JP2014059156A - Antenna test device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、アンテナ特性を評価するためのアンテナ試験に使用するアンテナ試験装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an antenna test apparatus used for an antenna test for evaluating antenna characteristics.
一般に、ダイポールアンテナ等のアンテナを備える無線通信機器にあっては、その使用に際してアンテナ特性を評価するためのアンテナ試験が行われている。このアンテナ試験は、屋外で実施する場合と屋内で実施する場合がある。 In general, in a wireless communication device including an antenna such as a dipole antenna, an antenna test for evaluating antenna characteristics is performed when the wireless communication device is used. This antenna test may be performed outdoors or indoors.
屋外の場合のアンテナ試験では、実際に屋外に被測定アンテナを設置して、いわゆるフィールド試験により被測定アンテナから電磁波を放射させ、任意の地点でその放射電磁波を受信し、その受信電力の測定結果からアンテナ特性を評価する手法がとられている。 In the outdoor antenna test, the antenna to be measured is actually installed outdoors, the electromagnetic wave is radiated from the antenna to be measured by a so-called field test, the radiated electromagnetic wave is received at an arbitrary point, and the measurement result of the received power Therefore, a method for evaluating antenna characteristics is used.
但し、屋外で電波を放射する場合は、電波法第38条の2第1項の規定により、登録証明機関に小規模な無線局に使用するための登録申請を行い、総務大臣から無線設備の技術基準適合証明を受ける必要がある。このため、設計段階での性能把握においてアンテナ特性の評価を要する場合には、設計が変更されるたびに登録申請の手続きを行う必要があり、非常に煩雑な作業となってしまう。
However, when radiating radio waves outdoors, in accordance with the provisions of Article 38-2,
一方、屋内の場合のアンテナ試験では、例えば、電波無反射室内に評価対象となる被測定アンテナを配置し、被測定アンテナから電磁波を放射させる。そして、その放射された電磁波を被測定アンテナに対向するように配置された、電波プローブと称される受信アンテナにより受信し、受信電力の測定結果をネットワークアナライザによって解析し、その解析結果からアンテナ特性を評価する手法がとられている。 On the other hand, in an antenna test for indoor use, for example, an antenna under measurement to be evaluated is placed in a radio wave non-reflective room, and electromagnetic waves are radiated from the antenna under measurement. The radiated electromagnetic wave is received by a receiving antenna called a radio probe, which is arranged so as to face the antenna to be measured, and the measurement result of the received power is analyzed by a network analyzer. The method of evaluating is taken.
しかしながら、屋内でアンテナ試験を行う場合は、被測定アンテナの放射電磁波が外部に漏れないように、電波無反射室に被測定アンテナを配置しなければならず、非常に大がかりな評価設備が必要になってしまう。 However, when performing an antenna test indoors, the antenna to be measured must be placed in a radio wave non-reflective chamber so that the radiated electromagnetic waves of the antenna to be measured do not leak to the outside, and very large evaluation equipment is required. turn into.
以上のように、アンテナ特性を評価するためのアンテナ試験において、屋外では、設計が変更されるたびに電磁波放射の許可を受ける手続きが必要であるため、非常に煩雑な作業となってしまう。また、屋内では、電波無反射室等の設備が必要となるため、製造後のアンテナ特性の評価を行う際、非常に大がかりな設備が必要になる。 As described above, in an antenna test for evaluating antenna characteristics, a procedure for receiving permission for electromagnetic wave radiation is required outdoors every time the design is changed, which is a very complicated operation. In addition, indoor facilities such as a radio wave non-reflective chamber are required, and therefore, very large facilities are required when evaluating antenna characteristics after manufacturing.
そこで、目的は、被測定アンテナの特性を試験するための電磁波放射を比較的簡単に遮蔽して実施することができ、これによってアンテナ特性を容易に測定・評価することが可能なアンテナ試験装置を提供することにある。 Therefore, an object is to provide an antenna test apparatus that can perform electromagnetic wave radiation for testing the characteristics of the antenna under measurement relatively easily, and can easily measure and evaluate the antenna characteristics. It is to provide.
本実施形態によれば、アンテナ試験装置は、被試験アンテナの特性を評価するための測定を行う装置であって、信号生成手段と、導波管と、受信手段と、測定手段とを具備する。前記信号生成手段は、被試験アンテナから放射するための信号を生成するもので、前記生成した信号は前記被試験アンテナに送られる。前記導波管はE面とH面を有する矩形型で、一方の端部に前記被試験アンテナをその電界ベクトルの方向が前記E面と平行となるように配置し、他方の端部に前記被試験アンテナに対向するように前記受信手段を配置する。前記受信手段は、前記被試験アンテナから放射され、前記導波管内部を伝搬する信号を受信する。測定手段は、前記受信手段で受信された信号の放射電力、及び位相を測定する。 According to this embodiment, the antenna test apparatus is an apparatus that performs measurement for evaluating the characteristics of the antenna under test, and includes a signal generation unit, a waveguide, a reception unit, and a measurement unit. . The signal generating means generates a signal for radiating from the antenna under test, and the generated signal is sent to the antenna under test. The waveguide has a rectangular shape having an E plane and an H plane, and the antenna under test is arranged at one end so that the direction of the electric field vector is parallel to the E plane, and the antenna is at the other end. The receiving means is arranged so as to face the antenna under test. The receiving means receives a signal radiated from the antenna under test and propagating inside the waveguide. The measuring means measures the radiated power and phase of the signal received by the receiving means.
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るアンテナ試験装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、被試験アンテナ11の例として、高周波モジュールMを備えるダイポールアンテナAの特性を測定し評価する場合について説明する。ここで、高周波モジュールMは、入力される高周波信号の増幅、検波、及び変復調を行ってダイポールアンテナAに送出するものである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the antenna test apparatus according to the first embodiment. In the present embodiment, as an example of the antenna under
図1に示すように、本実施形態のアンテナ試験装置は、信号生成装置12と、導波管13と、反射板14と、受信装置15と、測定器16とを備える。
As shown in FIG. 1, the antenna test apparatus of the present embodiment includes a
信号生成装置12は、ダイポールアンテナAから放射するための試験用高周波信号(以下、試験信号)を生成するもので、ここで生成された試験信号は高周波モジュールMへ伝送される。また、信号生成装置10は、試験内容に応じて、高周波モジュールMのパラメータを適宜制御する機能を備える。
図2は、図1に示すダイポールアンテナAが配置される側の導波管13内部構造を示す斜視図である。図2において、導波管13は、E面とH面を有する矩形型である。ダイポールアンテナAは、印刷配線基板A1の表裏面にストリップラインによるアンテナパターンA2,A3を形成したもので、その放射電磁波の電界ベクトルが導波管のE面と平行となるように、基板A1全体が導波管13の端面から切り込まれるように挿通されて導波管13と一体化される。
The
FIG. 2 is a perspective view showing the internal structure of the
このように基板A1が一体的に形成された後、導波管13の端部全体には反射板14が取り付けられる。ここで、反射板14の一部には、基板A1のアンテナパターンA2,A3を導波管13の外部に導出する開口を有する。開口から導波管13の外部に導出されたアンテナパターンA2,A3は図1に示す高周波モジュールMに接続される。上記導波管13の他方の端部には、図示しないが、ダイポールアンテナAと対向するように、アンテナAから放射される電磁波を受信する受信装置15が配置される。
After the substrate A1 is integrally formed in this way, the
すなわち、導波管13は、ダイポールアンテナAから試験信号が電磁波となって放射される。このとき、導波管13の内部では、放射電磁波の電界ベクトルが導波管のE面と平行になるようにダイポールアンテナAを配置しているため、図3に示すように、ダイポールアンテナAから放射される電磁波の電界ベクトルの向きは、導波管13内を伝搬する電磁波の電界ベクトルの向きと同一となり、放射された電磁波は受信装置15へ伝搬するようになる。
That is, the
上記受信装置15で受信された試験信号は測定器16に送られる。測定器16は、受信部15により受信された信号の放射電力、及び位相を測定するもので、その測定結果はアンテナ特性として評価される。
The test signal received by the
上記構成によれば、導波管内部でアンテナ放射電磁波を伝搬させ受信することができるので、電波無反射室のような大かがりな設備を利用せずにアンテナ特性の測定・評価を実現することができる。 According to the above configuration, antenna radiated electromagnetic waves can be propagated and received inside the waveguide, so that antenna characteristics can be measured and evaluated without using large equipment such as a radio wave non-reflective chamber. Can do.
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係るアンテナ試験装置として、導波管13におけるアンテナ印刷形成基板の取り付け部分の構造を示す断面図である。なお、アンテナ試験装置の全体構成については、第1の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the mounting portion of the antenna print forming substrate in the
この実施形態では、図4に示すように、導波管13の管内にインピーダンス整合用として容量性の突条部131を形成し、アンテナから放射される電磁波の電界と磁界との比を合わせる。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, a
これにより、ダイポールアンテナAから受信装置15までの電磁波伝搬経路のインピーダンスが整合され、アンテナAから伝搬される電磁波を受信装置15へ円滑に導くことが可能となる。
Thereby, the impedance of the electromagnetic wave propagation path from the dipole antenna A to the
(第3の実施形態)
図5は、第3の実施形態に係るアンテナ試験装置として、導波管13におけるアンテナ印刷形成基板の取り付け部分の構造を示す断面図である。なお、アンテナ試験装置の全体構成については、第1の実施形態、及び第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the mounting portion of the antenna print forming substrate in the
この実施形態では、図5に示すように、導波管13の端部の外壁と内壁との間に幅π/2、深さπ/2の溝によるチョーク132を形成し、導波管13と反射板14との接触により生じる電磁波の伝搬ロスを低減する。これにより、導波管13と反射板14とを強固に接触させるための機構等を必要とせず、簡素なネジ留め等により十分な性能を得ることができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, a
以上のように、上記実施形態において、導波管13の内部では、ダイポールアンテナAから放射される電磁波の電界ベクトルの向きと伝搬する電磁波の電界ベクトルの向きとが同一となる。これにより、ダイポールアンテナAから放射された試験信号を受信装置15へ伝搬することができる。すなわち、ダイポールアンテナAから放射された試験信号を受信装置15へ伝搬することができるため、測定器16により受信装置15の受信信号の放射電力、及び位相を測定することで、アンテナの特性を評価することができる。よって、電波無反射室等の大がかりな設備を必要とせず、アンテナの特性を簡素な装置で評価することが可能なアンテナ試験装置を提供することができる。
As described above, in the above-described embodiment, the direction of the electric field vector of the electromagnetic wave radiated from the dipole antenna A and the direction of the electric field vector of the propagating electromagnetic wave are the same inside the
なお、上記実施形態では、被試験アンテナ11の例として、高周波モジュールMを備えるダイポールアンテナAの特性を測定し評価する場合について説明したが、高周波モジュールMを含まないダイポールアンテナA単体を被試験アンテナ11とする場合には、信号生成装置12から直接ダイポールアンテナAへ試験信号を伝送する構成とすればよい。また、被試験アンテナ11は、ダイポールアンテナに限らず、種々の構造によるアンテナであっても同様に実施可能である。
In the above embodiment, as an example of the antenna under
また、図1では、信号生成装置12と測定器16とが分離されている構成を示しているが、これらを例えば、ベクトルネットワークアナライザ等、一つの計測器に置き換えた構成としてもよい。
1 shows a configuration in which the
以上、実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although embodiment was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.
11…被試験アンテナ、12…信号生成装置、13…導波管、131…突条部、132…チョーク、15…受信部、16…測定器、A…ダイポールアンテナ、A1…印刷配線基板、A2,A3…アンテナパターン、M…高周波モジュール。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被試験アンテナから放射するための試験信号を生成する信号生成手段と、
E面とH面を有する矩形型で、一方の端部に前記被試験アンテナをその電界ベクトルの方向が前記E面と平行となるように配置してなる導波管と、
前記導波管の他方の端部に前記被試験アンテナに対向するように配置され、前記被試験アンテナから放射された試験信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信された試験信号の放射電力及び位相を測定する測定手段と
を具備することを特徴とするアンテナ試験装置。 In an antenna test apparatus that performs measurements to evaluate the characteristics of the antenna under test,
Signal generating means for generating a test signal for radiating from the antenna under test;
A waveguide having a rectangular shape having an E-plane and an H-plane, wherein the antenna under test is arranged at one end so that the direction of the electric field vector is parallel to the E-plane;
Receiving means for receiving a test signal radiated from the antenna under test, disposed at the other end of the waveguide so as to face the antenna under test;
An antenna test apparatus comprising: a measurement unit that measures a radiation power and a phase of a test signal received by the reception unit.
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WO2022137364A1 (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 株式会社Qps研究所 | Connection adapter and horn antenna measurement device |
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