JP2646836B2 - 開口分布測定回路 - Google Patents
開口分布測定回路Info
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- antenna
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平面フェーズドアレイ空中線の素子放射電
界の振幅と位相を測定する開口分布測定回路に関する。
界の振幅と位相を測定する開口分布測定回路に関する。
（従来の技術） 第４図は従来の開口分布測定回路の構成例を示す。第
４図において、平面フェーズドアレイ空中線は、素子３
を平面上に配列したもので、その外周形状は多くの場合
４角形となっている。各素子３には移相器２が設けら
れ、各移相器２の移相量は移相制御器６′が個別に制御
される。即ち、高周波（RF）信号発生器１からのRF信号
は各素子３に対応する移相器２を介して印加されるが、
各素子３に印加するRF信号の位相を制御することによっ
て所望の放射パターンを得るようになっている。
４図において、平面フェーズドアレイ空中線は、素子３
を平面上に配列したもので、その外周形状は多くの場合
４角形となっている。各素子３には移相器２が設けら
れ、各移相器２の移相量は移相制御器６′が個別に制御
される。即ち、高周波（RF）信号発生器１からのRF信号
は各素子３に対応する移相器２を介して印加されるが、
各素子３に印加するRF信号の位相を制御することによっ
て所望の放射パターンを得るようになっている。
本測定は、平面上に配列された全素子３について、各
素子３の放射電界の振幅と位相を測定して開口分布とす
るものである。そのためには、受信アンテナ４は、被測
定素子３の入力インピーダンスを乱さない範囲で充分被
測定素子３に近接させ、他の素子３に対して被測定素子
３からのRF信号が支配的になるように配置する必要があ
る。そこで、受信アンテナ４は、高精度な位置設定が可
能なＸ−Ｙスキャナ８に搭載し、被測定素子の近傍に正
確に位置させ、かつ、移動できるようにしてある。この
受信アンテナ４の受信RF信号は良く知られた測定器たる
ネットワークアナライザ５′に入力する。
素子３の放射電界の振幅と位相を測定して開口分布とす
るものである。そのためには、受信アンテナ４は、被測
定素子３の入力インピーダンスを乱さない範囲で充分被
測定素子３に近接させ、他の素子３に対して被測定素子
３からのRF信号が支配的になるように配置する必要があ
る。そこで、受信アンテナ４は、高精度な位置設定が可
能なＸ−Ｙスキャナ８に搭載し、被測定素子の近傍に正
確に位置させ、かつ、移動できるようにしてある。この
受信アンテナ４の受信RF信号は良く知られた測定器たる
ネットワークアナライザ５′に入力する。
ネットワークアナライザ５′では、この受信RF信号と
RF信号発生器１からの基準RF信号とを比較し、被測定素
子が放射するRF信号の振幅と位相を検出する。
RF信号発生器１からの基準RF信号とを比較し、被測定素
子が放射するRF信号の振幅と位相を検出する。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の開口分布測定回路では、被測定素子の
近傍に受信アンテナを正確に位置させるため、高精度の
Ｘ−Ｙスキャナが必要となる。そのため、高価で大がが
りな設備が必要となるという問題があった。
近傍に受信アンテナを正確に位置させるため、高精度の
Ｘ−Ｙスキャナが必要となる。そのため、高価で大がが
りな設備が必要となるという問題があった。
また、被測定素子以外の素子が放射するRF信号も同時
に受信アンンテナに受信されるため、測定精度が悪化す
るという問題があった。
に受信アンンテナに受信されるため、測定精度が悪化す
るという問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、そ
の目的は、平面フェーズドアレイ空中線の各素子の放射
電界の振幅と位相を安価な設備で、かつ、他の素子の影
響を排除した形で求めることができ開口分布測定回路を
提供することにある。
の目的は、平面フェーズドアレイ空中線の各素子の放射
電界の振幅と位相を安価な設備で、かつ、他の素子の影
響を排除した形で求めることができ開口分布測定回路を
提供することにある。
（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために、本発明の開口分布測定回
路は次の如き構成を有する。
路は次の如き構成を有する。
即ち、本発明の開口分布測定回路は、略軸対称に形成
した平面フェーズドアレイ空中線を構成するアンテナ素
子の位相を設定する各移相器の移相量を制御する移相制
御器と；平面フェーズドアレイ空中線の指向方向である
ボアサイト方向の充分遠方に前記フェーズドアレイ空中
線の放射面に対向して固定的に設置されて平面フェーズ
ドアレイ空中線の送出する高周波信号を受信する受信ア
ンテナと；この受信アンテナの受信高周波信号の振幅と
位相を測定する計測器と；平面フェーズドアレイ空中線
のアレイ開口面をその中心軸（垂直軸及び水平軸）に対
称なｎ対（ｎは自然数）のセレクタに等分割を行うと同
時に振幅位相算出処理を行うことにより全てのセクタに
おいて各セクタによる放射電界の振幅の平均値と位相の
平均値を算出することを、順次ｎを１つづつ増加させな
がら繰り返し、最終的に各セクタが各アンテナ素子と１
対１に対応した時点における平面フェーズトアレイ空中
線の各アンテナ素子ごとの振幅と位相とを算出する開口
分布算出手段と；を備えた開口分布測定回路であって、
前記振幅位相算出処理は、対となるセクタの一方のセク
タと他方のセクタのうちの他方のセクタの含むアンテナ
素子群の位相は初期状態の０゜としたまま、一方のセク
タの含むアンテナ素子群の位相を０゜から360゜まで所
定のステップで変化させるよう前記移相制御器を制御し
つつ得られる前記一方のセクタによる放射電界の振幅と
位相を前記計測器の出力に基づき求め、複素平面上にお
ける前記ステップの３ステップ対応分の前記一方のセク
タによる放射電界の振幅と位相の出力値の組ごとに決定
される円の中心座標の平均と半径の平均に基づいて前記
一方のセクタによる放射電界の振幅の平均値と位相の平
均値とを算出した後、次に前記一方のセクタの含むアン
テナ素子群の位相は初期状態の０゜として前記他方のセ
クタの含むアンテナ素子群の位相０゜から360゜まで所
定の刻みステップで変化して前記他方のセクタによる放
射電界の振幅の平均値と位相の平均値とを前記一方のセ
クタの場合に準じて算出することを、全ての対となるセ
クタについて行い、この後全ての対となるセクタについ
て対となるセクタをなす一方のセクタの含むアンテナ素
子群と他方のセクタの含むアンテナ素子群との位相差が
180゜となるように前記移相制御器を制御する処理であ
る； ことを特徴とする開口分布測定回路である。
した平面フェーズドアレイ空中線を構成するアンテナ素
子の位相を設定する各移相器の移相量を制御する移相制
御器と；平面フェーズドアレイ空中線の指向方向である
ボアサイト方向の充分遠方に前記フェーズドアレイ空中
線の放射面に対向して固定的に設置されて平面フェーズ
ドアレイ空中線の送出する高周波信号を受信する受信ア
ンテナと；この受信アンテナの受信高周波信号の振幅と
位相を測定する計測器と；平面フェーズドアレイ空中線
のアレイ開口面をその中心軸（垂直軸及び水平軸）に対
称なｎ対（ｎは自然数）のセレクタに等分割を行うと同
時に振幅位相算出処理を行うことにより全てのセクタに
おいて各セクタによる放射電界の振幅の平均値と位相の
平均値を算出することを、順次ｎを１つづつ増加させな
がら繰り返し、最終的に各セクタが各アンテナ素子と１
対１に対応した時点における平面フェーズトアレイ空中
線の各アンテナ素子ごとの振幅と位相とを算出する開口
分布算出手段と；を備えた開口分布測定回路であって、
前記振幅位相算出処理は、対となるセクタの一方のセク
タと他方のセクタのうちの他方のセクタの含むアンテナ
素子群の位相は初期状態の０゜としたまま、一方のセク
タの含むアンテナ素子群の位相を０゜から360゜まで所
定のステップで変化させるよう前記移相制御器を制御し
つつ得られる前記一方のセクタによる放射電界の振幅と
位相を前記計測器の出力に基づき求め、複素平面上にお
ける前記ステップの３ステップ対応分の前記一方のセク
タによる放射電界の振幅と位相の出力値の組ごとに決定
される円の中心座標の平均と半径の平均に基づいて前記
一方のセクタによる放射電界の振幅の平均値と位相の平
均値とを算出した後、次に前記一方のセクタの含むアン
テナ素子群の位相は初期状態の０゜として前記他方のセ
クタの含むアンテナ素子群の位相０゜から360゜まで所
定の刻みステップで変化して前記他方のセクタによる放
射電界の振幅の平均値と位相の平均値とを前記一方のセ
クタの場合に準じて算出することを、全ての対となるセ
クタについて行い、この後全ての対となるセクタについ
て対となるセクタをなす一方のセクタの含むアンテナ素
子群と他方のセクタの含むアンテナ素子群との位相差が
180゜となるように前記移相制御器を制御する処理であ
る； ことを特徴とする開口分布測定回路である。
（作 用） 次に、前記の如く構成される本発明の開口分布測定回
路の作用を説明する。
路の作用を説明する。
本発明では、受信アンテナは、平面フェーズドアレイ
空中線のボアサイト方向の充分遠方に固定的に設置す
る。そして、アレイ開口面をその中心軸（垂直軸及び水
平軸）に対称に２個、４個、８個、……のセクタに順次
等分割しながら細分割化を繰り返しつつ、各分割した軸
対称な位置の対となる一方のセクタに属する素子の位相
を、他方のセクタの位相は０゜の初期値としたまま０゜
から360゜まで所定のステップで変化させて、ステップ
ごとに得られる複素平面上の信号点の座標の３個を過ぎ
る円として決定される複素平面上の円の中心座標と半径
とに基づいて、受信高周波信号の振幅と位相を求めるこ
とを対称となる各対セクタのすべてを対象として繰り返
し行い、セクタの細分割化の最終的に各素子の振幅と位
相を求めて開口分布とする。
空中線のボアサイト方向の充分遠方に固定的に設置す
る。そして、アレイ開口面をその中心軸（垂直軸及び水
平軸）に対称に２個、４個、８個、……のセクタに順次
等分割しながら細分割化を繰り返しつつ、各分割した軸
対称な位置の対となる一方のセクタに属する素子の位相
を、他方のセクタの位相は０゜の初期値としたまま０゜
から360゜まで所定のステップで変化させて、ステップ
ごとに得られる複素平面上の信号点の座標の３個を過ぎ
る円として決定される複素平面上の円の中心座標と半径
とに基づいて、受信高周波信号の振幅と位相を求めるこ
とを対称となる各対セクタのすべてを対象として繰り返
し行い、セクタの細分割化の最終的に各素子の振幅と位
相を求めて開口分布とする。
その結果、Ｘ−Ｙスキャナのような高価で大がかりな
設備は不要となり、また所望波と不要波を分離して所望
波について振幅と位相を求めることができる効果があ
る。
設備は不要となり、また所望波と不要波を分離して所望
波について振幅と位相を求めることができる効果があ
る。
（実 施 例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る開口分布測定回路を
示す。本発明では、第１図に示すように、受信アンテナ
４を平面フェーズドアレイ空中線のボアサイト方向の充
分遠方の位置に固定配置してある。そして、開口分布算
出手段としてCPU（中央処理装置）７を設け、これのバ
スに計測器としてのネットワークアナライザ５と移相制
御器６を接続してある。
示す。本発明では、第１図に示すように、受信アンテナ
４を平面フェーズドアレイ空中線のボアサイト方向の充
分遠方の位置に固定配置してある。そして、開口分布算
出手段としてCPU（中央処理装置）７を設け、これのバ
スに計測器としてのネットワークアナライザ５と移相制
御器６を接続してある。
CPU7は、移相制御器６に移相コードを与え、これによ
り各移相器２を制御させ、アレイ開口面を軸対称に２
個、４個、８個、……のセクタに分割すること、各分割
過程において各セクタのうちの一方のセクタの位相を他
方のセクタは位相を０゜としたまま０゜〜360゜の範囲
にわたって所定のステップで変化させその変化過程での
ネットワークアナライザ５の出力からそのセクタに属す
る素子群の放射電界の振幅と位相を、ステップごとに得
られる複素平面上の座標の３ステップ分対応の３点によ
って決定される複素平面上の円の中心と半径とに基づ
き、かつ複数の円に関する平均に基づいて求める。同一
分割過程における計測を終了後、次の分割過程での計測
において不要な放射をなるべく小さくする為に左右（又
は上下）の素子群の位相差が180゜になるように移相制
御器を設定し、次の分割過程に移行することを行い、最
終的に全素子の放射電界の振幅と位相を算出して平面フ
ェーズドアレイ空中線の開口分布を知る。以下、CPU7の
動作を、平面フェーズドアレイ空中線のアレイ開口が円
形開口である場合を例に挙げて説明する。なお、矩形開
口の場合も同様である。
り各移相器２を制御させ、アレイ開口面を軸対称に２
個、４個、８個、……のセクタに分割すること、各分割
過程において各セクタのうちの一方のセクタの位相を他
方のセクタは位相を０゜としたまま０゜〜360゜の範囲
にわたって所定のステップで変化させその変化過程での
ネットワークアナライザ５の出力からそのセクタに属す
る素子群の放射電界の振幅と位相を、ステップごとに得
られる複素平面上の座標の３ステップ分対応の３点によ
って決定される複素平面上の円の中心と半径とに基づ
き、かつ複数の円に関する平均に基づいて求める。同一
分割過程における計測を終了後、次の分割過程での計測
において不要な放射をなるべく小さくする為に左右（又
は上下）の素子群の位相差が180゜になるように移相制
御器を設定し、次の分割過程に移行することを行い、最
終的に全素子の放射電界の振幅と位相を算出して平面フ
ェーズドアレイ空中線の開口分布を知る。以下、CPU7の
動作を、平面フェーズドアレイ空中線のアレイ開口が円
形開口である場合を例に挙げて説明する。なお、矩形開
口の場合も同様である。
（１）まず、第２図（ａ）に示すように、円形開口を垂
直軸に対称に略等面積のセクタ１とセクタ２に分割し、
セクタ２に属する移相器２を初期状態（０゜）に設定
し、セクタ１に対応する移相器２を０゜〜360゜まで所
定の刻みのステップ状に移相制御器６により可変する。
受信アンテナ４の受信RF信号の振幅と位相をネットワー
クアナライザ５により測定する。
直軸に対称に略等面積のセクタ１とセクタ２に分割し、
セクタ２に属する移相器２を初期状態（０゜）に設定
し、セクタ１に対応する移相器２を０゜〜360゜まで所
定の刻みのステップ状に移相制御器６により可変する。
受信アンテナ４の受信RF信号の振幅と位相をネットワー
クアナライザ５により測定する。
（２）次に、移相器２の各ステート（ステップ）毎の受
信RF信号の測定値を第３図に示すように複素平面に表示
する。３点の測定値により、これら測定値を略円周上に
含む複素平面上の円の中心が決定できるので、３点の測
定値（x1,y1）、（x2,y2）、（x3,y3）から円の中心（X
0,Y0）及び半径R0を次の式（１）から求める。
信RF信号の測定値を第３図に示すように複素平面に表示
する。３点の測定値により、これら測定値を略円周上に
含む複素平面上の円の中心が決定できるので、３点の測
定値（x1,y1）、（x2,y2）、（x3,y3）から円の中心（X
0,Y0）及び半径R0を次の式（１）から求める。
（３）同様に他の測定値の３点から円の中心（X0,Y0）
及び半径R0を求め、それらの平均値０、同０、同
０を得る。
及び半径R0を求め、それらの平均値０、同０、同
０を得る。
（４）そして、平均値０、同０を次の式（２）に適
用してセクタ１に属する素子の放射電界の振幅Ａと位相
φを算出する。
用してセクタ１に属する素子の放射電界の振幅Ａと位相
φを算出する。
要するに、（２）と（３）の手順における円の中心と
半径との平均化処理によって主として不要波による信号
の変動に対する平滑化を施し、（４）の手順によって所
望波を求めたのである。
半径との平均化処理によって主として不要波による信号
の変動に対する平滑化を施し、（４）の手順によって所
望波を求めたのである。
（５）次に、第２図に示すセクタ１に属する移相器２を
初期状態（０゜）とし、セクタ２に属する移相器２の移
相量を初期状態（０゜）から所定のステップで360゜回
転させる。受信アンテナ４の受信RF信号の振幅と位相を
ネットワークアナライザ５により測定し前記（２）〜
（４）と同様にセクタ２に対応する素子３の放射電界の
振幅と位相を求める。
初期状態（０゜）とし、セクタ２に属する移相器２の移
相量を初期状態（０゜）から所定のステップで360゜回
転させる。受信アンテナ４の受信RF信号の振幅と位相を
ネットワークアナライザ５により測定し前記（２）〜
（４）と同様にセクタ２に対応する素子３の放射電界の
振幅と位相を求める。
（６）そして、セクタ１とセクタ２の位相差が180゜と
なるように移相制御器６を設定して次の分割過程に於け
る計測の際の不要放射ベクトルのレベルをなるべく軽減
する。
なるように移相制御器６を設定して次の分割過程に於け
る計測の際の不要放射ベクトルのレベルをなるべく軽減
する。
（７）次いで、第２図に示すように、各セクタをさらに
1/2に等分割し、セクタ１〜同４に対応する各素子３の
放射電界の振幅と位相を、前記（１）〜（４）と同様に
測定する。
1/2に等分割し、セクタ１〜同４に対応する各素子３の
放射電界の振幅と位相を、前記（１）〜（４）と同様に
測定する。
（８）そして、セクタ１とセクタ４、セクタ２とセクタ
３の位相差が180゜となるように移相制御器６を設定す
る。
３の位相差が180゜となるように移相制御器６を設定す
る。
（９）以下、同様に円形開口の垂直軸に対して対称とな
るようなセクタに順次分割し、最終的に素子の縦配列毎
の振幅と位相を求める。
るようなセクタに順次分割し、最終的に素子の縦配列毎
の振幅と位相を求める。
（10）さらに円形開口を水平軸に対称となるセクタに分
割し、前記（２）〜（９）同様に各セクタの放射電界の
振幅と位相を求め、最終的に各素子の振幅と位相が得ら
れる。
割し、前記（２）〜（９）同様に各セクタの放射電界の
振幅と位相を求め、最終的に各素子の振幅と位相が得ら
れる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の開口分布測定回路によ
れば、受信アンテナを平面フェーズドアレイ空中線のボ
アサイト方向の充分遠方に固定的に設置し、アレイ開口
面を軸対称に２個、４個、８個、……のセクタに順次等
分割しながら細分割化を繰り返しつつ、各分割した軸対
称な位置の対セクタの一方のセクタの位相を０゜〜360
゜にわたって所定のステップで変化させ受信高周波信号
の振幅と位相を測定することを対セクタの他方のセクタ
とともにセクタの細分割化とともに繰り返しつつ、最終
的にはアンテナ素子ごとの振幅と位相とを開口分布とし
て算出するようにしたので、Ｘ−Ｙスキャナのような高
価で大がかりな設備が不要となり、また所望波と不要波
を分離して所望波について振幅と位相を求めることがで
き、費用対効果に優れるという効果がある。
れば、受信アンテナを平面フェーズドアレイ空中線のボ
アサイト方向の充分遠方に固定的に設置し、アレイ開口
面を軸対称に２個、４個、８個、……のセクタに順次等
分割しながら細分割化を繰り返しつつ、各分割した軸対
称な位置の対セクタの一方のセクタの位相を０゜〜360
゜にわたって所定のステップで変化させ受信高周波信号
の振幅と位相を測定することを対セクタの他方のセクタ
とともにセクタの細分割化とともに繰り返しつつ、最終
的にはアンテナ素子ごとの振幅と位相とを開口分布とし
て算出するようにしたので、Ｘ−Ｙスキャナのような高
価で大がかりな設備が不要となり、また所望波と不要波
を分離して所望波について振幅と位相を求めることがで
き、費用対効果に優れるという効果がある。
第１図は、本発明の一実施例に係る開口分布測定回路を
示す系統図、第２図は本発明の一実施例におけるアレイ
開口の分割を示す図、第３図は本発明の一実施例におけ
る受信RF信号を複素平面座標に表わした図面、第４図は
本発明に係る従来の測定回路を示す系統図である。 １……RF信号発生器、２……移相器、 ３……素子、４……受信アンテナ、５……ネットワーク
アナライザ、６……移相制御器、 ７……CPU。
示す系統図、第２図は本発明の一実施例におけるアレイ
開口の分割を示す図、第３図は本発明の一実施例におけ
る受信RF信号を複素平面座標に表わした図面、第４図は
本発明に係る従来の測定回路を示す系統図である。 １……RF信号発生器、２……移相器、 ３……素子、４……受信アンテナ、５……ネットワーク
アナライザ、６……移相制御器、 ７……CPU。
Claims (1)
- 【請求項１】略軸対称に形成した平面フェーズドアレイ
空中線を構成するアンテナ素子の位相を設定する各移相
器の移相量を制御する移相制御器と； 平面フェーズドアレイ空中線の指向方向であるボアサイ
ト方向の充分遠方に前記フェーズドアレイ空中線の放射
面に対向して固定的に設置されて平面フェーズドアレイ
空中線の送出する高周波信号を受信する受信アンテナ
と； この受信アンテナの受信高周波信号の振幅と位相を測定
する計測器と； 平面フェーズドアレイ空中線のアレイ開口面をその中心
軸（垂直軸及び水平軸）に対称なｎ対（ｎは自然数）の
セクタに等分割を行うと同時に振幅位相算出処理を行う
ことにより全てのセクタにおいて各セクタによる放射電
界の振幅の平均値と位相の平均値を算出することを、順
次ｎを１つづつ増加させながら繰り返し、最終的に各セ
クタが各アンテナ素子と１対１に対応した時点における
平面フェーズトアレイ空中線の各アンテナ素子ごとの振
幅と位相とを算出する開口分布算出手段と； を備えた開口分布測定回路であって、 前記振幅位相算出処理は、対となるセクタの一方のセク
タと他方のセクタのうちの他方のセクタの含むアンテナ
素子群の位相は初期状態の０゜としたまま、一方のセク
タの含むアンテナ素子群の位相を０゜から360゜まで所
定のステップで変化させるよう前記移相制御器を制御し
つつ得られる前記一方のセクタによる放射電界の振幅と
位相を前記計測器の出力に基づき求め、複素平面上にお
ける前記ステップの３ステップ対応分の前記一方のセク
タによる放射電界の振幅と位相の出力値の組ごとに決定
される円の中心座標の平均と半径の平均に基づいて前記
一方のセクタによる放射電界の振幅の平均値と位相の平
均値とを算出した後、次に前記一方のセクタの含むアン
テナ素子群の位相は初期状態の０゜として前記他方のセ
クタの含むアンテナ素子群の位相を０゜から360゜まで
所定の刻みステップで変化して前記他方のセクタによる
放射電界の振幅の平均値と位相の平均値とを前記一方の
セクタの場合に準じて算出することを、全ての対となる
セクタについて行い、この後全ての対となるセクタにつ
いて対となるセクタをなす一方のセクタの含むアンテナ
素子群と他方のセクタの含むアンテナ素子群との位相差
が180゜となるように前記移相制御器を制御する処理で
ある； ことを特徴とする開口分布測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29452990A JP2646836B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 開口分布測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29452990A JP2646836B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 開口分布測定回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04168376A JPH04168376A (ja) | 1992-06-16 |
| JP2646836B2 true JP2646836B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17808964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29452990A Expired - Lifetime JP2646836B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 開口分布測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646836B2 (ja) |
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1990
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