JP4053981B2 - 電磁波測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁波測定装置に関する。特に本発明は、被測定アンテナから放射される電磁波を複数のプローブアンテナで検出することにより測定する電磁波測定装置に関する。

従来の電磁波測定装置は、ダイポールアンテナ等の大型の測定アンテナを、被測定アンテナを中心とする円弧状に走査し、また、被測定アンテナを前記円弧の中心において回転させることによって、被測定アンテナから放射される電磁波を球面状に測定する。

また、従来の技術として、「無響室とマイクロ波アンテナの速攻診断テストへのＡ−ＭＳＴプローブアレイの適用」第１９回“ＡＭＴＡ １９９７”会議とシンポジウム Ｐ．３９２−３９７（非特許文献１）には、先進的変調散乱技術を用いたプローブアレイによる、マイクロ波アンテナの高速診断試験が記載されている。

「高速マイクロ波リニアセンサを用いた製紙業界におけるオンライン制御」第２２回ヨーロッパマイクロ波会議 会議録 １９９２ 第２巻、Ｐ．１０３７−４０（１９９２）」（非特許文献２）には、複数箇所に置いた変調散乱技術マイクロ波センサーによる測定が記載されている。「高速診断イメージングのための先進的ＭＳＴプローブアレイ」１９９８年アンテナ測定技術協会第２０回年次会議とシンポジウム会議録 Ｐ．２４１−２４６（１９９８）（非特許文献３）には、先進的変調散乱手法を使った電磁波測定システムによる、アンテナの近傍場、または遠方場の高速で正確な診断試験が記載されている。「高速遠距離電磁界アンテナ測定用コンパクト領域変調散乱プローブアレイの最適化」ＩＥＥＥ会議第３７０号 Ｐｔ．１ １９９３ Ｐ．３７６−３７９（１９９３）（非特許文献４）には変調散乱技術による、機械的移動が不要な、アンテナ遠方界パターンの測定方法が記載されている。

「変調散乱プローブを介した高速近距離電磁界アンテナテスト」ＩＥＥＥ伝送アンテナ伝播 第３６巻第６号 Ｐ．８０４−８１４（１９８８）（非特許文献５）には、多くの散乱素子アレイを用いた、アンテナ近傍界の測定が記載されている。「高速近距離電磁界アンテナ測定用バイスタティックＭＳＴの精度と速度特性」ＡＰ−Ｓ 国際シンポジウム（ＩＥＥＥアンテナ伝播協会）第１９８７巻第１号Ｐ．１７４−１７７（１９８７）（非特許文献６）には、小さい散乱プローブを用い、近傍場測定を短時間で行う手法が記載されている。
「無響室とマイクロ波アンテナの速攻診断テストへのＡ−ＭＳＴプローブアレイの適用」第１９回"ＡＭＴＡ １９９７"会議とシンポジウム Ｐ．３９２−３９７ 「高速マイクロ波リニアセンサを用いた製紙業界におけるオンライン制御」第２２回ヨーロッパマイクロ波会議 会議録 １９９２ 第２巻、Ｐ．１０３７−４０（１９９２）」 「高速診断イメージングのための先進的ＭＳＴプローブアレイ」１９９８年アンテナ測定技術協会第２０回年次会議とシンポジウム会議録 Ｐ．２４１−２４６（１９９８） 「高速遠距離電磁界アンテナ測定用コンパクト領域変調散乱プローブアレイの最適化」ＩＥＥＥ会議第３７０号 Ｐｔ．１ １９９３ Ｐ．３７６−３７９（１９９３） 「変調散乱プローブを介した高速近距離電磁界アンテナテスト」ＩＥＥＥ伝送アンテナ伝播 第３６巻第６号 Ｐ．８０４−８１４（１９８８） 「高速近距離電磁界アンテナ測定用バイスタティックＭＳＴの精度と速度特性」ＡＰ−Ｓ 国際シンポジウム（ＩＥＥＥアンテナ伝播協会）第１９８７巻第１号Ｐ．１７４−１７７（１９８７）

しかしながら、ダイポールアンテナ等の大型の測定アンテナを円弧状に走査するためには、大掛かりな走査機構が必要になってしまう。また、測定アンテナの走査と、被測定アンテナの回転との２つの駆動機構を用いて測定を行うため、測定に時間がかかってしまうという問題がある。

そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電磁波測定装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の形態によると、被測定アンテナから放射された電磁波を測定する電磁波測定装置であって、被測定アンテナを保持する保持部と、保持部を略中心とする円上にそれぞれ設けられ、被測定アンテナから放射される電磁波を検出する複数のプローブアンテナと、被測定アンテナから所定の距離隔てて保持部に保持され、被測定アンテナから放射される電磁波を検出する固定アンテナと、円の直径を含む直線を回転軸として、保持部を回転させる第２回転部と、複数のプローブアンテナによって検出された電磁波に基づいて、被測定アンテナから放射される電磁波による電磁界分布を測定し、さらに、複数のプローブアンテナによって検出された電磁波のそれぞれと、固定アンテナによって検出された電磁波との位相差をさらに測定する測定部とを備える。プローブアンテナは、電磁波中の磁界を測定するシールデッドループプローブを有してよい。複数のプローブアンテナは、保持部を略中心とする円弧上にそれぞれ設けられてもよい。複数のプローブアンテナは、保持部を略中心とする円上に等間隔でそれぞれ設けられてもよい。

保持部を略中心として、複数のプローブアンテナを回転させる第１回転部をさらに備えてもよい。円上に設けられた複数のプローブアンテナを保持する取付部と、前記円の直径を含む直線を回転軸として、取付部を回転させる第１回転部をさらに備えてもよい。

複数のプローブアンテナのそれぞれによって検出された電磁波を示す信号のいずれを、測定部に入力するかを切り換える切換部をさらに備えてもよい。

複数のプローブアンテナのそれぞれと測定部とを電気的に接続し、複数のプローブアンテナによって検出された電磁波を示す信号のそれぞれを、測定部に入力する複数のケーブル部と、複数のケーブル部の周囲に設けられ、被測定アンテナから放射される電磁波を吸収する電磁波吸収体とをさらに備えてもよい。

複数のプローブアンテナのうちの所定のプローブアンテナは、電磁波の垂直偏波を検出する垂直偏波アンテナであり、複数のプローブアンテナのうちの他のプローブアンテナは、電磁波の水平偏波を検出する水平偏波アンテナであってもよい。垂直偏波アンテナと水平偏波アンテナとは、回転軸を挟んで対向する位置に設けられてもよい。

測定部は、複数のプローブアンテナのうちの第１のプローブアンテナによって検出された電磁波と、固定アンテナによって検出された電磁波との位相差をさらに測定し、さらに、前記複数のプローブアンテナのうちの第２のプローブアンテナによって検出された前記電磁波と、前記固定アンテナによって検出された前記電磁波との位相差を測定することにより、前記第１プローブアンテナによって検出された前記電磁波と、前記第２プローブアンテナによって検出された前記電磁波との位相差をさらに測定してもよい。

取付部は、複数のプローブアンテナのそれぞれが検出した前記電磁波を示す検出信号を、電磁波と異なる振動数を有する変換信号に変換して、測定部に供給する変換部を有してよい。取付部は、前記変換部に電力を供給する蓄電部を有して良い。取付部は、複数のプローブアンテナのそれぞれに対応する変換部と、複数の変換部のそれぞれに対応し、対応する変換部に電力を供給する蓄電部とを有してもよい。変換部は、変換信号として光信号を出力し、変換信号を、光ファイバを介して測定部に供給してよい。変換部は、変換信号を、測定部に無線通信で供給してもよい。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成を示す。電磁波測定装置１０は、保持部１０４、複数のプローブアンテナ１０２、取付部１１２、電磁波吸収体１１０、固定アンテナ１１４、及び光ファイバ１１８を有する機構系１００と、供給部２０４、測定部２０６、切換部２０８、制御・記憶・演算処理部２１０、第１回転部２１２、及び第２回転部２０２を有する処理系２００とを備える。

本実施形態において、被測定アンテナ３００は、供給されたＲＦ出力信号に基づいて電磁波を放射する。保持部１０４は、被測定アンテナ３００を保持する。プローブアンテナ１０２は、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出する。取付部１１２は、保持部１０４を略中心とする円（以下、設置リングという）上に等間隔で複数のプローブアンテナ１０２を保持する。別の実施例においては、取付部１１２は、保持部１０４を略中心とする円弧上に複数のプローブアンテナ１０２を保持してもよい。電磁波吸収体１１０は、複数のプローブアンテナ１０２を覆うように設けられ、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を吸収する。固定アンテナ１１４は、被測定アンテナ３００から所定の距離隔てて設けられ、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出する。光ファイバ１１８は、プローブアンテナ１０２のそれぞれが検出した電磁波を示す信号を伝送する。

供給部２０４は、被測定アンテナ３００にＲＦ出力信号を供給する。測定部２０６は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号に基づいて、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を測定し、複数のプローブアンテナ１０２が設けられた円上の電磁界分布を測定する。切換部２０８は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号のいずれを測定部２０６に入力させるかを順に切り換え、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号を測定部２０６に入力する。

制御・記憶・演算処理部２１０は、各部の制御を行う。制御・記憶・演算処理部２１０は、更に、測定部２０６によって測定された電磁界分布を、保持部１０４の回転量に対応づけて記憶する。

第１回転部２１２は、取付部１１２を回転させる。第１回転部２１２は、設置リングの直径を含む直線を回転軸として、取付部１１２を回転させる。本実施形態において、第１回転部２１２は、設置リングの中心を通る鉛直な直線を回転軸として取付部１１２を回転させる。第１回転部２１２は、取付部１１２を所定の角度ずつ回転させる。第１回転部２１２が取付部１１２を回転させる角度は、例えば１度又は１０度である。別の実施例では、第１回転部２１２は、設置リングの直径の近傍を通る直線を回転軸として取付部１１２を回転させてもよい。第２回転部２０２は、保持部１０４を回転させる。

本実施形態の電磁波測定装置１０は、複数のプローブアンテナ１０２を保持する取付部１１２を所定の角度づつ回転させながら、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による電磁界分布を測定し、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による、保持部１０４を略中心とする球面上の電磁界分布を測定する。

すなわち、本実施形態において、測定部２０６は、第１回転部２１２が取付部１１２を所定の角度回転させるたびに、複数のプローブアンテナ１０２が検出した電磁波を示す信号に基づいて、被測定アンテナ３００が放射する電磁波による設置リング上の電磁界分布を測定する。制御・記憶・演算処理部２１０は、当該電磁界分布を、取付部１１２の回転量に対応づけて記憶する。制御・記憶・演算処理部２１０は、第１回転部２１２が取付部１１２を１周回転させる間に測定部２０６が測定するそれぞれの電磁界分布に基づいて、プローブアンテナ１０２が走査する球面上の電磁界分布を測定する。

以下、プローブアンテナ１０２と、取付部１１２とについて更に詳細に説明する。複数のプローブアンテナ１０２は、例えばループアンテナである。複数のプローブアンテナ１０２のうちのプローブアンテナ１０２ａは、被測定アンテナ３００から放射された電磁波の垂直偏波を検出する垂直偏波アンテナであり、複数のプローブアンテナ１０２のうちのプローブアンテナ１０２ｂは、被測定アンテナ３００から放射された電磁波の水平偏波を検出する水平偏波アンテナである。垂直偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ａと、水平偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ｂとは、第１回転部２１２による取付部１１２の回転の回転軸を挟んで対向する位置に設けられる。複数のプローブアンテナ１０２は、検出する電磁波の偏波面が交互になるように配置されるのが好ましい。

本実施形態において、プローブアンテナ１０２は、ループ面と直交する磁束を検出することにより電磁波中の磁界を測定するシールデッドループプローブを有する。シールデッドループプローブは、例えば、単一ギャップシールデッドループであってよい。

本実施形態において、垂直偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ａは、ループ面が設置リングと同一平面上にあるシールデッドループプローブを有する。水平偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ｂは、ループ面が設置リングを含む平面と直交するシールデッドループプローブを有する。別の実施例では、プローブアンテナ１０２は、例えば微小ダイポールアンテナであってもよい。

本実施形態に係る電磁波測定装置１０によれば、設置リング上に設けられた複数のプローブアンテナ１０２を用いて被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出するため、複数のプローブアンテナ１０２及び被測定アンテナ３００の走査機構が単純であり、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を簡易的に検出することができる。

また、本実施形態に係る電磁波測定装置１０によれば、第１回転部２１２による取付部１１２の回転の回転軸を挟んで対向する位置に水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとを設けることにより、第１回転部２１２が取付部１１２に設置された複数のプローブアンテナ１０２を一周回転させるだけで、保持部１０４を中心とする球面上において、被測定アンテナ３００から放射される電磁波の垂直偏波成分と水平偏波成分とを検出することができる。

取付部１１２は、設置リング上に等間隔でそれぞれ設けられた複数のプローブアンテナ１０２を保持する。取付部１１２は、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれが検出した電磁波を示す検出信号を、当該電磁波と異なる振動数を有する変換信号に変換して、測定部２０６に供給する変換部１１６を有する。本実施形態において、変換部１１６は、プローブアンテナ１０２が有するシールデッドループプローブの出力電圧を検出信号として受け取り、検出信号の強度に比例する強度を有する光信号を変換信号として出力する。

本実施形態において、取付部１１２は、複数の変換部１１６を有する。それぞれの変換部は、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれに対応する。本実施形態において、変換部１１６は、変換信号を切換部２０８を介して測定部２０６に供給する。取付部１１２は、変換部１１６に電力を供給する蓄電部を更に有するのが好ましい。取付部１１２は、複数の蓄電部を有してよい。本実施形態において、取付部１１２は、複数の変換部１１６のそれぞれに対応し、対応する変換部１１６に電力を供給する蓄電部を有する。

図２は、本実施形態の変換部１１６と、蓄電部４０２と、光ファイバ１１８との例を示す。本実施形態において、変換部１１６は、変換信号として光信号を出力し、当該変換信号を、光ファイバ１１８を介して切換部２０８に供給する。変換部１１６は、当該変換信号を、光ファイバ１１８と、切換部２０８とを介して測定部２０６（図1参照）に供給する。本実施形態において、変換部１１６はプローブアンテナ１０２から受け取る検出信号を、プローブアンテナ１０２が検出した電磁波と異なる振動数を有する光信号に周波数変換する光信号変換部４０４を含む。光信号変換部４０４は、検出信号の強度に比例する強度を有する光信号を出力する。光信号変換部４０４は、蓄電部４０２から電力の供給を受ける。

本実施形態によれば、被測定アンテナ３００の位置を固定し、取付部１１２を当該回転軸の周りに1周回転させることにより、取付部１０４を略中心とする球面上における、被測定アンテナ３００が放射する電磁波の電磁界分布を測定することができる。また、当該測定の結果を、例えば、球面走査電波ホログラフィに適用した場合、プローブアンテナ１０２が周囲の環境から受ける背景ノイズの影響は、球面の対称性から相殺され、高い精度の電界分布推定を行うことができる。

また、本実施形態においては、光ファイバ１１８が、機構系１００が備えるプローブアンテナ１０２のそれぞれが検出した電磁波を示す信号を処理系２００に伝送する。そのため、本実施形態によれば、機構系１００と処理系２００との間の信号信号を伝送するケーブルによる測定結果への影響が低減できる。

別の実施例では、第２回転部２０２が、保持部１０４を回転させてもよい。この場合、電磁波測定装置１０は、被測定アンテナ３００の周囲に対する位置関係を変化させながら、各位置での球面走査電波ホログラフィによる電磁波測定を速やかに行うことができる。

更に別の実施例では、被測定アンテナ３００は、発信機を有し、当該発信機が生成するＲＦ出力信号に基づいて電磁波を放射してもよい。この場合も、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波のそれぞれと、固定アンテナ１１４によって検出された電磁波との位相差に基づいて、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を測定することにより、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を正確に測定することができる。

（実施例２）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成を示す。電磁波測定装置１０は、保持部１０４、複数のプローブアンテナ１０２、取付部１１２、電磁波吸収体１１０、固定アンテナ１１４、及び受信アンテナ１２０を有する機構系１００と、供給部２０４、測定部２０６、切換部２０８、制御・記憶・演算処理部２１０、第１回転部２１２、及び第２回転部２０２を有する処理系２００とを備える。保持部１０４、プローブアンテナ１０２、電磁波吸収体１１０、固定アンテナ１１４、第１回転部２１２、第２回転部２０２、供給部２０４、測定部２０６、切換部２０８、制御・記憶・演算処理部２１０は、図1に示す保持部１０４、プローブアンテナ１０２、電磁波吸収体１１０、固定アンテナ１１４、第１回転部２１２、第２回転部２０２、供給部２０４、測定部２０６、切換部２０８、制御・記憶・演算処理部２１０とそれぞれ同じ機能を有する。

取付部１１２は、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれが検出した電磁波を示す検出信号を、当該電磁波と異なる振動数を有する変換信号に変換して、測定部２０６に供給する変換部１１６を有する。本実施形態において、変換部１１６は、プローブアンテナ１０２が有するシールデッドループプローブの出力電圧を検出信号として受け取り、検出信号の強度に比例する強度を有する変換信号を、測定部２０６に無線通信で供給する。受信アンテナ１２０は、変換部１１６が送信した変換信号を受信し切換部２０８を介して測定部２０６に供給する。受信アンテナ１２０は、電磁波測定装置１０の測定に影響を与えない位置に設置されるのが好ましい。受信アンテナ１２０は、例えば、第１回転部に係る回転軸の近傍に設置されてよい。

図４は、本実施形態の変換部１１６と、蓄電部４０２と、受信アンテナ１２０との例を示す。本実施形態において、変換部１１６は、検出信号を周波数変換した変換信号を出力する周波数変換部４０６と、当該変換信号を送信する送信アンテナ４０８とを含む。送信アンテナ４０８は、例えば、取付部１１２の表面に設置される平面アンテナであってよい。周波数変換部４０６は、蓄電部４０２から電力の供給を受ける。

本実施形態においては、送信アンテナ４０８、及び受信アンテナ１２０が、プローブアンテナ１０２のそれぞれが検出した電磁波を示す信号を、無線通信により伝送する。そのため、本実施形態においても、機構系１００と処理系２００との間の信号信号を伝送するケーブルによる測定結果への影響が低減できる。

（実施例３）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成を示す。電磁波測定装置１０は、被測定アンテナ３００を保持する保持部１０４、被測定アンテナから放射される電磁波を検出する複数のプローブアンテナ１０２、複数のプローブアンテナ１０２が取り付けられる取付部１１２、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波を示す信号を外部に出力する複数のケーブルを含むケーブル群１０６、ケーブル群１０６に周囲に設けられ、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を吸収する電磁波吸収体１０８、及び複数のプローブアンテナ１０２を覆うように設けられ、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を吸収する電磁波吸収体１１０を有する機構系１００と、保持部１０４を回転させる第２回転部２０２、被測定アンテナ３００にＲＦ出力信号を供給する供給部２０４、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波に基づいて、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による電磁界分布を測定する測定部２０６、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波を示す信号のいずれを測定部２０６に入力するかを切り換える切換部２０８、及び各部の制御を行う制御部２１０を有する処理系２００を備える。

複数のプローブアンテナ１０２は、保持部１０４を略中心とする円（以下、設置リングという）上に等間隔でそれぞれ設けられる。第２回転部２０２は、設置リングの直径を回転軸として、保持部１０４を回転させることにより、被測定アンテナ３００を回転させる。すなわち、第２回転部２０２は、円を含む面と略垂直な面において保持部１０４を回転させることにより、被測定アンテナ３００を回転させる。保持部１０４は、設置リングの略中心に設置されるのが好ましい。また、他の例においては、複数のプローブアンテナ１０２は、保持部１０４を略中心とする円弧上にそれぞれ設けられてもよい。また、他の例においては、第２回転部２０２は、保持部１０４を略中心として、取付部１１２を回転させることにより、複数のプローブアンテナ１０２を回転させてもよい。本実施形態に係る電磁波測定装置１０によれば、設置リング上に設けられた複数のプローブアンテナ１０２を用いて被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出するため、複数のプローブアンテナ１０２及び被測定アンテナ３００の走査機構が単純であり、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を簡易的に検出することができる。

また、複数のプローブアンテナ１０２は、例えばループアンテナであり、複数のプローブアンテナ１０２のうちのプローブアンテナ１０２ａは、被測定アンテナ３００から放射された電磁波の垂直偏波を検出する垂直偏波アンテナであり、複数のプローブアンテナ１０２のうちのプローブアンテナ１０２ｂは、被測定アンテナ３００から放射された電磁波の水平偏波を検出する水平偏波アンテナである。垂直偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ａと、水平偏波アンテナであるプローブアンテナ１０２ｂとは、第２回転部２０２による保持部１０４の回転の回転軸を挟んで対向する位置に設けられる。また、複数のプローブアンテナ１０２は、検出する電磁波の偏波面が交互になるように配置されてることが好ましい。

本実施形態に係る電磁波測定装置１０によれば、第２回転部２０２による保持部１０４の回転の回転軸を挟んで対向する位置に水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとを設けることにより、第２回転部２０２が被測定アンテナ３００を一周回転させるだけで、保持部１０４を中心とする球面上において、被測定アンテナ３００から放射される電磁波の垂直偏波成分と水平偏波成分とを検出することができる。

以下、電磁波測定装置１０の動作を説明する。まず、供給部２０４は、被測定アンテナ３００にＲＦ出力信号を供給する。そして、被測定アンテナ３００は、供給されたＲＦ出力信号に基づいて電磁波を放射する。そして、複数のプローブアンテナ１０２は、被測定アンテナ３００から放射された電磁波を検出する。そして、切換部２０８は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号のいずれを測定部２０６に入力させるかを順に切り換え、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号を測定部２０６に入力する。そして、測定部２０６は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号に基づいて、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を測定し、複数のプローブアンテナ１０２が設けられた円上の電磁界分布を測定する。そして、制御・記憶・演算処理部２１０は、測定部２０６によって測定された電磁界分布を、保持部１０４の回転量に対応づけて記憶する。

次に、第２回転部２０２は、被測定アンテナ３００を保持する保持部１０４を所定の角度回転させる。第２回転部２０２が保持部１０４を回転させる角度は、例えば１度又は１０度である。そして、複数のプローブアンテナ１０２は、被測定アンテナ３００から放射された電磁波を検出する。そして、切換部２０８は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号のいずれを測定部２０６に入力させるかを順に切り換え、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号を測定部２０６に入力する。そして、測定部２０６は、複数のプローブアンテナ１０２によって検出された電磁波を示す信号に基づいて、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による電磁界分布を測定する。そして、制御・記憶・演算処理部２１０は、測定部２０６によって測定された電磁界分布を、保持部１０４の回転量に対応づけて記憶する。

以降同様に、被測定アンテナ３００を保持する保持部１０４を所定の角度づつ回転させながら、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による電磁界分布を測定し、被測定アンテナ３００から放射される電磁波による、保持部１０４を略中心とする球面上の電磁界分布を測定する。

（実施例４）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成を示す。図５に示す電磁波測定装置１０に対し、本実施形態の電磁波測定装置１０は、被測定アンテナ３００から所定の距離隔てて設けられ、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出する固定アンテナ１１４をさらに備える。固定アンテナ１１４は、保持部１０４に保持され、保持部１０４の回転に係わらず被測定アンテナ３００との相対的な位置が一定である。固定アンテナ１１４は、被測定アンテナ３００から放射される電磁波を検出し、検出した電磁波を示す基準信号を測定部２０６に出力する。

本実施形態において、測定部２０６は、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波のそれぞれと、固定アンテナ１１４によって検出された電磁波との位相差を測定する。さらに、測定部２０６は、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波のそれぞれと、固定アンテナ１１４によって検出された電磁波との位相差に基づいて、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を測定する。

さらに、被測定アンテナ３００を保持する保持部１０４を所定の角度づつ回転させながら、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を測定することにより、球面上のそれぞれの位置における電磁波の位相差を測定する。

本実施形態によれば、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出された電磁波のそれぞれと、固定アンテナ１１４によって検出された電磁波との位相差に基づいて、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を測定することにより、複数のプローブアンテナ１０２のそれぞれによって検出される電磁波の位相差を正確に測定することができる。

本実施形態に係る電磁波測定装置１０は、被測定アンテナ３００から放射された電磁波を測定するアンテナとしてシールデッドループプローブを有するプローブアンテナを用いるため、非常に小型に製造されることができる。また、被測定アンテナ３００の略中心とする円上に設けられた複数のプローブアンテナを用いて被測定アンテナ３００から放射される電磁波を測定するため、複数のプローブアンテナを走査することなく、簡易的に被測定アンテナ３００から放射される電磁波を測定することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

上記説明から明らかなように、本発明によれば、小型で、被測定アンテナから放射される電磁波を簡易的に測定することができる電磁波測定装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成図である。 本実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成図である。 本実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成図である。 本実施形態に係る変換部１１６と、電源部４０２と、光ファイバ１１８との構成図である。 本実施形態に係る電磁波測定装置１０の構成図である。 本実施形態に係る変換部１１６と、電源部４０２と、受信アンテナ１２０との構成図である。

符号の説明

１０・・・電磁波測定装置、１００・・・機構系、１０２・・・プローブアンテナ、１０４・・・保持部、１０６・・・ケーブル群、１０８・・・電磁波吸収体、１１０・・・電磁波吸収体、１１２・・・取付部、１１４・・・固定アンテナ、１１６・・・変換部、１１８・・・光ファイバ、１２０・・・受信アンテナ、２００・・・処理系、２０２・・・第２回転部、２０４・・・供給部、２０６・・・測定部、２０８・・・切換部、２１０・・・制御・記憶・演算処理部、２１２・・・第１回転部、被測定アンテナ３００、４０４・・・光信号変換部、４０６・・・周波数変換部、４０８・・・送信アンテナ

Claims (16)

1. 被測定アンテナから放射された電磁波を測定する電磁波測定装置であって、
   前記被測定アンテナを保持する保持部と、
   前記保持部を略中心とする円上にそれぞれ設けられ、前記被測定アンテナから放射される前記電磁波を検出する複数のプローブアンテナと、
   前記被測定アンテナから所定の距離隔てて前記保持部に保持され、前記被測定アンテナから放射される前記電磁波を検出する固定アンテナと、
   前記円の直径を含む直線を回転軸として、前記保持部を回転させる第２回転部と、
   前記複数のプローブアンテナによって検出された前記電磁波に基づいて、前記被測定アンテナから放射される前記電磁波による電磁界分布を測定し、さらに、前記複数のプローブアンテナによって検出された電磁波のそれぞれと、前記固定アンテナによって検出された前記電磁波との位相差をさらに測定する測定部と
   を備えることを特徴とする電磁波測定装置。
2. 前記プローブアンテナは、前記電磁波中の磁界を測定するシールデッドループプローブを有することを特徴とする請求項１に記載の電磁波測定装置。
3. 前記複数のプローブアンテナは、前記保持部を略中心とする円弧上にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁波測定装置。
4. 前記複数のプローブアンテナは、前記円上に等間隔でそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１に記載の電磁波測定装置。
5. 前記円上に設けられた前記複数のプローブアンテナを保持する取付部と、
   前記円の直径を含む直線を回転軸として、前記取付部を回転させる第１回転部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電磁波測定装置。
6. 前記複数のプローブアンテナのそれぞれによって検出された前記電磁波を示す信号のいずれを、前記測定部に入力するかを切り換える切換部をさらに備えることを特徴とする請求項１、又は５に記載の電磁波測定装置。
7. 前記複数のプローブアンテナのそれぞれと前記測定部とを電気的に接続し、前記複数のプローブアンテナによって検出された前記電磁波を示す信号のそれぞれを、前記測定部に入力する複数のケーブルを有するケーブル群と、
   前記ケーブル群の周囲に設けられ、前記被測定アンテナから放射される前記電磁波を吸収する電磁波吸収体と
   をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の電磁波測定装置。
8. 前記複数のプローブアンテナのうちの所定のプローブアンテナは、前記電磁波の垂直偏波を検出する垂直偏波アンテナであり、前記複数のプローブアンテナのうちの他のプローブアンテナは、前記電磁波の水平偏波を検出する水平偏波アンテナであることを特徴とする請求項６に記載の電磁波測定装置。
9. 前記垂直偏波アンテナと前記水平偏波アンテナとは、前記回転軸を挟んで対向する位置に設けられることを特徴とする請求項８に記載の電磁波測定置。
10. 前記測定部は、前記複数のプローブアンテナのうちの第１のプローブアンテナによって検出された電磁波と、前記固定アンテナによって検出された前記電磁波との位相差をさらに測定し、さらに、前記複数のプローブアンテナのうちの第２のプローブアンテナによって検出された前記電磁波と、前記固定アンテナによって検出された前記電磁波との位相差を測定することにより、前記第１プローブアンテナによって検出された前記電磁波と、前記第２プローブアンテナによって検出された前記電磁波との位相差をさらに測定することを特徴とする請求項１に記載の電磁波測定装置。
11. 前記保持部を略中心として、前記複数のプローブアンテナを回転させる第１回転部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電磁波測定装置。
12. 前記取付部は、
    前記複数のプローブアンテナのそれぞれが検出した前記電磁波を示す検出信号を、前記電磁波と異なる振動数を有する変換信号に変換して、前記測定部に供給する変換部を有することを特徴とする請求項６に記載の電磁波測定装置。
13. 前記取付部は、前記変換部に電力を供給する蓄電部を有することを特徴とする請求項１２に記載の電磁波測定装置。
14. 前記取付部は、前記複数のプローブアンテナのそれぞれに対応する前記変換部と、
    複数の前記変換部のそれぞれに対応し、対応する前記変換部に電力を供給する前記蓄電部と
    を有することを特徴とする請求項１３に記載の電磁波測定装置。
15. 前記変換部は、前記変換信号として光信号を出力し、前記変換信号を、光ファイバを介して前記測定部に供給することを特徴とする請求項１２に記載の電磁波測定装置。
16. 前記変換部は、前記変換信号を、前記測定部に無線通信で供給することを特徴とする請求項１２に記載の電磁波測定装置。

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