JPH0843468A - アンテナ測定装置 - Google Patents
アンテナ測定装置Info
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- JPH0843468A JPH0843468A JP6174407A JP17440794A JPH0843468A JP H0843468 A JPH0843468 A JP H0843468A JP 6174407 A JP6174407 A JP 6174407A JP 17440794 A JP17440794 A JP 17440794A JP H0843468 A JPH0843468 A JP H0843468A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定アンテナのリアクティブ近傍界領域の
電界を正確に測定できるようにすること。 【構成】 パルスレーザ１、偏光ビームスプリッタ３、
波長板４を有し、被測定アンテナ１０に近接させる電界
プローブ６に電気光学結晶８を用い、電気光学サンプリ
ングにより被測定アンテナ１０のアクティブ近傍界領域
の電界を測定する。この電気光学結晶８は被測定アンテ
ナ表面の電界への影響を最小限にするため微小な大きさ
のものを使用し、測定装置でプローブ以外の物は、なる
べく電界に擾乱を当てないような材質、大きさおよび形
状の物を使用する。また、被測定アンテナに近接させる
電界プローブ等には、被測定アンテナから放射される電
界を反射しないようにするために、その周囲を電波吸収
材２０で覆う等の加工を施す。 【効果】 電界プローブを近接させたときの被測定アン
テナから放射される電界に対する擾乱を抑制することが
可能となる。
電界を正確に測定できるようにすること。 【構成】 パルスレーザ１、偏光ビームスプリッタ３、
波長板４を有し、被測定アンテナ１０に近接させる電界
プローブ６に電気光学結晶８を用い、電気光学サンプリ
ングにより被測定アンテナ１０のアクティブ近傍界領域
の電界を測定する。この電気光学結晶８は被測定アンテ
ナ表面の電界への影響を最小限にするため微小な大きさ
のものを使用し、測定装置でプローブ以外の物は、なる
べく電界に擾乱を当てないような材質、大きさおよび形
状の物を使用する。また、被測定アンテナに近接させる
電界プローブ等には、被測定アンテナから放射される電
界を反射しないようにするために、その周囲を電波吸収
材２０で覆う等の加工を施す。 【効果】 電界プローブを近接させたときの被測定アン
テナから放射される電界に対する擾乱を抑制することが
可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アンテナ測定装置に関
し、特に電気光学効果を有する結晶を電界プローブに用
いる電気光学サンプリングを利用したアンテナのリアク
ティブ近傍界領域の電界分布を測定するアンテナ測定装
置に関する。
し、特に電気光学効果を有する結晶を電界プローブに用
いる電気光学サンプリングを利用したアンテナのリアク
ティブ近傍界領域の電界分布を測定するアンテナ測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、高周波数帯で使用する平面アンテ
ナの開発が活発に行われている。特にミリ波帯以上の超
高周波数帯でのアンテナ素子のアクティブ化およびフェ
ーズドアレーの研究開発が注目を浴びており、フェーズ
ドアレーを構成するアンテナ素子としてウェハ上に形成
されたモノリシックアンテナも実現されている。一方、
このような超高周波帯小型アンテナの特性を簡易に測定
・評価する技術を確立することも求められている。
ナの開発が活発に行われている。特にミリ波帯以上の超
高周波数帯でのアンテナ素子のアクティブ化およびフェ
ーズドアレーの研究開発が注目を浴びており、フェーズ
ドアレーを構成するアンテナ素子としてウェハ上に形成
されたモノリシックアンテナも実現されている。一方、
このような超高周波帯小型アンテナの特性を簡易に測定
・評価する技術を確立することも求められている。
【０００３】ところで、従来技術によりアンテナのリア
クティブ近傍界領域の電界を測定するには、電界プロー
ブにアンテナ素子を用いるしか方法がなかった。電界プ
ローブにダイポールアンテナを使用したときの従来のア
ンテナ測定装置の一例を図５に示す。図５において、１
０は被測定アンテナ、１４は電気信号発生器、２４はダ
イポールアンテナ、２５は電界測定装置、２６はアンテ
ナ位置決め装置である。電気信号発生器１４によって励
振された被測定アンテナ１０の表面の電界を測定したい
点（位置）に近接して、アンテナ位置決め装置２６によ
り電界プローブであるダイポールアンテナ２４を配置
し、被測定アンテナ１０から出射される電界をダイポー
ルアンテナ２４によって受信し、その受信信号を電界測
定装置２５において測定することで被測定アンテナ１０
のリアクティブ近傍界領域の電界を測定していた。
クティブ近傍界領域の電界を測定するには、電界プロー
ブにアンテナ素子を用いるしか方法がなかった。電界プ
ローブにダイポールアンテナを使用したときの従来のア
ンテナ測定装置の一例を図５に示す。図５において、１
０は被測定アンテナ、１４は電気信号発生器、２４はダ
イポールアンテナ、２５は電界測定装置、２６はアンテ
ナ位置決め装置である。電気信号発生器１４によって励
振された被測定アンテナ１０の表面の電界を測定したい
点（位置）に近接して、アンテナ位置決め装置２６によ
り電界プローブであるダイポールアンテナ２４を配置
し、被測定アンテナ１０から出射される電界をダイポー
ルアンテナ２４によって受信し、その受信信号を電界測
定装置２５において測定することで被測定アンテナ１０
のリアクティブ近傍界領域の電界を測定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来技術においては、電界プローブであるアンテ
ナ素子を被測定アナテナに近接させて被測定アンテナの
リアクティブ近傍界領域の電界を測定しているので、電
界プローブのアンテナ素子と被測定アンテナとの間に不
要な相互結合が生じ、被測定アンテナの特性を乱してし
まうために正確に電界が測定できないという解決すべき
課題があった。
ような従来技術においては、電界プローブであるアンテ
ナ素子を被測定アナテナに近接させて被測定アンテナの
リアクティブ近傍界領域の電界を測定しているので、電
界プローブのアンテナ素子と被測定アンテナとの間に不
要な相互結合が生じ、被測定アンテナの特性を乱してし
まうために正確に電界が測定できないという解決すべき
課題があった。
【０００５】そこで、本発明は、上述のような課題を解
決し、被測定アンテナのリアクティブ近傍界領域の電界
を正確に測定することのできるアンテナ測定装置を提供
することを目的とする。
決し、被測定アンテナのリアクティブ近傍界領域の電界
を正確に測定することのできるアンテナ測定装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アンテナのリアクティブ近傍界領域の電
界を測定するアンテナ測定装置において、パルスレーザ
と、該パルスレーザから出射された光パルスを透過する
偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタに接
続される波長板と、該波長板を透過してきた光を集光す
るレンズと、被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前
記レンズに接続されて、該被測定アンテナから放射され
る電界を電気光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効
果）を利用して検出する電界プローブと、前記偏光ビー
ムスプリッタに接続され、かつ前記電界プローブにより
反射された反射光が該偏光ビームスプリッタにおいて前
記パルスレーザから入射される光と分離され、該反射光
の偏光状態の変化が該分離の際に光の強度変化に変換さ
れた光を検出して電気信号に変換する光電変換器と、該
光電変換器の出力に接続され、該出力から前記被測定ア
ンテナから放射される電界の電界強度および位相を検出
するロックインアンプとを具備することを特徴とする。
め、本発明は、アンテナのリアクティブ近傍界領域の電
界を測定するアンテナ測定装置において、パルスレーザ
と、該パルスレーザから出射された光パルスを透過する
偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタに接
続される波長板と、該波長板を透過してきた光を集光す
るレンズと、被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前
記レンズに接続されて、該被測定アンテナから放射され
る電界を電気光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効
果）を利用して検出する電界プローブと、前記偏光ビー
ムスプリッタに接続され、かつ前記電界プローブにより
反射された反射光が該偏光ビームスプリッタにおいて前
記パルスレーザから入射される光と分離され、該反射光
の偏光状態の変化が該分離の際に光の強度変化に変換さ
れた光を検出して電気信号に変換する光電変換器と、該
光電変換器の出力に接続され、該出力から前記被測定ア
ンテナから放射される電界の電界強度および位相を検出
するロックインアンプとを具備することを特徴とする。
【０００７】また、好ましくは本発明はその一態様とし
てアンテナのリアクティブ近傍界領域の電界を測定する
アンテナ測定装置において、パルスレーザと、該パルス
レーザから出射された光パルスを透過する偏光ビームス
プリッタと、該偏光ビームスプリッタに接続される波長
板と、該波長板を透過してきた光を集光するレンズと、
被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前記レンズに接
続されて、該被測定アンテナから放射される電界を電気
光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効果）を利用して
検出する電界プローブと、前記偏光ビームスプリッタに
接続され、かつ前記電界プローブにより反射された反射
光が該偏光ビームスプリッタにおいて前記パルスレーザ
から入射される光と分離され、該反射光の偏光状態の変
化が該分離の際に光の強度変化に変換された光を検出し
て電気信号に変換する光電変換器と、前記パルスレーザ
の出力光に重畳する電気信号を発生する第１の電気信号
発生器と、該第１の電気信号発生器と同期した電気信号
で前記測定アンテナを励振する第２の電気信号発生器
と、前記パルスレーザの出力光に重畳する電気信号から
分配された電気信号の周波数を逓倍する周波数逓倍器
と、該周波数逓倍器の出力と前記被測定アンテナに給電
される電気信号から分配された電気信号とを入力信号と
する周波数混合器と、該周波数混合器の出力に接続され
たバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力
と前記光電変換器の出力とに接続され、両該出力から前
記被測定アンテナから放射される電界の電界強度および
位相を検出するロックインアンプと、を具備することを
特徴とすることができる。
てアンテナのリアクティブ近傍界領域の電界を測定する
アンテナ測定装置において、パルスレーザと、該パルス
レーザから出射された光パルスを透過する偏光ビームス
プリッタと、該偏光ビームスプリッタに接続される波長
板と、該波長板を透過してきた光を集光するレンズと、
被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前記レンズに接
続されて、該被測定アンテナから放射される電界を電気
光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効果）を利用して
検出する電界プローブと、前記偏光ビームスプリッタに
接続され、かつ前記電界プローブにより反射された反射
光が該偏光ビームスプリッタにおいて前記パルスレーザ
から入射される光と分離され、該反射光の偏光状態の変
化が該分離の際に光の強度変化に変換された光を検出し
て電気信号に変換する光電変換器と、前記パルスレーザ
の出力光に重畳する電気信号を発生する第１の電気信号
発生器と、該第１の電気信号発生器と同期した電気信号
で前記測定アンテナを励振する第２の電気信号発生器
と、前記パルスレーザの出力光に重畳する電気信号から
分配された電気信号の周波数を逓倍する周波数逓倍器
と、該周波数逓倍器の出力と前記被測定アンテナに給電
される電気信号から分配された電気信号とを入力信号と
する周波数混合器と、該周波数混合器の出力に接続され
たバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタの出力
と前記光電変換器の出力とに接続され、両該出力から前
記被測定アンテナから放射される電界の電界強度および
位相を検出するロックインアンプと、を具備することを
特徴とすることができる。
【０００８】また、好ましくは本発明は他の態様として
前記パルスレーザ，前記偏光ビームスプリッタ，前記波
長板，前記レンズおよび前記光電変換器を収納、固定
し、かつ前記電界プローブを接続する支持筐体と、該支
持筐体の周囲を覆う電波吸収材とをさらに具備すること
を特徴とすることができる。
前記パルスレーザ，前記偏光ビームスプリッタ，前記波
長板，前記レンズおよび前記光電変換器を収納、固定
し、かつ前記電界プローブを接続する支持筐体と、該支
持筐体の周囲を覆う電波吸収材とをさらに具備すること
を特徴とすることができる。
【０００９】また、好ましくは本発明は他の態様として
前記電界プローブは透明基板に前記電気光学結晶を接着
した構造となっており、該電気光学結晶は前記被測定ア
ナテナの動作に影響を与えないように小さく加工され、
その底面に前記パルスレーザの出射光を反射する高反射
膜が施されていることを特徴とすることができる。
前記電界プローブは透明基板に前記電気光学結晶を接着
した構造となっており、該電気光学結晶は前記被測定ア
ナテナの動作に影響を与えないように小さく加工され、
その底面に前記パルスレーザの出射光を反射する高反射
膜が施されていることを特徴とすることができる。
【００１０】また、好ましくは本発明は他の態様として
前記電界プローブの前記電気光学結晶として垂直方向の
電界だけに感度を有するＧａＡｓ結晶を用いたことを特
徴とすることができる。
前記電界プローブの前記電気光学結晶として垂直方向の
電界だけに感度を有するＧａＡｓ結晶を用いたことを特
徴とすることができる。
【００１１】また、好ましくは本発明はさらに他の態様
として前記パルスレーザと前記偏光ビームスプリッタ間
に接続されて該パルスレーザから入射される光を透過
し、かつ該パルスレーザに反射してくる光を減衰させる
光アイソレータと、前記電界プローブの位置を制御する
プローブ位置決め装置とをさらに具備することを特徴と
することができる。
として前記パルスレーザと前記偏光ビームスプリッタ間
に接続されて該パルスレーザから入射される光を透過
し、かつ該パルスレーザに反射してくる光を減衰させる
光アイソレータと、前記電界プローブの位置を制御する
プローブ位置決め装置とをさらに具備することを特徴と
することができる。
【００１２】特に、本発明は電界プローブにアンテナ素
子を用いない点が従来技術と顕著に異なる。
子を用いない点が従来技術と顕著に異なる。
【００１３】
【作用】本発明では、被測定アンテナに近接させる電界
プローブに電気光学結晶を用い、電気光学サンプリング
により被測定アンテナのアクティブ近傍界領域の電界を
測定する。この電気光学結晶は被測定アンテナ表面の電
界への影響を最小限にするため微小な大きさのものを使
用する。また、好ましくは測定装置でプローブ以外の物
は、なるべく電界に擾乱を与えないような材質、大きさ
および形状の物を使用する。また、好ましくは被測定ア
ンテナに近接させる電界プローブ等には、被測定アンテ
ナから放射される電界を反射しないようにするために、
その周囲を電波吸収材で覆う。以上により従来技術のア
ンテナ素子を電界プローブに用いたときに比較して、電
界プローブを近接させたときの被測定アンテナから放射
される電界に対する擾乱を抑制することが可能となり、
本発明の目的であるアンテナのリアクティブ近傍界領域
の電界を正確に測定することができるようになる。
プローブに電気光学結晶を用い、電気光学サンプリング
により被測定アンテナのアクティブ近傍界領域の電界を
測定する。この電気光学結晶は被測定アンテナ表面の電
界への影響を最小限にするため微小な大きさのものを使
用する。また、好ましくは測定装置でプローブ以外の物
は、なるべく電界に擾乱を与えないような材質、大きさ
および形状の物を使用する。また、好ましくは被測定ア
ンテナに近接させる電界プローブ等には、被測定アンテ
ナから放射される電界を反射しないようにするために、
その周囲を電波吸収材で覆う。以上により従来技術のア
ンテナ素子を電界プローブに用いたときに比較して、電
界プローブを近接させたときの被測定アンテナから放射
される電界に対する擾乱を抑制することが可能となり、
本発明の目的であるアンテナのリアクティブ近傍界領域
の電界を正確に測定することができるようになる。
【００１４】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】図１は本発明の一実施例のアンテナ測定装
置の全体の構成を示す。パルスレーザ１の出射光の光軸
に沿って、パルスレーザ１に向う反射光を減衰させるた
めの光アイソレータ２、被測定アンテナからの反射光を
分離してその反射光の偏光状態の変化を光強度の変化に
変換するための偏光ビームスプリッタ３、透過光の波長
を１／４波長だけ位相をずらす１／４波長板４、集光レ
ンズ５および電界プローブ６を順に配設する。電界プロ
ーブ６は被測定アンテナ１０から放射されるリアクティ
ブ近傍界領域の電界を電気光学結晶の電気光学効果（ポ
ッケル効果）を利用して検出する。この電気光学結晶は
被測定アンテナ１０の表面への電界への影響を最小限に
するため、後述の図２に示すようになるべく微小な大き
さのものを使用する。
置の全体の構成を示す。パルスレーザ１の出射光の光軸
に沿って、パルスレーザ１に向う反射光を減衰させるた
めの光アイソレータ２、被測定アンテナからの反射光を
分離してその反射光の偏光状態の変化を光強度の変化に
変換するための偏光ビームスプリッタ３、透過光の波長
を１／４波長だけ位相をずらす１／４波長板４、集光レ
ンズ５および電界プローブ６を順に配設する。電界プロ
ーブ６は被測定アンテナ１０から放射されるリアクティ
ブ近傍界領域の電界を電気光学結晶の電気光学効果（ポ
ッケル効果）を利用して検出する。この電気光学結晶は
被測定アンテナ１０の表面への電界への影響を最小限に
するため、後述の図２に示すようになるべく微小な大き
さのものを使用する。
【００１６】偏光ビームスプリッタ３により分離された
光は光電変換器１１で電気信号に変換され、ロックイン
アンプ（ロックイン増幅器）１２に入力する。電気信号
発生器１３から発生される周波数ｆ1 の電気信号は２分
配され、一方の信号はパルスレーザ１に送られ、パルス
レーザ１からの光信号に重畳される。他方の信号は周波
数逓倍器１５によって周波数をｎ倍されて周波数ｎ×ｆ
1 の電気信号に変換され、周波数混合器１６に入力す
る。
光は光電変換器１１で電気信号に変換され、ロックイン
アンプ（ロックイン増幅器）１２に入力する。電気信号
発生器１３から発生される周波数ｆ1 の電気信号は２分
配され、一方の信号はパルスレーザ１に送られ、パルス
レーザ１からの光信号に重畳される。他方の信号は周波
数逓倍器１５によって周波数をｎ倍されて周波数ｎ×ｆ
1 の電気信号に変換され、周波数混合器１６に入力す
る。
【００１７】また、電気信号発生器１３と同期した電気
信号発生器１４から発生される周波数ｎ×ｆ1 ＋Δｆの
電気信号は２分配され、一方の信号は被測定アンテナ１
０を励振する。他方の信号は周波数混合器１６に送られ
る。
信号発生器１４から発生される周波数ｎ×ｆ1 ＋Δｆの
電気信号は２分配され、一方の信号は被測定アンテナ１
０を励振する。他方の信号は周波数混合器１６に送られ
る。
【００１８】周波数混合器１６はこれに入力された上記
２つの信号（周波数ｎ×ｆ1 と周波数ｎ×ｆ1 ＋Δｆの
信号）から周波数Δｆの信号成分を取り出す。この信号
成分には不要な高次の周波数成分が含まれるためバンド
パスフィルタ１７で不要な信号成分を取り除き、これを
ロックインアンプ１２に入力して位相測定の際の基準信
号として用いる。
２つの信号（周波数ｎ×ｆ1 と周波数ｎ×ｆ1 ＋Δｆの
信号）から周波数Δｆの信号成分を取り出す。この信号
成分には不要な高次の周波数成分が含まれるためバンド
パスフィルタ１７で不要な信号成分を取り除き、これを
ロックインアンプ１２に入力して位相測定の際の基準信
号として用いる。
【００１９】電気光学サンプリングに用いる光がパルス
レーザ１から被測定アンテナ１０に向けて照射される。
パルスレーザ１からの光は光アイソレータ２、偏光ビー
ムスプリッタ３、１／４波長板４および集光レンズ５を
介して円偏光となって電界プローブ６に入射される。
レーザ１から被測定アンテナ１０に向けて照射される。
パルスレーザ１からの光は光アイソレータ２、偏光ビー
ムスプリッタ３、１／４波長板４および集光レンズ５を
介して円偏光となって電界プローブ６に入射される。
【００２０】図２は上記の電界プローブ６の具体的な構
成例を示し、図２の（ａ）は上面、図２の（ｂ）は縦断
面および図２の（ｃ）は底面を示している。電界プロー
ブ６は図２に示すように、直径、厚さ共１００μｍ程度
の薄膜の電気光学結晶８とこれを支える合成石英のよう
な透明基板７を主体とし、この電気光学結晶８の表面に
は誘電体多層膜９が施され、誘電体多層膜９の底面を除
く周囲を電波吸収材２０で覆う構成となっている。誘電
体多層膜９はパルスレーザ１から入射される光に対して
高反射膜となるように設計する。
成例を示し、図２の（ａ）は上面、図２の（ｂ）は縦断
面および図２の（ｃ）は底面を示している。電界プロー
ブ６は図２に示すように、直径、厚さ共１００μｍ程度
の薄膜の電気光学結晶８とこれを支える合成石英のよう
な透明基板７を主体とし、この電気光学結晶８の表面に
は誘電体多層膜９が施され、誘電体多層膜９の底面を除
く周囲を電波吸収材２０で覆う構成となっている。誘電
体多層膜９はパルスレーザ１から入射される光に対して
高反射膜となるように設計する。
【００２１】電界プローブ６に入射された光は誘電体多
層膜９によって反射され、入射光とは逆の行程を戻り、
偏光ビームスプリッタ３によってパルスレーザ１から入
射される光と分離され、光電変換器１１に進む。光電変
換器１１は、例えばＰＩＮフォトダイオードからなり、
偏光ビームスプリッタ３からの光を検出して電気信号に
変換する。この電気信号はロックインアンプ１２に送ら
れて振幅が測定され、位相についてはロックインアンプ
１２に入力された基準信号と比較することにより相対位
相を測定することが可能となる。また電界プローブ６
は、プローブ位置決め装置１８を介して測定点へ電界プ
ローブ６を移動できるように構成される。
層膜９によって反射され、入射光とは逆の行程を戻り、
偏光ビームスプリッタ３によってパルスレーザ１から入
射される光と分離され、光電変換器１１に進む。光電変
換器１１は、例えばＰＩＮフォトダイオードからなり、
偏光ビームスプリッタ３からの光を検出して電気信号に
変換する。この電気信号はロックインアンプ１２に送ら
れて振幅が測定され、位相についてはロックインアンプ
１２に入力された基準信号と比較することにより相対位
相を測定することが可能となる。また電界プローブ６
は、プローブ位置決め装置１８を介して測定点へ電界プ
ローブ６を移動できるように構成される。
【００２２】さらに、上記のパルスレーザ１、光アイソ
レータ２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４、
集光レンズ５、および光電変換器１１は、支持筐体１９
によって収納され、固定される。支持筐体１９は、被測
定アンテナ１０のリアクティブ近傍界領域の電界を測定
する際、これに接続された電界プローブ６とともに被測
定アンテナ１０の極近傍に配置されることになるので、
被測定アンテナ１０から放射される電磁界に対して影響
を与えないよう支持筐体１９の周囲を電波吸収材２０で
覆うか、あるいは支持筐体１９の素材および形状を工夫
することにより、放射電磁界に対して影響を与えないよ
うにする必要がある。また、測定装置で電界プローブ６
以外の物は、なるべく電界に擾乱を与えないような材
質、大きさおよび形状にする。
レータ２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４、
集光レンズ５、および光電変換器１１は、支持筐体１９
によって収納され、固定される。支持筐体１９は、被測
定アンテナ１０のリアクティブ近傍界領域の電界を測定
する際、これに接続された電界プローブ６とともに被測
定アンテナ１０の極近傍に配置されることになるので、
被測定アンテナ１０から放射される電磁界に対して影響
を与えないよう支持筐体１９の周囲を電波吸収材２０で
覆うか、あるいは支持筐体１９の素材および形状を工夫
することにより、放射電磁界に対して影響を与えないよ
うにする必要がある。また、測定装置で電界プローブ６
以外の物は、なるべく電界に擾乱を与えないような材
質、大きさおよび形状にする。
【００２３】以上の構成において、電気信号発生器１４
により励振された被測定アンテナ１０の表面上の電界を
測定する点に、電界プローブ６を近づけて配置すると、
電界が電界プローブ６の電気光学結晶８を通過する。こ
のとき、電気光学効果（ポッケルス効果）により被測定
アンテナ１０から放射される電界の強度に応じて電気光
学結晶８の複屈折率が変化し、この複屈折率の変化量に
応じ、電気光学結晶８中を通過するパルスレーザ１から
の光パルスの偏光状態が円偏光から楕円偏光に変化す
る。この偏光状態の変化した光が偏光ビームスプリッタ
３により分離され、光の偏光状態の変化を光の強度の変
化に変換される。さらに、この光は光電変換器１１で電
気信号に変換された後、ロックインアンプ１２に送ら
れ、被測定アンテナ１０の表面近傍領域における電界の
相対強度および位相が測定される。
により励振された被測定アンテナ１０の表面上の電界を
測定する点に、電界プローブ６を近づけて配置すると、
電界が電界プローブ６の電気光学結晶８を通過する。こ
のとき、電気光学効果（ポッケルス効果）により被測定
アンテナ１０から放射される電界の強度に応じて電気光
学結晶８の複屈折率が変化し、この複屈折率の変化量に
応じ、電気光学結晶８中を通過するパルスレーザ１から
の光パルスの偏光状態が円偏光から楕円偏光に変化す
る。この偏光状態の変化した光が偏光ビームスプリッタ
３により分離され、光の偏光状態の変化を光の強度の変
化に変換される。さらに、この光は光電変換器１１で電
気信号に変換された後、ロックインアンプ１２に送ら
れ、被測定アンテナ１０の表面近傍領域における電界の
相対強度および位相が測定される。
【００２４】また、電界プローブ６の位置をプローブ位
置決め装置１８を介して走査することにより、アンテナ
表面での電界分布も測定することが可能となる。
置決め装置１８を介して走査することにより、アンテナ
表面での電界分布も測定することが可能となる。
【００２５】なお、図示の電気光学結晶８はその材質に
より、被測定アンテナ面に対して垂直方向の電界成分だ
けに感度を有するもの（例えばＧａＡｓ，ＫＤ2 ＰＯ4
など）と、水平方向の電界成分だけに感度を有するもの
（例えばＫＴｉＯＰＯ4 ，ＬｉＴａＯ3 など）とがあ
り、測定したい電界成分に適した電気光学結晶を電界プ
ローブ６に使用しなければならない。
より、被測定アンテナ面に対して垂直方向の電界成分だ
けに感度を有するもの（例えばＧａＡｓ，ＫＤ2 ＰＯ4
など）と、水平方向の電界成分だけに感度を有するもの
（例えばＫＴｉＯＰＯ4 ，ＬｉＴａＯ3 など）とがあ
り、測定したい電界成分に適した電気光学結晶を電界プ
ローブ６に使用しなければならない。
【００２６】図３に、図１および図２に示すような本発
明によるアンテナ測定装置を用いて、矩形パッチアンテ
ナ表面の電界分布を測定した一例を示す。なお、図３の
（ａ）には測定した電界強度の最大値が１となるように
規格化した電界強度分布を、また図３の（ｂ）には測定
した電界の位相分布を示す。本測定においては、被測定
アンテナとして図３の（ｃ）に示す共振周波数６．７Ｇ
Ｈｚの矩形パッチアンテナを用い、電界プローブ６に用
いる電気光学結晶８には、パッチアンテナ面に対して垂
直方向の電界に感度を有するＧａＡｓ結晶を使用した。
またアンテナ１０面と電界プローブ６との距離は５μｍ
とした。
明によるアンテナ測定装置を用いて、矩形パッチアンテ
ナ表面の電界分布を測定した一例を示す。なお、図３の
（ａ）には測定した電界強度の最大値が１となるように
規格化した電界強度分布を、また図３の（ｂ）には測定
した電界の位相分布を示す。本測定においては、被測定
アンテナとして図３の（ｃ）に示す共振周波数６．７Ｇ
Ｈｚの矩形パッチアンテナを用い、電界プローブ６に用
いる電気光学結晶８には、パッチアンテナ面に対して垂
直方向の電界に感度を有するＧａＡｓ結晶を使用した。
またアンテナ１０面と電界プローブ６との距離は５μｍ
とした。
【００２７】次に、電界プローブの他の実施例を図４を
用いて説明する。図４の（ａ）は上面、図４の（ｂ）は
縦断面、図４の（ｃ）は底面を示す。図４において、７
は透明基板、８は電気光学結晶、９は誘電体多層膜、２
０は電波吸収材、２１は光ファイバ、２２はレンズ、お
よび２３は支持柱である。
用いて説明する。図４の（ａ）は上面、図４の（ｂ）は
縦断面、図４の（ｃ）は底面を示す。図４において、７
は透明基板、８は電気光学結晶、９は誘電体多層膜、２
０は電波吸収材、２１は光ファイバ、２２はレンズ、お
よび２３は支持柱である。
【００２８】被測定アンテナの共振周波数が低い場合な
ど、電界プローブ以外の構造物を遠ざけない時などは上
述した図２の電界プローブ構成では被測定アンテナの電
界に対し擾乱を与えることがある。そこで、図４に示す
ように、薄膜の電気光学結晶８とこれを支える透明基板
７を主体とし、この電気光学結晶８の表面には誘電体多
層膜９が施される一方、透明基板７の上面にはレンズ２
２を施し、その上に支持柱２３の中心に光ファイバ２１
を埋め込んだものを接続し、さらに誘電体多層膜９の底
面を除く周囲に対し、電波吸収材２０で覆った構成をし
た電界プローブを用いれば、被測定アンテナの電界に対
する擾乱を抑制することが可能となり、アンテナのリア
クティブ近傍界領域の電界を正確に測定することができ
る。
ど、電界プローブ以外の構造物を遠ざけない時などは上
述した図２の電界プローブ構成では被測定アンテナの電
界に対し擾乱を与えることがある。そこで、図４に示す
ように、薄膜の電気光学結晶８とこれを支える透明基板
７を主体とし、この電気光学結晶８の表面には誘電体多
層膜９が施される一方、透明基板７の上面にはレンズ２
２を施し、その上に支持柱２３の中心に光ファイバ２１
を埋め込んだものを接続し、さらに誘電体多層膜９の底
面を除く周囲に対し、電波吸収材２０で覆った構成をし
た電界プローブを用いれば、被測定アンテナの電界に対
する擾乱を抑制することが可能となり、アンテナのリア
クティブ近傍界領域の電界を正確に測定することができ
る。
【００２９】なお、図１の構成において、ロックインア
ンプ１２の代りにオシロスコープを接続すれば、伝送線
路上を伝搬する電界が時間的に変換する場合をそのオシ
ロスコープの出力波形で観測することができる。
ンプ１２の代りにオシロスコープを接続すれば、伝送線
路上を伝搬する電界が時間的に変換する場合をそのオシ
ロスコープの出力波形で観測することができる。
【００３０】また、本発明のアンテナ測定装置は、ウェ
ハ上に形成されたアンテナ素子単体の特性の評価を行え
るだけでなく、超小型アンテナ素子を複数個平面配置し
たアレーアンテナ中の個別素子の特性評価、素子間相互
結合の影響などの測定にも応用できる。このアンテナ測
定装置を小型平面アンテナ評価に適用する場合の利点と
しては次の点が挙げられる。
ハ上に形成されたアンテナ素子単体の特性の評価を行え
るだけでなく、超小型アンテナ素子を複数個平面配置し
たアレーアンテナ中の個別素子の特性評価、素子間相互
結合の影響などの測定にも応用できる。このアンテナ測
定装置を小型平面アンテナ評価に適用する場合の利点と
しては次の点が挙げられる。
【００３１】(i) 従来の理論的に電界分布を導出し、遠
方界を導出する方法に代わり、複雑な形状のアンテナ等
の表面電界分布を直接測定することができるので複雑な
理論計算をすることなく遠方界を導出することが可能で
ある。
方界を導出する方法に代わり、複雑な形状のアンテナ等
の表面電界分布を直接測定することができるので複雑な
理論計算をすることなく遠方界を導出することが可能で
ある。
【００３２】(ii)モノリシックアンテナのオンウェハ状
態での評価が可能であるため開発期間の短縮が可能であ
る。
態での評価が可能であるため開発期間の短縮が可能であ
る。
【００３３】(iii) 測定プローブが非常に小さいため、
アレーアンテナ中の個別素子の評価が可能である。また
従来測定が困難であったアンテナ素子間相互結合の影響
等の評価を行える可能性がある。
アレーアンテナ中の個別素子の評価が可能である。また
従来測定が困難であったアンテナ素子間相互結合の影響
等の評価を行える可能性がある。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電界プローブにアンテナ素子を用いないので、電界プロ
ーブと被測定アンテナとの間の相互結合が抑制できる。
電界プローブにアンテナ素子を用いないので、電界プロ
ーブと被測定アンテナとの間の相互結合が抑制できる。
【００３５】また、好ましくは測定装置でプローブ以外
の物は、なるべく電界に擾乱を与えないような材質、大
きさおよび形状の物を使用し、被測定アンテナに近接さ
せる電界プローブ等には、被測定アンテナから放射され
る電界を反射しないようにするために、その周囲を電波
吸収材で覆う等の加工を施す。さらに、電界プローブに
使用する電気光学結晶の大きさを非常に小さくする。こ
れにより、被測定アンテナ表面の電界に与える擾乱を最
小限にとどめることができ、被測定アンテナのリアクテ
ィブ近傍界領域の電界を正確に測定することが可能とな
る。また、電界プローブを走査することによりアンテナ
表面での電界分布も測定することが可能となる。
の物は、なるべく電界に擾乱を与えないような材質、大
きさおよび形状の物を使用し、被測定アンテナに近接さ
せる電界プローブ等には、被測定アンテナから放射され
る電界を反射しないようにするために、その周囲を電波
吸収材で覆う等の加工を施す。さらに、電界プローブに
使用する電気光学結晶の大きさを非常に小さくする。こ
れにより、被測定アンテナ表面の電界に与える擾乱を最
小限にとどめることができ、被測定アンテナのリアクテ
ィブ近傍界領域の電界を正確に測定することが可能とな
る。また、電界プローブを走査することによりアンテナ
表面での電界分布も測定することが可能となる。
【図１】被測定アンテナのリアクティブ近傍界領域の電
界を測定する本発明の一実施例のアンテナ測定装置の全
体構成図である。
界を測定する本発明の一実施例のアンテナ測定装置の全
体構成図である。
【図２】本発明におけるアンテナ測定装置の一構成要素
である電界プローブの一実施例を示す図であり、（ａ）
は上面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は底面図である。
である電界プローブの一実施例を示す図であり、（ａ）
は上面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は底面図である。
【図３】図１の本発明のアンテナ測定装置において、電
気光学結晶にＧａＡｓを使用し、パッチアンテナ面上５
μｍの高さの電界分布を測定した一例を示す図であり、
（ａ）は電界強度分布図、（ｂ）は電界位相分布図、
（ｃ）は被測定パッチアンテナを示す平面図である。
気光学結晶にＧａＡｓを使用し、パッチアンテナ面上５
μｍの高さの電界分布を測定した一例を示す図であり、
（ａ）は電界強度分布図、（ｂ）は電界位相分布図、
（ｃ）は被測定パッチアンテナを示す平面図である。
【図４】本発明の一構成要素である電界プローブの他の
実施例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断
面図、（ｃ）は底面図である。
実施例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断
面図、（ｃ）は底面図である。
【図５】従来技術のアンテナ測定装置の例を示す全体構
成図である。
成図である。
１ パルスレーザ ２ 光アイソレータ ３ 偏光ビームスプリッタ ４ １／４波長板 ５ 集光レンズ ６ 電界プローブ ７ 透明基板 ８ 電気光学結晶 ９ 誘電体多層膜 １０ 被測定平面アンテナ １１ 光電変換器 １２ ロックインアンプ １３，１４ 電気信号発生器 １５ 周波数逓倍器 １６ 周波数混合器 １７ バンドパスフィルタ １８ プローブ位置決め装置 １９ 支持筐体 ２０ 電波吸収材 ２１ 光ファイバ ２２ レンズ ２３ 支持柱 ２４ ダイポールアンテナ ２５ 電界測定装置 ２６ アンテナ位置決め装置
Claims (6)
- 【請求項１】 アンテナのリアクティブ近傍界領域の電
界を測定するアンテナ測定装置において、 パルスレーザと、 該パルスレーザから出射された光パルスを透過する偏光
ビームスプリッタと、 該偏光ビームスプリッタに接続される波長板と、 該波長板を透過してきた光を集光するレンズと、 被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前記レンズに接
続されて、該被測定アンテナから放射される電界を電気
光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効果）を利用して
検出する電界プローブと、 前記偏光ビームスプリッタに接続され、かつ前記電界プ
ローブにより反射された反射光が該偏光ビームスプリッ
タにおいて前記パルスレーザから入射される光と分離さ
れ、該反射光の偏光状態の変化が該分離の際に光の強度
変化に変換された光を検出して電気信号に変換する光電
変換器と、 該光電変換器の出力に接続され、該出力から前記被測定
アンテナから放射される電界の電界強度および位相を検
出するロックインアンプとを具備することを特徴とする
アンテナ測定装置。 - 【請求項２】 アンテナのリアクティブ近傍界領域の電
界を測定するアンテナ測定装置において、 パルスレーザと、 該パルスレーザから出射された光パルスを透過する偏光
ビームスプリッタと、 該偏光ビームスプリッタに接続される波長板と、 該波長板を透過してきた光を集光するレンズと、 被測定アンテナの近傍に配置され、かつ前記レンズに接
続されて、該被測定アンテナから放射される電界を電気
光学結晶の電気光学効果（ポッケルス効果）を利用して
検出する電界プローブと、 前記偏光ビームスプリッタに接続され、かつ前記電界プ
ローブにより反射された反射光が該偏光ビームスプリッ
タにおいて前記パルスレーザから入射される光と分離さ
れ、該反射光の偏光状態の変化が該分離の際に光の強度
変化に変換された光を検出して電気信号に変換する光電
変換器と、 前記パルスレーザの出力光に重畳する電気信号を発生す
る第１の電気信号発生器と、 該第１の電気信号発生器と同期した電気信号で前記測定
アンテナを励振する第２の電気信号発生器と、 前記パルスレーザの出力光に重畳する電気信号から分配
された電気信号の周波数を逓倍する周波数逓倍器と、 該周波数逓倍器の出力と前記被測定アンテナに給電され
る電気信号から分配された電気信号とを入力信号とする
周波数混合器と、 該周波数混合器の出力に接続されたバンドパスフィルタ
と、 該バンドパスフィルタの出力と前記光電変換器の出力と
に接続され、両該出力から前記被測定アンテナから放射
される電界の電界強度および位相を検出するロックイン
アンプと、 を具備することを特徴とするアンテナ測定装置。 - 【請求項３】 前記パルスレーザ，前記偏光ビームスプ
リッタ，前記波長板，前記レンズおよび前記光電変換器
を収納、固定し、かつ前記電界プローブを接続する支持
筐体と、 該支持筐体の周囲を覆う電波吸収材とをさらに具備する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ測
定装置。 - 【請求項４】 前記電界プローブは透明基板に前記電気
光学結晶を接着した構造となっており、該電気光学結晶
は前記被測定アナテナの動作に影響を与えないように小
さく加工され、その底面に前記パルスレーザの出射光を
反射する高反射膜が施されていることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載のアンテナ測定装置。 - 【請求項５】 前記電界プローブの前記電気光学結晶と
して垂直方向の電界だけに感度を有するＧａＡｓ結晶を
用いたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載のアンテナ測定装置。 - 【請求項６】 前記パルスレーザと前記偏光ビームスプ
リッタ間に接続されて該パルスレーザから入射される光
を透過し、かつ該パルスレーザに反射してくる光を減衰
させる光アイソレータと、 前記電界プローブの位置を制御するプローブ位置決め装
置とをさらに具備することを特徴とする請求項１ないし
５のいずれかに記載のアンテナ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6174407A JPH0843468A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | アンテナ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6174407A JPH0843468A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | アンテナ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0843468A true JPH0843468A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=15978023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6174407A Pending JPH0843468A (ja) | 1994-07-26 | 1994-07-26 | アンテナ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0843468A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2013054041A (ja) * | 2009-06-29 | 2013-03-21 | Nec Corp | 電界／磁界プローブ |
| JP2014002065A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | National Institute Of Information & Communication Technology | ニアフィールド測定装置 |
| CN107271796A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-20 | 陕西长岭电子科技有限责任公司 | 倒卡天线的空域稳定功能测试系统及测试方法 |
-
1994
- 1994-07-26 JP JP6174407A patent/JPH0843468A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2013054041A (ja) * | 2009-06-29 | 2013-03-21 | Nec Corp | 電界／磁界プローブ |
| US9182427B2 (en) | 2009-06-29 | 2015-11-10 | Nec Corporation | Probe for electric/magnetic field |
| JP2014002065A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | National Institute Of Information & Communication Technology | ニアフィールド測定装置 |
| CN107271796A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-20 | 陕西长岭电子科技有限责任公司 | 倒卡天线的空域稳定功能测试系统及测试方法 |
| CN107271796B (zh) * | 2017-05-18 | 2020-04-07 | 陕西长岭电子科技有限责任公司 | 倒卡天线的空域稳定功能测试系统及测试方法 |
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