JPH02503822A - 物体により回折されたマイクロ波電磁界を複数の位置で測定するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 物体により回折されたマイクロ波電磁界を複数の位置で測定するための装置 （技術分野） 本発明は、ある周波数でマイクロ波放射源により照射された物体により回折され たマイクロ波電磁界を複数の位置で測定するための装置であって、前記位置の各 々に設けられ、中心にダイオードが装架された電気タブレットタイプのアンテナ と、回折されたマイクロ波を収集と、低周波信号を発生するための手段と、前記 発生手段と、前記タイオードの各々との間に配置されたマルチプレクサ手段と、 前記低周波信号により前記ダイオードの少な（とも一つにバイアスがかけられる よう前記マルチプレクサ手段を制御し、かつ前記低周波信号および前記収集され たマイクロ波信号に応答し、前記バイアスがかけられたダイオードの装架された 前記タブレットアンテナが位置する点でのマイクロ波電磁界を表示する信号を発 生するための手段とから成る測定装置に関する。

かかる装置は、多数の工業的用途、特にある欠陥を生じ易い物体またはその他の 変化、例えば乾燥、解凍、または重合化を受けた材料または製品を非破壊管理し 、かかる変化の結果をチェックするのに使用できる。

（背景技術） 実際にマイクロ波放射源により照射された物体は、物体の形状、物体内の各点に おける誘電率および導電率に応じてこのマイクロ波放射を回折することは公知で ある。これら最後の２つの値は明らかに物体の内部構造に依存しているので、こ の物体を照射するマイクロ波電磁界の回折を解析すれば物体の内部構造の非破壊 管理を実施できる。

ここで、回折された電磁界とは物体を透過する電磁界または物体により反射され る電磁界を意味するので、透過または反射の際または同時に生じるその双方の回 折の解析を行うことができる。したがって、例えば木材の欠陥、チェックすべき パネルまたはプラスク一層、またはシート状の紙の乾燥の程度および均一性、チ ェックすべきプラスチック材料の重合の発生およびその結果、または評価すべき 食品の解凍段階を解析できる。

このタイプの測定装置は既に公知であって、米国特許第４．５５２．１５１号に 記載されている。この装置では、タブレットアンテナが端から端に接続され、「 マトリックス状網膜」のコラムを形成している。すなわち、タブレットアンテナ のアセンブリが長方形パネルを形成している。それぞれがホーン状である導波管 のスタックにより収集手段が形成され、電磁界の値がパネルのいずれかの位置で 次々に測定できるようにこのアセンブリが制御される。

しかしながら、かかる二次元状装置はかなり扱いにくい、その理由は、各ホーン の長さがそのホーンの開口の最大寸法の大きさになるからであり、この寸法は実 質的に最大解析長さを定めている。さらにこの装置は比較的コストが高く、特に マイクロ波マルチプレクサを使用しなければならないことを考慮すると、使用が 比較的複雑である。さらに、生命医学用または研究室用には適するが、上記タイ プの工業用には適していない、よって、本発明の目的は、低コストで高速かつ操 作が簡単であり、工業用媒体に適したコンパクトな測定装置を提供することによ り上記問題を克服することにある。

（発明の要旨） 本発明によれば、前記タブレットアンテナは少なくとも一本のラインに沿って配 置され、前記収集手段は、前記物体と反射側で、前記タブレットアンテナから一 定の距離に前記タブレットアンテナラインに沿って配置された単一のマイクロ波 導波管構造体から成り、前記導波管構造体に結合するための槽数のカップリング アンテナが設けられ、各カップリングアンテナは樹脂したマイクロ波を前記導波 管により導波される波に変換し、前記導波管構造体の一端には終端部が設けられ 、他端には前記導波管を前記収集されたマイクロ波信号に変換するための手段が 設けられ、前記カップリングアンテナは、前記マイクロ波源が除勢された状態に て前記変換手段に一つのマイクロ波信号が印加された場合、すべてが同一位相で 放射するような位置に配置されており、タブレットアンテナと前記導波管構造体 との間の前記距離は、これら条件下で前記タブレットアンテナライン上に均りな 電磁界が生じるよう決定されたことを特徴とする上記タイプの測定装置が提供さ れる。

本発明の測定装置ではライン上にタブレットアンテナが分布しており、収集手段 はダブレットアンテナから数波長離間し、同一ラインに沿って配置された導波管 構造体のみから成るので、寸法は小さく低コストである。更に上記のような工業 用途では非検査物体は多くの場合測定装置の前方を進む物体である。このタブレ ットアンテナ線は進行方向に実質的に垂直に配置されているので、物体の像を簡 単に得られるようにしている。従来の装置では解析平面に垂直な方向への寸法は いかなる波長に対しても同一寸法の解析長さに対して１ｍの大きさであったが、 本発明の装置では数波長の大きさ、すなわち９ＧＨｚの作動周波数に対しては例 えば］Ｏｃｍ以下の大きさとなっている。更に、解析ラインに沿う同一長さの装 置に対しては有効ゾーンが広くなっている。

本発明の装置ではダブレットアンテナ線上のカップリングアンテナにより生じる 電磁界は均一であるので、導波管構造体上の伝播の周期性に注意を払うことなく 、予定する用途で望まれる解析の精度の関数としてのみ選択される間隔にダブレ ットアンテナを配置できる。換言すれば、タブレットアンテナの間隔とカップリ ングアンテナの間隔は互いに無関係に選択されるので、このことは本発明の測定 装置の使用をよりフレキシブルにしてい更に本発明の係わる装置は直接ディスプ レイを見ながら、または合成処理をしたりまたは物体内の点に合焦しながら、タ ブレットアンテナラインに沿うマイクロ波電磁界の振幅と位相変化の測定を可能 にしている。従って１合成処理または合焦の場合、物体の断層像を得ることが可 能である。

従って、生産ユニットの制御を見ながら通過して進む物体または材料の非破壊管 理に極めて適した本発明の装置は、研究室で実施されるより完全な解析に適する ので、例えば物体が受ける変換プロセスの良好な理解を可能にする。

好ましくは、前記導波管構造体と前記タブレットアンテナとの間に位置する空間 は前記ラインに平行な２つの壁により閉じ、これら壁は前記マイクロ波周波数の 放射波を吸収する材料から成る層が被覆される。

また好ましくは、前記物体とタブレットアンテナとの間にはマツチングスクリー ンが設けられる。

前記素子はマイクロ波放射の漏れおよび寄生反射を防止し、タブレットアンテナ アレイのマツチングとチューニングを可能にすることにより、マイクロは作動周 波数において本装置を最適化できる。

以下、添付図面を参照すれば本発明に係わる測定装置のいくつかの実施態様の次 の説明から本発明がより理解されよう、（図面の簡単な説明） 第１図は、木材中の欠陥を検出するために使用される本発明の装置の斜視図。

第２図は、第１図の測定装置の導波管構造体および側壁の変形例を示し。

第３図は、第１図の測定装置のタブレットアンテナ用マツチングスクリーンを示 し、 第４図は、第３図のマツチングスクリーンの構造体の変形例を示し、 第５．６．７．８および９図の各々は第１図の測定装置の導波管構造体およびタ ブレットアンテナの変形例を示し、 第１０図は、第１図の装置のタブレットアンテナの配置の変形例を詳細に示す。

（好適実施態様の説明） 第１図を参照して、板材１内の欠陥を検出するための測定システムについて説明 する。材料ｌは、例えば後の切断を最適制御するよう板材内の欠陥を検出するよ うになっている固定測定システムの前方で矢印１】の示すように進む。

マイクロ波放射源、本例ではホーン２にはマイクロ波発生器２１から送られたマ イクロ波信号ＭＥが供給される。このマイクロ波信号ＭＥは、単一周波数の信号 である。

ホーンでは、板材ｌをその全長にわたって照射する。

よって、板材ｌにより回折されたマイクロ波電磁界（この回折された電磁界は本 明細書ではこの板材ｌを透過する電磁界である）を測定するための装置は、ホー ン２に対向するよう板材ｌの反対側に配置されているが、この配置距離は図面を 明瞭にするという明白な理由により図中では拡大しである。

この測定装置は、先ず第１に電気タブレットクイブの複数のアンテナ３を含む、 すなわち各アンテナは、２つの等しくかつ配列した長方形部分を有する。タブレ ットアンテナ３の各々の中央にはタイオード４（ここではＰＩＮタイプ）が装架 されるようタイオード４のカソードは長方形部分の一方に接続され、アノードは 他方の長方形部分に接続されている。このタブレットアンテナ３は、板材の進行 方向に垂直で、ホーン２により照射される細長いゾーンに対応するラインに沿っ て配置されている。

導波管構造体、ここでは、長方形導波管５は、板材と反対側で作業が行われる媒 体、ここでは空気内で前記マイクロ波の周波数で数波長に等しい距離Ｄ（これは 後に明らかとなる）だけ離間してダブレットアンテナ３のラインに沿って配置さ れている。

スロット５５（この形状上の特徴は後に詳述する）が導波管５の長辺に形成され ており、この導波管はタブレットアンテナ３のラインに対向して位置している。

導波管５の一端には、終端部５１　（ここでは短絡回路）が取り付けられている が、他端には公知の同軸導波管タイプの変換部５２が取り付けられている０作動 周波数のマイクロ波放射を吸収する材料から成る層５３１で、被覆された剛性の ２枚の壁５３が導波管５の両側にタブレットアンテナ３のラインに平行に配置さ れており、導波管５とタブレットアンテナ３との間の空間を閉じるようになって いる。使用されている吸収材料は、例えば一般タイブのカーボンが充填されたプ ラスチック発泡材料であって、導波管５とタブレットアンテナ３との間での多数 回反射を低減するようになってしする。

第１図に示すように、各タブレットアンテナ３は、例えば壁５３の一つに溶接す ることによってシステムの電気アースに接続された部分を有し、このブロックは この目的のため、金属から成り、アースされている。ここでは、各タブレットア ンテナ３の他方の部分は、マルチプレクサ７の出力端の各々に接続されており、 マルチプレクサ７は、発生器６からの低周波信号Ｂを一つの入力端で受信する。

この明細書では、「低周波信号」とは、周波数レンジが通常マイクロ波と呼ばれ ている周波数レンジよりもかなり低い周期的な矩形またはサイン状の信号のこと を意味する。従って、マイクロ波のレンジは、数百ＭＨｚまで下げて定義される と述べることができるので、この信号Ｂは一般に数１０ＭＨｚだけ低い周波数と なる。

マイクロプロセッサにより制御される電子回路８には、マイクロ波信号ＭＥｊ５ よび変換部５２により送られるマイクロ波信号ＭＣを受ける２つのマイクロ波入 力端と、信号Ｂを受ける低周波入力端と、マルチプレクサを制御するための信号 Ｃを送るデジタル出力端と、測定されたマイクロ波の電磁界を表示し、例えばデ ィスプレイ装置（公知のため図示せず）に印加される信号ＳＩを送る出力端とが 設けられている。

これまで述べた装置は次のように作動する。

電子回路８うちのマイクロプロセッサは、信号Ｂがダイオード４の一つに印加さ れるように常時マルチプレクサ７を制御する。従って、このダイオードだけに信 号Ｂのタイミング時に連続して、順方向および逆方向にバイアスがかけられる。

これと同時に、マイクロ波が板材１に照射され、タブレットアンテナ３の各々の レベ〜・ルで回折された電磁界が、照射板材のマイクロ波断層像のサンプル信号 となる。

各スロット５５は、更に導波管５に対するカップリングアンテナとして作動し、 受信したマイクロ波、特にダブルアンテナ３のアレイからのマイクロ波を導波管 ５により導波される波へと変換する。

異なるスロット５５からの導波された波は変換部５２によりマイクロ波信号ＭＣ に変換される。このマイクロ波信号は収集マイクロ波信号と呼ぶ、その理由は、 この信号は異なるスロット５５により受信されたマイクロ波、特にタブレットア ンテナ３からのアレイからのマイクロ波の収集波から生じているからである。

電子回路８では、この収集マイクロ波信号はマイクロ波信号ＭＥにより同期マイ クロ波検出を受け、次に信号Ｂにより第２の低周波同期検出を受ける８次に収集 マイクロ波のうちでも信号Ｂによりバイアスがかけられたダイオードの装架され たタブレットアンテナ３からのマイクロ波だけがこの信号Ｂによって変調される 。従って、マイクロ波検出、次の低周波検出の後の信号ＭＣは、信号Ｂによりバ イアスがかけられたダイオード４が装架されたタブレットアンテナ３が位置する 点の電磁界を表示するだけである。従って、回路８のマイクロプロセッサはダイ オード４の各々の連続バイアス化を制御し、かつ測定点の位置を表示する信号Ｃ １この測定点における電磁界の値を表示する二重検出から生じる信号、およびデ ィスプレイ装置を制御するための信号ＳＩから作動する。

当業者には「変調拡散法」の名で知られている方法を使用することにより行うこ のタイプの作動は、上記米国特許第４．５５２．１５１号に記載されている。

このタイプの作動は、本発明の装置用に考えられる作動のみに限定されない、従 って、マルチプレクサ７の出力端の各々に制御可能な低周波数の移送器を設け、 フランス特許第８６０５２０５号の内容に従ってダイオードに同時にバイアスが かけられるようマルチプレクサを制御すると、本装置は厚い板材の内部の点に合 焦できるので、断暦表示が可能となる。

従って、主として制御用マイクロプロセッサと同期低周波検出器の前に設置され た同期マイクロ波検出器からなる電子口ｉ？８８は当業者の考えられる範囲内に あるので、これ以上説明しない。

第２図は、本発明の装置の構造の変形例を示す。

この図では、導波管５ａは導波管５よりも狭く、側壁５３１ａは広くされ、端部 はタブレットアンテナ３の平面内で延びる２つの金属フランジ５３２となってい る。

第３図および第４図には、板材１とタブレットアンテナ３との間に配置できるマ ツチングスクリーンの構造の２つの変形例が示されている。

第３図では、金属プレート３１ａには開口３１０が設けられ、これら開口は各ダ ブレットアンテナ３に対向して配置されている。これら開口の寸法およびタブレ ットアンテナまでの距離はアンテナの良好なマツチングが得られるよう、すなわ ちタブレットアンテナにより反射され、被検査物に向かうマイクロ波の電力が最 小となるよう、考えた応用例を考慮して実験的に調節して決定される。

第４図では１つの厚い誘電プレート３１ｂをマツチングスクリーンとして使用し ている。ここでもまた、プレートの厚さだけでなく誘電率も良好なマツチングを 得られるよう、実験的に調節されて決定される。

第５図は、第１図の導波管５内のスロットの配列をより詳細に示す、スロット５ ５はここで導波管５の長辺に形成され、タブレットアンテナ３はスロットが配列 されたラインに全て垂直になっている。スロット５５は長さβ方向に長く、軸７ ０から距ＭＳだけ離間してガイドの長辺の中間軸の両側に交互に配置されている 。２つの連続するスロットは作動周波数で導波される波の半波長λｇ　／　２だ け離間している。これらスロットは作動周波数で放射マイクロ波の波長に近い長 さ、例えばλｇ　／　２８よび狭い幅を有するが、その幅の値は重要ではない。

ホーン２が放射していないと考え、かつマイクロ波信号が変換部５２に印加され ると考えられれば、スロット５５により形成されるカプリングアンテナの作動は 容易に理解できるし容易に特徴化できる０本発明の装置が設けられる応用例はこ のような作動上の仮定には対応しないが、当業者には周知の相反の定理からっこ のような結論に達する。かかる仮定はスロットの作動の理解を容易にする。

従って、変換部５２にマイクロ波信号が印加されると考えると導波管５内で導か れる波は、連続するスロット５５の各々に対抗する位相状態となる。この理由は スロットがλｇ／２だけ離間しているからである。しかしながらスロット５５は 中間軸７０に関して交互になっているので、スロット５５ハ全で同一位相で放射 する。更にこれらスロットはマイクロ波の数波長に等しい距離りに配置されたタ ブレットアンテナ１Ｊｉ３に沿った均一な電磁界が生じるようかなり接近してい る。この場合、タブレットアンテナ３はすべてに述べたように導波管５内の伝播 の周期性とは独立して、物体の解析に最も適合する距離に離間できる。ここでは タブレットアンテナ３の間の間隔は所望する解析精度に応じて数ミリメートルか ら数センチメートルの間になる。

距離Ｓは例えば次のように決定できる。導波管５がｇに等しい減少したコンダク タンスを有するＮ個のスロットを有する場合、マツチングを良好にするにはｇ： １／Ｎであることが必要である。減少コンダクタンスｇの関数となるように距離 Ｓの値を決めるための図表を参照する。かかる図表は当業者には周知であり、特 に次の文献で利用できる。すなわちヘンリー・ジャシツクス編「アンテナ　エン ジニアリング　ハンドブック」第９章、マツフグロウヒル社　ニューヨーク　１ ９８４年のスロットアンテナ　アレイ。

第５図の下方部分に示すように、スロット５５は導波管５の長辺の平面ｘＯ２内 で電気タブレッｉ・アンテナ３に垂直な磁気タブレットｍに等価である。

第６図はダブレットアンテナ３ｂがこれらアンテナが配置されているラインに対 して全て平行である構造体の変形例を示す、短辺にスロット５５ｂが形成された 長方形導波管５ｂはこれらスロット５５ｂがダブノットアンテナ３ｂに対向する よう配置されている。スロット５５ｂはλｇ　／　２だけ離間しており、短辺と 中間軸７０ｂが等しくて、かつ交互に対向する角度を形成する。スロット５５ｂ は磁気タブレットｍｂに等価なカップリングアンテナのように作動する。マイク ロ波信号が導波管５ｂに印加されると、スロットは同一位相で放射し、ダブレッ トアンテナ３ｂの方向への合成電磁界が、これらダブレットアンテナ３ｂの高さ で均一となるような電磁界を発生する。

第７図には本発明の装置の別の変形例を示す、このタブレットアンテナ３ｂは先 の実施例と同じように、すなわちアライマントに並列に配向しあているが、ここ では導波管構造体はマイクロストリップライン５Ｃであり、このマイクロストリ ップライン５Ｃは、それ自体公知のように誘電プレート５８を含む、このプレー ト５８の一方の面は電気アースに接続された金属層がコーティングされ、他方の 面は導電性マイクロストリップ５６ｃを支持している。第７図に示すように、マ イクロストリップ５６ｃはマイクロストリップライン５Ｃに直列接続される長方 形の金属バッチ５７ｃを形成するよう１周期的に広げられている。電磁力線の変 形のためにマイクロストリップ５６ｃに垂直な長方形５７ｃのエツジ５５ｃは磁 気ダイポールｍｅに等価であり、これらダイポールはここではタブレットアンテ ナ３ｂに垂直である。エツジ５５ｃがλｇ　／　２だけ離間しており、ガイド５ のスロット５５はマイクロウェーブライン５Ｃにマイクロ波信号が印加されたと き、同一位相で放射するようにライン５Ｃが設けられている。

第８図は、導波管構造体がマイクロ波ライン５ｄとなっているが、アライメント に対して垂直に配向したタブレットアンテナ３に適するようになっている別の変 形例を示す、第８図では、長方形金属プレート５７ｄはライン５ｄのマイクロス トリップにシャント接続されているが、このライン５Ｄに垂直になっているので 、プレート５７ｄの、ライン５ｄに平行な２つのエツジ５５ｄは、電気タブレッ トアンテナ３に垂直な磁気タブレットｍｄのように作動する。ここで再び、ライ ン５ｄは、このライン５ｄに印加された信号がカップリングアンテナ５５ｄに同 一位相で供給されるように設計されている。

ここでシャントは、導波波長λｄだけ離間し、エツジ５ｄはλｇ　／　２だけ離 間する。

これらのバッチアンテナの作動は、上記文献ヘンリージャシックス編、「アンテ ナ工学ハンドブック」第７章、マツフグローヒル、ニューヨーク、１９８４年「 マイクロ　ストリップ　アンテナ」に記載されている。

カップリングアンテナが同一位相で放射するうようにそれらの位置も対称性を調 節しながら導波波長の半分だけカップリングアンテナが離間するようにカプリン グアンテナを設置することは実際的であるが、このことは強制的なものではなく 、例えばこれを同一位置に配置することにより導波波長だけ離間するようにこれ らのカップリングアンテナを放置することもできる。唯一の基準は、かかる条件 下でタブレットアンテナライン３に均一な電磁界が発生するよう十分に接近した 位置に全てが同一位相で放射するように配置し、これらタブレットアンテナと導 波管構造体は結合現象を防止するよう充分に維持しなければならないことである 。

第９図には、２つの直交偏極に沿って回折した電磁界を測定できるようにする本 発明の装置の変形例を示す。

第１シリーズのアンテナ３Ｉ２は、中間軸７０に対して４５°に配向され、タイ オード４εが装架され、周波数Ｆｅの低周波信号Ｂｅを受けるマルチプレクサ７ ｅに接続されている。第２シリーズのアンテナ３ｆはアンテナ３ｅに垂直に配向 され、ダイオード４ｆが装架され１周波数Ｆｆの低周波信号Ｂｆを受けるマルチ プレクサ７ｆに接続されている０図示しないが、一つの周期低周波検出を受ける 代わりに収集マイクロ波は、２つの周期検出（一方は周波数Ｆｅ、他方は周波数 Ｆｆ）を受け、これにより一点で電磁界の２つの成分の同時測定が可能となる。

一点での電磁界の２つの成分を連続的に測定するようダイオード４２および４ｆ の各々に連続的にバイアスをかけることによりチャンネル数の倍を有する一つの マルチプレクサのみを使用することも可能である。

第１Ｏ図には、タブレットアンテナ３の配置およびこれらアンテナのマルチプレ クサ７への接続を詳細に示す、単一誘電プレート３８は、吸収層５３１がカバー された壁５３の上端に載っている。ダブレット、アンテナ３が配置されているゾ ーンの各個でプレート３８の下方に２つの金属“層３６が設けられており、プレ ート３８の上面にて、プレート３８に支持された導電マイクロストリップにより 各タブレットアンテナ３の２つの部分３１および３２が形成されている。これら ２つの部分３１および３２にはＰＩＮグリード４が接続され、これら部分３１お よび３２はそれぞれローパスフィルタ３７１および３７２として延びており、こ れらフィルタは、狭いマイクロストリップ部分と広いマイクロストリップ部分が 交互となるようマイクロストリップの幅を変えることにより、金属層３６の上方 でそれ自体公知の方法で形成されている。ローパスフィルタ３７１はそれぞれマ ルチプレクサの出力端に接続され、ローパスフィルタ３７２はすべてアースされ ている。これらローパスフィルタ３７１および３７２は、低周波信号Ｂに対して は短絡回路のように作動し、マイクロ波周波数の信号に対しては開回路のように 作動する。

これまでの説明では、マイクロ波は物体を透過するものと常に考えた。すなわち 、回折マイクロ波電磁界は、透過した電磁界であるとした。このことは強制的な ものでなく１本発明の装置を用いれおば、マイクロ波が照射された物体により反 射された電磁界または、必要であれば数個の装置を使用すれば、透過電磁界と反 射電磁界の双方を同時に測定することができる。

同様に、第１図には板材１を照射するため辺ホーン２が示されている。このこと は強制的なものでなく、このホーンの代わりに明らかにタブレットアンテナを使 用せずに収集用に用いられているものと同じ、カップリングアンテナを有する導 波管構造体を含むマイクロ波源を有利に使用することができる。かかる導波管構 造体を照射すべき物体から数波長離して設置する。

ある応用例では、ダブルバイアスを加えたマイクロ波源を使用することが有利で ある。

ＰＩＮダイオードの使用は強制的ではなく、これらダイオードはレーザビームに よるバイアスをかけることができるフォトダイオードまたは光ファイバーと置換 できる。

同様に、導波管５．５ａ、５ｂおよびライン５ｃおよび５ｄのような導波管構造 体は、短絡回路により必ずしも終端する必要はないので、これらは公知のように マツチングされた負荷に終端されることが多い。

物体が移動していない場合、および物体の二次元像を得たい場合、上記装置に従 うい（つかの装置を並置できることは明らかである。

第１図を参照して距１１１ｉ１Ｄを実験的に測定するための手順を次に説明する 。ホーンとダブレットアンテナ３との間に板材ｌのような物体がない場合、アン テナは均一に照射される１回路８が、上記のように信号Ｂによりダイオード４の 各々のバイアス化を次々に制御する間１表示信号を観察中にタブレットアンテナ ３に対向して位置する位置から導波管が離間する。最初にスロット５５の分布の 周期に対応して振動が見られるが、これら振動は、距離りが大きくなるにつれて 次第に減衰する。同時に、受信信号のレベルも低下する。電磁界がダブレットア ンテナのライン上で均一になったとき、すなわち残留起伏が充分必要とされる精 度に適合しているとき、受信信号レベルは停止する。一般に、数波長の大きさの 距離りに対してはこの結果が得られる。適当な較正をすれば、装置の欠陥は修正 できることに留意のこと。

当然ながら、この装置は、工業用アプリケータおよびラドームが設けられる可能 性のある無線通信またはレーダアンテナから放射される電磁界をテストするのに 使用できる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）ある周波数でマイクロ波放射源により照射された物体により回折されたマ イクロ波電磁界を複数の位置で測定するための装置であって、 前記位置の各々に設けられ、中心にダイオードが装架された電気ダブレットタイ プのアンテナと、回折されたマイクロ波を収集し、この収集されたマイクロ波信 号を送るための手段と、 低周波信号を発生するための手段と、 前記発生手段と、前記ダイオードの各々ヒの間に配置されたマルチプレクサ手段 と、 前記低周波信号により前記ダイオードの少なくとも一つにバイアスがかけられる よう前記マルチプレクサ手段を制御し、かつ前記低周波信号および前記収集され たマイクロ波信号に応答し、前記バイアスがかけられたダイオードの装架された 前記ダブレットアンテナが位置する点でのマイクロ波電磁界を表示する信号を発 生するための手段とから成り、 前記タブレットアンテナは少なくとも一本のラインに沿って配置され、 前記収集手段は、前記物体と反射側で、前記タブレットアンテナから一定の距離 に前記ダブレットアンテナラインに沿って配置された単一のマイクロ波導波管構 造体から成り、 前記導波管構造体に沿って前記導波管構造体に結合するための複数のカップリン グアンテナが設けられ、各カップリングアンテナは受信したマイクロ波を前記導 波管により導波される波に変換し、 前記導波管構造体の一端には終端部が設けられ、他端には前記導波管を前記収集 されたマイクロ波信号に変換するための手段が設けられ、 前記カップリングアンテナは、前記マイクロ波源が除勢された状感にて前記変換 手段に一つのマイクロ波信号が印加された場合、すべてが同一位相で放射するよ うな位置に配置されており、 タブレットアンテナと前記導波管構造体との間の前記距離は、これら条件下で前 記タブレットアンテナライン上に均一な電磁界が生じるよう決定されている測定 装置。
2. （２）前記導波管構造体を前記タブレットアンテナとの間に位置する空間は、前 記ラインに平行な２つの壁により閉じられ、これら壁は前記マイクロ波の周波数 の電磁波を吸収する材料からなる属で被覆されている請求項１に記載の装置。
3. （３）前記壁は前記タブレットアンテナの平面で延びる２つの金属フランジによ り終端されている請求項２に記載の測定装置。
4. （４）前記物体とタブレットアンテナとの間にマッチングスクリーンが設けられ ている請求項１〜３のいずれかに記載の測定装置。
5. （５）前記マッチングスクリーンは前記タブレットアンテナの各々に対向して配 置された開口が設けられた金属プレートである請求項４に記載の測定装置。
6. （６）前記マッチングスクリーンは厚い誘電プレートである請求項４に記載の測 定装置。
7. （７）前記導波管構造体は中空の金属導波管であり、前記カップリングアンテナ は前記導波管の壁に形成されたスロットである請求項１〜６のいずれかに記載の 測定装置。
8. （８）前記導波管構造体はマイクロストリップラインであり、前記カップリング アンテナは前記マイクロストリップラインに接続された長方形の金属プレートの エッジである請求項１〜６のいずれかに記載の測定装置。
9. （９）前記タブレットアンテナはすべて前記ラインに垂直であり、このラインに 沿ってタブレットアンテナが配置されている請求項１〜８のいずれかに記載の測 定装置。
10. （１０）前記タブレットアンテナはすべて前記ラインに平行であり、前記ライン に沿ってタブレットアンテナが配置されている請求項１〜８のいずれかに記載の 測定装置。
11. （１１）前記カップリングアンテナは前記タブレットアンテナに垂直な磁気タブ レットに等価である請求項９または１０のいずれかに記載の測定装置。
12. （１２）前記マルチプレクサ手段は、これらダイオードの装架されたタブレット アンテナの２つの部分の１つにより前記クイオードの各々に接続され、前記マル チプレクサ手段と前記部分との間に第１ローバスフィルタが配置され、前記タブ レットアンテナの２つの部分のうちの他方は第２ローバスフィルタを介してアー スされている請求項１〜１１のいずれかに記載の測定装置。
13. （１３）前記第１ローバスフィルタ、前記第１部分、前記第２部分および第２ロ ーバスフィルタは幅が異なる同じ導電性マイクロストリップにより形成され、ア ースされ、第１およひ第２ローバスフィルタの下方に配置された金属化部分を有 する誘電プレートにより支持されている請求項１２に記載の測定装置。
14. （１４）前記マイクロ波放射源は前記収集手段のために使用されている導波管構 造体と同一の、カップリングアンテナを有する導波管構造体からなる請求項１〜 １３のいずれかに記載の測定装置。
15. （１５）前記タブレットアンテナは２つのシリーズのタブレットアンテナから成 り、１つのシリーズの各アンテナは他方のシリーズのアンテナに直交し、前記発 生手段、前記マルチプレクサ手段、およびマイクロは電磁界を表示する前記信号 を制御して発生するための前記手段は、マイクロ波電磁界の２つの直交成分を測 定するようになっている。