JP2009236718A - Antenna measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、アンテナの利得特性を測定するアンテナ測定装置に関するものである。 The present invention relates to an antenna measurement apparatus for measuring gain characteristics of an antenna.
従来、アンテナ制御装置を、受信機と回転台制御装置と計算機のそれぞれに独立して接続し、アンテナ制御装置の内部に受信機インターフェース回路と、回転台制御装置インターフェース回路を備えることで、アンテナ性能の測定時間を短縮することができるアンテナ測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このアンテナ測定装置を利用して、電波暗室もしくは暗箱内に設置した回転台にアンテナ供試体を乗せ、回転台の回転によりアンテナビームを回転させて、各回転角度での利得を測定することで、供試体のアンテナパターンを測定することができる(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, an antenna control device is connected independently to each of a receiver, a turntable control device, and a computer, and a receiver interface circuit and a turntable control device interface circuit are provided inside the antenna control device, thereby providing antenna performance. There is known an antenna measurement apparatus that can shorten the measurement time (see, for example, Patent Document 1). By using this antenna measurement device, put the antenna specimen on a turntable installed in an anechoic chamber or dark box, rotate the antenna beam by rotating the turntable, and measure the gain at each rotation angle, The antenna pattern of the specimen can be measured (for example, see Patent Document 2).
従来のアンテナ測定装置では、例えばアンテナ供試体を載せた回転台を測定角度ごとに停止させて、スペクトラムアナライザにより当該角度でのアンテナ利得を測定し、これを規定角度範囲の全角度で実施することで、アンテナパターンを測定していた。この測定方法を行う場合、回転台の移動、各測定角度での供試体の姿勢保持、アンテナ利得の測定という一連の流れを、測定角度分繰り返す必要がある。このため、細かい角度ステップで広角度範囲でのアンテナパターン測定を実施する際、膨大な試験時間を要していた。 In a conventional antenna measurement device, for example, a turntable on which an antenna specimen is mounted is stopped at each measurement angle, and an antenna gain at the angle is measured by a spectrum analyzer, and this is performed at all angles within a specified angle range. And the antenna pattern was measured. When performing this measurement method, it is necessary to repeat a series of steps of moving the turntable, maintaining the posture of the specimen at each measurement angle, and measuring the antenna gain for the measurement angle. For this reason, enormous test time is required when performing antenna pattern measurement in a wide angle range with fine angle steps.
なお、FMCWレーダでは、送信信号と受信信号の周波数ずれ成分により得られるビデオ信号をモニタすることで、アンテナ利得の測定を行うことができる。このFMCWレーダについて、アンテナパターン測定を効率的に行うことのできる測定装置が望まれている。 In the FMCW radar, the antenna gain can be measured by monitoring the video signal obtained from the frequency shift component of the transmission signal and the reception signal. For this FMCW radar, a measuring apparatus that can efficiently perform antenna pattern measurement is desired.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、回転台の回転を停止することなく、規定範囲を一定速度で連続動作させたまま、各角度でのアンテナ利得を測定することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and measures the antenna gain at each angle while continuously operating the specified range at a constant speed without stopping the rotation of the turntable. With the goal.
この発明によるアンテナ測定装置は、FMCWレーダ用アンテナを一定速度で回転させる回転台と、
上記FMCWレーダ用アンテナからのビデオ信号を連続してサンプリングし、A/D変換するA/D変換部と、
上記回転台の回転速度とA/D変換部のサンプリングレートとの同期を取る同期制御部と、上記A/D変換部からの出力データを連続して記録する記録部と、上記記録部に記録されたA/D変換部の出力データについて回転台における所定の回転角度に相当するA/D変換部の出力データを抽出するデータ抽出部と、上記データ抽出部により抽出されたデータについて高速フーリエ変換処理演算を行い、回転角度毎のアンテナ特性を算出するFFT演算部と、を有した計算機と、
を備えたものである。
An antenna measuring apparatus according to the present invention includes a turntable for rotating an FMCW radar antenna at a constant speed,
An A / D converter for continuously sampling and A / D converting video signals from the FMCW radar antenna;
A synchronization control unit that synchronizes the rotational speed of the turntable and the sampling rate of the A / D conversion unit, a recording unit that continuously records output data from the A / D conversion unit, and a recording unit that records the data A data extraction unit for extracting the output data of the A / D conversion unit corresponding to a predetermined rotation angle in the turntable with respect to the output data of the A / D conversion unit, and fast Fourier transform for the data extracted by the data extraction unit An FFT calculation unit that performs processing calculation and calculates antenna characteristics for each rotation angle;
It is equipped with.
この発明によれば、回転台を一定の速度で回転させながら、FMCWレーダ用アンテナのアンテナパターン測定を行うことができ、測定時間の短縮化を図ることが可能となる。 According to the present invention, the antenna pattern of the FMCW radar antenna can be measured while rotating the turntable at a constant speed, and the measurement time can be shortened.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る実施の形態1によるアンテナ測定装置の構成を示す図である。
図において、アンテナ測定装置は、電波暗室または暗箱1と、回転台2と、供試体3と、計算機4と、A/Dボード5と、ホーンアンテナ6と、ホーンアンテナ7と、遅延線8を備えて構成される。供試体3としては、送信アンテナおよび受信アンテナを具備したFMCWレーダ用アンテナが用いられる。FMCWレーダ用アンテナは、送信アンテナからFMCW変調の施された送信電波を送信し、周囲やターゲットからの反射波を受信アンテナにて受信して、その送信信号と受信信号の周波数混合により得られるビート信号をビデオ信号として得る。このビデオ信号のアップフェーズとダウンフェーズにおける周波数ずれ成分を高速フーリエ変換(FFT)処理することで、ターゲット信号の距離および速度を得ることができる。A/Dボード5は計算機4に搭載され、汎用の高速サンプリング可能なA/Dボードが用いられる。
1 is a diagram showing a configuration of an antenna measurement apparatus according to
In the figure, an antenna measuring apparatus includes an anechoic chamber or
供試体3は、電波暗室もしくは暗箱1内において回転台2の上に載せる。供試体3は送信電波を送信し、その信号をホーンアンテナ6にて受信する。ホーンアンテナ6で受信された信号は、複数の導波管や同軸線路などにより構成された遅延線8にて信号を遅延させる。遅延線8にて遅延した信号はホーンアンテナ7に出力され、ホーンアンテナ7から供試体3に信号を戻すこととなる。供試体3はホーンアンテナ7から出力された送信電波を受信し、送信信号と受信信号の周波数混合によりビデオ信号を得る。得られたビデオ信号はA/Dボード5に出力される。A/Dボード5はビデオ信号をAD変換することで、供試体3にて検出される送受信信号のずれ成分のディジタルデータを出力することができる。回転台2は計算機4から出力される同期信号を受けて、同期信号に合わせて一定の回転速度で回転するように制御される。
The
図2は、実施の形態1による計算機4の構成を示す図である。また、図3は供試体の連続回転によるA/D変換データの取得動作を示す図であり、図4は実施の形態1により計測されるアンテナパターンの特性例を示す図である。図5は測定角度相当分のA/Dデータの抽出動作を示す模式図である。 FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the computer 4 according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an A / D conversion data acquisition operation by continuous rotation of the specimen, and FIG. 4 is a diagram showing an example of antenna pattern characteristics measured by the first embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram showing the extraction operation of A / D data corresponding to the measurement angle.
図2において、計算機4は、同期制御部11と、記憶部12と、データ抽出部15と、FFT演算部16を備えている。同期制御部11は、回転台2に対して、一定の速度で回転するように制御するための同期信号を送る。また、同期制御部11は、A/Dボード5に対して、サンプリングの同期を取るための同期信号を送る。これにより、図3に示すように、回転台2の回転速度とA/Dボード5のサンプリングレートの同期を取ることができる。A/Dボード5にて順次サンプリングされたビデオ信号のディジタルデータは、計算機4に入力されて、記録部12に連続して記録される。このディジタルデータの記録は、供試体3のアンテナとして規定された角度範囲の全角度分に対応した回転台2の回転移動について連続して行なわれる。この回転移動終了後、データ抽出部15は、図5に示すように、記録部12に連続して記録されたディジタルデータから、回転台における所定の回転角度区間毎に、対応して記録されたA/Dボード5の出力ディジタルデータを抽出する。この際、回転台2の回転速度から回転角度を算出し、必要な角度相当分のA/Dデータを抽出することができる。
In FIG. 2, the computer 4 includes a synchronization control unit 11, a storage unit 12, a data extraction unit 15, and an
FFT演算部16は、データ抽出部15にて抽出された所定の回転角度区間毎のA/Dボード5の出力ディジタルデータに基づいて、その区間についてFFT処理演算を行う。これにより、回転角度毎のアンテナ利得データを算出することができる。FFT演算部16により全測定角度でのアンテナ利得データが算出された後、これらの測定角度毎のアンテナ利得データをつなぎ合わせることで、図4に示すようなアンテナ利得の角度特性(アンテナパターン)を形成する。
Based on the output digital data of the A /
この実施の形態1では、図3に示す通り回転台2の回転速度とA/Dボード5におけるA/D変換データの取得タイミングとの同期をとることにより、回転台を途中で止めることなく、連続回転した状態で、全測定角度でのアンテナ利得測定を実施することができる。また、回転台2を回転させながらアンテナ利得の角度特性を算出することで、アンテナパターンを効率的に得ることができる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3, by synchronizing the rotation speed of the
また、回転台2を測定範囲に亘って一定速度で回転させながら、A/Dボード5にて連続してビデオ信号を取得し続け、計算機4にてデータを保持する。かくして、回転終了後に取得した全データの中から回転台の回転による必要な角度相当分のA/Dデータのみを抽出し、その区間のみFFT演算処理を行って、その角度でのアンテナ利得を算出することで、アンテナパターン特性を得ることができる。また、回転台2の回転角度とA/Dボード5のサンプリングタイミングを同期させることで、細かい角度ステップでアンテナパターンの測定を正確に行うことができる。
Further, the video signal is continuously acquired by the A /
これにより、回転台を一定の速度を保ちながら回転させて、計測データを得ることができるので、測定効率が向上する。また、必要精度に応じた高速サンプリングのA/Dボードを選定することで、回転台を高速で回転させながらの一括測定が可能となり、アンテナパターン測定にかかる時間を大幅に短縮することができる。特に、FMCWレーダのようにビデオ信号のモニタによりアンテナ利得が測定可能なシステムにおいて、この実施の形態1によるアンテナ測定装置を適用することで、アンテナパターンを効率的にかつ正確に測定し、測定したアンテナパターンの評価を迅速に行なうことが可能となる。 Accordingly, measurement data can be obtained by rotating the turntable while maintaining a constant speed, so that measurement efficiency is improved. In addition, by selecting an A / D board with high-speed sampling according to the required accuracy, batch measurement can be performed while rotating the turntable at high speed, and the time required for antenna pattern measurement can be greatly shortened. In particular, the antenna pattern is efficiently and accurately measured and measured by applying the antenna measurement apparatus according to the first embodiment in a system capable of measuring the antenna gain by monitoring a video signal such as FMCW radar. The antenna pattern can be quickly evaluated.
1 電波暗室または暗箱、2 回転台、3 供試体、4 計算機、5 A/Dボード、6 ホーンアンテナ、7 ホーンアンテナ、8 遅延線、11 同期制御部、12 記録部、15 データ抽出部、16 FFT演算部。 1 Anechoic chamber or dark box, 2 turntable, 3 specimen, 4 computer, 5 A / D board, 6 horn antenna, 7 horn antenna, 8 delay line, 11 synchronization control unit, 12 recording unit, 15 data extraction unit, 16 FFT operation unit.
Claims (1)
上記FMCWレーダ用アンテナからのビデオ信号を連続してサンプリングし、A/D変換するA/D変換部と、
上記回転台の回転速度とA/D変換部のサンプリングレートとの同期を取る同期制御部と、上記A/D変換部からの出力データを連続して記録する記録部と、上記記録部に記録されたA/D変換部の出力データについて回転台における所定の回転角度に相当するA/D変換部の出力データを抽出するデータ抽出部と、上記データ抽出部により抽出されたデータについて高速フーリエ変換処理演算を行い、回転角度毎のアンテナ特性を算出するFFT演算部と、を有した計算機と、
を備えたアンテナ測定装置。 A turntable for rotating the FMCW radar antenna at a constant speed;
An A / D converter for continuously sampling and A / D converting video signals from the FMCW radar antenna;
A synchronization control unit that synchronizes the rotation speed of the turntable and the sampling rate of the A / D conversion unit, a recording unit that continuously records output data from the A / D conversion unit, and a recording unit that records the data A data extraction unit for extracting the output data of the A / D conversion unit corresponding to a predetermined rotation angle in the turntable for the output data of the A / D conversion unit, and fast Fourier transform for the data extracted by the data extraction unit An FFT calculation unit that performs processing calculation and calculates antenna characteristics for each rotation angle;
An antenna measurement device comprising:
Priority Applications (1)
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JP2008083829A JP2009236718A (en) | 2008-03-27 | 2008-03-27 | Antenna measuring apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112010004019T5 (en) | 2009-10-13 | 2013-04-18 | Honda Motor Co., Ltd. | hybrid vehicle |
CN108205123A (en) * | 2016-12-16 | 2018-06-26 | 北京振兴计量测试研究所 | A kind of millimeter wave high powered radar signal simulator and analogy method |
-
2008
- 2008-03-27 JP JP2008083829A patent/JP2009236718A/en active Pending
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DE112010004019T5 (en) | 2009-10-13 | 2013-04-18 | Honda Motor Co., Ltd. | hybrid vehicle |
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CN108205123B (en) * | 2016-12-16 | 2020-09-08 | 北京振兴计量测试研究所 | Millimeter wave high-power radar signal simulator and simulation method |
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