JP2003322668A - 偏波測定装置並びにそれを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定装置 - Google Patents
偏波測定装置並びにそれを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定装置Info
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Abstract
ず、電波の偏波をも測定すること。 【解決手段】 移相部9は、第2の帯域制限信号6を第
1の移相信号12と、第1の移相信号から移相が90度
異なる第2の移相信号13とに移相する。第1の信号混
合部10は、第1の帯域制限信号5と第1の移相信号1
2とを混合する。第2信号混合部11は、第2の帯域制
限信号6と第2の移相信号13とを混合する。位相差算
出部20は、所望のベースバンド周波数以外を除去し
た、第1の混合信号14と、第2の混合信号15とから
位相差値23を算出する。偏波算出部24は、第1の受
信電界強度値21、第2の受信電界強度値22、位相差
値23から受信偏波を求める。
Description
にそれを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定装置
に関し、主として無線通信機器に用いられるアンテナの
評価に適用される、測定装置に関するものである。
定義される。しかし、実際にアンテナが受信する電波、
または電波伝搬特性は、電界強度のみにより評価する事
が一般的である。従って、偏波は、円偏波特性を用いた
アンテナを用いた通信等の特殊な場合にのみ考慮され
る。
ような比較的広範囲での通信では、送受信間における電
波伝搬は構造物による反射や遮蔽、散乱によって非常に
複雑になるため、受信偏波についてはランダムであると
仮定した、確率論的なアプローチが有効であることにあ
る。
性、あるいはアンテナから放射された電波の伝搬特性を
測定するとき、放射電力あるいは電界強度のみによる評
価でよい。例えば、アンテナの指向性利得は、一般に電
力により測定され、偏波特性については、特殊な場合を
除いて考慮されない。
到来電界強度の測定についても、同様な理由により電力
のみによる評価が一般的である。
い、電波の利用効率の向上、あるいは伝送情報量の増大
を目的として、一つの無線通信エリアを縮小化する傾向
がある。送受信間の距離が短くなると、電波伝搬も単純
な条件になるため、偏波特性についてランダムであると
する前提は成立しなくなる。このため、こういった場合
における電波環境測定には、電力のみならず、偏波特性
についても考慮する必要が生じてきた。
である。特に携帯電話のアンテナのように、人体に装着
した状態で用いられる場合、アンテナ単体がモノポール
アンテナのように直線偏波を放射するアンテナであって
も、実使用時においては、近接する人体の影響による偏
波特性への影響も大きく、アンテナの偏波特性は直線偏
波ではない場合がある。
装置では、電波の偏波特性を測定するために、搬送波信
号周波数における電波の位相情報を検出する必要がある
ため、非常に複雑な機構となる問題がある。
のみならず、電波の偏波をも測定することのできる偏波
測定装置並びにそれを用いたアンテナ特性測定装置及び
電波測定装置を提供することを第1の目的とする。
ことのできる偏波測定装置並びにそれを用いたアンテナ
特性測定装置及び電波測定装置を提供することを第2の
目的とする。
来電波の偏波特性を評価することのできる偏波測定装置
並びにそれを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定
装置を提供することを第3の目的とする。
の偏波特性を評価することのできる偏波測定装置並びに
それを用いたアンテナ特性測定装置及び電波測定装置を
提供することを第4の目的とする。
が直交する複数のアンテナで受信した受信信号同士を混
合した信号と、一方の受信信号を90度移相してから混
合した信号とから受信信号間の位相差を求め、この位相
差と受信信号の受信電界強度とから受信信号の偏波を算
出することにより、搬送波信号周波数における電波の位
相情報を検出することなく、電波の偏波を測定すること
である。
波面が互いに直交する第1アンテナ及び第2のアンテナ
と、前記第1アンテナで受信した第1受信信号と前記第
2アンテナで受信した第2受信信号とから所望の周波数
成分以外を減衰する帯域制限手段と、前記第1受信信号
と前記第2受信信号とを混合して第1混合信号を生成す
る第1混合手段と、前記第1受信信号と位相を四分の一
波長移相した第2受信信号とを混合して第2混合信号を
生成する第2混合手段と、前記第1混合信号及び前記第
2混合信号からベースバンド領域以外の高周波領域を除
去する低域通過手段と、この高周波領域を除去された第
1混合信号と第2混合信号から前記第1受信信号と第2
受信信号との位相差を算出する位相差算出手段と、所望
の周波数成分以外を減衰した前記第1受信信号と前記第
2受信信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
前記第1受信信号と第2受信信号の電界強度と前記位相
差より受信電波の偏波を算出する偏波算出手段と、を具
備する構成を採る。
のアンテナで受信した受信信号同士を混合した信号と、
一方の受信信号を90度移相してから混合した信号とか
ら受信信号間の位相差を求め、この位相差と受信信号の
受信電界強度とから受信信号の偏波を算出することによ
り、搬送波信号周波数における電波の位相情報を検出す
ることなく、電波の偏波を測定することができる。
段において所望の周波数成分以外を減衰した前記第1受
信信号と前記第2受信信号を増幅して二値信号に変換す
る振幅制限増幅手段を具備し、前記混合手段は、増幅し
て二値信号に変換された第1受信信号と第2受信信号と
を混合する構成を採る。
のアンテナで受信した受信信号の振幅を増幅し、増幅後
の受信信号同士を混合した信号と、一方の受信信号を9
0度移相してから混合した信号とから受信信号間の位相
差を求めることにより、受信信号の振幅が小さい場合の
感度の劣化を防ぎ、正確な複数のアンテナで受信した受
信信号の位相差を検出することができ、簡易な構成で電
波の偏波を精度良く測定することができる。
手段は、第1のベースバンド信号をe1(t)、第2の
ベースバンド信号をe2(t)とし、二軸が直交するx
y座標系のx軸に前記e1(t)を、y軸に前記e2
(t)を対応させた座標が、座標軸となす角度をφ
(t)とした場合に、前記第1のアンテナ及び前記第2
のアンテナにおいて同一位相の信号を受信した場合にお
けるφ(t)を基準φ0として、φ(t)からφ0を減
算した結果を測定時における前記第1のベースバンド信
号と第2のベースバンド信号との位相差φとして算出
し、この算出結果を位相差として偏波算出手段に出力す
る構成を採る。
及び第2のベースバンド信号間における位相差を、角度
情報として取り出すことができる。
段は、xy座標系に写像される、(e1(t),e2
(t))、(e1(t),−e2(t))、(−e1
(t),−e2(t))、(−e1(t),e2
(t))の4点によりなる領域に内接する楕円につい
て、以下の式
び前記xy座標系のx座標軸と前記楕円の長軸のなす角
度θを求め、前記長軸の長さaと前記短軸の長さbによ
り偏波の軸比を得て、前記角度θにより偏波の傾きを得
る構成を採る。
のアンテナで受信した受信信号同士を混合した信号と、
一方の受信信号を90度移相してから混合した信号とか
ら受信信号間の位相差を求め、この位相差と受信信号の
受信電界強度とから受信信号の偏波を算出することによ
り、搬送波信号周波数における電波の位相情報を検出す
ることなく、電波の偏波を測定することができる。
1のアンテナ及び前記第2のアンテナは、互いに受信偏
波面の直交する同一方向を指向する狭指向性アンテナで
ある請求項1から請求項4のいずれかに記載の偏波測定
装置と、前記第1のアンテナ及び第2のアンテナの指向
方向で遠方界が成立する距離に位置する被測定アンテナ
と、前記被測定アンテナを回転する回転手段と、前記回
転手段の単一平面内における設置角度を制御する回転制
御信号を発生する制御手段と、前記偏波測定装置の測定
結果を前記回転制御信号から得られる設置角度を対応づ
けて記録する記録手段と、を具備する構成を採る。
を変化させつつ測定を行なう事で、偏波を含めたアンテ
ナ指向性を評価できる。
テナ及び前記第2のアンテナは、同一方向を指向する狭
指向性アンテナである請求項1から請求項4のいずれか
記載の偏波測定装置と、第1のアンテナ及び第2のアン
テナを回転する回転手段と、前記回転手段の一平面内に
おける設置角度を制御する回転制御信号を発生する制御
手段と、前記偏波測定装置の測定結果を前記回転制御信
号から得られる設置角度を対応づけて記録する記録手段
と、を具備する構成を採る。
波を測定し、アンテナの回転角と偏波とを対応づけて偏
波の測定結果を記録することにより、アンテナの回転面
内における全方向からの到来電波の偏波特性を測定でき
る。
いに直交する第1アンテナ及び第2のアンテナで無線信
号を受信する受信工程と、前記第1アンテナで受信した
第1受信信号と前記第2アンテナで受信した第2受信信
号とから所望の周波数成分以外を減衰する帯域制限工程
と、前記第1受信信号と前記第2受信信号とを混合して
第1混合信号を生成する第1混合工程と、前記第1受信
信号と位相を四分の一波長移相した第2受信信号とを混
合して第2混合信号を生成する第2混合工程と、前記第
1混合信号及び前記第2混合信号からベースバンド領域
以外の高周波領域を除去する低域通過工程と、この高周
波領域を除去された第1混合信号と第2混合信号から前
記第1受信信号と第2受信信号との位相差を算出する位
相差算出工程と、所望の周波数成分以外を減衰した前記
第1受信信号と前記第2受信信号の電界強度を測定する
電界強度測定工程と、前記第1受信信号と第2受信信号
の電界強度と前記位相差より受信電波の偏波を算出する
偏波算出工程と、を具備するようにした。
のアンテナで受信した受信信号同士を混合した信号と、
一方の受信信号を90度移相してから混合した信号とか
ら受信信号間の位相差を求め、この位相差と受信信号の
受信電界強度とから受信信号の偏波を算出することによ
り、搬送波信号周波数における電波の位相情報を検出す
ることなく、電波の偏波を測定することができる。
測定装置と、前記偏波測定装置の偏波算出手段が算出し
た偏波に基づいて前記第1アンテナ及び前記第2アンテ
ナの位相と振幅の補正を指示する制御手段と、前記第1
アンテナ及び前記第2アンテナにおいて受信した受信信
号に前記制御手段が指示する位相と振幅を補正し、重み
づけ後の受信信号同士を加算する合成手段と、前記合成
手段において加算された受信信号を復調する受信手段
と、を具備する構成を採る。
は、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナにおいて受
信した受信信号の振幅値にウエイトをかける振幅調整手
段と、前記第1アンテナ及び前記第2アンテナにおいて
受信した受信信号の位相を補正する位相調整手段と、振
幅と位相を調整された受信信号同士を加算する加算手段
とを具備し、前記受信手段は、前記加算手段において加
算された受信信号を復調する構成を採る。
れた偏波情報に基づいて複数のアンテナで受信した無線
信号の補正を行い、補正した無線信号を復調することに
より、無線信号の偏波特性による歪みを補正することが
できる。
参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る
偏波測定装置の構成を示すブロック図である。この偏波
測定装置は、電波測定装置における偏波測定装置であ
る。図1の偏波測定装置は、第1のアンテナ1と、第2
のアンテナ2と、第1の信号帯域制限部3と、第2の信
号帯域制限部4と、第1の電界強度検出部7と、第2の
電界強度検出部8と、移相部9と、第1の信号混合部1
0と、第2の信号混合部11と、第1の低域周波数信号
通過部16と、第2の低域周波数信号通過部17と、位
相差算出部20と、偏波算出部24とから主に構成され
る。
第1の信号帯域制限部3に出力する。また、第2のアン
テナ2は、第1のアンテナ1の偏波と直交する偏波で無
線信号を受信して第2の信号帯域制限部4に出力する。
本実施の形態では、第1のアンテナを垂直偏波アンテ
ナ、第2のアンテナを水平偏波アンテナとする例で説明
する。ここで用いられるアンテナは、指向性をもつアン
テナであると、以後のデータ処理が簡便である。例え
ば、所謂クロス八木アンテナの各エレメントを第1のア
ンテナ1及び第2のアンテナ2として用いるのが好まし
い。
ナ1で受信された受信信号から所望の周波数帯域以外の
信号を減衰して信号帯域を制限し、信号帯域を制限した
帯域制限信号5を第1の電界強度検出部7、第1の信号
混合部10、及び第2の信号混合部11に出力する。
のアンテナ2で受信された受信信号から所望の周波数帯
域以外の信号を減衰して信号帯域を制限し、信号帯域を
制限した帯域制限信号6を第2の電界強度検出部8と移
相部9に出力する。これら第1の信号帯域制限部3及び
第2の信号帯域制限部4は、バンドパスフィルタ等で構
成される。
5の電力から第1のアンテナ1における受信電界強度を
検出し、この受信電界強度値21を偏波算出部24に供
給する。同様に、第2の電界強度検出部8は、帯域制限
信号6の電力から第2のアンテナ2における受信電界強
度を検出し、この受信電界強度値22を偏波算出部24
に供給する。
の移相信号12と、第1の移相信号から移相が90度異
なる第2の移相信号13とに移相する。そして、移相部
9は、第1の移相信号12を第1の信号混合部10に出
力し、第2の移相信号13を第2の信号混合部11に出
力する。
る第1の移相信号12としてCOS(ωt+φ+ξ)、
第2の移相信号13としてSIN(ωt+φ+ξ)を発
生するものとする。
信号5と第1の移相信号12とを混交して、第1の混合
信号14を第1の低域周波数信号通過部16に出力す
る。ここで、第1の帯域制限信号5をCOS(ωt)、
第2の帯域制限信号6をCOS(ωt+φ)とする。ω
は、受信電波のキャリア周波数、φは、第1帯域制限信
号5及び第2の帯域制限信号6間における位相差であ
る。
帯域制限信号6と第2の移相信号13とを混交して、第
2の混合信号15を第2の低域周波数信号通過部17に
出力する。上記の定義を用いると、第1の混合信号14
はCOS(φ+ξ)+COS(2ωt+φ+ξ)、第2
の混合信号15はSIN(φ+ξ)+SIN(2ωt+
φ+ξ)となる。
の混合信号14から所望のベースバンド周波数より高い
周波数の高周波領域を減衰して除去し、第1のベースバ
ンド信号18としてCOS(φ+ξ)を得る。そして、
第1の低域周波数信号通過部16は、この第1のベース
バンド信号18を位相差算出部20に出力する。
と、第2の混合信号15から所望のベースバンド周波数
より高い周波数の高周波領域を減衰して除去し、第2の
ベースバンド信号19としてSIN(φ+ξ)を得る。
そして、第2の低域周波数信号通過部17は、この第2
のベースバンド信号19を位相差算出部20に出力す
る。
ベースバンド信号18、19からTANの逆関数等を用
いた簡単な演算により求めることができる。この演算を
用いて、位相差算出部20は、予め第1及び第2のアン
テナにおける受信信号が同一位相である場合(φ=0)
における初期角度ξを保持し、得られた角度φ+ξから
初期角度ξを減ずる事により位相差φを求め、位相差値
23を算出する。そして、位相差算出部20は、位相差
値23を偏波算出部24に供給する。
21、第2の受信電界強度値22、位相差値23から受
信偏波を求める。この受信偏波は、偏波の軸比と、偏波
の傾きにより定義する事ができる。以下、受信偏波の算
出の詳細について説明する。
す図である。図2を用いて、偏波算出部24における、
受信偏波の軸比と、偏波の傾きの算出方法の一例を説明
する。
界強度値21をe1(t)、第2の受信電界強度値22
をe2(t)としたときに、図2に示すような記座標系
に写像される、(e1(t),e2(t))、(e1
(t),−e2(t))、(−e1(t),−e2
(t))、(−e1(t),e2(t))の4点により
なる領域に内接する楕円について、
さbにより、偏波の軸比を得る事ができる。
わち楕円の長軸とx座標軸のなす角度θにより偏波の傾
きが得られる。この角度θが、受信信号の偏波となる。
によれば、偏波面が直交する複数のアンテナで受信した
受信信号同士を混合した信号と、一方の受信信号を90
度移相してから混合した信号とから受信信号間の位相差
を求め、この位相差と受信信号の受信電界強度とから受
信信号の偏波を算出することにより、搬送波信号周波数
における電波の位相情報を検出することなく、電波の偏
波を測定することができる。
限信号5、6の位相情報のみを用いて処理するので、そ
の振幅については任意でよい。また、信号混合部10及
び信号混合部11において、入力信号の振幅変動は、出
力信号に振幅変動をきたし、振幅が小さい場合には感度
の劣化が予想される。
1の入力信号の振幅は変動せずに一定値である事が望ま
しい。以下、偏波測定装置の検出感度を向上させるため
の構成について説明する。図3は、本実施の形態の偏波
測定装置の構成を示すブロック図である。図3の偏波測
定装置は、振幅制限増幅器31と、振幅制限増幅器32
と、を具備し、移相算出に用いる受信信号の振幅を増幅
する点が図1の偏波測定装置と異なる。
ナ1で受信された受信信号から所望の周波数帯域以外の
信号を減衰して信号帯域を制限し、信号帯域を制限した
帯域制限信号5を第1の電界強度検出部7と振幅制限増
幅器31に出力する。
のアンテナ2で受信された受信信号から所望の周波数帯
域以外の信号を減衰して信号帯域を制限し、信号帯域を
制限した帯域制限信号6を第2の電界強度検出部8と振
幅制限増幅器32に出力する。
限部3から出力された受信信号の振幅を一定の振幅値に
増幅して第1の信号混合部10と第2の信号混合部11
に出力する。振幅制限増幅器32は、第2の信号帯域制
限部4から出力された受信信号の振幅を一定の振幅値に
増幅して移相部9に出力する。なお、振幅制限増幅器3
1と振幅制限増幅器32は、信号間の位相差を検出する
に必要な大きさまで振幅を増幅する。
2において振幅を増幅された第2の帯域制限信号6から
90度位相の異なる第1の移相信号12としてCOS
(ωt+φ+ξ)、第2の移相信号13としてSIN
(ωt+φ+ξ)を発生する。
31において振幅を増幅された第1の帯域制限信号5
と、第1の移相信号12とを混交して、第1の混合信号
14を第1の低域周波数信号通過部16に出力する。
限増幅器32において振幅を増幅された第2の帯域制限
信号6と第2の移相信号13とを混交して、第2の混合
信号15を第2の低域周波数信号通過部17に出力す
る。
によれば、偏波面が直交する複数のアンテナで受信した
受信信号の振幅を増幅し、増幅後の受信信号同士を混合
した信号と、一方の受信信号を90度移相してから混合
した信号とから受信信号間の位相差を求めることによ
り、受信信号の振幅が小さい場合の感度の劣化を防ぎ、
正確な複数のアンテナで受信した受信信号の位相差を検
出することができ、簡易な構成で電波の偏波を精度良く
測定することができる。
の形態1の偏波測定装置を用いて様々な方角から到来す
る無線信号の偏波を測定する例を説明する。
測定装置の構成を示すブロック図である。但し、図1と
同一の構成となるものについては、図1と同一番号を付
し、詳しい説明を省略する。図4の電波測定装置は、回
転台41と、回転制御装置42と、記録部45とを具備
し、アンテナを回転して偏波を測定し、アンテナの回転
角と偏波とを対応づけて偏波の測定結果を記録する点が
図1の電波測定装置と異なる。
のアンテナ1及び第2のアンテナ2にクロスの八木アン
テナを用いた例について説明する。
される制御信号43が指示する任意の角度に回転して、
第1のアンテナ1及び第2のアンテナ2の方向を変化さ
せる。この結果、第1のアンテナ1及び第2のアンテナ
2は、指向する方角が変化する。
度の指示を含む制御信号43を回転台41と記録部45
に出力する。
れた偏波と、回転制御装置42から出力された制御信号
43に含まれる回転角度とを対応づけて記憶する。
て、図4を用いて以下に動作を説明する。
のアンテナ2により構成されるクロスの八木アンテナを
給電点が回転中心上に位置するように保持する。ここ
で、第1のアンテナ1は垂直、第2のアンテナ2は水平
に設置し、回転台41は水平面内において回転する場合
について説明する。回転台41は、回転制御装置42か
ら供給される制御信号43により、水平面の任意の方向
にクロスの八木アンテナを向ける。
度と、偏波算出結果44を対応づけて記録することによ
り、クロス八木アンテナの指向方向と、その受信結果に
おける偏波算出結果から、水平面内の任意の角度からの
到来波測定が可能となる。
小さな角度で等間隔に分割し、それぞれの設定角度にお
ける偏波算出結果を360度分、逐次記録することによ
り、図4に示した構成によって、水平面内における全方
向からの到来電波の偏波特性を測定できる。
によれば、アンテナを回転して偏波を測定し、アンテナ
の回転角と偏波とを対応づけて偏波の測定結果を記録す
ることにより、アンテナの回転面内における全方向から
の到来電波の偏波特性を測定できる。
第2のアンテナ2をそれぞれ垂直、水平に設置したクロ
スの八木アンテナで構成した例で説明したが、第1及び
第2のアンテナ間における偏波の直交条件が成立してい
れば、エレメントを斜めに設置した場合についても同様
に実施可能である。
示す構成として説明したが、その代わりに図3の構成と
することで、装置の測定感度特性の向上がはかれること
は、実施の形態1に説明したとおりであり、自明であ
る。
の形態1の偏波測定装置を用いてアンテナの特性を測定
する例について説明する。図5は、本実施の形態のアン
テナ特性測定装置の構成を示すブロック図である。但
し、図1または図3と同一の構成となるものについて
は、図1または図3と同一番号を付し、詳しい説明を省
略する。
ンテナ46と、発信器47とを具備し、偏波を測定する
アンテナの指向を被測定アンテナに向けて、被測定アン
テナを回転させ、回転面内の任意の角度における偏波を
含んだアンテナゲイン特性の測定する点が図1及び図2
の電波測定装置と異なる。
のアンテナ1及び第2のアンテナ2)は、固定し、回転
台41には被測定アンテナ46を設置した上で、クロス
八木アンテナの指向性方向に設置する。
ら構成されるクロスの八木アンテナは、被測定アンテナ
46に指向を向けて固定した状態で配置される。
転台41に設定され回転することができる。被測定アン
テナ46は、給電点が回転台41の回転中心上に位置す
るように設置する。発信器47は、被測定アンテナ46
を励振する。
について、図5を用いて動作を説明する。
される制御信号43により、水平面の任意の方向に被測
定アンテナ46を向けることができる。また、記録部4
5は、制御信号43の示す回転角度と、偏波算出結果4
4を対応づけて記録することにより、被測定アンテナ4
6の回転方向と、その受信結果における偏波算出結果か
ら、水平面内の任意の角度における偏波を含んだアンテ
ナゲイン特性の測定ができる。
小さな角度で等間隔に分割し、それぞれの設定角度にお
ける偏波算出結果を360度分、逐次記録することによ
り、図5に示した構成によって、水平面内における全方
向における偏波特性を含めたアンテナゲイン特性が測定
できる。
測定装置によれば、被測定アンテナの姿勢を変化させつ
つ測定を行なう事で、偏波を含めたアンテナ指向性を評
価できる。
は、同一筐体内に内蔵された発信器47により励振され
る例で説明したが、発信器を外部に設け、外部から給電
する場合についても同様に実施可能である。
上における設置方向を変化させることにより、XY面、
YZ面、XZ面の偏波を含めたアンテナ指向性が測定で
きることは自明である。
示す構成として説明したが、その代わりに図3の構成と
することで、装置の測定感度特性の向上がはかれること
は、実施の形態1に説明したとおりであり、自明であ
る。
の形態1の偏波測定装置を無線通信装置に備える例につ
いて説明する。図6は、本発明の実施の形態4に係る無
線通信装置の構成を示すブロック図である。但し、図1
と同一の構成となるものについては、図1と同一番号を
付し、詳しい説明を省略する。
成部51と、受信部52とを具備し、偏波算出装置から
得られた偏波情報に基づいて複数のアンテナで受信した
無線信号の補正を行い、補正した無線信号を復調する点
が図1の偏波測定装置と異なる。
る偏波の情報に基づいてアンテナ1及びアンテナ2が受
信した受信信号の位相と振幅の補正量を求め、合成部5
1に受信信号の位相と振幅の補正を指示する。例えば、
制御部50は、アンテナ1及びアンテナ2が受信した受
信信号の位相差及び振幅比を算出し、位相差及び振幅比
を補正値として合成部51に指示する。
アンテナ1及びアンテナ2が受信した受信信号の位相と
振幅を補正し、補正後の受信信号同士を加算して受信部
52に出力する。受信部52は、合成部51から出力さ
れた受信信号をベースバンド周波数に変換、復調する。
する。合成部51は、位相調整部61と、位相調整部6
2と、振幅調整部63と、振幅調整部64と、加算部6
5とから構成される。
3から出力された受信信号を制御部50の指示に従って
位相を変化させ、振幅調整部63に出力する。同様に、
位相調整部62は、第2の信号帯域制限部4から出力さ
れた受信信号を制御部50の指示に従って位相を変化さ
せ、振幅調整部64に出力する。
力された受信信号を制御部50の指示に従って振幅を変
化させ、加算部65に出力する。同様に、振幅調整部6
4は、位相調整部62から出力された受信信号を制御部
50の指示に従って振幅を変化させ、加算部65に出力
する。
れた受信信号と振幅調整部64から出力された受信信号
とを加算して受信部52に出力する。
によれば、偏波算出装置から得られた偏波情報に基づい
て複数のアンテナで受信した無線信号の補正を行い、補
正した無線信号を復調することにより、無線信号の偏波
特性に、より整合した受信が可能となり、受信感度が向
上する。
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
上記実施の形態では、偏波測定装置として行う場合につ
いて説明しているが、これに限られるものではなく、こ
の偏波測定方法をソフトウェアとして行うことも可能で
ある。
グラムを予めROM(Read Only Memory)に格納してお
き、そのプログラムをCPU(Central Processor Uni
t)によって動作させるようにしても良い。
ラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納
し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータの
RAM(Random Access Memory)に記録して、コンピュ
ータをそのプログラムにしたがって動作させるようにし
ても良い。
装置によれば、偏波面が直交する複数のアンテナで受信
した受信信号同士を混合した信号と、一方の受信信号を
90度移相してから混合した信号とから受信信号間の位
相差を求め、この位相差と受信信号の受信電界強度とか
ら受信信号の偏波を算出することにより、搬送波信号周
波数における電波の位相情報を検出することなく、電波
の電力のみならず、偏波を含めた電波特性の測定評価装
置を、簡易な構成で実現できる。
波の測定を連続的に行なうことができ、時間的に変動す
る偏波を測定できる。
アンテナの方向を変化させつつ偏波を連続的に測定する
ことで、受信アンテナの指向方向からの到来電波の測定
ができる。例えば受信アンテナを水平面内で回転させた
場合、水平面内における到来電波の偏波測定系を構築で
きる。このことにより、本発明の偏波測定装置は、通信
エリアにおける電波測定に適用する事で、より実態に即
した電波到来の状況を把握できる。
姿勢を変化させつつ測定を行なう事で、偏波を含めたア
ンテナ指向性を評価できる。また、本発明の装置におけ
る偏波検出感度を向上することができる。また、本発明
の装置は、無線通信装置に適用する事で、無線通信装置
の受信感度を向上することができる。
成を示すブロック図
ロック図
成を示すブロック図
示すブロック図
成を示すブロック図
Claims (9)
- 【請求項1】 受信偏波面が互いに直交する第1アンテ
ナ及び第2のアンテナと、前記第1アンテナで受信した
第1受信信号と前記第2アンテナで受信した第2受信信
号とから所望の周波数成分以外を減衰する帯域制限手段
と、前記第1受信信号と前記第2受信信号とを混合して
第1混合信号を生成する第1混合手段と、前記第1受信
信号と位相を四分の一波長移相した第2受信信号とを混
合して第2混合信号を生成する第2混合手段と、前記第
1混合信号及び前記第2混合信号からベースバンド領域
以外の高周波領域を除去する低域通過手段と、この高周
波領域を除去された第1混合信号と第2混合信号から前
記第1受信信号と第2受信信号との位相差を算出する位
相差算出手段と、所望の周波数成分以外を減衰した前記
第1受信信号と前記第2受信信号の電界強度を測定する
電界強度測定手段と、前記第1受信信号と第2受信信号
の電界強度と前記位相差より受信電波の偏波を算出する
偏波算出手段と、を具備することを特徴とする偏波測定
装置。 - 【請求項2】 前記帯域制限手段において所望の周波数
成分以外を減衰した前記第1受信信号と前記第2受信信
号を増幅して二値信号に変換する振幅制限増幅手段を具
備し、前記混合手段は、増幅して二値信号に変換された
第1受信信号と第2受信信号とを混合する請求項1に記
載の偏波測定装置。 - 【請求項3】 前記位相差算出手段は、第1のベースバ
ンド信号をe1(t)、第2のベースバンド信号をe2
(t)とし、二軸が直交するxy座標系のx軸に前記e
1(t)を、y軸に前記e2(t)を対応させた座標
が、座標軸となす角度をφ(t)とした場合に、前記第
1のアンテナ及び前記第2のアンテナにおいて同一位相
の信号を受信した場合におけるφ(t)を基準φ0とし
て、φ(t)からφ0を減算した結果を測定時における
前記第1のベースバンド信号と第2のベースバンド信号
との位相差φとして算出し、この算出結果を位相差とし
て偏波算出手段に出力する請求項1または請求項2記載
の偏波測定装置。 - 【請求項4】 前記偏波算出手段は、xy座標系に写像
される、(e1(t),e2(t))、(e1(t),
−e2(t))、(−e1(t),−e2(t))、
(−e1(t),e2(t))の4点によりなる領域に
内接する楕円について、以下の式 【数1】 より求められる楕円の長軸の長さa、短軸の長さbおよ
び前記xy座標系のx座標軸と前記楕円の長軸のなす角
度θを求め、前記長軸の長さaと前記短軸の長さbによ
り偏波の軸比を得て、前記角度θにより偏波の傾きを得
る請求項3記載の偏波測定装置。 - 【請求項5】 前記第1のアンテナ及び前記第2のアン
テナは、互いに受信偏波面の直交する同一方向を指向す
る狭指向性アンテナである請求項1から請求項4のいず
れかに記載の偏波測定装置と、前記第1のアンテナ及び
第2のアンテナの指向方向で遠方界が成立する距離に位
置する被測定アンテナと、前記被測定アンテナを回転す
る回転手段と、前記回転手段の単一平面内における設置
角度を制御する回転制御信号を発生する制御手段と、前
記偏波測定装置の測定結果を前記回転制御信号から得ら
れる設置角度を対応づけて記録する記録手段と、を具備
するアンテナ特性測定装置。 - 【請求項6】 前記第1のアンテナ及び前記第2のアン
テナは、同一方向を指向する狭指向性アンテナである請
求項1から請求項4のいずれか記載の偏波測定装置と、
第1のアンテナ及び第2のアンテナを回転する回転手段
と、前記回転手段の一平面内における設置角度を制御す
る回転制御信号を発生する制御手段と、前記偏波測定装
置の測定結果を前記回転制御信号から得られる設置角度
を対応づけて記録する記録手段と、を具備する電波測定
装置。 - 【請求項7】 受信偏波面が互いに直交する第1アンテ
ナ及び第2のアンテナで無線信号を受信する受信工程
と、前記第1アンテナで受信した第1受信信号と前記第
2アンテナで受信した第2受信信号とから所望の周波数
成分以外を減衰する帯域制限工程と、前記第1受信信号
と前記第2受信信号とを混合して第1混合信号を生成す
る第1混合工程と、前記第1受信信号と位相を四分の一
波長移相した第2受信信号とを混合して第2混合信号を
生成する第2混合工程と、前記第1混合信号及び前記第
2混合信号からベースバンド領域以外の高周波領域を除
去する低域通過工程と、この高周波領域を除去された第
1混合信号と第2混合信号から前記第1受信信号と第2
受信信号との位相差を算出する位相差算出工程と、所望
の周波数成分以外を減衰した前記第1受信信号と前記第
2受信信号の電界強度を測定する電界強度測定工程と、
前記第1受信信号と第2受信信号の電界強度と前記位相
差より受信電波の偏波を算出する偏波算出工程と、を具
備する偏波測定方法。 - 【請求項8】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
の偏波測定装置と、前記偏波測定装置の偏波算出手段が
算出した偏波に基づいて前記第1アンテナ及び前記第2
アンテナの位相と振幅の補正を指示する制御手段と、前
記第1アンテナ及び前記第2アンテナにおいて受信した
受信信号に前記制御手段が指示する位相と振幅を補正
し、重みづけ後の受信信号同士を加算する合成手段と、
前記合成手段において加算された受信信号を復調する受
信手段と、を具備する無線通信装置。 - 【請求項9】 前記合成手段は、前記第1アンテナ及び
前記第2アンテナにおいて受信した受信信号の振幅値に
ウエイトをかける振幅調整手段と、前記第1アンテナ及
び前記第2アンテナにおいて受信した受信信号の位相を
補正する位相調整手段と、振幅と位相を調整された受信
信号同士を加算する加算手段とを具備し、前記受信手段
は、前記加算手段において加算された受信信号を復調す
る請求項8に記載の無線通信装置。
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