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JP4523472B2 - Apparatus and method for adjusting RF circuit transmission characteristics for array antenna - Google Patents

Apparatus and method for adjusting RF circuit transmission characteristics for array antenna Download PDF

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JP4523472B2 JP2005103393A JP2005103393A JP4523472B2 JP 4523472 B2 JP4523472 B2 JP 4523472B2 JP 2005103393 A JP2005103393 A JP 2005103393A JP 2005103393 A JP2005103393 A JP 2005103393A JP 4523472 B2 JP4523472 B2 JP 4523472B2
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Description

本発明は、アレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置およびその方法に関する。   The present invention relates to an apparatus for adjusting RF circuit transmission characteristics for an array antenna and a method thereof.

従来、複数のアンテナ素子から構成されるアレーアンテナを用い、各アンテナ素子に入力される、アンテナ素子数分だけ配分された送信信号の振幅、位相を操作して放射パターンを制御するビーム制御技術がある。ビーム制御技術は、従前の無線通信で用いられている時間および周波数領域の技術とは独立した空間を用いた技術であり、空間分割多元接続(SDMA;Space Division Multiple Access)を可能とし、無線通信システムの通信容量を増大させることができるものとして期待されている。   Conventionally, there is a beam control technique that uses an array antenna composed of a plurality of antenna elements and controls the radiation pattern by manipulating the amplitude and phase of a transmission signal that is distributed by the number of antenna elements that are input to each antenna element. is there. The beam control technology is a technology that uses a space that is independent of the time and frequency domain technology used in conventional wireless communication, and enables space division multiple access (SDMA) and wireless communication. It is expected that the communication capacity of the system can be increased.

上記したビーム制御技術を無線通信システムの基地局装置に適用する場合、基地局装置は、アレーアンテナとビーム制御装置を有する。ビーム制御装置は、アンテナ素子数分の送信信号のレベル(振幅)および位相を操作する。一般的に、アレーアンテナは屋外に、ビーム制御装置は屋内にそれぞれ設置される。そのアレーアンテナとビーム制御装置間は、アンテナ素子毎の給電線およびアンプ(以下、纏めて「RF回路」と称する)で接続されている。アンテナ素子毎の各RF回路の伝送特性は、製造誤差および時間的な温度変化等の影響の差があるために常に同一ではない。このため、伝送される各送信信号の振幅および位相は、RF回路によりそれぞれ独立に変動し、ビーム制御技術に影響を与える。   When the beam control technique described above is applied to a base station apparatus of a wireless communication system, the base station apparatus has an array antenna and a beam control apparatus. The beam control device manipulates the level (amplitude) and phase of transmission signals for the number of antenna elements. Generally, the array antenna is installed outdoors and the beam control device is installed indoors. The array antenna and the beam control device are connected to each other by a feed line and an amplifier (hereinafter collectively referred to as “RF circuit”) for each antenna element. The transmission characteristics of each RF circuit for each antenna element are not always the same because of differences in effects such as manufacturing errors and temporal temperature changes. For this reason, the amplitude and phase of each transmitted signal to be transmitted fluctuate independently by the RF circuit, which affects the beam control technique.

上記した問題を解決するため、各RF回路間の伝送特性差を等化するアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置が必要となる。このため、従来は、キャリブレーション専用信号源を用いてキャリブレーション信号を送信信号に多重させ、各RF回路を伝送させた後、それぞれについてキャリブレーション用信号を検出(復調)し、相対振幅、相対位相差を、ある所定の設定キャリブレーション値になるように制御している(例えば非特許文献1参照)。
「W−CDMA下りリンク適応アンテナアレイ送信ダイバーシチにおけるRF送受信回路のキャリブレーションの検討」 原田 篤、田中晋也、安達文幸著、信学技報、P103−110、1999年8月発行
In order to solve the above-described problems, an RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna that equalizes the transmission characteristic difference between the RF circuits is required. For this reason, conventionally, after a calibration signal is multiplexed with a transmission signal using a calibration-dedicated signal source and transmitted through each RF circuit, a calibration signal is detected (demodulated) for each, and the relative amplitude, relative The phase difference is controlled so as to have a certain predetermined calibration value (see, for example, Non-Patent Document 1).
"Examination of calibration of RF transmitter / receiver circuit in W-CDMA downlink adaptive antenna array transmit diversity" Atsushi Harada, Shinya Tanaka, Fumiyuki Adachi, IEICE Technical Report, P103-110, August 1999

しかしながら、上記した従来技術によれば、キャリブレーション専用信号源および復調器が必要となるだけではなく、キャリブレーション専用信号が送信信号と多重されて送信されるため、送信信号に対する干渉源となってしまう。   However, according to the above-described prior art, not only a calibration-dedicated signal source and a demodulator are required, but also the calibration-dedicated signal is multiplexed with the transmission signal and transmitted, so that it becomes an interference source for the transmission signal. End up.

ところで、広帯域を用いて高速伝送を実現する周波数領域の一変復調技術として、周波数領域で複数のサブキャリア(マルチキャリア)に送信データを展開して伝送する直交周波数分割多重(OFDM;Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が知られており、ビーム制御技術とOFDM方式を組合せて大容量且つ高速な無線通信システムを実現することが検討されている。ビーム制御技術と広帯域のOFDM方式を用いた無線通信システムでは、各RF回路間の周波数特性の差が無視できなくなるので、それも考慮したアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置が要求される。   By the way, as a single modulation / demodulation technique in the frequency domain that realizes high-speed transmission using a wide band, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) that transmits transmission data in a plurality of subcarriers (multicarriers) in the frequency domain is transmitted. ) Scheme is known, and it is considered to realize a high-capacity and high-speed wireless communication system by combining beam control technology and OFDM scheme. In a radio communication system using a beam control technique and a wideband OFDM system, a difference in frequency characteristics between RF circuits cannot be ignored. Therefore, an RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna that takes this into consideration is required.

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、アレーアンテナへ伝送される送信信号の伝送特性の周波数特性を考慮して調整することのできる、アレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置およびその方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to consider the frequency characteristics of the transmission characteristics of transmission signals transmitted to the array antenna without using a calibration dedicated signal source and demodulator. It is an object of the present invention to provide an RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna and a method thereof.

上記の課題を解決するために、本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置は、複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナの前記アンテナ素子ごとに送信信号の振幅および位相を操作するとともに、所定複数のサブキャリアに送信データを展開して周波数分割多重する無線装置におけるアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置であって、前記周波数分割多重後に時間領域に変換されRF回路を経由して前記アンテナ素子に供給される送信信号を、前記RF回路経由後に抽出する信号抽出手段と、前記抽出された信号を周波数領域の信号に変換する第1の離散フーリエ変換手段と、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって振幅および位相を補正する前の前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号を、時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換手段と、前記逆離散フーリエ変換手段出力後の信号に対して、前記抽出された信号に時間的に合わせる遅延を付加する遅延付加手段と、前記遅延付加手段出力後の信号を周波数領域の信号に変換する第2の離散フーリエ変換手段と、前記第1および第2の離散フーリエ変換手段からの各々の出力信号を比較して振幅差および位相差を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号に対し、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an apparatus for adjusting RF transmission characteristics of an array antenna for an array antenna according to the present invention manipulates the amplitude and phase of a transmission signal for each antenna element of an array antenna composed of a plurality of antenna elements. An RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna in a radio apparatus that performs frequency division multiplexing by expanding transmission data on a plurality of subcarriers, wherein the antenna element is converted into the time domain after the frequency division multiplexing and via an RF circuit The signal extraction means for extracting the transmission signal supplied to the signal after passing through the RF circuit, the first discrete Fourier transform means for converting the extracted signal into a frequency domain signal, and the transmission signal for each antenna element transmission in the frequency domain when the frequency division multiplexing before a post-operation of the amplitude and phase to correct the amplitude and phase An inverse discrete Fourier transform means for converting the signal into a signal in the time domain, and a delay addition means for adding a delay that matches the extracted signal in time to the signal after the output of the inverse discrete Fourier transform means, The second discrete Fourier transform means for converting the signal output from the delay adding means into a frequency domain signal and the output signals from the first and second discrete Fourier transform means are compared to compare the amplitude difference and level. Detection means for detecting a phase difference, and for the transmission signal in the frequency domain at the time of frequency division multiplexing after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element according to the detection result of the detection means, Correction means for correcting the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置においては、前記RF回路経由後に抽出された前記アンテナ素子ごとの信号を一系統の信号に切替する第1の信号切替手段と、前記周波数分割多重時の周波数領域の前記アンテナ素子ごとの送信信号を一系統の信号に切替する第2の信号切替手段とを備え、前記第1の離散フーリエ変換手段には、前記第1の信号切替手段で切替後の信号が入力され、前記逆離散フーリエ変換手段には、前記第2の信号切替手段で切替後の信号が入力される、ことを特徴とする。   In the RF transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna according to the present invention, first signal switching means for switching a signal for each antenna element extracted after passing through the RF circuit to a signal of one system, and the frequency division multiplexing Second signal switching means for switching the transmission signal for each antenna element in the frequency domain of time to a single system signal, and the first discrete Fourier transform means is switched by the first signal switching means The signal after switching is input, and the signal after switching by the second signal switching unit is input to the inverse discrete Fourier transform unit.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置においては、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果ごとにレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御手段、を備えたことを特徴とする。   In the RF transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna according to the present invention, the amplitude difference and the phase difference are detected for each signal system of the antenna element, and the level difference and the phase difference are detected for each detection result of the antenna element. Control means for controlling to calculate a correction coefficient within a predetermined range.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置においては、一の前記アンテナ素子のみの送信信号を前記第2の信号切替手段で選択し、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果に基づき、アンテナ素子の信号系統間のレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御手段、を備えたことを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna according to the present invention, a transmission signal of only one of the antenna elements is selected by the second signal switching means, and the amplitude difference and level for each antenna element signal system are selected. Control means for detecting a phase difference and controlling so as to calculate a correction coefficient that brings the level difference and the phase difference between the signal systems of the antenna elements within a predetermined range based on the detection result of each antenna element. It is characterized by.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置においては、前記補正手段は、前記アンテナ素子の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を求め、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出する、ことを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus for an array antenna according to the present invention, the correction means is configured to determine a relative level between the signal systems of the antenna elements based on the level difference and the phase difference detected for each signal system of the antenna elements. A difference and a phase difference are obtained, and a correction coefficient for correcting a relative level difference and a phase difference between the signal systems of the antenna elements within a predetermined range is calculated.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法は、複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナの前記アンテナ素子ごとに送信信号の振幅および位相を操作するとともに、所定複数のサブキャリアに送信データを展開して周波数分割多重する無線装置におけるアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法であって、前記周波数分割多重後に時間領域に変換されRF回路を経由して前記アンテナ素子に供給される送信信号を、前記RF回路経由後に抽出する信号抽出過程と、前記抽出された信号を周波数領域の信号に変換する第1の離散フーリエ変換過程と、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって振幅および位相を補正する前の前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号を、時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換過程と、前記逆離散フーリエ変換後の信号に対して、前記抽出された信号に時間的に合わせる遅延を付加する遅延付加過程と、前記遅延付加後の信号を周波数領域の信号に変換する第2の離散フーリエ変換過程と、前記第1および第2の離散フーリエ変換過程による各々の変換後の信号を比較して振幅差および位相差を検出する検出過程と、前記検出結果に応じて、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号に対し、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相を補正する補正過程と、を含むことを特徴とする。
The method for adjusting RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to the present invention manipulates the amplitude and phase of a transmission signal for each antenna element of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and develops transmission data on a plurality of predetermined subcarriers. An RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna in a radio apparatus that performs frequency division multiplexing, wherein the transmission signal is converted to the time domain after the frequency division multiplexing and supplied to the antenna element via an RF circuit. After a signal extraction process to be extracted after passing through an RF circuit, a first discrete Fourier transform process to convert the extracted signal into a frequency domain signal, and manipulation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element, the transmission signal in the frequency domain when the frequency division multiplexing before correcting the amplitude and phase, into a signal in the time domain An inverse discrete Fourier transform process, a delay adding process for adding a time-synchronized signal to the extracted signal, and a signal in the frequency domain. A detection process for detecting an amplitude difference and a phase difference by comparing signals after the conversion by the first and second discrete Fourier transform processes, and a detection result. Accordingly, a correction process for correcting the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element and for the transmission signal in the frequency domain at the time of frequency division multiplexing It is characterized by including these.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法においては、前記RF回路経由後に抽出された前記アンテナ素子ごとの信号を一系統の信号に切替する第1の信号切替過程と、前記周波数分割多重時の周波数領域の前記アンテナ素子ごとの送信信号を一系統の信号に切替する第2の信号切替過程とをさらに有し、前記第1の離散フーリエ変換過程には、前記第1の信号切替過程で切替後の信号が入力され、前記逆離散フーリエ変換過程には、前記第2の信号切替過程で切替後の信号が入力される、ことを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna according to the present invention, a first signal switching process of switching a signal for each antenna element extracted after passing through the RF circuit to a single system signal, and the frequency division multiplexing A second signal switching process for switching a transmission signal for each antenna element in the frequency domain of time to a single system signal, and the first discrete Fourier transform process includes the first signal switching process. The signal after switching is input in step (1), and the signal after switching in the second signal switching step is input to the inverse discrete Fourier transform process.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法においては、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果ごとにレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御過程、をさらに有することを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna according to the present invention, the amplitude difference and the phase difference are detected for each signal system of the antenna element, and the level difference and the phase difference are detected for each detection result of each antenna element. And a control process for controlling to calculate a correction coefficient within a predetermined range.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法においては、一の前記アンテナ素子のみの送信信号を前記第2の信号切替過程で選択し、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果に基づき、アンテナ素子の信号系統間のレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御過程、をさらに有することを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjusting method for an array antenna according to the present invention, a transmission signal of only one of the antenna elements is selected in the second signal switching process, and the amplitude difference and level are changed for each signal system of the antenna element. A control process for detecting a phase difference, and controlling to calculate a correction coefficient that brings the level difference and the phase difference between the signal systems of the antenna elements within a predetermined range based on the detection result of each antenna element; It is characterized by.

本発明に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法においては、前記補正過程において、前記アンテナ素子の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を求め、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出する、ことを特徴とする。   In the RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna according to the present invention, the relative level between the signal systems of the antenna elements is determined based on the level difference and the phase difference detected for each signal system of the antenna elements in the correction process. A difference and a phase difference are obtained, and a correction coefficient for correcting a relative level difference and a phase difference between the signal systems of the antenna elements within a predetermined range is calculated.

本発明によれば、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、アレーアンテナへ伝送される送信信号の伝送特性を調整できるとともに、周波数特性を考慮した調整を行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to adjust the transmission characteristics of a transmission signal transmitted to the array antenna without using a calibration-dedicated signal source and a demodulator, and it is possible to perform adjustment in consideration of frequency characteristics.

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置1を備えた無線装置100の構成を示すブロック図である。図1においてアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置1に係る部分は破線で囲まれている。なお、図1には無線装置100の送信機能に係るブロックのみを示している。無線装置100は、OFDM方式およびSDMA方式を用いた無線通信システムの例えば基地局装置として利用することができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a radio apparatus 100 including an array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the portion related to the array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting device 1 is surrounded by a broken line. Note that FIG. 1 shows only blocks related to the transmission function of the wireless device 100. The radio apparatus 100 can be used as, for example, a base station apparatus in a radio communication system using the OFDM scheme and the SDMA scheme.

図2には、OFDM方式を用いた無線通信システムの概略構成が示されている。図2において、送信局100aは、送信するシリアルデータをOFDM方式のサブキャリア数分(L個)のデータからなるパラレルデータに変換し、そのパラレルデータを逆離散フーリエ変換器(IDFT)により周波数領域から時間領域の信号に変換して無線送信する。受信局100bは、無線受信した信号を離散フーリエ変換器(DFT)により時間領域から周波数領域の信号(OFDM方式のサブキャリア数分(L個)のデータからなるパラレルデータ)に変換し、そのパラレルデータをシリアルデータに変換して受信データを得る。   FIG. 2 shows a schematic configuration of a wireless communication system using the OFDM scheme. In FIG. 2, a transmitting station 100a converts serial data to be transmitted into parallel data composed of data corresponding to the number of OFDM subcarriers (L), and the parallel data is converted into a frequency domain by an inverse discrete Fourier transformer (IDFT). Is converted to a time domain signal and transmitted wirelessly. The receiving station 100b converts a wirelessly received signal from a time domain to a frequency domain signal (parallel data composed of (L) data of the number of subcarriers in the OFDM system) using a discrete Fourier transformer (DFT). Data is converted into serial data to obtain received data.

OFDM方式およびSDMA方式を用いた無線通信システムでは、OFDM方式により、サブキャリア数分(L個)の周波数多重数を実現できる。さらにビーム制御技術を用いたSDMA方式により、アレーアンテナのアンテナ素子数分(N個)の空間多重数を実現できる。   In a radio communication system using the OFDM scheme and the SDMA scheme, the number of frequency multiplexing for the number of subcarriers (L) can be realized by the OFDM scheme. Further, the SDMA method using the beam control technique can realize the spatial multiplexing number corresponding to the number of antenna elements (N) of the array antenna.

図1において、無線装置100は、アレーアンテナユニット20、副ユニット30、主ユニット40および遅延ユニット50を有する。アレーアンテナユニット20と副ユニット30は屋外に設置される。副ユニット30はアレーアンテナユニット20のできる限り近傍に配置する。主ユニット40は屋内に設置される。遅延ユニット50は、屋内或いは屋外に設置される。   In FIG. 1, the radio apparatus 100 includes an array antenna unit 20, a sub unit 30, a main unit 40 and a delay unit 50. The array antenna unit 20 and the sub unit 30 are installed outdoors. The sub unit 30 is arranged as close to the array antenna unit 20 as possible. The main unit 40 is installed indoors. The delay unit 50 is installed indoors or outdoors.

アレーアンテナユニット20は、N個のアンテナ素子21から構成されるアレーアンテナ、各アンテナ素子21の入力直前の信号を抽出する方向性結合器(DC;以下、カプラという)22、およびカプラ21出力後の信号を合成出力する合成器(CMB)23を有する。   The array antenna unit 20 includes an array antenna composed of N antenna elements 21, a directional coupler (DC; hereinafter referred to as a coupler) 22 for extracting a signal immediately before the input of each antenna element 21, and after output of the coupler 21. A synthesizer (CMB) 23 for combining and outputting

副ユニット30は、N個のアンテナ素子21の各々に対応して設けられ各アンテナ素子21の入力信号を抽出するカプラ31、各カプラ31出力後の信号からモニタするアンテナ素子21の信号を選択するスイッチ(SW2)と、SW2又は合成器23のいずれかの出力信号を選択するスイッチ(SW3)を有する。   The sub unit 30 is provided corresponding to each of the N antenna elements 21 and extracts the input signal of each antenna element 21 and selects the signal of the antenna element 21 to be monitored from the signal output from each coupler 31. A switch (SW2) and a switch (SW3) for selecting an output signal of either SW2 or the combiner 23 are provided.

主ユニット40は、OFDM処理部分とビーム制御部分とアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置部分とを有する。   The main unit 40 has an OFDM processing portion, a beam control portion, and an array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment device portion.

OFDM処理部分は、送信するシリアルデータをOFDM方式のサブキャリア数分(L個)のデータからなるパラレルデータに変換するシリアル−パラレル変換器41と、N個のアンテナ素子21の各々に対応して設けられるIDFT42である。N個のIDFT42出力後の信号は、N個のアンテナ素子21の各々に対応するN系統の送信信号である。各系統の送信信号は、各々対応するRF回路を通って副ユニット30に伝送され、各々対応するカプラ31に入力される。本実施形態に係るRF回路は、フィーダケーブル51とアンプ52から構成される。   The OFDM processing part corresponds to each of the serial-parallel converter 41 that converts serial data to be transmitted into parallel data composed of data corresponding to the number of OFDM subcarriers (L), and the N antenna elements 21. The IDFT 42 is provided. The signals after the output of N IDFTs 42 are N transmission signals corresponding to each of the N antenna elements 21. The transmission signal of each system is transmitted to the sub unit 30 through the corresponding RF circuit, and is input to the corresponding coupler 31. The RF circuit according to this embodiment includes a feeder cable 51 and an amplifier 52.

ビーム制御部分は、パラレルデータ中の一データをアンテナ素子21の数分(N個)に分配する分配器43と、ビーム制御用の重み係数をアンテナ素子21毎に算出するビーム制御器44と、N個のアンテナ素子21の各々に対応して設けられ分配器43の出力信号にビーム制御器44からの重み係数を乗じる乗算器45である。分配器43とビーム制御器44とN個の乗算器45は、OFDM方式のサブキャリアの各々に対応してL個の組が設けられる。   The beam control part includes a distributor 43 that distributes one piece of parallel data to the number of antenna elements 21 (N), a beam controller 44 that calculates a weight coefficient for beam control for each antenna element 21, The multiplier 45 is provided corresponding to each of the N antenna elements 21 and multiplies the output signal of the distributor 43 by the weight coefficient from the beam controller 44. The distributor 43, the beam controller 44, and the N multipliers 45 are provided with L sets corresponding to each of the OFDM subcarriers.

アレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置部分は、スイッチ(SW1)、IDFT11、DFT12、DFT13、レベル(振幅)・位相検出器14、レベル(振幅)・位相制御器15、乗算器16および制御部17である。   The array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting device includes a switch (SW1), IDFT11, DFT12, DFT13, a level (amplitude) / phase detector 14, a level (amplitude) / phase controller 15, a multiplier 16, and a controller 17. It is.

SW1は、N個のアンテナ素子21の各々に対応して設けられた乗算器45出力後の信号から、モニタするアンテナ素子21の信号を選択する。IDFT11は、SW1出力後の信号を周波数領域から時間領域に変換する。DFT12は、IDFT11出力後の信号が遅延ユニット53を通った後の信号を時間領域から周波数領域に変換する。   SW1 selects a signal of the antenna element 21 to be monitored from signals output from the multiplier 45 provided corresponding to each of the N antenna elements 21. The IDFT 11 converts the signal after SW1 output from the frequency domain to the time domain. The DFT 12 converts the signal after the output of the IDFT 11 passes through the delay unit 53 from the time domain to the frequency domain.

DFT13は、副ユニット30からフィーダケーブル54を通って伝送されるSW3の出力信号を時間領域から周波数領域に変換する。レベル・位相検出器14は、DFT12出力後の信号(参照信号REF)とDFT13出力後の信号(モニタ信号MON)を比較してレベル差および位相差を検出する。レベル・位相制御器15は、レベル・位相検出器14の検出結果の差を補正する補正係数をアンテナ素子21毎に算出する。乗算器16は、N個のアンテナ素子21の各々に対応して設けられ、乗算器45出力後の信号にレベル・位相制御器15からの補正係数を乗じる。   The DFT 13 converts the output signal of SW3 transmitted from the sub unit 30 through the feeder cable 54 from the time domain to the frequency domain. The level / phase detector 14 detects the level difference and the phase difference by comparing the signal after the DFT 12 output (reference signal REF) and the signal after the DFT 13 output (monitor signal MON). The level / phase controller 15 calculates a correction coefficient for correcting the difference between the detection results of the level / phase detector 14 for each antenna element 21. The multiplier 16 is provided corresponding to each of the N antenna elements 21 and multiplies the signal output from the multiplier 45 by the correction coefficient from the level / phase controller 15.

遅延ユニット53は、所定時間だけ、入力信号(IDFT11出力後の信号)を遅延させてDFT12に出力する。該所定の遅延時間は、IDFT42出力後の信号が主ユニット40からRF回路(フィーダケーブル51とアンプ52)、カプラ31、カプラ22、合成器23、SW3およびフィーダケーブル54を経由して主ユニット40に戻ってくるまでの伝送時間に相当する時間、或いは、IDFT42出力後の信号が主ユニット40からRF回路(フィーダケーブル51とアンプ52)、カプラ31、SW2、SW3およびフィーダケーブル54を経由して主ユニット40に戻ってくるまでの伝送時間に相当する時間である。   The delay unit 53 delays the input signal (the signal after the output of the IDFT 11) by a predetermined time and outputs it to the DFT 12. The predetermined delay time is such that the signal output from the IDFT 42 is transmitted from the main unit 40 via the RF circuit (feeder cable 51 and amplifier 52), coupler 31, coupler 22, combiner 23, SW3 and feeder cable 54. The time corresponding to the transmission time until the return to, or the signal output from the IDFT 42 is transmitted from the main unit 40 via the RF circuit (feeder cable 51 and amplifier 52), coupler 31, SW2, SW3 and feeder cable 54. This is the time corresponding to the transmission time until returning to the main unit 40.

上記したSW1、レベル・位相検出器14、レベル・位相制御器15およびN個のアンテナ素子ごとの乗算器16からなる調整部は、OFDM方式のL個のサブキャリアの各々に対応してL個の組が設けられる。これにより、サブキャリアごとのレベルおよび位相の調整を行うことができる。   The adjustment unit including the SW1, the level / phase detector 14, the level / phase controller 15 and the multiplier 16 for each of N antenna elements corresponds to each of L subcarriers of the OFDM system. Are provided. As a result, the level and phase of each subcarrier can be adjusted.

制御部17は、アレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置全体を制御する。主ユニット40のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置部分と副ユニット30は制御ケーブル55を介して接続されており、制御ケーブル55を介して制御部17からの制御信号が副ユニット30に伝達される。   The control unit 17 controls the entire array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting device. The array antenna RF circuit transmission characteristic adjusting device portion of the main unit 40 and the sub unit 30 are connected via a control cable 55, and a control signal from the control unit 17 is transmitted to the sub unit 30 via the control cable 55. The

次に、上記図1の無線装置100におけるアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整に係る動作を説明する。   Next, an operation related to the array antenna RF circuit transmission characteristic adjustment in the radio apparatus 100 of FIG. 1 will be described.

本実施形態に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法として、オフラインモードとオンラインモード、そして、オフ−オンラインモードの3つが用意されている。このうち、オフラインモードは立ち上げ時の初期調整を行うモードであり、オンラインモードはシステムを運用しながら調整を行うモードである。図3にオフラインモード、図4にオンラインモードでの調整のための信号伝播経路が示されている。図3、図4とも、図1に示した基本構成に信号の流れを破線の矢印線で明記したものであり、構成や接続関係に変化はない。なお、図3および図4では、アンテナ素子21_#1の信号系統についての信号の流れが破線の矢印線で示されている。
以下、図3、図4を用い、オフラインモードとオンラインモードの動作について、アンテナ素子21_#1の信号系統の調整を例に挙げて説明するが、他のアンテナ素子21_#2〜#Nの信号系統の調整についても同様である。
As an RF circuit transmission characteristic adjusting method for an array antenna according to this embodiment, three modes, an offline mode, an online mode, and an off-online mode, are prepared. Among these, the offline mode is a mode for performing initial adjustment at startup, and the online mode is a mode for performing adjustment while operating the system. FIG. 3 shows a signal propagation path for adjustment in the offline mode and FIG. 4 shows an adjustment in the online mode. 3 and 4 both show the signal flow in the basic configuration shown in FIG. 1 with dashed arrows, and there is no change in the configuration or connection relationship. 3 and 4, the signal flow for the signal system of the antenna element 21_ # 1 is indicated by a broken arrow line.
Hereinafter, the operations in the offline mode and the online mode will be described using the adjustment of the signal system of the antenna element 21_ # 1 as an example with reference to FIGS. 3 and 4. However, the signals of the other antenna elements 21_ # 2 to #N are described. The same applies to system adjustment.

オフラインモードでは、図3に示されるように、まずビーム制御器44で設定する重み係数をアンテナ素子21_#1だけを1、その他のアンテナ素子を全て0としてアンテナ素子21_#1からのみ送信信号が送信されるように設定する。さらに、副ユニット30のSW3を制御部17による制御の下でアレーアンテナユニット20の合成器23からの出力信号を選択するように切替える。これにより、図3のルートR1の信号経路が確立される。カプラ22により抽出されたアンテナ素子21_#1に入力直前の信号は、ルートR1上の合成器23、SW3およびフィーダケーブル54を経由して主ユニット40まで伝送されてDFT13に入力され、周波数領域の信号に変換された後にモニタ信号MONとしてレベル・位相検出器14に入力される。   In the offline mode, as shown in FIG. 3, first, the weighting factor set by the beam controller 44 is set to 1 only for the antenna element 21_ # 1, and all other antenna elements are set to 0. Set to be sent. Further, the SW3 of the sub unit 30 is switched to select the output signal from the combiner 23 of the array antenna unit 20 under the control of the control unit 17. Thereby, the signal path of the route R1 in FIG. 3 is established. The signal immediately before being input to the antenna element 21_ # 1 extracted by the coupler 22 is transmitted to the main unit 40 via the synthesizer 23, SW3 and the feeder cable 54 on the route R1, and is input to the DFT 13 to be transmitted in the frequency domain. After being converted to a signal, it is input to the level / phase detector 14 as a monitor signal MON.

また、主ユニット40のSW1を制御部17による制御の下でアンテナ素子21_#1の信号系統を選択するように切替える。これにより、図3のルートR2の信号経路が確立される。アンテナ素子21_#1に対応して設けられた乗算器45出力後の信号は、ルートR2上のIDFT11および遅延ユニット53を経由してDFT12に入力され、周波数領域の信号に変換された後に参照信号REFとしてレベル・位相検出器14に入力される。つまり、IDFT11で時間領域の信号に変換されてから遅延ユニット53で遅延時間が付加された後に、DFT12で周波数領域の信号に戻されて参照信号REFとなる。なお、オフラインモードでは、遅延ユニット53は、ルートR1経由の遅延時間を付加する。   Further, the SW1 of the main unit 40 is switched to select the signal system of the antenna element 21_ # 1 under the control of the control unit 17. Thereby, the signal path of the route R2 in FIG. 3 is established. The signal output from the multiplier 45 provided corresponding to the antenna element 21_ # 1 is input to the DFT 12 via the IDFT 11 and the delay unit 53 on the route R2, and is converted into a frequency domain signal, and then the reference signal. The signal is input to the level / phase detector 14 as REF. That is, after being converted into a time-domain signal by the IDFT 11, a delay time is added by the delay unit 53, and then the signal is returned to the frequency-domain signal by the DFT 12 to become the reference signal REF. In the offline mode, the delay unit 53 adds a delay time via the route R1.

レベル・位相検出器14は、その入力されたモニタ信号MONと参照信号REFを比較して、レベル差および位相差を検出する。これらのレベル差および位相差は、サブキャリアごとに検出される。次いで、レベル・位相制御器15は、レベル・位相検出器14の検出結果に基づき、レベル差および位相差が、ある所定の設定オフラインキャリブレーション値(計測データに基づきあらかじめ設定されている)になるように、補正係数を算出する。この補正係数はサブキャリアごとに算出される。そして、サブキャリアごとの補正係数がアンテナ素子21_#1に対応する各乗算器16で乗算器45出力後の信号に乗じられることにより、アンテナ素子21_#1の信号系統の周波数領域においてサブキャリアごとに信号のレベルおよび位相が補正される。
上記オフラインモードのキャリブレーション操作については、ビーム制御器44で設定する重み係数およびSW1を連動して切替えて、その他のアンテナ素子21の信号系統についても同様に行う。これにより、全アンテナ素子21の信号系統についての補正を行う。
なお、その他のオフラインモードのキャリブレーション方法として、SW1をあるアンテナ素子21_#nに固定し(つまり参照信号REFは当該アンテナ素子21_#nの信号に固定)、その他のアンテナ素子21について上記と同じ手順によりモニタ信号MONを得る方法がある。この方法では、まず、単一のアンテナ素子21から放射するようにアレーアンテナユニット20に信号を入力した場合の放射信号に対する合成器23の出力信号のレベル差および位相差を、全てのアンテナ素子21にわたって測定する。次いで、それら測定結果を基に、アンテナ素子21の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を、設定オフラインキャリブレーション値に補正する補正係数の算出を行う。ここでは、設定オフラインキャリブレーション値として相対的なレベル差および位相差を用いる。これによりオフラインキャリブレーションを実現する。
なお、上述した2通りのオフラインモードでは、アンテナ素子21の信号系統ごとに独立に補正係数を設定しているが、アンテナ素子21の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子21の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を求め、アンテナ素子21の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出するようにしてもよい。
The level / phase detector 14 compares the input monitor signal MON with the reference signal REF to detect a level difference and a phase difference. These level differences and phase differences are detected for each subcarrier. Next, based on the detection result of the level / phase detector 14, the level / phase controller 15 sets the level difference and the phase difference to a predetermined preset offline calibration value (preliminarily set based on measurement data). Thus, the correction coefficient is calculated. This correction coefficient is calculated for each subcarrier. Then, the correction coefficient for each subcarrier is multiplied by the signal output from the multiplier 45 by each multiplier 16 corresponding to the antenna element 21_ # 1, so that each subcarrier is obtained in the frequency domain of the signal system of the antenna element 21_ # 1. The signal level and phase are corrected.
The calibration operation in the off-line mode is similarly performed for the signal system of the other antenna elements 21 by switching the weighting factor and SW1 set by the beam controller 44 in conjunction with each other. As a result, the signal system of all antenna elements 21 is corrected.
As another offline mode calibration method, SW1 is fixed to a certain antenna element 21_ # n (that is, the reference signal REF is fixed to the signal of the antenna element 21_ # n), and the other antenna elements 21 are the same as described above. There is a method of obtaining the monitor signal MON by a procedure. In this method, first, the level difference and the phase difference of the output signal of the synthesizer 23 with respect to the radiation signal when the signal is input to the array antenna unit 20 so as to radiate from the single antenna element 21 are all the antenna elements 21. Measure over. Next, based on these measurement results, a correction coefficient for correcting the relative level difference and phase difference between the signal systems of the antenna element 21 to the set offline calibration value is calculated. Here, the relative level difference and phase difference are used as the set offline calibration values. This realizes off-line calibration.
In the two offline modes described above, the correction coefficient is set independently for each signal system of the antenna element 21, but the antenna element is based on the level difference and phase difference detected for each signal system of the antenna element 21. The relative level difference and phase difference between the 21 signal systems may be obtained, and a correction coefficient for correcting the relative level difference and phase difference between the signal systems of the antenna element 21 within a predetermined range may be calculated. .

一方、オンラインモードでは、図4に示されるように、まず副ユニット30のSW3を制御部17による制御の下で副ユニット30のSW2からの出力信号を選択するように切替える。また、ここではSW2を制御部17による制御の下でアンテナ素子21_#1に対応するカプラ31からの出力信号を選択するように切替える。これにより、図4のルートR3の信号経路が確立される。カプラ31により抽出されたアンテナ素子21_#1への入力信号は、ルートR3上のSW2、SW3およびフィーダケーブル54を経由して主ユニット40まで伝送されてDFT13に入力され、周波数領域の信号に変換された後にモニタ信号MONとしてレベル・位相検出器14に入力される。また、上記オフラインモードと同様にルートR2によって参照信号REFが生成されてレベル・位相検出器14に入力される。これにより、上記オフラインモードと同様にして、モニタ信号MONと参照信号REFに基づいてサブキャリアごとの補正係数が算出されて、アンテナ素子21_#1の信号系統の周波数領域におけるサブキャリアごとの信号のレベルおよび位相の補正が行われる。
上記オンラインモードのキャリブレーション操作については、SW1およびSW2を連動して切替えて、その他のアンテナ素子21の信号系統についても同様に行う。これにより、全アンテナ素子21の信号系統についての補正を行う。
なお、上述したオンラインモードでは、アンテナ素子21の信号系統ごとに独立に補正係数を設定しているが、アンテナ素子21の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子21の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出するようにしてもよい。
On the other hand, in the online mode, as shown in FIG. 4, first, SW3 of the sub unit 30 is switched to select an output signal from SW2 of the sub unit 30 under the control of the control unit 17. Further, here, SW2 is switched to select an output signal from the coupler 31 corresponding to the antenna element 21_ # 1 under the control of the control unit 17. Thereby, the signal path of the route R3 of FIG. 4 is established. The input signal to the antenna element 21_ # 1 extracted by the coupler 31 is transmitted to the main unit 40 via SW2, SW3 and the feeder cable 54 on the route R3, and input to the DFT 13 to be converted into a frequency domain signal. Is input to the level / phase detector 14 as a monitor signal MON. Similarly to the offline mode, the reference signal REF is generated by the route R 2 and input to the level / phase detector 14. Thus, similarly to the offline mode, a correction coefficient for each subcarrier is calculated based on the monitor signal MON and the reference signal REF, and the signal for each subcarrier in the frequency domain of the signal system of the antenna element 21_ # 1 is calculated. Level and phase correction is performed.
The calibration operation in the online mode is similarly performed for the signal system of the other antenna elements 21 by switching between SW1 and SW2. As a result, the signal system of all antenna elements 21 is corrected.
In the above-described online mode, the correction coefficient is set independently for each signal system of the antenna element 21, but the signal of the antenna element 21 is based on the level difference and phase difference detected for each signal system of the antenna element 21. You may make it calculate the correction coefficient which correct | amends the relative level difference and phase difference between systems within the predetermined range.

最後に、オフ−オンラインモードとは、まずオフラインモードでキャリブレーションを行い、レベル・位相検出器14での検出値と、設定オフラインキャリブレーション値との誤差が、ある所定の許容条件を満たす場合にオンラインモードに切替え、切替え直後の検出値を上記した設定オンラインキャリブレーション値として設定し、オンラインキャリブレーションを実行するモードである。   Finally, the off-on-line mode is a case where calibration is first performed in the off-line mode, and an error between the detection value at the level / phase detector 14 and the set off-line calibration value satisfies a certain permissible condition. In this mode, the mode is switched to the online mode, the detection value immediately after the switching is set as the above-described set online calibration value, and the online calibration is executed.

上述したように本実施形態によれば、キャリブレーション専用信号源および復調器を用いることなく、送信信号のみにより、アレーアンテナへ伝送される送信信号の伝送特性を調整するものであり、このことによりコスト削減、ならびに調整が伝送品質に影響を与えないといった利点を持つ。また、初期調整は勿論のこと、運用中にも調整が可能となるため、メンテナンスに柔軟性を持たせることができる。   As described above, according to the present embodiment, the transmission characteristic of the transmission signal transmitted to the array antenna is adjusted only by the transmission signal without using the calibration dedicated signal source and the demodulator. There is an advantage that cost reduction and adjustment do not affect transmission quality. In addition to the initial adjustment, the adjustment can be performed during operation, so that the maintenance can be flexible.

さらに、図1に示されるようにSW1、レベル・位相検出器14、レベル・位相制御器15およびN個のアンテナ素子ごとの乗算器16からなる調整部は、OFDM方式のL個のサブキャリアの各々に対応してL個の組が設けられる。これにより、サブキャリアごとのレベルおよび位相の調整を行うことができる。   Further, as shown in FIG. 1, the adjustment unit including SW1, the level / phase detector 14, the level / phase controller 15 and the multiplier 16 for each of the N antenna elements is used for the L subcarriers of the OFDM system. L sets are provided corresponding to each. As a result, the level and phase of each subcarrier can be adjusted.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.

本発明の一実施形態に係るアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置1を備えた無線装置100の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radio | wireless apparatus 100 provided with the RF circuit transmission characteristic adjustment apparatus 1 for array antennas concerning one Embodiment of this invention. OFDM方式を用いた無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the radio | wireless communications system using an OFDM system. 本発明の一実施形態に係るオフラインモードでの調整の際の信号伝播経路を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the signal propagation path | route in the case of adjustment in offline mode which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るオンラインモードでの調整の際の信号伝播経路を説明するために引用した図である。It is the figure quoted in order to demonstrate the signal propagation path | route in the case of adjustment in the online mode which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…アレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置、11,42…逆離散フーリエ変換器(IDFT)、12,13…離散フーリエ変換器(DFT)、14…レベル・位相検出器、15…レベル・位相制御器、16,45…乗算器、17…制御部、20…アレーアンテナユニット、21…アンテナ素子、22,31…方向性結合器(カプラ)、23…合成器、30…副ユニット、40…主ユニット、41…シリアル−パラレル変換器、43…分配器、44…ビーム制御器、51,54…フィーダケーブル、52…アンプ、53…遅延ユニット、100…無線装置、SW1,SW2,SW3…スイッチ


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... RF circuit transmission characteristic adjustment apparatus for array antennas 11, 42 ... Inverse discrete Fourier transform (IDFT), 12, 13 ... Discrete Fourier transform (DFT), 14 ... Level / phase detector, 15 ... Level / phase Control unit, 16, 45 ... multiplier, 17 ... control unit, 20 ... array antenna unit, 21 ... antenna element, 22,31 ... directional coupler (coupler), 23 ... combiner, 30 ... sub unit, 40 ... Main unit, 41 ... serial-parallel converter, 43 ... distributor, 44 ... beam controller, 51,54 ... feeder cable, 52 ... amplifier, 53 ... delay unit, 100 ... wireless device, SW1, SW2, SW3 ... switch


Claims (10)

複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナの前記アンテナ素子ごとに送信信号の振幅および位相を操作するとともに、所定複数のサブキャリアに送信データを展開して周波数分割多重する無線装置におけるアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置であって、
前記周波数分割多重後に時間領域に変換されRF回路を経由して前記アンテナ素子に供給される送信信号を、前記RF回路経由後に抽出する信号抽出手段と、
前記抽出された信号を周波数領域の信号に変換する第1の離散フーリエ変換手段と、
前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって振幅および位相を補正する前の前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号を、時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換手段と、
前記逆離散フーリエ変換手段出力後の信号に対して、前記抽出された信号に時間的に合わせる遅延を付加する遅延付加手段と、
前記遅延付加手段出力後の信号を周波数領域の信号に変換する第2の離散フーリエ変換手段と、
前記第1および第2の離散フーリエ変換手段からの各々の出力信号を比較して振幅差および位相差を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に応じて、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号に対し、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とするアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置。
RF circuit transmission for an array antenna in a radio apparatus that manipulates the amplitude and phase of a transmission signal for each antenna element of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and expands transmission data to a predetermined plurality of subcarriers to perform frequency division multiplexing A characteristic adjusting device,
A signal extraction means for extracting a transmission signal converted into the time domain after the frequency division multiplexing and supplied to the antenna element via an RF circuit;
First discrete Fourier transform means for transforming the extracted signal into a frequency domain signal;
Inverse discrete Fourier transform means for transforming the frequency domain transmission signal at the time of frequency division multiplexing after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element and before correcting the amplitude and phase into a time domain signal When,
A delay adding means for adding a delay time-synchronized with the extracted signal to the signal after the output of the inverse discrete Fourier transform means;
Second discrete Fourier transform means for transforming the signal after the delay adding means output into a frequency domain signal;
Detecting means for comparing each output signal from the first and second discrete Fourier transform means to detect an amplitude difference and a phase difference;
The amplitude of the transmission signal for each antenna element after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element and the frequency domain transmission signal at the time of the frequency division multiplexing according to the detection result of the detection means And correction means for correcting the phase;
An RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna, comprising:
前記RF回路経由後に抽出された前記アンテナ素子ごとの信号を一系統の信号に切替する第1の信号切替手段と、
前記周波数分割多重時の周波数領域の前記アンテナ素子ごとの送信信号を一系統の信号に切替する第2の信号切替手段とを備え、
前記第1の離散フーリエ変換手段には、前記第1の信号切替手段で切替後の信号が入力され、
前記逆離散フーリエ変換手段には、前記第2の信号切替手段で切替後の信号が入力される、
ことを特徴とする請求項1に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置。
First signal switching means for switching the signal for each antenna element extracted after passing through the RF circuit to a signal of one system;
A second signal switching means for switching a transmission signal for each antenna element in the frequency domain at the time of the frequency division multiplexing to a signal of one system;
The signal after switching by the first signal switching unit is input to the first discrete Fourier transform unit,
The inverse discrete Fourier transform means receives the signal after switching by the second signal switching means.
The RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna according to claim 1.
前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果ごとにレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置。
Control means for detecting the amplitude difference and the phase difference for each signal system of the antenna element and controlling to calculate a correction coefficient for making the level difference and the phase difference within a predetermined range for each detection result of the antenna element ,
The apparatus for adjusting the RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 1 or 2.
一の前記アンテナ素子のみの送信信号を前記第2の信号切替手段で選択し、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果に基づき、アンテナ素子の信号系統間のレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置。
The transmission signal of only one of the antenna elements is selected by the second signal switching means, the amplitude difference and the phase difference are detected for each signal system of the antenna element, based on the detection result of each antenna element, Control means for controlling so as to calculate a correction coefficient that brings the level difference and phase difference between the signal systems of the antenna elements within a predetermined range;
The apparatus for adjusting the RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 1 or 2.
前記補正手段は、前記アンテナ素子の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を求め、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整装置。
The correction means obtains a relative level difference and phase difference between the signal systems of the antenna elements based on the level difference and phase difference detected for each signal system of the antenna elements, and compares the relative between the signal systems of the antenna elements. A correction coefficient for correcting a level difference and a phase difference within a predetermined range,
The RF circuit transmission characteristic adjusting device for an array antenna according to claim 1 or 2.
複数のアンテナ素子から成るアレーアンテナの前記アンテナ素子ごとに送信信号の振幅および位相を操作するとともに、所定複数のサブキャリアに送信データを展開して周波数分割多重する無線装置におけるアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法であって、
前記周波数分割多重後に時間領域に変換されRF回路を経由して前記アンテナ素子に供給される送信信号を、前記RF回路経由後に抽出する信号抽出過程と、
前記抽出された信号を周波数領域の信号に変換する第1の離散フーリエ変換過程と、
前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって振幅および位相を補正する前の前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号を、時間領域の信号に変換する逆離散フーリエ変換過程と、
前記逆離散フーリエ変換後の信号に対して、前記抽出された信号に時間的に合わせる遅延を付加する遅延付加過程と、
前記遅延付加後の信号を周波数領域の信号に変換する第2の離散フーリエ変換過程と、
前記第1および第2の離散フーリエ変換過程による各々の変換後の信号を比較して振幅差および位相差を検出する検出過程と、
前記検出結果に応じて、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相の操作後であって前記周波数分割多重時の周波数領域の送信信号に対し、前記アンテナ素子ごとの送信信号の振幅および位相を補正する補正過程と、
を含むことを特徴とするアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法。
RF circuit transmission for an array antenna in a radio apparatus that manipulates the amplitude and phase of a transmission signal for each antenna element of an array antenna composed of a plurality of antenna elements, and expands transmission data to a predetermined plurality of subcarriers to perform frequency division multiplexing A characteristic adjustment method,
A signal extraction process for extracting a transmission signal converted into the time domain after the frequency division multiplexing and supplied to the antenna element via an RF circuit;
A first discrete Fourier transform process for transforming the extracted signal into a frequency domain signal;
An inverse discrete Fourier transform process for converting a frequency domain transmission signal at the time of the frequency division multiplexing after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element and before correcting the amplitude and phase into a time domain signal When,
A delay adding step of adding a delay that matches the extracted signal in time to the signal after the inverse discrete Fourier transform;
A second discrete Fourier transform process for transforming the delayed signal to a frequency domain signal;
A detection process for detecting an amplitude difference and a phase difference by comparing the signals after the respective transformations by the first and second discrete Fourier transform processes;
Depending on the detection result, the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element after the operation of the amplitude and phase of the transmission signal for each antenna element and with respect to the transmission signal in the frequency domain at the time of frequency division multiplexing. Correction process to correct,
An RF circuit transmission characteristic adjustment method for an array antenna, comprising:
前記RF回路経由後に抽出された前記アンテナ素子ごとの信号を一系統の信号に切替する第1の信号切替過程と、
前記周波数分割多重時の周波数領域の前記アンテナ素子ごとの送信信号を一系統の信号に切替する第2の信号切替過程とをさらに有し、
前記第1の離散フーリエ変換過程には、前記第1の信号切替過程で切替後の信号が入力され、
前記逆離散フーリエ変換過程には、前記第2の信号切替過程で切替後の信号が入力される、
ことを特徴とする請求項6に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法。
A first signal switching process for switching a signal for each antenna element extracted after passing through the RF circuit to a signal of a single system;
A second signal switching step of switching a transmission signal for each antenna element in the frequency domain at the time of the frequency division multiplexing to a signal of one system;
In the first discrete Fourier transform process, the signal after switching in the first signal switching process is input,
In the inverse discrete Fourier transform process, a signal after switching in the second signal switching process is input.
The method for adjusting the RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 6.
前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果ごとにレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御過程、
をさらに有することを特徴とする請求項6又は7に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法。
A control process for detecting the amplitude difference and the phase difference for each signal system of the antenna element, and controlling to calculate a correction coefficient for making the level difference and the phase difference within a predetermined range for each detection result of the antenna element ,
The method for adjusting the RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 6 or 7, further comprising:
一の前記アンテナ素子のみの送信信号を前記第2の信号切替過程で選択し、前記アンテナ素子の信号系統ごとに前記振幅差および位相差の検出を行い、該各アンテナ素子の検出結果に基づき、アンテナ素子の信号系統間のレベル差および位相差を所定範囲内にする補正係数を算出するように制御する制御過程、
をさらに有することを特徴とする請求項6又は7に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法。
The transmission signal of only one antenna element is selected in the second signal switching process, the amplitude difference and the phase difference are detected for each signal system of the antenna element, and based on the detection result of each antenna element, A control process for controlling so as to calculate a correction coefficient that brings a level difference and a phase difference between signal systems of the antenna elements within a predetermined range;
The method for adjusting the RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 6 or 7, further comprising:
前記補正過程において、前記アンテナ素子の信号系統ごとに検出したレベル差および位相差に基づき、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を求め、アンテナ素子の信号系統間の相対的なレベル差および位相差を所定範囲内に補正する補正係数を算出する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のアレーアンテナ用RF回路伝送特性調整方法。
In the correction process, a relative level difference and a phase difference between the signal systems of the antenna elements are obtained based on a level difference and a phase difference detected for each signal system of the antenna elements. A correction coefficient for correcting a level difference and a phase difference within a predetermined range,
8. The method of adjusting RF circuit transmission characteristics for an array antenna according to claim 6 or 7.
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