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JP2001165975A - Apparatus and method for measuring antenna - Google Patents

Apparatus and method for measuring antenna

Info

Publication number
JP2001165975A
JP2001165975A JP35172999A JP35172999A JP2001165975A JP 2001165975 A JP2001165975 A JP 2001165975A JP 35172999 A JP35172999 A JP 35172999A JP 35172999 A JP35172999 A JP 35172999A JP 2001165975 A JP2001165975 A JP 2001165975A
Authority
JP
Japan
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antenna
measured
probe
distribution
amplitude distribution
Prior art date
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Application number
JP35172999A
Other languages
Japanese (ja)
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Inventor
Mikio Takabayashi
幹夫 高林
Hiroyuki Deguchi
博之 出口
Shigeru Makino
滋 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that an antenna to be measured has to be slid in the Z-axis direction, in a plane scanning near-field measuring apparatus to be measured at different positions and that there is a possibility of generating installation alignment errors, when the antenna to be measured is slid. SOLUTION: The apparatus and method for measuring are provided with an antenna to be measured, a plurality of probes which are installed at positions facing the antenna to be measured and in which the size and/or the shape of an opening part are different, and a computing and processing means, by which the amplitude distribution of the antenna to be measured, is found on the basis of respective electromagnetic waves to be received by the plurality of probes, by which the phase distribution of the antenna to be measured is calculated on the basis of the amplitude distribution and by which the radiation characteristic of the antenna to be measured is found, on the basis of the amplitude distribution and the phase distribution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は高周波数帯に共振
周波数を有するアンテナの放射特性を測定するアンテナ
測定装置及びアンテナ測定方法に係り、特に被測定アン
テナやプローブを高精度に位置決めする装置を必要とせ
ず、振幅分布のみの測定から被測定アンテナの放射特性
を得ることができるアンテナ測定装置及びアンテナ測定
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna measuring device and an antenna measuring method for measuring the radiation characteristics of an antenna having a resonance frequency in a high frequency band, and particularly to a device for accurately positioning an antenna or a probe to be measured. The present invention relates to an antenna measuring apparatus and an antenna measuring method capable of obtaining a radiation characteristic of a measured antenna from a measurement of only an amplitude distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】アンテナの放射特性などを測定する方法
を大きく分けると遠方界測定法と、近距離からの測定と
して近傍界測定法とがある。これらを簡単に説明する
と、遠方界測定法は被測定アンテナを回転させながら十
分に遠方に設置された対向アンテナとの間の伝達電力を
測定し、この時の回転角度と伝達電力との関係から被測
定アンテナの指向性などの放射特性を測定するものであ
る。この測定に必要なアンテナ間の距離は、通常、アン
テナの開口端と中心部との位相差がπ/8以下となるよ
うに下記の式の関係に従って設定される。 R≧2(D1 +D22 /λ Rはアンテナ間の距離、D1 、D2 は送受信アンテナの
最大開口寸法である。
2. Description of the Related Art Methods for measuring the radiation characteristics and the like of an antenna are roughly classified into a far-field measurement method and a near-field measurement method as a measurement from a short distance. To explain these in brief, the far-field measurement method measures the transmitted power between a counter antenna located far enough while rotating the antenna to be measured, and obtains the relationship between the rotation angle and the transmitted power at this time. It measures the radiation characteristics such as the directivity of the antenna to be measured. The distance between the antennas required for this measurement is usually set according to the following equation so that the phase difference between the opening end and the center of the antenna is π / 8 or less. R ≧ 2 (D 1 + D 2 ) 2 / λ R is the distance between the antennas, and D 1 and D 2 are the maximum aperture dimensions of the transmitting and receiving antennas.

【0003】しかしながら、上記遠方界測定にてサブミ
リ波などの高周波数に共振周波数を有するアンテナの放
射特性を測定しようとする場合では、その使用波長が短
いために上記式から測定に必要なアンテナ間距離Rが、
非常に大きくなってしまう。このため、十分なダイナミ
ックレンジが確保できないという問題がある。
However, when the radiation characteristics of an antenna having a resonance frequency at a high frequency such as a submillimeter wave are to be measured in the far-field measurement, since the wavelength used is short, the antenna-to-antenna required for measurement can be obtained from the above equation. If the distance R is
It becomes very large. For this reason, there is a problem that a sufficient dynamic range cannot be secured.

【0004】これに対して、近傍界測定方法はアンテナ
の放射近傍界領域において電磁界の振幅及び位相を測定
し、これらに厳密な電磁界理論に基づいた演算を施して
アンテナの放射特性を得るものであり、上記遠方界測定
と比較して大きなアンテナ間距離を必要としない。具体
的には、被測定アンテナとプローブとの距離が近いため
に周囲で反射した電磁波による影響を除くために電波暗
室内で測定を行い、被測定アンテナの開口近傍における
電界(若しくは磁界)の振幅分布、位相分布を測定して
開口分布を求め、この開口分布に厳密な電磁界理論に基
づいた演算を施してアンテナの放射特性を得るものであ
る。
On the other hand, the near-field measurement method measures the amplitude and phase of an electromagnetic field in a radiation near-field region of an antenna, and performs an operation based on strict electromagnetic field theory to obtain the radiation characteristics of the antenna. And does not require a large inter-antenna distance compared to the far-field measurement. Specifically, the distance between the antenna to be measured and the probe is short, so that the measurement is performed in an anechoic chamber to eliminate the effects of electromagnetic waves reflected from the surroundings, and the amplitude of the electric field (or magnetic field) near the aperture of the antenna to be measured is measured. The aperture distribution is obtained by measuring the distribution and the phase distribution, and a calculation based on strict electromagnetic field theory is performed on the aperture distribution to obtain the radiation characteristics of the antenna.

【0005】しかしながら、近傍界測定では、被測定ア
ンテナの位相分布を測定するために被測定アンテナとプ
ローブとの位置を高精度に決定する必要がある。さら
に、被測定アンテナがサブミリ波などの高周波数帯に共
振周波数を有する場合には、この位置精度に非常に敏感
であり、測定器の誤差、ケーブルの温度変化、及び被測
定アンテナやプローブの設置アライメント誤差などか
ら、その位相分布を測定することが非常に困難であっ
た。
However, in the near-field measurement, it is necessary to determine the positions of the antenna to be measured and the probe with high accuracy in order to measure the phase distribution of the antenna to be measured. Furthermore, if the antenna to be measured has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave, it is very sensitive to this positional accuracy, and there are errors in the measuring instrument, changes in the temperature of the cable, and the installation of the antenna and probe to be measured. It was very difficult to measure the phase distribution due to alignment errors and the like.

【0006】この近傍界測定における問題を解決する手
段としてフェーズリトリーバル法がある。これは被測定
アンテナを異なる2測定点に交互に置き、異なる2測定
点における被測定アンテナの振幅分布を測定し、この振
幅分布から位相分布を推定するものである。被測定アン
テナの振幅分布は、プローブで被測定アンテナから送信
された電磁波の伝達電力の測定から求められ、位相分布
測定と比較して被測定アンテナとプローブとの位置を高
精度に決定する必要がない。
As a means for solving the problem in the near-field measurement, there is a phase retrieval method. In this method, the antenna to be measured is alternately placed at two different measurement points, the amplitude distribution of the antenna to be measured at the two different measurement points is measured, and the phase distribution is estimated from the amplitude distribution. The amplitude distribution of the antenna to be measured is obtained from the measurement of the transmitted power of the electromagnetic wave transmitted from the antenna to be measured by the probe, and it is necessary to determine the position of the antenna to be measured and the probe with higher precision compared to the phase distribution measurement. Absent.

【0007】図6は、例えばO.M.Bucci et.al.“Far-Fi
eld Pattern Determination from Near-Field Amplitud
e on Two Surfaces”,IEEE Trans.on Antennas and pro
pagation Vol.38,No.11,Nov.1990に示された従来のフェ
ーズリトリーバル法を使用するアンテナ測定装置の概略
的な構成を示す図である。図において、100は被測定
アンテナ、102は被測定アンテナ100から送信され
た電磁波を検出するプローブで、103はプローブ10
2をX軸方向やY軸方向に摺動させるXYスキャナであ
る。104aはプローブ102で検出した電磁波から被
測定アンテナ100の振幅分布などを求める受信器、1
05は受信器104aが求めた振幅分布などからフェー
ズリトリーバル法に沿って被測定アンテナ100の放射
特性を演算する演算処理器、106は被測定アンテナ1
00の回転台、107はZ軸方向に被測定アンテナ10
0を進退自在に摺動させるZ軸レール、112は被測定
アンテナ100の送信器である。図7はフェーズリトリ
ーバル法による被測定アンテナ100の位相分布の算出
過程を示すフロー図である。
FIG. 6 shows, for example, OMBucci et.al.
eld Pattern Determination from Near-Field Amplitud
e on Two Surfaces ”, IEEE Trans.on Antennas and pro
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an antenna measuring apparatus using a conventional phase retrieval method shown in pagation Vol. 38, No. 11, Nov. 1990. In the figure, reference numeral 100 denotes an antenna to be measured, 102 denotes a probe for detecting an electromagnetic wave transmitted from the antenna to be measured 100, 103 denotes a probe 10
2 is an XY scanner that slides 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction. 104a is a receiver for obtaining the amplitude distribution and the like of the antenna under measurement 100 from the electromagnetic wave detected by the probe 102;
Reference numeral 05 denotes an arithmetic processor for calculating the radiation characteristics of the antenna under measurement 100 from the amplitude distribution or the like obtained by the receiver 104a according to the phase retrieval method, and reference numeral 106 denotes the antenna 1 under measurement.
The turntable of 00, 107 is the antenna 10 to be measured
A Z-axis rail that slides 0 to freely move back and forth is a transmitter of the antenna under test 100. FIG. 7 is a flowchart showing a process of calculating the phase distribution of the antenna under measurement 100 by the phase retrieval method.

【0008】次に動作について説明する。XYスキャナ
103を摺動させるか若しくは被測定アンテナ100を
Z軸レール107上で移動させて、被測定アンテナ10
0の任意の位置(z=R1)を測定面とする。このあ
と、送信器112により被測定アンテナ100がプロー
ブ102に向けて電磁波を放射する。この被測定アンテ
ナ100から放射された電磁波を、XYスキャナ103
で位置決めしたプローブ102で検出する。受信器10
4aはプローブ102で検出した電磁波からz=R1に
おける振幅分布を求める。次に、XYスキャナ103を
さらに摺動させるか若しくは被測定アンテナ100をZ
軸レール107上で移動させて、被測定アンテナ100
の上記以外の位置(z=R2)を測定面とする。このあ
と、上記と同様にしてz=R2における振幅分布を求め
る。
Next, the operation will be described. By sliding the XY scanner 103 or moving the antenna under test 100 on the Z-axis rail 107,
An arbitrary position of 0 (z = R1) is defined as a measurement surface. After that, the antenna to be measured 100 emits an electromagnetic wave toward the probe 102 by the transmitter 112. The electromagnetic wave radiated from the measured antenna 100 is converted into an XY scanner 103.
The detection is performed by the probe 102 positioned in the step. Receiver 10
4a obtains the amplitude distribution at z = R1 from the electromagnetic wave detected by the probe 102. Next, the XY scanner 103 is further slid or the antenna under test 100 is moved to Z
The antenna under test 100 is moved on the
The position (z = R2) other than the above is defined as a measurement surface. Thereafter, the amplitude distribution at z = R2 is obtained in the same manner as described above.

【0009】次に、上記のようにして求めた被測定アン
テナ100の振幅分布(z=R1,R2)を用いて、演
算処理器105にて図7に示すフェーズリトリーバル法
による処理を行い、被測定アンテナ100の位相分布を
算出する。また、図6に示すxyz座標系は、被測定ア
ンテナ100の開口上に電磁波の放射される方向をz軸
とし、開口部の中央を原点と定義する。先ず、z=R1
における被測定アンテナ100の振幅分布、及び位相分
布の初期値として適当な値を処理対象として設定する
(ステップST100)。
Next, using the amplitude distribution (z = R1, R2) of the measured antenna 100 obtained as described above, the arithmetic processor 105 performs a process by the phase retrieval method shown in FIG. The phase distribution of the measurement antenna 100 is calculated. In the xyz coordinate system shown in FIG. 6, the direction in which the electromagnetic wave is radiated onto the opening of the antenna under measurement 100 is defined as the z-axis, and the center of the opening is defined as the origin. First, z = R1
In step ST100, appropriate values are set as initial values of the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna under measurement 100 in step ST100.

【0010】次に処理対象とする測定点をz=R1から
z=R2にフィールド変換し、上記ステップST100
において設定したz=R1における振幅分布を、z=R
2における振幅分布とし、これと上記位相分布の初期値
とから、z=R2における位相分布を算出する(ステッ
プST101,ステップST102)。
Next, the measurement point to be processed is field-converted from z = R1 to z = R2, and the above-mentioned step ST100 is performed.
The amplitude distribution at z = R1 set at
2, the phase distribution at z = R2 is calculated from this and the initial value of the phase distribution (step ST101, step ST102).

【0011】上記ステップST102においてz=R2
にフィールド変換された振幅分布を、z=R2において
測定された振幅分布と置き換える(ステップST10
3,ステップST104)。
In step ST102, z = R2
Is replaced with the amplitude distribution measured at z = R2 (step ST10).
3, step ST104).

【0012】次に処理対象とする測定面をz=R2から
z=R1にフィールド変換し、ステップST103で求
めたz=R2における振幅分布を、z=R1における振
幅分布とし、これとステップST102で求めたz=R
2における位相分布とから、z=R1における被測定ア
ンテナ100の位相分布を算出する(ステップST10
4,ステップST106)。
Next, the measurement surface to be processed is field-transformed from z = R2 to z = R1, and the amplitude distribution at z = R2 obtained in step ST103 is changed to the amplitude distribution at z = R1. Z = R found
2, the phase distribution of the antenna under measurement 100 at z = R1 is calculated (step ST10).
4, step ST106).

【0013】上記ステップST106においてz=R1
にフィールド変換された振幅分布を、z=R1において
測定された振幅分布と置き換える(ステップST10
7,ステップST108)。
In step ST106, z = R1
Is replaced with the amplitude distribution measured at z = R1 (step ST10).
7, step ST108).

【0014】次に、再び処理対象とする測定面をz=R
1からz=R2にフィールド変換し、上記ステップST
108でのz=R1における振幅分布を、測定点R2に
おける振幅分布とし、これとステップST106で算出
したz=R1における位相分布とから、z=R2におけ
る被測定アンテナ100の位相分布を算出する(ステッ
プST109)。
Next, the measurement surface to be processed again is represented by z = R
Field conversion from 1 to z = R2,
The amplitude distribution at z = R1 at 108 is defined as the amplitude distribution at the measurement point R2, and the phase distribution at z = R2 of the antenna under test 100 is calculated from the amplitude distribution at z = R1 calculated at step ST106 ( Step ST109).

【0015】ステップST110において、ステップS
T109で求めたz=R2における振幅分布と、上記実
際に測定して求めたz=R2における振幅分布とを比較
して、その差が十分に小さくなり収束した場合には処理
を終了し、それ以外の場合にはステップST102に戻
って上記ステップを繰り返し行う。上記のように実測値
との差が最小に収束したときのz=R1,R2における
被測定アンテナ100の振幅分布から推定される位相分
布が、このフェーズリトリーバル法における解である。
In step ST110, step S
The amplitude distribution at z = R2 obtained at T109 is compared with the amplitude distribution at z = R2 actually measured and obtained. If the difference is sufficiently small and converges, the process is terminated. Otherwise, the process returns to step ST102 to repeat the above steps. As described above, the phase distribution estimated from the amplitude distribution of the antenna under test 100 at z = R1 and R2 when the difference from the actually measured value converges to the minimum is the solution in this phase retrieval method.

【0016】なお、任意の測定面における被測定アンテ
ナ100の電界の振幅分布及び位相分布が求められる
と、これらに電磁界理論に基づく演算を施して、他の任
意の位置にフィールド変換することが可能である。これ
により、上記のようにして推定された被測定アンテナ1
00の位相分布並びに振幅分布を用いて、被測定アンテ
ナ100の開口分布、及び放射パターンなどの諸特性を
算出することができる。
When the amplitude distribution and the phase distribution of the electric field of the antenna under measurement 100 on an arbitrary measurement surface are obtained, it is possible to perform a calculation based on the electromagnetic field theory to perform field conversion to another arbitrary position. It is possible. As a result, the measured antenna 1 estimated as described above is obtained.
Using the phase distribution and the amplitude distribution of 00, various characteristics such as the aperture distribution and the radiation pattern of the antenna under measurement 100 can be calculated.

【0017】また、上記ではプローブ102をX軸方向
若しくはY軸方向に走査して、被測定アンテナ100の
測定を行う例を示したが、例えばプローブ102をX軸
方向に摺動自在とし、被測定アンテナ100をx軸に平
行な軸まわりに回転自在な回転台上に設置して、円筒走
査してもよい。さらに、x軸、y軸まわりに回転自在の
回転台上に被測定アンテナ100を設置して球面走査し
てもよい。
In the above description, the probe 102 is scanned in the X-axis direction or the Y-axis direction to measure the antenna under test 100. However, for example, the probe 102 is slidable in the X-axis direction, The measurement antenna 100 may be installed on a turntable that is rotatable about an axis parallel to the x-axis to scan a cylinder. Further, the antenna to be measured 100 may be installed on a turntable that is rotatable about the x-axis and the y-axis to perform spherical scanning.

【0018】一方、近傍界測定において、プローブには
開口径を十分に小さくして、極力無指向性に近い受信用
アンテナを用いるが、実際には若干の指向性を有する。
この場合、プローブの指向性を考慮した補正を行って被
測定アンテナの放射特性を求める。図8は、例えばA.G.
Pepjar et.al.“Accurate Determination of PlanarNea
r-Field Correction Parameters for Linearly Polariz
ed Probes”,IEEE Trans.on Antennas and propagation
Vol.36,No.6,Nov.1988 に示された従来のプローブの指
向性補正を行う近傍界測定を説明する説明図である。な
お、図6と同一構成要素には同一符号を付して重複する
説明を省略する。図8におけるアンテナ装置は図7と同
様のフェーズリトリーバル法によって被測定アンテナ1
00の放射特性を求め、これにプローブの指向性補正を
行うものである。
On the other hand, in the near-field measurement, the probe has a sufficiently small aperture diameter and uses a receiving antenna that is as omnidirectional as possible, but actually has some directivity.
In this case, the radiation characteristics of the antenna to be measured are obtained by performing correction in consideration of the directivity of the probe. FIG.
Pepjar et.al. “Accurate Determination of PlanarNea
r-Field Correction Parameters for Linearly Polariz
ed Probes ”, IEEE Trans.on Antennas and propagation
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining near-field measurement for correcting directivity of a conventional probe shown in Vol. 36, No. 6, Nov. 1988. The same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. The antenna device in FIG. 8 uses the same phase retrieval method as in FIG.
A radiation characteristic of 00 is obtained, and the directivity of the probe is corrected based on the radiation characteristic.

【0019】次にプローブの指向性補正について説明す
る。図8に示すようにプローブ102は指向特性を有し
ており、このプローブ102を用いて測定される被測定
アンテナ100の電磁波の受信レベルは、上記指向特性
による誤差を含んでいる。この誤差の補正は指向特性に
よる誤差を含んだプローブ102の受信レベルと既知の
プローブ102のフーリエスペクトルを用いて行う。
Next, correction of the directivity of the probe will be described. As shown in FIG. 8, the probe 102 has a directional characteristic, and the reception level of the electromagnetic wave of the antenna under measurement 100 measured using the probe 102 includes an error due to the directional characteristic. This error is corrected using the reception level of the probe 102 including an error due to the directivity characteristic and the known Fourier spectrum of the probe 102.

【0020】先ず、プローブ102の開口面を含む平面
をスキャン平面とし、被測定アンテナ100の開口の中
心からスキャン平面を貫く直線の交点を原点とするXY
座標系を定義する。また、スキャン平面上におけるプロ
ーブ102の開口部の中心位置を測定点Pとし、上記と
同様にして被測定アンテナ100から放射された電磁波
を検出する。ここで、測定点Pにおける受信レベルb’
)は下記式のように表される。
First, a plane including an opening surface of the probe 102 is defined as a scan plane, and an XY is defined as an origin at an intersection of a straight line passing through the scan plane from the center of the aperture of the antenna under test 100.
Define the coordinate system. The center position of the opening of the probe 102 on the scan plane is set as the measurement point P, and the electromagnetic wave radiated from the antenna 100 to be measured is detected in the same manner as described above. Here, the reception level b ′ at the measurement point P
( P ) is represented by the following equation.

【数1】 但し、A1 はアンテナの入力係数、はXY平面内での
波数ベクトル、t()は被測定アンテナ100のフー
リエスペクトルで、r’()はプローブ102の既存
のフーリエスペクトルである。γはZ軸方向を含めた波
数ベクトルを=kxx +kyy +kzz とした
ときに、γ2 =k2 −K2 で表される量である。dは被
測定アンテナ100とプローブ102との間の距離を示
す。また、は測定点Pのベクトルを表す。
(Equation 1) Here, A 1 is the input coefficient of the antenna, K is a wave vector in the XY plane, t ( K ) is the Fourier spectrum of the antenna under test 100, and r ′ ( K ) is the existing Fourier spectrum of the probe 102. The gamma is the amount that when the wave vector, including the Z-axis direction and k = k x e x + k y e y + k z e z, is expressed by γ 2 = k 2 -K 2. d indicates the distance between the antenna under measurement 100 and the probe 102. P represents a vector of the measurement point P.

【0021】上記式(1)から分かるようにプローブ1
02を用いて受信される受信レベルb’()にはプロ
ーブ102自体のフーリエスペクトルr’()の特性
を含んでおり、これがプローブ102の誤差となる。そ
こで、このプローブ102自体のフーリエスペクトル
r’()を除く過程について説明する。
As can be seen from the above equation (1), the probe 1
The received level b ′ ( P ) received using 02 includes the characteristics of the Fourier spectrum r ′ ( K ) of the probe 102 itself, and this becomes an error of the probe 102. Therefore, a process of removing the Fourier spectrum r '( K ) of the probe 102 itself will be described.

【0022】先ず、式(1)をフーリエ逆変換すると、
プローブ102の指向性による誤差を含んだ測定値のフ
ーリエスペクトルD’()を下記式のように求めるこ
とができる。
First, Equation (1) is inversely transformed by Fourier transform.
The Fourier spectrum D ′ ( K ) of the measured value including an error due to the directivity of the probe 102 can be obtained as in the following equation.

【数2】 ここで、t()及びr’()は次のように主偏波成
分と交差偏波成分とに分けられるので、 t()=tm)em +tc)ec r’()=r’m)em +r’c)ec ・・・(3) と表せる。ここで、添え字のmは主偏波成分、cは交差
偏波成分を表す。上記測定において被測定アンテナ10
0及びプローブ102の交差偏波成分が十分に低い場合
には、 tm)=D’()/r’m) ・・・(4) となり、このtm)がプローブ102の指向性が補
正された被測定アンテナ100のフーリエスペクトルで
ある。なお、プローブ102のスペクトルは測定値、計
算値のいずれにおいても補正することができる。
(Equation 2) Here, t (K) and r '(K) so are divided into cross-polarized component as a main polarized wave components as follows, t (K) = t m (K) e m + t c (K) e c r '(K) = r' m (K) e m + r 'c (K) e c ··· (3) and can be expressed. Here, the subscript m represents the main polarization component, and c represents the cross polarization component. In the above measurement, the measured antenna 10
When the cross-polarization component of 0 and the probe 102 is sufficiently low, t m ( K ) = D ′ ( K ) / r ′ m ( K ) (4) where t m ( K ) is 6 is a Fourier spectrum of the measured antenna 100 in which the directivity of the probe 102 has been corrected. Note that the spectrum of the probe 102 can be corrected in any of the measured value and the calculated value.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ測定装
置及びアンテナ測定方法は以上のように構成されている
ので、例えば平面走査近傍界測定装置では被測定アンテ
ナをz軸方向に摺動し、異なる位置の測定面で測定を行
わねばならず、摺動の際に設置アライメントの誤差を生
じる可能性があるという課題があった。
Since the conventional antenna measuring apparatus and the conventional antenna measuring method are configured as described above, for example, in a planar scanning near-field measuring apparatus, the antenna to be measured is slid in the z-axis direction to be different. There is a problem that the measurement must be performed on the measurement surface of the position, and there is a possibility that an error in the installation alignment may occur during sliding.

【0024】また、z軸摺動自在なアンテナ測定装置と
しなければならないために、高精度に位置決めが可能な
Z軸レールなどの大掛かりな装置が必要であり、装置の
製作にコストがかかるという課題があった。
In addition, since the antenna measurement device must be slidable in the z-axis, a large-scale device such as a Z-axis rail capable of positioning with high precision is required, and the production of the device is costly. was there.

【0025】さらに、円筒走査近傍界測定装置、球面走
査近傍界測定装置の場合、プローブをそれぞれ走査の中
心軸、中心点から動径方向に移動する必要があり、上記
平面走査近傍界測定装置よりも高精度に位置決めするこ
とが可能な移動装置が必要であり、装置の製作にコスト
がよりかかるという課題があった。
Further, in the case of the cylindrical scanning near-field measuring device and the spherical scanning near-field measuring device, it is necessary to move the probe in the radial direction from the center axis and the center point of scanning, respectively. However, there is a problem that a moving device capable of positioning with high accuracy is required, and the cost of manufacturing the device is higher.

【0026】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、簡易に構成でき、サブミリ波など
の高周波数帯に共振周波数を有するアンテナの測定を行
うことが可能なアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法
を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an antenna measuring apparatus which can be simply configured and can measure an antenna having a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave. And an antenna measurement method.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】この発明に係るアンテナ
測定装置は、被測定アンテナと、この被測定アンテナに
対向した位置に設けられ、被測定アンテナから放射され
た電磁波を受信する開口部の大きさ及び/若しくは形状
が異なる複数のプローブと、この複数のプローブが受信
した電磁波から振幅分布を求め、この振幅分布から被測
定アンテナの位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布
から被測定アンテナの放射特性を求める演算処理手段と
を備えるものである。
An antenna measuring apparatus according to the present invention has a size of an antenna to be measured and an opening provided at a position facing the antenna to be measured and receiving an electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured. A plurality of probes having different heights and / or shapes and an amplitude distribution are obtained from the electromagnetic waves received by the plurality of probes, a phase distribution of the antenna under test is calculated from the amplitude distribution, and a phase distribution of the antenna under test is calculated from the amplitude distribution and the phase distribution. Arithmetic processing means for obtaining radiation characteristics.

【0028】この発明に係るアンテナ測定装置は、被測
定アンテナと、この被測定アンテナに対向した位置に設
けられ、被測定アンテナから放射された電磁波を受信
し、被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向
の長さが異なる開口部を有するプローブと、このプロー
ブを回転自在に保持し、プローブの被測定アンテナに対
して水平な方向と垂直な方向とを交互に切り換えるプロ
ーブ回転手段と、プローブが各方向で受信した電磁波か
ら振幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナの
位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定ア
ンテナの放射特性を求める演算処理手段とを備えるもの
である。
An antenna measuring apparatus according to the present invention is provided at an antenna to be measured and at a position facing the antenna to be measured, receives an electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured, and receives the electromagnetic wave in a direction parallel to the antenna to be measured. And a probe having an opening having a different length in the vertical direction, and a probe rotating means for rotatably holding the probe and alternately switching a horizontal direction and a vertical direction with respect to the antenna to be measured of the probe, A probe for calculating an amplitude distribution from electromagnetic waves received in each direction, calculating a phase distribution of the measured antenna from the amplitude distribution, and calculating a radiation characteristic of the measured antenna from the amplitude distribution and the phase distribution. is there.

【0029】この発明に係るアンテナ測定装置は、プロ
ーブを被測定アンテナに対して水平及び/若しくは垂直
な方向に摺動自在に保持する摺動手段を備えるものであ
る。
An antenna measuring apparatus according to the present invention includes a sliding means for holding a probe slidably in a horizontal and / or vertical direction with respect to an antenna to be measured.

【0030】この発明に係るアンテナ測定装置は、プロ
ーブに対して水平及び/若しくは垂直な方向の軸まわり
に回転自在に、被測定アンテナを保持する回転手段を備
えるものである。
The antenna measuring apparatus according to the present invention includes a rotating means for holding the antenna to be measured so as to be rotatable about an axis in a direction horizontal and / or perpendicular to the probe.

【0031】この発明に係るアンテナ測定方法は、被測
定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、開口部の大きさ及び/若しくは形状が異
なる複数のプローブが、被測定アンテナから放射される
電磁波を一括して受信し、この複数のプローブが受信し
た電磁波から振幅分布を求める振幅分布測定ステップ
と、振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、
この演算用データから複数のプローブが有する指向性に
起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求め、
この演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナの測
定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この振幅
分布を複数のプローブが受信した電磁波から求めた各振
幅分布と順次置き換えて、複数のプローブの各演算用デ
ータ補正値を求める補正変換ステップと、この補正変換
ステップにより求めた複数のプローブの各演算用データ
補正値を比較し、これらが略一致するとき、その演算用
データ補正値に基づいて被測定アンテナの振幅分布及び
位相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ステップ
を繰り返す比較演算ステップとを備えるものである。
According to the antenna measuring method of the present invention, an initial value setting step of setting an initial value of a phase distribution of an antenna to be measured in advance, and a plurality of probes having different sizes and / or shapes of apertures are provided. Collectively receive the electromagnetic waves radiated from the, the amplitude distribution measuring step to obtain the amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the plurality of probes, and calculate the calculation data from the amplitude distribution and the phase distribution,
A calculation data correction value is obtained by removing an element resulting from the directivity of the plurality of probes from the calculation data,
The amplitude distribution and the phase distribution on the measurement surface of the antenna to be measured are calculated based on the calculation data correction value, and the amplitude distribution is sequentially replaced with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the plurality of probes. And comparing the correction data correction values for the respective calculation data correction values of the plurality of probes obtained in the correction conversion step with each other, and when they substantially match, based on the calculation data correction values. And a comparison operation step of repeating the correction conversion step when the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna to be measured are found to be substantially inconsistent.

【0032】この発明に係るアンテナ測定方法は、被測
定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、被測定アンテナに対して水平な方向及び
垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブが、
被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向で被
測定アンテナから放射される電磁波を受信し、この各方
向のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求める振
幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布とから演算
用データを算出し、この演算用データから各方向のプロ
ーブが有する指向性に起因する要素を取り除いて演算用
データ補正値を求め、この演算用データ補正値に基づい
て被測定アンテナの測定面における振幅分布及び位相分
布を算出し、この振幅分布を各方向のプローブが受信し
た電磁波から求めた各振幅分布と順次置き換えて、各方
向のプローブの演算用データ補正値を求める補正変換ス
テップと、この補正変換ステップにより求めた各方向の
プローブの演算用データ補正値を比較し、これらが略一
致するとき、その演算用データ補正値に基づいて被測定
アンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しない
とき、補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップと
を備えるものである。
In the antenna measuring method according to the present invention, an initial value setting step for presetting an initial value of a phase distribution of the antenna to be measured and an aperture having different lengths in the horizontal and vertical directions with respect to the antenna to be measured. A probe having a portion,
An amplitude distribution measuring step of receiving an electromagnetic wave radiated from the measured antenna in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the measured antenna and obtaining an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the probe in each direction; The calculation data is calculated from the distribution, the element due to the directivity of the probe in each direction is removed from the calculation data to obtain a calculation data correction value, and the antenna to be measured is determined based on the calculation data correction value. Computes the amplitude distribution and phase distribution on the measurement plane, and sequentially replaces the amplitude distribution with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the probe in each direction to obtain a correction data for calculating the calculation data of the probe in each direction. Step and the correction data correction values of the probe in each direction obtained by this correction conversion step are compared. Arabic obtain an amplitude distribution and phase distribution of the measured antenna on the basis of the data correction value, when not substantially match, in which and a comparison calculation step of repeating the correction conversion step.

【0033】この発明に係るアンテナ測定方法は、初期
値設定ステップで設定する被測定アンテナの位相分布の
初期値は、被測定アンテナの形状に基づいて算出される
計算値を用いるものである。
In the antenna measuring method according to the present invention, the initial value of the phase distribution of the antenna under test set in the initial value setting step uses a calculated value calculated based on the shape of the antenna under test.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1における
アンテナ測定装置を概略的に示す図である。図におい
て、1は被測定アンテナ、2aは第1プローブ(プロー
ブ)、2bは第1プローブ2aより開口径が大きい第2
プローブ(プローブ)で、これら第1プローブ2a及び
第2プローブ2bはx軸に沿って並列に配置される。3
は第1プローブ2a及び第2プローブ2bをx軸方向及
びy軸方向に摺動させるxyスキャナ(摺動手段)であ
る。4aは第1プローブ2a及び第2プローブ2bで検
出した被測定アンテナ1の電磁波を2チャンネル受信可
能な送受信器を示す。5は送受信器4aから入力される
被測定アンテナ1に関わるデータを演算処理する演算処
理器(演算処理手段)である。12は被測定アンテナ1
に接続され、電磁波送信を行う送信器である。また、図
2はこの発明の実施の形態1によるアンテナ測定装置を
使用したアンテナ測定方法の位相推定アルゴリズムを示
すフロー図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing an antenna measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes an antenna to be measured, 2a denotes a first probe (probe), and 2b denotes a second probe having a larger opening diameter than the first probe 2a.
In a probe (probe), the first probe 2a and the second probe 2b are arranged in parallel along the x-axis. Three
Is an xy scanner (sliding means) for sliding the first probe 2a and the second probe 2b in the x-axis direction and the y-axis direction. Reference numeral 4a denotes a transceiver capable of receiving two channels of the electromagnetic wave of the antenna under test 1 detected by the first probe 2a and the second probe 2b. Reference numeral 5 denotes an arithmetic processor (arithmetic processing means) for arithmetically processing data relating to the antenna under test 1 inputted from the transceiver 4a. 12 is the antenna under test 1
And a transmitter for transmitting electromagnetic waves. FIG. 2 is a flowchart showing a phase estimation algorithm of the antenna measuring method using the antenna measuring device according to the first embodiment of the present invention.

【0035】次に動作について説明する。図示を省略し
たがプローブ2a,2bの各開口面を含む平面をスキャ
ン平面とし、被測定アンテナ1の開口の中心からスキャ
ン平面を貫く直線の交点を原点とするxyz座標系と定
義する。xyスキャナ3をx軸方向に沿って摺動させ
て、被測定アンテナ1より放射された電磁波を、プロー
ブ2a,2bで同時に受信すると、プローブ2aはその
開口部の中心位置Pn (測定点Pn )における信号を受
信し、プローブ2bは既にプローブ2aが測定した測定
点Pn-1 (Pn とPn−1とはx軸方向に並んだ点でx
座標値がPn-1 <Pn である)における信号を受信す
る。次に、xyスキャナ3をx軸方向に沿って摺動させ
て、プローブ2bの開口部の中心位置が既にプローブ2
aが測定した点Pn に達したときに信号を受信し、プロ
ーブ2aは次の測定点で信号を受信する。このようなス
テップをふんで被測定アンテナ1からの電磁波を受信す
る。これにより、最終的に得られるプローブ2a,2b
による振幅分布は、同じ間隔で同じ測定点におけるデー
タを有していることとなる。
Next, the operation will be described. Although not shown, a plane including the respective aperture surfaces of the probes 2a and 2b is defined as a scan plane, and an xyz coordinate system is defined as having an origin at an intersection of a straight line passing through the scan plane from the center of the aperture of the antenna 1 to be measured. When the xy scanner 3 is slid along the x-axis direction and the electromagnetic waves radiated from the antenna 1 to be measured are simultaneously received by the probes 2a and 2b, the probe 2a moves to the center position P n of the opening (measurement point P n ), the probe 2b receives the signal at the measurement point P n-1 (P n and Pn-1 are already arranged in the x-axis direction at the measurement point P n-1.
(Where the coordinate value is P n-1 <P n ). Next, the xy scanner 3 is slid along the x-axis direction so that the center position of the opening of the probe 2 b is already set to the probe 2.
When a reaches the measured point Pn , a signal is received, and the probe 2a receives a signal at the next measurement point. The electromagnetic wave from the antenna 1 to be measured is received through such steps. Thereby, the finally obtained probes 2a, 2b
Will have data at the same measurement points at the same intervals.

【0036】上記のようにして測定された2つのプロー
ブ2a,2bから得られた振幅分布を用いて、図2に示
すフローに沿って、演算処理器5により以下に述べるア
ルゴリズムで被測定アンテナ1の開口上での位相分布を
求める。先ず、演算処理器5内の不図示のメモリに、あ
る測定点P(このときの、被測定アンテナ1の測定面を
z=Z1とする)において一様である位相分布P0
)を初期値として設定する(初期値設定ステッ
プ)。次に、例えば第1プローブ2aで検出した電磁波
から被測定アンテナ1の振幅分布A1()を求める
(振幅分布測定ステップ)。ここまでの操作が図2にお
けるステップST1に相当する。
Using the amplitude distributions obtained from the two probes 2a and 2b measured as described above, the antenna 1 to be measured is processed by the arithmetic processor 5 according to the algorithm described below in accordance with the flow shown in FIG. The phase distribution on the aperture of is obtained. First, in a memory (not shown) in the arithmetic processing unit 5, a uniform phase distribution P0 at a certain measurement point P (at this time, the measurement surface of the antenna 1 to be measured is z = Z1).
( P ) is set as an initial value (initial value setting step). Next, for example, the amplitude distribution A1 ( P ) of the antenna under measurement 1 is obtained from the electromagnetic wave detected by the first probe 2a (amplitude distribution measuring step). The operation so far corresponds to step ST1 in FIG.

【0037】次に、ステップST2において、上記振幅
分布A1()及び位相分布P0()に基づいて、被
測定アンテナ1の放射特性を表すスペクトルを算出する
は測定点Pのベクトルを表す)。ここでは、平面走
査であるので、上記振幅分布A1()及び位相分布P
0()に対してフーリエ変換(図示ではFFT)を行
うことができる。これにより、被測定アンテナ1の放射
特性を表すスペクトルD1()(演算用データ)は、
下記式のように求められる。
Next, in step ST2, a spectrum representing the radiation characteristic of the antenna under test 1 is calculated based on the amplitude distribution A1 ( P ) and the phase distribution P0 ( P ) (where P is the vector of the measurement point P). Represent). Here, since it is a plane scan, the amplitude distribution A1 ( P ) and the phase distribution P
Fourier transform (FFT in the figure) can be performed on 0 ( P ). Thus, the spectrum D1 ( K ) (calculation data) representing the radiation characteristic of the antenna under measurement 1 is
It is obtained as in the following equation.

【数3】 但し、A1 は第1プローブ2aのアンテナの入力係数、
はXY平面内での波数ベクトル、γはZ軸方向を含め
た波数ベクトルを=kxx +kyy +kzz
したときに、γ2 =k2 −K2 で表される量である。d
は被測定アンテナ1と第1プローブ2aとの間の距離を
示す。ここまでの操作が図2におけるステップST2及
びステップST3に相当し、これらが振幅分布測定ステ
ップとなる。
(Equation 3) Here, A 1 is the input coefficient of the antenna of the first probe 2a,
Table K is the wave vector in the XY plane, gamma is when the wave vector, including the Z-axis direction and k = k x e x + k y e y + k z e z, γ 2 = k 2 -K 2 Amount. d
Indicates a distance between the antenna 1 to be measured and the first probe 2a. The operations so far correspond to steps ST2 and ST3 in FIG. 2, and these are the amplitude distribution measuring steps.

【0038】第1プローブ2a自体の放射特性を表すス
ペクトルr1()は既知の値であり、これを用いて第
1プローブ2aの指向性に起因する要素を取り除く補正
を行う。ここで、r1()は複素数であり、被測定ア
ンテナ1と第1プローブ2aの交差偏波成分が十分に小
さいと仮定して、第1プローブ2aの指向性に起因する
要素を取り除く補正を行った被測定アンテナ1の放射特
性を表すスペクトルD1’()(演算用データ補正
値)は下記式のように表される。 D1’()=D1()/r1() ・・・(6) ここまでの操作が図2のステップST4からステップS
T6に相当する。
The spectrum r1 ( K ) representing the radiation characteristic of the first probe 2a itself is a known value, and is used to perform a correction for removing an element due to the directivity of the first probe 2a. Here, r1 ( K ) is a complex number, and assuming that the cross-polarization component between the antenna under test 1 and the first probe 2a is sufficiently small, a correction for removing an element caused by the directivity of the first probe 2a is performed. The spectrum D1 '( K ) (the data correction value for calculation) representing the radiation characteristic of the antenna under test 1 is expressed by the following equation. D1 ′ ( K ) = D1 ( K ) / r1 ( K ) (6) The operation up to this point is from step ST4 to step S in FIG.
It corresponds to T6.

【0039】ステップST6で求めた被測定アンテナ1
のスペクトルD1’()に再びフーリエ変換を行っ
て、測定面z=Z1における被測定アンテナ1の電界分
布を算出する(ステップST7)。この実施の形態1で
はプローブ2a,2bは平面走査であるので、上記電界
分布の振幅分布をA1’()、位相分布をP1(
とすると、電界分布は下記式のように表せる(ステップ
ST8)。
The antenna 1 to be measured obtained in step ST6
The Fourier transform is again performed on the spectrum D1 ′ ( K ) of (1) to calculate the electric field distribution of the measured antenna 1 at the measurement plane z = Z1 (step ST7). In the first embodiment, since the probes 2a and 2b perform plane scanning, the amplitude distribution of the electric field distribution is A1 '( P ), and the phase distribution is P1 ( P ).
Then, the electric field distribution can be expressed as the following equation (step ST8).

【数4】 (Equation 4)

【0040】次に第2プローブ2bで測定した電磁波か
ら求めた被測定アンテナ1の振幅分布A2()を、演
算処理器5内の不図示のメモリから読み出して(ステッ
プST9)、この電界分布における振幅分布A1’
)と置き換える(ステップST10)。振幅分布を
置き換えた電界分布(振幅分布及び位相分布)を再びフ
ーリエ変換(ステップST11)することにより、下記
式で表される第2プローブ2bで観測されたデータのス
ペクトルD2()が得られる(ステップST12)。
Next, the amplitude distribution A2 ( P ) of the antenna under test 1 obtained from the electromagnetic wave measured by the second probe 2b is read from a memory (not shown) in the arithmetic processing unit 5 (step ST9), and the electric field distribution is obtained. Amplitude distribution A1 'at
( P ) (step ST10). By subjecting the electric field distribution (amplitude distribution and phase distribution) in which the amplitude distribution is replaced to Fourier transform (step ST11) again, a spectrum D2 ( K ) of the data observed by the second probe 2b represented by the following equation is obtained. (Step ST12).

【数5】 ここで、A2 は第2プローブ2bのアンテナの入力係数
を示す。
(Equation 5) Here, A 2 indicates the input coefficient of the antenna of the second probe 2b.

【0041】第1プローブ2aと同様に、第2プローブ
2bも指向性を有するので、これによるスペクトルをr
2()とし、これを用いて第1プローブ2aの指向性
に起因する要素を取り除く補正を行う。ここで、r2
)は複素数であり、被測定アンテナ1と第2プロー
ブ2bの交差偏波成分が十分に小さいと仮定して、第2
プローブ2bの指向性に起因する要素を取り除く補正を
行った被測定アンテナ1の放射特性を表すスペクトルD
2’()(演算用データ補正値)は下記式のように表
される。 D2’()=D2()/r2() ・・・(9) ここまでの操作が図2のステップST13からステップ
ST15に相当し、ステップST4からステップST1
5までが補正変換ステップとなる。
As in the case of the first probe 2a, the second probe 2b also has directivity.
2 ( K ), and using this, a correction is performed to remove the element due to the directivity of the first probe 2a. Where r2
( K ) is a complex number, assuming that the cross-polarization component between the antenna under test 1 and the second probe 2b is sufficiently small,
The spectrum D representing the radiation characteristic of the antenna under test 1 which has been corrected so as to remove elements caused by the directivity of the probe 2b
2 ′ ( K ) (calculation data correction value) is represented by the following equation. D2 '( K ) = D2 ( K ) / r2 ( K ) (9) The operations up to this point correspond to steps ST13 to ST15 in FIG. 2, and steps ST4 to ST1.
Up to 5 is the correction conversion step.

【0042】このあと、ステップST6で求めたD1’
)とステップST15で求めたD2’()とを比
較する(ステップST17)。この比較操作は、例えば
下記式で表されるD1’()とD2’()との差ε
を用いて行う。 ε=|D2’()−D1’()|2 ・・・(10) 具体的にはD1’()の振幅分布とD2’()の振
幅分布とを比較するので、これらをフーリエ変換(図示
ではFFT)して振幅分布及び位相分布を求める(ステ
ップST16)。2つのスペクトルD1’(),D
2’()は同じ間隔で同じ測定点におけるデータを有
している振幅分布から求めた被測定アンテナ1のスペク
トルであるので、これらの差であるεは本来ならば零で
あるはずだが、プローブ2a,2bの形状の違いに由来
する因子(プローブ2a,2bの指向性など)から、当
初はD1’()とD2’()とは等しくならない。
そこで、εが十分に小さい値を示せさず、これらの差が
大きい場合は、ステップST19に進んで上記ステップ
ST2からの操作を繰り返してプローブ2a,2bの形
状の違いに由来する因子を取り除く。具体的な操作は後
述する。また、εが十分に小さい値に収束したものとし
てステップST18に進み、D1’()(=D2’
))をフーリエ変換して被測定アンテナ1の任意の
位置における振幅分布及び位相分布が得られる。
Thereafter, D1 'obtained in step ST6 is obtained.
( K ) is compared with D2 ′ ( K ) obtained in step ST15 (step ST17). This comparison operation is performed, for example, by calculating the difference ε between D1 ′ ( K ) and D2 ′ ( K ) represented by the following equation.
This is performed using ε = | D2 '(K) -D1' (K) | Since the 2 (10) specifically for comparing the amplitude distribution of D1 'amplitude distribution and D2 of (K)' (K), these Is subjected to a Fourier transform (FFT in the drawing) to obtain an amplitude distribution and a phase distribution (step ST16). Two spectra D1 '( K ), D
Since 2 ′ ( K ) is the spectrum of the antenna under test 1 obtained from the amplitude distribution having data at the same measurement points at the same interval, ε, which is the difference between them, should be zero, Initially, D1 ′ ( K ) and D2 ′ ( K ) are not equal due to factors (such as the directivity of the probes 2a and 2b) derived from the difference in the shape of the probes 2a and 2b.
Therefore, if ε does not show a sufficiently small value and these differences are large, the process proceeds to step ST19, and the operation from step ST2 is repeated to remove factors derived from the difference in the shapes of the probes 2a and 2b. The specific operation will be described later. Further, it is determined that ε has converged to a sufficiently small value, and the process proceeds to step ST18, where D1 ′ ( K ) (= D2 ′)
( K )) is subjected to Fourier transform to obtain an amplitude distribution and a phase distribution at an arbitrary position of the antenna 1 to be measured.

【0043】εが収束しなかった場合に進むステップS
T19では、ステップST15で求めたD2’()を
用いて被測定アンテナ1の測定面(z=Z1)での電界
分布(振幅分布及び位相分布)を求める。このとき、振
幅分布をA2’()、位相分布をP2()とする
と、電界分布は平面走査の場合は下記式で表される。
Step S to proceed when ε does not converge
In T19, the electric field distribution (amplitude distribution and phase distribution) on the measurement surface (z = Z1) of the antenna under measurement 1 is obtained using D2 ′ ( K ) obtained in step ST15. At this time, assuming that the amplitude distribution is A2 ′ ( P ) and the phase distribution is P2 ( P ), the electric field distribution is expressed by the following equation in the case of planar scanning.

【数6】 (Equation 6)

【0044】次に第1プローブ2aで測定した電磁波か
ら求めた被測定アンテナ1の振幅分布A1()を、演
算処理器5内の不図示のメモリから読み出して(ステッ
プST20)、この電界分布における振幅分布A2’
)と置き換える(ステップST21)。このように
して被測定アンテナ1の測定面(z=Z1)における振
幅分布A1()、位相分布P2()を求め、この
後、再びステップST2からの操作をステップST17
におけるεが収束するまで繰り返す。以上のステップS
T16からステップST21までが比較演算ステップに
相当する。
Next, the amplitude distribution A1 ( P ) of the antenna under test 1 obtained from the electromagnetic wave measured by the first probe 2a is read from a memory (not shown) in the processor 5 (step ST20), and the electric field distribution is obtained. Amplitude distribution A2 'at
( P ) (step ST21). In this way, the amplitude distribution A1 ( P ) and the phase distribution P2 ( P ) on the measurement surface (z = Z1) of the antenna 1 to be measured are obtained, and then the operation from step ST2 is performed again in step ST17.
Is repeated until ε in converges. Step S above
The period from T16 to step ST21 corresponds to a comparison operation step.

【0045】なお、ある面での振幅・位相分布が得られ
た場合には、それらの分布を用いて任意の位置、例えば
開口分布にフィールド変換可能なことは言うまでもな
い。また、収束時の各ステップで得られている位相分布
は各状態での正しく推定された位相分布であることも言
うまでもない。
When an amplitude / phase distribution on a certain surface is obtained, it is needless to say that the field can be converted to an arbitrary position, for example, an aperture distribution, using the distribution. Needless to say, the phase distribution obtained in each step at the time of convergence is a correctly estimated phase distribution in each state.

【0046】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、被測定アンテナ1と、この被測定アンテナ1に対向
した位置に設けられ、被測定アンテナ1から放射された
電磁波を受信する開口径が異なる第1プローブ2a及び
第2プローブ2bと、これらプローブ2a,2bが受信
した電磁波から振幅分布を求め、この振幅分布から被測
定アンテナ1の位相分布を算出し、振幅分布及び位相分
布から被測定アンテナ1の放射特性を求めるので、被測
定アンテナ1を動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる。また、アライメント精度も被測定アンテ
ナ1を移動しないため、被測定アンテナ1がサブミリ波
などの高周波数帯に共振周波数を有する場合においても
高精度な測定が可能である。さらに、同時に2つの測定
値が得られることから、従来のように2回測定を行う必
要がなく、測定時間を短縮することができる。
As described above, according to the first embodiment, the antenna 1 to be measured and the aperture diameter provided at the position facing the antenna 1 to be measured and receiving the electromagnetic wave radiated from the antenna 1 to be measured The amplitude distribution is obtained from the first probe 2a and the second probe 2b which are different from each other and the electromagnetic waves received by the probes 2a and 2b, the phase distribution of the antenna 1 to be measured is calculated from the amplitude distribution, and the amplitude distribution and the phase distribution are calculated from the phase distribution. Since the radiation characteristics of the measurement antenna 1 are obtained, the phase distribution thereof can be estimated without moving the antenna 1 to be measured, and a large-scale device capable of positioning with higher precision than in the past is not required. Production costs can be reduced. In addition, since the measured antenna 1 does not move with respect to the alignment accuracy, highly accurate measurement is possible even when the measured antenna 1 has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave. Furthermore, since two measurement values are obtained at the same time, it is not necessary to perform two measurements as in the conventional case, and the measurement time can be reduced.

【0047】また、この実施の形態1によれば、被測定
アンテナ1の位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、開口径が異なるプローブ2a,2bが、
被測定アンテナ1から放射される電磁波を一括して受信
し、プローブ2a,2bが受信した電磁波から振幅分布
を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布
とから演算用データとして被測定アンテナ1の放射特性
を表すスペクトルを算出し、このスペクトルからプロー
ブ2a,2bが有する指向性に起因する要素を取り除い
て演算用データ補正値として補正スペクトルを求め、こ
の補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ1の測定面
における振幅分布及び位相分布を算出し、この振幅分布
をプローブ2a,2bが受信した電磁波から求めた各振
幅分布と順次置き換えて、プローブ2a,2bの各補正
スペクトルを求める補正変換ステップと、この補正変換
ステップにより求めたプローブ2a,2bの各補正スペ
クトルを比較し、これらが略一致するとき、その補正ス
ペクトルに基づいて被測定アンテナ1の振幅分布及び位
相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ステップを
繰り返す比較演算ステップとを備えた方法で測定を行う
ので、プローブ2a,2bの指向特性に起因する誤差を
補正しながらフェーズリトリーバル法に則って被測定ア
ンテナ1の振幅分布及び位相分布を求めることができる
ことから、被測定アンテナ1の放射特性をより高精度に
測定することができる。
According to the first embodiment, the initial value setting step for setting the initial value of the phase distribution of the antenna under test 1 in advance and the probes 2a and 2b having different aperture diameters are different from each other.
An electromagnetic wave radiated from the antenna 1 to be measured is collectively received, an amplitude distribution measuring step for obtaining an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the probes 2a and 2b, and the antenna 1 as arithmetic data from the amplitude distribution and the phase distribution. Is calculated, a component due to the directivity of the probes 2a and 2b is removed from the spectrum to obtain a correction spectrum as a data correction value for calculation, and the measured antenna 1 A correction conversion step of calculating an amplitude distribution and a phase distribution on the measurement surface, sequentially replacing the amplitude distribution with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the probes 2a and 2b, and obtaining respective correction spectra of the probes 2a and 2b; Comparing the corrected spectra of the probes 2a and 2b obtained in the correction conversion step, When they substantially match, the amplitude distribution and phase distribution of the antenna under test 1 are obtained based on the corrected spectrum, and when they do not substantially match, the measurement is performed by a method including a comparison operation step of repeating a correction conversion step. Since the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna under test 1 can be obtained in accordance with the phase retrieval method while compensating for errors caused by the directional characteristics of the probes 2a and 2b, the radiation characteristics of the antenna under test 1 can be determined with higher accuracy. Can be measured.

【0048】さらに、実施の形態1においては、平面走
査であるので、フィールド変換は平面波展開となるため
フーリエ変換を用いることができ、高速に計算すること
ができる。
Furthermore, in the first embodiment, since the field scan is a plane scan, the Fourier transform can be used since the field transform is a plane wave expansion, and the calculation can be performed at high speed.

【0049】なお、上記実施の形態1において、プロー
ブ2a,2bの指向性に起因する要素を取り除く補正を
行う際に、被測定アンテナ1とプローブ2a,2bとの
交差偏波成分が十分に小さいことを前提として演算して
いるので、使用するプローブ2a,2bとしては、矩形
開口を有するホーンまたは導波管の切れ端といった、低
交差偏波を実現するものが望ましい。また、従来例との
比較上プローブという言葉を用いるが、プローブに相当
するものとして測定波長に比べて数波長から数十波長の
大きさの開口を有するホーンを用いてもよい。また、上
記実施の形態1では2つのプローブ2a,2bで測定す
る例を示したが、本願発明はこれに限らず、3つ以上の
開口部の形状と大きさとが異なるプローブを使用しても
よい。これにより、同時に3つ以上の測定値が得られる
ので、さらに測定時間を短縮することができる。
In the first embodiment, the cross polarization component between the antenna 1 to be measured and the probes 2a and 2b is sufficiently small when performing correction for removing an element caused by the directivity of the probes 2a and 2b. Since the calculation is performed on the premise of this, it is desirable that the probes 2a and 2b used should realize low cross polarization, such as a horn having a rectangular opening or a cut end of a waveguide. Although the term "probe" is used for comparison with the conventional example, a horn having an opening having a size of several to several tens of wavelengths as compared with the measurement wavelength may be used as a probe. In the first embodiment, an example in which measurement is performed with the two probes 2a and 2b has been described. However, the present invention is not limited to this, and three or more openings having different shapes and sizes may be used. Good. Thereby, three or more measurement values can be obtained at the same time, so that the measurement time can be further reduced.

【0050】さらに、上記実施の形態1では開口径の異
なる2つのプローブ2a,2bを用いたが、低交差偏波
を実現することができるものならば、開口部の形状が異
なるプローブや開口部の形状と大きさとが異なるプロー
ブを使用してもよい。
Further, in the first embodiment, two probes 2a and 2b having different aperture diameters are used. However, as long as low cross polarization can be realized, probes or apertures having different aperture shapes may be used. Probes having different shapes and sizes may be used.

【0051】実施の形態2.上記実施の形態1ではプロ
ーブ2a,2b及び被測定アンテナ1を固定して測定す
る例を示したが、この実施の形態2はプローブ2a,2
bをスキャン平面上で平面走査し、被測定アンテナ1を
回転させて様々な測定面における振幅分布を求めること
ができるようにしたものである。
Embodiment 2 In the first embodiment, an example is shown in which the probes 2a and 2b and the antenna under test 1 are fixed and measurement is performed.
b is plane-scanned on a scan plane, and the antenna 1 to be measured is rotated to obtain amplitude distributions on various measurement planes.

【0052】図3はこの発明の実施の形態2によるアン
テナ測定装置を概略的に示す図である。図において、A
は1軸回転台6aの回転軸、6aは被測定アンテナ1を
A軸まわりに回転させる1軸回転台(回転手段)で、9
はプローブ2a,2bをx軸方向に摺動させるx軸方向
駆動スキャナ(摺動手段)である。また、スキャン平面
におけるxyz座標系の定義は図1と同一である。な
お、図1と同一構成要素は同一符号を付して重複する説
明を省略する。
FIG. 3 schematically shows an antenna measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure, A
Is a rotation axis of the one-axis turntable 6a; 6a is a one-axis turntable (rotation means) for rotating the antenna under test 1 around the A axis;
Is an x-axis direction scanner (sliding means) for sliding the probes 2a and 2b in the x-axis direction. The definition of the xyz coordinate system on the scan plane is the same as that in FIG. Note that the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0053】次に動作について説明する。被測定アンテ
ナ1をA軸まわりに回転させ、被測定アンテナ1の各回
転角度に対してプローブ2a,2bをx軸上で移動させ
て走査することで、被測定アンテナ1の動径方向ρ=Z
1の円筒面上での振幅分布を測定することができる。こ
れを上記実施の形態1における被測定アンテナ1の測定
面として、プローブ2a,2bにより得られた各振幅分
布を用いて、上記実施の形態1と同様に位相分布を算出
する。なお、図2において、スペクトルを求める際の変
換には円筒座標系表示となる。
Next, the operation will be described. By rotating the antenna under test 1 around the A-axis and moving the probes 2a and 2b on the x-axis for each rotation angle of the antenna under test 1 and scanning, the radial direction ρ of the antenna 1 under test is obtained. Z
One can measure the amplitude distribution on the cylindrical surface. Using this as the measurement surface of the antenna under measurement 1 in the first embodiment, the phase distribution is calculated in the same manner as in the first embodiment using the respective amplitude distributions obtained by the probes 2a and 2b. In FIG. 2, the conversion for obtaining the spectrum is represented by a cylindrical coordinate system.

【0054】図4はこの発明の実施の形態2によるアン
テナ測定装置の他の例を概略的に示す図である。図にお
いて、Aは被測定アンテナ1の測定面を含む平面にXY
座標をおくと、2軸回転台10のX軸に平行な回転軸で
あり、Bは2軸回転台10のY軸に平行な回転軸であ
る。10は被測定アンテナ1をA軸及びB軸まわりに回
転させる2軸回転台(回転手段)である。また、スキャ
ン平面におけるxyz座標系の定義は図1と同一であ
る。なお、図1と同一構成要素は同一符号を付して重複
する説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing another example of the antenna measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, A denotes XY on a plane including the measurement surface of the antenna 1 to be measured.
In terms of coordinates, the rotation axis is a rotation axis parallel to the X axis of the two-axis turntable 10, and B is a rotation axis parallel to the Y axis of the two-axis turntable 10. Reference numeral 10 denotes a two-axis turntable (rotating means) for rotating the antenna 1 to be measured around the A axis and the B axis. The definition of the xyz coordinate system on the scan plane is the same as that in FIG. Note that the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0055】次に動作について説明する。被測定アンテ
ナ1をそれぞれA,B軸まわりに回転させて、被測定ア
ンテナ1の各回転角度に対してプローブ2a,2bにて
測定することで、2軸回転台10の回転中心を原点とし
た球面上での振幅分布を測定することができる。これを
上記実施の形態1における被測定アンテナ1の測定面と
して、プローブ2a,2bにより得られた各振幅分布を
用いて、上記実施の形態1と同様に位相分布を算出す
る。なお、図2において、スペクトルを求める際の変換
には球座標系表示となる。
Next, the operation will be described. The antenna 1 to be measured is rotated around the A and B axes, respectively, and the rotation angles of the antenna 1 to be measured are measured by the probes 2a and 2b, so that the rotation center of the biaxial turntable 10 is set as the origin. An amplitude distribution on a spherical surface can be measured. Using this as the measurement surface of the antenna under measurement 1 in the first embodiment, the phase distribution is calculated in the same manner as in the first embodiment using the respective amplitude distributions obtained by the probes 2a and 2b. In FIG. 2, a spherical coordinate system is used for conversion when obtaining a spectrum.

【0056】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、上記実施の形態1の構成に加えて、開口径が異なる
プローブ2a,2bを、被測定アンテナ1に対して水平
及び/若しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動手
段であるx軸方向駆動スキャナ9、プローブ2a,2b
に対して水平及び/若しくは垂直な方向の軸まわりに回
転自在に、被測定アンテナ1を保持する回転手段である
1軸回転台6aや2軸回転台10を備えたので、被測定
アンテナ1の測定範囲を広げることができることから、
例えば被測定アンテナ1の背面の電界分布も測定するこ
とが可能な円筒走査や球面走査を行うことができる。ま
た、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる。
As described above, according to the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the probes 2a and 2b having different aperture diameters are horizontally and / or vertically attached to the antenna 1 to be measured. X-axis direction scanner 9, which is a sliding means for slidably holding in various directions, probes 2a and 2b
Is provided with a one-axis turntable 6a and a two-axis turntable 10 which are rotation means for holding the antenna 1 under test so as to be rotatable about an axis in a horizontal and / or vertical direction. Because the measurement range can be expanded,
For example, cylindrical scanning or spherical scanning that can measure the electric field distribution on the back surface of the antenna 1 to be measured can be performed. In addition, the cost of the measuring device can be reduced without using an expensive and large-scale moving device for the cylindrical scanning near-field measurement and the spherical scanning near-field measurement.

【0057】実施の形態3.上記実施の形態1及び実施
の形態2では、開口部の大きさ及び/若しくは形状が異
なる複数のプローブを用いる例を示したが、この実施の
形態3は被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な
方向の長さが異なる開口部を有するプローブを用いるも
のである。
Embodiment 3 In the above-described first and second embodiments, an example is shown in which a plurality of probes having different sizes and / or shapes of apertures are used. However, in the third embodiment, a direction parallel to the antenna to be measured and A probe having openings having different lengths in the vertical direction is used.

【0058】図5はこの発明の実施の形態3によるアン
テナ測定装置を示す図であり、(a)は概略的な構成
図、(b)はプローブ周辺部を示す拡大図である。図に
おいて、2cは縦横の長さが異なる矩形開口のプローブ
(プローブ)であり、辺の長さをそれぞれa,bとす
る。4bはプローブ2cで検出した被測定アンテナ1の
電磁波を1チャンネル受信可能な送受信器を示す。8は
プローブ2cを開口部の中心を通る軸まわりに回転させ
るプローブ偏波回転装置(プローブ回転手段)である。
また、図示を省略したがプローブ2cの開口面を含む平
面をスキャン平面とし、被測定アンテナ1の開口の中心
からスキャン平面を貫く直線の交点を原点とするxyz
座標系を定義する。スキャン平面上におけるプローブ2
cの各開口部の中心位置を測定点Pとし、被測定アンテ
ナ1の測定面をz=Z1とする。なお、図1と同一構成
要素については同一符号を付して重複する説明を省略す
る。
FIG. 5 is a view showing an antenna measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) is a schematic configuration diagram, and FIG. 5 (b) is an enlarged view showing a probe peripheral portion. In the figure, reference numeral 2c denotes a probe having a rectangular opening (probe) having different vertical and horizontal lengths, and the lengths of the sides are a and b, respectively. Reference numeral 4b denotes a transceiver capable of receiving one channel of the electromagnetic wave of the antenna under measurement 1 detected by the probe 2c. Reference numeral 8 denotes a probe polarization rotation device (probe rotation means) for rotating the probe 2c around an axis passing through the center of the opening.
Although not shown, a plane including the opening surface of the probe 2c is set as a scan plane, and an origin xyz is set at an intersection of a straight line passing through the scan plane from the center of the opening of the antenna 1 to be measured.
Define the coordinate system. Probe 2 on scan plane
The center position of each of the openings c is a measurement point P, and the measurement surface of the antenna 1 to be measured is z = Z1. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0059】次に動作について説明する。縦横の長さの
異なるプローブを用いた場合、例えば図5(a)に示す
座標系において、プローブの受信偏波がx軸方向とする
と、長さbの辺をx軸に平行にして測定した測定値と、
長さaの辺をx軸に平行にして測定した場合には異なる
測定結果が得られる。よって、図5(b)に示すように
長さbの辺をx軸に平行にして測定を行い、プローブ偏
波回転装置8を用いて90度回転させて、長さaの辺を
x軸に平行にして測定を行った2つの測定値を用いて上
記実施の形態1と同様にして位相分布の推定を行う。ま
た、プローブ2cの補正は上記各方向におけるプローブ
2cの放射特性を表すスペクトルなどを使って行う。こ
のように実施の形態3では、開口部の縦横の長さが異な
るプローブを回転させて縦横を変換して測定することに
より、被測定アンテナの移動を省略し、さらにフェーズ
リトリーバル法に基づいた解析を行うので振幅分布測定
のみから被測定アンテナの放射特性を推定できることを
特徴とする。なお、励振偏波の方向はプローブ2cの回
転による変化はしないものとする。
Next, the operation will be described. In the case where probes having different lengths and widths are used, for example, in the coordinate system shown in FIG. 5A, when the received polarization of the probe is in the x-axis direction, the measurement is performed with the side of the length b being parallel to the x-axis. Measurements and
When the side having the length a is measured in parallel with the x-axis, different measurement results are obtained. Therefore, as shown in FIG. 5 (b), measurement is performed with the side of the length b parallel to the x-axis, and the probe is rotated 90 degrees using the probe polarization rotation device 8, and the side of the length a is set on the x-axis. The phase distribution is estimated in the same manner as in the first embodiment using the two measurement values measured in parallel to the above. The correction of the probe 2c is performed by using a spectrum or the like representing the radiation characteristic of the probe 2c in each of the above directions. As described above, in the third embodiment, the probe having different lengths and widths of the opening is rotated to change the length and width, and the measurement is performed. Thus, the movement of the antenna to be measured is omitted, and the analysis based on the phase retrieval method is further performed. Therefore, the radiation characteristic of the antenna to be measured can be estimated only from the amplitude distribution measurement. Note that the direction of the excitation polarization does not change due to the rotation of the probe 2c.

【0060】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、被測定アンテナ1と、この被測定アンテナ1に対向
した位置に設けられ、被測定アンテナ1から放射された
電磁波を受信する被測定アンテナ1に対して水平な方向
及び垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブ
2cと、このプローブ2cが各方向で受信した電磁波か
ら振幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナ1
の位相分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定
アンテナ1の放射特性を求めるので、従来のように被測
定アンテナ1を動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる。また、アライメント精度も被測定アンテ
ナ1を移動しないため、被測定アンテナ1がサブミリ波
などの高周波数帯に共振周波数を有する場合においても
高精度な測定が可能である。
As described above, according to the third embodiment, the antenna 1 to be measured and the antenna 1 to be measured which are provided at a position facing the antenna 1 to be measured and receive the electromagnetic wave radiated from the antenna 1 to be measured. A probe 2c having openings having different lengths in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the antenna 1, and an amplitude distribution is obtained from electromagnetic waves received by the probe 2c in each direction.
Is calculated, and the radiation characteristic of the antenna under test 1 is obtained from the amplitude distribution and the phase distribution. Therefore, it is possible to estimate the phase distribution without moving the antenna under test 1 as in the related art. Since a large-scale device capable of accurate positioning is not required, the manufacturing cost of the device can be reduced. In addition, since the measured antenna 1 does not move with respect to the alignment accuracy, highly accurate measurement is possible even when the measured antenna 1 has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave.

【0061】また、この実施の形態3によれば、被測定
アンテナ1の位相分布の初期値を予め設定する初期値設
定ステップと、被測定アンテナ1に対して水平な方向及
び垂直な方向の長さが異なる開口部を有するプローブ2
cが、被測定アンテナ1から放射される電磁波を各方向
で受信し、プローブ2cが受信した各電磁波から振幅分
布を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分
布とから演算用データとして被測定アンテナ1の放射特
性を表すスペクトルを算出し、このスペクトルから各方
向のプローブ2cが有する指向性に起因する要素を取り
除いて演算用データ補正値として補正スペクトルを求
め、この補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ1の
測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この振
幅分布を各方向のプローブ2cが受信した電磁波から求
めた各振幅分布と順次置き換えて、各方向のプローブ2
cの各補正スペクトルを求める補正変換ステップと、こ
の補正変換ステップにより求めた各方向のプローブ2c
の各補正スペクトルを比較し、これらが略一致すると
き、その補正スペクトルに基づいて被測定アンテナ1の
振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないとき、補正
変換ステップを繰り返す比較演算ステップとを備えたア
ンテナ測定方法で測定を行うので、プローブ2a,2b
の指向特性に起因する誤差を補正しながらフェーズリト
リーバル法に則って被測定アンテナ1の振幅分布及び位
相分布を求めることができることから、被測定アンテナ
1の放射特性をより高精度に測定することができる。
Further, according to the third embodiment, an initial value setting step for setting an initial value of the phase distribution of the antenna 1 to be measured in advance and the length in the horizontal and vertical directions with respect to the antenna 1 to be measured. Probe 2 having openings of different sizes
c is an amplitude distribution measuring step of receiving an electromagnetic wave radiated from the antenna 1 to be measured in each direction, obtaining an amplitude distribution from each electromagnetic wave received by the probe 2c, and measuring the amplitude distribution and the phase distribution as arithmetic data. A spectrum representing the radiation characteristic of the antenna 1 is calculated, an element due to the directivity of the probe 2c in each direction is removed from the spectrum, a correction spectrum is obtained as a data correction value for calculation, and a measurement target is measured based on the correction spectrum. The amplitude distribution and the phase distribution on the measurement surface of the antenna 1 are calculated, and the amplitude distributions are sequentially replaced with the amplitude distributions obtained from the electromagnetic waves received by the probe 2c in each direction.
c, a correction conversion step for obtaining each correction spectrum, and the probe 2c in each direction obtained by the correction conversion step.
A comparison operation step of repeating the correction conversion step when the measured spectra are substantially the same, the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna under test 1 are determined based on the corrected spectra. The probe 2a, 2b
Since the amplitude distribution and the phase distribution of the measured antenna 1 can be obtained according to the phase retrieval method while correcting the error caused by the directional characteristics of the antenna 1, the radiation characteristics of the measured antenna 1 can be measured with higher accuracy. it can.

【0062】さらに、上記実施の形態3では、プローブ
2cとして縦横の長さが異なる矩形開口部を有するもの
を示したが、矩形に限らず楕円形状など縦横の長さが異
なるものならばよい。
Further, in the third embodiment, the probe 2c having a rectangular opening having a different length and width is shown as the probe 2c.

【0063】また、上記実施の形態3の構成に加えて、
プローブ2cを被測定アンテナ1に対して水平及び/若
しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動手段や、プ
ローブ2cに対して水平及び/若しくは垂直な方向の軸
まわりに回転自在に、被測定アンテナ1を保持する回転
手段を設けることで、被測定アンテナ1の背面の電界分
布も測定することが可能な円筒走査や球面走査を行うこ
とができる。また、これら円筒走査近傍界測定及び球面
走査近傍界測定に高価で大掛かりな移動装置を使うこと
がなく、測定装置のコストを低減することができる。
In addition to the configuration of the third embodiment,
A sliding means for holding the probe 2c slidably in the horizontal and / or vertical direction with respect to the antenna 1 to be measured, and the sliding means for freely rotating around an axis in the horizontal and / or vertical direction with respect to the probe 2c. By providing the rotating means for holding the measurement antenna 1, it is possible to perform cylindrical scanning or spherical scanning capable of measuring the electric field distribution on the back surface of the antenna 1 to be measured. In addition, the cost of the measuring device can be reduced without using an expensive and large-scale moving device for the cylindrical scanning near-field measurement and the spherical scanning near-field measurement.

【0064】上記実施の形態3では、上記実施の形態
1,2に比べると、同時に2つの測定値を取得できない
ため測定時間の短縮の効果は得られないが、送受信器4
bが通常の1チャネルの送受信器であるので実施の形態
1,2に比べて低コストで測定を行うことができる。
In the third embodiment, compared to the first and second embodiments, two measurement values cannot be obtained at the same time, so that the effect of shortening the measurement time cannot be obtained.
Since b is an ordinary one-channel transceiver, measurement can be performed at lower cost than in the first and second embodiments.

【0065】なお、上記実施の形態1から実施の形態3
で示した本発明の位相分布推定のアルゴリズムは、その
根底の理論が最適法に基づくものであり初期値に依存す
る。上記実施の形態1から実施の形態3では、その推定
アルゴリズムにおいて位相分布の初期値を測定点Pにお
いて一様である位相分布としているが、これに代わって
被測定アンテナの形状に基づいて算出される計算値を用
いる。これにより、局所解に陥ることを防ぐことがで
き、収束が早くなるという効果を有する。また、位相分
布の初期値が真の値から大きくずれることがなく、推定
アルゴリズムの信頼性を向上させることができる。
It should be noted that the first to third embodiments are described.
In the algorithm of the present invention for estimating the phase distribution of the present invention, the underlying theory is based on the optimal method and depends on the initial value. In Embodiments 1 to 3 described above, the initial value of the phase distribution is a uniform phase distribution at the measurement point P in the estimation algorithm, but instead is calculated based on the shape of the antenna to be measured. Use the calculated value. As a result, it is possible to prevent a local solution from falling, and there is an effect that convergence is accelerated. Further, the initial value of the phase distribution does not greatly deviate from the true value, and the reliability of the estimation algorithm can be improved.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、被測
定アンテナと、この被測定アンテナに対向した位置に設
けられ、被測定アンテナから放射された電磁波を受信す
る開口部の大きさ及び/若しくは形状が異なる複数のプ
ローブと、この複数のプローブが受信した電磁波から振
幅分布を求め、この振幅分布から被測定アンテナの位相
分布を算出し、振幅分布及び位相分布から被測定アンテ
ナの放射特性を求める演算処理手段とを備えるので、被
測定アンテナを動かすことなくその位相分布を推定する
ことができ、従来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛
かりな装置を必要としないことから、装置の製作コスト
を低減できる効果がある。また、アライメント精度も被
測定アンテナを移動しないため、被測定アンテナがサブ
ミリ波などの高周波数帯に共振周波数を有する場合にお
いても高精度な測定が可能である。さらに、複数のプロ
ーブで同時に複数の測定値が得られることから、従来の
ように複数回測定を行う必要がなく、測定時間を短縮す
ることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the size of the antenna to be measured and the size of the opening provided at a position facing the antenna to be measured and receiving the electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured are as follows. And / or calculating the amplitude distribution from a plurality of probes having different shapes and the electromagnetic waves received by the plurality of probes, calculating the phase distribution of the antenna to be measured from the amplitude distribution, and radiating characteristics of the antenna to be measured from the amplitude distribution and the phase distribution. Since it is possible to estimate the phase distribution without moving the antenna to be measured, there is no need for a large-scale device capable of positioning with higher precision than before, and therefore, it is necessary to manufacture the device. This has the effect of reducing costs. Further, since the measured antenna does not move with respect to the alignment accuracy, highly accurate measurement is possible even when the measured antenna has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave. Further, since a plurality of measurement values can be obtained simultaneously with a plurality of probes, it is not necessary to perform a plurality of measurements as in the related art, and there is an effect that the measurement time can be reduced.

【0067】この発明によれば、被測定アンテナと、こ
の被測定アンテナに対向した位置に設けられ、被測定ア
ンテナから放射された電磁波を受信し、被測定アンテナ
に対して水平な方向及び垂直な方向の長さが異なる開口
部を有するプローブと、このプローブを回転自在に保持
し、プローブの被測定アンテナに対して水平な方向と垂
直な方向とを交互に切り換えるプローブ回転手段と、プ
ローブが各方向で受信した電磁波から振幅分布を求め、
この振幅分布から被測定アンテナの位相分布を算出し、
振幅分布及び位相分布から被測定アンテナの放射特性を
求める演算処理手段とを備えるので、被測定アンテナを
動かすことなくその位相分布を推定することができ、従
来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛かりな装置を必
要としないことから、装置の製作コストを低減できる効
果がある。また、被測定アンテナがサブミリ波などの高
周波数帯に共振周波数を有する場合においてもアライメ
ント精度も被測定アンテナを移動しないため、高精度な
測定が可能である。
According to the present invention, the antenna to be measured and the electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured are provided at a position facing the antenna to be measured, and the antenna receives the electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured. A probe having openings having different lengths in different directions, a probe rotating means for rotatably holding the probe and alternately switching a horizontal direction and a vertical direction with respect to the antenna to be measured of the probe, and Find the amplitude distribution from the electromagnetic waves received in the direction,
Calculate the phase distribution of the antenna under measurement from this amplitude distribution,
Since it has arithmetic processing means for calculating the radiation characteristics of the antenna to be measured from the amplitude distribution and the phase distribution, the phase distribution can be estimated without moving the antenna to be measured. Since a simple device is not required, there is an effect that the manufacturing cost of the device can be reduced. In addition, even when the antenna to be measured has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave, the alignment accuracy does not move the antenna to be measured, so that highly accurate measurement is possible.

【0068】この発明によれば、プローブを被測定アン
テナに対して水平及び/若しくは垂直な方向に摺動自在
に保持する摺動手段を備えるので、被測定アンテナの測
定範囲を広げることができることから、例えば被測定ア
ンテナの背面の電界分布も測定することが可能な円筒走
査や球面走査を行うことができる。また、段落006
6、段落0067や段落0069の構成に付加すること
で、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる効果がある。
According to the present invention, since the probe is provided with the sliding means for slidably holding the probe in the horizontal and / or vertical directions with respect to the antenna to be measured, the measurement range of the antenna to be measured can be expanded. For example, cylindrical scanning or spherical scanning that can measure the electric field distribution on the back surface of the antenna to be measured can be performed. Also, paragraph 006
6. By adding to the configuration of paragraph 0067 or paragraph 0069, the cost of the measuring device can be reduced without using an expensive and large-scale moving device for the cylindrical scanning near-field measurement and the spherical scanning near-field measurement. There is.

【0069】この発明によれば、プローブに対して水平
及び/若しくは垂直な方向の軸まわりに回転自在に、被
測定アンテナを保持する回転手段を備えるので、被測定
アンテナの測定範囲を広げることができることから、例
えば被測定アンテナの背面の電界分布も測定することが
可能な円筒走査や球面走査を行うことができる。また、
段落0066から段落0068の構成に付加すること
で、円筒走査近傍界測定及び球面走査近傍界測定に高価
で大掛かりな移動装置を使うことがなく、測定装置のコ
ストを低減することができる効果がある。
According to the present invention, since the rotating means for holding the antenna to be measured is provided so as to be rotatable about an axis in a direction horizontal and / or perpendicular to the probe, the measurement range of the antenna to be measured can be expanded. For this reason, for example, cylindrical scanning or spherical scanning capable of measuring the electric field distribution on the back surface of the antenna to be measured can be performed. Also,
By adding to the configuration of paragraphs 0066 to 0068, there is an effect that the cost of the measuring device can be reduced without using an expensive and large-scale moving device for the cylindrical scanning near-field measurement and the spherical scanning near-field measurement. .

【0070】この発明によれば、被測定アンテナの位相
分布の初期値を予め設定する初期値設定ステップと、開
口部の大きさ及び/若しくは形状が異なる複数のプロー
ブが、被測定アンテナから放射される電磁波を一括して
受信し、複数のプローブが受信した電磁波から振幅分布
を求める振幅分布測定ステップと、振幅分布と位相分布
とから演算用データを算出し、この演算用データから複
数のプローブが有する指向性に起因する要素を取り除い
て演算用データ補正値を求め、この演算用データ補正値
に基づいて被測定アンテナの測定面における振幅分布及
び位相分布を算出し、この振幅分布を複数のプローブが
受信した電磁波から求めた各振幅分布と順次置き換え
て、複数のプローブの各演算用データ補正値を求める補
正変換ステップと、この補正変換ステップにより求めた
複数のプローブの各演算用データ補正値を比較し、これ
らが略一致するとき、その演算用データ補正値に基づい
て被測定アンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一
致しないとき、補正変換ステップを繰り返す比較演算ス
テップとを備えるので、プローブの指向特性に起因する
誤差を補正しながらフェーズリトリーバル法に則って被
測定アンテナの振幅分布及び位相分布を求めることがで
きることから、被測定アンテナの放射特性をより高精度
に測定することができる効果がある。これにより、振幅
分布のみを測定して位相分布を推定することができ、従
来に比べ高精度に位置決めが可能な大掛かりな装置を必
要としない。従って、装置の製作コストを低減できる効
果がある。また、アライメント精度も被測定アンテナを
移動しないため、被測定アンテナがサブミリ波などの高
周波数帯に共振周波数を有する場合においても高精度な
測定が可能である。さらに、複数のプローブで同時に複
数の測定値を得ることができるために、従来のように複
数回測定を行う必要がなく、測定時間を短縮することが
できる効果がある。
According to the present invention, the initial value setting step for setting the initial value of the phase distribution of the antenna to be measured in advance, and a plurality of probes having different aperture sizes and / or shapes are radiated from the antenna to be measured. And a plurality of probes collectively receive electromagnetic waves, calculate an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the plurality of probes, calculate calculation data from the amplitude distribution and the phase distribution, and calculate a plurality of probes from the calculation data. A data correction value for operation is obtained by removing an element due to directivity of the antenna, an amplitude distribution and a phase distribution on the measurement surface of the antenna to be measured are calculated based on the data correction value for operation, and the amplitude distribution is calculated by a plurality of probes. Is sequentially replaced with each amplitude distribution obtained from the received electromagnetic wave, a correction conversion step of obtaining each calculation data correction value of a plurality of probes, Comparing the calculation data correction values of the plurality of probes obtained in the correction conversion step, and when they substantially match, obtain the amplitude distribution and phase distribution of the antenna under measurement based on the calculation data correction values, and A comparison operation step of repeating the correction conversion step when they do not coincide with each other, so that the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna to be measured can be obtained according to the phase retrieval method while correcting the error caused by the directivity of the probe. This has the effect that the radiation characteristics of the antenna to be measured can be measured with higher accuracy. As a result, the phase distribution can be estimated by measuring only the amplitude distribution, and there is no need for a large-scale device capable of positioning with higher precision than in the past. Therefore, there is an effect that the manufacturing cost of the device can be reduced. Further, since the measured antenna does not move with respect to the alignment accuracy, highly accurate measurement is possible even when the measured antenna has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave. Further, since a plurality of measurement values can be obtained simultaneously with a plurality of probes, it is not necessary to perform a plurality of measurements as in the related art, and the measurement time can be shortened.

【0071】この発明によれば、被測定アンテナの位相
分布の初期値を予め設定する初期値設定ステップと、被
測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向の長さ
が異なる開口部を有するプローブが、被測定アンテナに
対して水平な方向及び垂直な方向で被測定アンテナから
放射される電磁波を受信し、各方向のプローブが受信し
た電磁波から振幅分布を求める振幅分布測定ステップ
と、振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、
この演算用データから各方向のプローブが有する指向性
に起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求
め、この演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナ
の測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この
振幅分布を各方向のプローブが受信した電磁波から求め
た各振幅分布と順次置き換えて、各方向のプローブの演
算用データ補正値を求める補正変換ステップと、この補
正変換ステップにより求めた各方向のプローブの演算用
データ補正値を比較し、これらが略一致するとき、その
演算用データ補正値に基づいて被測定アンテナの振幅分
布及び位相分布を求め、略一致しないとき、補正変換ス
テップを繰り返す比較演算ステップとを備えるので、プ
ローブの指向特性に起因する誤差を補正しながらフェー
ズリトリーバル法に則って被測定アンテナの振幅分布及
び位相分布を求めることができることから、被測定アン
テナの放射特性をより高精度に測定することができる効
果がある。これにより、振幅分布のみを測定して位相分
布を推定することができ、従来に比べ高精度に位置決め
が可能な大掛かりな装置を必要としない。従って、装置
の製作コストを低減できる効果がある。また、アライメ
ント精度も被測定アンテナを移動しないため、被測定ア
ンテナがサブミリ波などの高周波数帯に共振周波数を有
する場合においても高精度な測定が可能である。
According to the present invention, an initial value setting step for presetting an initial value of a phase distribution of the antenna to be measured and an opening having different lengths in the horizontal and vertical directions with respect to the antenna to be measured are provided. An amplitude distribution measuring step in which the probe receives electromagnetic waves radiated from the antenna under measurement in the horizontal and vertical directions with respect to the antenna under measurement, and obtains an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the probe in each direction; And the calculation data from the phase distribution and
An element resulting from the directivity of the probe in each direction is removed from the operation data to obtain an operation data correction value. Based on the operation data correction value, the amplitude distribution and the phase distribution on the measurement surface of the antenna to be measured are calculated. The calculated amplitude distribution is sequentially replaced with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the probe in each direction, and a correction conversion step of obtaining a data correction value for calculation of the probe in each direction, and the correction conversion step The calculation data correction values of the probe in each direction are compared, and when they substantially match, the amplitude distribution and the phase distribution of the antenna to be measured are obtained based on the calculation data correction values. And a comparison operation step that repeats the above steps. Since it is possible to determine the amplitude and phase distributions of the measured antenna I, there is an effect that can be measured more accurately the radiation characteristics of the antenna under test. As a result, the phase distribution can be estimated by measuring only the amplitude distribution, and there is no need for a large-scale device capable of positioning with higher precision than in the past. Therefore, there is an effect that the manufacturing cost of the device can be reduced. Further, since the measured antenna does not move with respect to the alignment accuracy, highly accurate measurement is possible even when the measured antenna has a resonance frequency in a high frequency band such as a submillimeter wave.

【0072】この発明によれば、初期値設定ステップで
設定する被測定アンテナの位相分布の初期値は、被測定
アンテナの形状に基づいて算出される計算値を用いるの
で、局所解に陥ることを防ぐことができ、収束が早くな
るという効果がある。また、位相分布の初期値が真の値
から大きくずれることがなく、推定アルゴリズムの信頼
性を向上させることができる効果がある。
According to the present invention, the initial value of the phase distribution of the measured antenna set in the initial value setting step uses the calculated value calculated based on the shape of the measured antenna. This has the effect of speeding up convergence. In addition, the initial value of the phase distribution does not greatly deviate from the true value, and the reliability of the estimation algorithm can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1におけるアンテナ測
定装置を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an antenna measuring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1によるアンテナ測定
装置を使用したアンテナ測定方法の位相推定アルゴリズ
ムを示すフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a phase estimation algorithm of an antenna measurement method using the antenna measurement device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2によるアンテナ測定
装置を概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an antenna measuring device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2によるアンテナ測定
装置の他の例を概略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing another example of the antenna measuring device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3によるアンテナ測定
装置を示す図であり、(a)は概略的な構成図、(b)
はプローブ周辺部を示す拡大図である。
5A and 5B are diagrams showing an antenna measuring device according to a third embodiment of the present invention, wherein FIG. 5A is a schematic configuration diagram, and FIG.
FIG. 4 is an enlarged view showing a probe peripheral portion.

【図6】 従来のフェーズリトリーバル法を使用するア
ンテナ測定装置の概略的な構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an antenna measuring device using a conventional phase retrieval method.

【図7】 フェーズリトリーバル法による被測定アンテ
ナの位相分布の算出過程を示すフロー図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a process of calculating a phase distribution of an antenna to be measured by a phase retrieval method.

【図8】 従来のプローブの指向性補正を行う近傍界測
定を説明する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a conventional near-field measurement for correcting directivity of a probe.

【符号の説明】 1 被測定アンテナ、2a 第1プローブ(プロー
ブ)、2b 第2プローブ(プローブ)、2c プロー
ブ(プローブ)、3 xyスキャナ(摺動手段)、4
a,4b 送受信器、5 演算処理器(演算処理手
段)、6a 1軸回転台(回転手段)、8 プローブ偏
波回転装置(プローブ回転手段)、9 x軸方向駆動ス
キャナ(摺動手段)、10 2軸回転台(回転手段)1
2 送信器、A,B回転軸。
[Description of Signs] 1 antenna to be measured, 2a first probe (probe), 2b second probe (probe), 2c probe (probe), 3 xy scanner (sliding means), 4
a, 4b transmitter / receiver, 5 arithmetic processor (arithmetic processing means), 6a single-axis rotating table (rotating means), 8 probe polarization rotating device (probe rotating means), 9 x-axis direction driving scanner (sliding means), 10 Two-axis turntable (rotation means) 1
2 Transmitter, A, B rotation axis.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定アンテナと、 この被測定アンテナに対向した位置に設けられ、上記被
測定アンテナから放射された電磁波を受信する開口部の
大きさ及び/若しくは形状が異なる複数のプローブと、 この複数のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求
め、この振幅分布から上記被測定アンテナの位相分布を
算出し、上記振幅分布及び位相分布から被測定アンテナ
の放射特性を求める演算処理手段とを備えたアンテナ測
定装置。
1. An antenna to be measured, and a plurality of probes provided at positions facing the antenna to be measured and having different sizes and / or shapes of openings for receiving electromagnetic waves radiated from the antenna to be measured, Calculation processing means for obtaining an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the plurality of probes, calculating a phase distribution of the antenna to be measured from the amplitude distribution, and obtaining a radiation characteristic of the antenna to be measured from the amplitude distribution and the phase distribution. Antenna measuring device.
【請求項2】 被測定アンテナと、 この被測定アンテナに対向した位置に設けられ、上記被
測定アンテナから放射された電磁波を受信し、上記被測
定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向の長さが
異なる開口部を有するプローブと、 このプローブを回転自在に保持し、上記プローブの上記
被測定アンテナに水平な方向と垂直な方向とを交互に切
り換えるプローブ回転手段と、 上記プローブが上記各方向で受信した電磁波から振幅分
布を求め、この振幅分布から上記被測定アンテナの位相
分布を算出し、上記振幅分布及び位相分布から被測定ア
ンテナの放射特性を求める演算処理手段とを備えたアン
テナ測定装置。
2. An antenna to be measured, provided at a position facing the antenna to be measured, receiving an electromagnetic wave radiated from the antenna to be measured, and receiving an electromagnetic wave in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the antenna to be measured. A probe having openings having different lengths; a probe rotating means for rotatably holding the probe and alternately switching a horizontal direction and a vertical direction to the antenna to be measured of the probe; and An antenna processing comprising: calculating an amplitude distribution from an electromagnetic wave received in the direction; calculating a phase distribution of the antenna to be measured from the amplitude distribution; and calculating a radiation characteristic of the antenna to be measured from the amplitude distribution and the phase distribution. apparatus.
【請求項3】 プローブを、被測定アンテナに対して水
平及び/若しくは垂直な方向に摺動自在に保持する摺動
手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記
載のアンテナ測定装置。
3. The antenna measurement according to claim 1, further comprising a sliding means for holding the probe slidably in a horizontal and / or vertical direction with respect to the antenna to be measured. apparatus.
【請求項4】 プローブに対して水平及び/若しくは垂
直な方向の軸まわりに回転自在に、被測定アンテナを保
持する回転手段を備えたことを特徴とする請求項1から
請求項3のうちのいずれか1項記載のアンテナ測定装
置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising rotating means for holding the antenna to be measured so as to be rotatable about an axis in a direction horizontal and / or perpendicular to the probe. An antenna measuring device according to any one of the preceding claims.
【請求項5】 請求項1、請求項3、及び請求項4のう
ちのいずれか1項記載のアンテナ測定装置を使用するア
ンテナ測定方法において、 被測定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期
値設定ステップと、 開口部の大きさ及び/若しくは形状が異なる複数のプロ
ーブが、上記被測定アンテナから放射される電磁波を一
括して受信し、この複数のプローブが受信した電磁波か
ら振幅分布を求める振幅分布測定ステップと、 振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、この
演算用データから上記複数のプローブが有する指向性に
起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求め、
この演算用データ補正値に基づいて上記被測定アンテナ
の測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、この
振幅分布を上記複数のプローブが受信した電磁波から求
めた各振幅分布と順次置き換えて、上記複数のプローブ
の各演算用データ補正値を求める補正変換ステップと、 この補正変換ステップにより求めた上記複数のプローブ
の各演算用データ補正値を比較し、これらが略一致する
とき、その演算用データ補正値に基づいて上記被測定ア
ンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないと
き、上記補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップ
とを備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
5. An antenna measuring method using the antenna measuring apparatus according to claim 1, wherein an initial value of a phase distribution of an antenna to be measured is set in advance. Initial value setting step, a plurality of probes having different sizes and / or shapes of apertures collectively receive electromagnetic waves radiated from the antenna to be measured, and an amplitude distribution is obtained from the electromagnetic waves received by the plurality of probes. Calculating the amplitude distribution measurement step, calculating the calculation data from the amplitude distribution and the phase distribution, removing the element due to the directivity of the plurality of probes from the calculation data to obtain a calculation data correction value,
The amplitude distribution and the phase distribution on the measurement surface of the measured antenna are calculated based on the calculation data correction value, and the amplitude distribution is sequentially replaced with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the plurality of probes. A correction conversion step for obtaining each calculation data correction value of the plurality of probes, and each calculation data correction value of the plurality of probes obtained in the correction conversion step is compared. An antenna measurement method for obtaining an amplitude distribution and a phase distribution of the antenna to be measured based on the correction value, and when the values do not substantially match, a comparison operation step of repeating the correction conversion step.
【請求項6】 請求項2、請求項3、及び請求項4のう
ちのいずれか1項記載のアンテナ測定装置を使用するア
ンテナ測定方法において、 被測定アンテナの位相分布の初期値を予め設定する初期
値設定ステップと、 上記被測定アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向
の長さが異なる開口部を有するプローブが、上記被測定
アンテナに対して水平な方向及び垂直な方向で上記被測
定アンテナから放射される電磁波を受信し、この各方向
のプローブが受信した電磁波から振幅分布を求める振幅
分布測定ステップと、 振幅分布と位相分布とから演算用データを算出し、この
演算用データから上記各方向のプローブが有する指向性
に起因する要素を取り除いて演算用データ補正値を求
め、この演算用データ補正値に基づいて上記被測定アン
テナの測定面における振幅分布及び位相分布を算出し、
この振幅分布を上記各方向のプローブが受信した電磁波
から求めた各振幅分布と順次置き換えて、上記各方向の
プローブの演算用データ補正値を求める補正変換ステッ
プと、 この補正変換ステップにより求めた上記各方向のプロー
ブの演算用データ補正値を比較し、これらが略一致する
とき、その演算用データ補正値に基づいて上記被測定ア
ンテナの振幅分布及び位相分布を求め、略一致しないと
き、上記補正変換ステップを繰り返す比較演算ステップ
とを備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
6. An antenna measuring method using the antenna measuring device according to claim 2, wherein an initial value of a phase distribution of an antenna to be measured is set in advance. An initial value setting step, wherein the probe having openings having different lengths in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the antenna to be measured, the probe being measured in the horizontal and vertical directions with respect to the antenna to be measured. An electromagnetic wave radiated from the antenna is received, an amplitude distribution measuring step of obtaining an amplitude distribution from the electromagnetic waves received by the probe in each direction, and calculation data is calculated from the amplitude distribution and the phase distribution. An element due to the directivity of the probe in each direction is removed to obtain a data correction value for calculation, and based on this data correction value for calculation, Calculate the amplitude distribution and phase distribution on the measurement surface,
This amplitude distribution is sequentially replaced with each amplitude distribution obtained from the electromagnetic waves received by the probe in each direction, and a correction conversion step of obtaining a data correction value for operation of the probe in each direction, and the correction conversion step obtained by the correction conversion step The calculation data correction values of the probe in each direction are compared, and when they substantially match, the amplitude distribution and the phase distribution of the measured antenna are obtained based on the calculation data correction values. An antenna measurement method, comprising: a comparison operation step of repeating a conversion step.
【請求項7】 初期値設定ステップで設定する被測定ア
ンテナの位相分布の初期値は、上記被測定アンテナの形
状に基づいて算出される計算値を用いることを特徴とす
る請求項5又は請求項6記載のアンテナ測定方法。
7. The calculated value calculated based on the shape of the measured antenna is used as the initial value of the phase distribution of the measured antenna set in the initial value setting step. 6. The antenna measuring method according to 6.
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