JP4864285B2 - アンテナ測定装置 - Google Patents
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Description
図1はこの発明の実施の形態1に係るアンテナ測定装置の構成を示したブロック図である。図1に示すように、複数の素子アンテナ1−n(n=1、2、・・・、N)が同一の開口上に配設され、各素子アンテナ1−nには、Mビットのディジタル移相器2−n(n=1、2、・・・、N)がそれぞれ1つずつ接続されている。各ディジタル移相器2−nは、電力分配回路3に接続されている。また、各ディジタル移相器2−nは、複数素子移相器制御回路4にも接続されている。複数素子移相器制御回路4は、ディジタル移相器2−nの少なくとも2つに関して、その通過位相を同時に回転させる。また、電力分配回路3には、送信機5が接続されている。以上の構成要素により、フェーズドアレーアンテナ100を構成している。
本実施の形態では、上記実施の形態1と同一の構成において、ディジタル移相器2−nの通過位相をある一定の位相間隔により回転させ、かつ、上記位相間隔が次のいずれの位相値とも異なるように選択する。
(2)同時に位相回転させる任意の2つのディジタル移相器に対する位相間隔の差分。
本実施の形態では、上記実施の形態1あるいは2において、ディジタル移相器2−nの通過位相を回転させる位相間隔を最低ビット通過位相のq倍としたとき、上記ディジタル移相器2−nの全移相状態数と上記qとが互いに素になるように、整数qを選択する。この選択により、N’個の素子アンテナ1−nの位相を同時に回転させたときのアレー合成電力の変化を測定する際に、ディジタル移相器2−nの全てのビット状態に対応したアレー合成電力の測定結果を得ることができる。
図2は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ測定装置の構成を示したブロック図である。図1の構成に相当する構成については、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。図2に示すように、本実施の形態においては、複数のピックアップアンテナ6a〜6cが設けられている。なお、図2においては、3個のピックアップアンテナが設けられている例が記載されているが、それに限定されるものではなく、2以上の任意の個数でよい。また、それらのピックアップアンテナ6a〜6cには、電力合成回路10が接続されている。電力合成回路10は、ピックアップアンテナ6a〜6cによって受信された高周波信号を合成するための回路である。
図3は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ測定装置の構成を示したブロック図である。図3の構成は、上記図2の構成と基本的に同じであるため、同一の構成には同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。なお、図2の構成との違いは、図3に示すように、本実施の形態では、複数のピックアップアンテナ6a〜6dを、すべて、素子アンテナ1−n(n=1、2、・・・、N)と同一開口上に設けたことを特徴としている。なお、図3においては、4個のピックアップアンテナを設ける例について示されているが、これに限定されるものではなく、2以上の任意の個数を設けるようにしてよい。また、図1の構成に、本実施の形態を適用させてもよい。
本実施の形態では、上記実施の形態1において、ディジタル移相器2−nを5ビット移相器とし、同時に位相回転させるディジタル移相器2−nの数を3とする。このとき、上記ディジタル移相器2−nの通過位相を回転させる位相間隔をそれぞれ最低ビット通過位相の1倍、3倍、7倍としたことを特徴とする。
本実施の形態では、上記実施の形態1において、ディジタル移相器2−nを5ビット移相器とし、同時に位相回転させるディジタル移相器2−nの数を3とする。かつ、上記ディジタル移相器2−nの通過位相を回転させる位相間隔をそれぞれ最低ビット通過位相の1倍、5倍、7倍としたことを特徴とする。
本実施の形態では、上記実施の形態1において、ディジタル移相器2−nを4ビット移相器とし、同時に位相回転させるディジタル移相器2−nの数を2とする。かつ、上記ディジタル移相器2−nの通過位相を回転させる位相間隔をそれぞれ最低ビット通過位相の1倍、3倍としたことを特徴とする。
本実施の形態では、上記実施の形態1において、ディジタル移相器を4ビット移相器とし、同時に位相回転させるディジタル移相器の数を2とする。かつ、上記ディジタル移相器の通過位相を回転させる位相間隔をそれぞれ最低ビット通過位相の1倍、5倍としたことを特徴とする。
上記実施の形態1〜9において、送信と受信を入れ替えても同様の効果を得る。すなわち、例えば図1の例で説明すれば、図1の送信機5の代わりに、検波回路7、フーリエ級数展開演算回路8および複数素子電界演算回路9を接続するとともに、図1の検波回路7、フーリエ級数展開演算回路8および複数素子電界演算回路9の代わりに、送信機5を接続するようにしてもよい。なお、この場合には、図1の電力分配回路3の代わりに、電力合成回路(図示省略、図2の符号10を参照のこと。)を設けるようにする。他の構成については、図1と同じである。
Claims (7)
- 高周波信号を送信する送信機と、上記高周波信号を分配する電力分配回路と、分配された上記高周波信号を放射する少なくとも2つの素子アンテナと、上記各素子アンテナにより放射される上記高周波信号に通過位相を与えるディジタル移相器と、上記ディジタル移相器の少なくとも2つに関してその通過位相を同時に回転させる複数素子移相器制御回路とを有するフェーズドアレーアンテナと、
上記各素子アンテナから放射された上記高周波信号を受信するピックアップアンテナと、
上記ピックアップアンテナにより受信された上記高周波信号の受信電力を測定する検波回路と、
上記フェーズドアレーアンテナの上記複数素子移相器制御回路により上記ディジタル移相器の通過位相を回転させたときの上記検波回路により測定される受信電力の変化をフーリエ級数展開してフーリエ係数を求めるフーリエ級数展開演算回路と、
上記フーリエ級数展開演算回路が求めたフーリエ係数から、1つの素子アンテナの励振位相を回転させたときの受信電力変化を演算し、この演算結果から当該素子アンテナの素子電界振幅及び位相を測定する複数素子電界演算回路と
を備えたことを特徴とするアンテナ測定装置。 - 上記検波回路に接続された第1のスイッチと、
上記第1のスイッチに接続され、当該第1のスイッチにより上記検波回路との切り替えが行われて、上記ピックアップアンテナにより放射するための高周波信号を出力する第2の送信機とをさらに備え、
上記フェーズドアレーアンテナの上記各素子アンテナは上記ピックアップアンテナから放射される高周波信号を受信し、上記フェーズドアレーアンテナのディジタル移相器は上記各素子アンテナが受信した上記高周波信号に通過位相を与えるものであって、
上記フェーズドアレーアンテナは、
上記各素子アンテナが受信した上記高周波信号を合成する電力合成回路と、
上記送信機に接続された第2のスイッチと、
上記第2のスイッチに接続され、当該第2のスイッチにより上記送信機との切り替えが行われる第2の検波回路と
を有し、
上記フーリエ級数展開演算回路は2つ設けられており、一方は上記検波回路に接続されて当該検波回路により測定される受信電力の変化をフーリエ級数展開し、他方は上記第2の検波回路に接続されて当該第2の検波回路により測定される受信電力の変化をフーリエ級数展開する
ことを特徴とする請求項1に記載のアンテナ測定装置。 - 高周波信号を送信する送信機と、
上記送信機に接続されて上記高周波信号を放射するピックアップアンテナと、
放射された上記高周波信号を受信するフェーズドアレーアンテナと
を備え、
上記フェーズドアレーアンテナは、
少なくとも2つの素子アンテナと、
上記各素子アンテナが受信した上記高周波信号に通過位相を与えるディジタル移相器と、
上記ディジタル移相器の少なくとも2つに関してその通過位相を同時に回転させる複数素子移相器制御回路と、
上記ディジタル移相器により上記通過位相が与えられた高周波信号を合成する電力合成回路と、
上記電力合成回路により合成された上記高周波信号の受信電力を測定する検波回路と、
上記複数素子移相器制御回路により上記ディジタル移相器の通過位相を回転させたときの上記検波回路により測定される受信電力の変化をフーリエ級数展開してフーリエ係数を求めるフーリエ級数展開演算回路と、
上記フーリエ級数展開演算回路が求めたフーリエ係数から、1つの素子アンテナの励振位相を回転させたときの受信電力変化を演算し、この演算結果から当該素子アンテナの素子電界振幅及び位相を測定する複数素子電界演算回路と
を有している
ことを特徴とするアンテナ測定装置。 - 上記複数素子移相器制御回路は、上記ディジタル移相器の通過位相をある一定の位相間隔により回転させ、かつ、上記位相間隔が、
(1)同時に位相回転させる他のディジタル移相器の位相間隔、
および
(2)同時に位相回転させる任意の2つのディジタル移相器に対する位相間隔の差分、
のいずれの位相値とも異なることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のアンテナ測定装置。 - 上記複数素子移相器制御回路により上記ディジタル移相器の通過位相を回転させる位相間隔を最低ビット通過位相のn倍としたとき、上記ディジタル移相器の全移相状態数と上記nとが互いに素になることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のアンテナ測定装置。
- 上記ピックアップアンテナを2つ以上設け、かつ、当該各ピックアップアンテナを電力合成回路により接続したことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のアンテナ測定装置。
- 上記ピックアップアンテナを、上記フェーズドアレーアンテナの開口上に設けたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のアンテナ測定装置。
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