WO2009136638A1 - 放射電力を測定する方法、放射電力の測定用結合器及び放射電力を測定する装置 - Google Patents

Abstract

　楕円をその２つの焦点を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面１１で囲まれた閉空間１２の一方の焦点Ｆ１の近傍位置に被測定物１の電波の放射中心を一致させ、被測定物１から放射された電波を壁面で反射させて他方の焦点Ｆ２の位置に配置した受信アンテナ１５に集中させて、受信アンテナ１５の出力信号から被測定物１の放射電力を測定方法であって、被測定物１と受信アンテナ１５の少なくとも一方を２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、受信アンテナ１５の出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶し、被測定物１に代わって設置された基準アンテナ１６０と受信アンテナ１５を前記同様に移動させて、受信アンテナ１５の出力信号電力が最大となるときに得られた測定値や校正データを用いて被測定物１の全放射電力を算出する。

Description

放射電力を測定する方法、放射電力の測定用結合器及び放射電力を測定する装置

　本発明は、簡単な構成を有し、短時間に且つ高感度で小型無線端末の放射電力を測定することができる方法、放射電力を測定する為の結合器及び放射電力を測定する装置に関する。

　ユビキタス社会の到来を向かえて無線タグ（ＲＦＩＤと称せられる。ここで、RFID:Radio frequency identification tag）、ＵＷＢ(Ultra Wide Band)及びＢＡＮ(Body Area Network)に関連する無線機器等の超小型無線端末の爆発的な普及並びにこれら端末の需要の増大が予測される。

　これら機器は、その寸法の制約或いは経済的理由から、従来の無線機のように試験用端子を持たないものが多い。従って、機器の検査では、機器自体が放射した電波を受信してその試験をしなければならない。特に、上記のような小型無線端末は、他の通信への影響、人体への影響などを考慮してその放射電力が厳しく規定され、放射電力の測定が重要な試験項目となっている。

　放射電力には、任意方向の等価等方放射電力（ＥＩＲＰと称せられる。ここで、EIRP： equivalent isotropically radiation power or effective isotropically radiation power）及び全空間に放射される全放射電力（ＴＲＰと称せられる。ここで、TRP： Total Radiation Power）がある。この放射電力の測定においては、ＥＩＲＰは測定装置が複雑でかつ測定に長時間を要することから、ＴＲＰを扱うことが多くなってきている。

　これまで実施されているＴＲＰの測定法としては、以下のものが知られている。

　(1)　供試機器(DUT: Device under testと称せられる。) を包むような球面上の点をプローブでスキャンし、このメッシュ点での放射電力が測定されて放射電力を積算して全放射電力を求める球面スキャニング法。

　(2)　金属で覆った部屋の中において、供試機器(DUT)から放射された電波が金属羽根の回転によって撹拌されてランダムフィールドが発生され、統計的手法に基づき供試機器からの全放射電力（ＴＲＰ）を推定する方法。

　(3)　金属膜で覆った角錐状の空間と電波吸収体で内部にＴＥＭ波を発生させるＧ－ＴＥＭセル（gigahertz transverse electromagnetic cell）と称せられる装置とを用いる方法。

　（４）　複数のアンテナ、このアンテナに接続するアイソレータ、位相調整器及びアレーアンテナの信号を合成する合成器等を有し、アレーの中心線上に置かれた被測定物から放射電力を測定する電磁波結合装置を用いる方法。

　なお、上記（１）の球面スキャニング法は、次の非特許文献１、２に開示され、（４）の電磁波結合装置は、特許文献１に開示されている。

特許第３４３６６６９号公報 信学技報　AP2002-61,pp.29-34,July 2002 "アンテナ一体型無線設備の高精度簡易測定方法の検討－スフェリカルポジショナによる放射電力の測定（その１）"野島友幸，中島恭一 信学技報　AP2003-85,pp.125-130,July 2003 "アンテナ一体型無線設備の高精度簡易測定方法の検討－スフェリカルポジショナによる放射電力の測定（その２）"野島友幸，中島恭一 信学技報　AP2007-192(2008-03),pp.113-118,"回転楕円鏡結合器を用いた小型無線端末の全放射電力測定法"

　上記非特許文献１、２に開示されている球面スキャニング法は、精度の高い測定が可能である。しかし、その反面、電波無反射室及び球面スキャナ等を備える大掛かりな設備が必要とされ、かつ測定に長時間を要する。

　さらに、球面スキャニング法では、全空間のごく一部に放射された電波を受信して電力を求め、その総和を求めていることから、各測定点における受信感度が非常に小さくなり、スプリアスの測定が困難となるという問題がある。例えば、ＵＷＢ用の機器では、連続波性スプリアスは、－９０ｄＢｍ／ＭＨｚ、インパルス性スプリアスは、－８４ｄＢｍ／ＭＨｚと定められているが、これを上記測定法で測定するのはきわめて困難である。

　一方、金属で覆った部屋の中で電波を攪拌する方法では、大型の電波無反射室を必要としないという利点がある。しかし、人為的に発生させたランダムフィールドと理論的確率モデルとの一致性に曖昧さが残り、統計的処理に基づくので結果の不確かさが大きく、測定に長時間を要するなどの問題がある。また、この方法では、スプリアス測定も球面スキャンと同様測定することが難しい問題がある。

　また、Ｇ－ＴＥＭセルは、内部電界分布の一様性を確保することが難しい問題があるに加えて、全放射電力を測定するためには、被測定物の向きを全方向に変えられるように２軸の回転台をＧ－ＴＥＭセル中に装備しなければならないという困難な問題がある。

　また、前記した特許文献１では、複数のアンテナ、アンテナに接続するアイソレータ、位相調整器及びそれらアレーアンテナの信号を合成する合成器等を必要とする。従って、システムが複雑で高価なものになる問題がある上、被測定物のアンテナがダイポール系に限られるという問題がある。また、スプリアス測定も上記各方法と同様に困難である問題がある。

　これらの問題を解決する技術として本願発明者らは、回転楕円鏡結合器を用いてアンテナの全放射電力を測定する方法を既に提案している（非特許文献３）。

　この非特許文献３に開示された方法では、楕円の焦点を結ぶ軸線を中心に楕円を回転して得られる楕円球状の金属壁面で囲まれた閉空間が用意され、この楕円球状の閉空間の焦点位置に被測定物と受信アンテナとが配置され、被測定物から放射された電波を壁面で反射させて受信アンテナに集中させて、被測定物の全放射電力を測定している。

　この非特許文献３に開示された方法は、一方の焦点近傍の位置から様々な方向に出力された電波が壁面で反射されて他方の焦点近傍にほぼ同時に集合するという原理を利用している。この方法では、この他方の焦点近傍を通過した電波が再び壁面で反射されて一方の焦点近傍に戻され、再び壁面で反射されて他方の焦点位置に戻る所謂多重反射の影響を除く為に、一次反射波のみが抽出されて全放射電力が測定される。

　ところが、この方法は、被測定物が小型でその放射特性が無指向性であれば問題なく全放射電力を測定することが可能である。しかし、被測定物が大きく、被測定物から放射されるビームが複数に分割され、或いは、被測定物から出力される電波にサイドローブがある場合には、各ビームが異なる位相で焦点近傍に集合して互いに電波を弱め合うキャンセル現象が生じて、全放射電力の正確な測定に困難が生じることが判明している。

　本発明の目的は、被測定物の大きさ、或いは、指向性などの影響を受けずに全放射電力を正確に測定できる放射電力測定方法、放射電力測定用結合器及び放射電力測定装置を提供することにある。

　尚、本発明は、多重反射成分も含めて被測定物から放射される全ての電力を測定対象とすることで、被測定物と受信アンテナの結合度が大きくなり、より望ましい結果が得られるという知見に基づいている。即ち、楕円球状の結合器の閉空間内部は、原理的に無損失と見なせるから、被測定物或いは被測定物に代わる基準アンテナ等の放射体の入力反射係数が十分に小さければ、その放射体から放射された全電力は、全て受信アンテナ側の負荷に取り出されるはずである。つまり結合度１の理想結合器が得られることになる。これは放射体の大きさや指向性には無関係に成立する事項である。

　結合器内における放射体のアンテナの反射係数は、多重反射の影響で周波数に対して大きく増減変化するが、その放射体と受信アンテナの位置を楕円の軸線に沿って変化させると、多重反射波の位相が変化し、送信側アンテナの反射係数を最小にできる位置を見出すことができ、この位置では受信アンテナの信号出力の電力が最大となり、この電力が放射体の全放射電力に相当する。本発明はこの点に着目している。

　前記目的を達成するために、本発明の請求項１の放射電力測定方法は、
　楕円をその２つの焦点（Ｆ１、Ｆ２）を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状の金属の壁面（１１）で囲まれた閉空間（１２）の一方の焦点（Ｆ１）の近傍に電波を放射可能な被測定物（１）の電波の放射中心をほぼ一致するように配置する段階と、
　該被測定物から放射された電波を前記壁面で反射させて他方の焦点（Ｆ２）の近傍に配置した受信アンテナ（１５）で受信して、該受信アンテナの出力信号から被測定物の全放射電力を該受信アンテナの測定端で測定する段階と、
　を備えた放射電力測定方法において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力が最大となる測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする。

　また、本発明の請求項２の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶する段階と、
　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、該最大値が前記第１の測定値と等しくなるときの前記基準アンテナへ入力した信号電力を第２の測定値として求める段階と、
　前記第１の測定値、第２の測定値および前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する段階と、を含むことを特徴とする。

　また、本発明の請求項３の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶する段階と、
前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とした状態で、前記基準アンテナへ供給する信号電力を変化させ、該信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号電力との関係を示す校正データを求める段階とを含み、
前記第１の測定値、校正データ、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する段階と、を含むことを特徴とする。

　また、本発明の請求項４の放射電力測定方法は、請求項１記載の放射電力測定方法において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、該アンテナの位置毎に前記受信アンテナの出力信号に対して測定すべき所定周波数範囲内の周波数毎に電力を求め、該各周波数毎の最大電力を第３の測定値として記憶する段階と、
　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、該アンテナの位置毎に前記受信アンテナの出力信号に対して前記測定すべき各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を含むデータを第４の測定値として記憶する段階と、
　前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする。

　また、本発明の請求項５の放射電力測定方法は、請求項４記載の放射電力測定方法において、前記被測定物に代わって前記基準アンテナを用いる際には、該基準アンテナへ供給する信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号の電力との関係を示す校正データを前記第４の測定値として求めることを特徴とする。

　また、本発明の請求項６の放射電力測定方法は、請求項１～５のいずれか１項に記載の放射電力測定方法において、
　記被測定物または前記基準アンテナは、前記受信アンテナとともに、前記２つの焦点の中心に対して対称に移動させることを特徴とする。

　また、本発明の請求項７の放射電力測定方法は、請求項４に記載の放射電力測定方法において
　周波数と出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶する段階と、測定すべき所定周波数範囲内の周波数毎の電波の全放射電力の値と、前記スペクトラムマスクとを比較して前記規格を満足するかを良否判定する段階とを備えたことを特徴とする。

　また、本発明の請求項８の放射電力測定方法は、請求項４に記載の放射電力測定方法において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する段階と、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第３の測定値を記憶する段階と、
　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する段階と、
　前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第４の測定値を記憶する段階と、
前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする。

　また、請求項９の放射電力測定用結合器は、
　金属の壁面で囲まれた閉空間内に、電波を放射可能な被測定物（１）または基準アンテナのいずれか一方の放射体と、該放射体が放射した電波を受信する受信アンテナ（１５）とを支持し、前記放射体が放射した電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を外部へ出力できるように構成された放射電力測定用結合器において、
　前記閉空間の形状が、楕円をその２つの焦点（Ｆ１、Ｆ２）を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状に形成され、且つ、前記放射体の電波の放射中心が前記楕円の一方の焦点（Ｆ１）の近傍となる状態で支持する放射体支持手段（５０）と、前記受信アンテナをその中心位置が前記楕円の他方の焦点（Ｆ２）の近傍となる状態で支持する受信アンテナ支持手段（５５）と、前記放射体と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記二つの焦点を通る軸線に沿って移動させる移動手段（１８０、１８１）とを有し、
　前記放射体から放射された電波を、前記壁面で反射させて前記受信アンテナで受信するとともに、前記移動手段により前記放射体と前記受信アンテナの相対位置を変化させ、該受信アンテナの出力信号電力を最大に設定できるように構成したことを特徴とする。

　また、請求項１０の放射電力測定装置は、
　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を測定値として検出し、前記測定値に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする。

　また、本発明の請求項１１の放射電力測定装置は、請求項１０に記載の放射電力測定装置において、
　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を第１の測定値として検出し、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが設置され、且つ該基準アンテナに前記信号供給手段から信号が供給された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力が最大となるように設定し、該設定位置における電力の最大値が前記第１の測定値と等しくなるように前記信号供給手段による出力信号電力を可変制御し、該制御で得られた出力信号電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値、第２の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）と、を具備することを特徴とする。

　また、本発明の請求項１２の放射電力測定装置は、請求項１０に記載の放射電力測定装置において、
　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を第１の測定値として検出し、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが設置され、且つ該基準アンテナに前記信号供給手段から信号が供給された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力が最大となるように設定し、前記基準アンテナへ供給する信号電力を変化させ、該信号電力と前記受信アンテナの出力信号との関係を示す校正データを求め、前記第１の測定値、校正データ、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）と、
　を具備することを特徴とする。

　また、本発明の請求項１３の放射電力測定装置は、請求項１０に記載の放射電力測定装置において、
　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して、各アンテナ位置で前記受信アンテナの出力信号に対して測定すべき所定周波数範囲内の各周波数毎に電力を求め、該各周波数毎の最大電力を第３の測定値として検出し、前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
　前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、各アンテナ位置で前記受信アンテナの出力信号に対して前記測定すべき各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を含むデータを第４の測定値として検出し、前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする。

　また、本発明の請求項１４の放射電力測定装置は、請求項１３記載の放射電力測定装置において、
　前記測定制御部は、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが用いられる際に、該基準アンテナへ供給する信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号の電力との関係を示す校正データを前記第４の測定値として求めることを特徴とする。

　また、本発明の請求項１５の放射電力測定装置は、請求項１０～１４のいずれか１項に記載の放射電力測定装置において、
　前記測定制御部は、前記被測定物または前記基準アンテナを、前記受信アンテナとともに、前記２つの焦点の中心に対して対称に移動させることを特徴とする。

　また、本発明の請求項１６の放射電力測定装置は、請求項１３に記載の放射電力測定装置において、
　周波数と出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶するメモリと、
　測定すべき所定周波数範囲内の周波数毎の電波の全放射電力の値と、前記スペクトラムマスクとを比較して前記規格を満足するかを良否判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。

　また、本発明の請求項１７の放射電力測定装置は、請求項１３に記載の放射電力測定装置において、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する第１の調整機構と、
　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第３の測定値を記憶する記憶部と、
　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する第２の調整機構と、
　前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第４の測定値を記憶する記憶部と、
前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する演算部と、
　を含むことを特徴とする。

　このように本発明においては、楕円をその２つの焦点を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状で金属の壁面（１１）で囲まれた閉空間（１２）の一方の焦点（Ｆ１）の近傍位置に被測定物の電波の放射中心を一致させ、被測定物から放射された電波を壁面で反射させて他方の焦点（Ｆ２）の位置に配置した受信アンテナ（１５）に集中させて、受信アンテナの出力信号から被測定物の放射電力を測定することを基本にし、さらに、被測定物と受信アンテナの少なくとも一方を２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、受信アンテナの出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶し、被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、受信アンテナの出力信号電力が最大となるようにしたときに得られた測定値や校正データを用いて被測定物の全放射電力を算出している。

　このため、多重反射を意識することなく、被測定物の大きさや指向性などの影響を受けずに全放射電力を正確に測定できる。

　また、周波数毎に最大電力を求めて、被測定物の全放射電力を求めているので、携帯端末のような広帯域無線機の放射電力を正確に測定することができる。

　また、被測定物または基準アンテナを、受信アンテナとともに、２つの焦点の中心に対して対称に移動させているので、効率的に電力最大位置を特定でき、測定効率が高い。

　さらに、本発明では、所定の規格のスペクトラムマスクを記憶させ、前記複数の周波数の全放射電力の値を算出するだけで、所定の規格を満足しているかの良否判定が簡易かつ短時間に可能となる。

　さらにまた、本発明では、被測定物の位置を調整し、軸線に沿った移動のみではなく、軸線とは異なる座標軸上を移動させる機構、すなわち3次元的に移動させる機構をさらに備え、被測定物の位置調整を行っているから、被測定物の最大電力を正確に求めることができる結果、確度の高い全放射電力の算出が可能となる。

図１は、本発明の基本となる放射電力を測定する方法を説明するための模式図を示している。 図２は、図１に示された金属楕円球の特性を説明するための模式図を示している。 図３は、本発明の測定方法を説明するための模式図を示している。 図４は、本発明の測定方法を説明するための模式図を示している。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る測定方法を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第２の実施の形態に係る測定方法を示すフローチャートである。 図７は、本発明の測定方法に従って表示される全放射電力Ｐｒの値とスペクトラムマスクＳＭとを比較しグラフを示している。 図８は、ＵＷＢに適用されるスペクトラムマスクを示すグラフである。 図９は、本発明の実施形態に係る測定方法における周波数変化に対する反射係数と結合度の変化を示すグラフである。 図１０は、本発明の実施形態に係る測定方法において、金属楕円球内でアンテナを軸線に沿って対称に移動させた際のアンテナの移動距離ΔZに対する反射係数と結合度の変化を示すグラフである。 図１１は、本発明の実施形態に係る測定方法において、より大きいアンテナにおける周波数変化に対する反射係数と結合度の変化を示すグラフである。 図１２は、本発明の実施形態に係る測定方法において、より大きいアンテナにおけるアンテナ位置を対称に移動させたときの反射係数と結合度の変化を示すグラフである。 図１３は、本発明の比較法に係る測定方法を示すフローチャートである。 図１４Ａは、本発明の実施形態に係る放射電力測定方法における測定を説明するための模式図である。 図１４Ｂは、図１４Ａに示される放射電力測定方法で測定された測定値を校正する方法を説明するための模式図である。 図１５は、本発明の比較法を用いた校正法に係る測定方法を示すフローチャートである。 図１６は、本発明の実施形態に係る放射電力測定方法における受信出力と信号発生器出力との関係を示すグラフである。 図１７は、本発明の実施形態に係る放射電力測定方法において、送信アンテナとしてダイポールアンテナとループアンテナを用いたときの反射係数の変化を示すグラフである。 図１８は、本発明の実施形態に係る放射電力測定方法において、送信アンテナとしてダイポールアンテナとループアンテナを用いたときの結合度の変化を示すグラフである。 図１９は、図１２に示される放射電力測定方法に係るアンテナおいて、結合器内の切断面の一部に電波吸収体を敷いたときの反射係数の変化を示すグラフである。 図２０は、図１８に示される放射電力測定方法に係るアンテナにおいて、結合器内の切断面の一部に電波吸収体を敷いたときの結合度の変化を示すグラフである。 図２１は、この発明の測定方法における被測定物の位置調整から全放射電力の測定に至る一例を示すフローチャートである。 図２２は、この発明の測定方法における被測定物の位置調整から全放射電力の測定に至る他の例を示すフローチャートである。 図２３は、本発明の実施形態に係る測定装置を概略的に示す斜視図である。 図２４は、図２３に示される結合器を概略的に示す断面図である。 図２５Ａは、本発明の実施形態に係る測定装置における電波の漏洩を防ぐための結合器の構造例を示し、この結合器が開成された状態を示す一部断面図である。 図２５Ｂは、図２５Ａに示す結合器が平成された状態を示す一部断面図である。 図２６は、本発明の実施形態に係る測定装置における被測定物と受信アンテナの支持部の構成例を概略的に示す平面図である。

（放射電力測定方法の説明）
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る放射電力を測定する方法及びその測定装置を説明する。

　始めに、本発明の基本技術である前記した非特許文献３で示した放射電力を測定する方法について説明する。この非特許文献３は、この明細書の一部をなすものとしてこの明細書に取り込むものとする。

　本発明の放射電力を測定する方法は、基本的には非特許文献３に記載されるように、楕円を回転して形成される楕円空間を規定する金属製の壁面内では、楕円空間の一方の焦点を通り壁面で反射した線分は、必ず他方の焦点を通過するという幾何光学的性質を電波の測定に利用している。

（基本原理の説明）
　本発明の放射電力を測定する方法の基本原理をより具体的に説明すれば、図１に示されるように、長軸線（あるいは短軸線）を中心に楕円Ａを回転して得られる楕円球状に形成された金属性壁面１１で囲まれた閉空間（楕円球体状の空間）１２の中では、回転の軸線（長軸線または短軸線）上の第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２の一方、例えば、第１焦点Ｆ１の位置に被測定物１の電波の放射中心が略一致されるように被測定物１が配置されれば、被測定物１からその周囲に放射された電波Ｗは、壁面１１で反射されて他方の第２焦点Ｆ２の位置に配置した受信アンテナ１５に集中される。

　ここで、図１に示すように、楕円球は、長軸長２ａ及び短軸長２ｂを有する楕円Ａが長軸（ｚ軸）に沿って延出され、第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を通る軸線を中心に回転されて形成され、この楕円球は、次の式で表される。

　　（ｘ２／ｂ２）＋（ｙ２／ｂ２）＋（ｚ２／ａ２）＝１
　幾何光学で考えると、図２に示すように、一方の第１焦点Ｆ１から壁面１１のある反射点Ｒまでの距離をＬ１、この反射点Ｒから他方の第２焦点Ｆ２までの距離をＬ２とすると、その和Ｌは、
　　Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＝２ａ
　となり、第１焦点Ｆ１からどの方向に放射された光線であっても、壁面１１で１回反射し光線は、第２焦点Ｆ２の位置に同一タイミングで入力される。

　この楕円の離心率ｅは、
　　ｅ＝［１－（ｂ^２／ａ^２）］^１／２
となり、第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２の座標ｚは、
　　ｚ＝±f＝±ａｅ
　と表される。

　ここで、幾何光学と同様に第１焦点Ｆ１から放射された電波であっても同様に第２焦点Ｆ２に集中される。従って、被測定物１が第１焦点Ｆ１で電波を放射し、受信アンテナが第２焦点で放射電波を受信し、受信アンテナ１５からの出力信号Ｓの電力が検出されば、検出信号の処理によって被測定物１が周囲に放射する全放射電力ＴＲＰを求めることができる。

　尚、被測定物１が単一周波数の連続波を放射し、その放射電力に対して、被測定物１が受信アンテナ１５の方向に直接的に放射する電波（直接波）の電力が無視できる程小さく、また、受信アンテナ１５に入力した電波が実質的に無損失で全て受信アンテナ１５に吸収されると仮定した場合に、受信アンテナ１５の出力信号Ｓの電力が電力計で測定されれば、被測定物１の全放射電力ＴＲＰを測定することができる。

　ところが実際には、上述したように、被測定物１から放射されて壁面１１で１回反射して第２焦点Ｆ２の受信アンテナ１５に到達する１次波だけでなく、その１次波の一部が再び壁面１１で反射して第１焦点Ｆ１に戻り、さらに壁面１１で反射して第２焦点Ｆ２の受信アンテナ１５に入力する２次波、また、さらに高次の電波が受信アンテナ１５に入力されることになる。このような多重反射が存在すると、楕円球空間の内部には、大きな定在波が立ち、楕円球空間内の電磁界は、複雑な分布を有し、全放射電力を精度よく測定することが難しくなる。また、このような状態では、被測定物１のアンテナの入力インピーダンスも楕円球空間との結合で自由空間中での入力インピーダンスと大きく異なってしまう問題もある。

　この問題を解決するために、非特許文献３では、楕円球空間内に電波吸収体が設けられ、短パルスのバースト信号に対しては時間的に切り分ける方法等を用いて、１次波のみを分離抽出して全放射電力を測定する方法を採用している。

　この非特許文献３とは異なり、本願発明の実施の形態に係る方法では、被測定物と受信アンテナの位置とを焦点Ｆ１，Ｆ２を通る軸線に沿って可変させ、また、被測定物に代って配置された基準アンテナと受信アンテナとの位置とを同様に焦点Ｆ１，Ｆ２を通る軸線に沿って可変させ、受信信号の電力が最大となる位置、即ち、両者の結合度が１となるような位置を見出し、そのときの受信信号の電力等に基づいて被測定物の全放射電力ＴＲＰを測定している。

　より詳細には、図３に示すようにモデル化して説明される。この図３のモデルにおいては、受信アンテナ１５のアンテナ端子に負荷ＺＬが接続され、入力電力Ｐｉｎが送信側アンテナ１００に入力された際に受信アンテナ１５からこの負荷ＺＬに電力ＰLが取り出されている。送信側アンテナ１００の入力反射係数Γであれば、この送信アンテナ１００からは、反射電力Ｐｒが出力される。従って、電力ＰL＝Ｐｉｎ（１－｜Γ｜^２）が成り立つ。図３に示されるモデルにおいて、送信アンテナ１００と受信アンテナ１５との位置とが軸線に沿って可変され、入力反射係数Γが０（Γ→０）となると、両者の結合度Ｃが１となり、受信信号の電力ＰＬが最大となる。

　図３を参照して説明されるように、一次反射波のみならず多重反射成分も含めてその全部の電力を測定対象とすることで、送信側アンテナ１００と受信アンテナ１５の結合度Ｃが大きくなり、より望ましい測定結果が得られる。ここで、楕円球状の結合器の内部は無損失と見なせることから、仮に送信側アンテナ１００の入力反射係数Γを十分に小さくできれば、入力電力Ｐｉｎに対して反射電力Ｐｒは無視できる程小さくなる。そして送信側アンテナ１００から放射されたほぼ全電力は、受信アンテナ１５側の負荷ＺＬに取り出されるはずである。つまり結合度１（Ｃ＝１）の理想結合器が実現することができる。この事項はアンテナの大きさや指向性には無関係に成立する。

　種々の実験により結合器内の送信側アンテナ１００の反射係数Γは、多重反射の影響で周波数に対して大きく増減して変化することが確認されている。ここで、送信側アンテナ１００と受信アンテナ１５の位置を楕円の軸線に沿って変位量Δｚで変化させると、多重反射波の位相が変化し、送信側アンテナ１００の反射係数Γを最小にできる位置、即ち、受信アンテナ１５の信号出力の電力ＰＬが最大となる位置が見出せ、その最大電力ＰＬは、送信側アンテナ１００の全放射電力ＴＲＰに相当し、Ｐｉｎ＝ＰＬ（Ｃ＝１）が成立する。

　幾何光学では、楕円球鏡の焦点においた波源を僅かに変位させると、鏡面で反射した波が楕円球鏡の中心に対して点対称な位置に集束することが知られている。電磁波の測定においても、勿論焦点からの変位量Δｚが大きくなるほど集束性が低下するが、対称点での電力密度は最大となる。

　図４に示すように、送信点（Ｆ１、Ａ、Ｂ等）及び受信点（Ｆ２、Ａ‘、Ｂ’等）がｚ軸に沿って第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２から変化量Δｚだけ対称にシフトされた場合を考える。図４においては、送信点Ｆ１が送信点Ａ或いはＢにシフトされ、受信点Ｆ２が受信点Ａ‘或いはＢ’にシフトされると仮定している。ここで、送信点Ａに対しては受信点Ａ′、送信点Ｂに対しては送信点Ｂ′が対称な点に相当している。楕円球空間の中心Ｏを通り、長軸Ｚに垂直な短軸が通る反射面上のある点をＰとすると、最長の経路長ＡＰＡ′と最短の経路長ＢＰＢ′の位相差Δφは、近似的に、以下のように表される。

　　Δφ≒４ｋΔｚ
　　cos θ＝４ｋｅΔｚ　　　　……（１）
　ここで、ｋは、波数（＝λ／２π　λ：波長）、ｅは離心率である。

　そこで、変化量Δｚをある範囲内で変化させると、受信アンテナ１５に到達する一次波と二次波、二次波と三次波、…が干渉し、リップルが生じる。これらが同位相で加わる場合に受信アンテナ１５で受信される受信電力は、最大となり、逆位相だと打ち消すようになる。受信電力最大の場合には、前述したように送信側の反射係数が最小になる関係が成立する。

　一次波に対する二次波、二次波に対する三次波は、図４の経路長の往復になるので、最長経路長と最短経路長の位相差は、前記式（１）の２倍になる。この位相差が２π以上になるように、変化量Δｚを変化させれば、その中にリップルの最大値と最小値とが必ず含まれることとなる。即ち、その条件は次のようになる。

　　（８ｅΔｚ）／λ≧１　　　……（２）
　尚、上述した測定方法の基本原理において、注意すべきは、受信アンテナ１５で被測定物１からの全放射電力が受信されれば良いことから、被測定物１から放射される電波を反射する金属壁面１１が完全に楕円球状の閉空間１２を定めなくとも良いことである。即ち、楕円球状の閉空間１２は、楕円の短軸と平行な平面で切断した形状に定められれば良く、金属壁面１１がこの楕円球状の空間を切断した形状を定めていれば良いこととなる。切断面に相当する面は、電波吸収体または導体で平坦な面に形成されれば良い。ここで、切断面に相当する平坦面が導体で形成される場合には、平面部は、グラウンドとして動作し、受信電力は変化しないので、全放射電力を算出するときに倍率を考慮することは、不要となる。

　また、楕円球状の空間は、楕円の短軸及び長軸を含み、短軸に平行な第１の平面とこの第１の平面を長軸の周りに長軸を中心として９０度回転して第２の平面とし、第１の平面と第２の平面とで楕円球状の空間が区切られている楕円球状を成す部分空間、即ち、楕円球空間の4分の1の部分空間形状であっても良い。部分空間を定める切断面が電波吸収体で形成される場合、受信電力は4分の１になるので、全放射電力を算出するときに4倍すればよい。部分空間を定める切断面が導体で形成される場合、平面部はグラウンドとして動作し、受信電力は変化しないので、全放射電力を算出するときに倍率を考慮することは、不要となる。

　この明細書及び特許請求の範囲の記載においては、楕円球状の閉空間と称する場合には、完全な楕円球状の空間のみならず、完全な楕円球状の空間の一部を占める閉空間である場合を含み、この一部の閉空間が完全な楕円球状の空間の一部を構成していれば良いものとする。

　尚、結合器が楕円球空間の半分或いは4分の1の形状に形成される場合、小型化、軽量化が可能となり、移動や設置が容易になり、さらには、楕円球空間を構成する部材が減少するため低コスト化が可能となる利点があることも付記しておく。

　（第１の実施の形態に係る放射電力の測定方法）
　以上の説明から理解されるように、この発明の実施の形態に係る放射電力を測定する方法では、図５に示されるように始めに楕円を第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状の金属壁面１１で囲まれた閉空間１２の第１焦点Ｆ１の近傍に電波を放射可能な被測定物１を電波の放射中心をほぼ一致するように配置し、また、同様に受信アンテナ１５を閉空間１２の第１焦点Ｆ１の近傍にアンテナ中心が一致するように配置する。（ステップＳ１）
　被測定物１から放射された電波を壁面１１で反射させて第２焦点Ｆ２の近傍に配置した受信アンテナ１５での受信を開始し、受信アンテナの測定端から出力される出力信号から被測定物１の放射電力の測定を開始する。（ステップＳ２）
　被測定物１と受信アンテナの少なくとも一方或いは両方を２つの焦点Ｆ１を通る軸線に沿って連続的或いは間欠的に移動させながら、被測定物１の放射電力を受信アンテナ１５の測定端で次々に測定し、移動に伴う測定値の変化を記憶する。（ステップＳ３）ここで、被測定物１と受信アンテナの両方が移動される場合は、互いに近接する方向或いは離間する方向に等距離ΔＺだけ移動されることが好ましい。

　この移動が所定の距離に達した時点で受信アンテナ１５の出力信号電力が最大となる測定値を検索して被測定物の全放射電力を算出する。（ステップＳ３）
　（第２の実施の形態に係る放射電力測定方法）
　図５に示す測定する方法は、図６に示されるように全放射電力がスペクトラマスクの規格を充足するか否かの工程を含んでも良い。即ち、図５に示す測定する方法においては、ステップＳ１で被測定物１及び受信アンテナ１５が配置されると、次にステップＳ５において、予め、前記被測定物１から放射される電波に関して、所定の周波数と所定の出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶する。

　次に、ステップＳ２で受信アンテナにおける出力信号の測定が開始され、ステップＳ３で被測定物１と受信アンテナを連続的或いは間欠的に移動させながら、被測定物１の放射電力を受信アンテナ１５の測定端で次々に測定し、移動に伴う測定値の変化を記憶する。

　その後のステップＳ４において、移動が所定の距離に達した時点で受信アンテナ１５の出力信号電力が最大となる測定値を検索して被測定物の全放射電力を算出する。

　このステップＳ４によって算出された全放射電力がステップＳ５で記憶されているスペクトラムマスクと比較して所定の規格を満足するか否かの良否を判定する。（ステップＳ６）
　なお、所定の規格のスペクトラムマスクを記憶するステップＳ５は、図６に示すように、ステップＳ２の直前に限らず、ステップＳ６に示すように全放射電力と比較される前であればよく、例えば、スタート前に、予め、前記被測定物１から放射される電波に関して、所定の周波数と所定の出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶するようにしてもよい。

　即ち、この放射電力測定方法では、被測定物１として用いる、例えば、携帯電話の規格の一つであるＩＳ－９５のスペクトラムマスクを記憶しておき、このスペクトラムマスクと、複数の周波数における全放射電力の値Ｐｒとの比較を行って、規格を満足するか否かの良否を判定することができる。

　そして、ステップＳ６における判定結果が、複数の周波数における全放射電力の値Ｐｒが規格を満たしている場合には、放射電力測定装置に用いる表示器（図示せず）の画面に、例えば、Ｐａｓｓの表示を行う。ステップＳ６における判定結果が、規格を満たしていない場合には、放射電力測定装置に用いる表示器（図示せず）の画面に、例えば、Ｆａｉｌの表示を行うと共に、さらに、規格を満たしていない周波数とその全放射電力Ｐｒの値を表示するようにしてもよい。

　さらに、規格を満たしていない全放射電力Ｐｒについて、放射電力測定装置に用いる表示器（図示せず）の画面に、規格の値からの差分値を表示するようにしてもよい。

　また、放射電力測定装置外のコンピュータ等にこれらの判定結果の出力ができるように構成してもよい。

　なお、このような放射電力測定方法では、前述の測定、算出は、例えば、スペクトラムアナライザを用いることにより、図７に示すようなスペクトラム表示を基に処理を行っている。図７は、設定された測定周波数において、全放射電力Ｐｒの値をスペクトラムマスクＳＭと比較した結果を示している。

　しかるに、これに代えて、測定周波数、全放射電力Ｐｒ及びスペクトラムマスクに対応した電力値からなるテーブルを用いて処理を行うようにしてもよい。

　図８は、ＵＷＢに適用されるスペクトラムマスクを示している。

　ＵＷＢは、数１００ＭＨｚから数ＧＨｚにわたる非常に広い帯域に極めて短い時間のパルス状の信号を送ることにより、短距離内での高速なデータ通信を可能としている。

　ただし、ＵＷＢは他の通信との帯域が重なる部分での干渉が予想されるため、他の通信方式との干渉回避技術（ＤＡＡ：Ｄｅｔｅｃｔ　ａｎｄ　Ａｖｏｉｄ）の搭載が義務付けられており、この要求を満たすために図８に示すようなスペクトラムマスクが規定されている。

　ＵＷＢ機器では、この図８に示すようなスペクトラムマスクを満足する特性を有することが要求され、本発明の実施形態による放射電力測定方法では、このようなスペクトラムマスクを満足しているかの良否判定が簡易かつ短時間に可能となる。

　（シミュレーション結果の説明）
　図９及び図１０には、上述した測定方法に基づいてシミュレーションした結果が示されている。

　図９は、長軸全長４０ｃｍ（２ａ＝４λ）及び離心率ｅ＝０．５を有する楕円反射鏡（楕円球体の閉空間１１）が用意され、周波数３ＧＨｚの送信波を放射する半波長ダイポール送信アンテナ及びこの送信波を受信する半波長ダイポール受信アンテナが反射鏡中の第１及び第２焦点にその中心が一致するように配置されたときの、送受信のシミュレーションした結果が示されている。図９において、実線が送信アンテナの反射係数（Ｓ１１）を示し、点線が送信アンテナから放射された電　力に対する受信アンテナで受信される電力の割合を示す結合度(transmission)（Ｓ２１）を示している。この図９から、中心周波数３ＧＨｚでは、０［ｄＢ］と反射係数（Ｓ１１）が大きく、―５０［ｄＢ］と結合度（Ｓ２１）が小さくなっていることが容易に理解することができる。

　図１０は、送受信アンテナがｚ軸に沿って、中心（ｚ＝０）に対して対称に変化量ΔＺだけ変位された際における３ＧＨｚにおける反射係数及び結合度の変化を示している。ここで、変化量Δｚの正は、第１及び第２焦点より送信点及び受信点が互いに離れるように外側に送信点及び受信点が移動された場合の反射係数及び結合度の変化を示し、変化量Δｚの負は、第１及び第２焦点より送信点及び受信点が互いに近接するように内側に送信点及び受信点が移動された場合の反射係数及び結合度の変化を示している。

　図１０において、Δｚ＝－２０ｍｍに送信点及び受信点が互いに近接するように移動した際には、送信アンテナの反射係数が－２０ｄＢまで低下し、結合度がほぼ０ｄＢ（＝１）になっていることがわかる。また、Δｚ＝＋２０ｍｍに送信点及び受信点が互いに離れするように移動した際には、反射係数は、さらに－３０ｄＢまで低下し、結合度はより０ｄＢに近づいている。変化量Δｚが２０ｍｍ～５０ｍｍの範囲で送信点及び受信点が変位されても反射係数は－２０ｄＢ以下で、結合度はほぼ０ｄＢに保たれていることがわかる。従って、送受信アンテナの変位によって受信電力が最大になるように送受信アンテナの位置が設定されれば、その位置では、送信アンテナの反射係数が十分小さくなっていて、結合度がほぼ０ｄＢの状態となる。この送受信アンテナの配置における受信電力が送信アンテナから放射された全放射電力（ＴＲＰ）に相当している。

　図１１及び図１２は、長軸全長５０ｍｍ（２ａ＝５λ）及び離心率ｅ＝０．５を有する楕円反射鏡におけるシミュレーション結果を示している。この図１１及び図１２においては、Δｚ＝－１５ｍｍで反射（Ｓ１１）が小さくなるものの、－１０ｄＢにしか達せず十分とはいえない。しかし、Δｚ＝＋５０ｍｍに設定すれば反射も十分小さくなり、結合度（Ｓ２１）はほぼ０ｄＢになることが判る。従って、このΔｚ＝＋５０ｍｍの位置がアンテナの最適位置であると判明する。

　上述したシュミュレーションでは、送受信アンテナが第１及び第２焦点に対して外側にある変化量Δｚずつ変位させているが、送受信アンテナが内側に向けて変位されても良い。即ち、送受信アンテナを焦点の位置からそれぞれ内側に２Δｚ変位させても同様の効果が得られる。この場合には焦点距離を大きく、即ち離心率を大きく選ぶことが出来る。その結果、長軸全長は一定でも短軸長の短い扁平な楕円鏡とすることができ、楕円鏡結合器の占有体積を小さくすることができる。

　（比較法の説明）
　実際に携帯端末のような被測定物１の全放射電力を測定する場合、以下の比較法を用いることでより正確な測定が可能となる。

　比較法においては、図１３に示されるように測定の為の処理が実行される。図１４Ａに示すように、始めに被測定物１の放射中心と受信アンテナ１５の中心とが第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２の位置に配置される。その後、被測定物１の放射中心及び受信アンテナ１５の中心の位置が焦点を通る軸線に沿って対称にずらしながら受信アンテナ１５の出力信号の電力が測定される。（ステップＳ１０）この測定で電力が最大となる位置が見付けられ、その時の最大電力が第１の測定値Ｐ１としてメモリに記憶される。（ステップＳ１１）
　尚、図１４Ａ及び１４Ｂに示される測定系では、受信アンテナ１５の出力信号の電力を測定する電力測定手段１５０として、一般的にスペクトラムアナライザ等の電力測定器１５０ｂを用いる。このような電力測定器１５０ｂでスプリアス等の低レベル放射を測定することを前提としてＬＮＡ（低雑音増幅器）１５０ａが電力測定器１５０ｂの前段に設けられている。

　次に、図１４Ｂに示すように、被測定物１に代えて反射係数Γを有する特性が既知の基準アンテナ１６０が楕円球状の結合器内に配置される。（ステップＳ１２）この基準アンテナ１６０は、外部に設けた信号発生器１６１に損失（Ｌｃ）が既知のケーブル１６２を介して接続され、信号発生器１６１から被測定物１の放射電波と等しい周波数（あるいはその中心周波数）の信号が基準アンテナ１６０に供給されて基準アンテナ１６０から電波が放射される。上述したと同様に、両アンテナの位置が対称にずらされて受信アンテナ１５の出力信号が測定される。（ステップＳ１２）この測定では、基準アンテナ１６０の位置と受信アンテナの電力とがメモリに記憶される。受信アンテナの電力が最大となる基準アンテナ１６０と受信アンテナとの位置が決定され、その位置に基準アンテナ１６０及び受信アンテナが設定される。（ステップＳ１３）そして、その最大の受信信号電力がメモリに記憶した値Ｐ１と等しくなるように信号発生器１６１の出力が設定され、その出力値が第２の測定値Ｐ２として記憶される。（ステップＳ１４）
　そして、次の演算で被測定物１の全放射電力ＴＲＰｚが求められる。（ステップＳ１５）
　ＴＲＰｚ＝Ｐ２・Ｌｃ（１－｜Γ｜２）　　　……（３）
　ただし、この測定で得られる全放射電力ＴＲＰｚは、ｚ軸線に沿った偏波成分の全電力に相当し、被測定物１がダイポールアンテナのようにｚ軸偏波成分のみを有している場合には、この全放射電力ＴＲＰｚが全放射電力とみなすことができる。しかし、被測定物１が他の偏波成分を放射する場合には、上述した測定がｘ軸偏波成分及びｙ軸偏波成分についても実施され、その総和、
　ＴＲＰ＝ＴＲＰｚ＋ＴＲＰｘ＋ＴＲＰｙ
　が求められる。

　（比較法を用いた校正法）
　この比較法を用いた校正法は一般的な方法であり、ポイント周波数では有効な方法である。しかし被測定物が実際の携帯端末のような無線機では信号が変調されており、各周波数成分に対するＴＲＰを測定しなければならない。従って、図１５に示される比較法を用いた校正法が実施される。

　電力測定手段１５０として用いるスペクトラムアナライザなどの受信機で周波数掃引する時間はきわめて短いので、図１５に示されるように、供試器（被測定物１）のＴＲＰを測定する場合には、先ず供試器と受信アンテナ１５とを予め定めた位置の組み合わせの一つに設定する。（ステップＳ３１）受信機の周波数掃引を行い、予め定めた複数の離散的な周波数ポイントでの受信電力を測定しデータをメモリに記憶する。（ステップＳ３２）
　次にステップＳ３３において、予め定めた供試器と受信アンテナ１５との位置の組み合わせでの全ての測定が完了したかが確認される。（ステップＳ３３）全ての測定が完了していない場合には、予め定めた位置の組み合わせが代えられステップＳ３１及びステップＳ３２が再び実行される。予め定めた位置の組み合わせが完了すると、即ち、ステップＳ３１及びＳ３２の処理が供試器（被測定物１）と受信アンテナ１５との全ての位置の組み合わせに対して実施されると、受信電力のデータが取得される。これらの多数のデータから各離散ポイントの周波数で最大となる受信電力を抽出し、周波数対最大受信電力ＰＯＵＴ（ｆ）のデータを得てメモリに記憶する。（ステップＳ３４）
　次に、基準アンテナ１６０を、ケーブル１６２を介して信号発生器１６１に接続し、校正系を形成し、上記と同様なステップＳ３５～Ｓ３７の処理が実行されて周波数対最大受信電力ＰＣＡＬ（ｆ）のデータを得てメモリに記憶する。（ステップＳ３８）このとき信号発生器１６１の出力Ｐｓは適当な値に設定しておく。またケーブル１６２の損失Ｌｃ及び基準アンテナ１６０の反射係数Γなどは別途測定しておく。

　測定値をｄＢで表すと、供試器のＴＲＰは以下の式（４）で求められる。なお、式（４）で、ケーブル損失は、反射に関係するｄＢ値は負であることに注意する必要がある。

　［ＴＲＰ（ｆ）］ｄＢｍ
　＝［ＰＤＵＴ（ｆ）］ｄＢ－［ＰＣＡＬ（ｆ）］ｄＢ＋［Ｐｓ（ｆ）］ｄＢｍ
　＋［Ｌｃ（ｆ）］ｄＢ＋｜１－Γ２（ｆ）｜ｄＢ　　　　……（４）
　上記は受信機入力が直線動作する範囲内にある場合に当てはまるが、電力測定器１５０として用いる受信機には非直線性があり、入力範囲が広い場合には入力信号レベルに対する校正も必要となる。これに対しては、信号発生器１６１の出力レベルを変化させて前記と同様な測定を繰り返すことによって、図１６に示すような校正曲線を周波数毎に求め、これを用いて供試器の全放射電力ＴＲＰを決定する。（ステップＳ３９）
　具体的に校正曲線を求めるには、初めに信号発生器１６１の出力レベルを１つの値に設定し、基準アンテナ１６０と受信アンテナ１５の位置変位法と周波数変位を用い、周波数毎の最大受信電力を求める。次に信号発生器１６１の出力レベルを変えて複数の信号レベルに対して同様な測定を行う。

　このようにして周波数毎に求めた曲線が図１６に破線で示されるＡである。これにケーブル損失及び反射係数の補正をしたものが曲線Ｂで、これがＴＲＰの校正曲線となる。この校正曲線を用いれば、例えば供試器に対して求めた最大受信電力が点Ｃであったとすると、求める供試器のＴＲＰは点Ｄで与えられる。

　以上説明した放射電力測定法が成立するためには、被測定物１と基準アンテナ１６０に対して受信アンテナ１５の結合度が変わらないことが条件とされる。図９及び図１１をみると周期的なリップルが生じていることがわかる。これらのリップルは、楕円鏡の中で送受信アンテナ間を往復する電波が壁面で反射する電波と干渉して生じるもので、楕円鏡の形状と周波数によって決まり、送信アンテナ及び被測定物の形状には基本的に依存しないと考えられる。

（アンテナ形状によるシミュレーション結果）
　図１７及び図１８は、被測定物１及び基準アンテナ１６０に対して受信アンテナ１５の結合度が変わらないとの条件を確認するためのシミュレーション結果を示している。図１７及び図１８では、それぞれ半波長ダイポールアンテナ及び方形ループアンテナという形状の異なるアンテナを送信アンテナとした場合の反射係数と結合度を比較している。

　この例は、中心周波数７．５ＧＨｚ（λ０＝４０ｍｍ）を有する電波が送受信され、結合器が長軸全長２ａ＝３．３５λ０及び離心率ｅ＝０．３を有し、送受信アンテナは、第１及び第２焦点位置に配置されている条件下で反射係数及び結合度が求められている。

　図１７及び図１８に示される結果から結合度は、両アンテナに対してほぼ一致した周波数特性を持つことがわかる。しかし、図１８に示されるように、反射係数は、いくつかの周波数で鋭い落ち込みが見られる。そのためにこのような周波数では測定が不安定になり、誤差が大きくなる。このような場合には、前記した送信アンテナの変位法を用いて測定対象の周波数で結合度が高く、周波数特性が平坦になるように送受信アンテナの位置を調整すれば、精度の高い安定した測定を行うことができる。

　さらに、このような不安定な現象を回避するために、結合器内部に非特許文献３で示したような電波吸収体を装荷するのが有効である。

　図１９及び図２０は、図１２と図１７のモデルの結合器内の切断面の一部に電波吸収体を敷いたときの反射係数と結合度の特性を示している。結合器内に電波吸収体を設けることにより、多重反射波が吸収されて減衰するため、全体の結合度は低下するが、リップルが小さくなり安定した測定が行える。また、この１９及び図２０からもダイポールアンテナと方形ループアンテナという形状の違うアンテナに対しての結合度の周波数特性は一致していることがわかる。勿論この場合であっても、結合度の落ち込んでいる周波数に対して送受信アンテナの変位法によって結合度を高くして測定することが可能であり、特に、低レベルの放射測定においては有効である。

　上述した例は、電波吸収体が結合器内の切断面の一部に敷いた場合であるが、この他に電波吸収体材料を楕円鏡内壁の全面に均等に塗布することが考えられる。上述の例のように特定の部分に電波吸収材を設置すると供試器や基準送信アンテナの指向性の影響で吸収量に差が生じる恐れがある。しかし、楕円鏡内壁全面に均等に電波吸収材料を塗布した場合には、この問題を回避することが出来る。電波吸収材料としては例えばエポキシゴムなどゴム系樹脂材料を用いることが出来る。

　（第３の実施の形態に係る放射電力の測定方法）
　この第２の実施の形態に係る放射電力の測定方法は、前述した第１の実施の形態における受信アンテナ１５の測定端での全放射電力の測定開始から測定完了に至るステップＳ２及びＳ３が第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸線（ｚ軸）に限らず、この軸線に直交する他の軸（ｙ軸及びｘ軸）に沿って実施される点が異なっている。

　すなわち、全放射電力を前記受信アンテナ１５の測定端で測定するに際しては、始めに、前記被測定物１の位置を互いに直交する３次元座標軸の少なくとも１つの軸線、例えば、ｚ軸に直交するｙ軸に相当する軸線が選定されてその選定された軸線に沿って位置調整される。

　次に、この位置調整された軸線に沿ってステップＳ１からステップＳ４が実行されて放射電力が測定されてメモリに記憶される。

　同様に、３次元座標軸の他の１つの軸線、例えば、ｚ軸に直交するｘ軸に相当する軸線が選定されてその選定された軸線に沿って位置調整され、この位置調整された軸線に沿ってステップＳ１からステップＳ４が実行されて放射電力が測定されてメモリに記憶される。

　最後に、３次元座標軸の残る１つの軸線、例えば、ｚ軸に相当する軸線が選定されてその選定された軸線に沿って位置調整され、この位置調整された軸線に沿ってステップＳ１からステップＳ４が実行されて放射電力が測定されてメモリに記憶される。

　その後、ステップＳ４と同様にメモリが検索されて被測定物１の全放射電力が最大値として抽出される。

　３次元座標軸の１つの軸線毎に選定して被測定物１の全放射電力を求める測定方法は、図５に示す測定手順に限らず、図１３及び図１５に示される比較法及び比較方を用いた校正法に適用されても良い。

　比較法を適用する際には、図１３に示すように被測定物１に関してステップＳ１０及びステップＳ１１が３次元座標軸の１つの軸線毎に実施され、同様に基準アンテナに関してステップＳ１２が３次元座標軸の１つの軸線毎に実施され、その後、ステップＳ１３に示すように基準アンテナが最大電力測定位置に設置され、ステップＳ１４及びステプＳ１５が実施されれば良い。

　また、比較方を用いた校正法にあっては、被測定物１に関してステップＳ３１からステップＳ３４が３次元座標軸の１つの軸線毎に実施され、同様に基準アンテナに関してステップＳ３５からステップ３８が３次元座標軸の１つの軸線毎に実施され、その後、ステップＳ３９に示すように校正曲線が求められて全放射電力が決定されれば良い。

　このような本発明の第３の実施形態による放射電力測定方法において、被測定物１の位置調整が次のような理由に基づいている。

　被測定物１がダイポールアンテナのような比較的理想的なアンテナから電波を放射する場合には、電波の放射中心はダイポールアンテナの給電点となる。この場合には、電波の放射中心が容易に特定できる。

　しかし、被測定物１が多種多様にわたる測定の実際においては、被測定物の機種毎に固有のアンテナの位置を有しており、被測定物１の筐体による影響も含めた被測定物１からの電波放射パターンと、その電波の放射中心も機種毎に異なっている。従って、被測定物の外観だけで楕円球空間内の焦点の位置にほぼ一致させたのみでは、被測定物１の電波の放射中心が楕円球空間内の焦点Ｆ１の位置にほぼ一致して被測定物１が配置されているとは限らないことを意味している。例えば、被測定物１が１／４波長の放射素子を備えた携帯型無線機であり、しかも、その使用周波数の波長がこの無線機の筐体より相当短い場合には、筐体の影響によって電波の放射中心はアンテナの給電点よりも筐体寄りに片寄る傾向がある。

　また、被測定物１にはアンテナが内蔵型とされているものがある。この場合、外観によるアンテナの位置の判別はできず、さらに被測定物１のどの部分が電波の放射の中心であるかも外観からは全く不明なことが多い。つまり、被測定物１の電波の放射中心を焦点Ｆ１の位置にほぼ一致させて配置することは被測定物１の外観からは困難となる。

　楕円球空間内では、上述のように被測定物１の電波の放射中心が楕円球空間内の焦点Ｆ１の位置にほぼ一致しない場合、被測定物１の最大電力を正確に求められないこととなる。

　被測定物１の最大電力を正確に求めるために、測定装置が軸線（ｚ軸に沿った軸線）に沿った移動のみではなく、軸線とは異なる座標軸上を移動させる機構、即ち、3次元的に移動させる機構をさらに備えることが必要とされる。また、被測定物１の位置調整が実施されて上述した第３の実施の形態に係る放射電力の測定方法として説明したように被測定物１の最大電力を正確に求めるようにすることがより好ましい。

（被測定物１の位置調整の動作例１（手動））
　被測定物１の位置調整手段は、例えば、上述した特許文献２（特開2006-322921）の図７に示されているように被測定物１をＸＹＺ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整を手動で行うことができる機構で実現される。

　この機構を被測定物１の位置調整手段の一例として用いる場合についての動作例を以下に説明する。

　被測定物１の位置調整手段の一例として上述した特許文献２の図７に示されているような位置調整機構が用いられる場合には、ＸＹＺ軸線の少なくとも１軸線に沿って手動で被測定物１の位置が所定位置に位置調整される。位置調整の毎に、受信アンテナ１５で出力信号が測定され、受信アンテナ１５からの出力電力が最大となる被測定物１の位置が探索される。

　尚、被測定物１の位置調整手段としては、上述した特許文献２の図７に示されているような機構に限らず、被測定物１をＸＹＺ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整を手動で行うことがきる機構であればよい。

　なお、被測定物１の所定機種において、被測定物１の位置が良好となる位置を探索した後、その所定機種に対して再度検査するときでも、当該位置で測定できるよう、上述した特許文献２の図７に示されているように載置部とそれに対応する孔に機種に対応した英文字或いは識別可能なマークがあっても良い。

　この場合、特許文献２の図７では、被測定物１の位置が良好となる位置が所定の英文字で示される位置であることが判明していることにより、載置部の孔から覗く基準面の文字を目当てにして、被測定物の位置が良好となる位置に容易に再設定することができる。

（被測定物１の位置調整の動作例２（自動））
　上述の被測定物１の位置調整の動作例１で用いた被測定物１の位置調整手段としての機構は、外部に備えられる第１及び第２の機構１８０、１８１で自動的にその位置が調整されても良い。即ち、位置調整機構は、ＸＹＺ軸線の少なくとも１軸線に沿って駆動する機構をさらに備え、図２３に示す制御手段としての測定制御部１９０からの駆動信号に従い被測定物１の位置が自動で調整されてもよい。

　この自動調整に伴う被測定物の全放射電力の測定においては、一例として図２１に示すような測定動作が実行される。

　始めに、被測定物１は、連続波の送信を開始している状態に被測定物１の動作ボタンが押される。(ステップＳ４１）この状態で被測定物１が位置調整手段（位置調整機構）上に載置され、位置調整されて第１焦点近傍にセットされる。（ステップＳ４２）この被測定物１は、位置調整機構によってその位置が所定軸線上で所定量ΔＺだけ移動させて停止される。（ステップＳ４３）この停止状態で受信アンテナから出力される放射電力が測定され、既に述べたように測定電力がメモリに格納される。この測定電力は、既に測定された測定放射電力と比較され、メモリ中の測定放射電力よりも大きいかが確認される。受信アンテナから出力される放射電力が始めて測定される場合には、メモリ中の参照電力（閾値）と比較される。（ステップＳ４４）測定電力が他の測定電力或いは参照電力よりも小さければ、再びステップＳ４２に戻される。そして、被測定物１は、再び位置調整機構によってある距離ΔＺだけ移動されて停止される。（ステップＳ４２）位置調整機構による微動の度に、測定電力がメモリに記憶され、被測定物１がある範囲内で移動されると、メモリ中の測定電力が比較され、最大の測定放射電力が決定され、この最大の測定放射電力が出力される被測定物１の位置が決定される。（ステップＳ４４）
　次に、この最大の測定放射電力を測定値としてこの測定値から既に説明したように全放射電力が決定されて処理が終了される。（ステップＳ４５及びＳ４６）
　図２１に代えて図２２に示されるように、ステップＳ４２及びＳ４３の処理がステップＳ４１の処理に先だって実行されても良い。即ち、被測定物１が位置調整手段（位置調整機構）上に載置され、この被測定物１が位置調整機構によってその位置が所定軸線上で所定量ΔＺだけ移動されて第１焦点近傍にセットされ（ステップＳ４３）、その後、被測定物１が連続波の送信を開始しても良い。(ステップＳ４１）この送信後、ステップＳ４４からステップＳ４６の処理は、図２１に示すよりと同一であるのでその説明は省略する。

　次に、被測定物１を被測定物１の位置調整手段にセットする（ステップＳ５３）。

　（放射電力測定装置の説明）
　図２３は、上記測定原理に基づいた放射電力測定装置２０の全体構成を示している。

　この放射電力測定装置２０は、既に測定原理の説明から理解されるように放射電力を測定する放射電力測定用結合器（以下、単に結合器という）２１を備え、この結合器２１には、受信アンテナ１５及び被測定物１或いは被測定物の代わりに用いる基準アンテナ（送信アンテナ）１６０が配置されている。受信アンテナ１５には、受信アンテナ１５から出力される電力を測定する電力測定手段１５０に接続され、被測定物１或いは基準アンテナ（送信アンテナ）１６０には、基準アンテナ（送信アンテナ）１６０に送信電力を出力する信号発生器１６１が同軸ケーブル１６２を介して接続されている。信号発生部１６１は、この信号発生部１６１を制御する測定制御部１９０に接続され、測定制御部１９０は、電力測定手段１５０で測定された測定電力を解析するために電力測定手段１５０に接続されている。また、受信アンテナ１５及び被測定物１或いは基準アンテナ（送信アンテナ）１６０を第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸線に沿って移動させる第１及び第２の移動機構１８０，１８１を移動制御する為に測定制御部１９０は、第１及び第２の移動機構１８０，１８１に接続されている。

　この測定制御部１９０は、比較演算部２０２及びメモリ２０４を備え、上述した種々の測定方法の実行の際に測定された放射電力がこのメモリ２０４内の領域に格納され、比較演算部２０２で測定データが解析される。より具体的には、比較演算部２０２は、図５、図６、図１３及び図１５に示される解析処理を実行している。例えば、この比較演算部２０２では、測定放射電力をメモリに格納された他の測定放射電力と比較するとともに比較結果をメモリに格納する。また、比較演算部２０２は、測定電力から演算で全放射電力を演算してメモリ２０４に格納する。また、メモリ２０４の他の領域には、スペクトラムマスクも記憶される。

　この測定制御部１９０には、入力部２０６がインタフェース（図示せず）を介して接続され、この入力部２０６から種々のパラメータが入力されるとともにこの入力部２０６を介して動作指示が与えられる。また、測定制御部１９０には、表示／出力部２０８が接続され、この表示／出力部２０８には、測定制御部１９０によって図２３に示すようなスペクトラムマスクが表示されるとともに比較演算部２０２で求められた測定結果も表示される。

　結合器２１は、楕円球状の閉空間１２を囲む金属製壁面１１を備えている。ここで、結合器２１は、測定対象の下限周波数を基準にそのサイズが定められ、楕円球状の閉空間１２が測定対象の下限周波数の４波長の長軸を少なくとも有するように形成されている。ここで、下限周波数は、好ましくは、３００ＭＨｚ以上の周波数を測定できれば良く、実用的には８００ＭＭＨｚから２ＧＨｚが測定できれば良い。結合器２１の閉空間１２内の軸線上に被測定物１或いは基準アンテナ１６０が第１の移動機構１８０に連動して移動可能な支持部５０によって脱着可能に支持され、この第１の移動機構１８０によって第１焦点Ｆ１の位置に被測定物１の放射中心或いは基準アンテナ１６０のほぼ放射中心が位置される。同様に、結合器２１の閉空間１２内の軸線上に受信アンテナ１５が第２の移動機構１８１に連動して移動可能な支持部５５によって脱着可能に支持され、この第２の移動機構１８１によって第２焦点Ｆ２の位置に受信アンテナ１５の放射中心が位置される。

　図２３及び図２４に示されるように、結合器２１は、被測定物１、基準アンテナ１６０、受信アンテナ１５を結合器２１内の閉空間１２から出し入れできるように、結合器２１は、上下ケース２２、２３から開閉可能な構造を備えている。即ち、結合器２１は、下ケース２２及び上ケース２３に分離可能な開閉式に形成され、下ケース２２の上板２２ａには、楕円状の開口穴（図示せず）が形成され、この開口穴に楕円球状の閉空間１２の下半部に相当する外周形状の内壁２５ａを有する第１の内壁形成体２５が取り付けられている。内壁形成体２５は、電波を反射する金属板、金属メッシュ板のプレス加工、あるいは合成樹脂の成形品の内壁に金属膜を設ける等して形成され、その上縁には、僅かに外側へ延びて開口穴の外縁と重なるフランジ２６が延設され、この第１の内壁形成体２５は、フランジ２６部分が下ケース２２の上板２２ａに固定されている。

　上ケース２３の下板２３ａにも、同様に楕円形の開口穴（図示せず）が設けられ、この開口穴に、第２の内壁形成体３０が装着されている。第２の内壁形成体３０は、第１の内壁形成体２５と対称な形状を有し、楕円球状の閉空間１２の上半部に相当する外周形状の内壁３０ａを有し、その開口側の縁部には、僅かに外側へ延びて上ケース２３の前記穴の外縁と重なるフランジ３１が延設され、このフランジ３１部分が下板２３ａに固定されている。第２の内壁形成体３０も電波を反射する金属板、金属メッシュ板のプレス加工、あるいは合成樹脂の成形品の内壁に金属膜を設ける等して形成されている。

　上ケース２３は、下ケース２２に対して図示しないヒンジ機構とロック機構などにより開閉自在に連結され、上ケース２２を下ケース２３に重なるように閉じてロックしたとき、図２４に示されるように、第１の内壁形成体２５のフランジ２６と第２の内壁形成体３０のフランジ３１が全体的に隙間なく面接触して、それぞれの内壁２５ａ、３０ａが連続して、前記した壁面１１で囲まれた楕円球状の閉空間１２が形成される。

　なお、下ケース２２と上ケース２３には、閉じたときに、上下の内壁形成体２５、３０がずれない状態で重なり合うようにするための位置決め機構（例えば図のようにガイドピン４０とそれを受け入れるガイド穴４１）が形成されている。

　また、図２５Ａに示すように、好ましくは、一方の内壁形成体３０の開口側の内縁のほぼ全周に渡って弾性リブ４５が突設して設けられている。図２５Ｂに示すように内壁形成体３０が他方の内壁形成体２５に重ね合わせられたときに、その弾性リブ４５が内壁形成体２５の開口側の内縁全周に接触され、内壁形成体２５、３０のフランジ２６、３１の接触部を覆い、その接触部に隙間が生じた場合の電波の漏洩等などを低減することができる。

　図２３及び図２４に示す構造では、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０とがそれぞれ別体になっている例を示しているが、下ケース２２の上板２２ａと第１の内壁形成体２５、及び上ケース２３の下板２３ａと第２の内壁形成板３０と上板２２とを同一材料で一体に形成してもよい。また、ここでは第１の内壁形成体２５及び第２の内壁形成体３０の外周形状を半楕円外周形状にしているが、内壁２５ａ、３０ａが前記した楕円球に沿った内面を有するように形成されていれば良く、外観形状は任意の形状に形成することができる。

　図２３、図２４及び図２６に示されるように、第１の内壁形成体２５の開口面上の第１焦点Ｆ１の近傍位置には、閉空間１２内で被測定物１及び基準アンテナ１６０を支持するための放射体支持部５０が設けられている。同様に、第１の内壁形成体２５の開口面上の第２焦点Ｆ２の近傍位置には、受信アンテナ１５を支持するための受信アンテナ支持部５５が設けられている。

　放射体支持部５０は、被測定物１及び基準アンテナ１６０の放射中心が焦点Ｆ１の位置にほぼ一致する基準位置から第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸線に沿って移動できるように被測定物１及び基準アンテナ１６０を脱着可能に支持している。放射体支持部５０は、第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ軸線に沿って移動可能な可動支持板５１と、その可動支持板５１の上に放射体を固定する固定具５２と、可動支持板５１の下降を防ぐ基台５３により構成されている。なお、これらの各構成部材は、電波に対する透過率が高い（比誘電率が１に近い）合成樹脂材により形成されている。

　固定具５２は、例えば電波伝搬に影響を与えない伸縮自在なバンドで、被測定物１或いは基準アンテナ１６０を可動支持板５１の上の所定位置に固定させる。なお、この可動支持板５１の外側端部には内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５１ａが突設され、その軸部５１ａは、内壁形成体２５の外側に設けられた第１の移動装置１８０に連結されている。

　第１の移動装置１８０は、例えばステッピングモータやギア機構などで構成され、連結された軸部５１ａを楕円軸に沿った方向の力を伝達して可動支持板５１を指定した距離だけ移動させることができる。

　なお、基準アンテナ１６０を支持する場合には、信号給電用の同軸ケーブル１６１を外部に引き出すことができるように例えば可動支持板５１の軸部５１ａの内部に貫通する穴
が形成されている。

　また、受信アンテナ支持部５５も放射体支持部５１と同様に、電波に対する透過率が高い合成樹脂材により形成され、可動支持板５６と、可動支持板５６の下降を防ぐ基台５７、可動支持板５６の上に受信アンテナ１５を固定する固定具５８により構成されている。

　ここで、受信アンテナ１５は、基板１５ａに対するエッチング処理でアンテナ素子１５ｂを印刷形成されたものが一般的であり、それを固定するための固定具５８は、例えば受信アンテナ１５の特性を変化させない合成樹脂性のネジ或いはクリップで構成され、受信アンテナ１５のアンテナ素子の放射中心が可動支持板５６の上の第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２を結ぶ楕円軸上の位置に固定させる。

　この受信アンテナ１５を支持する可動支持板５６にも、その外側端部に内壁形成体２５を貫通摺動する軸部５６ａが突設され、その軸部５６ａは、内壁形成体２５の外側に設けられた第２の移動装置１８１に連結されている。

　第２の移動装置１８１は第１の移動装置１８０と同様の構造を有し、連結された軸部５６ａを楕円軸に沿った方向の力を伝達して可動支持板５６を移動させる。

　なお、受信アンテナ１５の同軸ケーブル１６を外部に引き出すことができるように例えば可動支持板５６の軸部５６ａの内部に貫通する穴が形成されている。また、図２６で示したように受信アンテナ１５がダイポール系或いはループ系のような平衡型の場合には、給電点に挿入したバラン１５ｃを介して不平衡型の同軸ケーブル１６に接続される。

　なお、ここでは、放射体（被測定物１或いは基準アンテナ１６０）と受信アンテナ１５ともに移動できるようにしているが、いずれか一方が焦点の近傍位置に固定されたままの状態に維持され、他方が移動装置によって移動されても良い。

　第１、第２の移動装置１８０、１８１は、測定制御部９０により、基準位置、例えば、第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２にと各可動支持板５１、５６のアンテナ取付け基準位置とが一致されている場合にはこの第１及び第２焦点Ｆ１、Ｆ２の位置対して互いに逆方向に移動するように制御される。

　受信アンテナ１５としては、全方位に対して等しい利得を有するものが理想的ではあるが実在しないので、波長に対して素子１５ｂの長さが充分短く、指向性が比較的ブロードな図２６のようなダイポールアンテナ或いはその素子幅を広げて広帯域化したボウタイアンテナ等が現実的である。また、ダイポール型としてスリーブアンテナ等を用いることも可能である。スリーブアンテナは、ｚ軸方向に延伸して配置する場合には、ｚ軸方向にヌル(null)成分があることから、結合器内にｚ軸方向に延伸してスリーブアンテナが配置されることがより好ましい。

　ダイポール系のアンテナの場合、素子１５ｂの長さ方向に対する利得は非常に小さくなるので、この指向性を利用し、図２６に示しているように、素子１５ｂの長さ方向を被測定物１の放射中心方向（焦点Ｆ１方向）に一致させることで、被測定物１から受信アンテナ１５への直接波の影響を小さくすることができる。また、ダイポール系のアンテナの場合、その素子の長手方向が主偏波であり、これと直交する交差偏波成分に対する利得は非常に小さい（所謂単一直線偏波）。

　また、測定対象のＵＷＢ端末或いはＲＦＩＤタグのアンテナは、直線偏波で設計され、放射電力のほとんどは単一直線偏波成分であり、これにわずかの交差偏波成分が加わる。したがって、被測定物１が、交差偏波成分が無視できる単一直線偏波の場合には、その偏波方向が受信アンテナ１５の主偏波方向に一致するように被測定物１の向きを決め、固定すれば良い。

　また、測定対象の被測定物１が単一偏波でない、即ち、主偏波成分に対して交差偏波成分の電力が無視できない電波の測定にあっては、はじめに被測定物１の主偏波方向が受信アンテナ１５の主偏波方向に一致するように被測定物１の向きを決めて前記した移動方法を用いて最大電力を測定し、次に、被測定物１の交差偏波方向が受信アンテナ１５の主偏波方向に一致するように被測定物１の向きを決めて前記した移動方法を用いて最大電力を測定する。

　そして、基準アンテナについても同様の２通りの測定を行い、各偏波方向の電力同士が等しくなるような信号発生器７０の出力レベルを調べ、前記演算によって被測定物１のそれぞれの偏波方向の放射電力を求めてそれらを合計して全放射電力を求めればよい。

　なお、図示しないが受信アンテナ１５として、直交する偏波成分を同時に受信できるループアンテナや直交２素子ダイポールを採用すれば、一度の測定で被測定物１の総放射電力を求めることができる。また、被測定物１の姿勢を変更し、或いは、受信アンテナ１５の向きを変更することで、各偏波成分の放射電力を求め、それを合計することで、全放射電力を求めることができる。この場合、上記のように偏波方向を可変できるように、受信アンテナ１５を回動できる機構を前記移動装置１８１に加えると便利である。

　この受信アンテナ１５で受信された信号Ｓは、同軸ケーブル１６を介して結合器２１の外部に出力される。

　なお、受信アンテナ１５を支持する可動支持板５６の移動に伴い同軸ケーブル１６も移動するが、同軸ケーブル１６のうち、少なくとも結合器２１の外側の部分に可撓性のあるケーブルを用いることで、可動支持板５６の移動の妨げることなく電力測定手段１５０に接続することができる。これは基準アンテナ１６０に接続する同軸ケーブル１６２についても同様である。

　電力測定手段１５０は、広帯域な電力計やスペクトラムアナライザ、周波数選択性のある受信機等が使用でき、前記したようにＬＮＡを併用してもよい。

　そして、測定制御部１９０は、前記した測定方法にしたがって、各移動装置１８０、１８１の制御、信号発生器１６１のレベル制御、電力測定手段１５０の出力に対する演算処理を行い、被測定物１のＴＲＰを算出する。

　始めに、結合器２１を開いて被測定物１を放射体支持部５１の基準となる位置に支持させ、結合器２１を閉じた状態で、その被測定物１と受信アンテナ１５とをそれぞれ焦点の近傍で且つ焦点Ｆ１、Ｆ２の中心に対して対称移動させて、受信アンテナ１５の出力信号電力を最大となるようにし、これを第１の測定値Ｐ１として記憶する。

　次に、結合器２１を開いて被測定物１に代わって基準アンテナ１６０を設置し、同軸ケーブル１６２を介して信号発生器１６１と接続して結合器２１を閉じ、その状態で信号発生器１６１から被測定物１が出力する電波と同一周波数（またはその中心周波数）の信号を出力させ、基準アンテナ１６０と受信アンテナ１５とを前記同様に楕円の軸に沿って対称に移動させて、受信アンテナ１５の出力信号電力が最大となる位置を決め、そのときの電力値が第１の測定値Ｐ１と等しくなるように信号発生器１６１の出力レベルを可変制御し、その信号出力値を第２の測定値Ｐ２として記憶する。

　そして、第１の測定値Ｐ１、第２の測定値Ｐ２及び基準アンテナ１６０の既知の反射係数Γ及びケーブルなどを含めた損失Ｌｃに基づいて、前記式（３）にしたがって被測定物１の全放射電力を算出する。

　ただし、前記したように、この測定で得られる全放射電力ＴＲＰｚは、ｚ軸に沿った偏波成分の全電力であり、被測定物１がダイポールアンテナのようにｚ軸偏波成分のみを有している場合には、この全放射電力ＴＲＰｚが全放射電力となるが、被測定物が他の偏波成分を放射する場合には、上記測定をｘ軸偏波成分、ｙ軸偏波成分について行い、その総和、
　ＴＲＰ＝ＴＲＰｚ＋ＴＲＰｘ＋ＴＲＰｙ
を求める。

　なお、上記放射電力装置の動作の説明では、周波数を固定した場合の測定方法について説明したが、以下のような測定方法も可能である。

　即ち、被測定物１と受信アンテナ１５を所定の可動範囲内の任意の離散点に設定した状態で、受信信号の周波数を所定範囲内で掃引し、その各周波数についての受信信号レベルを取り込むという処理を、被測定物１と受信アンテナ１５の位置をすべての離散点で動かして行い、位置毎の周波数スペクトラムデータを求め、そのデータから各測定周波数における最大受信電力を求める。

　そして、被測定物１の代わりに基準アンテナ１６０を用い、上記同様の測定を行い、各周波数について前記演算処理を行うことで、各周波数についての前記放射電力を求めることができる。

　なお、上記結合器２１の構造は一実施例であるが、楕円球の空間を形成する壁面が分割される方向について考察すると、前記したようにダイポールアンテナの素子の長さ方向を楕円長軸に一致させた場合、壁面に流れる電流は、楕円長軸を含む子午線面に沿う方向に流れる。

　したがって、上記したように楕円球状の閉鎖空間を長軸に沿った平面で分割するように内壁形成体２５、３０を形成した場合、その分割によって生じる隙間の方向と、前記の電流の流れる方向とが平行で、電流が遮断されないので、その隙間からの電波の漏洩を抑えることができる。

　ただし、共通の結合器２１を用いて、壁面に流れる電流方向が全く異なる特性の被測定物１を測定する場合を考慮すると、ケースの分割面の隙間からの電波の漏洩を防ぐことが困難になるので、前記したように、フランジ２６、３１の接触部分（分割面）を弾性リブ４５で覆って、２つの内壁形成体２５、３０の重なり部分にオーバラップ部を設ける等して、電波の漏洩を防ぐことが好ましい。

　被測定物の大きさ、或いは、指向性などの影響を受けずに全放射電力を正確に測定できる放射電力測定方法、放射電力測定用結合器及び放射電力測定装置が提供される。

　　１……被測定物、１１……壁面、１２……閉空間、１５……受信アンテナ、１５ａ……基板、１５ｂ……素子、１５ｃ……バラン、１６……同軸ケーブル、２０……放射電力測定装置、２１……放射電力測定用結合器、２２……下ケース、２３……上ケース、２５……第１の内壁形成体、２６……フランジ、３０……第２の内壁形成体、３１……フランジ、４０……ガイドピン、４１……ガイド穴、４５……弾性リブ、５０……放射体支持部、５１……可動支持板、５５……受信アンテナ支持部、５６……可動支持板、１５０……電力測定手段、１６０……基準アンテナ、１６１……信号発生器、１６２……同軸ケーブル、１８０、１８１……移動装置、１９０……測定制御部、２０４……比較演算部、２０４……メモリ、２０６……入力部、２０８……表示／出力部

Claims (17)

1. 　　楕円をその２つの焦点（Ｆ１、Ｆ２）を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状の金属の壁面（１１）で囲まれた閉空間（１２）の一方の焦点（Ｆ１）の近傍に電波を放射可能な被測定物（１）の電波の放射中心をほぼ一致するように配置する段階と、
   　該被測定物から放射された電波を前記壁面で反射させて他方の焦点（Ｆ２）の近傍に配置した受信アンテナ（１５）で受信して、該受信アンテナの出力信号から被測定物の全放射電力を該受信アンテナの測定端で測定する段階と、
   　を備えた放射電力測定方法において、
   　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力が最大となる測定値に基づいて、前記被測定物の全放射電力を算出することを特徴とする放射電力測定方法。
2. 　　前記放射電力測定方法は、
   　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶する段階と、
   　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、該最大値が前記第１の測定値と等しくなるときの前記基準アンテナへ入力した信号電力を第２の測定値として求める段階と、
   　前記第１の測定値、第２の測定値および前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
3. 　　前記放射電力測定方法は、
   　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とし、これを第１の測定値として記憶する段階と、
   前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させて、前記受信アンテナの出力信号電力を最大とした状態で、前記基準アンテナへ供給する信号電力を変化させ、該信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号電力との関係を示す校正データを求める段階とを含み、
   前記第１の測定値、校正データ、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
4. 　　前記放射電力測定方法は、
   　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、該アンテナの位置毎に前記受信アンテナの出力信号に対して測定すべき所定周波数範囲内の各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を第３の測定値として記憶する段階と、
   　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
   前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、該アンテナの位置毎に前記受信アンテナの出力信号に対して前記測定すべき各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を含むデータを第４の測定値として記憶する段階と、
   　前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射電力測定方法。
5. 　　前記被測定物に代わって前記基準アンテナを用いる際には、該基準アンテナへ供給する信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号の電力との関係を示す校正データを前記第４の測定値として求めることを特徴とする請求項４記載の放射電力測定方法。
6. 　　記被測定物または前記基準アンテナは、前記受信アンテナとともに、前記２つの焦点の中心に対して対称に移動させることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の放射電力測定方法。
7. 　　周波数と出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶する段階と、測定すべき所定周波数範囲内の周波数毎の電波の全放射電力の値と、前記スペクトラムマスクとを比較して前記規格を満足するかを良否判定する段階とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の放射電力測定方法。
8. 　　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する段階と、
   　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第３の測定値を記憶する段階と、
   　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
   前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する段階と、
   　前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第４の測定値を記憶する段階と、
   前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する段階とを含むことを特徴とする請求項４に記載の放射電力測定方法。
9. 　　金属の壁面で囲まれた閉空間内に、電波を放射可能な被測定物（１）または基準アンテナのいずれか一方の放射体と、該放射体が放射した電波を受信する受信アンテナ（１５）とを支持し、前記放射体が放射した電波を前記受信アンテナで受信し、その受信信号を外部へ出力できるように構成された放射電力測定用結合器において、
   　前記閉空間の形状が、楕円をその２つの焦点（Ｆ１、Ｆ２）を通る軸線を中心に回転して得られる楕円球状に形成され、且つ、前記放射体の電波の放射中心が前記楕円の一方の焦点（Ｆ１）の近傍となる状態で支持する放射体支持手段（５０）と、前記受信アンテナをその中心位置が前記楕円の他方の焦点（Ｆ２）の近傍となる状態で支持する受信アンテナ支持手段（５５）と、前記放射体と前記受信アンテナの少なくとも一方を前記二つの焦点を通る軸線に沿って移動させる移動手段（１８０、１８１）とを有し、
   　前記放射体から放射された電波を、前記壁面で反射させて前記受信アンテナで受信するとともに、前記移動手段により前記放射体と前記受信アンテナの相対位置を変化させ、該受信アンテナの出力信号電力を最大に設定できるように構成したことを特徴とする放射電力測定用結合器。
10. 　　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
    前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
    　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
    　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を測定値として検出し、前記測定値に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする放射電力測定装置。
11. 　　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
    　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
    　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
    　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を第１の測定値として検出し、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが設置され、且つ該基準アンテナに前記信号供給手段から信号が供給された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力が最大となるように設定し、該設定位置における電力の最大値が前記第１の測定値と等しくなるように前記信号供給手段による出力信号電力を可変制御し、該制御で得られた出力信号電力を第２の測定値として求め、前記第１の測定値、第２の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）と、を具備することを特徴とする請求項１０に記載の放射電力測定装置。
12. 　　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
    　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
    　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
    　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力の最大値を第１の測定値として検出し、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが設置され、且つ該基準アンテナに前記信号供給手段から信号が供給された状態で、前記移動手段を駆動して前記受信アンテナの出力信号の電力が最大となるように設定し、前記基準アンテナへ供給する信号電力を変化させ、該信号電力と前記受信アンテナの出力信号との関係を示す校正データを求め、前記第１の測定値、校正データ、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の全放射電力を算出する測定制御部（１９０）と、
    　を具備することを特徴とする請求項１０に記載の放射電力測定装置。
13. 　　前記請求項９に記載の放射電力測定用結合器（２１）と、
    　前記放射電力測定用結合器の受信アンテナの出力信号の電力を求める電力測定手段（１５０）と、
    　前記放射体支持手段に支持された前記基準アンテナへ前記放射電力測定用結合器の外部から信号を供給するための信号供給手段（１６１、１６２）と、
    　前記放射体支持手段に前記被測定物が支持された状態で、前記移動手段を駆動して、各アンテナ位置で前記受信アンテナの出力信号に対して測定すべき所定周波数範囲内の各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を第３の測定値として検出し、前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
    　前記受信アンテナの少なくとも一方を前記２つの焦点を通る軸線に沿って移動させ、各アンテナ位置で前記受信アンテナの出力信号に対して前記測定すべき各周波数毎に電力を求め、該周波数毎の最大電力を含むデータを第４の測定値として検出し、前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する測定制御部（１９０）とを有していることを特徴とする請求項１０に記載の放射電力測定装置。
14. 　　前記測定制御部は、前記被測定物に代わって前記基準アンテナが用いられる際に、該基準アンテナへ供給する信号電力とそれに対する前記受信アンテナの出力信号の電力との関係を示す校正データを前記第４の測定値として求めることを特徴とする請求項１３記載の放射電力測定装置。
15. 　　前記測定制御部は、前記被測定物または前記基準アンテナを、前記受信アンテナとともに、前記２つの焦点の中心に対して対称に移動させることを特徴とする請求項１０～１４のいずれか１項に記載の放射電力測定装置。
16. 　　周波数と出力強度からなる所定の規格のスペクトラムマスクを記憶するメモリと、
    　測定すべき所定周波数範囲内の周波数毎の電波の全放射電力の値と、前記スペクトラムマスクとを比較して前記規格を満足するかを良否判定する判定部と、
    を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の放射電力測定装置。
17. 　　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する第１の調整機構と、
    　前記被測定物と前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第３の測定値を記憶する記憶部と、
    　前記被測定物に代わって設置され信号供給を受けて電波を放射する基準アンテナと、
    前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する第２の調整機構と、
    　前記受信アンテナの少なくとも一方の位置をXYZ軸線の少なくとも１軸線に沿って位置調整する毎に前記第４の測定値を記憶する記憶部と、
    前記第３の測定値、第４の測定値、前記基準アンテナの反射係数および損失に基づいて前記被測定物の測定すべき前記所定周波数範囲における全放射電力を算出する演算部と、
    　を含むことを特徴とする請求項１３に記載の放射電力測定装置。

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