ブロードバンド通信アレーアンテナ用低域ループ制御自律ビームフォーミング方式の検討

摘要

自律ビームフォーミングは，アレーアンテナの各素子で受信した信号からディジタル信号処理により位相差を抽出し，その情報を基に信号到来方向にメインビームを形成するものである．ブロードバンド通信への適用を考えると，アンテナ素子数分の広帯域信号を受信·信号処理する必要があり，実現が難しかった［1］．本稿では，広帯域な受信信号の低域成分からのみ位相抽出しビーム制御する低域ループ制御自律ビームフォーミング方式を提案する．ビーム制御ループは低速な回路で実現できるため，提案方式を用いることでブロードバンド通信においても，実現が容易な性能のADC（Analog-to-Digital Converter）やDSP（Digital Signal Processor）で自律ビームフォーミングを行うことが出来る．アンテナ素子数をn，低域成分の帯域を信号帯域の1／mとすると，従来の自律ビームフォーミング方式であるディジタルビームフォーミング（DBF）方式に比べ，ADCにおける消費電力を1/nに，DSPの処理速度を1／mに低減可能であることを示した．計算機シミュレーションによる検証を行い，信号の移相·合成が正しく行われることを確認した．