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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- electric field
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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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