JPH04121669A - 大型アンテナ放射特性測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、近傍界測定法を用いて大きな開口径の大型ア
ンテナの放射特性を測定する大型アンテナ放射特性測定
装置に関する。

（従来の技術） 従来の大型アンテナとしてはアレーアンテナや開口面ア
ンテナが一般的に知られており、ここでは開口面アンテ
ナを取り上げて説明する。

開口面アンテナは、第３図に示すように、−次放射器ｌ
及びメツシュ鏡面２により構成され、次放射器ｌから放
射された電波がメツシュ鏡面２により反射されて空間に
放射される。また、メツシュ鏡面２は、第４図に示すメ
ツシュ状に金属綿３により形成され、メツシュ間隔Ｓが
使用される電波の波長に比べ充分に小さい場合には金属
板と同様な反射特性を有する。

更に、上記メツシュ鏡面２には、その開口径が充分に小
さいとき、第５図に示すように、メツシュ鏡面２を垂直
に設置するための垂直架台４により一般に垂直に支持さ
れている。

この場合、メツシュ鏡面２を垂直に設置しても、メツシ
ュ鏡面２が充分に小さいので、垂直架台４が小さくて済
むとともに、重力の影響による鏡面自体の歪みも小さく
てすむ。

このため、アンテナの放射特性を測定するために第５図
の右側に示すような従来の近傍界測定法を用いることが
可能である。第５図はアンテナ放射特性測定装置の概略
を示しており１図中、５はアンテナ近傍の電界分布を測
定するプローブ、６はプローブ５を各移動方向７８〜７
ｄに動かすプローブ走査面を示すＣ電気通信学会編［ア
ンテナ工学ハンドブック４．Ｐ４４７．オーム社５５９
）。

そして、このような装置では、プローブ５の走査により
走査面６上の電界分布が測定され、この電界分布に基づ
いて遠方界をコンピュータによる計算により得るように
している。

（発明が解決しようとする課題） 上述したような測定装置によれば、メツシュ鏡面の開口
径が充分に小さい場合、重力の影響による鏡面の歪みも
小さいので特に問題はないが、メツシュ鏡面の開口径が
大きくなる場合には下記の如き問題が生ずる。

即ち、大きな間口径のメツシュ鏡面の場合には１重力の
影響が大きくなり、これに伴なってメツシュ鏡面自体の
歪みも大きくなる。

この歪みの増大を小さくするためにメツシュ鏡面の背面
側に補強部材を設けることが考えられるが、メツシュ鏡
面が非常に重くなり、鏡面自体を支える垂直架台も強固
にする必要があり、装置が非常に大掛かりになる不具合
を生じてしまう。

このような不具合を解決するために、例えば、■コンポ
ーネント試験データ、鏡面写真測定データ及びアライメ
ン］・データを取り込んだ特性計算結果と電気試験治具
にアンテナを取り付けて行なった試験結果を比較する方
法を採用したり（ｒＥＴＳ−Ｖｌ搭載用アンテナ系の総
合電気特性」板波他著、信学技報、５ＡＴ８９−４８）
。

■鏡面精度を短時間で測定でき、評価し易い方法として
近傍界測定法を用いている。（「近傍界測定技術を用い
た衛星用メツシュ展開アンテナの鏡面精度測定」中條他
著、信学技報、Ａ−Ｐ８６−８６）。

しかしながら１反射鏡面上部において、鏡面誤差が大き
くなる問題を有している。

そこで１本発明は、メツシュ鏡面の開口径が大きい場合
でも、重力の影響によるメツシュ鏡面の歪みを小さくシ
、且つ、アンテナの支持構造が簡易且つ軽量可能な大型
アンテナ放射特性測定装置を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） 本発明の大型アンテナ放射特性測定装置は、開口径が充
分に大きな大型アンテナの放射パターン等の放射特性を
測定する大型アンテナ放射特性測定装置において、水平
に設置され上方に向けて主ビームの電波を発する大型ア
ンテナと、この大型アンテナの上方に配設され大型アン
テナから発っせられる電波の方向をプローブ走査面に向
けて変える反射鏡とを備えた構成とされている。

（作用） 従って、メツシュ鏡面を水平に設置して反射鏡により電
波の方向の向きをプローブ走査面に変える構成であるた
め、メツシュ鏡面に作用する重力が一様となり、メツシ
ュ鏡面の歪みが小さくなる。

また、メツシュ鏡面の支持点を多くすることによりメツ
シュ鏡面の重さが分散され、更にメック、Ｌ鏡面の歪み
を小さくできると共に、メツシュ鏡面の支持構造を簡易
で軽量なものとすることが可能となる。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本実施例の大型アンテナ放射特性測定装置１０
を示し、同図中、ｌＪは一次放射器、１２はメツシュ鏡
面、１３はアンテナ近傍の電界分布を測定するプローブ
、１４はプローブの走査面、１５ａ＝１５ｄはプローブ
の各移動方向を示している。

上記メツシュ鏡面１２は鉄骨材１６によって水平に測定
系架台１７上に支持されている。

上記プローブ１３は枠体１８に上下移動部材１９及び左
右移動部材２０を介して上下左右移動できるよう支持架
台２１に支持されている。

上記測定系架台１７上には、固定架台２２を介してロッ
ド状の支持部材２４と２６が垂直に固設されている。一
方の支持部材２４は、回転部２５を介して、上記メツシ
ュ鏡面１２の上方に配設された平面反射！（反射鏡）３
０の一側を支持している。他方の支持部材２６には回転
部２７を介して別の支持部材２８が連結され、別の支持
部材２８の先端側が回転部２９を介して上記平面反射鏡
３０の他側を支持している。

また、各支持部材２４，２６．２８は中間部分にそれぞ
れ伸縮部２４ａ、２６ａ、２８ａを備え、自在に伸縮で
きるとともに各回転部２５゜２７．２９の動作により平
面反射鏡３０をメツシュ鏡面１２の上方で大型アンテナ
の主ビーム方向が上記プローブ１３に向くように任意の
角度（通常４５°）に設定でき、−次放射器１１から放
射された電波がメツシュ鏡面１２により反射され、更に
平面反射鏡３０により反射されてプローブ１３において
ピックアップされる構造となっている。

また、この装置ｌＯにおいて、平面反射鏡３０の傾きを
変える場合には、伸縮部２８ａを伸縮すればよく、平面
反射鏡３０の上下方向の位置を変えるには、伸縮部２４
ａ及び２６ａを伸縮させればよい。

尚、各回転部２５，２７．２９は、−軸の回転機構を有
し１回転させないときにはロックされて回転できない機
構を有している。

更に、上記プローブ１３を近傍界の領域に設ける必要が
あることから、例えばメツシュ鏡面１２の開口径が小さ
い場合には、２つの伸縮部２４ａ及び２６ａを縮めれば
よ（、逆に開口径が大きい場合には全ての伸縮部２４ａ
、２６ａ、２８ａを伸長すれば対応することができる。

また、各伸縮部２４ａ、２６ａ、２８ａを駆動すること
によりメツシュ鏡面１２からプローブ１３に至る光路を
微調整することが可能である。

そしてプローブ１３を走査面１４内で各移動方向１５ａ
〜１５ｄに移動することにより、走査面１４内での電界
分布が測定できる構成となっている。

次に、本装置ｌＯによりメツシュ鏡面１２における開口
上での電界分布を測定する場合について第２図に基づき
説明する。

尚、第２図中、１２はメツシュ鏡面、３１はメツシュ鏡
面の開口面、１４はプローブの走査面。

３０は平面反射鏡、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃは電波の進
行方向をそれぞれ示す。

先ず、−次放射器１１から発っせられた電波はメツシュ
鏡面１２において反射され、メツシュ鏡面１２の開口面
３１に対して４５°傾いた平面反射鏡３０により再度反
射され、各光線３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃとしてプローブ
走査面１４に至り。

この走査面１４上で電界分布を生ずる。この電界分布は
プローブ１３によりピックアップされる。

電界分布が測定されると、従来と同様に、測定された電
界分布に基づいてコンピュータにより遠方界が計算され
る。この場合にも、従来の場合と同様に電磁界分布の変
換を容易に行なうことが可能である。

即ち、「アンテナ工学ハンドブック」　（電子通信学会
編、オーム社刊［Ｓ５９］　、Ｐ４４Ｂ）に示されてい
るように、アンテナ開口面３１からの距離り。が （但しえは波長、Ｄはアンテナ開口径を示す、）の領域
を放射近傍界領域と呼ばれているが、このが知られてい
る。そこで、平面反射鏡３０を上記り、の範囲内に設置
すると、位置の違いによる電磁界の交換が容易となる。

例えば、第２図において、点Ａ−Ｂ間の距離をｌ　　　
π るので、アンテナ開口面３１の中心Ｃとこの点Ｃでの垂
線（光１１３２Ｂ）と平面反射鏡３０の交点Ｆの距離は
、 であり、プローブ走査面１４を点Ｇ、Ｈに限りなく近付
ける場合を考慮すると、結局１点Ｃ−Ｆ間の距離りは となる、この場合、電磁界は□に比例するので、従来の
場合と同様に電磁界分布の変換が容易に行なえることに
なる。

但し１本実施例では、平面反射鏡を介して電界分布をプ
ローブ走査面上で測定することから、従来の第５図に示
す場合とは厳密には異なっているが、厳密に一致させる
必要がある場合には、プローブ走査面上で測定された電
界分布を用い、計算によって平面反射鏡で反射する前の
所謂メ・ソシェ反射鏡の開口面上での電界分布を求め、
この電界分布を用いて遠方界を計算すれば容易に得るこ
とが可能である。

このように、本実施例によれば、メツシュ鏡面を地上に
対し水平に設置して平面反射鏡により電波の方向を変え
て測定する構成としているので、メツシュ鏡面に作用す
る重力が一様となり１重力の影響が殆どなくなり、メツ
シュ鏡面の歪みを非常に小さくすることができる。

また、メツシュ鏡面を水平に設置するので背面架台への
固定点を多くすることにより、メツシュ鏡面の重さが分
散されて更にメツシュ鏡面の歪みを小さくできると共に
、メツシュ鏡面の支持が簡易且つ軽量なものとすること
ができる。

更に平面反射鏡の支持部材に回転部及び伸縮部を備えて
いるので、アンテナの開口径の大きさに応じて、平面反
射鏡の上下位置や傾き角度の微調整が自在に可能となる
利点を有する。

尚、本実施例では、大型アンテナとしてメツシュ鏡面の
開口面アンテナを例にとって説明したが、これに限らず
１例えば重量が非常に大きく垂直に設置できない大型の
アレーアンテナ或いは他の大型展開アンテナ等の場合に
も適用することが可能である。

また１反射鏡として平面反射鏡の場合について説明した
が、曲面反射鏡と平面反射鏡を組み合わせて使用しても
よい。

更に、プローブを平面操作する場合について説明したが
１円筒面走査など、他の近傍電界測定を適用することも
可能である。

また更に、平面反射鏡を４５°に傾けた場合について説
明したが、平面反射鏡の設定精度を考えて傾斜角度を４
０°〜５０°程度としても同様な効果を期待できる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、メツシュ鏡面を水
平に設置できるので、メツシュ鏡面に作用する重力が一
様となり、重力によるメツシュ鏡面の歪みを極めて小さ
（することができ、メツシュ鏡面の支持構造を簡単で軽
量な構成とすることが可能となる。

また、メツシュ鏡面の支持点を多くすることにより、メ
ツシュ鏡面の重さが分散されて更にメ・ンシュ鏡面の歪
みを小さくすることが可能となる。

更に、反射鏡の支持部材に回転部及び伸縮部を備えてい
るので、アンテナの大きさに対応して反射鏡の上下位置
や傾き角度の微調整が可能となり、宇宙用のメツシュ鏡
面大型展開アンテナの地上試験等に用いる場合に好適と
なる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例を示し、第１図は大
型アンテナ放射特性測定装置の斜視図。 第２図はその動作説明図、第３図乃至第５図は従来例を
示し、第３図はメツシュ鏡面の斜視図、第４図はメツシ
ュを示す拡大図、第５図はアンテナ放射特性測定装置の
斜視図である。 尚図中ｌＯは大型アンテナ放射特性測定装置、ｌ２はメ
ツシュ鏡面、１４はプローブ走査面、２４，２６．２８
は支持部材、２４ａ、２６ａ。 ２８ａは伸縮部、２５，２７．２９は回転部、３０は反
射鏡である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口径が充分に大きな大型アンテナの放射パター
   ン等の放射特性を測定する大型アンテナ放射特性測定装
   置において、 水平に設置され上方に向けて主ビームの電波を発する大
   型アンテナと、 この大型アンテナの上方に配設され大型アンテナから発
   っせられる電波の方向をプローブ走査面に向けて変える
   反射鏡と、 を備えたことを特徴とする大型アンテナ放射特性測定装
   置。
2. （２）前記反射鏡を、回転部及び伸縮部を有する複数の
   支持部材により支持し、反射鏡の傾き及び上下方向位置
   を変化可能とした請求項１記載の大型アンテナ放射特性
   測定装置。