｂ、１３０ａａ、１３０ａｂ、１３０ｂａ、１３０ｂｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ａａ、１３１ａｂ、１３１ｂａ、１３１ｂｂ　　増幅部
　１４０ａ、１４０ｂ、１４０ａａ、１４０ａｂ、１４０ｂａ、１４０ｂｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１４３ａａ、１４３ａｂ、１４３ｂａ、１４３ｂｂ　　位相設定部
　１４０ｘ　　設定部群
　１４１ａａ、１４１ａｂ、１４１ｂａ、１４１ｂｂ、１４４ａａ、１４４ａｂ、１４４ｂａ、１４４ｂｂ　　位相反転部
　１５０　　合波部
　１５１、１５１ａ　　分波部
　１６０、１６１　　分岐部
　２２０、２２０ａ、２２１ａ、２２１ｂ　　演算部
　２２０ｘ　　演算部
　２３０、２３０ａ、２３１、２３１ａ　　位相制御部
　３００　　校正信号送信機
　３０１　　受信装置
　３２０、３２１　　校正信号源
　４００、４００ａ、４０１、４０１ａ　　校正システム
　Ｓａａ、Ｓａｂ、Ｓｂａ、Ｓｂｂ、Ｓ１ａａ、Ｓ１ａｂ、Ｓ１ｂａ、Ｓ１ｂａ、Ｓ２ａａ、Ｓ２ａｂ、Ｓ２ｂａ、Ｓ２ｂｂ　　信号

Claims (23)

  1. 　校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号又は前記アンテナ素子の各々からの送信信号の、位相値について、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、前記設定を行った信号である設定信号を導出する設定部群と、
    　前記設定信号の和と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する演算部と、
    　を備える処理装置。
  2. 　前記制御情報が、前記設定部群の各設定部に対して送付される位相値列からなる位相値列群を含む、請求項１に記載された処理装置。
  3. 　前記位相値列の各々が、前記３値以上の位相値により表現される、請求項２に記載された処理装置。
  4. 　前記位相値列の各々が、直交符号を生成する行列であるアダマール行列と前記アダマール行列を位相回転した第二行列とを行方向に拡張した第三行列により生成される、請求項２又は請求項３に記載された処理装置。
  5. 　前記設定を、前記制御情報による第一の位相値に係る前記設定である第一設定と、前記第一設定を行った信号について前記制御情報により行う第二の位相値に係る前記設定である第二設定とにより行う、請求項１に記載された処理装置。
  6. 　前記第一設定が、所定の三つ以上の位相値から行う前記設定であり、前記第二設定が所定の二つ以上の位相値から行う前記設定である、請求項５に記載された処理装置。
  7. 　前記二つ以上の位相値が二つの位相値であり、前記二つの位相値のうちの一方と他方との位相差が１８０度である、請求項６に記載された処理装置。
  8. 　前記制御情報が、前記設定部群の各設定部に対して送付される位相値列からなる位相値列群を含む、請求項５乃至請求項７のうちのいずれか一に記載された処理装置。
  9. 　前記位相値列の各々が、前記３値以上の位相値により表現される、請求項８に記載された処理装置。
  10. 　前記位相値列の各々が、多値位相を要素とする正方行列と、前記正方行列の共役をとった行列を行方向に拡張した行列により生成される、請求項８又は請求項９に記載された処理装置。
  11. 　前記複数の前記アンテナ素子は、同一のアンテナ装置が備えるものである、請求項１乃至１０のうちのいずれか一に記載された処理装置。
  12. 　請求項１乃至請求項１１のうちのいずれか一に記載された処理装置と、前記相関値から前記複数の前記アンテナ素子の校正を行うための校正係数を導出する導出部と備える、校正装置。
  13. 　送信された校正用信号についての、第一のアンテナによる受信信号である第一信号の位相値の、予め定められた３値以上の位相値からの設定である第一設定を、第一制御情報により行う第一設定部と、
    　前記校正用信号についての、第二のアンテナによる受信信号である第二信号の位相値の、前記３値以上の位相値からの設定である第二設定を、第二制御情報により行う記第二設定部と、
    　前記第一設定が行われた第一信号と前記第二設定が行われた第二信号とを合波した合波信号を生成する合波部と、
    　前記第一制御情報の前記第一設定部への送付と、前記第二制御情報の第二設定部への送付とを行う制御部と、
    　前記合波信号と、前記第一制御情報及び前記第二制御情報と、の相関を表す値である相関値を出力する処理部と、
    　を備える処理装置。
  14. 　前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナがともに同一のアンテナ装置に備えられる、請求項１３に記載された処理装置。
  15. 　前記第一制御情報が、前記第一設定部に対して、前記第一信号の位相値を前記３値以上の位相値に設定させ得る位相値の列である第一位相値列を含み、前記第二設定部に対して、前記第二信号の位相値を前記３値以上の位相値に設定させ得る位相値の列である第二位相値列を含む、請求項１３又は請求項１４に記載された処理装置。
  16. 　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行い、
    　前記設定が行われた前記受信信号の各々を互いに合波した合波信号を生成し、
    　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する、
    　処理方法。
  17. 　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定である第一の設定を、一つの制御情報により行い、
    　前記第一の設定が行われた各受信信号への、２値以上の位相値からの設定である第二の設定を、前記制御情報により行い、
    　前記第一の設定と前記第二の設定とを行った各受信情報を互いに合波した合波信号を生成し、
    　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する、
    　処理方法。
  18. 　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定を、一つの制御情報から抽出した情報により行う処理と、
    　前記設定が行われた前記受信信号の各々を互いに合波した合波信号を生成する処理と、
    　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する処理と、
    　をコンピュータに実行させる、処理プログラム。
  19. 　送信された校正用信号についての、複数のアンテナ素子の各々による受信信号の位相値の、所定の３値以上の位相値からの設定である第一の設定を、一つの制御情報により行う処理と、
    　前記第一の設定が行われた各受信信号への、２値以上の位相値からの設定である第二の設定を、前記制御情報により行う処理と、
    　前記第一の設定と前記第二の設定とを行った各受信情報を互いに合波した合波信号を生成する処理と、
    　前記合波信号と前記制御情報との相関を表す値である相関値を出力する処理と、
    　をコンピュータに実行させる処理プログラム。
  20. 　校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレイアンテナの校正装置であって、
    　アレイアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて少なくとも３値以上の位相値を選択できる第１の位相制御手段（位相器）と、
    各アンテナ素子の受信信号の合波信号と前記第１の位相制御手段と、
    　求めた相互相関値に基づきアレイアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段を備え、
    　前記位相値列は、各アンテナ素子間で、３値以上の位相値により表現される
    　アレイアンテナの校正装置。
  21. 　校正係数に基づき各アンテナ素子の振幅位相を校正するアレイアンテナの校正装置であって、
    　アレイアンテナを構成する各アンテナ素子で受信された校正用信号の受信信号の位相を設定された位相値列に基づいて少なくとも３値以上の位相値を選択できる第１の位相制御手段（位相器）と、
    　前記第１の位相制御手段とは別に前記位相値列に基づいて少なくとも２値の位相値を選択できる第２の位相制御手段（１８０°位相反転回路）と、
    　各アンテナ素子の受信信号の合波信号と前記第１の位相制御手段及び第２の位相制御手段で用いた前記位相値列との相互相関値を求める相関演算手段と、
    　前記相関演算手段により求めた相互相関値に基づきアレイアンテナを構成する全てのアンテナ素子間の校正係数を算出する校正係数計算手段を備え、
    　前記位相値列は、３値以上の位相値により表現される
    　アレイアンテナの校正装置。
  22. 　前記位相値列が、直交符号を生成する行列であるアダマール行列と前記アダマール行列を位相回転した第二行列とを行方向に拡張した第三行列により生成される
    　請求項２１に記載されたアレイアンテナの校正装置。
  23. 　前記位相値列が、多値位相を要素とする正方行列と、前記正方行列の共役をとった第四行列を行方向に拡張した第五行列により生成される
    　請求項２１又は請求項２２に記載されたアレイアンテナの校正装置。
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