JPH06281685A

JPH06281685A - 電磁波吸収特性測定装置

Info

Publication number: JPH06281685A
Application number: JP9069993A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Arai; 宏之新井; Tomoichi Hamada; 倫一濱田
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 1994-10-07
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JP3716940B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型に構成できる電磁波吸収特性測定装置を
提供する。【構成】電波吸収体１６の吸収特性を測定するための
斜め入射測定法を用いた電磁波吸収特性測定装置であ
る。電波吸収体１６による反射電波を受信するプローブ
アンテナを２次元平面上で走査させて近傍電磁界分布を
測定する。この近傍電磁界分布より演算手段２２により
遠方電磁界分布を演算する。電波吸収体１６と校正用金
属導体からそれぞれ得られた遠方電磁界分布を比較して
吸収特性を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電波吸収体の吸収特性
を測定するための電磁波吸収特性測定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電波吸収体の吸収特性の測定方法の１つ
として斜め入射測定法がある。図４は、アーチ法と称さ
れる従来の電波吸収体の吸収特性を測定するための斜め
入射測定装置の一例を示す図である。これを簡単に説明
するならば、放射アンテナ１０とプローブアンテナ１２
とが、ともに円弧状の支持部材１４により支持される。
また、支持部材１４の円弧の中心点に電波吸収体１６が
配置される。さらに、シグナルソース１８で出力された
測定周波数信号が放射アンテナ１０から電波吸収体１６
に入射方向がθの角度で照射され、その反射電波がθの
角度の反射方向に配置されたプローブアンテナ１２に入
射されて受信機２０で直接受信される。

【０００３】そして、電波吸収体１６による反射電波を
直接受信して得られる電磁界の強さと、電波吸収体１６
に代えて置き換えられる同じ大きさの校正用金属導体板
による反射電波を直接受信して得られる電磁界の強さと
の比から吸収特性が演算される。

【０００４】ここで、放射アンテナの放射近傍界領域に
あっては、アンテナからの距離に対して定在波の存在に
より放射エネルギーの分布が大きく変化することが知ら
れている。また、測定周波数信号の位相差の変化による
測定誤差を排除するために、電波吸収体１６の位置で平
面波とみなせるだけの距離Ｒを、放射アンテナ１０と電
波吸収体１６の間に設ける必要がある。また、同様な理
由により、プローブアンテナ１２と電波吸収体１６の間
にも距離Ｒを設ける必要がある。

【０００５】この距離Ｒは、放射アンテナ１０とプロー
ブアンテナ１２の開口径が同じでこの開口径をｄ₁と
し、電波吸収体１６の寸法をＤとし、測定周波数信号の
波長をλとすれば、電波吸収体１６の開口径ｄ₂は、ｄ₂＝Ｄ・ｓｉｎ（９０°−θ）であり、下記の数１を満たしていなければならない。

【０００６】

【数１】

【０００７】なお、放射アンテナ１０とプローブアンテ
ナ１２の開口径が異なるならば、または電波吸収体１６
の開口径が縦と横で異なるならば、数１による距離Ｒの
値の大きい方が採用される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のアーチ法による
電磁波吸収特性測定装置にあっては、測定周波数信号が
低い周波数であり、または電波吸収体１６の寸法Ｄが大
きなものであると、距離Ｒを大きくしなければならず、
円弧状の支持部材１４の半径が大きなものとなる。そし
て、電波吸収体１６が吸収特性に優れているほど、反射
電波の電磁界は弱くなる。この結果、プローブアンテナ
１２は微弱な反射電波を直接受信しなければならず、そ
れだけ外部からの雑音電波等の悪影響を大きく受ける。
そこで、正確な測定を行なうためには、電波無響室内で
測定がなされなければならない。

【０００９】したがって、電磁波吸収特性測定装置自体
が大型であって高価であるのに加えて、この装置を収納
し得る大型の電波無響室の建設に多大な費用が必要であ
り、電波吸収体１６の開発および評価を行なう上で大き
な障害となっていた。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の事情に鑑みて
なされたもので、小型に構成し得る電磁波吸収特性測定
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の電磁波吸収特性測定装置は、測定対象の
電波吸収体およびこの電波吸収体に代えて置き換えられ
る同じ大きさの校正用金属導体板に斜めの入射方向で平
面波の電波を照射する送信アンテナ機構と、前記電波吸
収体および校正用金属導体板による反射電波を受信し２
次元平面上を走査する受信アンテナ機構と、この受信ア
ンテナ機構で得られる近傍電磁界分布より遠方電磁界分
布を演算するとともに前記電波吸収体と校正用金属導体
の遠方電磁界分布の比から吸収特性を演算する演算手段
と、を備えて構成されている。

【００１２】また、前記送信アンテナ機構を、オフセッ
トパラボラ反射鏡とその焦点に配置した１次放射器を含
んで構成しても良い。

【００１３】さらに、前記送信アンテナ機構から放射さ
れた電波が前記電波吸収体で反射されない状態で前記送
信アンテナ機構から前記受信アンテナ機構に直接波とし
て受信される電磁界分布を予め求める手段と、前記電波
吸収体と校正用金属導体による反射電波を前記受信アン
テナ機構で受信してそれぞれ得られる近傍電磁界分布を
前記直接波として受信される電磁界分布により補正する
補正手段と、を備え、前記演算手段は補正された近傍電
磁界分布より遠方電磁界分布を演算するように構成する
こともできる。

【００１４】

【作用】電波吸収体からの反射電波を受信する受信ア
ンテナ機構を２次元平面上を走査させて近傍電磁界分布
を求め、この近傍電磁界分布より演算手段により遠方電
磁界分布を演算するようにしたので、反射電波の定在波
による影響を排除でき、電波吸収体と受信アンテナ機構
との間に必要とされる距離が短かなものとなり、装置を
小型化し得る。

【００１５】また、送信アンテナ機構を、オフセットパ
ラボラ反射鏡とその焦点に設けた１次放射器を含んで構
成するならば、オフセットパラボラ反射鏡で反射された
電波を平面波とすることができるので、送信アンテナ機
構と電波吸収体との間に必要とされる距離が短かなもの
となるとともに、オフセットパラボラ反射鏡を適宜に設
定することで開口径の大きな電波吸収体を測定し得る。

【００１６】さらに、電波吸収体で電波が反射されない
状態で直接波として予め受信された電磁界分布で、電波
吸収体と校正用金属導体による反射電波のそれぞれの近
傍電磁界分布を補正するならば、送信アンテナ機構と受
信アンテナ機構の直接結合による測定誤差を排除し得
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例につき、図１を
参照して説明する。図１は、本発明の電磁波吸収特性測
定装置の第１の実施例のブロック構成図である。

【００１８】図１において、シグナルソース１８で発生
された測定周波数信号が放射アンテナ１０から電波とし
て放射され、距離Ｒｔｘだけ離れて斜めに配置された電
波吸収体１６に入射角度θで照射される。図１にあって
は、放射アンテナ１０はＸ軸方向に指向性を有し、電波
吸収体１６はＹ軸を回転軸とする斜めの面に配設され
る。そして、電波吸収体１６に平面波が照射されるよう
に、距離Ｒｔｘは、図４に示す従来の測定装置と同様に
数１を充すだけの寸法が必要である。なお、シグナルソ
ース１８と放射アンテナ１０により送信アンテナ機構が
形成されている。

【００１９】そして、電波吸収体１６からＺ軸方向に距
離Ｒｒｘだけ離れて、電波吸収体１６による反射電波を
Ｘ−Ｙ２次元平面上で図示しない機構により平面走査さ
れるようにプローブアンテナ１２が配設され、入射され
た信号が受信機２０に与えられる。図１にあっては、入
射角度θが４５°であるために、電波吸収体１６による
反射波の指向方向は、プローブアンテナ１２が走査され
るＸ−Ｙ平面に対して垂直である。さらに、受信機２０
はシグナルソース１８から測定周波数信号の一部が参照
信号として与えられ、プローブアンテナ１２で受信され
た反射波の電磁界の強さに応じた信号が演算手段２２に
与えられる。なお、受信機２０とプローブアンテナ１２
により受信アンテナ機構が形成されている。また、電波
吸収体１６が入射角θを４５°以外で配設されたなら
ば、反射波の指向方向がプローブアンテナ１２の走査面
に垂直とならないが、受信される近傍電磁界分布より反
射波の方向性を考慮して遠方電磁界分布が適宜に演算さ
れる。そしてまた、プローブアンテナ１２の走査面が、
Ｘ−Ｙ２次平面でなく、Ｙ軸を回転軸とする斜めの面で
あっても良く、遠方電磁界分布を適宜に演算し得る。

【００２０】ここで、プローブアンテナ１２と電波吸収
体１６との間の距離Ｒｒｘは、プローブアンテナ１２に
近傍電磁界が入射されれば良く、定在波による影響を受
けないので、Ｒｒｘ＜Ｒｔｘと短かく設定できる。

【００２１】かかる構成において、まず電波吸収体１６
による反射電波を２次元平面上を走査されるプローブア
ンテナ１２で受信して近傍電磁界分布を求め、この近傍
電磁界分布から演算手段２２により遠方電磁界分布が演
算される。この近傍電磁界分布から遠方電磁界分布を演
算する手法については、電子通信学会誌１９７９年１０
月号（Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．１０）第１１４５頁乃至第
１１５３頁等に詳記されており、説明を省略する。

【００２２】次に、電波吸収体１６に代えて、同じ大き
さの校正用金属導体板に置き換えて近傍電磁界分布を求
め、そして演算手段２２により遠方電磁界分布が演算さ
れる。

【００２３】さらに、電波吸収体１６と校正用金属導体
板とからそれぞれに得られた遠方電磁界分布より、それ
ぞれ最大の強さの電磁界を演算し、これらの電磁界の強
さの比が、演算手段２２で比較されて吸収特性が演算さ
れる。この電磁界の強さを比較する吸収特性の演算は、
従来のアーチ法等と同様であり、その説明を省略する。

【００２４】上記に説明したごとき本発明の電磁波吸収
特性測定装置の第１の実施例にあっては、近傍電磁界分
布より遠方電磁界分布を演算するので定在波の影響が排
除され、電波吸収体１６とプローブアンテナ１２との間
の距離Ｒｒｘを短かくすることができるので、電磁波吸
収特性測定装置全体を従来のアーチ法等の装置に比較し
て小型化できる。そして、電磁波吸収特性測定装置を小
型化できるために、これを収納する電波無響室も小さく
て足りる。また、電波吸収体１６とプローブアンテナ１
２との間の距離Ｒｒｘが短かいために、外部からの雑音
電波の影響を受けにくい。しかも、電波吸収体１６から
の微弱な反射電波が入射され易く、それだけ測定装置の
ダイナミックレンジを広いものとすることができる。さ
らに、ダイナミックレンジとして充分な余裕があるの
で、放射アンテナ１０を開口径の小さなものを用いても
充分に測定精度が確保できるため、放射アンテナ１０と
電波吸収体１６との間の距離Ｒｔｘとして必要となる寸
法を短かなものにすることができ、装置をより小型化す
ることが可能である。

【００２５】上記説明より明らかなように、本発明の電
磁波吸収特性測定装置において測定できる電波吸収体１
６の寸法は、放射アンテナ１０の開口径および放射アン
テナ１０と電波吸収体１６との間の距離Ｒｔｘにより制
約される。

【００２６】そこで、具体的に例を示してこれを説明す
れば、例えば測定周波数信号を１〜３ＧＨｚとし放射ア
ンテナ１０として半波長ダイポールを用いた場合は、放
射アンテナ１０の縦方向の開口径ｄ₁はλ／２であり、
横方向の開口径ｄ₁は０とみなせる。そして、電波吸収
体１６の縦方向の開口径ｄ₂は縦方向の寸法Ｄｖ×ｓｉ
ｎ（９０°−θ）であり、横方向の開口径ｄ₂は横方向
の寸法Ｄｈである。そこで、縦方向の寸法Ｄｖの最大外
径は、数２で示され、横方向の寸法Ｄｈの最大外径は、
数３で示される。

【００２７】

【数２】

【００２８】

【数３】

【００２９】なお、数２および数３において、Ｄｖ，Ｄ
ｈ，Ｒｔｘは［ｍ］、測定周波数ｆは［ＧＨｚ］、θは
［ｄｅｇｒｅｅ］を単位とする。

【００３０】下記の表１は、半波長ダイポールを用いて
Ｒｔｘ＝１ｍとした場合の測定周波数信号に対する電波
吸収体１６の最大外径Ｄｖ×Ｄｈを示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】また、測定周波数信号を１７〜２０ＧＨｚ
とし放射アンテナ１０として１０．７×４．３ｍｍの開
口を有するＷＲ４２型方形導波管を用いた場合では、放
射アンテナ１０の縦方向の開口径ｄ₁は０．０１０７ｍ
であり、横方向の開口径ｄ₁は０．００４３ｍである。
そこで、縦方向の寸法Ｄｖの最大外径は、数４で示さ
れ、横方向の寸法Ｄｈの最大外径は、数５で示される。

【００３３】

【数４】

【００３４】

【数５】

【００３５】そして、下記の表２は、ＷＲ４２型方形導
波管を用いてＲｔｘ＝１ｍとした場合の測定周波数信号
に対する電波吸収体１６の最大外径Ｄｖ×Ｄｈを示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】図２は、本発明の電磁波吸収特性測定装置
の第２の実施例の要部を説明する図であり、（ａ）はオ
フセットパラボラ反射鏡と１次放射器を含む送信アンテ
ナ機構の構造図であり、（ｂ）はオフセットパラボラ反
射鏡の正面図である。

【００３８】図２において、オフセットパラボラ反射鏡
３０の焦点に、オフセットパラボラ反射鏡３０に向けて
１次放射器３２が配設され、１次放射器３２から放射状
に放射された測定周波数信号の電波がオフセットパラボ
ラ反射鏡３０で反射されて平面波に変換されて電波吸収
体１６に照射される。オフセットパラボラ反射鏡３０の
両側は、エッジ部分からの回析波を抑制すべく、図２
（ｂ）のごとくのこぎり歯状とされる。

【００３９】かかる構成の送信アンテナ機構を有する本
発明の電磁波吸収特性測定装置の第２の実施例にあって
は、オフセットパラボラ反射鏡３０で平面波が発生され
るので、オフセットパラボラ反射鏡３０と電波吸収体１
６との間の距離を任意に短かくすることができ、実質的
に送信アンテナ機構と電波吸収体１６との距離を短かく
することが可能である。また、オフセットパラボラ反射
鏡３０を適宜に設定して開口径の広い平面波を発生させ
れば、開口径の大きな電波吸収体１６を測定することが
できる。

【００４０】図３は、本発明の電磁波吸収特性測定装置
の第３の実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。

【００４１】第３の実施例にあっては、ブロック構成図
は図１に示す第１の実施例と同じである。まず、予め測
定すべき電波吸収体１６に代えて反射の極めて少ない校
正用電波吸収体に置き換え、または電波吸収体１６を配
設すべき位置から電波を反射する部材を全て除いて、放
射アンテナ１０から放射された電波が電波吸収体１６等
で反射されない状態で、プローブアンテナ１２に放射ア
ンテナ１０から直接波として受信される電磁界分布が求
められ、適宜に記憶される（ステップ）。次に、電波
吸収体１６に代えて、校正用金属導電板を配設してその
近傍電磁界分布が求められ適宜に記憶される（ステップ
）。そして、測定すべき電波吸収体１６を配設してそ
の近傍電磁界分布が求められ、適宜に記憶される（ステ
ップ）。

【００４２】続いて、ステップで求められた校正用金
属導電板による近傍電磁界分布が、ステップで求めら
れた反射されない状態の電磁界分布により補正され、放
射アンテナ１０とプローブアンテナ１２の直接結合によ
る影響が排除された近傍電磁界分布が記憶される（ステ
ップ）。また、ステップで求められた電波吸収体１
６による近傍電磁界分布がステップで求められた電磁
界分布により補正されて記憶される（ステップ）。

【００４３】さらに、ステップ，によって補正され
た校正用金属導電板と電波吸収体１６との近傍電磁界分
布から、それぞれ遠方電磁界分布が演算されて記憶され
る（ステップ）。そして、校正用金属導電板と電波吸
収体１６とのそれぞれの遠方電磁界分布より、それぞれ
最大の強さの電磁界が演算され、これらの電磁界の強さ
の比較により吸収特性が演算される（ステップ）。な
お、上記動作の各ステップは、演算手段２２により適宜
に行なわれる。

【００４４】上記のごとき第３の実施例にあっては、放
射アンテナ１０からの直接波がプローブアンテナ１２で
受信される直接結合の影響を排除することができ、微弱
な反射波が直接波によりマスキングされるようなことが
なく、それだけダイナミックレンジが改善される。発明
者らの研究によれば、校正用電波吸収体の反射減衰レベ
ルまで本発明装置のダイナミックレンジが改善できる。

【００４５】なお、上記実施例の説明にあっては、放射
アンテナ１０の指向方向をＸ軸としているが、これに限
られないことは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明の電磁波吸収特性測定装置は以下のごとき格
別な効果を奏する。

【００４７】請求項１記載の電磁波吸収特性測定装置
は、電波吸収体と受信アンテナ機構との間の距離を従来
のこの種の装置に比べて短かくすることができ、電磁波
吸収特性測定装置を小型化することができる。そして、
この小型化によりこの装置を収納する電波無響室も小さ
くて足り、システム全体として経済的に構成できる。ま
た、測定装置のダイナミックレンジが改善でき、このダ
イナミックレンジの改善に応じて送信アンテナ機構の開
口径を小さく設定するならば、電波吸収体と送信アンテ
ナ機構との間の距離を短かくすることも可能である。

【００４８】また、請求項２記載の電磁波吸収特性測定
装置は、電波吸収体と送信アンテナ機構との間の距離を
任意に設定することができる。しかも、オフセットパラ
ボラ反射鏡を適宜に設定することで開口径の大きな電波
吸収体の測定も可能である。

【００４９】さらに、請求項３記載の電磁波吸収特性測
定装置にあっては、送信アンテナ機構と受信アンテナ機
構との直接結合による影響が排除され、ダイナミックレ
ンジの改善が一層図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁波吸収特性測定装置の第１の実施
例のブロック構成図である。

【図２】本発明の電磁波吸収特性測定装置の第２の実施
例の要部を説明する図であり、（ａ）はオフセットパラ
ボラ反射鏡と１次放射器を含む送信アンテナ機構の構造
図であり、（ｂ）はオフセットパラボラ反射鏡の正面図
である。

【図３】本発明の電磁波吸収特性測定装置の第３の実施
例の動作を説明するフローチャートである。

【図４】アーチ法と称される従来の電波吸収体の吸収特
性を測定するための斜め入射測定装置の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０放射アンテナ１２プローブアンテナ１６電波吸収体１８シグナルソース２０受信機２２演算手段３０オフセットパラボラ反射鏡３２１次放射器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象の電波吸収体およびこの電波吸
収体に代えて置き換えられる同じ大きさの校正用金属導
体板に斜めの入射方向で平面波の電波を照射する送信ア
ンテナ機構と、前記電波吸収体および校正用金属導体板
による反射電波を受信し２次元平面上を走査する受信ア
ンテナ機構と、この受信アンテナ機構で得られる近傍電
磁界分布より遠方電磁界分布を演算するとともに前記電
波吸収体と校正用金属導体の遠方電磁界分布の比から吸
収特性を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とす
る電磁波吸収特性測定装置。
【請求項２】請求項１記載の電磁波吸収特性測定装置
において、前記送信アンテナ機構を、オフセットパラボ
ラ反射鏡とその焦点に配置した１次放射器を含んで構成
したことを特徴とする電磁波吸収特性測定装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電磁波吸収特性
測定装置において、前記送信アンテナ機構から放射され
た電波が前記電波吸収体で反射されない状態で前記送信
アンテナ機構から前記受信アンテナ機構に直接波として
受信される電磁界分布を予め求める手段と、前記電波吸
収体と校正用金属導体による反射電波を前記受信アンテ
ナ機構で受信してそれぞれ得られる近傍電磁界分布を前
記直接波として受信される電磁界分布により補正する補
正手段と、を備え、前記演算手段は補正された近傍電磁
界分布より遠方電磁界分布を演算するように構成したこ
とを特徴とする電磁波吸収特性測定装置。