JPWO2010131409A1 - アンテナ評価装置及び方法 - Google Patents

Abstract

コンピュータ（１０）は、各散乱体アンテナ（５０−ｎ）から単独で放射される各電波を校正用受信アンテナ（６０ａ）を用いてそれぞれ受信したときの各受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を、送信信号（Ｓ２２ａ）を基準としてそれぞれ測定し、各測定された振幅に基づいて目標振幅を決定しかつ各測定された位相に基づいて目標位相を決定する。各減衰器（１４ａ−ｎ）の基準減衰量制御電圧（ＶＡａ−ｎ）は、各測定された振幅を同一の目標振幅にそれぞれ一致させるための各減衰量制御電圧に設定され、各移相器（１３ａ−ｎ）の基準移相量制御電圧（ＶＰａ−ｎ）は、各測定された位相を同一の目標位相にそれぞれ一致させるための移相量制御電圧に設定される。

Description

本発明は、無線通信装置のアンテナの性能を評価するためのアンテナ評価装置及び当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法に関する。

従来、散乱体をモデル化するための複数の送信アンテナ（以下、散乱体アンテナという。）を所定の半径を有する円周上に等間隔に設け、当該散乱体アンテナの各設置位置の中心付近に空間的な多重波を生成するアンテナ評価装置が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１〜４を参照。）。このようなアンテナ評価装置において、信号発生器によって発生された送信信号は、散乱体アンテナの数と同数の送信信号に分配され、分配後の各送信信号はそれぞれ移相器及び減衰器を介して対応する散乱体アンテナから放射される。このとき、移相器の各移相量及び減衰器の各減衰量を調整することにより、散乱体アンテナの各設置位置の中心にレイリーフェージング環境などの所定の多重波伝搬状態を生成できる。このため、散乱体アンテナの各設置位置の中心に評価用受信アンテナを設置し、当該受信アンテナによって受信された受信信号に基づいて、フェージング環境下における受信アンテナの性能を評価できる。

特開２００５−２２７２１３号公報。 特許第３８１６４９９号公報。

坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによる端末アンテナの実効性能評価」、松下テクニカルジャーナル、第５２巻、第５号、７０頁〜７５頁、２００６年１０月。 坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによるＭＩＭＯアンテナのチャネル容量測定」、電子情報通信学会２００７年ソサイエティ大会講演論文集、Ｂ−１−９，２００７年９月。 坂田勉ほか、「角度スペクトラムが設定可能な端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第５号、１３頁〜１８頁、２００８年４月」。 坂田勉ほか、「多重波生成装置による複数クラスター伝搬環境下における端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置によるアンテナの伝送特性評価」、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第４２９号、１２１頁〜１２６頁、２００９年４月。

図３２は、従来技術に係る近傍界校正法を説明するためのブロック図である。図３２において、信号源９０１は送信信号を発生して送信アンテナ９０２から受信アンテナ９０３に向けて送信し、受信機９０４は送信された送信信号を受信アンテナ９０３を用いて受信する。近傍界校正法による校正時に、校正用測定器９０７は、送信アンテナ９０２の近傍に配置された校正用素子であるプローブ９０５を用いて送信アンテナ９０２近傍の電磁界を測定し、送信アンテナ９０２からの放射電力を算出する。信号源９０１は、算出された放射電力に基づいて、所定の放射電力の電波を放射するように調整される。

従来技術に係る近傍界校正法を、上述したアンテナ評価装置に適用する場合には以下の課題があった。上述したアンテナ評価装置では、散乱体アンテナの各設置位置の中心付近に所定の多重波伝搬状態を生成するように、分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させる。このため、より精度良くフェージング環境を生成するためには、送信信号を発生する信号源から受信アンテナが接続される受信機までのシステム全体において、あらかじめ受信信号の振幅及び位相の校正を行う必要がある。しかしながら、近傍界校正法を用いると、散乱体アンテナからの放射電力しか校正できず、受信機側の校正を別に行う必要があった。さらに、プローブ９０５を複数の散乱体アンテナの近傍に順次配置する、あるいは散乱体アンテナと同数のプローブ９０５を散乱体アンテナの近傍にそれぞれ配置する必要があり、校正のために比較的多くの時間、もしくは多数のプローブを必要とした。さらに、上述したアンテナ評価装置において、分配後の各送信信号の位相を、散乱体アンテナの設置位置の中心付近に所定の多重波伝搬状態を生成するように正確に制御する必要がある。しかしながら、従来技術に係る近傍界校正法では、プローブ９０５で受信された電波の電力しか用いないので、各散乱体アンテナから放射される電波の位相を校正することはできなかった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行って、アンテナの評価精度を向上できるアンテナ評価装置及び当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法を提供することにある。

第１の発明に係るアンテナ評価装置は、互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、所定の送信信号を発生する信号発生手段と、上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置において、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価することを特徴とする。

上記アンテナ評価装置において、校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段を備え、上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナは無指向の指向特性を有することを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの主ビームを実質的に上記各散乱体アンテナに向けるように上記回転台を回転させることを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの直交偏波識別度が実質的に最大となるように上記回転台を回転させることを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記回転台を所定の角度ずつ回転させることを繰り返すことにより上記校正用受信アンテナを１回転させ、上記各角度毎の各受信信号の振幅の平均値及び位相の平均値を測定し、上記振幅の平均値及び位相の平均値を上記測定された振幅及び位相として用いることを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、上記制御手段は、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナのうちの一方を、上記受信手段に選択的に接続するスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記受信手段は、上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナを用いたことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを特徴とする。

第２の発明に係るアンテナ評価方法は、互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、所定の送信信号を発生する信号発生手段と、上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法であって、上記制御手段により、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価する制御ステップを含むことを特徴とする。

また、上記アンテナ評価方法において、上記制御ステップは、校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価することを含み、上記アンテナ評価装置は、上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、上記制御ステップは、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを含むことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、上記制御ステップは、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを含むことを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを含むこと特徴とする。

また、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを含むことを特徴とする。

本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行するので、送信手段と受信手段との間の経路全体において生じる通過損失の受信信号の振幅及び位相に対する影響を取り除くことができ、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示す要部斜視図である。 図１の多重波制御測定装置２００Ａの構成を示すブロック図である。 図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ８において作成される校正テーブルの一例を示す表である。 図３のステップＳ１０において実行される振幅調整処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１において実行される位相調整処理を示すフローチャートである。 図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂの構成を示すブロック図である。 図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される垂直偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａｖの配置を示す説明図であり、（ｂ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される水平偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｈの配置を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｖ，６０ａｈの配置を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｔの配置を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ１の配置を示す説明図である。 図１４の受信アンテナ６０ａ１の指向特性を示す特性図である。 本発明の第７の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａの配置を示す説明図である。 図１６の受信アンテナ６０ａの水平偏波の指向特性及び垂直偏波の指向特性を示す特性図である。 本発明の第８の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ２の配置を示す説明図である。 図１８の受信アンテナ６０ａ２の指向特性を示す特性図である。 本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｄの構成を示すブロック図である。 図２０のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 図２１のステップＳ１０Ａにおいて実行される振幅調整処理を示すフローチャートである。 図２２のステップＳ１１Ａにおいて実行される位相調整処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｅの構成を示すブロック図である。 図２４のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｆの構成を示すブロック図である。 図２６のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｇの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｈの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｉの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｊの構成を示すブロック図である。 従来技術に係る近傍界校正法を説明するためのブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置（空間多重波生成装置又はフェージングエミュレータともいう。）の構成を示す要部斜視図であり、図２は、図１の多重波制御測定装置２００Ａの構成を示すブロック図である。

詳細後述するように、本実施形態に係るアンテナ評価装置は、コンピュータ１０において、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎであり、本実施形態においてＮは５である。）から単独で電波を放射するように送信回路３０ａを制御し、散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波に基づいて、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように送信回路３０ａを制御し、上記各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信回路３０ａの基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎをメモリ１０ｍに格納する校正を実行することを特徴としている。さらに、コンピュータ１０において、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力装置１０ｉから入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信回路３０ａの基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎに対して、上記振幅差分値に対応する減衰量制御電圧及び上記位相差分値に対応する移相量制御電圧を加算することにより、送信回路３０ａにおいて設定すべき各散乱体アンテナ５０ａ−毎の減衰量制御電圧及び移相量制御電圧を演算して多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力し、上記各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから同時に送信信号を送信したときに評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価することを特徴としている。

図１において、本実施形態に係るアンテナ評価装置は、それぞれ半波長ダイポールアンテナである散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５を含む散乱体アンテナ群５０ａと、多重波制御測定装置２００Ａとを備えて構成される。散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ、正５角筒の形状を有する格子状に組み立てられた散乱体アンテナ支持台１０１の各頂点部に、給電点の高さが床面からＨの位置になりかつ垂直偏波の電波を放射するように縦置きに取り付けられている。これにより、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５は半径Ｒの円周上に等間隔に配置されている。ここで、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の各給電点の位置の中心を右手系のＸＹＺ座標系の原点とし、原点に対して上方向をＺ軸の正の方向とし、原点から散乱体アンテナ５０ａ−１へ向かう方向をＹ軸の正の方向とする。

図１のアンテナ評価装置の校正時には受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ（以下、受信アンテナともいう。）６０ａが取り付けられ、評価時には受信アンテナ６０ａ又は評価対象の別の受信アンテナ（図示せず。以下、評価用受信アンテナという。）が取り付けられる。本実施形態において、校正用受信アンテナ６０ａは半波長ダイポールアンテナであって、ポールである受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点が原点に設置されかつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。本実施形態において、散乱体アンテナ支持台１０１及び受信アンテナ支持台１０２は、ポリプロピレン又は塩化ビニルなどの樹脂材料によって形成されている。また、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａの各給電点の床面からの高さＨは１．５ｍに設定されており、各給電点の原点からの距離Ｒは１．５ｍに設定されている。

図２において、多重波制御測定装置２００Ａは、メモリ１０ｍ及びキーボードなどの入力装置１０ｉを有するコンピュータ１０と、受信機２１ａ及び信号発生器２２ａを備えたネットワークアナライザ２０ａと、送信回路３０ａとを備えて構成される。さらに、送信回路３０ａは、Ｄ／Ａコンバータ１１ａと、分配器１２ａと、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５にそれぞれ対応して設けられた移相器１３ａ−１〜１３ａ−５を備えた移相回路１３ａと、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５にそれぞれ対応して設けられた減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５を備えた減衰回路１４ａとを備えて構成される。ネットワークアナライザ２０ａは、信号発生器２２ａにおいて２．１４ＧＨｚの周波数を有する無変調連続波信号である送信信号Ｓ２２ａを発生する単一周波数モードに設定されており、測定ポイント数は１６０１ポイント、掃引時間は１６秒、送信出力レベルは＋５ｄＢｍ、表示画面は散乱パラメータＳ２１の極座標表示となるようにそれぞれ設定されている。このとき、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１がポート１であり、入力端子Ｔ２０ａ−２がポート２である。

信号発生器２２ａは、送信信号Ｓ２２ａを発生して分配器１２ａ及び受信機２１ａに出力する。送信信号Ｓ２２ａは分配器１２ａにおいて５分配され、分配後の各送信信号は移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力される。移相器１３ａ−１〜１３ａ−５はそれぞれ、入力される送信信号の位相を、Ｄ／Ａコンバータ１１ａからの移相量制御電圧に対応する所定の移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５だけ移相させて、移相された送信信号を対応する減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５に出力する。減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５はそれぞれ、入力される移相された送信信号を、Ｄ／Ａコンバータ１１ａからの減衰量制御電圧に対応する所定の減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５だけ減衰させて、対応する散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から垂直偏波の電波として放射する。ここで、図１のアンテナ評価装置において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５と、散乱体アンテナ支持台１０１と、受信アンテナ６０ａ又は評価用受信アンテナと、受信アンテナ支持台１０２とは電波暗室内に設置されているので、天井、床面、壁面などで反射する反射波の影響は直接波に比較して十分小さく、ＸＹＺ座標系の原点において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射された直接波からなる多重波が生成される。なお、多重波制御測定装置２００Ａは金属製であって、電波を反射するので電波暗室の外部に設けられる。

一方、コンピュータ１０はアンテナ評価装置の校正時及び評価用の受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５をそれぞれ、所定値に設定する。コンピュータ１０は、各移相器１３ａ−ｎ毎に、印加される移相量制御電圧と移相量Ｐａ−ｎとの関係を表す移相器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納するとともに、各減衰器１４ａ−ｎ毎に、印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａａ−ｎとの関係を表す減衰器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納している。そして、各移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５にそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５にそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含むデジタルの多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。

さらに、Ｄ／Ａコンバータ１１ａは、入力される多重波制御信号Ｓ１０ａを、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５にそれぞれ対応するアナログの移相量制御電圧及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５にそれぞれ対応するアナログの減衰量制御電圧に変換して、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５にそれぞれ印加する。

また、受信機２１ａは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ａ又は評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信し、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅（受信電力である。）及び位相を測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。コンピュータ１０は、受信機２１ａからの受信データを用いて、図３を参照して詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を説明する。図３は、図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートであり、図４は、図３のステップＳ８において作成される校正テーブルの一例を示す表である。また、図５は、図３のステップＳ１０において実行される振幅調整処理を示すフローチャートであり、図６は、図３のステップＳ１１において実行される位相調整処理を示すフローチャートである。なお、アンテナ評価装置の校正時には、図１に示すように、受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ６０ａが取り付けられている。

図３のステップＳ１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ２において、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎを０に設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定し、ステップＳ３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。次に、コンピュータ１０は、ステップＳ４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−Ｎにそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから電波が放射される。さらに、ステップＳ５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を測定する。次に、ステップＳ６においてパラメータｎに１が加算される。そして、ステップＳ７において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２に戻る。

次に、ステップＳ８において、コンピュータ１０は、全ての散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５についてステップＳ５で測定された各振幅及び各位相に基づいて校正テーブルを作成する。図４に示すように、校正テーブルは、散乱体アンテナ５０ａ−ｎと、当該散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射したときの受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相との関係を示す。ステップＳ８に続いて、ステップＳ９において、コンピュータ１０は校正テーブルを参照して、測定された振幅の最小値を目標振幅に設定し、測定された位相の平均値を目標位相に設定する。そして、ステップＳ１０において、目標振幅を用いて図５の振幅調整処理を行い、ステップＳ１１において、目標位相を用いて図６の位相調整処理を行い、アンテナ評価装置の校正処理を終了する。

次に、図５を参照して図３のステップＳ１０における振幅調整処理を説明する。ステップＳ３１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ３２において、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎを０に設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定し、ステップＳ３３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ３４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−Ｎにそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波が放射される。さらに、ステップＳ３５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅を測定する。

そして、ステップＳ３６において、測定された振幅が目標振幅以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎは所定の減衰量だけ増加され、ステップＳ３４に戻る。一方、ステップＳ３８において、減衰器１４ａ−ｎに対する減衰量制御電圧が基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納される。そして、ステップＳ３９においてパラメータｎに１が加算される。次に、ステップＳ４０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときは振幅調整処理を終了する一方、ＮＯのときはステップＳ３２に戻る。

次に、図６を参照して図３のステップＳ１１における位相調整処理を説明する。ステップＳ５１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ５２において、減衰器１４ａ−ｎに対する減衰量制御電圧を基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎに設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定する。さらに、ステップＳ５３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。次に、コンピュータ１０は、ステップＳ５４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧と、基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎと、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器に対して設定された各減衰量にそれぞれ対応する減衰量制御電圧とを含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波が放射される。さらに、ステップＳ５５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの位相を測定する。

次に、ステップＳ５６において、測定された位相と目標位相との間の差の大きさが所定のしきい値以下であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５７に進む。ステップＳ５７では、コンピュータ１０は、受信信号Ｓ６０ａの位相を目標位相に近づけるように、移相器１３ａ−ｎの移相量を所定の移相量だけ変化させ、ステップＳ５４に戻る。一方、ステップＳ５８において、移相器１３ａ−ｎに対する移相量制御電圧は、基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納される。引き続き、ステップＳ５９において、パラメータｎに１が加算される。次に、ステップＳ６０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときは位相調整処理を終了する一方、ＮＯのときはステップＳ５２に戻る。

次に、図７を参照して、図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を説明する。図７は、図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を示すフローチャートである。コンピュータ１０は、図３の校正処理を行った後に、受信アンテナ支持台１０２に取り付けられた評価用受信アンテナ（図示せず。）の性能の評価を行う。始めに、ステップＳ６１において、入力装置１０ｉから、ＸＹＺ座標系の原点においてレイリーフェージング又は仲上−ライスフェージングなどの所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値を受信する。このとき、上記各振幅差分値及び各位相差分値は、アンテナ評価装置のユーザによって入力装置１０ｉから入力されるが、本発明はこれに限られず、別のコンピュータからインターフェース回路などの入力装置を介して受信されてもよい。

次に、ステップＳ６２において、メモリ１０ｍに格納された各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎに対して、各減衰器特性テーブル及び各移相器特性テーブルを参照して、上記振幅差分値に対応する減衰量制御電圧及び上記位相差分値に対応する移相量制御電圧を加算することにより、各減衰器１４ａ−ｎに印加する減衰量制御電圧及び各移相器１３ａ−ｎに印加する移相量制御電圧を演算する。さらに、ステップＳ６３において、演算された各減衰量制御電圧及び各移相量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力することにより、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから同時に送信信号を送信する。そして、ステップＳ６４において、評価用受信アンテナを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより、上記評価用受信アンテナの性能を評価する。

本実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理によれば、受信機２１ａにおいて各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から、同一の目標位相及び同一の目標振幅を有する受信信号Ｓ６０ａを受信できるように、各移相器１３ａ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎ及び各減衰器１４ａ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎを設定する。ここで、上述した校正処理では、受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準として測定することにより、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１及び入力端子Ｔ２０ａ−２を校正基準面としている。従って、受信アンテナ６０ａと受信機２１ａとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ａとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。また、校正用受信アンテナを各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の近傍に順次配置する、あるいは散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５と同数の校正用受信アンテナを各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の近傍にそれぞれ配置する必要がない。このため、本実施形態によれば、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができる。さらに、評価用受信アンテナの評価時に、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、送信回路Ｓ３０ａの動作を制御するので、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

なお、本実施形態において、ＸＹ平面内で無指向の指向特性を有する半波長ダイポールアンテナを校正用受信アンテナ６０ａとして用いた。しかしながら、本発明はこれに限られず、既知の指向特性を有する別の校正用受信アンテナを用いてもよい。この場合、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから放射された電波を校正用受信アンテナを用いて受信したときの受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を、当該散乱体アンテナ５０ａ−ｎの方位における校正用受信アンテナの振幅及び位相の各指向特性を用いて、無指向の受信アンテナを用いて受信した場合の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相にそれぞれ補正する。そして、補正後の振幅及び位相を、図３のステップＳ５、図５のステップＳ３５及び図６のステップＳ５５における振幅及び／又は位相の測定値として用いればよい。ただし、ＸＹ平面内でヌルを有する指向特性を有する受信アンテナを校正処理に用いることはできない。好ましくは、受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信アンテナ６０ａの指向特性を用いて補正する必要がないので、無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａを校正処理に用いる。

また、本実施形態において、分配器１２ａに代えて、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを移相器１３ａ−１〜１３ａ−５のうちの１つに切り換えて出力するスイッチを設けてもよい。これにより、分配器１２ａにおける分配損失が生じないので、より広いダイナミックレンジを有する受信電力の電波を散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射できる。

また、図３のアンテナ評価装置の校正処理のステップＳ９において、測定された位相の平均値を目標位相に設定した。しかしながら、本発明はこれに限られず、例えば、測定された位相の最小値又は最大値などの他の値を目標位相に設定してもよい。ただし、好ましくは、測定された位相の平均値を目標位相に設定する。これにより、図６の位相調整処理において、各移相器１３ａ−ｎの移相量を変化させるときの変化量の総和（ステップＳ５７における所定の移相量の倍数である。）を最小にできる。このため、各移相器１３ａ−ｎにおける移相動作に伴う減衰量の変化の影響を最小にして、高い精度で校正を行うことができる。

また、図５の振幅調整処理に代えて、減衰器１４ａ−ｎ毎に、減衰器特性テーブルを参照して目標振幅を有する受信信号Ｓ６０ａを受信するための減衰量制御電圧を決定して、基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納してもよい。さらに、図６の移相調整処理に代えて、移相器１３ａ−ｎ毎に、移相器特性テーブルを参照して目標位相を有する受信信号Ｓ６０ａを受信するための移相量制御電圧を決定して、基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納してもよい。

第２の実施形態．
図８は、本発明の第２の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂの構成を示すブロック図であり、図９は、図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂは、第１の実施形態に係る多重波制御生成装置２００Ａに比較して、受信機２１ｂを備えたネットワークアナライザ２０ｂと、移相器７３及び減衰器７４を含む振幅位相調整回路７２と、減衰器８４とをさらに備え、互いに半波長だけ離隔されて設けられた受信アンテナ６０ａ及び６０ｂを含むアレーアンテナを用いて図９の校正処理を行うことを特徴としている。

受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ、垂直偏波の電波を受信する半波長ダイポールアンテナである。また、受信アンテナ６０ａ及び６０ｂは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（０，λ／４，０）及び座標位置（０，−λ／４，０）にそれぞれ設けられ、かつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。ただし、λは散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射される電波の波長である。受信機２１ａは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ａ又は当該受信アンテナ６０ａに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナ（図示せず。）及び減衰器８４を介して受信信号Ｓ６０ａとして受信する。減衰器８４は、受信アンテナ６０ａ又は第１の評価用受信アンテナと受信機２１ａとの間に挿入され、受信信号Ｓ６０ａを減衰させて受信機２１ａに出力する。一方、振幅位相調整回路７２は、受信機２１ｂは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ｂ又は当該受信アンテナ６０ｂに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナ（図示せず。）を用いて別の受信信号として受信して、当該別の受信信号の位相及び振幅を移相器７３及び減衰器７４により変化させて、受信信号Ｓ６０ｂとして受信機２１ｂに出力する。さらに、受信機２０ｂは、受信信号Ｓ６０ｂの振幅（受信電力である。）及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準として測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。なお、信号発生器２２ａによって発生された送信信号Ｓ２２ａは、分配器１２ａと、受信機２１ａ及び２１ｂとに出力される。

コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、減衰器８４の減衰量Ａ８４、移相器７３の移相量Ｐ７３及び減衰器７４の減衰量Ａ７４をそれぞれ所定値に設定する。コンピュータ１０は、減衰器８４に印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａ８４との関係を表す減衰器特性テーブルと、移相器７３に印加される移相量制御電圧移相量Ｐ７３との関係を表す移相器特性テーブルと、減衰器７４に印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａ７４との関係を表す減衰器特性テーブルとをメモリ１０ｍに格納している。そして、移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された減衰量Ａ８４に対応する減衰量制御電圧設定と、設定された移相量Ｐ７３に対応する移相量制御電圧と、設定された減衰量Ａ７４に対応する減衰量制御電圧とを発生して、減衰器８４と、移相器７３と、減衰器７４とにそれぞれ印加する。また、コンピュータ１０は、受信機２１ａ及び２１ｂからの各受信データを用いて、図９を参照して詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、図９を参照して、図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を説明する。まず始めに、ステップＳ７１において、コンピュータ１０は、減衰器８４の減衰量Ａ８４をゼロに設定して、図３のアンテナ評価装置の校正処理を行う。なお、基準減衰量制御電圧ＶＡ８４は減衰量Ａ８４がゼロのときの減衰量制御電圧に設定されている。そして、ステップＳ７２において、減衰器７４の減衰量Ａ７４をゼロに設定するための減衰量制御電圧が減衰器７４に印加され、移相器７３の移相量Ｐ７３をゼロに設定するための移相量制御電圧が移相器７３に印加される。そして、ステップＳ７３においてパラメータｍが初期値０に設定され、ステップＳ７４において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、ステップＳ７５において、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するように移相回路１３及び減衰回路１４が制御される。具体的には、移相器１３ａ−ｎには基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎが印加され、その他の移相器には当該移相器の移相量をゼロにするための各移相量制御電圧が印加される。さらに、減衰器１４−ｎには基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎが印加され、その他の減衰器には当該減衰器の減衰量を最大値にするための減衰量制御電圧が印加される。これにより、目標振幅及び目標位相を有する電波が散乱体アンテナ５０ａ−ｎから放射される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ７６において、受信機２１ｂを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ｂの振幅を測定する。

引き続き、ステップＳ７７においてパラメータｎに１が加算され、ステップＳ７８において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ７９に進む一方、ＮＯのときはステップＳ７５に戻る。ステップＳ７９では、測定された振幅の平均値が算出される。そして、ステップＳ８０において、パラメータｍが０でありかつ振幅の平均値が目標振幅未満か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８２に進む。そして、ステップＳ８１において、振幅の平均値に基づいて、減衰器８４の基準減衰量制御電圧ＶＡ８４を、目標振幅を振幅の平均値に減衰させるために必要とされる減衰量制御電圧に変更し、ステップＳ８４に進む。

一方、ステップＳ８２において、振幅の平均値が目標振幅以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８３に進む。ステップＳ８３では、減衰器７４の減衰量Ａ７４は所定の減衰量だけ増加され、ステップＳ７４に戻る。一方、ステップＳ８４では、減衰器７４に対する減衰量制御電圧が基準減衰量制御電圧ＶＡ７４としてメモリ１０ｍに格納され、ステップＳ８５に進む。

ステップＳ８５では、基準減衰量制御電圧ＶＡ７４が減衰器７４に印加され、移相器７３の移相量Ｐ７３をゼロに設定するための移相量制御電圧が移相器７３に印加される。次に、ステップＳ８６において、パラメータｎが初期値１に設定され、ステップＳ８７において、ステップＳ７５と同様に、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するように移相回路１３及び減衰回路１４が制御される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ８８において、受信機２１ｂを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ｂの位相を測定する。

引き続き、ステップＳ８９においてパラメータｎに１が加算され、ステップＳ９０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８７に戻る。ステップＳ９１では、測定された位相の平均値が算出される。そして、ステップＳ９２において、位相の平均値と目標位相との間の差の大きさが所定のしきい値以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ９３に進む。ステップＳ９３では、位相の平均値を目標位相に近づけるように、移相器７３の移相量Ｐ７３は所定の移相量だけ変化され、ステップＳ８６に戻る。一方、ステップＳ９４では移相器７３に対する移相量制御電圧が基準移相量制御電圧ＶＰ７３としてメモリ１０ｍに格納され、校正処理を終了する。

コンピュータ１０は、上述した校正処理を行った後に、受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂに代えて取り付けられた第１及び第２の評価用受信アンテナを備えた評価用アレーアンテナ（図示せず。）の性能の評価を行う。本実施形態に係る評価処理は、第１の実施形態に係る評価処理（図７参照。）に比較して、ステップＳ６１の処理の前に、減衰器７４、減衰器８４及び移相器７３に、基準減衰量制御電圧ＶＡ７４、基準減衰量制御電圧ＶＡ８４及び基準移相量制御電圧ＶＰ７３をそれぞれ印加する点のみが異なる。

本実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理によれば、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波に基づいて、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号６０ｂの振幅の平均値とを測定するように受信機２１ａ及び２１ｂを制御し、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された別の受信信号Ｓ６０ｂの振幅の平均値とが互いに一致するように減衰器８４及び上記振幅位相調整回路７２を制御する。そして、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの位相と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ｂの位相の平均値とを測定するように受信手段２１ａ及び２１ｂを制御し、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの位相と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ｂの位相の平均値とが互いに一致するように振幅位相調整回路７２を制御する。ここで、上述した校正処理では、受信信号Ｓ６０ａ及びＳ６０ｂの振幅及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準としてそれぞれ測定することにより、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１、入力端子Ｔ２０ａ−２及びネットワークアナライザ２０ｂの入力端子Ｔ２０ｂを校正基準面としているので、受信アンテナ６０ａと受信機２１ａとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ａとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。さらに、受信アンテナ６０ｂと受信機２１ｂとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ｂとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ｂの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態に比較して、第１及び第２の評価用受信アンテナを含む２素子のアレーアンテナの性能を評価するアンテナ評価装置において、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、上記アレーアンテナの評価精度を向上できる。

本実施形態において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ垂直偏波の電波を放射し、校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ垂直偏波の電波を受信した。しかしながら本発明はこれに限られず、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ水平偏波の電波を放射し、かつ校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ水平偏波の電波を受信してもよい。

第３の実施形態．
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。また、図１１（ａ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される垂直偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａｖの配置を示す説明図であり、図１１（ｂ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される水平偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｈの配置を示す説明図である。本実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃは、第１の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ａに比較して、それぞれ水平偏波の電波を放射する半波長ダイポールアンテナである散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５を含む散乱体アンテナ群５０ｂと、分配器４０と、送信回路３０ｂとをさらに備えたことを特徴としている。ここで、送信回路３０ｂは、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂと、分配器１２ｂと、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５にそれぞれ対応して設けられた移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５を備えた移相回路１３ｂと、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５にそれぞれ対応して設けられた減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５を備えた減衰回路１４ｂとを備えて構成される。さらに、校正処理において、垂直偏波の校正時にダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｖが用いられ、水平偏波の校正時にスロットダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｈが用いられたことを特徴としている。

散乱体アンテナ５０ｂ−ｎは、散乱体アンテナ５０ｂ−ｎの給電点が散乱体アンテナ５０ａ−ｎの給電点に対して原点から遠ざかる方向に距離λ／２だけ離れた位置に設けられ、かつ水平偏波の電波を放射するように、散乱体アンテナ支持台１０１に横置きに取り付けられている。例えば、散乱体アンテナ５０ａ−１，５０ｂ−１の各給電点のＸＹＺ座標系での座標位置はそれぞれ、（０，Ｒ，０），（０，Ｒ＋λ／２，０）である。なお、散乱体アンテナ５０ｂ−ｎの長手方向は、原点を中心とする円の接線に対して平行になるように設けられる。

コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、第１の実施形態と同様に、多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。さらに、コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の各移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の各減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５をそれぞれ、所定値に設定する。コンピュータ１０は、各移相器１３ｂ−ｎ毎に、印加される移相量制御電圧と移相量Ｐｂ−ｎとの関係を表す移相器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納するとともに、各減衰器１４ｂ−ｎ毎に、印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａｂ−ｎとの関係を表す減衰器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納している。そして、各移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５にそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５にそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含むデジタルの多重波制御信号Ｓ１０ｂを発生してＤ／Ａコンバータ１１ｂに出力する。さらに、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂは、入力される多重波制御信号Ｓ１０ｂを、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５に対応するアナログの移相量制御電圧及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５に対応するアナログの減衰量制御電圧に変換して、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５に印加する。

一方、信号発生器２２ａによって発生された送信信号Ｓ２２ａは、分配器４０によって２分配され、分配後の送信信号は分配器１２ａ及び１２ｂに出力される。送信回路３０ａは、第１の実施形態と同様に、分配器４０からの送信信号を用いて、各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から垂直偏波の各電波を放射する。また、分配器４０からの送信信号は分配器１２ｂにおいて５分配され、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５にそれぞれ出力される。移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５はそれぞれ、入力される送信信号の位相を、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂからの移相量制御電圧に対応する所定の移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５だけ移相させて、移相された各送信信号を対応する減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５に出力する。減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５はそれぞれ、入力される移相された送信信号を、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂからの減衰量制御電圧に対応する所定の減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５だけ減衰させて、対応する散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５から水平偏波の電波として放射する。

詳細後述するように、受信機２１ａは垂直偏波の校正時に散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって単独で放射された各電波を受信アンテナ６０ａｖを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する一方、水平偏波の校正時に散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５によって単独で放射された各電波を受信アンテナ６０ａｈを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する。さらに、受信機２１ａは、評価用受信アンテナ（図示せず。）の評価時に、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された各電波と、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５によって放射された各電波との多重波を、評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する。そして、受信機２１ａは、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。コンピュータ１０は、受信機２１ａからの受信データを用いて、詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、コンピュータ１０によって実行される校正処理を説明する。コンピュータ１０は始めに垂直偏波の校正を行い、次に水平偏波の校正を行う。図１１（ａ）に示すように、垂直偏波の校正時には、受信アンテナ支持台１０２には、第１の実施形態に係る受信アンテナ６０ａと同様に構成された受信アンテナ６０ａｖが第１の実施形態と同様に取り付けられる。そして、コンピュータ１０は、減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の各減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５をそれぞれ最大値に設定し、かつ移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の各移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５をそれぞれゼロに設定して多重波制御信号Ｓ１０ｂを発生してＤ／Ａコンバータ１１ｂに出力する。これにより、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５から電波は放射されない。次いで、コンピュータ１０は送信回路３０ａ及び受信アンテナ６０ａｖを用いて図３の校正処理を行い、垂直偏波の目標振幅、垂直偏波の目標位相、各減衰器１４ａ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び各移相器１３ａ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎをメモリ１０ｍに格納する。

次に、水平偏波の校正時には、図１１（ｂ）に示すように受信アンテナ支持台１０２にはスロットダイポールアンテナである受信アンテナ６０ａｈが、水平偏波の電波を受信するように横置きに取り付けられる。なお、受信アンテナ６０ａｈの長手方向は、Ｙ軸に対して平行になるように設けられる。そして、コンピュータ１０は、減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５をそれぞれ最大値に設定し、かつ移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５をそれぞれゼロに設定して多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から電波は放射されない。次いで、コンピュータ１０は送信回路３０ｂ及び受信アンテナ６０ａｈを用いて図３と同様の校正処理を行い、水平偏波の目標振幅、水平偏波の目標位相、各減衰器１４ｂ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡｂ−ｎ及び各移相器１３ｂ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰｂ−ｎをメモリ１０ｍに格納する。

コンピュータ１０は、上述した垂直偏波の校正及び水平偏波の校正を行った後に、校正用受信アンテナ６０ａｈ及び６０ａｖに代えて受信アンテナ支持台１０２に取り付けられた評価用受信アンテナの性能の評価を行う。具体的には、はじめに、コンピュータ１０は、第１の実施形態に係る評価処理におけるステップＳ６１〜Ｓ６３の各処理を、送信回路３０ａ，３０ｂ毎に行う。そして、評価用受信アンテナを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより、評価用受信アンテナの性能を評価する。

本実施形態によれば、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５を用いて垂直偏波及び水平偏波の電波を放射するアンテナ評価装置において、第１の実施形態と同様に従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

本実施形態によれば、垂直偏波の校正時には垂直偏波に対してＸＹ平面内で無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａｖを用い、水平偏波の校正時にはＸＹ平面内で水平偏波に対して無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａｈを用いるので、受信機２１ａによって受信された受信信号Ｓ６０ａの振幅を補正する必要がない。

第４の実施形態．
図１２は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｖ，６０ａｈの配置を示す説明図である。本実施形態は、第３の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、垂直偏波の電波を受信するための校正用受信アンテナ６０ａｖと、水平偏波の電波を受信するための校正用受信アンテナ６０ａｈと、校正用受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈを切り換えて選択的に受信機２１ａに接続するためのスイッチＳＷとを設けたことを特徴としている。

図１２において、受信アンテナ６０ａｖは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（−λ／４，０，０）に設置されかつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。また、受信アンテナ６０ａｈは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（λ／４，０，０）に設置されかつ水平偏波の電波を受信するように横置きに取り付けられている。なお、受信アンテナ６０ａｈの長手方向は、Ｙ軸に対して平行になるように設けられる。受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈはアレーアンテナを構成する。

コンピュータ１０は、垂直偏波の校正時にはスイッチＳＷを接点ａに切り換え、垂直偏波の校正時にはスイッチＳＷを接点ｂに切り換えて、第３の実施形態と同様にアンテナ評価装置の校正を行う。

本実施形態によれば、垂直偏波の校正を行った後に、受信アンテナ支持台１０２において受信アンテナ６０ａｖを受信アンテナ６０ａｈに取り替える必要がないので、第３の実施形態に比較して簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、本実施形態において、スイッチＳＷに代えて分配器を設けてもよい。また、スイッチＳＷを受信機２１ａに設けてもよい。

さらに、第３及び第４の実施形態において、スロットダイポールアンテナである受信アンテナ６０ａｈの長手方向はＹ軸に平行に設けられた。しかしながら、本発明はこれに限られず、スロットダイポールアンテナのＸＹ平面内での指向特性は、受信すべき主偏波である水平偏波に対して無指向であるので、受信アンテナ６０ａｈの長手方向をＸＹ平面に平行に設ければよい。

第５の実施形態．
図１３は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｔの配置を示す説明図である。本実施形態は、第３の実施形態に比較して、校正用受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈに代えて、垂直偏波及び水平偏波の各校正時に共通の校正用受信アンテナ６０ａｔを用いたことを特徴としている。

図１３において、受信アンテナ６０ａｔは傾斜ダイポールアンテナであって、受信アンテナ６０ａｔの給電点はＸＹＺ座標系の原点に設けられている。さらに、受信アンテナ６０ａｔは、原点から散乱体アンテナ５０ａ−１を見込んだ方位から時計回りにθだけ回転した方位に、Ｚ軸に対して５３度の傾斜角をなすように傾けて設けられている。一般に、ダイポールアンテナの傾斜角を５３度に設定することにより、水平偏波及び垂直偏波の各電波が受信される。

コンピュータ１０は、垂直偏波の校正と水平偏波の校正とで共通の受信アンテナ６０ａｔを用いて第３の実施形態と同様にアンテナ評価装置の校正を行う。従って、本実施形態によれば、垂直偏波の校正及び水平偏波の校正で共通の受信アンテナ６０ａｔを用いたので、垂直偏波の校正と水平偏波の校正とで受信アンテナの取り替え又は切換を行う必要が無く、第３及び第４の実施形態に比較して簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度より大きい値に設定すると水平偏波しか受信されず、傾斜角を５３度より小さい値に設定すると垂直偏波しか受信されない。また、一般に、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度に設定すると、水平偏波と垂直偏波の総到来電力がそれぞれ一定の場合には、交差偏波電力比（水平偏波の電力と垂直偏波の電力の比率である。）に依らず平均受信電力が一定となる。このため、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度に設定すると、上述した垂直偏波の校正及び水平偏波の校正を行った後に、送信回路３０ａから放射された各垂直偏波の電波の総電力と、送信回路３０ｂから放射された各水辺偏波の電波の総電力との比を変化させて、受信信号Ｓ６０ａの電力を測定し、当該電力が一定になることを確認できる。

なお、受信アンテナ６０ａｔの傾斜方位θは、任意の方位であって良い。

また、第３〜第５の実施形態において、コンピュータ１０は垂直偏波の校正を行った後に水平偏波の校正を行ったが、本発明はこれに限られず、水平偏波の校正を行った後に垂直偏波の校正を行ってもよい。

第６の実施形態．
図１４は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ１の配置を示す説明図であり、図１５は、図１４の受信アンテナ６０ａ１の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に回転台８０を設け、アンテナ評価装置の校正時に、無指向の校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置された指向性の校正用受信アンテナ６０ａ１を用いたことを特徴としている。

図１４において、回転台８０は受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、ＸＹＺ座標系の原点を中心として回転方向８０ｒに回転可能なように取り付けられている。受信アンテナ６０ａ１はホーンアンテナであって、回転台８０の上に載置されている。図１５に示すように、受信アンテナ６０ａ１はＸＹ平面内で開口面の方向に主ビームを有する。コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａ１の主ビームを実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎに向けるように回転させる。

本実施形態によれば、指向性の受信アンテナ６０ａ１を用いて、第１の実施形態と同様に、簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、本実施形態において、受信アンテナ６０ａ１の主ビームの幅が、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の間隔（本実施形態では、７２度である。）に比較して十分に狭い場合には、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、散乱体アンテナ５０ａ−ｎ以外の各散乱体アンテナから電波をそれぞれ放射してもよい。

第７の実施形態．
図１６は、本発明の第７の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａの配置を示す説明図であり、図１７は、図１６の受信アンテナ６０ａの水平偏波の指向特性及び垂直偏波の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、アンテナ評価装置の校正時に、校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置されたシュペルトップダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｓを用いたことを特徴としている。さらに、アンテナ評価装置の校正時に実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、受信アンテナ６０ａの交差偏波識別度（ＸＰＤ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ））が実質的に最大になるように回転台８０を回転させることを特徴としている。

図１７において、受信アンテナ６０ａは、主偏波である垂直偏波に対してＸＹ平面内で無指向であるが、交差偏波である水平偏波に対してＹ軸の正の方向及び負の方向にそれぞれヌルを有する。このため、Ｙ軸の正の方向及び負の方向において、交差偏波識別度が最大となる。本実施形態において、コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が実質的に最大になるように回転させる。例えば、図１６に示すように、散乱体アンテナ５０ａ−２のみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が実質的に最大になるように回転させる。

一般に、第１の実施形態に係る受信アンテナ６０ａが理想的な半波長ダイポールであるときには、水平偏波の電波を受信しない。しかしながら、実際には、受信アンテナ６０ａに取りつられているバラン及びケーブル（図示せず。）の影響により、受信アンテナ６０ａによって水平偏波の電波も受信される。本実施形態によれば、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が大きい方位を散乱体アンテナ５０ａ−ｎに向けるように回転させるので、第１の実施形態に比較して、より高い精度で受信信号Ｓ６０ａの振幅を測定でき、より高い精度でアンテナ評価装置を校正できる。

第８の実施形態．
図１８は、本発明の第８の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ２の配置を示す説明図であり、図１９は、図１８の受信アンテナ６０ａ２の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に回転台８０を設け、アンテナ評価装置の校正時に、無指向の校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置された指向性の校正用受信アンテナ６０ａ２を用いたことを特徴としている。

図１９に示すように、受信アンテナ６０ａ２はＸＹ平面内で指向性を有する。コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ３の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつ回転させる毎に、ステップＳ４及びＳ５の各処理を行う。そして、回転台８０を３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ繰り返し回転させることにより受信アンテナ６０ａ２を１回転させて得られたＫ個の振幅の平均値とＫ個の位相の平均値とに基づいて、ステップＳ６以降の各処理を行う。同様に、図５の振幅調整処理のステップＳ３３の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させる毎に、ステップＳ３４及びＳ３５の各処理を行う。そして、得られたＫ個の振幅の平均値に基づいて、ステップＳ３６以降の各処理を行う。さらに、同様に、図６の位相調整処理のステップＳ５４の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させる毎に、ステップＳ５５及びＳ５６の各処理を行う。そして、得られたＫ個の振幅の平均値に基づいて、ステップＳ５７以降の各処理を行う。ただし、パラメータＫは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の総数５以上の値に設定される。

本実施形態によれば、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するときに、受信アンテナ６０ａ２を３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させて、受信信号Ｓ６０ａの振幅の平均値及び位相の平均値を算出し、振幅の平均値及び位相の平均値を用いて校正処理を行うので、指向性の受信アンテナ６０ａ２を用いて、第１の実施形態と同様に、簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

第１の実施形態の第１の変形例．
図２０は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｄの構成を示すブロック図である。また、図２１は、図２０のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートであり、図２２は、図２１のステップＳ１０Ａにおいて実行される振幅調整処理を示すフローチャートであり、図２３は、図２２のステップＳ１１Ａにおいて実行される位相調整処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をさらに備えたことを特徴としている。

図２０において、スイッチＳＷ１は散乱体アンテナ５０ａ−１と減衰器１４ａ−１との間に挿入され、スイッチＳＷ２は散乱体アンテナ５０ａ−２と減衰器１４ａ−２との間に挿入され、スイッチＳＷ３は散乱体アンテナ５０ａ−３と減衰器１４ａ−３との間に挿入され、スイッチＳＷ４は散乱体アンテナ５０ａ−４と減衰器１４ａ−４との間に挿入され、スイッチＳＷ５は散乱体アンテナ５０ａ−５と減衰器１４ａ−５との間に挿入される。コンピュータ１０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作をそれぞれ制御する。

図２１のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ２及びＳ３における各処理をステップＳ２Ａにおける処理に置き換え、ステップＳ１０及びＳ１１における各処理をステップＳ１０Ａ及びＳ１１Ａにそれぞれ置き換えたものである。図２１のステップＳ２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎの減衰量をゼロに設定し、移相器１３−ｎの移相量をゼロに設定する。また、ステップＳ１０Ａにおいて、目標振幅を用いて図２２の振幅調整処理を行い、ステップＳ１１Ａにおいて、目標位相を用いて図２３の位相調整処理を行う。

図２２の振幅調整処理は、第１の実施形態に係る振幅調整処理（図５参照。）に比較して、ステップＳ３２及びＳ３３における各処理を、ステップＳ３２Ａに置き換えたものである。ステップＳ３２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎの減衰量をゼロに設定し、移相器１３−ｎの移相量をゼロに設定する。また、図２３の位相調整処理は、第１の実施形態に係る位相調整処理（図６参照。）に比較して、ステップＳ５２及びステップＳ５３における各処理を、ステップＳ５２Ａにおける処理に置き換えたものである。ステップＳ５２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎに対する減衰量制御電圧を基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎに設定し、移相器１３−ｎの移相量Ｐａ−ｎをゼロに設定する。

また、コンピュータ１０は、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオンした後に、図７の評価処理を実行する。

本変形例によれば、各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から単独で電波を送信するときに、当該電波を送信する散乱体アンテナ以外の散乱体アンテナと送信回路３０ａとの間の各接続を遮断する。従って、第１の実施形態に比較して、アンテナ評価装置を高精度で校正できる。

なお、スイッチＳＷ１を分配器１２ａと移相器１３ａ−１との間に挿入し、スイッチＳＷ２を分配器１２ａと移相器１３ａ−２との間に挿入し、スイッチＳＷ３を分配器１２ａと移相器１３ａ−３との間に挿入し、スイッチＳＷ４を分配器１２ａと移相器１３ａ−４との間に挿入し、スイッチＳＷ５を分配器１２ａと移相器１３ａ−５との間に挿入してもよい。この場合は、ステップＳ２Ａ、Ｓ３２Ａ及びステップＳ５２Ａにおいて、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定する。

第１の実施形態の第２の変形例．
図２４は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｅの構成を示すブロック図である。また、図２５は、図２４のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器１２ａに出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｄを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２５のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ１における処理の前に、始めに、ステップＳ０における処理を実行する点が異なる。ステップＳ０において、コンピュータ１０は、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、図２５の校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、図７の評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第１の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、ステップＳ０において遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第１の実施形態の第３の変形例．
図２６は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｆの構成を示すブロック図である。また、図２７は、図２６のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器１２ａに出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。フェージング回路９１は、送信信号Ｓ２２ａに対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加して出力する。フェージング回路９１は、コンピュータ１０の制御下で、受信アンテナ６０ａの指向性、到来波の情報、移動速度等の条件を仮想的に設定し、受信アンテナ６０ａが移動した場合に受信されるであろう信号を出力する。この出力信号は、フェージングに相当する時間的な変動を含む。このように、フェージング回路９１は、受信アンテナ６０ａが移動することによって生じるフェージングを仮想的に発生させることができる。より具体的には、フェージング回路９１は、特許文献２に開示されるようなフェージングシミュレータに基づいて構成され、コンピュータ１０からの遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相の各パラメータを含むフェージング制御信号に基づいて、送信信号Ｓ２２ａに対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加して、送信信号Ｓ２２ａｆとして分配器１２ａに出力する。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｄを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｆを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２７のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ１における処理の前に、始めに、ステップＳ０Ａにおける処理を実行する点が異なる。ステップＳ０Ａにおいて、コンピュータ１０は、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、図７の評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第１の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、ステップＳ０において遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

第２の実施形態の第１の変形例．
図２８は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｇの構成を示すブロック図である。本変形例は、第２の実施形態に比較して、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器１２ａに出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｄを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２８において、コンピュータ１０は、図９のアンテナ評価装置の校正処理を実行するときに、始めに、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第２の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、校正処理の間は遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第２の実施形態の第２の変形例．
図２９は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｈの構成を示すブロック図である。本変形例は、第２の実施形態に比較して、第１の実施形態の第３の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器１２ａに出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｆを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２９において、コンピュータ１０は、アンテナ評価処理の校正処理を実行するときは、始めに、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第２の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、アンテナ評価装置の校正処理時に遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

第３の実施形態の第１の変形例．
図３０は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｉの構成を示すブロック図である。本変形例は、第３の実施形態に比較して、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器４０に出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器４０は、送信信号Ｓ２２ａｄを２分配して分配器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。

図３０において、コンピュータ１０は、図９のアンテナ評価装置の校正処理を実行するときに、始めに、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第３の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、校正処理の間は遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第３の実施形態の第２の変形例．
図３１は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｊの構成を示すブロック図である。本変形例は、第３の実施形態に比較して、第１の実施形態の第３の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器４０に出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。また、分配器４０は、送信信号Ｓ２２ａｆを２分配して分配器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。

図２９において、コンピュータ１０は、アンテナ評価処理の校正処理を実行するときは、始めに、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第３の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、アンテナ評価装置の校正処理時に遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

なお、上記各実施形態及びその変形例において、送信回路３０ａ，３０ｂは、入力される送信信号を５個の送信信号に分配して分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させたが、本発明はこれに限られず、入力される送信信号を２個以上の複数の送信信号に分配して分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させてもよい。

また、上記各実施形態及びその変形例において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５，５０ｂ−１〜５０ｂ−５を円周上に等間隔に配置したが、本発明はこれに限られず、２個以上の複数の散乱体アンテナを、評価用受信アンテナの周囲に配置すればよい。

さらに、上記各実施形態及びその変形例において、送信回路３０ａは、減衰回路１４ａにおいて移相後の送信信号を減衰させた。しかしながら、本発明はこれに限られず、減衰回路１４ａに代えて、移相後の送信信号を増幅する増幅器を設けてもよい。この場合、目標振幅は、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波の受信信号Ｓ６０ａの最大値に設定される。減衰回路１４ｂもまた、減衰回路１４ａと同様に増幅回路に置き換えてもよい。また、第２の実施形態において、減衰器７２及び８４に代えて増幅器を設けてもよい。

以上詳述したように、本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行するので、送信手段と受信手段との間の経路全体において生じる通過損失の受信信号の振幅及び位相に対する影響を取り除くことができ、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

１０…コンピュータ、
１０ｍ…メモリ、
１０ｉ…入力装置、
１１ａ，１１ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、
１２ａ，１２ｂ…分配器、
１３ａ，１３ｂ…移相回路、
１３ａ−１〜１３ａ−５，１３ｂ−１〜１３ｂ−５…移相器、
１４ａ，１４ｂ…減衰回路、
１４ａ−１〜１４ａ−５，１４ｂ−１〜１４ｂ−５…減衰器、
２０ａ，２０ｂ…ネットワークアナライザ、
２１ａ，２１ｂ…受信機、
２２ａ…信号発生器、
４０…分配器、
５０ａ，５０ｂ…散乱体アンテナ群、
５０ａ−１〜５０ａ−５，５０ｂ−１〜５０ｂ−５…散乱体アンテナ、
６０ａ，６０ｂ，６０ａｖ，６０ａｈ，６０ａｓ，６０ａｔ，６０ａ１，６０ａ２…校正用受信アンテナ、
７２…振幅位相調整回路、
７３…移相器、
７４，８４…減衰器、
８０…回転台、
９０…遅延回路、
９１…フェージング回路、
１０１…散乱体アンテナ支持台、
１０２…受信アンテナ支持台、
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ，２００Ｆ，２００Ｇ，２００Ｈ，２００Ｉ，２００Ｊ…多重波制御測定装置、
ＳＷ，ＳＷ１〜ＳＷ５…スイッチ。

本発明は、無線通信装置のアンテナの性能を評価するためのアンテナ評価装置及び当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法に関する。

従来、散乱体をモデル化するための複数の送信アンテナ（以下、散乱体アンテナという。）を所定の半径を有する円周上に等間隔に設け、当該散乱体アンテナの各設置位置の中心付近に空間的な多重波を生成するアンテナ評価装置が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１〜４を参照。）。このようなアンテナ評価装置において、信号発生器によって発生された送信信号は、散乱体アンテナの数と同数の送信信号に分配され、分配後の各送信信号はそれぞれ移相器及び減衰器を介して対応する散乱体アンテナから放射される。このとき、移相器の各移相量及び減衰器の各減衰量を調整することにより、散乱体アンテナの各設置位置の中心にレイリーフェージング環境などの所定の多重波伝搬状態を生成できる。このため、散乱体アンテナの各設置位置の中心に評価用受信アンテナを設置し、当該受信アンテナによって受信された受信信号に基づいて、フェージング環境下における受信アンテナの性能を評価できる。

特開２００５−２２７２１３号公報。 特許第３８１６４９９号公報。

坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによる端末アンテナの実効性能評価」、松下テクニカルジャーナル、第５２巻、第５号、７０頁〜７５頁、２００６年１０月。 坂田勉ほか、「空間フェージングエミュレータによるＭＩＭＯアンテナのチャネル容量測定」、電子情報通信学会２００７年ソサイエティ大会講演論文集、Ｂ−１−９，２００７年９月。 坂田勉ほか、「角度スペクトラムが設定可能な端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第５号、１３頁〜１８頁、２００８年４月」。 坂田勉ほか、「多重波生成装置による複数クラスター伝搬環境下における端末ＭＩＭＯアンテナ測定用空間多重波生成装置によるアンテナの伝送特性評価」、電子情報通信学会技術研究報告、第１０８巻、第４２９号、１２１頁〜１２６頁、２００９年４月。

図３２は、従来技術に係る近傍界校正法を説明するためのブロック図である。図３２において、信号源９０１は送信信号を発生して送信アンテナ９０２から受信アンテナ９０３に向けて送信し、受信機９０４は送信された送信信号を受信アンテナ９０３を用いて受信する。近傍界校正法による校正時に、校正用測定器９０７は、送信アンテナ９０２の近傍に配置された校正用素子であるプローブ９０５を用いて送信アンテナ９０２近傍の電磁界を測定し、送信アンテナ９０２からの放射電力を算出する。信号源９０１は、算出された放射電力に基づいて、所定の放射電力の電波を放射するように調整される。

従来技術に係る近傍界校正法を、上述したアンテナ評価装置に適用する場合には以下の課題があった。上述したアンテナ評価装置では、散乱体アンテナの各設置位置の中心付近に所定の多重波伝搬状態を生成するように、分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させる。このため、より精度良くフェージング環境を生成するためには、送信信号を発生する信号源から受信アンテナが接続される受信機までのシステム全体において、あらかじめ受信信号の振幅及び位相の校正を行う必要がある。しかしながら、近傍界校正法を用いると、散乱体アンテナからの放射電力しか校正できず、受信機側の校正を別に行う必要があった。さらに、プローブ９０５を複数の散乱体アンテナの近傍に順次配置する、あるいは散乱体アンテナと同数のプローブ９０５を散乱体アンテナの近傍にそれぞれ配置する必要があり、校正のために比較的多くの時間、もしくは多数のプローブを必要とした。さらに、上述したアンテナ評価装置において、分配後の各送信信号の位相を、散乱体アンテナの設置位置の中心付近に所定の多重波伝搬状態を生成するように正確に制御する必要がある。しかしながら、従来技術に係る近傍界校正法では、プローブ９０５で受信された電波の電力しか用いないので、各散乱体アンテナから放射される電波の位相を校正することはできなかった。

本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行って、アンテナの評価精度を向上できるアンテナ評価装置及び当該アンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法を提供することにある。

第１の発明に係るアンテナ評価装置は、互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、所定の送信信号を発生する信号発生手段と、上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置において、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価することを特徴とする。

上記アンテナ評価装置において、校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段を備え、上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナは無指向の指向特性を有することを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの主ビームを実質的に上記各散乱体アンテナに向けるように上記回転台を回転させることを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの交差偏波識別度が実質的に最大となるように上記回転台を回転させることを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記回転台を所定の角度ずつ回転させることを繰り返すことにより上記校正用受信アンテナを１回転させ、上記各角度毎の各受信信号の振幅の平均値及び位相の平均値を測定し、上記振幅の平均値及び位相の平均値を上記測定された振幅及び位相として用いることを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、上記制御手段は、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナのうちの一方を、上記受信手段に選択的に接続するスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、上記アンテナ評価装置において、上記受信手段は、上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナを用いたことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価装置において、上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価装置において、複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを特徴とする。

第２の発明に係るアンテナ評価方法は、互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、所定の送信信号を発生する信号発生手段と、上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法であって、上記制御手段により、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価する制御ステップを含むことを特徴とする。

また、上記アンテナ評価方法において、上記制御ステップは、校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価することを含み、上記アンテナ評価装置は、上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、上記制御ステップは、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを含むことを特徴とする。

さらに、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、上記制御ステップは、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを含むことを特徴とする。

またさらに、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを含むこと特徴とする。

また、上記アンテナ評価方法において、上記アンテナ評価装置は、複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを含むことを特徴とする。

本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行するので、送信手段と受信手段との間の経路全体において生じる通過損失の受信信号の振幅及び位相に対する影響を取り除くことができ、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の構成を示す要部斜視図である。 図１の多重波制御測定装置２００Ａの構成を示すブロック図である。 図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ８において作成される校正テーブルの一例を示す表である。 図３のステップＳ１０において実行される振幅調整処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１において実行される位相調整処理を示すフローチャートである。 図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂの構成を示すブロック図である。 図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。 （ａ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される垂直偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａｖの配置を示す説明図であり、（ｂ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される水平偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｈの配置を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｖ，６０ａｈの配置を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｔの配置を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ１の配置を示す説明図である。 図１４の受信アンテナ６０ａ１の指向特性を示す特性図である。 本発明の第７の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａｓの配置を示す説明図である。 図１６の受信アンテナ６０ａｓの水平偏波の指向特性及び垂直偏波の指向特性を示す特性図である。 本発明の第８の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ２の配置を示す説明図である。 図１８の受信アンテナ６０ａ２の指向特性を示す特性図である。 本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｄの構成を示すブロック図である。 図２０のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 図２１のステップＳ１０Ａにおいて実行される振幅調整処理を示すフローチャートである。 図２２のステップＳ１１Ａにおいて実行される位相調整処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｅの構成を示すブロック図である。 図２４のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｆの構成を示すブロック図である。 図２６のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｇの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｈの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｉの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｊの構成を示すブロック図である。 従来技術に係る近傍界校正法を説明するためのブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ評価装置（空間多重波生成装置又はフェージングエミュレータともいう。）の構成を示す要部斜視図であり、図２は、図１の多重波制御測定装置２００Ａの構成を示すブロック図である。

詳細後述するように、本実施形態に係るアンテナ評価装置は、コンピュータ１０において、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎであり、本実施形態においてＮは５である。）から単独で電波を放射するように送信回路３０ａを制御し、散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波に基づいて、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように送信回路３０ａを制御し、上記各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信回路３０ａの基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎをメモリ１０ｍに格納する校正を実行することを特徴としている。さらに、コンピュータ１０において、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力装置１０ｉから入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信回路３０ａの基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎに対して、上記振幅差分値に対応する減衰量制御電圧及び上記位相差分値に対応する移相量制御電圧を加算することにより、送信回路３０ａにおいて設定すべき各散乱体アンテナ５０ａ−毎の減衰量制御電圧及び移相量制御電圧を演算して多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力し、上記各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから同時に送信信号を送信したときに評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価することを特徴としている。

図１において、本実施形態に係るアンテナ評価装置は、それぞれ半波長ダイポールアンテナである散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５を含む散乱体アンテナ群５０ａと、多重波制御測定装置２００Ａとを備えて構成される。散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ、正５角筒の形状を有する格子状に組み立てられた散乱体アンテナ支持台１０１の各頂点部に、給電点の高さが床面からＨの位置になりかつ垂直偏波の電波を放射するように縦置きに取り付けられている。これにより、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５は半径Ｒの円周上に等間隔に配置されている。ここで、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の各給電点の位置の中心を右手系のＸＹＺ座標系の原点とし、原点に対して上方向をＺ軸の正の方向とし、原点から散乱体アンテナ５０ａ−１へ向かう方向をＹ軸の正の方向とする。

図１のアンテナ評価装置の校正時には受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ（以下、受信アンテナともいう。）６０ａが取り付けられ、評価時には受信アンテナ６０ａ又は評価対象の別の受信アンテナ（図示せず。以下、評価用受信アンテナという。）が取り付けられる。本実施形態において、校正用受信アンテナ６０ａは半波長ダイポールアンテナであって、ポールである受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点が原点に設置されかつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。本実施形態において、散乱体アンテナ支持台１０１及び受信アンテナ支持台１０２は、ポリプロピレン又は塩化ビニルなどの樹脂材料によって形成されている。また、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａの各給電点の床面からの高さＨは１．５ｍに設定されており、各給電点の原点からの距離Ｒは１．５ｍに設定されている。

図２において、多重波制御測定装置２００Ａは、メモリ１０ｍ及びキーボードなどの入力装置１０ｉを有するコンピュータ１０と、受信機２１ａ及び信号発生器２２ａを備えたネットワークアナライザ２０ａと、送信回路３０ａとを備えて構成される。さらに、送信回路３０ａは、Ｄ／Ａコンバータ１１ａと、分配器１２ａと、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５にそれぞれ対応して設けられた移相器１３ａ−１〜１３ａ−５を備えた移相回路１３ａと、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５にそれぞれ対応して設けられた減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５を備えた減衰回路１４ａとを備えて構成される。ネットワークアナライザ２０ａは、信号発生器２２ａにおいて２．１４ＧＨｚの周波数を有する無変調連続波信号である送信信号Ｓ２２ａを発生する単一周波数モードに設定されており、測定ポイント数は１６０１ポイント、掃引時間は１６秒、送信出力レベルは＋５ｄＢｍ、表示画面は散乱パラメータＳ２１の極座標表示となるようにそれぞれ設定されている。このとき、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１がポート１であり、入力端子Ｔ２０ａ−２がポート２である。

信号発生器２２ａは、送信信号Ｓ２２ａを発生して分配器１２ａ及び受信機２１ａに出力する。送信信号Ｓ２２ａは分配器１２ａにおいて５分配され、分配後の各送信信号は移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力される。移相器１３ａ−１〜１３ａ−５はそれぞれ、入力される送信信号の位相を、Ｄ／Ａコンバータ１１ａからの移相量制御電圧に対応する所定の移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５だけ移相させて、移相された送信信号を対応する減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５に出力する。減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５はそれぞれ、入力される移相された送信信号を、Ｄ／Ａコンバータ１１ａからの減衰量制御電圧に対応する所定の減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５だけ減衰させて、対応する散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から垂直偏波の電波として放射する。ここで、図１のアンテナ評価装置において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５と、散乱体アンテナ支持台１０１と、受信アンテナ６０ａ又は評価用受信アンテナと、受信アンテナ支持台１０２とは電波暗室内に設置されているので、天井、床面、壁面などで反射する反射波の影響は直接波に比較して十分小さく、ＸＹＺ座標系の原点において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射された直接波からなる多重波が生成される。なお、多重波制御測定装置２００Ａは金属製であって、電波を反射するので電波暗室の外部に設けられる。

一方、コンピュータ１０はアンテナ評価装置の校正時及び評価用の受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５をそれぞれ、所定値に設定する。コンピュータ１０は、各移相器１３ａ−ｎ毎に、印加される移相量制御電圧と移相量Ｐａ−ｎとの関係を表す移相器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納するとともに、各減衰器１４ａ−ｎ毎に、印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａａ−ｎとの関係を表す減衰器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納している。そして、各移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５にそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５にそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含むデジタルの多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。

さらに、Ｄ／Ａコンバータ１１ａは、入力される多重波制御信号Ｓ１０ａを、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５にそれぞれ対応するアナログの移相量制御電圧及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５にそれぞれ対応するアナログの減衰量制御電圧に変換して、移相器１３ａ−１〜１３ａ−５及び減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５にそれぞれ印加する。

また、受信機２１ａは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ａ又は評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信し、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅（受信電力である。）及び位相を測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。コンピュータ１０は、受信機２１ａからの受信データを用いて、図３を参照して詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を説明する。図３は、図２のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートであり、図４は、図３のステップＳ８において作成される校正テーブルの一例を示す表である。また、図５は、図３のステップＳ１０において実行される振幅調整処理を示すフローチャートであり、図６は、図３のステップＳ１１において実行される位相調整処理を示すフローチャートである。なお、アンテナ評価装置の校正時には、図１に示すように、受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ６０ａが取り付けられている。

図３のステップＳ１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ２において、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎを０に設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定し、ステップＳ３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。次に、コンピュータ１０は、ステップＳ４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−Ｎにそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから電波が放射される。さらに、ステップＳ５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を測定する。次に、ステップＳ６においてパラメータｎに１が加算される。そして、ステップＳ７において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２に戻る。

次に、ステップＳ８において、コンピュータ１０は、全ての散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５についてステップＳ５で測定された各振幅及び各位相に基づいて校正テーブルを作成する。図４に示すように、校正テーブルは、散乱体アンテナ５０ａ−ｎと、当該散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射したときの受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相との関係を示す。ステップＳ８に続いて、ステップＳ９において、コンピュータ１０は校正テーブルを参照して、測定された振幅の最小値を目標振幅に設定し、測定された位相の平均値を目標位相に設定する。そして、ステップＳ１０において、目標振幅を用いて図５の振幅調整処理を行い、ステップＳ１１において、目標位相を用いて図６の位相調整処理を行い、アンテナ評価装置の校正処理を終了する。

次に、図５を参照して図３のステップＳ１０における振幅調整処理を説明する。ステップＳ３１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ３２において、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎを０に設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定し、ステップＳ３３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ３４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−Ｎにそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波が放射される。さらに、ステップＳ３５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅を測定する。

そして、ステップＳ３６において、測定された振幅が目標振幅以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では、減衰器１４ａ−ｎの減衰量Ａａ−ｎは所定の減衰量だけ増加され、ステップＳ３４に戻る。一方、ステップＳ３８において、減衰器１４ａ−ｎに対する減衰量制御電圧が基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納される。そして、ステップＳ３９においてパラメータｎに１が加算される。次に、ステップＳ４０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときは振幅調整処理を終了する一方、ＮＯのときはステップＳ３２に戻る。

次に、図６を参照して図３のステップＳ１１における位相調整処理を説明する。ステップＳ５１において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ５２において、減衰器１４ａ−ｎに対する減衰量制御電圧を基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎに設定し、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定する。さらに、ステップＳ５３において、移相器１３ａ−１〜１３ａ−Ｎの各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎをゼロに設定する。次に、コンピュータ１０は、ステップＳ５４において、設定された各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−Ｎにそれぞれ対応する移相量制御電圧と、基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎと、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器に対して設定された各減衰量にそれぞれ対応する減衰量制御電圧とを含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波が放射される。さらに、ステップＳ５５において、コンピュータ１０は、受信機２１ａを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの位相を測定する。

次に、ステップＳ５６において、測定された位相と目標位相との間の差の大きさが所定のしきい値以下であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５８に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５７に進む。ステップＳ５７では、コンピュータ１０は、受信信号Ｓ６０ａの位相を目標位相に近づけるように、移相器１３ａ−ｎの移相量を所定の移相量だけ変化させ、ステップＳ５４に戻る。一方、ステップＳ５８において、移相器１３ａ−ｎに対する移相量制御電圧は、基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納される。引き続き、ステップＳ５９において、パラメータｎに１が加算される。次に、ステップＳ６０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときは位相調整処理を終了する一方、ＮＯのときはステップＳ５２に戻る。

次に、図７を参照して、図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を説明する。図７は、図２のコンピュータ１０によって実行される評価処理を示すフローチャートである。コンピュータ１０は、図３の校正処理を行った後に、受信アンテナ支持台１０２に取り付けられた評価用受信アンテナ（図示せず。）の性能の評価を行う。始めに、ステップＳ６１において、入力装置１０ｉから、ＸＹＺ座標系の原点においてレイリーフェージング又は仲上−ライスフェージングなどの所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値を受信する。このとき、上記各振幅差分値及び各位相差分値は、アンテナ評価装置のユーザによって入力装置１０ｉから入力されるが、本発明はこれに限られず、別のコンピュータからインターフェース回路などの入力装置を介して受信されてもよい。

次に、ステップＳ６２において、メモリ１０ｍに格納された各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎに対して、各減衰器特性テーブル及び各移相器特性テーブルを参照して、上記振幅差分値に対応する減衰量制御電圧及び上記位相差分値に対応する移相量制御電圧を加算することにより、各減衰器１４ａ−ｎに印加する減衰量制御電圧及び各移相器１３ａ−ｎに印加する移相量制御電圧を演算する。さらに、ステップＳ６３において、演算された各減衰量制御電圧及び各移相量制御電圧を含む多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力することにより、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから同時に送信信号を送信する。そして、ステップＳ６４において、評価用受信アンテナを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより、上記評価用受信アンテナの性能を評価する。

本実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理によれば、受信機２１ａにおいて各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から、同一の目標位相及び同一の目標振幅を有する受信信号Ｓ６０ａを受信できるように、各移相器１３ａ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎ及び各減衰器１４ａ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎを設定する。ここで、上述した校正処理では、受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準として測定することにより、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１及び入力端子Ｔ２０ａ−２を校正基準面としている。従って、受信アンテナ６０ａと受信機２１ａとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ａとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。また、校正用受信アンテナを各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の近傍に順次配置する、あるいは散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５と同数の校正用受信アンテナを各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の近傍にそれぞれ配置する必要がない。このため、本実施形態によれば、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができる。さらに、評価用受信アンテナの評価時に、所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ５０ａ−ｎ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、送信回路Ｓ３０ａの動作を制御するので、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

なお、本実施形態において、ＸＹ平面内で無指向の指向特性を有する半波長ダイポールアンテナを校正用受信アンテナ６０ａとして用いた。しかしながら、本発明はこれに限られず、既知の指向特性を有する別の校正用受信アンテナを用いてもよい。この場合、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから放射された電波を校正用受信アンテナを用いて受信したときの受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を、当該散乱体アンテナ５０ａ−ｎの方位における校正用受信アンテナの振幅及び位相の各指向特性を用いて、無指向の受信アンテナを用いて受信した場合の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相にそれぞれ補正する。そして、補正後の振幅及び位相を、図３のステップＳ５、図５のステップＳ３５及び図６のステップＳ５５における振幅及び／又は位相の測定値として用いればよい。ただし、ＸＹ平面内でヌルを有する指向特性を有する受信アンテナを校正処理に用いることはできない。好ましくは、受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信アンテナ６０ａの指向特性を用いて補正する必要がないので、無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａを校正処理に用いる。

また、本実施形態において、分配器１２ａに代えて、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを移相器１３ａ−１〜１３ａ−５のうちの１つに切り換えて出力するスイッチを設けてもよい。これにより、分配器１２ａにおける分配損失が生じないので、より広いダイナミックレンジを有する受信電力の電波を散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射できる。

また、図３のアンテナ評価装置の校正処理のステップＳ９において、測定された位相の平均値を目標位相に設定した。しかしながら、本発明はこれに限られず、例えば、測定された位相の最小値又は最大値などの他の値を目標位相に設定してもよい。ただし、好ましくは、測定された位相の平均値を目標位相に設定する。これにより、図６の位相調整処理において、各移相器１３ａ−ｎの移相量を変化させるときの変化量の総和（ステップＳ５７における所定の移相量の倍数である。）を最小にできる。このため、各移相器１３ａ−ｎにおける移相動作に伴う減衰量の変化の影響を最小にして、高い精度で校正を行うことができる。

また、図５の振幅調整処理に代えて、減衰器１４ａ−ｎ毎に、減衰器特性テーブルを参照して目標振幅を有する受信信号Ｓ６０ａを受信するための減衰量制御電圧を決定して、基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納してもよい。さらに、図６の移相調整処理に代えて、移相器１３ａ−ｎ毎に、移相器特性テーブルを参照して目標位相を有する受信信号Ｓ６０ａを受信するための移相量制御電圧を決定して、基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎとしてメモリ１０ｍに格納してもよい。

第２の実施形態．
図８は、本発明の第２の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂの構成を示すブロック図であり、図９は、図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｂは、第１の実施形態に係る多重波制御生成装置２００Ａに比較して、受信機２１ｂを備えたネットワークアナライザ２０ｂと、移相器７３及び減衰器７４を含む振幅位相調整回路７２と、減衰器８４とをさらに備え、互いに半波長だけ離隔されて設けられた受信アンテナ６０ａ及び６０ｂを含むアレーアンテナを用いて図９の校正処理を行うことを特徴としている。

受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ、垂直偏波の電波を受信する半波長ダイポールアンテナである。また、受信アンテナ６０ａ及び６０ｂは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（０，λ／４，０）及び座標位置（０，−λ／４，０）にそれぞれ設けられ、かつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。ただし、λは散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から放射される電波の波長である。受信機２１ａは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ａ又は当該受信アンテナ６０ａに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナ（図示せず。）及び減衰器８４を介して受信信号Ｓ６０ａとして受信する。減衰器８４は、受信アンテナ６０ａ又は第１の評価用受信アンテナと受信機２１ａとの間に挿入され、受信信号Ｓ６０ａを減衰させて受信機２１ａに出力する。一方、振幅位相調整回路７２は、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された電波の多重波を、受信アンテナ６０ｂ又は当該受信アンテナ６０ｂに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナ（図示せず。）を用いて別の受信信号として受信して、当該別の受信信号の位相及び振幅を移相器７３及び減衰器７４により変化させて、受信信号Ｓ６０ｂとして受信機２１ｂに出力する。さらに、受信機２０ｂは、受信信号Ｓ６０ｂの振幅（受信電力である。）及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準として測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。なお、信号発生器２２ａによって発生された送信信号Ｓ２２ａは、分配器１２ａと、受信機２１ａ及び２１ｂとに出力される。

コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、減衰器８４の減衰量Ａ８４、移相器７３の移相量Ｐ７３及び減衰器７４の減衰量Ａ７４をそれぞれ所定値に設定する。コンピュータ１０は、減衰器８４に印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａ８４との関係を表す減衰器特性テーブルと、移相器７３に印加される移相量制御電圧と移相量Ｐ７３との関係を表す移相器特性テーブルと、減衰器７４に印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａ７４との関係を表す減衰器特性テーブルとをメモリ１０ｍに格納している。そして、移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された減衰量Ａ８４に対応する減衰量制御電圧設定と、設定された移相量Ｐ７３に対応する移相量制御電圧と、設定された減衰量Ａ７４に対応する減衰量制御電圧とを発生して、減衰器８４と、移相器７３と、減衰器７４とにそれぞれ印加する。また、コンピュータ１０は、受信機２１ａ及び２１ｂからの各受信データを用いて、図９を参照して詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、図９を参照して、図８のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を説明する。まず始めに、ステップＳ７１において、コンピュータ１０は、減衰器８４の減衰量Ａ８４をゼロに設定して、図３のアンテナ評価装置の校正処理を行う。なお、基準減衰量制御電圧ＶＡ８４は減衰量Ａ８４がゼロのときの減衰量制御電圧に設定されている。そして、ステップＳ７２において、減衰器７４の減衰量Ａ７４をゼロに設定するための減衰量制御電圧が減衰器７４に印加され、移相器７３の移相量Ｐ７３をゼロに設定するための移相量制御電圧が移相器７３に印加される。そして、ステップＳ７３においてパラメータｍが初期値０に設定され、ステップＳ７４において、パラメータｎが初期値１に設定される。そして、ステップＳ７５において、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するように移相回路１３及び減衰回路１４が制御される。具体的には、移相器１３ａ−ｎには基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎが印加され、その他の移相器には当該移相器の移相量をゼロにするための各移相量制御電圧が印加される。さらに、減衰器１４−ｎには基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎが印加され、その他の減衰器には当該減衰器の減衰量を最大値にするための減衰量制御電圧が印加される。これにより、目標振幅及び目標位相を有する電波が散乱体アンテナ５０ａ−ｎから放射される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ７６において、受信機２１ｂを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ｂの振幅を測定する。

引き続き、ステップＳ７７においてパラメータｎに１が加算され、ステップＳ７８において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ７９に進む一方、ＮＯのときはステップＳ７５に戻る。ステップＳ７９では、測定された振幅の平均値が算出される。そして、ステップＳ８０において、パラメータｍが０でありかつ振幅の平均値が目標振幅未満か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８２に進む。そして、ステップＳ８１において、振幅の平均値に基づいて、減衰器８４の基準減衰量制御電圧ＶＡ８４を、目標振幅を振幅の平均値に減衰させるために必要とされる減衰量制御電圧に変更し、ステップＳ８４に進む。

一方、ステップＳ８２において、振幅の平均値が目標振幅以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ８４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８３に進む。ステップＳ８３では、減衰器７４の減衰量Ａ７４は所定の減衰量だけ増加され、ステップＳ７４に戻る。一方、ステップＳ８４では、減衰器７４に対する減衰量制御電圧が基準減衰量制御電圧ＶＡ７４としてメモリ１０ｍに格納され、ステップＳ８５に進む。

ステップＳ８５では、基準減衰量制御電圧ＶＡ７４が減衰器７４に印加され、移相器７３の移相量Ｐ７３をゼロに設定するための移相量制御電圧が移相器７３に印加される。次に、ステップＳ８６において、パラメータｎが初期値１に設定され、ステップＳ８７において、ステップＳ７５と同様に、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するように移相回路１３及び減衰回路１４が制御される。そして、コンピュータ１０は、ステップＳ８８において、受信機２１ｂを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ｂの位相を測定する。

引き続き、ステップＳ８９においてパラメータｎに１が加算され、ステップＳ９０において、パラメータｎが散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０−Ｎの総数Ｎよりも大きいか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ８７に戻る。ステップＳ９１では、測定された位相の平均値が算出される。そして、ステップＳ９２において、位相の平均値と目標位相との間の差の大きさが所定のしきい値以下か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ９４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ９３に進む。ステップＳ９３では、位相の平均値を目標位相に近づけるように、移相器７３の移相量Ｐ７３は所定の移相量だけ変化され、ステップＳ８６に戻る。一方、ステップＳ９４では移相器７３に対する移相量制御電圧が基準移相量制御電圧ＶＰ７３としてメモリ１０ｍに格納され、校正処理を終了する。

コンピュータ１０は、上述した校正処理を行った後に、受信アンテナ支持台１０２に校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂに代えて取り付けられた第１及び第２の評価用受信アンテナを備えた評価用アレーアンテナ（図示せず。）の性能の評価を行う。本実施形態に係る評価処理は、第１の実施形態に係る評価処理（図７参照。）に比較して、ステップＳ６１の処理の前に、減衰器７４、減衰器８４及び移相器７３に、基準減衰量制御電圧ＶＡ７４、基準減衰量制御電圧ＶＡ８４及び基準移相量制御電圧ＶＰ７３をそれぞれ印加する点のみが異なる。

本実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理によれば、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波に基づいて、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号６０ｂの振幅の平均値とを測定するように受信機２１ａ及び２１ｂを制御し、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの振幅と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された別の受信信号Ｓ６０ｂの振幅の平均値とが互いに一致するように減衰器８４及び上記振幅位相調整回路７２を制御する。そして、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの位相と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ｂの位相の平均値とを測定するように受信手段２１ａ及び２１ｂを制御し、校正用受信アンテナ６０ａを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ａの位相と、校正用受信アンテナ６０ｂを用いて各測定された受信信号Ｓ６０ｂの位相の平均値とが互いに一致するように振幅位相調整回路７２を制御する。ここで、上述した校正処理では、受信信号Ｓ６０ａ及びＳ６０ｂの振幅及び位相を送信信号Ｓ２２ａを基準としてそれぞれ測定することにより、ネットワークアナライザ２０ａの出力端子Ｔ２０ａ−１、入力端子Ｔ２０ａ−２及びネットワークアナライザ２０ｂの入力端子Ｔ２０ｂを校正基準面としているので、受信アンテナ６０ａと受信機２１ａとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ａとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。さらに、受信アンテナ６０ｂと受信機２１ｂとの間の接続ケーブル及び信号発生器２２ａと各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５との間の接続ケーブルなどの信号発生器２２ａと受信機２１ｂとの間の経路全体において生じる通過損失の受信信号Ｓ６０ｂの振幅及び位相に対する影響を取り除くことができる。

本実施形態によれば、第１の実施形態に比較して、第１及び第２の評価用受信アンテナを含む２素子のアレーアンテナの性能を評価するアンテナ評価装置において、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、上記アレーアンテナの評価精度を向上できる。

本実施形態において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ垂直偏波の電波を放射し、校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ垂直偏波の電波を受信した。しかしながら本発明はこれに限られず、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５はそれぞれ水平偏波の電波を放射し、かつ校正用受信アンテナ６０ａ及び６０ｂはそれぞれ水平偏波の電波を受信してもよい。

第３の実施形態．
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃの構成を示すブロック図である。また、図１１（ａ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される垂直偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び受信アンテナ６０ａｖの配置を示す説明図であり、図１１（ｂ）は、図１０のコンピュータ１０によって実行される水平偏波の校正時の散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｈの配置を示す説明図である。本実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ｃは、第１の実施形態に係る多重波制御測定装置２００Ａに比較して、それぞれ水平偏波の電波を放射する半波長ダイポールアンテナである散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５を含む散乱体アンテナ群５０ｂと、分配器４０と、送信回路３０ｂとをさらに備えたことを特徴としている。ここで、送信回路３０ｂは、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂと、分配器１２ｂと、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５にそれぞれ対応して設けられた移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５を備えた移相回路１３ｂと、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５にそれぞれ対応して設けられた減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５を備えた減衰回路１４ｂとを備えて構成される。さらに、校正処理において、垂直偏波の校正時にダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｖが用いられ、水平偏波の校正時にスロットダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｈが用いられたことを特徴としている。

散乱体アンテナ５０ｂ−ｎは、散乱体アンテナ５０ｂ−ｎの給電点が散乱体アンテナ５０ａ−ｎの給電点に対して原点から遠ざかる方向に距離λ／２だけ離れた位置に設けられ、かつ水平偏波の電波を放射するように、散乱体アンテナ支持台１０１に横置きに取り付けられている。例えば、散乱体アンテナ５０ａ−１，５０ｂ−１の各給電点のＸＹＺ座標系での座標位置はそれぞれ、（０，Ｒ，０），（０，Ｒ＋λ／２，０）である。なお、散乱体アンテナ５０ｂ−ｎの長手方向は、原点を中心とする円の接線に対して平行になるように設けられる。

コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、第１の実施形態と同様に、多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。さらに、コンピュータ１０は、アンテナ評価装置の校正時及び評価用受信アンテナの評価時に、詳細後述するように、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の各移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の各減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５をそれぞれ、所定値に設定する。コンピュータ１０は、各移相器１３ｂ−ｎ毎に、印加される移相量制御電圧と移相量Ｐｂ−ｎとの関係を表す移相器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納するとともに、各減衰器１４ｂ−ｎ毎に、印加される減衰量制御電圧と減衰量Ａｂ−ｎとの関係を表す減衰器特性テーブルをメモリ１０ｍに格納している。そして、各移相器特性テーブル及び各減衰器特性テーブルを参照して、設定された移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５にそれぞれ対応する移相量制御電圧及び設定された減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５にそれぞれ対応する減衰量制御電圧を含むデジタルの多重波制御信号Ｓ１０ｂを発生してＤ／Ａコンバータ１１ｂに出力する。さらに、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂは、入力される多重波制御信号Ｓ１０ｂを、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５に対応するアナログの移相量制御電圧及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５に対応するアナログの減衰量制御電圧に変換して、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５及び減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５に印加する。

一方、信号発生器２２ａによって発生された送信信号Ｓ２２ａは、分配器４０によって２分配され、分配後の送信信号は分配器１２ａ及び１２ｂに出力される。送信回路３０ａは、第１の実施形態と同様に、分配器４０からの送信信号を用いて、各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から垂直偏波の各電波を放射する。また、分配器４０からの送信信号は分配器１２ｂにおいて５分配され、移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５にそれぞれ出力される。移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５はそれぞれ、入力される送信信号の位相を、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂからの移相量制御電圧に対応する所定の移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５だけ移相させて、移相された各送信信号を対応する減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５に出力する。減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５はそれぞれ、入力される移相された送信信号を、Ｄ／Ａコンバータ１１ｂからの減衰量制御電圧に対応する所定の減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５だけ減衰させて、対応する散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５から水平偏波の電波として放射する。

詳細後述するように、受信機２１ａは垂直偏波の校正時に散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって単独で放射された各電波を受信アンテナ６０ａｖを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する一方、水平偏波の校正時に散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５によって単独で放射された各電波を受信アンテナ６０ａｈを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する。さらに、受信機２１ａは、評価用受信アンテナ（図示せず。）の評価時に、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５によって放射された各電波と、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５によって放射された各電波との多重波を、評価用受信アンテナを用いて受信信号Ｓ６０ａとして受信する。そして、受信機２１ａは、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を測定し、測定された振幅及び位相の各データを含む受信データをコンピュータ１０に出力する。コンピュータ１０は、受信機２１ａからの受信データを用いて、詳細後述する校正処理によってアンテナ評価装置の校正を行い、又は評価用受信アンテナの性能を評価する。

次に、コンピュータ１０によって実行される校正処理を説明する。コンピュータ１０は始めに垂直偏波の校正を行い、次に水平偏波の校正を行う。図１１（ａ）に示すように、垂直偏波の校正時には、受信アンテナ支持台１０２には、第１の実施形態に係る受信アンテナ６０ａと同様に構成された受信アンテナ６０ａｖが第１の実施形態と同様に取り付けられる。そして、コンピュータ１０は、減衰器１４ｂ−１〜１４ｂ−５の各減衰量Ａｂ−１〜Ａｂ−５をそれぞれ最大値に設定し、かつ移相器１３ｂ−１〜１３ｂ−５の各移相量Ｐｂ−１〜Ｐｂ−５をそれぞれゼロに設定して多重波制御信号Ｓ１０ｂを発生してＤ／Ａコンバータ１１ｂに出力する。これにより、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５から電波は放射されない。次いで、コンピュータ１０は送信回路３０ａ及び受信アンテナ６０ａｖを用いて図３の校正処理を行い、垂直偏波の目標振幅、垂直偏波の目標位相、各減衰器１４ａ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎ及び各移相器１３ａ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰａ−ｎをメモリ１０ｍに格納する。

次に、水平偏波の校正時には、図１１（ｂ）に示すように受信アンテナ支持台１０２にはスロットダイポールアンテナである受信アンテナ６０ａｈが、水平偏波の電波を受信するように横置きに取り付けられる。なお、受信アンテナ６０ａｈの長手方向は、Ｙ軸に対して平行になるように設けられる。そして、コンピュータ１０は、減衰器１４ａ−１〜１４ａ−５の各減衰量Ａａ−１〜Ａａ−５をそれぞれ最大値に設定し、かつ移相器１３ａ−１〜１３ａ−５の各移相量Ｐａ−１〜Ｐａ−５をそれぞれゼロに設定して多重波制御信号Ｓ１０ａを発生してＤ／Ａコンバータ１１ａに出力する。これにより、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から電波は放射されない。次いで、コンピュータ１０は送信回路３０ｂ及び受信アンテナ６０ａｈを用いて図３と同様の校正処理を行い、水平偏波の目標振幅、水平偏波の目標位相、各減衰器１４ｂ−ｎに対する基準減衰量制御電圧ＶＡｂ−ｎ及び各移相器１３ｂ−ｎに対する基準移相量制御電圧ＶＰｂ−ｎをメモリ１０ｍに格納する。

コンピュータ１０は、上述した垂直偏波の校正及び水平偏波の校正を行った後に、校正用受信アンテナ６０ａｈ及び６０ａｖに代えて受信アンテナ支持台１０２に取り付けられた評価用受信アンテナの性能の評価を行う。具体的には、はじめに、コンピュータ１０は、第１の実施形態に係る評価処理におけるステップＳ６１〜Ｓ６３の各処理を、送信回路３０ａ，３０ｂ毎に行う。そして、評価用受信アンテナを用いて、送信信号Ｓ２２ａを基準として受信信号Ｓ６０ａの振幅及び位相を受信機２１ａにより受信して測定することにより、評価用受信アンテナの性能を評価する。

本実施形態によれば、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５及び散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５を用いて垂直偏波及び水平偏波の電波を放射するアンテナ評価装置において、第１の実施形態と同様に従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

本実施形態によれば、垂直偏波の校正時には垂直偏波に対してＸＹ平面内で無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａｖを用い、水平偏波の校正時にはＸＹ平面内で水平偏波に対して無指向の指向特性を有する受信アンテナ６０ａｈを用いるので、受信機２１ａによって受信された受信信号Ｓ６０ａの振幅を補正する必要がない。

第４の実施形態．
図１２は、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｖ，６０ａｈの配置を示す説明図である。本実施形態は、第３の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、垂直偏波の電波を受信するための校正用受信アンテナ６０ａｖと、水平偏波の電波を受信するための校正用受信アンテナ６０ａｈと、校正用受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈを切り換えて選択的に受信機２１ａに接続するためのスイッチＳＷとを設けたことを特徴としている。

図１２において、受信アンテナ６０ａｖは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（−λ／４，０，０）に設置されかつ垂直偏波の電波を受信するように縦置きに取り付けられている。また、受信アンテナ６０ａｈは、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、給電点がＸＹＺ座標系での座標位置（λ／４，０，０）に設置されかつ水平偏波の電波を受信するように横置きに取り付けられている。なお、受信アンテナ６０ａｈの長手方向は、Ｙ軸に対して平行になるように設けられる。受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈはアレーアンテナを構成する。

コンピュータ１０は、垂直偏波の校正時にはスイッチＳＷを接点ａに切り換え、垂直偏波の校正時にはスイッチＳＷを接点ｂに切り換えて、第３の実施形態と同様にアンテナ評価装置の校正を行う。

本実施形態によれば、垂直偏波の校正を行った後に、受信アンテナ支持台１０２において受信アンテナ６０ａｖを受信アンテナ６０ａｈに取り替える必要がないので、第３の実施形態に比較して簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、本実施形態において、スイッチＳＷに代えて分配器を設けてもよい。また、スイッチＳＷを受信機２１ａに設けてもよい。

さらに、第３及び第４の実施形態において、スロットダイポールアンテナである受信アンテナ６０ａｈの長手方向はＹ軸に平行に設けられた。しかしながら、本発明はこれに限られず、スロットダイポールアンテナのＸＹ平面内での指向特性は、受信すべき主偏波である水平偏波に対して無指向であるので、受信アンテナ６０ａｈの長手方向をＸＹ平面に平行に設ければよい。

第５の実施形態．
図１３は、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、散乱体アンテナ５０ｂ−１〜５０ｂ−５及び受信アンテナ６０ａｔの配置を示す説明図である。本実施形態は、第３の実施形態に比較して、校正用受信アンテナ６０ａｖ及び６０ａｈに代えて、垂直偏波及び水平偏波の各校正時に共通の校正用受信アンテナ６０ａｔを用いたことを特徴としている。

図１３において、受信アンテナ６０ａｔは傾斜ダイポールアンテナであって、受信アンテナ６０ａｔの給電点はＸＹＺ座標系の原点に設けられている。さらに、受信アンテナ６０ａｔは、原点から散乱体アンテナ５０ａ−１を見込んだ方位から時計回りにθだけ回転した方位に、Ｚ軸に対して５３度の傾斜角をなすように傾けて設けられている。一般に、ダイポールアンテナの傾斜角を５３度に設定することにより、水平偏波及び垂直偏波の各電波が受信される。

コンピュータ１０は、垂直偏波の校正と水平偏波の校正とで共通の受信アンテナ６０ａｔを用いて第３の実施形態と同様にアンテナ評価装置の校正を行う。従って、本実施形態によれば、垂直偏波の校正及び水平偏波の校正で共通の受信アンテナ６０ａｔを用いたので、垂直偏波の校正と水平偏波の校正とで受信アンテナの取り替え又は切換を行う必要が無く、第３及び第４の実施形態に比較して簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度より大きい値に設定すると水平偏波しか受信されず、傾斜角を５３度より小さい値に設定すると垂直偏波しか受信されない。また、一般に、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度に設定すると、水平偏波と垂直偏波の総到来電力がそれぞれ一定の場合には、交差偏波電力比（水平偏波の電力と垂直偏波の電力の比率である。）に依らず平均受信電力が一定となる。このため、受信アンテナ６０ａｔの傾斜角を５３度に設定すると、上述した垂直偏波の校正及び水平偏波の校正を行った後に、送信回路３０ａから放射された各垂直偏波の電波の総電力と、送信回路３０ｂから放射された各水辺偏波の電波の総電力との比を変化させて、受信信号Ｓ６０ａの電力を測定し、当該電力が一定になることを確認できる。

なお、受信アンテナ６０ａｔの傾斜方位θは、任意の方位であって良い。

また、第３〜第５の実施形態において、コンピュータ１０は垂直偏波の校正を行った後に水平偏波の校正を行ったが、本発明はこれに限られず、水平偏波の校正を行った後に垂直偏波の校正を行ってもよい。

第６の実施形態．
図１４は、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ１の配置を示す説明図であり、図１５は、図１４の受信アンテナ６０ａ１の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に回転台８０を設け、アンテナ評価装置の校正時に、無指向の校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置された指向性の校正用受信アンテナ６０ａ１を用いたことを特徴としている。

図１４において、回転台８０は受信アンテナ支持台１０２の頂点部に、ＸＹＺ座標系の原点を中心として回転方向８０ｒに回転可能なように取り付けられている。受信アンテナ６０ａ１はホーンアンテナであって、回転台８０の上に載置されている。図１５に示すように、受信アンテナ６０ａ１はＸＹ平面内で開口面の方向に主ビームを有する。コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａ１の主ビームを実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎに向けるように回転させる。

本実施形態によれば、指向性の受信アンテナ６０ａ１を用いて、第１の実施形態と同様に、簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

なお、本実施形態において、受信アンテナ６０ａ１の主ビームの幅が、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の間隔（本実施形態では、７２度である。）に比較して十分に狭い場合には、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、散乱体アンテナ５０ａ−ｎ以外の各散乱体アンテナから電波をそれぞれ放射してもよい。

第７の実施形態．
図１６は、本発明の第７の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａｓの配置を示す説明図であり、図１７は、図１６の受信アンテナ６０ａｓの水平偏波の指向特性及び垂直偏波の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、アンテナ評価装置の校正時に、校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置されたシュペルトップダイポールアンテナである校正用受信アンテナ６０ａｓを用いたことを特徴としている。さらに、アンテナ評価装置の校正時に実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度（ＸＰＤ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ））が実質的に最大になるように回転台８０を回転させることを特徴としている。

図１７において、受信アンテナ６０ａｓは、主偏波である垂直偏波に対してＸＹ平面内で無指向であるが、交差偏波である水平偏波に対してＹ軸の正の方向及び負の方向にそれぞれヌルを有する。このため、Ｙ軸の正の方向及び負の方向において、交差偏波識別度が最大となる。本実施形態において、コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ４、図５の振幅調整処理のステップＳ３４及び図６の位相調整処理のステップＳ５４において、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が実質的に最大になるように回転させる。例えば、図１６に示すように、散乱体アンテナ５０ａ−２のみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が実質的に最大になるように回転させる。

一般に、第１の実施形態に係る受信アンテナ６０ａが理想的な半波長ダイポールであるときには、水平偏波の電波を受信しない。しかしながら、実際には、受信アンテナ６０ａに取りつられているバラン及びケーブル（図示せず。）の影響により、受信アンテナ６０ａによって水平偏波の電波も受信される。本実施形態によれば、実質的に散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射させるときに、回転台８０を、受信アンテナ６０ａｓの交差偏波識別度が大きい方位を散乱体アンテナ５０ａ−ｎに向けるように回転させるので、第１の実施形態に比較して、より高い精度で受信信号Ｓ６０ａの振幅を測定でき、より高い精度でアンテナ評価装置を校正できる。

第８の実施形態．
図１８は、本発明の第８の実施形態に係るアンテナ評価装置の散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５、受信アンテナ６０ａ２の配置を示す説明図であり、図１９は、図１８の受信アンテナ６０ａ２の指向特性を示す特性図である。本実施形態は、第１の実施形態に比較して、受信アンテナ支持台１０２の頂点部に回転台８０を設け、アンテナ評価装置の校正時に、無指向の校正用受信アンテナ６０ａに代えて回転台８０に載置された指向性の校正用受信アンテナ６０ａ２を用いたことを特徴としている。

図１９に示すように、受信アンテナ６０ａ２はＸＹ平面内で指向性を有する。コンピュータ１０は、第１の実施形態と同様の校正処理（図３参照。）を行う。ただし、第１に実施形態に比較して、図３の校正処理のステップＳ３の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつ回転させる毎に、ステップＳ４及びＳ５の各処理を行う。そして、回転台８０を３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ繰り返し回転させることにより受信アンテナ６０ａ２を１回転させて得られたＫ個の振幅の平均値とＫ個の位相の平均値とに基づいて、ステップＳ６以降の各処理を行う。同様に、図５の振幅調整処理のステップＳ３３の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させる毎に、ステップＳ３４及びＳ３５の各処理を行う。そして、得られたＫ個の振幅の平均値に基づいて、ステップＳ３６以降の各処理を行う。さらに、同様に、図６の位相調整処理のステップＳ５４の次に、回転台８０を、３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させる毎に、ステップＳ５５及びＳ５６の各処理を行う。そして、得られたＫ個の振幅の平均値に基づいて、ステップＳ５７以降の各処理を行う。ただし、パラメータＫは、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５の総数５以上の値に設定される。

本実施形態によれば、散乱体アンテナ５０ａ−ｎのみから単独で電波を放射するときに、受信アンテナ６０ａ２を３６０／Ｋ度ずつＫ回だけ回転させて、受信信号Ｓ６０ａの振幅の平均値及び位相の平均値を算出し、振幅の平均値及び位相の平均値を用いて校正処理を行うので、指向性の受信アンテナ６０ａ２を用いて、第１の実施形態と同様に、簡便に、かつ高い精度でアンテナ評価装置の校正を行うことができる。

第１の実施形態の第１の変形例．
図２０は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｄの構成を示すブロック図である。また、図２１は、図２０のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートであり、図２２は、図２１のステップＳ１０Ａにおいて実行される振幅調整処理を示すフローチャートであり、図２３は、図２２のステップＳ１１Ａにおいて実行される位相調整処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をさらに備えたことを特徴としている。

図２０において、スイッチＳＷ１は散乱体アンテナ５０ａ−１と減衰器１４ａ−１との間に挿入され、スイッチＳＷ２は散乱体アンテナ５０ａ−２と減衰器１４ａ−２との間に挿入され、スイッチＳＷ３は散乱体アンテナ５０ａ−３と減衰器１４ａ−３との間に挿入され、スイッチＳＷ４は散乱体アンテナ５０ａ−４と減衰器１４ａ−４との間に挿入され、スイッチＳＷ５は散乱体アンテナ５０ａ−５と減衰器１４ａ−５との間に挿入される。コンピュータ１０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５のオンオフ動作をそれぞれ制御する。

図２１のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ２及びＳ３における各処理をステップＳ２Ａにおける処理に置き換え、ステップＳ１０及びＳ１１における各処理をステップＳ１０Ａ及びＳ１１Ａにそれぞれ置き換えたものである。図２１のステップＳ２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎの減衰量をゼロに設定し、移相器１３−ｎの移相量をゼロに設定する。また、ステップＳ１０Ａにおいて、目標振幅を用いて図２２の振幅調整処理を行い、ステップＳ１１Ａにおいて、目標位相を用いて図２３の位相調整処理を行う。

図２２の振幅調整処理は、第１の実施形態に係る振幅調整処理（図５参照。）に比較して、ステップＳ３２及びＳ３３における各処理を、ステップＳ３２Ａに置き換えたものである。ステップＳ３２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎの減衰量をゼロに設定し、移相器１３−ｎの移相量をゼロに設定する。また、図２３の位相調整処理は、第１の実施形態に係る位相調整処理（図６参照。）に比較して、ステップＳ５２及びステップＳ５３における各処理を、ステップＳ５２Ａにおける処理に置き換えたものである。ステップＳ５２Ａにおいて、コンピュータ１０は、スイッチＳＷｎをオンし、スイッチＳＷｎ以外のスイッチをオフし、減衰器１４−ｎに対する減衰量制御電圧を基準減衰量制御電圧ＶＡａ−ｎに設定し、移相器１３−ｎの移相量Ｐａ−ｎをゼロに設定する。

また、コンピュータ１０は、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５をオンした後に、図７の評価処理を実行する。

本変形例によれば、各散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５から単独で電波を送信するときに、当該電波を送信する散乱体アンテナ以外の散乱体アンテナと送信回路３０ａとの間の各接続を遮断する。従って、第１の実施形態に比較して、アンテナ評価装置を高精度で校正できる。

なお、スイッチＳＷ１を分配器１２ａと移相器１３ａ−１との間に挿入し、スイッチＳＷ２を分配器１２ａと移相器１３ａ−２との間に挿入し、スイッチＳＷ３を分配器１２ａと移相器１３ａ−３との間に挿入し、スイッチＳＷ４を分配器１２ａと移相器１３ａ−４との間に挿入し、スイッチＳＷ５を分配器１２ａと移相器１３ａ−５との間に挿入してもよい。この場合は、ステップＳ２Ａ、Ｓ３２Ａ及びステップＳ５２Ａにおいて、減衰器１４ａ−ｎ以外の減衰器の各減衰量を最大値に設定する。

第１の実施形態の第２の変形例．
図２４は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｅの構成を示すブロック図である。また、図２５は、図２４のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器１２ａに出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｄを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２５のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ１における処理の前に、始めに、ステップＳ０における処理を実行する点が異なる。ステップＳ０において、コンピュータ１０は、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、図２５の校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、図７の評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第１の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、ステップＳ０において遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第１の実施形態の第３の変形例．
図２６は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｆの構成を示すブロック図である。また、図２７は、図２６のコンピュータ１０によって実行されるアンテナ評価装置の校正処理を示すフローチャートである。本変形例は、第１の実施形態に比較して、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器１２ａに出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。フェージング回路９１は、送信信号Ｓ２２ａに対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加して出力する。フェージング回路９１は、コンピュータ１０の制御下で、受信アンテナ６０ａの指向性、到来波の情報、移動速度等の条件を仮想的に設定し、受信アンテナ６０ａが移動した場合に受信されるであろう信号を出力する。この出力信号は、フェージングに相当する時間的な変動を含む。このように、フェージング回路９１は、受信アンテナ６０ａが移動することによって生じるフェージングを仮想的に発生させることができる。より具体的には、フェージング回路９１は、特許文献２に開示されるようなフェージングシミュレータに基づいて構成され、コンピュータ１０からの遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相の各パラメータを含むフェージング制御信号に基づいて、送信信号Ｓ２２ａに対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加して、送信信号Ｓ２２ａｆとして分配器１２ａに出力する。分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｆを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２７のアンテナ評価装置の校正処理は、第１の実施形態に係るアンテナ評価装置の校正処理（図３参照。）に比較して、ステップＳ１における処理の前に、始めに、ステップＳ０Ａにおける処理を実行する点が異なる。ステップＳ０Ａにおいて、コンピュータ１０は、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、図７の評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第１の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、ステップＳ０Ａにおいて遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

第２の実施形態の第１の変形例．
図２８は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｇの構成を示すブロック図である。本変形例は、第２の実施形態に比較して、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器１２ａに出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｄを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２８において、コンピュータ１０は、図９のアンテナ評価装置の校正処理を実行するときに、始めに、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第２の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、校正処理の間は遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第２の実施形態の第２の変形例．
図２９は、本発明の第２の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｈの構成を示すブロック図である。本変形例は、第２の実施形態に比較して、第１の実施形態の第３の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器１２ａに出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。また、分配器１２ａは、送信信号Ｓ２２ａｆを５分配して移相器１３ａ−１〜１３ａ−５にそれぞれ出力する。

図２９において、コンピュータ１０は、アンテナ評価処理の校正処理を実行するときは、始めに、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第２の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、アンテナ評価装置の校正処理時に遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

第３の実施形態の第１の変形例．
図３０は、本発明の第３の実施形態の第１の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｉの構成を示すブロック図である。本変形例は、第３の実施形態に比較して、第１の実施形態の第２の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａを所定の遅延時間だけ遅延させて送信信号Ｓ２２ａｄを発生して分配器４０に出力する遅延回路９０をさらに備えたことを特徴としている。コンピュータ１０は、送信信号Ｓ２２ａを上記所定の遅延量だけ遅延させるように、遅延回路９０を制御する。また、分配器４０は、送信信号Ｓ２２ａｄを２分配して分配器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。

図３０において、コンピュータ１０は、図９のアンテナ評価装置の校正処理を実行するときに、始めに、遅延回路９０における遅延時間を０に設定する。コンピュータ１０は、校正処理の間は上記遅延時間を０に設定する一方、評価処理の間は上記遅延時間を所定値（０も含む）に設定する。

本変形例は、第３の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、本変形例において、校正処理の間は遅延回路９０における遅延時間を０に設定したが、本発明はこれに限らず、０以外の所定値に設定してもよい。

第３の実施形態の第２の変形例．
図３１は、本発明の第３の実施形態の第２の変形例に係る多重波制御測定装置２００Ｊの構成を示すブロック図である。本変形例は、第３の実施形態に比較して、第１の実施形態の第３の変形例と同様に、信号発生器２２ａからの送信信号Ｓ２２ａに対して所定のフェージング生成処理を行って送信信号Ｓ２２ａｆを発生して分配器４０に出力するフェージング回路９１さらに備えたことを特徴としている。また、分配器４０は、送信信号Ｓ２２ａｆを２分配して分配器１２ａ，１２ｂにそれぞれ出力する。

図２９において、コンピュータ１０は、アンテナ評価処理の校正処理を実行するときは、始めに、フェージング回路９１における、遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相をそれぞれ所定値に設定する。具体的には、遅延時間を０に設定し、受信電力を最大値に設定し、ドップラー周波数を０Ｈｚに設定し、位相を一定の値に設定する。一方、コンピュータ１０は、評価処理の間は遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、所定のフェージング環境を生成するように設定する。

本変形例は、第３の実施形態と同様の特有の効果を奏する。なお、アンテナ評価装置の校正処理時に遅延時間、受信電力、ドップラー周波数、及び位相を、上述した各所定値以外の値にそれぞれ設定してもよい。

なお、上記各実施形態及びその変形例において、送信回路３０ａ，３０ｂは、入力される送信信号を５個の送信信号に分配して分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させたが、本発明はこれに限られず、入力される送信信号を２個以上の複数の送信信号に分配して分配後の各送信信号の位相及び振幅を変化させてもよい。

また、上記各実施形態及びその変形例において、散乱体アンテナ５０ａ−１〜５０ａ−５，５０ｂ−１〜５０ｂ−５を円周上に等間隔に配置したが、本発明はこれに限られず、２個以上の複数の散乱体アンテナを、評価用受信アンテナの周囲に配置すればよい。

さらに、上記各実施形態及びその変形例において、送信回路３０ａは、減衰回路１４ａにおいて移相後の送信信号を減衰させた。しかしながら、本発明はこれに限られず、減衰回路１４ａに代えて、移相後の送信信号を増幅する増幅器を設けてもよい。この場合、目標振幅は、各散乱体アンテナ５０ａ−ｎから単独で放射された電波の受信信号Ｓ６０ａの最大値に設定される。減衰回路１４ｂもまた、減衰回路１４ａと同様に増幅回路に置き換えてもよい。また、第２の実施形態において、減衰器７２及び８４に代えて増幅器を設けてもよい。

以上詳述したように、本発明に係るアンテナ評価装置及びアンテナ評価方法によれば、上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行するので、送信手段と受信手段との間の経路全体において生じる通過損失の受信信号の振幅及び位相に対する影響を取り除くことができ、従来技術に比較して容易にかつ正確に校正を行うことができ、評価用受信アンテナの評価精度を向上できる。

１０…コンピュータ、
１０ｍ…メモリ、
１０ｉ…入力装置、
１１ａ，１１ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、
１２ａ，１２ｂ…分配器、
１３ａ，１３ｂ…移相回路、
１３ａ−１〜１３ａ−５，１３ｂ−１〜１３ｂ−５…移相器、
１４ａ，１４ｂ…減衰回路、
１４ａ−１〜１４ａ−５，１４ｂ−１〜１４ｂ−５…減衰器、
２０ａ，２０ｂ…ネットワークアナライザ、
２１ａ，２１ｂ…受信機、
２２ａ…信号発生器、
４０…分配器、
５０ａ，５０ｂ…散乱体アンテナ群、
５０ａ−１〜５０ａ−５，５０ｂ−１〜５０ｂ−５…散乱体アンテナ、
６０ａ，６０ｂ，６０ａｖ，６０ａｈ，６０ａｓ，６０ａｔ，６０ａ１，６０ａ２…校正用受信アンテナ、
７２…振幅位相調整回路、
７３…移相器、
７４，８４…減衰器、
８０…回転台、
９０…遅延回路、
９１…フェージング回路、
１０１…散乱体アンテナ支持台、
１０２…受信アンテナ支持台、
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ，２００Ｆ，２００Ｇ，２００Ｈ，２００Ｉ，２００Ｊ…多重波制御測定装置、
ＳＷ，ＳＷ１〜ＳＷ５…スイッチ。

Claims (16)

1. 互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、
   所定の送信信号を発生する信号発生手段と、
   上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、
   上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、
   上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置において、
   上記制御手段は、
   上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、
   上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、
   所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価することを特徴とするアンテナ評価装置。
2. 校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段を備えた請求項１記載のアンテナ評価装置であって、
   上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、
   上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、
   上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、
   上記制御手段は、
   上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、
   上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを特徴とするアンテナ評価装置。
3. 上記校正用受信アンテナは無指向の指向特性を有することを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
4. 上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、
   上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの主ビームを実質的に上記各散乱体アンテナに向けるように上記回転台を回転させることを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
5. 上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、
   上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記校正用受信アンテナの直交偏波識別度が実質的に最大となるように上記回転台を回転させることを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
6. 上記校正用受信アンテナを載置する回転台をさらに備え、
   上記制御手段は、上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波を上記校正用受信アンテナを用いて受信するときに、上記回転台を所定の角度ずつ回転させることを繰り返すことにより上記校正用受信アンテナを１回転させ、上記各角度毎の各受信信号の振幅の平均値及び位相の平均値を測定し、上記振幅の平均値及び位相の平均値を上記測定された振幅及び位相として用いることを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
7. 垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、
   上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、
   上記制御手段は、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを特徴とする請求項１記載のアンテナ評価装置。
8. 上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナのうちの一方を、上記受信手段に選択的に接続するスイッチ手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載のアンテナ評価装置。
9. 上記受信手段は、上記垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び上記水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナを用いたことを特徴とする請求項８記載のアンテナ評価装置。
10. 上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、
    上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１つの請求項記載のアンテナ評価装置。
11. 複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、
    上記制御手段は、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１つの請求項記載のアンテナ評価装置。
12. 互いに異なる所定の位置に設けられた複数Ｎ個の散乱体アンテナを含む散乱体アンテナ群と、
    所定の送信信号を発生する信号発生手段と、
    上記送信信号を複数Ｎ個の送信信号に分配して、当該分配後の各送信信号の振幅及び位相をそれぞれ所定の振幅変化量及び所定の移相量で変化させて、上記各変化後の送信信号を当該各送信信号に対応する上記各散乱体アンテナから電波として放射する送信手段と、
    上記各位置の実質的に中心に配置された評価用受信アンテナを用いて、上記各散乱体アンテナから放射された電波の多重波を受信信号として受信し、上記送信信号を基準として上記受信信号の振幅及び位相を測定する受信手段と、
    上記測定された受信信号の振幅及び位相に基づいて評価用受信アンテナの性能を評価する制御手段とを備えたアンテナ評価装置を用いたアンテナ評価方法であって、
    上記制御手段により、
    上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、
    上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記評価用受信アンテナに代えて校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅が同一の目標振幅に一致しかつ各測定された受信信号の位相が同一の目標位相に一致するように上記送信手段を制御し、上記各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量を記憶装置に格納する校正を実行し、
    所定の多重波伝搬状態を実現するときの各散乱体アンテナ毎の送信信号の振幅及び位相に対応する、入力される目標振幅からの振幅差分値及び目標位相からの位相差分値に基づいて、上記格納された各散乱体アンテナ毎の送信手段の振幅変化量及び移相量に対して、上記振幅差分値及び上記位相差分値を加算することにより、上記送信手段において設定すべき各散乱体アンテナ毎の振幅変化量及び移相量を演算して上記送信手段に設定し、上記各散乱体アンテナから同時に送信信号を送信したときに上記評価用受信アンテナを用いて受信信号の振幅及び位相を受信手段により受信して測定することにより上記評価用受信アンテナの性能を評価する制御ステップを含むことを特徴とするアンテナ評価方法。
13. 上記制御ステップは、校正時において上記各位置の実質的に中心近傍にかつ互いに半波長だけ離隔されて設けられる第１と第２の校正用受信アンテナと、評価時において上記第１の校正用受信アンテナに代えて設けられる第１の評価用受信アンテナと、上記第２の校正用受信アンテナに代えて設けられる第２の評価用受信アンテナとを用いて、上記第１及び第２の評価用受信アンテナの性能を評価することを含み、
    上記アンテナ評価装置は、
    上記第１の評価用受信アンテナ又は上記第１の校正用受信アンテナと、上記受信手段との間に挿入され、上記受信信号の振幅を変化させて上記受信手段に出力する振幅調整手段と、
    上記第２の評価用受信アンテナ又は上記第２の校正用受信アンテナを用いて別の受信信号を受信し、その振幅及び位相を変化させて出力する振幅位相調整手段と、
    上記振幅位相調整手段からの別の受信信号を受信し、上記送信信号を基準として上記別の受信信号の振幅及び位相を測定する別の受信手段とをさらに備え、
    上記制御ステップは、
    上記各散乱体アンテナから単独で電波を放射するように上記送信手段を制御し、
    上記各散乱体アンテナから単独で放射された電波に基づいて、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の振幅と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の振幅の平均値とが互いに一致するように上記振幅調整手段及び上記振幅位相調整手段を制御した後、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とを測定するように上記受信手段及び上記別の受信手段を制御し、上記第１の校正用受信アンテナを用いて各測定された受信信号の位相と、上記第２の校正用受信アンテナを用いて各測定された別の受信信号の位相の平均値とが互いに一致するように上記振幅位相調整手段を制御することを含むことを特徴とする請求項１２記載のアンテナ評価方法。
14. 上記アンテナ評価装置は、
    垂直偏波の電波及び水平偏波の電波をそれぞれ放射する２つの上記散乱体アンテナ群と、
    上記各散乱体アンテナ群毎に設けられた２つの上記送信手段とを備え、
    上記制御ステップは、上記校正用受信アンテナに代えて、垂直偏波の電波を受信する校正用受信アンテナ及び水平偏波の電波を受信する校正用受信アンテナをそれぞれ用いて、上記各送信手段毎に、上記校正を行うことを含むことを特徴とする請求項１２記載のアンテナ評価方法。
15. 上記アンテナ評価装置は、上記信号発生手段によって発生された送信信号を所定の遅延時間だけ遅延させる遅延手段をさらに備え、
    上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記遅延時間を所定値に設定することを含むこと特徴とする請求項１２から１４のうちのいずれか１つの請求項記載のアンテナ評価方法。
16. 上記アンテナ評価装置は、複数の所定のパラメータを用いて、上記信号発生手段によって発生された送信信号に対して所定の遅延時間及び位相調整量を付加するフェージング手段をさらに備え、
    上記制御ステップは、上記校正を実行するときに、上記各パラメータを所定値に設定することを含むことを特徴とする請求項１２から１４のうちのいずれか１つの請求項記載のアンテナ評価方法。

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