JP3491038B2 - 近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法 - Google Patents
近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法Info
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- JP3491038B2 JP3491038B2 JP2001044615A JP2001044615A JP3491038B2 JP 3491038 B2 JP3491038 B2 JP 3491038B2 JP 2001044615 A JP2001044615 A JP 2001044615A JP 2001044615 A JP2001044615 A JP 2001044615A JP 3491038 B2 JP3491038 B2 JP 3491038B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，複数のアンテナ素
子が配列されアンテナ素子毎に位相を調整することので
きるアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性
を求める特性測定装置および特性測定方法に関する。
子が配列されアンテナ素子毎に位相を調整することので
きるアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性
を求める特性測定装置および特性測定方法に関する。
【０００２】本発明は，複数のアンテナ素子が配列され
アンテナ素子毎に位相を調整することのできるアンテナ
を対象とするものであり，このようなアンテナの例とし
てアレーアンテナがある。
アンテナ素子毎に位相を調整することのできるアンテナ
を対象とするものであり，このようなアンテナの例とし
てアレーアンテナがある。
【０００３】アレーアンテナの特性は各素子の放射特性
の誤差によって所望の特性から劣化するため，アンテナ
特性の診断，特にアンテナ素子毎の放射特性の診断が必
要となる。これは，アンテナ開口面の位相および振幅の
分布を測定することで可能となる。
の誤差によって所望の特性から劣化するため，アンテナ
特性の診断，特にアンテナ素子毎の放射特性の診断が必
要となる。これは，アンテナ開口面の位相および振幅の
分布を測定することで可能となる。
【０００４】従来，このようなアンテナの開口面位相お
よび振幅の分布の測定は，遠方界測定により行なわれて
いた。遠方界測定は，そのようなアンテナの開口面の実
効的な最大寸法Ｄに対して，電磁波の波長をλとすると
きプローブからアンテナまでの測定距離を２Ｄ2 ／λよ
り充分に大きいところで測定するものである。
よび振幅の分布の測定は，遠方界測定により行なわれて
いた。遠方界測定は，そのようなアンテナの開口面の実
効的な最大寸法Ｄに対して，電磁波の波長をλとすると
きプローブからアンテナまでの測定距離を２Ｄ2 ／λよ
り充分に大きいところで測定するものである。
【０００５】遠方界測定によるアレーアンテナの各アン
テナ素子の位相測定は，通常，素子電界ベクトル回転法
（ＲＥＶ法）により行なわれている。
テナ素子の位相測定は，通常，素子電界ベクトル回転法
（ＲＥＶ法）により行なわれている。
【０００６】図１２（ａ），（ｂ）は素子電界ベクトル
回転法の説明図である。アレーアンテナのある方向にお
ける合成電界ベクトルは図１２（ａ）に示す実線の矢印
で表す各アンテナ素子の電界ベクトルを合成したもので
ある。図１２（ａ）において，ベクトルＥ1 ，ベクトル
Ｅ2 ，・・・ベクトルＥn はそれぞれアレーアンテナの
素子１，素子２，・・・素子ｎの電界ベクトルである
（ベクトルＥn の大きさＥn ，位相φn ）。ここで，図
１２（ａ）に示すように，素子ｎの位相を位相器を用い
て変化させると，素子ｎの電界ベクトルの回転に伴っ
て，合成電界のベクトルも変化する。そして，回転した
電界ベクトルＥn を含む合成電界を測定し，図１２
（ｂ）に示すように測定された合成電界の最大値を与え
る位相θ0 を求める。そのθ0 と合成電力の最大値と最
小値の比Ｑ（＝Ｅmax 2 ／Ｅmin 2 ）により，アレーア
ンテナの素子ｎの振幅と位相を決定できる（電子通信学
会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ６５−Ｂ，Ｎｏ．５，ｐｐ５５５−
５６０，１９８２年５月“フェイズドアレーアンテナの
素子振幅位相測定法−素子電界ベクトル回転法−”参
照）。
回転法の説明図である。アレーアンテナのある方向にお
ける合成電界ベクトルは図１２（ａ）に示す実線の矢印
で表す各アンテナ素子の電界ベクトルを合成したもので
ある。図１２（ａ）において，ベクトルＥ1 ，ベクトル
Ｅ2 ，・・・ベクトルＥn はそれぞれアレーアンテナの
素子１，素子２，・・・素子ｎの電界ベクトルである
（ベクトルＥn の大きさＥn ，位相φn ）。ここで，図
１２（ａ）に示すように，素子ｎの位相を位相器を用い
て変化させると，素子ｎの電界ベクトルの回転に伴っ
て，合成電界のベクトルも変化する。そして，回転した
電界ベクトルＥn を含む合成電界を測定し，図１２
（ｂ）に示すように測定された合成電界の最大値を与え
る位相θ0 を求める。そのθ0 と合成電力の最大値と最
小値の比Ｑ（＝Ｅmax 2 ／Ｅmin 2 ）により，アレーア
ンテナの素子ｎの振幅と位相を決定できる（電子通信学
会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ６５−Ｂ，Ｎｏ．５，ｐｐ５５５−
５６０，１９８２年５月“フェイズドアレーアンテナの
素子振幅位相測定法−素子電界ベクトル回転法−”参
照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】素子電界ベクトル回転
法等の遠方界測定は，アンテナと測定器との間に大きい
距離を必要とする。そのため，測定は屋外で行なうこと
が多く，実際に必要な距離を確保できない場合がある。
あるいは，地面や周囲の反射により誤差を生じる。
法等の遠方界測定は，アンテナと測定器との間に大きい
距離を必要とする。そのため，測定は屋外で行なうこと
が多く，実際に必要な距離を確保できない場合がある。
あるいは，地面や周囲の反射により誤差を生じる。
【０００８】そのため，素子電界ベクトル回転法による
測定は困難がともない，電波無反射室等で近傍界測定を
行なうことにより，正確にアンテナ特性を測定できる測
定装置および測定方法の開発が望まれている。
測定は困難がともない，電波無反射室等で近傍界測定を
行なうことにより，正確にアンテナ特性を測定できる測
定装置および測定方法の開発が望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は，複数のアンテ
ナ素子が配列されアンテナ素子毎に位相を調整すること
のできるアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの
特性を求める特性測定装置において，アンテナの近傍に
備えられてアンテナからの電磁波の放射を受信するプロ
ーブと，プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面
位相分布を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査
により得られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位
相分布を求め，該開口面位相分布に基づいてそれぞれの
アンテナ素子の一点に対応する位相を求めるようにし
た。
ナ素子が配列されアンテナ素子毎に位相を調整すること
のできるアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの
特性を求める特性測定装置において，アンテナの近傍に
備えられてアンテナからの電磁波の放射を受信するプロ
ーブと，プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面
位相分布を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査
により得られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位
相分布を求め，該開口面位相分布に基づいてそれぞれの
アンテナ素子の一点に対応する位相を求めるようにし
た。
【００１０】あるいは，本発明は，複数のアンテナ素子
が配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのでき
るアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を
求める特性測定装置において，アンテナの近傍に備えら
れてアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブ
と，プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相
分布を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査によ
り得られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分
布を求め，該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の
一点を囲む領域における位相分布の平均値を求めるよう
にした。
が配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのでき
るアンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を
求める特性測定装置において，アンテナの近傍に備えら
れてアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブ
と，プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相
分布を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査によ
り得られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分
布を求め，該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の
一点を囲む領域における位相分布の平均値を求めるよう
にした。
【００１１】さらに，本発明は，複数のアンテナ素子が
配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのできる
アンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を求
める特性測定方法において，アンテナの近傍に備えられ
てアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブと，
プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相分布
を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査により得
られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分布を
求め，該開口面位相分布に基づいてそれぞれのアンテナ
素子の一点に対応する位相を求め，アンテナ素子の位相
にするようにした。
配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのできる
アンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を求
める特性測定方法において，アンテナの近傍に備えられ
てアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブと，
プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相分布
を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査により得
られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分布を
求め，該開口面位相分布に基づいてそれぞれのアンテナ
素子の一点に対応する位相を求め，アンテナ素子の位相
にするようにした。
【００１２】さらに，本発明は，複数のアンテナ素子が
配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのできる
アンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を求
める特性測定方法において，アンテナの近傍に備えられ
てアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブと，
プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相分布
を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査により得
られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分布を
求め，該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の一点
を囲む領域における位相分布の平均値を求め，アンテナ
素子の位相にするようにした。
配列されアンテナ素子毎に位相を調整することのできる
アンテナに対して近傍界測定によりアンテナの特性を求
める特性測定方法において，アンテナの近傍に備えられ
てアンテナからの電磁波の放射を受信するプローブと，
プローブの受信信号をもとにアンテナの開口面位相分布
を求める位相測定手段とを備え，プローブ走査により得
られた受信信号に基づいてアンテナの開口面位相分布を
求め，該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の一点
を囲む領域における位相分布の平均値を求め，アンテナ
素子の位相にするようにした。
【００１３】
【発明の実施の形態】近傍界測定は，アンテナの近傍
（３λ程度の距離）でプローブを走査して放射電界の振
幅と位相を測定し，電磁界理論に基づいてアンテナの特
性を求める方法である。一連の操作の中で，近傍界にお
ける電界分布の測定値からアンテナ開口面（波源）にお
ける電界分布を求める操作をバックプロジェクション法
と称する。また，近傍界測定では，測定データにプロー
ブ固有の特性が含まれるので，アンテナの正確な遠方界
放射特性を得るためには，プローブの指向性等プローブ
固有の特性の影響を除くために測定データを補正する必
要がある。以下においては，近傍界測定法として，バッ
クプロジェクション法により測定する場合を例として説
明する。
（３λ程度の距離）でプローブを走査して放射電界の振
幅と位相を測定し，電磁界理論に基づいてアンテナの特
性を求める方法である。一連の操作の中で，近傍界にお
ける電界分布の測定値からアンテナ開口面（波源）にお
ける電界分布を求める操作をバックプロジェクション法
と称する。また，近傍界測定では，測定データにプロー
ブ固有の特性が含まれるので，アンテナの正確な遠方界
放射特性を得るためには，プローブの指向性等プローブ
固有の特性の影響を除くために測定データを補正する必
要がある。以下においては，近傍界測定法として，バッ
クプロジェクション法により測定する場合を例として説
明する。
【００１４】図１を説明する前に，図２を参照して本発
明のバックプロジェクション法の原理説明について説明
する。図２（ａ）はバックプロジェクション法のフロー
チャートであり，図２（ｂ）〜図２（ｇ）はそのフロー
チャートに対応する開口面アンテナの位置と振幅および
位相，角度と振幅および位相の関係を示す。
明のバックプロジェクション法の原理説明について説明
する。図２（ａ）はバックプロジェクション法のフロー
チャートであり，図２（ｂ）〜図２（ｇ）はそのフロー
チャートに対応する開口面アンテナの位置と振幅および
位相，角度と振幅および位相の関係を示す。
【００１５】（１）近傍界において，供試アンテナから
放射される電波の振幅，位相を測定する。測定されるデ
ータにはプローブ特性が含まれていて，そのデータは，
供試アンテナ（アンテナ）の送信関数とプローブの受信
関数の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）をした関数
により得られるものに等しい。プローブ位置と測定電界
の振幅，位相の関係は図２（ｂ），（ｃ）のようなもの
である。
放射される電波の振幅，位相を測定する。測定されるデ
ータにはプローブ特性が含まれていて，そのデータは，
供試アンテナ（アンテナ）の送信関数とプローブの受信
関数の畳み込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）をした関数
により得られるものに等しい。プローブ位置と測定電界
の振幅，位相の関係は図２（ｂ），（ｃ）のようなもの
である。
【００１６】（２），（３） 求められた測定データを
フーリエ変換することにより供試アンテナの送信関数×
プローブの受信関数が得られる。
フーリエ変換することにより供試アンテナの送信関数×
プローブの受信関数が得られる。
【００１７】（４），（５） 供試アンテナ，プローブ
ともに直交する２つの偏波成分を持っているので，測定
結果からプローブ特性を除くために，異なるプローブに
より２回測定する（例えば，同じプローブを９０度回転
させて測定データを求める）。２回の走査で求められた
データをフーリエ変換する。そして，二つの供試アンテ
ナの送信関数×プローブの受信関数をもとに除算するこ
とにより供試アンテナの送信関数が求められる。実際に
は，異なるプローブの測定データをフーリエ変換したも
のを基に，連立方程式を解くことにより，プローブ特性
を除いた，供試アンテナの送信関数が得られる。そのよ
うにして得られた供試アンテナの送信関数は角度（アン
テナ開口面とプローブの間の角度）に対する電界の振
幅，位相分布を示す（図２（ｄ），（ｅ）参照）。
ともに直交する２つの偏波成分を持っているので，測定
結果からプローブ特性を除くために，異なるプローブに
より２回測定する（例えば，同じプローブを９０度回転
させて測定データを求める）。２回の走査で求められた
データをフーリエ変換する。そして，二つの供試アンテ
ナの送信関数×プローブの受信関数をもとに除算するこ
とにより供試アンテナの送信関数が求められる。実際に
は，異なるプローブの測定データをフーリエ変換したも
のを基に，連立方程式を解くことにより，プローブ特性
を除いた，供試アンテナの送信関数が得られる。そのよ
うにして得られた供試アンテナの送信関数は角度（アン
テナ開口面とプローブの間の角度）に対する電界の振
幅，位相分布を示す（図２（ｄ），（ｅ）参照）。
【００１８】（６），（５）の演算で得られた供試アン
テナの送信関数を基に近傍界からアンテナ開口面での位
置にあわせるためのフェーズコレクション（ｐｈａｓｅ
ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）をし，逆フーリエ変換するこ
とにより，供試アンテナの送信関数が得られる（図２
（ｆ），（ｇ）参照）。
テナの送信関数を基に近傍界からアンテナ開口面での位
置にあわせるためのフェーズコレクション（ｐｈａｓｅ
ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）をし，逆フーリエ変換するこ
とにより，供試アンテナの送信関数が得られる（図２
（ｆ），（ｇ）参照）。
【００１９】（７） 以上の手順で求められた供試アン
テナの送信関数は，アンテナ開口面での位置に対する電
界の振幅，位相分布であり，アンテナの開口面の電界の
振幅／位相が求まる。
テナの送信関数は，アンテナ開口面での位置に対する電
界の振幅，位相分布であり，アンテナの開口面の電界の
振幅／位相が求まる。
【００２０】本実施の形態は，（Ａ）バックプロジェク
ション法により求められた開口面位相分布をもとに素子
の一点に対応する位相を求め，その位相を素子の位相と
する。あるいは（Ｂ）開口面位相分布に基づいて素子の
一点を囲む領域の位相分布の平均を求め，該平均位相を
素子の位相とする。
ション法により求められた開口面位相分布をもとに素子
の一点に対応する位相を求め，その位相を素子の位相と
する。あるいは（Ｂ）開口面位相分布に基づいて素子の
一点を囲む領域の位相分布の平均を求め，該平均位相を
素子の位相とする。
【００２１】図１は本発明の実施の形態である。図１
（ａ），図１（ｂ）はそれぞれ，本発明の実施の形態１
および実施の形態２であり，本発明の原理的な実施の形
態を示すものである。
（ａ），図１（ｂ）はそれぞれ，本発明の実施の形態１
および実施の形態２であり，本発明の原理的な実施の形
態を示すものである。
【００２２】図１（ａ）は，バックプロジェクション法
により求められた開口面位相分布をもとに，開口面位相
分布においてアンテナのアンテナ素子に対応する一点の
位置の位相をアンテナ素子の位相とするものである。
により求められた開口面位相分布をもとに，開口面位相
分布においてアンテナのアンテナ素子に対応する一点の
位置の位相をアンテナ素子の位相とするものである。
【００２３】アンテナの各アンテナ素子から電磁波を放
射しアンテナの近傍でプローブを走査して，測定データ
を収集する（Ｓ１）。次に，バックプロジェクション法
により，測定データから開口面位相分布を算出する（Ｓ
２）。さらに，開口面位相分布において，アンテナ素子
に対応する一点の位置の位相を求め，アンテナ素子の位
相と定める（Ｓ３）。
射しアンテナの近傍でプローブを走査して，測定データ
を収集する（Ｓ１）。次に，バックプロジェクション法
により，測定データから開口面位相分布を算出する（Ｓ
２）。さらに，開口面位相分布において，アンテナ素子
に対応する一点の位置の位相を求め，アンテナ素子の位
相と定める（Ｓ３）。
【００２４】図１（ｂ）は，バックプロジェクション法
により求められた開口面位相分布をもとに，開口面位相
分布においてアンテナ素子に対応する一点の位置を含む
領域の位相の平均（例えば，単純平均，加重平均等）を
求め，その平均位相をアンテナ素子の位相とする。
により求められた開口面位相分布をもとに，開口面位相
分布においてアンテナ素子に対応する一点の位置を含む
領域の位相の平均（例えば，単純平均，加重平均等）を
求め，その平均位相をアンテナ素子の位相とする。
【００２５】アンテナの各アンテナ素子から電磁波を放
射し，アンテナの近傍でプローブを走査して，測定デー
タを収集する（Ｓ１１）。次にバックプロジェクション
法により，測定データから開口面位相分布を算出する
（Ｓ１２）。さらに，開口面位相分布においてアンテナ
素子に対応する一点の位置を含む領域に含まれる位相分
布をもとに，位相分布の平均値（例えば，位相の単純平
均，加重平均等）を求める（Ｓ１３）。その平均値をア
ンテナ素子の位相とする（Ｓ１４）。
射し，アンテナの近傍でプローブを走査して，測定デー
タを収集する（Ｓ１１）。次にバックプロジェクション
法により，測定データから開口面位相分布を算出する
（Ｓ１２）。さらに，開口面位相分布においてアンテナ
素子に対応する一点の位置を含む領域に含まれる位相分
布をもとに，位相分布の平均値（例えば，位相の単純平
均，加重平均等）を求める（Ｓ１３）。その平均値をア
ンテナ素子の位相とする（Ｓ１４）。
【００２６】図３は本発明のアンテナの特性測定システ
ムの構成の実施の形態を示す。
ムの構成の実施の形態を示す。
【００２７】図３において，５はアンテナである。３０
は信号発生器であって，アンテナ５に送信する信号を発
生するものである。３１は方向性結合器であって，信号
発生器３０から送信されてくる信号をミキサ１（３２）
とアンテナ５に分配するものである。３２はミキサ１で
あって，信号発生器３０の信号を周波数変換してＩＦ信
号１を得るものである。３３は受信機であって，ミキサ
１（３２）から送られるＩＦ信号１とミキサ２（３４）
から送られるＩＦ信号２を受信し，各ＩＦ信号の差を求
めるものである。３４はミキサ２であって，プローブ５
１で受信された信号を周波数変換してＩＦ信号２を得る
ものである。３５は合成器入力部である。３７はアンテ
ナ開口面である。３８はスキャナであって，プローブ５
１を走査するものである。３９はスキャナ駆動部であっ
て，プローブ５１を走査するために駆動するものであ
る。４０はプローブ駆動制御装置であって，スキャナ駆
動部３９を駆動制御するものである。５１はプローブで
あって，アンテナ５から放射される電波を受信するもの
である。６０は電子計算機である。
は信号発生器であって，アンテナ５に送信する信号を発
生するものである。３１は方向性結合器であって，信号
発生器３０から送信されてくる信号をミキサ１（３２）
とアンテナ５に分配するものである。３２はミキサ１で
あって，信号発生器３０の信号を周波数変換してＩＦ信
号１を得るものである。３３は受信機であって，ミキサ
１（３２）から送られるＩＦ信号１とミキサ２（３４）
から送られるＩＦ信号２を受信し，各ＩＦ信号の差を求
めるものである。３４はミキサ２であって，プローブ５
１で受信された信号を周波数変換してＩＦ信号２を得る
ものである。３５は合成器入力部である。３７はアンテ
ナ開口面である。３８はスキャナであって，プローブ５
１を走査するものである。３９はスキャナ駆動部であっ
て，プローブ５１を走査するために駆動するものであ
る。４０はプローブ駆動制御装置であって，スキャナ駆
動部３９を駆動制御するものである。５１はプローブで
あって，アンテナ５から放射される電波を受信するもの
である。６０は電子計算機である。
【００２８】図３の構成において，信号発生器３０はア
ンテナ５の特性測定のための測定信号を発生する。測定
信号は方向性結合器３１を介してアンテナ５に入力され
る。測定信号はアンテナ開口面３７から電波として放射
され，プローブ５１で受信される。プローブ５１の受信
信号はミキサ２（３４）に入力され，ＩＦ信号２に周波
数変換されて受信機３３に入射される。
ンテナ５の特性測定のための測定信号を発生する。測定
信号は方向性結合器３１を介してアンテナ５に入力され
る。測定信号はアンテナ開口面３７から電波として放射
され，プローブ５１で受信される。プローブ５１の受信
信号はミキサ２（３４）に入力され，ＩＦ信号２に周波
数変換されて受信機３３に入射される。
【００２９】プローブ駆動制御装置４０は電子計算機６
０の指示によりスキャナ駆動部３９の駆動制御をする。
プローブ５１はスキャナ駆動部３９で駆動され，アンテ
ナ５に平行な平面内でアンテナ５を中心とする領域を走
査して，アンテナ５からの電波の放射を受信する。
０の指示によりスキャナ駆動部３９の駆動制御をする。
プローブ５１はスキャナ駆動部３９で駆動され，アンテ
ナ５に平行な平面内でアンテナ５を中心とする領域を走
査して，アンテナ５からの電波の放射を受信する。
【００３０】一方，方向性結合器３１に入力された測定
信号の一部はミキサ１（３２）に入力される。ミキサ１
（３２）において，測定信号はＩＦ信号１に周波数変換
されて受信機３３に入力される。受信機３３において，
ミキサ２（３４）からのＩＦ信号２とミキサ１（３２）
からのＩＦ信号１との差が取られ，測定データが求めら
れる。プローブ５１が走査されている間に，所定の時間
間隔でプローブ５１の受信信号が，受信機３３に入力さ
れ近傍電界の振幅，位相が求められる。受信機３３で求
められた測定データは電子計算機６０に入力される。測
定データはプローブ５１が異なる状態で２回測定され
る。例えば，第１回目の測定に対して，第２回目はプロ
ーブ５１を９０度回転させて測定する。
信号の一部はミキサ１（３２）に入力される。ミキサ１
（３２）において，測定信号はＩＦ信号１に周波数変換
されて受信機３３に入力される。受信機３３において，
ミキサ２（３４）からのＩＦ信号２とミキサ１（３２）
からのＩＦ信号１との差が取られ，測定データが求めら
れる。プローブ５１が走査されている間に，所定の時間
間隔でプローブ５１の受信信号が，受信機３３に入力さ
れ近傍電界の振幅，位相が求められる。受信機３３で求
められた測定データは電子計算機６０に入力される。測
定データはプローブ５１が異なる状態で２回測定され
る。例えば，第１回目の測定に対して，第２回目はプロ
ーブ５１を９０度回転させて測定する。
【００３１】電子計算機６０は，第１回目，第２回目の
測定データに基づいて，バックプロジェクション法によ
りプローブ５１の特性を除いたアンテナ５の開口面位相
分布，振幅分布を計算する。
測定データに基づいて，バックプロジェクション法によ
りプローブ５１の特性を除いたアンテナ５の開口面位相
分布，振幅分布を計算する。
【００３２】図４はアンテナおよび本発明の電子計算機
システムの構成の実施の形態を示す図である。図４
（ａ）は本発明の電子計算機システムの構成の実施の形
態を示す図である。図４（ｂ）はアンテナの例を示す図
である。
システムの構成の実施の形態を示す図である。図４
（ａ）は本発明の電子計算機システムの構成の実施の形
態を示す図である。図４（ｂ）はアンテナの例を示す図
である。
【００３３】図４（ａ）において，３３は受信機であ
る。５１はプローブであって，電界センサであり，アン
テナ５から放射される電界をアンテナ素子毎に受信する
ものである。６０は電子計算機である。
る。５１はプローブであって，電界センサであり，アン
テナ５から放射される電界をアンテナ素子毎に受信する
ものである。６０は電子計算機である。
【００３４】電子計算機６０において，６１はデータ入
力部であって受信機３３で処理された測定データを入力
するものである。６２はデータ処理部であって，バック
プロジェクション法による開口面位相分布，電界振幅分
布を求めるものである。６３はデータ保存部であって，
磁気記録装置等のデータ保存装置である。６４はデータ
出力部であって，ディスプレイ，プリンタ等のデータ表
示出力をするものである。
力部であって受信機３３で処理された測定データを入力
するものである。６２はデータ処理部であって，バック
プロジェクション法による開口面位相分布，電界振幅分
布を求めるものである。６３はデータ保存部であって，
磁気記録装置等のデータ保存装置である。６４はデータ
出力部であって，ディスプレイ，プリンタ等のデータ表
示出力をするものである。
【００３５】図４（ａ）の構成において，電子計算機６
０は，データ入力部６１により受信機３３で求めた測定
データを入力する。データ処理部６２は入力された測定
データ（第１回目の測定データと第２回目の測定デー
タ）をもとに，アンテナ５の特性を求める。データ処理
部６２は，求められた測定データを基にバックプロジェ
クション法により開口面位相分布，振幅分布を計算す
る。
０は，データ入力部６１により受信機３３で求めた測定
データを入力する。データ処理部６２は入力された測定
データ（第１回目の測定データと第２回目の測定デー
タ）をもとに，アンテナ５の特性を求める。データ処理
部６２は，求められた測定データを基にバックプロジェ
クション法により開口面位相分布，振幅分布を計算す
る。
【００３６】次に，データ処理部６２は求められた開口
面位相分布をもとに実際に素子位相にする位相を求め
る。その方法には二通りの方法がある。一つは，求めら
れた開口面位相分布に基づいて，素子の中心位置に対応
する開口面位相を求めるものである。そしてその位相を
素子の位相とするものである。別の方法として，求めら
れた開口面位相分布に基づいて素子に対応する領域の平
均的な位相を算出するものである。そしてそのようにし
て求められた位相を素子位相にする。
面位相分布をもとに実際に素子位相にする位相を求め
る。その方法には二通りの方法がある。一つは，求めら
れた開口面位相分布に基づいて，素子の中心位置に対応
する開口面位相を求めるものである。そしてその位相を
素子の位相とするものである。別の方法として，求めら
れた開口面位相分布に基づいて素子に対応する領域の平
均的な位相を算出するものである。そしてそのようにし
て求められた位相を素子位相にする。
【００３７】求められた開口面位相分布，振幅分布はデ
ータ出力部６４でディスプレイ表示，印刷出力等され
る。さらに，データ保存部６３に保存される。
ータ出力部６４でディスプレイ表示，印刷出力等され
る。さらに，データ保存部６３に保存される。
【００３８】図４（ｂ）は，アンテナの例を示す。縦方
向４素子，横４素子の１６素子の例であり，アンテナ素
子どうしの間隔は２２．９ｍｍである。アンテナ素子に
対応する番号は素子番号である。近傍界測定のアンテナ
５とプローブ５１の距離Ｒは，３λ程度で測定するもの
である。アンテナの放射ビームの形態は，線状のビーム
であるペンシルビームフェーズドアレイ，扇状にビーム
を出力するファンビームフェーズドアレー等様々な形態
のアンテナに本発明は適用できる。また，プローブの走
査法も図３では平面走査法について説明しているが，ア
ンテナを回転させる円筒面走査法等他の走査方法でも良
い。
向４素子，横４素子の１６素子の例であり，アンテナ素
子どうしの間隔は２２．９ｍｍである。アンテナ素子に
対応する番号は素子番号である。近傍界測定のアンテナ
５とプローブ５１の距離Ｒは，３λ程度で測定するもの
である。アンテナの放射ビームの形態は，線状のビーム
であるペンシルビームフェーズドアレイ，扇状にビーム
を出力するファンビームフェーズドアレー等様々な形態
のアンテナに本発明は適用できる。また，プローブの走
査法も図３では平面走査法について説明しているが，ア
ンテナを回転させる円筒面走査法等他の走査方法でも良
い。
【００３９】以下の実施の形態において，測定条件は次
のようなものである。
のようなものである。
【００４０】アンテナ開口面３７は１６素子の正方形配
列であり，各素子は円形マイクロストリップアンテナ
（直線偏波）である。放射電波の中心周波数は１０．５
ＧＨｚ（波長λ＝２８．６ｍｍ），素子間隔は２２．９
ｍｍ（０．８λ）である。位相器はアナログ位相器を使
用する。
列であり，各素子は円形マイクロストリップアンテナ
（直線偏波）である。放射電波の中心周波数は１０．５
ＧＨｚ（波長λ＝２８．６ｍｍ），素子間隔は２２．９
ｍｍ（０．８λ）である。位相器はアナログ位相器を使
用する。
【００４１】アンテナ開口面３７とプローブ５１の距離
は１５ｃｍ（５．２５λ）である。プローブ走査範囲
は，アンテナの開口面の中心を走査範囲の中心として縦
横１．２ｍ×１．２ｍである。サンプリング間隔はΔｘ
＝Δｙ＝１４ｍｍ（0.４９λ）である。
は１５ｃｍ（５．２５λ）である。プローブ走査範囲
は，アンテナの開口面の中心を走査範囲の中心として縦
横１．２ｍ×１．２ｍである。サンプリング間隔はΔｘ
＝Δｙ＝１４ｍｍ（0.４９λ）である。
【００４２】図５は，本発明により求められた位相を素
子に設定するためのシステム構成図である。
子に設定するためのシステム構成図である。
【００４３】図５において，３７はアンテナ開口面であ
って，各アンテナ素子を素子１〜素子１６により示す。
１１は位相設定部Ａであり，各アンテナ素子を素子１〜
素子４の位相設定をするものである。１２は位相設定部
Ｂであり，素子５〜素子８の位相設定をするものであ
る。１３は位相設定部Ｃであり，素子９〜素子１２の位
相設定するものである。１４は位相設定部Ｄであり，素
子１３〜素子１６の位相設定をするものである。位相設
定部Ａ〜位相設定部Ｄは同じ構成である。
って，各アンテナ素子を素子１〜素子１６により示す。
１１は位相設定部Ａであり，各アンテナ素子を素子１〜
素子４の位相設定をするものである。１２は位相設定部
Ｂであり，素子５〜素子８の位相設定をするものであ
る。１３は位相設定部Ｃであり，素子９〜素子１２の位
相設定するものである。１４は位相設定部Ｄであり，素
子１３〜素子１６の位相設定をするものである。位相設
定部Ａ〜位相設定部Ｄは同じ構成である。
【００４４】２１はカップラ１，２２はカップラ２，２
３はカップラ３，２４はカップラ４である。それぞれ素
子１，素子２，素子３，素子４に接続されるものであ
る。それぞれのカップラはベクトルネットワークアナラ
イザ（ＶＮＡ）および，それぞれの位相器（位相器１，
位相器２，位相器３，位相器４）に接続される。２５は
位相器１，２６は位相器２，２７は位相器３，２８は位
相器４であり，それぞれ素子１，素子２，素子３，素子
４の位相を設定するものである。４１は四合成器Ａであ
って，位相器１，位相器２，位相器３，位相器４に接続
され，位相器で位相変化を受けた素子１〜素子４の受信
信号を合成する，もしくは四合成器Ｅから送られてくる
信号を素子１〜素子４に分配するものである。４５は四
合成器Ｅであって，四合成器Ａ，四合成器Ｂ，四合成器
Ｃ，四合成器Ｄから出力される信号を入力し，合成する
ものである。また，四合成器Ｅは，ベクトルネットワー
クアナライザから送られてくる信号を，四合成器Ａ，四
合成器Ｂ，四合成器Ｃ，四合成器Ｄに分配するものであ
る。
３はカップラ３，２４はカップラ４である。それぞれ素
子１，素子２，素子３，素子４に接続されるものであ
る。それぞれのカップラはベクトルネットワークアナラ
イザ（ＶＮＡ）および，それぞれの位相器（位相器１，
位相器２，位相器３，位相器４）に接続される。２５は
位相器１，２６は位相器２，２７は位相器３，２８は位
相器４であり，それぞれ素子１，素子２，素子３，素子
４の位相を設定するものである。４１は四合成器Ａであ
って，位相器１，位相器２，位相器３，位相器４に接続
され，位相器で位相変化を受けた素子１〜素子４の受信
信号を合成する，もしくは四合成器Ｅから送られてくる
信号を素子１〜素子４に分配するものである。４５は四
合成器Ｅであって，四合成器Ａ，四合成器Ｂ，四合成器
Ｃ，四合成器Ｄから出力される信号を入力し，合成する
ものである。また，四合成器Ｅは，ベクトルネットワー
クアナライザから送られてくる信号を，四合成器Ａ，四
合成器Ｂ，四合成器Ｃ，四合成器Ｄに分配するものであ
る。
【００４５】４２は四合成器Ｂであり，位相器で位相変
化された素子５〜素子８の受信信号を合成するものであ
る。あるいは四合成器Ｅから送信される信号を素子５〜
素子８に分配するものである。４３は四合成器Ｃであ
り，位相器で位相変化された素子９〜素子１２の受信信
号を合成するものである。あるいは四合成器Ｅから送信
される信号を素子９〜素子１２に分配するものである。
４４は四合成器Ｄであり，位相器で位相変化された素子
１３〜素子１６の受信信号を合成するものである。ある
いは四合成器Ｅから送信される信号を素子１３〜素子１
６に分配するものである。
化された素子５〜素子８の受信信号を合成するものであ
る。あるいは四合成器Ｅから送信される信号を素子５〜
素子８に分配するものである。４３は四合成器Ｃであ
り，位相器で位相変化された素子９〜素子１２の受信信
号を合成するものである。あるいは四合成器Ｅから送信
される信号を素子９〜素子１２に分配するものである。
４４は四合成器Ｄであり，位相器で位相変化された素子
１３〜素子１６の受信信号を合成するものである。ある
いは四合成器Ｅから送信される信号を素子１３〜素子１
６に分配するものである。
【００４６】図５の構成において，例えば，位相器１に
位相を設定する場合，ベクトルネットワークアナライザ
より位相器１へ，位相設定のための信号を送信する。他
の位相器への信号はゼロにする。位相器１を通過した信
号は四合成器Ａ，四合成器Ｅを介してベクトルネットワ
ークアナライザ４８に入力され，その信号は位相器１の
位相値に応じて変化するので，ベクトルネットワークア
ナライザの入力値をモニタすることにより位相器１の位
相を所定の値に設定することができる。他の位相器も同
様に，所定の位相に設定する。
位相を設定する場合，ベクトルネットワークアナライザ
より位相器１へ，位相設定のための信号を送信する。他
の位相器への信号はゼロにする。位相器１を通過した信
号は四合成器Ａ，四合成器Ｅを介してベクトルネットワ
ークアナライザ４８に入力され，その信号は位相器１の
位相値に応じて変化するので，ベクトルネットワークア
ナライザの入力値をモニタすることにより位相器１の位
相を所定の値に設定することができる。他の位相器も同
様に，所定の位相に設定する。
【００４７】図６は本発明の位相を求める方法の実施の
形態のフローチャートであって，図４（ａ）のデータ処
理部６２のフローチャートである。
形態のフローチャートであって，図４（ａ）のデータ処
理部６２のフローチャートである。
【００４８】図６（ａ）は 開口面位相分布のアンテナ
素子の中心の一点の値を求め，アンテナ素子の位相にす
る場合のフローチャートである。
素子の中心の一点の値を求め，アンテナ素子の位相にす
る場合のフローチャートである。
【００４９】まず，受信機３３（図３参照）で近傍界電
界測定をした，測定データを入力する（Ｓ１）。
界測定をした，測定データを入力する（Ｓ１）。
【００５０】次にバックプロジェクション法によりアン
テナの開口面振幅／位相を求める（Ｓ２）。これは，図
２に説明した方法によるものである。次に開口面位相分
布から各アンテナ素子の中心の一点の値を求める（Ｓ
３）。求めた値をそれぞれのアンテナ素子の位相とする
（Ｓ４）。
テナの開口面振幅／位相を求める（Ｓ２）。これは，図
２に説明した方法によるものである。次に開口面位相分
布から各アンテナ素子の中心の一点の値を求める（Ｓ
３）。求めた値をそれぞれのアンテナ素子の位相とする
（Ｓ４）。
【００５１】図６（ｂ）はアンテナ素子の中心を囲む領
域の位相分布の平均を求め，アンテナ素子の位相とする
場合である。図６（ｂ）において，Ｓ１１，Ｓ１２は図
６（ａ）と同じである。
域の位相分布の平均を求め，アンテナ素子の位相とする
場合である。図６（ｂ）において，Ｓ１１，Ｓ１２は図
６（ａ）と同じである。
【００５２】アンテナの開口面振幅／位相分布を求めた
後，開口面位相分布から各アンテナ素子の中心を囲む領
域のｎ点の位相平均値を算出する（Ｓ１３）。求めた平
均位相をそれぞれのアンテナ素子の位相とする（Ｓ１
４）。
後，開口面位相分布から各アンテナ素子の中心を囲む領
域のｎ点の位相平均値を算出する（Ｓ１３）。求めた平
均位相をそれぞれのアンテナ素子の位相とする（Ｓ１
４）。
【００５３】図７は本発明の開口面位相分布の例を示す
図である。図７（ａ）は位相補正前の開口面位相分布を
示す図である。アンテナに位相補正を行なう前の測定デ
ータに基づく開口面位相分布である。図７（ｂ）は，位
相補正後の開口面位相分布であり，本発明の方法に従っ
てアンテナ素子毎の位相を求め，補正した後の開口面位
相分布である（図７（ａ）の開口面位相分布に基づいて
アンテナ素子の一点の位相を求め，その位相をＶＮＡの
現在の読みから引いた値をアンテナ素子の位相に設定し
て求めたもの）。
図である。図７（ａ）は位相補正前の開口面位相分布を
示す図である。アンテナに位相補正を行なう前の測定デ
ータに基づく開口面位相分布である。図７（ｂ）は，位
相補正後の開口面位相分布であり，本発明の方法に従っ
てアンテナ素子毎の位相を求め，補正した後の開口面位
相分布である（図７（ａ）の開口面位相分布に基づいて
アンテナ素子の一点の位相を求め，その位相をＶＮＡの
現在の読みから引いた値をアンテナ素子の位相に設定し
て求めたもの）。
【００５４】図７（ｂ）からわかるように，位相を補正
したことにより開口面位相分布が揃えられている。この
ことは，本発明の実施の形態１によって求められたアン
テナ素子の位相が妥当であることを示す。
したことにより開口面位相分布が揃えられている。この
ことは，本発明の実施の形態１によって求められたアン
テナ素子の位相が妥当であることを示す。
【００５５】図８は本発明による近傍界測定（バックプ
ロジェクション法）と素子電界ベクトル回転法の測定結
果を比較したものであり，素子毎の位相量を比較したも
のである。
ロジェクション法）と素子電界ベクトル回転法の測定結
果を比較したものであり，素子毎の位相量を比較したも
のである。
【００５６】図８において，横軸はアンテナの素子番号
であり，縦軸は位相量である。白丸の印は近傍界測定
（開口面位相分布の一点を素子の位相とした場合）によ
る測定結果であり，黒丸の印は素子電界ベクトル回転法
による測定結果である。両者はほぼ一致している。
であり，縦軸は位相量である。白丸の印は近傍界測定
（開口面位相分布の一点を素子の位相とした場合）によ
る測定結果であり，黒丸の印は素子電界ベクトル回転法
による測定結果である。両者はほぼ一致している。
【００５７】図９は本発明による近傍界測定の位相補正
前後，および近傍界測定と素子電界ベクトル回転法との
測定結果の比較を示すものである。
前後，および近傍界測定と素子電界ベクトル回転法との
測定結果の比較を示すものである。
【００５８】図９（ａ）は近傍界測定（バックプロジェ
クション法）の位相補正前と位相補正後の放射パターン
を比較したものである。点線は位相補正前のものであ
り，実線は位相補正後のものである。図９（ａ）に示さ
れるように，位相補正後は０度方向（アンテナ開口面に
対して垂直方法）の利得が上昇している。これは，図７
（ｂ）に示されるように位相分布が平坦化されたことに
よるものである。
クション法）の位相補正前と位相補正後の放射パターン
を比較したものである。点線は位相補正前のものであ
り，実線は位相補正後のものである。図９（ａ）に示さ
れるように，位相補正後は０度方向（アンテナ開口面に
対して垂直方法）の利得が上昇している。これは，図７
（ｂ）に示されるように位相分布が平坦化されたことに
よるものである。
【００５９】図９（ｂ）は近傍界測定（バックプロジェ
クション法）と素子電界ベクトル回転法の位相補正後の
放射パターンを比較したものである。実線は本発明のバ
ックプロジェクション法による近傍界測定の位相補正後
のものであり，点線は素子電界ベクトル回転法により位
相補正した後のものである。両者の放射バターンは良く
一致していることが示されている。
クション法）と素子電界ベクトル回転法の位相補正後の
放射パターンを比較したものである。実線は本発明のバ
ックプロジェクション法による近傍界測定の位相補正後
のものであり，点線は素子電界ベクトル回転法により位
相補正した後のものである。両者の放射バターンは良く
一致していることが示されている。
【００６０】図１０〜図１１は本発明の近傍界測定によ
る相対位相分布の測定結果の例を示す。本発明の近傍界
測定（バックプロジェクション法）の実験結果であり，
アンテナ素子の位相をアンテナ素子を囲む領域の開口面
位相分布の平均値に基づいて決定することにより素子位
相の精度が向上することを示すものである。
る相対位相分布の測定結果の例を示す。本発明の近傍界
測定（バックプロジェクション法）の実験結果であり，
アンテナ素子の位相をアンテナ素子を囲む領域の開口面
位相分布の平均値に基づいて決定することにより素子位
相の精度が向上することを示すものである。
【００６１】図１０は，素子１０（アンテナ素子１０）
に約４５度の相対位相を与え，他のアンテナ素子の相対
位相を０度としたとき，開口面位相分布と素子１０の中
心を中心とする円の面積とその円内の開口面位相分布の
平均値との関係を示すものである。
に約４５度の相対位相を与え，他のアンテナ素子の相対
位相を０度としたとき，開口面位相分布と素子１０の中
心を中心とする円の面積とその円内の開口面位相分布の
平均値との関係を示すものである。
【００６２】図１０（ａ）は開口面位相分布の測定結果
である。図１０（ａ）に示される素子１０の中心の一点
の相対位相は４５度より高く測定されている（４９．５
度（図１０（ｂ）の面積０の相対位相を参照））。図１
０（ｂ）はアンテナ素子の中心を中心とする円の面積
と，その円内の１２０点の位相値の平均値との関係を示
す（各領域における１２０個の点の選択は，面積１００
％の領域で選択した１２０個の点とほぼ幾何学的に相似
な関係になるように選択する）。横軸は，アンテナ素子
を囲む円のアンテナ素子の断面積に対する割合（％）を
表す。素子１０の中心の一点に対応する相対位相は本来
なら４５度であるべきものであるが，実際にはそれより
大きく観測されている。図１０（ｂ）に示されるよう
に，素子１０の中心を中心とする円内の位相分布の平均
をとることにより，観測値を正しい相対位相４５度に近
づけることができる。
である。図１０（ａ）に示される素子１０の中心の一点
の相対位相は４５度より高く測定されている（４９．５
度（図１０（ｂ）の面積０の相対位相を参照））。図１
０（ｂ）はアンテナ素子の中心を中心とする円の面積
と，その円内の１２０点の位相値の平均値との関係を示
す（各領域における１２０個の点の選択は，面積１００
％の領域で選択した１２０個の点とほぼ幾何学的に相似
な関係になるように選択する）。横軸は，アンテナ素子
を囲む円のアンテナ素子の断面積に対する割合（％）を
表す。素子１０の中心の一点に対応する相対位相は本来
なら４５度であるべきものであるが，実際にはそれより
大きく観測されている。図１０（ｂ）に示されるよう
に，素子１０の中心を中心とする円内の位相分布の平均
をとることにより，観測値を正しい相対位相４５度に近
づけることができる。
【００６３】図１１は，本発明の近傍界測定による相対
位相の測定結果の例を示す図である。図１１（ａ）は素
子１０に約９０度の相対位相を与え，他のアンテナ素子
の相対位相を０度として，素子１０の中心を中心とする
円の面積とその円内の開口面位相分布の平均値との関係
を示す。図１１（ｂ）は素子１０に約１３５度の位相を
与え，他のアンテナ素子の位相を０度として，素子１０
の中心を中心とする円の面積とその円内の開口面位相分
布の平均値との関係を示すものである。
位相の測定結果の例を示す図である。図１１（ａ）は素
子１０に約９０度の相対位相を与え，他のアンテナ素子
の相対位相を０度として，素子１０の中心を中心とする
円の面積とその円内の開口面位相分布の平均値との関係
を示す。図１１（ｂ）は素子１０に約１３５度の位相を
与え，他のアンテナ素子の位相を０度として，素子１０
の中心を中心とする円の面積とその円内の開口面位相分
布の平均値との関係を示すものである。
【００６４】図１１（ａ）に示されるように，素子１０
に約９０度の位相を与えた場合には，素子１０の中心の
一点に対応する相対位相は本来なら９０度であるべきも
のであるが，実際にはそれより大きく観測されている。
図１１（ａ）に示されるように，素子１０の中心を中心
とする円の内部の位相分布の平均をとることにより正し
い位相９０度に近づけることができる。
に約９０度の位相を与えた場合には，素子１０の中心の
一点に対応する相対位相は本来なら９０度であるべきも
のであるが，実際にはそれより大きく観測されている。
図１１（ａ）に示されるように，素子１０の中心を中心
とする円の内部の位相分布の平均をとることにより正し
い位相９０度に近づけることができる。
【００６５】図１１（ｂ）の場合には，素子１０の中心
の一点に対応する相対位相は本来なら１３５度であるべ
きものであるが，実際にはそれより大きく観測されてい
る。図１１（ｂ）に示されるように，素子１０を囲む円
内の位相分布の平均をとることにより，正しい位相１３
５度に近づけることができる。
の一点に対応する相対位相は本来なら１３５度であるべ
きものであるが，実際にはそれより大きく観測されてい
る。図１１（ｂ）に示されるように，素子１０を囲む円
内の位相分布の平均をとることにより，正しい位相１３
５度に近づけることができる。
【００６６】本発明のアンテナ素子の中心を囲む領域の
開口面位相分布の平均に基づいてアンテナ素子の相対位
相を決定する方法を利用すれば，アンテナに対して各ア
ンテナ素子についてアンテナ素子の位相算出基準をテー
ブル化することにより同一形状の複数のアンテナに対し
て各アンテナ素子の位相を精度良くかつ迅速に決定でき
る。例えば，４５度，９０度，１３５度をパラメータと
して予め測定しておき，その測定結果をもとに位相決定
の基準（補正に必要な面積をきめる）を定めておく。各
素子についてそのような算出基準を作り、テーブル化し
ておく。これにより，同一の形状のアンテナに対して
は，以後はその基準をもとに開口面位相分布に対して基
準の面積をもとに位相を決定することができる。
開口面位相分布の平均に基づいてアンテナ素子の相対位
相を決定する方法を利用すれば，アンテナに対して各ア
ンテナ素子についてアンテナ素子の位相算出基準をテー
ブル化することにより同一形状の複数のアンテナに対し
て各アンテナ素子の位相を精度良くかつ迅速に決定でき
る。例えば，４５度，９０度，１３５度をパラメータと
して予め測定しておき，その測定結果をもとに位相決定
の基準（補正に必要な面積をきめる）を定めておく。各
素子についてそのような算出基準を作り、テーブル化し
ておく。これにより，同一の形状のアンテナに対して
は，以後はその基準をもとに開口面位相分布に対して基
準の面積をもとに位相を決定することができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明によれば，アレーアンテナのよう
な複数のアンテナ素子が配列され素子毎に位相を調整す
ることのできるアンテナに対して，近傍界測定により正
確に遠方界測定（素子電界ベクトル回転法）と同じ特性
の測定結果を得ることができる。近傍界測定なので，電
波無反射室で測定でき，環境の影響を受けずに正確に測
定することができる。また，アンテナ素子の中心を囲む
領域の開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の位相を
決定することは，各アンテナ素子についての高精度な位
相決定を可能とする。
な複数のアンテナ素子が配列され素子毎に位相を調整す
ることのできるアンテナに対して，近傍界測定により正
確に遠方界測定（素子電界ベクトル回転法）と同じ特性
の測定結果を得ることができる。近傍界測定なので，電
波無反射室で測定でき，環境の影響を受けずに正確に測
定することができる。また，アンテナ素子の中心を囲む
領域の開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の位相を
決定することは，各アンテナ素子についての高精度な位
相決定を可能とする。
【図１】本発明の実施の形態のフローチャートを示す図
である。
である。
【図２】近傍界測定方法の原理説明図である。
【図３】本発明のアンテナの特性測定システムの構成の
実施の形態を示す図である。
実施の形態を示す図である。
【図４】本発明のアンテナおよび電子計算機システムの
構成の実施の形態を示す図である。
構成の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明のアンテナに位相設定するための実施の
形態を示す図である。
形態を示す図である。
【図６】本発明の位相を求める方法の実施の形態のフロ
ーチャートを示す図である。
ーチャートを示す図である。
【図７】本発明の開口面位相分布の例を示す図である。
【図８】本発明の近傍界測定と素子電界ベクトル回転法
の測定結果の比較を示す図である。
の測定結果の比較を示す図である。
【図９】本発明の近傍界測定の位相補正前後，および近
傍界測定と素子電界ベクトル回転法の比較結果を示す図
である。
傍界測定と素子電界ベクトル回転法の比較結果を示す図
である。
【図１０】本発明の近傍界測定による相対位相測定結果
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図１１】本発明の近傍界測定による相対位相測定結果
の例を示す図である。
の例を示す図である。
【図１２】素子電界ベクトル回転法の説明図である。
Claims (9)
- 【請求項１】 複数のアンテナ素子が配列されアンテナ
素子毎に位相を調整することのできるアンテナに対して
近傍界測定によりアンテナの特性を求める特性測定装置
において， アンテナの近傍に備えられてアンテナからの電磁波の放
射を受信するプローブと，プローブの受信信号をもとに
アンテナの開口面位相分布を求める位相測定手段と，電
子計算機によりデータ処理するデータ処理手段とを備
え， データ処理手段は，位相測定手段の測定した位相分布を
もとにフーリエ変換し，該フーリエ変換をもとにプロー
ブ補正をしたアンテナの送信関数を求め，該送信関数を
逆フーリエ変換することにより開口面位相分布を求め， 該開口面位相分布に基づいてそれぞれのアンテナ素子の
一点に対応する位相を求めることを特徴とするアンテナ
の特性測定装置。 - 【請求項２】 アンテテ素子の一点に対応する該位相を
もとに開口面位相分布が所望の分布になるようにアンテ
ナ素子の位相を補正することを特徴とする請求項１に記
載のアンテナの特性測定装置。 - 【請求項３】 複数のアンテナ素子が配列されアンテナ
素子毎に位相を調整することのできるアンテナに対して
近傍界測定によりアンテナの特性を求める特性測定装置
において， アンテナの近傍に備えられてアンテナからの電磁波の放
射を受信するプローブと，プローブの受信信号をもとに
アンテナの開口面位相分布を求める位相測定手段と，電
子計算機によりデータ処理するデータ処理手段とを備
え， データ処理手段は，位相測定手段の測定した位相分布を
もとにフーリエ変換し，該フーリエ変換をもとにプロー
ブ補正をしたアンテナの送信関数を求め， 該送信関数を逆フーリエ変換することにより開口面位相
分布を求め，該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子
の一点を囲む領域における位相分布の平均値を求めるこ
とを特徴とするアンテナの特性測定装置。 - 【請求項４】 該位相分布の平均値をもとに開口面位相
分布が所望の分布になるようにアンテナ素子の位相を補
正することを特徴とする請求項３に記載のアンテナの特
性測定装置。 - 【請求項５】 複数のアンテナ素子が配列されアンテナ
素子毎に位相を調整することのできるアンテナに対して
近傍界測定によりアンテナの特性を求める特性測定方法
において，アンテナの近傍に備えられてアンテナからの
電磁波の放射を受信するプローブと，プローブの受信信
号をもとにアンテナの開口面位相分布を求める位相測定
手段と，電子計算機によりデータ処理するデータ処理手
段とを備え， データ処理手段は，位相測定手段の測定した位相分布を
もとにフーリエ変換し， 該フーリエ変換をもとにプローブ補正をしたアンテナの
送信関数を求め，該送信関数を逆フーリエ変換すること
により開口面位相分布を求め， 該開口面位相分布に基づいてそれぞれのアンテナ素子の
一点に対応する位相を求めることを特徴とするアンテナ
の特性測定方法。 - 【請求項６】 アンテテ素子の一点に対応する該位相を
もとに開口面位相分布が所望の分布になるようにアンテ
ナ素子の位相を補正することを特徴とする請求項５に記
載のアンテナの特性測定方法。 - 【請求項７】 複数のアンテナ素子が配列されアンテナ
素子毎に位相を調整することのできるアンテナに対して
近傍界測定によりアンテナの特性を求める特性測定方法
において， アンテナの近傍に備えられてアンテナからの電磁波の放
射を受信するプローブと，プローブの受信信号をもとに
アンテナの開口面位相分布を求める位相測定手段と，電
子計算機によりデータ処理するデータ処理手段とを備
え， データ処理手段は，位相測定手段の測定した位相分布を
もとにフーリエ変換し，該フーリエ変換をもとにプロー
ブ補正をしたアンテナの送信関数を求め，該送信関数を
逆フーリエ変換することにより開口面位相分布を求め， 該開口面位相分布に基づいてアンテナ素子の一点を囲む
領域における位相分布の平均値を求めることを特徴とす
るアンテナの特性測定方法。 - 【請求項８】 該位相分布の平均値をもとに開口面位相
分布が所望の分布になるようにアンテナ素子の位相を補
正することを特徴とする請求項７に記載のアンテナの特
性測定方法。 - 【請求項９】 任意のアンテナ素子にのみ所定の位相を
設定して，開口面位相分布を求め，該アンテナ素子の中
心を囲む領域に含まれる位相分布に基づいて位相の平均
値を求め，該所定の位相と位相の該平均値に基づいて位
相の算出基準を求め，各アンテナ素子について該算出基
準を求めてテーブル化し，他の同様の形状のアンテナに
対して該テーブルの算出基準を参照することにより位相
を決定することを特徴とする請求項５，６，７又は８に
記載のアンテナの特性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001044615A JP3491038B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001044615A JP3491038B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243783A JP2002243783A (ja) | 2002-08-28 |
| JP3491038B2 true JP3491038B2 (ja) | 2004-01-26 |
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ID=18906578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001044615A Expired - Lifetime JP3491038B2 (ja) | 2001-02-21 | 2001-02-21 | 近傍界測定を用いたアンテナの特性測定装置および特性測定方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3491038B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-02-21 JP JP2001044615A patent/JP3491038B2/ja not_active Expired - Lifetime
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