JP2705413B2 - アンテナインピーダンス測定法 - Google Patents
アンテナインピーダンス測定法Info
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- JP2705413B2 JP2705413B2 JP32572491A JP32572491A JP2705413B2 JP 2705413 B2 JP2705413 B2 JP 2705413B2 JP 32572491 A JP32572491 A JP 32572491A JP 32572491 A JP32572491 A JP 32572491A JP 2705413 B2 JP2705413 B2 JP 2705413B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は複数個の円偏波アンテ
ナ素子を配列して構成された円偏波アレーアンテナのイ
ンピーダンスの測定方法に関するものである。
ナ素子を配列して構成された円偏波アレーアンテナのイ
ンピーダンスの測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来のアレーアンテナの全素子励
振状態における任意のアンテナ素子のアクティブインピ
ーダンス測定法を示す図であり、図において、１はアン
テナ素子、２はこのアンテナ素子を円偏波励振するハイ
ブリッド回路、３は定在波測定器、４は各アンテナ素子
に所望の励振分布を給電する電力分配器、５は信号発振
器、６はアンテナのＶＳＷＲを表示する定在波メータで
ある。
振状態における任意のアンテナ素子のアクティブインピ
ーダンス測定法を示す図であり、図において、１はアン
テナ素子、２はこのアンテナ素子を円偏波励振するハイ
ブリッド回路、３は定在波測定器、４は各アンテナ素子
に所望の励振分布を給電する電力分配器、５は信号発振
器、６はアンテナのＶＳＷＲを表示する定在波メータで
ある。
【０００３】次に測定原理について説明する。信号発振
器５から出力された信号は電力分配器４で所望の電力分
配比に分配され、各アンテナ素子１に接続されたハイブ
リッド回路２の入力端子２ａに入る。ハイブリッド回路
の２つの出力端子２ｂ，２ｃから出力された信号は互い
に９０度の位相差を有するためアンテナ素子１の２カ所
の給電点を励振して、円偏波が放射される。注目してい
るアンテナ素子１とハイブリッド回路２の出力端子２ｂ
の間には定在波測定器が挿入され、注目するアンテナ素
子の給電端子のＶＳＷＲを定在波メータの表示により読
取ることにより、アンテナ素子１のアクティブインピー
ダンスを測定することができる。
器５から出力された信号は電力分配器４で所望の電力分
配比に分配され、各アンテナ素子１に接続されたハイブ
リッド回路２の入力端子２ａに入る。ハイブリッド回路
の２つの出力端子２ｂ，２ｃから出力された信号は互い
に９０度の位相差を有するためアンテナ素子１の２カ所
の給電点を励振して、円偏波が放射される。注目してい
るアンテナ素子１とハイブリッド回路２の出力端子２ｂ
の間には定在波測定器が挿入され、注目するアンテナ素
子の給電端子のＶＳＷＲを定在波メータの表示により読
取ることにより、アンテナ素子１のアクティブインピー
ダンスを測定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアレーアンテナ
インピーダンス測定法は以上の測定原理に基づいている
ので、注目するアンテナ素子１とハイブリッド回路２の
出力端子２ａの間に定在波測定器３を挿入する必要があ
り、定在波測定器３の挿入損失や挿入位相のためにアレ
ーアンテナの励振分布が所望の特性から変化してしま
い、また、定在波測定器３の位相を補正するために他の
アンテナ素子１とハイブリッド回路２の間にケーブルを
挿入しても完全に補正できないあるいはアンテナ素子１
のインピーダンスが通常使用される５０オーム系でない
場合には補正が困難であるという問題があった。また、
定在波測定器を用いた測定では原理上、１つの周波数で
しか測定できないため、連続的なインピーダンスの周波
数特性を取得するのに多大な時間を要するという問題点
があった。
インピーダンス測定法は以上の測定原理に基づいている
ので、注目するアンテナ素子１とハイブリッド回路２の
出力端子２ａの間に定在波測定器３を挿入する必要があ
り、定在波測定器３の挿入損失や挿入位相のためにアレ
ーアンテナの励振分布が所望の特性から変化してしま
い、また、定在波測定器３の位相を補正するために他の
アンテナ素子１とハイブリッド回路２の間にケーブルを
挿入しても完全に補正できないあるいはアンテナ素子１
のインピーダンスが通常使用される５０オーム系でない
場合には補正が困難であるという問題があった。また、
定在波測定器を用いた測定では原理上、１つの周波数で
しか測定できないため、連続的なインピーダンスの周波
数特性を取得するのに多大な時間を要するという問題点
があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、アレーアンテナの励振分布を所望
の値から変えずに実際の動作状態でのアンテナ素子１の
アクティブインピーダンスの高精度な測定方法を提供す
ることを目的とする。
めになされたもので、アレーアンテナの励振分布を所望
の値から変えずに実際の動作状態でのアンテナ素子１の
アクティブインピーダンスの高精度な測定方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
インピーダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アン
テナ素子１を給電するハイブリッド回路２の入力端子に
信号を入力したときに全アンテナ素子１を励振した状態
でアイソレーション端子に出力される複素信号をＴ、次
にハイブリッド回路２の出力端子を解放した状態でアイ
ソレーション端子に出力される複素信号をＴo としたと
きに次式で表わされるＺをアンテナインピーダンスとし
て求める方法である。
インピーダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アン
テナ素子１を給電するハイブリッド回路２の入力端子に
信号を入力したときに全アンテナ素子１を励振した状態
でアイソレーション端子に出力される複素信号をＴ、次
にハイブリッド回路２の出力端子を解放した状態でアイ
ソレーション端子に出力される複素信号をＴo としたと
きに次式で表わされるＺをアンテナインピーダンスとし
て求める方法である。
【０００７】
【数１】
【０００８】
【数２】
【０００９】またこの発明の関連発明に係るアンテナイ
ンピーダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アンテ
ナ素子１を給電するハイブリッド回路２の入力端子に信
号を入力したときに全アンテナ素子１を励振した状態で
アイソレーション端子に出力される複素信号をＴ、次に
ハイブリッド回路２の出力端子を解放した状態でアイソ
レーション端子に出力される複素信号をＴO 、ハイブリ
ッド回路２の出力端子を短絡した状態でアイソレーショ
ン端子に出力される複素信号をＴ S としたときに次式で
表わされるＺをアンテナインピーダンスとして求める方
法である。
ンピーダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アンテ
ナ素子１を給電するハイブリッド回路２の入力端子に信
号を入力したときに全アンテナ素子１を励振した状態で
アイソレーション端子に出力される複素信号をＴ、次に
ハイブリッド回路２の出力端子を解放した状態でアイソ
レーション端子に出力される複素信号をＴO 、ハイブリ
ッド回路２の出力端子を短絡した状態でアイソレーショ
ン端子に出力される複素信号をＴ S としたときに次式で
表わされるＺをアンテナインピーダンスとして求める方
法である。
【００１０】
【数３】
【００１１】
【数４】
【００１２】
【数５】
【００１３】
【作用】この発明におけるアンテナインピーダンス測定
法は円偏波アレーアンテナの各アンテナ素子１を給電す
るハイブリッド回路２のアイソレーション端子に出力さ
れる複素信号をアンテナ素子１とハイブリッド回路２を
接続した状態と、ハイブリッド回路２を解放した状態で
比をとることによりアクティブな反射係数として求めら
れるので、例えば、市販のネットワークアナライザでハ
イブリッド回路２の出力端子を解放した状態を基準とし
てアンテナ素子１をハイブリッド回路２の入力端子とア
イソレーション端子間のＳパラメータを測定することで
簡単にアクティブインピーダンスを求めることができ
る。またこの発明の関連発明におけるアンテナインピー
ダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アンテナ素子
１を給電するハイブリッド回路２のアイソレーション端
子に出力される複素信号をアンテナ素子１とハイブリッ
ド回路２を接続した状態の出力Ｔと、解放状態の出力Ｔ
0 と短絡状態の出力Ｔs の平均値Ａを用いてＴとＴo を
補正し、上記方法と同様に比較することにより、ハイブ
リッド回路の入力端子からアイソレーション端子に洩れ
込む誤差成分を除去した状態でアクティブインピーダン
スを求めることができる。
法は円偏波アレーアンテナの各アンテナ素子１を給電す
るハイブリッド回路２のアイソレーション端子に出力さ
れる複素信号をアンテナ素子１とハイブリッド回路２を
接続した状態と、ハイブリッド回路２を解放した状態で
比をとることによりアクティブな反射係数として求めら
れるので、例えば、市販のネットワークアナライザでハ
イブリッド回路２の出力端子を解放した状態を基準とし
てアンテナ素子１をハイブリッド回路２の入力端子とア
イソレーション端子間のＳパラメータを測定することで
簡単にアクティブインピーダンスを求めることができ
る。またこの発明の関連発明におけるアンテナインピー
ダンス測定法は円偏波アレーアンテナの各アンテナ素子
１を給電するハイブリッド回路２のアイソレーション端
子に出力される複素信号をアンテナ素子１とハイブリッ
ド回路２を接続した状態の出力Ｔと、解放状態の出力Ｔ
0 と短絡状態の出力Ｔs の平均値Ａを用いてＴとＴo を
補正し、上記方法と同様に比較することにより、ハイブ
リッド回路の入力端子からアイソレーション端子に洩れ
込む誤差成分を除去した状態でアクティブインピーダン
スを求めることができる。
【００１４】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、７は２端子回路の入出力特性であ
るＳパラメータを測定するネットワークザライザであ
る。いま注目するＮ番目のアンテナ素子の全アンテナ素
子励振状態におけるアクティブインピーダンスをＺ、反
射係数をΓとし、電力分配器４で所望の分配比で励振さ
れたアンテナ素子Ｎのハイブリッド回路２の入力端子２
ａに入る信号をａ、アイソレーション端子２ｄに出力さ
れる信号をｂとし、ハイブリッド回路２の４端子回路と
してのＳパラメータが端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの順
に番号付けして次式で表わされるものとする。
する。図１において、７は２端子回路の入出力特性であ
るＳパラメータを測定するネットワークザライザであ
る。いま注目するＮ番目のアンテナ素子の全アンテナ素
子励振状態におけるアクティブインピーダンスをＺ、反
射係数をΓとし、電力分配器４で所望の分配比で励振さ
れたアンテナ素子Ｎのハイブリッド回路２の入力端子２
ａに入る信号をａ、アイソレーション端子２ｄに出力さ
れる信号をｂとし、ハイブリッド回路２の４端子回路と
してのＳパラメータが端子２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの順
に番号付けして次式で表わされるものとする。
【００１５】
【数６】
【００１６】このときネットワークアナライザで測定さ
れる端子２ｄへの出力信号ｂをＴとするとハイブリッド
回路２の入力端子からアイソレーション端子への洩れ込
みであるＳ41が十分無視できるほど小さい場合には次式
で表わされる。
れる端子２ｄへの出力信号ｂをＴとするとハイブリッド
回路２の入力端子からアイソレーション端子への洩れ込
みであるＳ41が十分無視できるほど小さい場合には次式
で表わされる。
【００１７】
【数７】
【００１８】また、図２においてハイブリッド回路２の
出力端子２ｂ，２ｃをアンテナ素子２の給電点からはず
して解放状態にしたときのネットワークアナライザで測
定される通過特性であるｂとａの比をＴo とすると次式
で表わされる。
出力端子２ｂ，２ｃをアンテナ素子２の給電点からはず
して解放状態にしたときのネットワークアナライザで測
定される通過特性であるｂとａの比をＴo とすると次式
で表わされる。
【００１９】
【数８】
【００２０】ネットワークアナライザでは上記Ｔo を基
準として通過特性を測定することができるのでＴとＴO
の比を求めることによりＮ番目のアンテナ素子１のアク
ティブ反射係数ΓとアクティブインピーダンスＺを次式
による求めることができる。
準として通過特性を測定することができるのでＴとＴO
の比を求めることによりＮ番目のアンテナ素子１のアク
ティブ反射係数ΓとアクティブインピーダンスＺを次式
による求めることができる。
【００２１】
【数９】
【００２２】
【数１０】
【００２３】実施例２． 次にこの発明の関連発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、注目するＮ番目のアンテナ素子１の
ハイブリッド回路２の入力端子２ａからアイソレーショ
ン端子２ｄへの洩れ込みであるＳ41が無視できない場合
には、ハイブリッド回路２の入力端子２ａからアイソレ
ーション端子２ｄへの出力信号Ｔは次式で表わされる。
る。図１において、注目するＮ番目のアンテナ素子１の
ハイブリッド回路２の入力端子２ａからアイソレーショ
ン端子２ｄへの洩れ込みであるＳ41が無視できない場合
には、ハイブリッド回路２の入力端子２ａからアイソレ
ーション端子２ｄへの出力信号Ｔは次式で表わされる。
【００２４】
【数１１】
【００２５】図２においてハイブリッド回路２の出力端
子２ｂ，２ｃを解放したときの通過特性であるｂとａの
比Ｔo は次式で表わされる。
子２ｂ，２ｃを解放したときの通過特性であるｂとａの
比Ｔo は次式で表わされる。
【００２６】
【数１２】
【００２７】図３においてハイブリッド回路２の出力端
子２ｂ，２ｃを短絡したときの通過特性であるｂとａの
比Ｔs は次式で表わされる。
子２ｂ，２ｃを短絡したときの通過特性であるｂとａの
比Ｔs は次式で表わされる。
【００２８】
【数１３】
【００２９】これらの測定された値ＴO ，ＴS を用いて
ハイブリッド回路のアイソレーション複素信号Ｓ41／ａ
は次式で求められる。
ハイブリッド回路のアイソレーション複素信号Ｓ41／ａ
は次式で求められる。
【００３０】
【数１４】
【００３１】上式を用いてアンテナ素子１のアクティブ
反射係数Γは次式で求められる。
反射係数Γは次式で求められる。
【００３２】
【数１５】
【００３３】また、アンテナのアクティブインピーダン
スＺは次式で求められる。
スＺは次式で求められる。
【００３４】
【数１６】
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば円偏波
アレーアンテナを実際の全アンテナ素子励振状態で注目
するアンテナ素子のハイブリッド回路のアイソレーショ
ン端子の出力をアンテナ素子の励振状態、ハイブリッド
の出力端子の解放状態、短絡状態で測定し、簡単な計算
でアクティブインピーダンスを測定求めることができる
ので、精度の高いインピーダンス測定を行え、また、ネ
ットワークアナライザ等を用いて周波数を連続的に変え
て測定できるため測定時間が従来に比べて大幅に短縮で
きるという効果がある。
アレーアンテナを実際の全アンテナ素子励振状態で注目
するアンテナ素子のハイブリッド回路のアイソレーショ
ン端子の出力をアンテナ素子の励振状態、ハイブリッド
の出力端子の解放状態、短絡状態で測定し、簡単な計算
でアクティブインピーダンスを測定求めることができる
ので、精度の高いインピーダンス測定を行え、また、ネ
ットワークアナライザ等を用いて周波数を連続的に変え
て測定できるため測定時間が従来に比べて大幅に短縮で
きるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるアンテナインピーダ
ンス測定系を示す図である。
ンス測定系を示す図である。
【図２】この発明の一実施例によるハイブリッド回路出
力端子を解放した測定系を示す図である。
力端子を解放した測定系を示す図である。
【図３】この発明の他の実施例によるハイブリッド回路
出力端子を短絡した測定系を示す図である。
出力端子を短絡した測定系を示す図である。
【図４】従来のアンテナインピーダンス測定系を示す図
である。
である。
１ アンテナ素子 ２ ハイブリッド回路 ４ 電力分配器
Claims (2)
- 【請求項１】 ２個の給電点を有し、前記２個の給電点
を概略等振幅かつ９０度の位相差で給電することにより
円偏波を励振するアンテナ素子を複数個配列してなる円
偏波アレーアンテナにおいて、円偏波励振用の４端子ハ
イブリッド回路の前記アンテナ素子の２個の給電点に出
力２端子を接続し、他の端子の１個を入力端子として所
望の電力分配比を有する電力分配回路で給電し、注目す
る任意のアンテナ素子に接続された前記ハイブリッド回
路の残りの端子をアイソレーション端子として、アイソ
レーション端子に出力される複素信号をＴとし、次に前
記ハイブリッド回路の出力端子を解放して前記アイソレ
ーション端子に出力される複素信号をＴo としたとき
に、Ｔ／Ｔo をアンテナ素子１の前記アレーアンテナ全
アンテナ素子励振状態における反射係数Γとし、（１＋
Γ）／（１−Γ）をアクティブなアンテナインピーダン
スとして求めるアンテナインピーダンス測定法。 - 【請求項２】 ２個の給電点を有し、前記２個の給電点
を概略等振幅かつ９０度の位相差で給電することにより
円偏波を励振するアンテナ素子を複数個配列してなる円
偏波アレーアンテナにおいて、円偏波励振用の４端子ハ
イブリッド回路の前記アンテナ素子の２個の給電点に出
力２端子を接続し、他の端子の１個を入力端子として所
望の電力分配比を有する電力分配回路で給電し、注目す
る任意のアンテナ素子に接続された前記ハイブリッド回
路の残りの端子をアイソレーション端子として、アイソ
レーション端子に出力される複素信号をＴとし、次に前
記ハイブリッド回路の出力端子を解放して前記アイソレ
ーション端子に出力される複素信号をＴo とし、次に前
記ハイブリッド回路の出力端子を短絡して前記アイソレ
ーション端子に出力される複素信号をＴs としたとき
に、Ｔo とＴs の平均値をＡとし、（Ｔ−Ａ）／（Ｔo
−Ａ）をアンテナ素子の前記アレーアンテナ全アンテナ
素子励振状態における反射係数Γとし、（１＋Γ）／
（１−Γ）をアクティブなアンテナインピーダンスとし
て求めるアンテナインピーダンス測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32572491A JP2705413B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | アンテナインピーダンス測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32572491A JP2705413B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | アンテナインピーダンス測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157782A JPH05157782A (ja) | 1993-06-25 |
| JP2705413B2 true JP2705413B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=18179980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32572491A Expired - Fee Related JP2705413B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | アンテナインピーダンス測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705413B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051614A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | アレーアンテナの校正装置および方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP32572491A patent/JP2705413B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05157782A (ja) | 1993-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |