JPH0616058B2 - 近傍電界測定装置 - Google Patents
近傍電界測定装置Info
- Publication number
- JPH0616058B2 JPH0616058B2 JP16923083A JP16923083A JPH0616058B2 JP H0616058 B2 JPH0616058 B2 JP H0616058B2 JP 16923083 A JP16923083 A JP 16923083A JP 16923083 A JP16923083 A JP 16923083A JP H0616058 B2 JPH0616058 B2 JP H0616058B2
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- electric field
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- probes
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、アンテナの近傍で、電磁界を測定する近傍電
界測定装置に関する。
界測定装置に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 従来の平面走査近傍電界測定装置は、第１図に示すよう
に被測定アンテナ１、被測定アンテナ１に給電する送信
機２、被測定アンテナの電界を測定するプローブ３、こ
のプローブを駆動する装置４、受信機５と測定データを
蓄積処理する装置６から成り立っている。
に被測定アンテナ１、被測定アンテナ１に給電する送信
機２、被測定アンテナの電界を測定するプローブ３、こ
のプローブを駆動する装置４、受信機５と測定データを
蓄積処理する装置６から成り立っている。
近傍電界測定においては、特性の異なる２つのプローブ
を用いて１個のプローブのみで、２次元平面上の各測定
点における近傍電界の振幅と位相を測定し、次に、この
測定を別特性を有するプローブで行なう。
を用いて１個のプローブのみで、２次元平面上の各測定
点における近傍電界の振幅と位相を測定し、次に、この
測定を別特性を有するプローブで行なう。
一般には、被測定アンテナ１に対して、ｘ偏波のみを測
定するプローブ３で、２次元平面上を走査し、各測定点
の振幅と位相を、測定し次に、上記プローブ３を90゜回
転させて、２次元平面上を走査し、ｙ偏波のみを測定
し、各測定点の振幅と位相を測定する。
定するプローブ３で、２次元平面上を走査し、各測定点
の振幅と位相を、測定し次に、上記プローブ３を90゜回
転させて、２次元平面上を走査し、ｙ偏波のみを測定
し、各測定点の振幅と位相を測定する。
このｘとｙ偏波で、測定した値を基にして、処理装置６
でフーリエ変換等の計算処理を行ない、被測定アンテナ
１の遠方界放射パターンや利得等を求める。
でフーリエ変換等の計算処理を行ない、被測定アンテナ
１の遠方界放射パターンや利得等を求める。
平面走査近傍電界測定で、被測定アンテナの遠方界特性
を求めるためには、指向性の異なる２個のプローブか、
同一プローブを90度回転させて、直交した偏波で測定す
る必要があるので、２回、同一走査面上を走査しなけれ
ばならない。このようなプローブ走査方法では測定に時
間がかかるために、その間に送受信機のゆらぎによるレ
ベル変動が発生し、かつ２度走査することによるプロー
ブの測定位置精製度の誤差要因が生ずる確率が大きくな
る。
を求めるためには、指向性の異なる２個のプローブか、
同一プローブを90度回転させて、直交した偏波で測定す
る必要があるので、２回、同一走査面上を走査しなけれ
ばならない。このようなプローブ走査方法では測定に時
間がかかるために、その間に送受信機のゆらぎによるレ
ベル変動が発生し、かつ２度走査することによるプロー
ブの測定位置精製度の誤差要因が生ずる確率が大きくな
る。
また、直交する偏波を同時に受信する１個のプローブを
用いて、１回の走査で、情報を取得しても、先に述べた
送受信機のゆらぎによるレベル変動やプローブ測定位着
誤差が生じ、この誤差により、被測定アンテナの遠方界
指向性に、ランダム誤差を発生させる要因になる。近傍
電界測定よる得られる指向性への要求精度にもよるが、
上記のランダム誤差は問題である。
用いて、１回の走査で、情報を取得しても、先に述べた
送受信機のゆらぎによるレベル変動やプローブ測定位着
誤差が生じ、この誤差により、被測定アンテナの遠方界
指向性に、ランダム誤差を発生させる要因になる。近傍
電界測定よる得られる指向性への要求精度にもよるが、
上記のランダム誤差は問題である。
光学系を用いるなどして、測定位置の精度を上げて、正
確な受信信号情報を得ることはできるがそのためには費
用がぼう大にかかるという欠点がある。
確な受信信号情報を得ることはできるがそのためには費
用がぼう大にかかるという欠点がある。
［発明の目的］ 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、被測定アン
テナの近傍電界を測定するプローブを複数個用いて、測
定時間の短縮を図ったり、また１回の走査で複数個の近
傍電界データを取得し、これ等のデータを用いて、被測
定アンテナの遠方界指向性上に生じる御素を減らして、
得られる指向性の精度の向上を図った近傍電界測定装置
を提供することを目的とする。
テナの近傍電界を測定するプローブを複数個用いて、測
定時間の短縮を図ったり、また１回の走査で複数個の近
傍電界データを取得し、これ等のデータを用いて、被測
定アンテナの遠方界指向性上に生じる御素を減らして、
得られる指向性の精度の向上を図った近傍電界測定装置
を提供することを目的とする。
［発明の概要］ 本発明は、測定に用いる電波の波長の４倍以上の間隔に
複数のプローブを配置して受信部を構成し、プローブ間
の距離を保持したまま受信部を平面走査して、かつプロ
ーブの間隔の整数分の一の間隔毎に受信電界の振幅、位
相を検出するものである。
複数のプローブを配置して受信部を構成し、プローブ間
の距離を保持したまま受信部を平面走査して、かつプロ
ーブの間隔の整数分の一の間隔毎に受信電界の振幅、位
相を検出するものである。
この装置によればプローブ間の相互結合量を−４０ｄＢ
以下に低減しつつ、一回の走査で複数の近傍電界を測定
することにより、測定時間を短縮することができる。ま
たプローブ間距離が変動しないことから、プローブ間の
受信電界の相対精度を向上した電界測定を行なうことが
可能となる。
以下に低減しつつ、一回の走査で複数の近傍電界を測定
することにより、測定時間を短縮することができる。ま
たプローブ間距離が変動しないことから、プローブ間の
受信電界の相対精度を向上した電界測定を行なうことが
可能となる。
［発明の効果］ 本発明によると、第２図(a)に示す直交偏波を受信する
ようにプローブを設置すると１回の走査で被測定アンテ
ナの近傍電界データを取得できる。この方式を用いる
と、走査時間が短縮され受信機、送信機変動、プローブ
位置誤差等の誤差要因が入り込む確率が減少するので、
遠方界指向性上に生ずる誤差も減少し精度が向上する。
ようにプローブを設置すると１回の走査で被測定アンテ
ナの近傍電界データを取得できる。この方式を用いる
と、走査時間が短縮され受信機、送信機変動、プローブ
位置誤差等の誤差要因が入り込む確率が減少するので、
遠方界指向性上に生ずる誤差も減少し精度が向上する。
また、第２図(b)に示すように例えば同一偏波を受信す
るプローブを３個用いてデータを取得すると被測定アン
テナの遠方界指向性が、各プローブに対応して３個求め
られるので、これ等のデータを平均操作することで、誤
差量の平均化が図られ、得られる指向性の精度が向上す
る。
るプローブを３個用いてデータを取得すると被測定アン
テナの遠方界指向性が、各プローブに対応して３個求め
られるので、これ等のデータを平均操作することで、誤
差量の平均化が図られ、得られる指向性の精度が向上す
る。
また、３つのプローブは、同一サンプル点で、データを
収集しているので、近傍電界値の相互比較と補正が出来
る。
収集しているので、近傍電界値の相互比較と補正が出来
る。
従って、本発明を用いることにより、得られるアンテナ
特性の精度を向上できる。光学系を用いたシステムでな
くても良く、装置の製作費が安くなるという効果もあ
る。
特性の精度を向上できる。光学系を用いたシステムでな
くても良く、装置の製作費が安くなるという効果もあ
る。
［発明の実施例］ 本発明の一実施例を第３図に示す。
本発明は、送信機20と被測定アンテナ21と複数個のプロ
ーブ22と、前記プローブを２次元平面上を駆動する装置
枠23と、前記プローブよりのＲＦ信号を切替える切替装
置24と受信機26と、コンピュータで構成されている制御
装置27、プローブ位置情報と受信信号を蓄える装置28と
前記プローブを駆動する装置29と前記プローブの位置を
検出する装置30で構成されている。
ーブ22と、前記プローブを２次元平面上を駆動する装置
枠23と、前記プローブよりのＲＦ信号を切替える切替装
置24と受信機26と、コンピュータで構成されている制御
装置27、プローブ位置情報と受信信号を蓄える装置28と
前記プローブを駆動する装置29と前記プローブの位置を
検出する装置30で構成されている。
以下この発明の動作を具体例を示しながら説明する。１
例として第４図に被測定アンテナ31と２個のopenended
導波管32，33から成る測定系を示す。
例として第４図に被測定アンテナ31と２個のopenended
導波管32，33から成る測定系を示す。
この測定系において、被測定アンテナ31に電圧Vo、内部
抵抗Zoである送信機34を接続したときの入射信号をａ1
とする。さらに、#1，#2のプローブへの入射信号をb2，
b3とする。
抵抗Zoである送信機34を接続したときの入射信号をａ1
とする。さらに、#1，#2のプローブへの入射信号をb2，
b3とする。
第４図において、ブローブ#1のみが存在したとき被測定
アンテナ31によってプローブ#1に生ずる信号レベルｂ2
は、 ｂ2＝Ｓ１２ａ１ …(1) Ｓ12は被測定アンテナから導波管32への送信関数を示す
係数で表わされ、 同様にプローブ#2のみが存在しているときプローブ#2上
に生ずる信号レベルｂ3は、 ｂ3＝Ｓ１３ａ１ …(2) と表わされる。
アンテナ31によってプローブ#1に生ずる信号レベルｂ2
は、 ｂ2＝Ｓ１２ａ１ …(1) Ｓ12は被測定アンテナから導波管32への送信関数を示す
係数で表わされ、 同様にプローブ#2のみが存在しているときプローブ#2上
に生ずる信号レベルｂ3は、 ｂ3＝Ｓ１３ａ１ …(2) と表わされる。
次に、プローブ＃１と＃２が同時に存在する場合におい
て、プローブ＃２によって散乱反射されプローブ＃１上
に結合する量を結合係数Ｓ32と表わす。これはプローブ
＃２に入った信号が再び外部空間へ出てプローブ＃１に
入る信号を表わしている。
て、プローブ＃２によって散乱反射されプローブ＃１上
に結合する量を結合係数Ｓ32と表わす。これはプローブ
＃２に入った信号が再び外部空間へ出てプローブ＃１に
入る信号を表わしている。
プローブ＃１と＃２が近傍しておかれたとき、被測定ア
ンテナ31によってプローブ＃１に生ずる信号の係数Ｓ12
とプローブ＃２上に生ずる信号の係数Ｓ13は大体同強度
である。
ンテナ31によってプローブ＃１に生ずる信号の係数Ｓ12
とプローブ＃２上に生ずる信号の係数Ｓ13は大体同強度
である。
従って、プローブ＃１で受信する電界信号ｂ2は ｂ2＝ａ1Ｓ12＋ａ1Ｓ13Ｓ32 …(3) ＝ａ1Ｓ12（１＋Ｓ32） …(4) となる。
プローブ＃２が存在していないときは ｂ2＝ａ1Ｓ13 であるから、プローブ＃２が存在することより生ずる相
互結合Ｓ32のためプローブ＃１の受信信号上に生ずる誤
差はＳ32で与えられる。
互結合Ｓ32のためプローブ＃１の受信信号上に生ずる誤
差はＳ32で与えられる。
被測定アンテナの放射指向性を求める要求により定まる
近傍電界測定の測定精度は、低サイドローブアンテナや
高性能アンテナにおいては、一般に受信近傍電界に生ず
る誤差を0.1dB以内にする必要がある。すなわち、これ
はプローブ間の相互結合Ｓ32を−40dB以下にする必要
が、(4)式よりわかる。
近傍電界測定の測定精度は、低サイドローブアンテナや
高性能アンテナにおいては、一般に受信近傍電界に生ず
る誤差を0.1dB以内にする必要がある。すなわち、これ
はプローブ間の相互結合Ｓ32を−40dB以下にする必要
が、(4)式よりわかる。
第５図に周波数12GHzにおいて導波管を２個配列し、そ
の間隔ｄを変化させたときのプローブ間の相互結合量Ｓ
32を示す。第５図より相互結合量は距離ｄにより周期的
な波を打つことがわかり、実線で示したＥ面間の相互結
合量の方がＨ面結合量より強いことがわかる。
の間隔ｄを変化させたときのプローブ間の相互結合量Ｓ
32を示す。第５図より相互結合量は距離ｄにより周期的
な波を打つことがわかり、実線で示したＥ面間の相互結
合量の方がＨ面結合量より強いことがわかる。
また、第５図に示すように、Ｅ，Ｈ面の相互結合量が共
に−40dB以下になる範囲が存在し、最初のプローブ間隔
ｄは４λの点である。
に−40dB以下になる範囲が存在し、最初のプローブ間隔
ｄは４λの点である。
そこで、具体例として第６図に示すようプローブを３個
用いた例を考える。プローブは被測定アンテナの近傍電
界の水平偏波成分と垂直偏波成分の２つの偏波信号を受
信する必要がある。
用いた例を考える。プローブは被測定アンテナの近傍電
界の水平偏波成分と垂直偏波成分の２つの偏波信号を受
信する必要がある。
第６図(a)に示す垂直偏波を受信するプローブ配置にお
いて導波管40と41は、Ｈ結合面で、40と42はＥ面結合
で、第６図(b)に示す水平偏波を受信するプローブ配置
は40と41がＥ面、40と42がＨ面結合である。Ｅ，Ｈ面結
合とも、−40dB以下にする必要があるので第５図よりプ
ローブ間隔ｄ1，ｄ2を共に４λに選定すればよいことが
わかる。
いて導波管40と41は、Ｈ結合面で、40と42はＥ面結合
で、第６図(b)に示す水平偏波を受信するプローブ配置
は40と41がＥ面、40と42がＨ面結合である。Ｅ，Ｈ面結
合とも、−40dB以下にする必要があるので第５図よりプ
ローブ間隔ｄ1，ｄ2を共に４λに選定すればよいことが
わかる。
また、被測定アンテナの近傍電界を同一点でプローブ4
0，41，42でサンプルすれば、プローブ位置誤差や送受
信機の振幅、位相変動による受信信号の変化が近傍電界
値で比較できる。そのためには前記の間隔ｄ1，ｄ2をサ
ンプル間隔の整数倍にする必要がある。この条件を満す
ように、サンプル間隔Siを設定すれば良いので、ここで
は とする。すなわち、41でサンプルした点を40は８サンプ
ル後にもう一度サンプルすることになる。
0，41，42でサンプルすれば、プローブ位置誤差や送受
信機の振幅、位相変動による受信信号の変化が近傍電界
値で比較できる。そのためには前記の間隔ｄ1，ｄ2をサ
ンプル間隔の整数倍にする必要がある。この条件を満す
ように、サンプル間隔Siを設定すれば良いので、ここで
は とする。すなわち、41でサンプルした点を40は８サンプ
ル後にもう一度サンプルすることになる。
プローブ駆動装置29で、プローブ22をｘ方向に動かし、
プローブ位置検出装置30でプローブ22の位置を検出しそ
の情報をコンピュータ27に送る。
プローブ位置検出装置30でプローブ22の位置を検出しそ
の情報をコンピュータ27に送る。
プローブの位置とサンプル位置が一致したとき装置27は
マイクロスイッチ24を用いて、各導波管プローブ40，4
1，42の出力信号のうち、１個を受信機に接続し、その
他の出力信号を無反射終端43し１プローブ信号のみのデ
ータをとりこみ、装置28に蓄える。次に別のプローブ信
号をとりこみ、その他のプローブ信号を無反射終端す
る。これをプローブの個数回繰り返えす。この切替時間
内において、プローブ走行による設定点の誤差は受信信
号をとり込む時間の方がはるかに短いので無視できる。
マイクロスイッチ24を用いて、各導波管プローブ40，4
1，42の出力信号のうち、１個を受信機に接続し、その
他の出力信号を無反射終端43し１プローブ信号のみのデ
ータをとりこみ、装置28に蓄える。次に別のプローブ信
号をとりこみ、その他のプローブ信号を無反射終端す
る。これをプローブの個数回繰り返えす。この切替時間
内において、プローブ走行による設定点の誤差は受信信
号をとり込む時間の方がはるかに短いので無視できる。
このようにして、近傍電界データを収集すると同一走査
面に対して１回の走査で３個の近傍電界データが得られ
る。そしておのおののデータに対し、被測定アンテナの
遠方界指向性を求める。
面に対して１回の走査で３個の近傍電界データが得られ
る。そしておのおののデータに対し、被測定アンテナの
遠方界指向性を求める。
この得られたパターンには、前記に述べたプローブ位置
誤差送受信機のレベル変動による誤差要因のために、誤
差が生じている。
誤差送受信機のレベル変動による誤差要因のために、誤
差が生じている。
そこで３つのデータを用いて、被測定アンテナの遠方界
パターンの平均走査を行なうと誤差の平均化が図られ１
データより求めるものより誤差を減少できる。
パターンの平均走査を行なうと誤差の平均化が図られ１
データより求めるものより誤差を減少できる。
また、第７図に示すように、２つの導波管を用い、互に
直交するようにおくことで、直交した偏波受信信号を収
集することもできる。
直交するようにおくことで、直交した偏波受信信号を収
集することもできる。
この方式を用いれば、収集時間を約半分に短縮できる。
よって上記で述べた近傍電界中に生ずる誤差が入り込む
確率も減少するので、精度の良い指向性を求めることも
できる。
よって上記で述べた近傍電界中に生ずる誤差が入り込む
確率も減少するので、精度の良い指向性を求めることも
できる。
また、プローブとして、第５図に示した導波管プローブ
以外でも同様な効果が得られる。
以外でも同様な効果が得られる。
第１図は従来の近傍電界測定装置の説明図、第２図はプ
ローブ設置例の説明図、第３図は本発明の一実施例を示
す図、第４図はプローブ間の相互結合を説明する図、第
５図はプローブ間の相互結合量の測定値を示す図、第６
図および第７図はそれぞれ本発明のプローブ配列例を示
す図である。 20……送信機、 21……被測定アンテナ、 22……ブローブ、23……プローブを２次元平面走査させ
る装置、 24……マイクロスイッチ、25……ミキサー、 26……受信機、 27……制御装置（ＣＶＰ）、 28……データ蓄積装置、29……プローブ駆動装置、 30……位置検出装置、 31……アンテナ素子、 32，33……導波管、 40，41，42……導波管プローブ、 43……無反射終端。
ローブ設置例の説明図、第３図は本発明の一実施例を示
す図、第４図はプローブ間の相互結合を説明する図、第
５図はプローブ間の相互結合量の測定値を示す図、第６
図および第７図はそれぞれ本発明のプローブ配列例を示
す図である。 20……送信機、 21……被測定アンテナ、 22……ブローブ、23……プローブを２次元平面走査させ
る装置、 24……マイクロスイッチ、25……ミキサー、 26……受信機、 27……制御装置（ＣＶＰ）、 28……データ蓄積装置、29……プローブ駆動装置、 30……位置検出装置、 31……アンテナ素子、 32，33……導波管、 40，41，42……導波管プローブ、 43……無反射終端。
Claims (1)
- 【請求項１】被測定アンテナと、この被測定アンテナに
基準信号を給電する送信器と、前記被測定アンテナの近
傍で前記被測定アンテナからの電波を受信する受信部
と、その受信電界を測定する受信器と、前記被測定アン
テナと前記受信部との相対位置を検出する装置とからな
り、前記受信部を走査して前記被測定アンテナに対向す
る二次元平面内の近傍電界を測定する近傍電界測定装置
において、 前記受信部は前記基準信号の波長の４倍以上の間隔で配
置された複数のプローブで構成され、これらの複数のプ
ローブの間隔を保持したまま前記受信部を平面走査し
て、前記複数のプローブの間隔の整数分の一の間隔毎に
受信電界の振幅と位相とを測定することを特徴とする近
傍電界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16923083A JPH0616058B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 近傍電界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16923083A JPH0616058B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 近傍電界測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6061664A JPS6061664A (ja) | 1985-04-09 |
| JPH0616058B2 true JPH0616058B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=15882636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16923083A Expired - Lifetime JPH0616058B2 (ja) | 1983-09-16 | 1983-09-16 | 近傍電界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616058B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017211211A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | アンリツ株式会社 | 電界強度分布測定装置及び電界強度分布測定方法 |
| JP2018009840A (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | アンリツ株式会社 | 電界強度分布測定装置及び電界強度分布測定方法 |
| US9998240B2 (en) | 2016-03-28 | 2018-06-12 | Anritsu Corporation | Electric field intensity distribution measurement device and electric field intensity distribution measurement method |
| US10735113B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-08-04 | Anritsu Corporation | Near-field measurement system and near-field measurement method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578603B2 (ja) * | 1999-12-10 | 2010-11-10 | 三菱電機株式会社 | アンテナ測定装置及びアンテナ測定方法 |
| JP2007232468A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Ntt Docomo Inc | 光変調器を用いた近傍電界測定装置 |
-
1983
- 1983-09-16 JP JP16923083A patent/JPH0616058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9998240B2 (en) | 2016-03-28 | 2018-06-12 | Anritsu Corporation | Electric field intensity distribution measurement device and electric field intensity distribution measurement method |
| JP2017211211A (ja) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | アンリツ株式会社 | 電界強度分布測定装置及び電界強度分布測定方法 |
| JP2018009840A (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | アンリツ株式会社 | 電界強度分布測定装置及び電界強度分布測定方法 |
| US10735113B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-08-04 | Anritsu Corporation | Near-field measurement system and near-field measurement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6061664A (ja) | 1985-04-09 |
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