JP2003018067A - アンテナ放射指向性測定方法及び装置 - Google Patents

アンテナ放射指向性測定方法及び装置

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JP2003018067A
JP2003018067A JP2001202265A JP2001202265A JP2003018067A JP 2003018067 A JP2003018067 A JP 2003018067A JP 2001202265 A JP2001202265 A JP 2001202265A JP 2001202265 A JP2001202265 A JP 2001202265A JP 2003018067 A JP2003018067 A JP 2003018067A
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Shingo Nishitani
新悟 西谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バースト状に電波を発射するアンテナの放射
指向性を精度よく測定するアンテナ放射指向性測定方法
及び測定装置を提案する。 【解決手段】 バースト状に発射される電波に乗せられ
ている同期データから次回の電波発射タイミングを予知
し、各電波発射タイミング毎に測定ゲート信号を生成
し、この測定ゲート信号により検波部16をゲート信号
区間のみ動作させて受信信号が存在する区間だけ検波動
作を実行させ、無信号区間を含むことなく検波動作を実
行させ、精度の良い検波信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば携帯電
話機などのアンテナから放射される電波の放射指向性を
測定するアンテナ放射指向性測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アンテナの放射指向性を測定するには一
般に被測定アンテナとプローブアンテナとの間の距離を
遠方界領域と呼ばれる距離まで離して測定が行われてい
る。被測定アンテナとプローブアンテナとの間の距離が
長くなるに伴って、周囲からの反射による影響を受ける
ため、一般には電波暗室内で測定が行われる。従って、
比較的広い空間を持つ電波暗室が必要となり、アンテナ
の放射指向性を測定するために大きな設備投資が要求さ
れる。
【0003】この不都合を解消するために当出願人は
「特願2000−175178号」により極近傍界にお
ける電磁界分布を測定して遠方界領域における放射指向
性を演算により求めるアンテナの放射指向性測定装置を
提案した。先に提案したアンテナの放射指向性測定装置
によれば、近傍界領域測定と近傍界/遠方界変換理論を
用いることで所要空間を狭くすることができる。また、
電波暗室のような特別な部屋を必要とせずに容易にアン
テナの評価を可能とすることができた。被測定物の近傍
界を測定する方法としては主に3方式(平面走査方式、
円筒走査方式、球面走査方式)がある。どの方式を採る
かは被測定物の特性や求めたい結果により選択される。
測定した走査データ(位置情報、振幅情報、位相情報)
を演算処理して遠方界に変換することで放射特性が求め
られる。尚、近傍界領域とは放射エネルギーの角度に対
する分布がアンテナからの距離で変化する領域と定義さ
れ、遠方界領域とは放射エネルギーの角度に対する分布
がアンテナからの距離で変化しない領域と定義されてい
る。
【0004】図4に先に提案したアンテナの放射指向性
測定装置の概略の構成を示す。図中10は被測定アンテ
ナを示す。図4に示す例では携帯端末に装備しているア
ンテナの場合を示す。11は被測定アンテナ10に対し
て一定の距離に固定して配置した固定アンテナ、12は
プローブアンテナとして作用する走査アンテナ、13A
はこの走査アンテナ12の位置を移動させる走査装置、
13Bは走査装置13Aに連動して走査アンテナ12の
位置情報(座標データ)を発信する位置情報発信器、1
4A、14Bはそれぞれ周波数選択・周波数変換器、1
5は乗算部、16は検波部、17は演算処理部、18は
レベル検出部、19は表示部をそれぞれ示す。
【0005】走査アンテナ12で受信された受信信号
(振幅をA、位相をθAとする)は周波数選択・周波数
変換器14Bで中間周波信号IFに変換される。同様に
固定アンテナ11で受信した受信信号(振幅をB、位相
をθBとする)は周波数選択・周波数変換器14Aで中
間周波信号に変換される。中間周波信号IFに変換され
た走査信号(走査アンテナ12で受信された信号)と固
定信号(固定アンテナで受信された信号)は乗算部15
で乗算される。乗算部15の出力信号の位相は走査信号
と固定信号の位相差(θA−θB)に比例した情報を持
っており、検波部16により参照信号に対して相対的な
位相情報と、乗算された振幅情報(A・B)を得ること
ができる。
【0006】乗算された振幅情報(A・B)は固定信号
の振幅Bで除算され、所望の走査信号の受信振幅Aを得
る。従って、観測面上を走査アンテナ12で走査するこ
とにより、被測定アンテナ10の放射電界又は放射磁界
の分布(位相分布、振幅分布)が得られる。この電磁界
分布からアンテナの解析に必要なパラメータ(放射指向
性、電流分布、推定放射分布等)を乗算する。尚、詳し
くは先願「特願2000−175178号」を参照のこ
と。ここで2つの周波数選択・周波数変換器14A、1
4Bと、乗算部15と、検波部16は共通の基準信号源
20より出力される基準信号cfにより完全に同期して
いるものとする。また被測定アンテナ10が外部から供
給している信号を発信している場合は固定アンテナ11
の代わりにその供給信号を分岐し、周波数選択・周波数
変換器14Aへ入力してもよい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】被測定対象物が携帯電
話、PHSなどの端末機器の場合、通信方式としてTD
MA方式が採られているため、電波の放出はバースト状
(間欠的なデジタル変調信号)であるため、図5に示す
ように、バースト周期Aの整数倍の時間Tを測定時間と
定め、この測定時間Tの時間の範囲で予め設定したN個
のバースト波を検波し、その複数回の検波値の平均値を
求めて出力値としている。従って、測定が可能な電波は
バースト周期が一定の電波に限られてしまう欠点があ
る。また、バースト状のデジタル信号であるため、各バ
ースト周期Aの各間の無信号区間も検波部16は検波動
作を継続し、演算処理部17はその検波出力データを取
り込んでしまうため測定精度が低下する欠点がある。
【0008】携帯電話器のような携帯端末機ではある特
殊なモードに設定することにより、連続波を発信させる
ことも可能である。然し乍ら、バースト状に電波を発振
させることを前提として設計されているから連続発信動
作モードに設定し、この状態をある時間以上維持すると
発熱量が増大し、熱のために携帯電話機或はPHS等の
携帯端末を構成する半導体素子などが不良に至る危険が
ある。このために通常の実用状態と同じバースト状の電
波を発信するモードで動作させている状態でアンテナの
放射指向性の測定を実行する必要がある。
【0009】この発明の目的はバースト状に電波を発射
するアンテナでも精度良く指向性を測定することができ
るアンテナ放射指向性測定装置を提供しようとするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明による請求項1
では、バースト状に電波を発射するアンテナの放射指向
性を測定するアンテナ放射指向性測定方法において、発
射された電波に乗せられている次回の電波発射タイミン
グを表す同期データを抽出し、この同期データにより次
回の電波発射期間に、その電波の検波動作を実行し、無
信号区間では検波動作を禁止するアンテナ放射指向性測
定方法を提案する。この発明の請求項2では、被測定ア
ンテナの位置に対して走査アンテナの位置を相対的に変
化させる走査装置と、走査装置で走査される走査アンテ
ナの走査位置を表す座標信号を発信する位置情報発信器
と、被測定アンテナから一定距離に配置された固定アン
テナと、走査アンテナと固定アンテナに誘起される信号
の周波数を中間周波信号に変換する一対の周波数変換器
と、この一対の周波数変換器が出力する中間周波信号を
乗算する乗算部と、この乗算部で乗算した乗算結果を検
波する検波部と、この検波部が出力する干渉複素データ
と、位置情報発信器が出力する位置情報が入力されて被
測定アンテナの放射指向性を演算する演算処理部と、こ
の演算処理部の演算結果を表示する表示部と、固定アン
テナに誘起される信号を周波数変換した中間周波信号か
ら被測定アンテナから発射される電波に含まれる信号を
復調する復調部と、この復調部の復調データから同期デ
ータを抽出する同期データ抽出部と、同期データ抽出部
で抽出した同期データにより次の電波発射タイミングに
同期して測定ゲート信号を生成し、検波部に印加する測
定ゲート信号生成部によって構成したアンテナ放射指向
性測定装置を提案する。
【0011】作用この発明の構成によれば、復調部と同
期データ抽出部を設けたことにより復調部で各タイミン
グ毎に発信される電波に乗せられて到来する各種のデー
タ(本来伝送すべき音声データ又は文字データ等と、制
御データ)を復調することにより、各データ列の中から
次の電波の発射タイミングを表す同期データを抽出する
ことができる。この同期データを抽出し、この同期デー
タを測定ゲート信号生成部23に入力することにより、
測定ゲート信号生成部23から、次の電波の発射タイミ
ングに合わせて測定ゲート信号を生成することができ
る。
【0012】この測定ゲート信号を次の電波発射タイミ
ングに合わせて検波部16に送り込むことにより、検波
部16はこの測定ゲート信号の印加期間だけ検波動作を
実行させることができる。また、演算処理部17は検波
部16が検波動作した期間に出力される検波結果だけを
取り込み、無信号区間では検波出力の取り込みを禁止さ
せることができる。この結果、演算処理部17では無信
号期間の検波データを含むことなく演算処理を行うこと
ができるため、その演算結果の精度を向上させることが
できる利点が得られる。また、電波の発射毎に、次の電
波の発射タイミングを予知することができるから、電波
の発射周期が一定でない場合にも測定が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1にこの発明によるアンテナ放
射指向性測定装置の一実施例を示す。図4と対応する部
分には同一符号を付して説明する。この発明の特徴とす
る構成は固定アンテナ11で受信した固定信号を中間周
波信号IFに変換する周波数選択・周波数変換器14A
の出力側に復調部21を設け、この復調部21で復調し
たデータの中から同期データ抽出部22は同期データを
抽出し、この同期データにより次の電波の発射タイミン
グで検波部16に検波動作を実行させる測定ゲート信号
を生成する測定ゲート信号生成部23を設けた構成とし
た点である。
【0014】復調部21及び同期データ抽出部22は測
定対象となる携帯端末の通信方式に準拠して構成され
る。つまり、通信方式がTDMA方式の携帯端末を測定
対象としている場合には、このTDMA方式で指定され
ている構成の復調部及び同期データ抽出部を用いればよ
い。また測定ゲート信号生成部23はTDMA方式で規
定されているデジタル形式の同期データから測定ゲート
信号を生成すればよい。従って、これら復調部21、同
期データ抽出部22は測定対象となっている携帯端末に
搭載されている復調部及び同期データ抽出部をそのまま
用いればよい。
【0015】同期データ抽出部22は各タイミングで発
射される電波信号に含まれている同期データを抽出す
る。この同期データの抽出は復調部21で復調された復
調信号の中から取り込み、復調信号の中から例えば先頭
から指定されたビット位置のデータから所定のビット幅
のデータを取り出すことにより同期データ部分を抽出す
ることができる。つまり、バースト状に発射される電波
にはデジタルデータが変調されて重畳されている。この
デジタルデータの中に次の電波の発射時間を規定する同
期データと、伝送を目的としたデータ(音声又は文字情
報)がパケット状に格納されており、そのパケットの中
から同期データ抽出部22は同期データを抽出する。同
期データはデジタルデータで与えられ、このデジタルデ
ータから、次に電波が発射されるタイミングを知ること
ができる。一般の携帯電話機などの端末はこの同期デー
タを利用して次に発信される電波の発射タイミングを予
知し、各種の処理を実行している。
【0016】この発明では同期データ抽出部22で同期
データを抽出し、この同期データにより測定ゲート信号
生成部23は次回に電波が発射されるタイミングを予知
すると共に、この次回に電波が発射されるタイミングで
図2Cに示す測定ゲート信号Gを生成し、この測定ゲー
ト信号Gを次回の電波発射タイミングに同期させて検波
部16に印加する。検波部16はこの測定ゲート信号G
が印加されることにより測定ゲート信号Gが印加されて
いる区間のみ検波動作を実行し、被測定アンテナ10の
放射指向性の測定の必要な振幅情報A・Bと位相情報θ
A−θBを算出する。この算出結果を演算処理部17に
入力し、被測定アンテナ10の放射指向性を演算し、そ
の演算結果を表示部19に表示する。
【0017】
【発明の効果】従って、この発明によれば各電波の発信
期間のみ検波動作を実行するから、各検波動作毎に得ら
れる検波結果には無信号区間の信号を含まないから、測
定精度を向上することができる。また図3に示すように
電波の発射周期が不規則であっても、前回に発射された
データから次回の電波発射タイミングを予知できるか
ら、次の電波発射タイミングにおいて、測定ゲート信号
Gを生成することができる。従って、電波の発射周期が
不規則な場合でも精度のよいデータを演算処理部17に
入力することができ、アンテナの放射指向性を精度よく
測定することができる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を説明するためのブロック
図。
【図2】図1に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャート。
【図3】図2と同様のタイミングチャート。
【図4】従来の技術を説明するためのブロック図。
【図5】図4の動作を説明するためのタイミングチャー
【符号の説明】
10 被測定アンテナ 11 固定アンテナ 12 走査アンテナ 13A 走査装置 13B 位置情報発信器 14A、14B 周波数選択・周波数変換器 15 乗算部 16 検波部 17 演算処理部 18 レベル検出部 19 表示部 20 基準信号源 21 復調部 22 同期データ抽出部 23 測定ゲート信号生成部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バースト状に電波を発射するアンテナの
    放射指向性を測定するアンテナ放射指向性測定方法にお
    いて、発射された電波に乗せられている次回の電波発射
    タイミングを表す同期データを抽出し、この同期データ
    により次回の電波発射期間に、その電波の検波動作を実
    行し、無信号区間では検波動作を禁止することを特徴と
    するアンテナ放射指向性測定方法。
  2. 【請求項2】 A.被測定アンテナの位置に対して走査
    アンテナの位置を相対的に変化させる走査装置と、 B.上記走査装置で走査される走査アンテナの走査位置
    を表す座標信号を発信する位置情報発信器と、 C.被測定アンテナから一定距離に配置された固定アン
    テナと、 D.上記走査アンテナと固定アンテナに誘起される信号
    の周波数を中間周波信号に変換する一対の周波数変換器
    と、 E.この一対の周波数変換器が出力する中間周波信号を
    乗算する乗算部と、 F.この乗算部で乗算した乗算結果を検波する検波部
    と、 G.この検波部が出力する干渉複素データと、上記位置
    情報発信器が出力する位置情報が入力されて被測定アン
    テナの放射指向性を演算する演算処理部と、 H.この演算処理部の演算結果を表示する表示部と、 I.上記固定アンテナに誘起される信号を周波数変換し
    た中間周波信号から上記被測定アンテナから発射される
    電波に含まれる信号を復調する復調部と、 J.この復調部の復調データから同期データを抽出する
    同期データ抽出部と、 K.上記同期データ抽出部で抽出した同期データにより
    次の電波発射タイミングに同期して測定ゲート信号を生
    成し、検波部に印加する測定ゲート信号生成部と、 によって構成したことを特徴とするアンテナ放射指向性
    測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026494A1 (ja) * 2015-08-11 2017-02-16 国立大学法人大阪大学 電磁界測定方法、電磁界測定装置及び位相イメージング装置

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JPWO2017026494A1 (ja) * 2015-08-11 2018-05-31 国立大学法人大阪大学 電磁界測定方法、電磁界測定装置及び位相イメージング装置
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