(57)【要約】【課題】装置構成が小型で、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システムを提供すること。【解決手段】本発明にかかる電磁波測定システム１は、パルス電圧を生成するパルス電源１０と、パルス電源１０で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる電磁波発生部１１と、電磁波発生部１１で発生した電磁波を放射する放射口１２と、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する放射電力測定部１３と、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定するカロリーメータ１４と、放射電力測定部１３で測定された放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正する校正部１５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス電圧を生成するパルス電源と、
前記パルス電源で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる電磁波発生部と、
前記電磁波発生部で発生した電磁波を放射する放射口と、
前記放射口の第１の領域から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する第１の放射電力測定部と、
前記放射口の第２の領域から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する第２の放射電力測定部と、
前記第１の放射電力測定部で測定された放射電力を用いて、前記第２の放射電力測定部で測定された放射電力を校正する校正部と、を備える、
電磁波測定システム。
【請求項２】
前記放射口は、前記電磁波が放射される放射方向からみた形状が線対称の形状を備えており、
前記第１及び第２の領域は、前記放射口を少なくとも１つの対称軸で分割した領域に対応している、
請求項１に記載の電磁波測定システム。
【請求項３】
前記放射口は、第１の対称軸と、当該第１の対称軸と直交する第２の対称軸と、を用いて分割された４つの領域を備えており、
前記第１及び第２の領域は、前記第１及び第２の対称軸の交点を中心として互いに対角の位置に配置されている、
請求項１または２に記載の電磁波測定システム。
【請求項４】
前記第１及び第２の領域は、前記放射口が備える複数の領域のうち最も離れた位置にある２つの領域に対応している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁波測定システム。
【請求項５】
前記第１の領域の面積と前記第２の領域の面積とが同一である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁波測定システム。
【請求項６】
前記第１の領域の面積と前記第２の領域の面積は異なっており、
前記校正部は、前記第１及び第２の領域の面積比を更に用いて、前記第２の放射電力測定部で測定された放射電力を校正する、請求項１に記載の電磁波測定システム。
【請求項７】
前記第１の放射電力測定部を用いた前記第１の領域から放射された電磁波の測定および前記第２の放射電力測定部を用いた前記第２の領域から放射された電磁波の測定は同時に実施される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電磁波測定システム。
【請求項８】
前記電磁波発生部は、高出力電子管を用いて構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁波測定システム。
【請求項９】
放射口の第１の領域から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定し、
前記放射口の第２の領域から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定し、
前記放射パターン積分法を用いて測定された放射電力を用いて、前記カロリーメータ法を用いて測定された放射電力を校正する、
電磁波測定方法。
【請求項１０】
前記校正をした後、再度、前記電磁波の放射電力を測定する際に、前記放射口の前記第２の領域から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する、請求項９に記載の電磁波測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁波測定システム、及び電磁波測定方法に関し、特に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システム、及び電磁波測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁波を発生させる電磁波発生装置が様々な分野で用いられている。特許文献１には、電磁波パルスを発生させる電磁波発生装置が開示されている。具体的には、電磁波発振素子である仮想陰極電子管を高電圧パルスで駆動してＧＨｚオーダーの周波数で高出力の電磁波を発生させる電磁波発生装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、無線端末から放射される電力を測定する放射電力測定装置に関する技術が開示されている。特許文献２には、一例として、放射パターン積分法を用いて電磁波の放射電力を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３２８９９号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明したように、近年、電磁波を発生させる電磁波発生装置が様々な分野で用いられている。電磁波発生装置の性能を評価するためには、電磁波発生装置で生成された電磁波の放射電力を精度よく測定する必要がある。電磁波の放射電力を測定する方法としては、放射パターン積分法（特許文献２参照）やカロリーメータ法がある。
【０００６】
放射パターン積分法は電磁波の放射電力を精度よく測定することができるという利点がある。しかし、放射パターン積分法を用いて電磁波の放射電力を測定するためには、測定用の受信アンテナを多数配置する必要があり、測定装置が大規模になるという問題がある。一方、カロリーメータ法を用いた場合は、放射パターン積分法を用いた場合よりも測定装置の構成を小さくすることができ、また電磁波の放射電力を簡便に測定することができるという利点がある。しかし、カロリーメータ法を用いた場合は、測定時に電磁波のエネルギーのみならず、電磁波を発生させる際に付随的に発生する熱や光のエネルギーが混じってしまい、電磁波の放射電力を精度よく測定することができないという問題がある。
【０００７】
本開示の目的は、上述した課題を鑑み、装置構成が小型で、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システム、及び電磁波測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様にかかる電磁波測定システムは、パルス電圧を生成するパルス電源と、前記パルス電源で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる電磁波発生部と、前記電磁波発生部で発生した電磁波を放射する放射口と、前記放射口の第１の領域から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する第１の放射電力測定部と、前記放射口の第２の領域から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する第２の放射電力測定部と、前記第１の放射電力測定部で測定された放射電力を用いて、前記第２の放射電力測定部で測定された放射電力を校正する校正部と、を備える。
【０００９】
本開示の一態様にかかる電磁波測定方法は、放射口の第１の領域から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定し、前記放射口の第２の領域から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定し、前記放射パターン積分法を用いて測定された放射電力を用いて、前記カロリーメータ法を用いて測定された放射電力を校正する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示により、装置構成が小型で、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システム、及び電磁波測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる電磁波測定システムの放射口付近の拡大断面図である。
【図３】実施の形態にかかる電磁波測定システムの放射口付近の拡大断面図である（アンテナを備える構成）。
【図４】実施の形態にかかる電磁波測定システムの放射口の形状を説明するための図である。
【図５】実施の形態にかかる電磁波測定システムの放射口付近の拡大斜視図である。
【図６】実施の形態にかかる電磁波測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図７】実施の形態にかかる電磁波測定システムの放射口の他の構成を説明するための図である。
【図８】関連技術にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。
【図９】関連技術にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる電磁波測定システム１は、パルス電源１０、電磁波発生部１１、放射口１２、放射電力測定部（第１の放射電力測定部）１３、カロリーメータ（第２の放射電力測定部）１４、及び校正部１５を備える。
【００１３】
パルス電源１０は、パルス電圧を生成する。電磁波発生部１１は、パルス電源１０で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる。放射口１２は、電磁波発生部１１で発生した電磁波を放射する。放射電力測定部１３は、放射口１２の第１の領域３１（図２〜図５参照）から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する。カロリーメータ１４は、放射口１２の第２の領域３２（図２〜図５参照）から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する。校正部１５は、放射電力測定部１３で測定された放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正する。
【００１４】
本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、このような構成を備えることにより、装置構成が小型で、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システムを提供することができる。以下、本実施の形態にかかる電磁波測定システム１について詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、パルス電源１０はパルス電圧を生成し、生成したパルス電圧を電磁波発生部１１に供給する。例えば、パルス電源１０は、図１のグラフ５１に示すようなパルス電圧を生成する。また、パルス電源１０は、高電圧のパルス電圧を生成可能に構成されている。例えば、パルス電源１０は、数十から数百キロボルトのパルス電圧を生成することができる。なお、これらのパルス電圧の値は一例であり、パルス電源１０はユーザが必要とする任意のパルス電圧を生成することができる。
【００１６】
電磁波発生部１１は、パルス電源１０で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる。例えば、電磁波発生部１１は、仮想陰極電子管などの内部が真空の高出力電子管を用いて構成することができる。このような高出力電子管に高電圧のパルス電圧が供給されると、高出力電子管の内部において電子が振動して発振動作をし、図１のグラフ５２に示すような高出力の電磁波（電磁パルス）が生成される。
【００１７】
電磁波発生部１１で発生した電磁波は、放射口１２から放射される。放射電力測定部１３は、放射口１２の第１の領域３１（図２〜図５参照）から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する。また、カロリーメータ１４は、放射口１２の第２の領域３２（図２〜図５参照）から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する。
【００１８】
図２、図３は、放射口１２付近の拡大断面図である。図２に示す構成では、電磁波発生部１１が導波管（オープンエンド導波管）１７に接続されており、電磁波発生部１１で発生した電磁波は導波管１７内を伝搬して放射口１２から外部空間に放射される。つまり、図２に示す構成では、導波管１７の端部（右側端部）が放射口１２を構成している。
【００１９】
また、図３に示す構成では、電磁波発生部１１が導波管１７に接続されており、更に導波管１７がアンテナ１８に接続されている。電磁波発生部１１で発生した電磁波は導波管１７内を伝搬し、更にアンテナ１８内を伝搬して放射口１２から放射される。つまり、図３に示す構成では、アンテナ１８の端部（右側端部）が放射口１２を構成している。例えば、アンテナ１８には方形のホーンアンテナ等や、ログペリオディックアンテナやバイコニカルアンテナなどのパルス計測に向く広帯域アンテナを用いることができる。
【００２０】
以下では、放射口１２の形状について詳細に説明するが、以下で説明する放射口１２の形状に関しては、導波管１７の放射口１２（図２参照）の形状とアンテナ１８の放射口１２（図３参照）の形状とで共通である。
【００２１】
図４は、電磁波が放射される放射方向から放射口１２をみた図であり、放射口１２の形状を説明するための図である。図４に示すように、放射口１２は、電磁波が放射される放射方向からみた形状が線対称の形状を備えている。図４に示す例では、放射口１２は、第１の対称軸２１に対して線対称の形状を有し、更に、第２の対称軸２２に対して線対称の形状を有している。ここで、第１の対称軸２１と第２の対称軸２２は互いに直交している。
【００２２】
放射口１２は、第１の対称軸２１と第２の対称軸２２とを用いて分割された４つの領域Ａ〜Ｄ（領域３１〜３４）を備えている。電磁波発生部１１で発生した電磁波は、放射口１２の各々の領域３１〜３４から外部空間へと放射される。放射口１２の４つの領域３１〜３４のうち、第１の領域３１（領域Ａ）、及び第２の領域３２（領域Ｂ）は、第１の対称軸２１と第２の対称軸２２との交点を中心として互いに対角の位置に配置されている。つまり、放射口１２の第１の領域３１は右上に、第２の領域３２は左下に配置されている。
【００２３】
本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波の放射電力を、放射電力測定部１３を用いて測定している。具体的には、図２、図３、図５に示すように、放射口１２の第１の領域３１から外部空間に向かって電磁波が放射される。図５では電磁波の放射方向を矢印２３で示している。放射口１２の第１の領域３１に対応する外部空間には放射電力測定部１３が設けられており、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波の放射電力はこの放射電力測定部１３を用いて測定される。
【００２４】
放射電力測定部１３で用いる放射パターン積分法は、放射口１２の第１の領域３１から放射された単位立体角当たりの電力を、第１の領域３１に対応する立体角にわたって積分する方法である。具体的には、図５に示すように、第１の領域３１に対応する立体として、球体の８分の１の領域２６（図５の破線で示す立体）を設定する。なお、本実施の形態では、バックローブの寄与を無視できるほど小さいと仮定している。
【００２５】
そして、この球体の８分の１の領域２６の球面上に複数の受信アンテナ２５を配置して、各々の測定点における放射電力を測定する。次に、測定した各々の放射電力を球面上で面積積分する。これにより、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波の放射電力を測定することができる。
【００２６】
例えば、仮想陰極電子管などの高出力電子管を用いて電磁波を発生させた場合は、発生する電磁パルスの各パルス間の再現性が低いため、電磁波の放射電力の測定は同時に、すなわち同一の電磁波（電磁パルス）を複数点で同時に測定する必要がある。また、放射パターン積分法を用いて精度よく放射電力を測定するためには、複数の受信アンテナ２５を所定の密度で配置する必要がある。例えば、放射口１２の全領域３１〜３４から放射される電磁波の放射電力を測定するためには、放射口１２の全領域３１〜３４に対応する位置に複数の受信アンテナを配置する必要がある。
【００２７】
これに対して本実施の形態では、放射口１２の第１の領域３１に対応する位置（つまり、球体の８分の１の領域２６の球面上）のみに複数の受信アンテナ２５を配置すればよいので、配置する受信アンテナの数を少なくすることができる。したがって、放射電力測定部１３の装置構成を小さくすることができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力を、カロリーメータ１４を用いて測定している。具体的には、図２、図３、図５に示すように、放射口１２の第２の領域３２にカロリーメータ１４を設ける。これにより、放射口１２の第２の領域３２から出た電磁波は、カロリーメータ１４に照射される。
【００２９】
カロリーメータ１４は、電磁波が照射されるとこの電磁波のエネルギーを熱エネルギーに変換する機構を備えている。したがって、変換された熱エネルギーによる温度上昇をカロリーメータ１４において測定することで、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波のエネルギーを推定することができる。このとき、放射口１２の第２の領域３２から電磁波を放射した時間を別途測定し、この電磁波の放射時間とカロリーメータ１４で測定した電磁波のエネルギーとを用いることで、単位時間当たりの電磁波のエネルギーを求めることができる。
【００３０】
図１に示す校正部１５は、放射電力測定部１３で測定された放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正する。すなわち、放射口１２の第１の領域３１と第２の領域３２は、第１の対称軸２１と第２の対称軸２２とを用いて分割された領域であるため、同一の面積を有する（図４参照）。また、電磁波が伝搬する導波管１７の断面は線対称であることから、電磁波の伝搬モードの対称性にしたがって、同一面積を有する第１の領域３１と第２の領域３２とからは同一の放射電力の電磁波が放射される。よって、本来であれば、放射電力測定部１３で測定された第１の領域３１の放射電力と、カロリーメータ１４で測定された第２の領域３２の放射電力は一致するはずである。
【００３１】
しかしながら、カロリーメータ１４（カロリーメータ法）を用いた場合は、測定時に電磁波のエネルギーのみならず、電磁波を発生させる際に付随的に発生する熱や光のエネルギーが混じってしまい、電磁波の放射電力を精度よく測定することができない。このため、カロリーメータ１４で測定された第２の領域３２の放射電力は、本来の電磁波の放射電力の値からずれる傾向にある。
【００３２】
一方で、放射電力測定部１３（放射パターン積分法）を用いた場合は、測定面に複数の受信アンテナ２５を配置して各々の測定点における放射電力を測定し、測定した各々の放射電力を測定面上で積分している。したがって、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波を精度よく測定することができる。
【００３３】
よって、校正部１５は、放射電力測定部１３で測定された精度の高い放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正している。これにより、カロリーメータ１４で測定された放射電力からノイズ成分（電磁波を発生させる際に付随的に発生する熱や光のエネルギー）を除去することができ、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力を精度よく求めることができる。
【００３４】
なお、上述のように、仮想陰極電子管などの高出力電子管を用いて電磁波を発生させた場合は、発生する電磁パルスの各パルス間の再現性が低い。この場合は、電磁波の放射電力の測定を同時に行うことで、すなわち同一の電磁波（電磁パルス）を同時に測定することで、電磁波の放射電力の測定精度を高めることができる。つまり、放射電力測定部１３を用いた放射電力の測定とカロリーメータ１４を用いた放射電力の測定とを同時に実施することで、電磁波の放射電力の測定精度を高めることができる。
【００３５】
本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、校正後は、カロリーメータ１４のみを用いて、放射口１２から放射された電磁波の全放射電力（つまり、放射口１２の領域３１〜３４から放射される電磁波の放射電力）を測定することができる。すなわち、校正されたカロリーメータ１４を用いて、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力を測定し、この測定された電磁波の放射電力の値に所定の演算を実施することで、放射口１２から放射された電磁波の全放射電力を求めることができる。
【００３６】
例えば、放射口１２の第２の領域３２は、放射口１２の全面積の４分の１であるため、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力を４倍することで、放射口１２から放射された電磁波の全放射電力を求めることができる。なお、この演算は一例であり、本実施の形態では他の演算を用いて電磁波の全放射電力を求めてもよい。
【００３７】
例えば、カロリーメータ１４がない場合、放射口１２の第２の領域３２から放射される電磁波は、放射口１２の第１の領域３１に対応する位置にのみ配置している複数の受信アンテナ２５にも入射する成分が存在する。このような電磁波成分の寄与まで考慮する場合には、予め電磁界シミュレーションを行い、カロリーメータ１４がない場合とある場合の放射口１２の第２の領域３２から放射される電磁波の寄与を見積り、補正することができる。この補正により、さらに精度よく電磁波の全放射電力を求めることができる。
【００３８】
なお、図４、図５に示した構成では、放射口１２の第１の領域３１と放射口１２の第２の領域３２は、互いに隣接しない対角の位置関係にあり、相互の電磁波の寄与が最も少ない位置関係にある。第１の領域３１と第２の領域３２をこのような位置関係とすることで、単純に放射電力を４倍にする場合においても、精度よく放射電力を求めることができる。すなわち、精度よく放射電力を求めるためには、第１の領域３１と第２の領域３２は、互いに対角の位置関係となるようにすることが望ましい。また、第１の領域３１と第２の領域３２は、放射口１２が備える複数の領域のうち最も離れた位置にある２つの領域となるようにしてもよい。
【００３９】
また、予め電磁界シミュレーションを行い、放射口１２の第１の領域３１と放射口１２の第２の領域３２の相互の寄与を補正する場合には、各々の領域が隣接していても、精度よく放射電力を求めることができる。したがって、予め電磁界シミュレーションを行うことで、放射口１２において第１の領域と第２の領域を選択する自由度が広がる。
【００４０】
以上で説明したように、本実施の形態では、放射口１２の第１の領域３１に対応する位置にのみ複数の受信アンテナ２５を配置しているので（図５参照）、配置する受信アンテナの数を少なくすることができる。したがって、放射電力測定部１３の装置構成を小さくすることができる。また、放射電力測定部１３で測定された精度の高い放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正しているので、電磁波の放射電力を高精度に測定することができる。更に、本実施の形態では、カロリーメータ１４を校正した後は、カロリーメータ１４を用いて（放射電力測定部１３を用いずに）電磁波の放射電力を測定することができるので、放射電力を簡便に測定することができる。
【００４１】
したがって、装置構成が小型で、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することが可能な電磁波測定システム、及び電磁波測定方法を提供することができる。
【００４２】
次に、関連技術にかかる電磁波測定システムについて説明する。
図８は、関連技術にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。図８に示すように、関連技術にかかる電磁波測定システム１０１は、パルス電源１１０、電磁波発生部１１１、導波管１１７、アンテナ１１８、及び放射電力測定部１１３を備える。
【００４３】
パルス電源１１０は、パルス電圧を生成する。電磁波発生部１１１は、パルス電源１１０で生成されたパルス電圧を用いて電磁波を発生させる。電磁波発生部１１１で発生された電磁波は、導波管１１７内を伝搬した後、更にアンテナ１１８内を通って外部空間に放射される。アンテナ１１８から放射された電磁波の放射電力は放射電力測定部１１３を用いて測定される。
【００４４】
図８に示す関連技術では、アンテナ１１８から放射された電磁波の全ての放射電力を、放射電力測定部１１３を用いて測定している。このため、放射電力測定部１１３の装置構成が大きくなる。すなわち、仮想陰極電子管などの高出力電子管を用いて電磁波を発生させた場合は、発生する電磁パルスの各パルス間の再現性が低いため、電磁波の放射電力の測定は同時に、つまり同一の電磁波（電磁パルス）を複数点で同時に測定する必要がある。このため、放射電力測定部１１３を用いて電磁波の放射電力を測定する場合は、図８に示すように、アンテナ１１８の出力端を中心とした球面上に複数の受信アンテナ１２５を多数配置する必要がある。特に、電磁波の放射電力を精度よく測定するためには、受信アンテナ１２５を配置する球面上の測定点の離散角度の間隔を小さくする必要があり、これにより受信アンテナ１２５の数が増加して放射電力測定部１１３の装置構成が大きくなるという問題があった。
【００４５】
これに対して本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、図５に示したように、放射口１２の第１の領域３１に対応する位置にのみ複数の受信アンテナ２５を配置しているので、配置する受信アンテナの数を少なくすることができる。したがって、本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、図８に示す関連技術にかかる電磁波測定システム１０１と比べて、放射電力測定部１３の装置構成を小さくすることができる。
【００４６】
図９は、関連技術にかかる電磁波測定システムを説明するためのブロック図である。図９に示すように、関連技術にかかる電磁波測定システム１０２は、パルス電源１１０、電磁波発生部１１１、導波管１１７、アンテナ１１８、及びカロリーメータ１１４を備える。
【００４７】
図９に示す関連技術では、アンテナ１１８から放射された電磁波の全ての放射電力を、カロリーメータ１１４を用いて測定している。つまり、アンテナ１１８の放射口の全面にカロリーメータ１１４を配置して、アンテナ１１８から放射された電磁波の全ての放射電力を測定している。このようにカロリーメータ１１４を用いた場合は、測定装置の構成を小さくすることができ、また電磁波の放射電力を簡便に測定することができるという利点がある。しかし、カロリーメータ１１４を用いた場合は、測定時に電磁波のエネルギーのみならず、電磁波を発生させる際に付随的に発生する熱や光のエネルギーが混じってしまい、電磁波の放射電力を精度よく測定することができないという問題があった。
【００４８】
これに対して本実施の形態にかかる電磁波測定システム１では、放射電力測定部１３で測定された精度の高い放射電力を用いて、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正しているので、電磁波の放射電力を高精度に測定することができる。更に、本実施の形態では、カロリーメータ１４を校正した後は、カロリーメータ１４を用いて（放射電力測定部１３を用いずに）電磁波の放射電力を測定することができるので、放射電力を簡便に測定することができる。
【００４９】
このように、本実施の形態にかかる電磁波測定システム１は、上述した関連技術にかかる電磁波測定システム１０１、１０２と比べて、装置構成を小型化することができ、また、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することができる。
【００５０】
図６は、本実施の形態にかかる電磁波測定方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にかかる電磁波測定方法は、例えば、図１に示した電磁波測定システム１を用いて実施することができるが、これ以外の装置を用いて実施してもよい。
【００５１】
図６に示すように、まず、放射口１２の第１の領域３１から放射された電磁波の放射電力を放射パターン積分法を用いて測定する（ステップＳ１）。例えば、放射パターン積分法を用いた測定は、放射電力測定部１３を用いて実施することができる。また、放射口１２の第２の領域３２から放射された電磁波の放射電力をカロリーメータ法を用いて測定する（ステップＳ２）。例えば、カロリーメータ法を用いた測定は、カロリーメータ１４を用いて実施することができる。
【００５２】
なお、ステップＳ１とステップＳ２は同時に実施することが好ましい。すなわち、仮想陰極電子管などの高出力電子管を用いて電磁波を発生させた場合は、発生する電磁パルスの各パルス間の再現性が低い。この場合は、電磁波の放射電力の測定を同時に行うことで、すなわち同一の電磁波（電磁パルス）を同時に測定することで、電磁波の放射電力の測定精度を高めることができる。つまり、放射パターン積分法を用いた測定（ステップＳ１）とカロリーメータ法を用いた測定（ステップＳ２）とを同時に実施することで、電磁波の放射電力の測定精度を高めることができる。
【００５３】
その後、放射パターン積分法を用いて測定された放射電力を用いて、カロリーメータ法を用いて測定された放射電力を校正する（ステップＳ３）。本実施の形態にかかる電磁波測定方法では、校正（ステップＳ３）をした後、再度、電磁波の放射電力を測定する際に、カロリーメータ法のみを用いて電磁波の放射電力を測定することができる。
【００５４】
本実施の形態にかかる電磁波測定方法においても同様に、装置構成を小型化することができ、また、簡便かつ高精度に電磁波の放射電力を測定することができる。
【００５５】
次に、本実施の形態にかかる電磁波測定システム、及び電磁波測定方法の変形例について説明する。
図４、図５に示した例では、２つの対称軸２１、２２を用いて放射口１２を４つの領域３１〜３４に分割した例を示した。しかし、本実施の形態では、少なくとも１つの対称軸で放射口１２を分割してもよい。
【００５６】
例えば、１つの対称軸で放射口１２を分割した場合は、放射口１２は２つの領域に分割される。この場合は、分割された領域のうちの一方を第１の領域（放射パターン積分法を用いて測定する領域）とし、他方の領域を第２の領域（カロリーメータ法を用いて測定する領域）とすることができる。
【００５７】
例えば、３つの対称軸で放射口１２を分割した場合は、放射口１２は８つの領域に分割される。この場合は、分割された８つの領域のうちの一つを第１の領域とし、他の領域の一つを第２の領域とすることができる。
【００５８】
また、図４、図５に示した例では、第１の領域３１の面積と第２の領域３２の面積とが同一である場合について説明した。しかし、本実施の形態では、第１の領域（放射パターン積分法を用いて測定する領域）の面積と第２の領域（カロリーメータ法を用いて測定する領域）の面積とが異なるようにしてもよい。
【００５９】
第１の領域の面積と第２の領域の面積とが異なる場合、校正部１５は、放射電力測定部１３で測定された放射電力を用いてカロリーメータ１４で測定された放射電力を校正する際に、第１及び第２の領域の面積比を更に用いてもよい。すなわち、第１及び第２の領域から放射される電磁波の放射電力の比は、第１及び第２の領域の面積比に対応している。例えば、第１の領域の面積が第２の領域の面積よりも大きい場合は、第１の領域から放射される電磁波の放射電力は第２の領域から放射される電磁波の放射電力よりも大きくなる。逆に、第１の領域の面積が第２の領域の面積よりも小さい場合は、第１の領域から放射される電磁波の放射電力は第２の領域から放射される電磁波の放射電力よりも小さくなる。
【００６０】
したがって、校正部１５は、カロリーメータ１４で測定された放射電力を校正する際に、第１及び第２の領域の面積比を更に用いることで、放射電力を精度よく校正することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、図７に示すように、放射口１２ａの形状を円形としてもよい。具体的には、導波管１７の放射口１２（図２参照）の形状を円形としてもよく、また、アンテナ１８の放射口１２（図３参照）の形状を円形としてもよい。導波管１７やアンテナ１８の断面形状を円形とした場合も、断面の線対称の特徴に応じて伝搬モードも対称性を備えることになる。また、放射口１２ａの形状は楕円形としてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、電磁波発生部１１を高出力電子管で構成し、電磁波発生部１１の出力端部に導波管１７を接続する場合（図２参照）、導波管１７の中空部分を真空としてもよい。このような構成とすることで、高出力電子管（電磁波発生部１１）の高出力特性に伴う気中放電を導波管１７の内部で抑制することができる。
【００６３】
また、導波管１７に更にアンテナ１８を接続する場合（図３参照）、アンテナ１８の中空部分も真空としてもよい。このような構成とすることで、高出力電子管（電磁波発生部１１）の高出力特性に伴う気中放電を抑制することができる。更に、アンテナ１８を用いて放射口１２を十分に広げることで、アンテナ１８の端面で大気中に電磁波（電磁パルス）を放射した場合の気中放電を抑制することができる。
【００６４】
また、図２〜図５では、導波管１７の端面、またはアンテナ１８の端面の第１の領域３１と第２の領域３２の全面を覆うような構成、つまり、第１及び第２の領域３１、３２から放射された電磁波の全てを測定する構成を示した。しかし本実施の形態では、第１の領域３１と第２の領域３２の一部を覆うような構成としてもよい。つまり、本実施の形態では、第１及び第２の領域３１、３２の一部を覆うような構成としても、電磁波が放射された領域の面積が明確であれば、校正部１５において適切に校正することができる。
【００６５】
また、上述のように、本実施の形態では、カロリーメータ１４を校正した後は、カロリーメータ１４を用いて電磁波の放射電力を測定することができる。この場合、放射電力測定部１３を構成している受信アンテナ２５を除去してもよい。このように受信アンテナ２５を除去することで、電磁波測定システム１の構成を更に小さくすることができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、導波管１７、及びアンテナ１８は、断面形状が線対称で分割できる構成であれば、コルゲート構造などの付随的な構造を備えていてもよい。また、本実施の形態では、ストレートホーン構造に限定されることはない。
【００６７】
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００６８】
１  電磁波測定システム
１０  パルス電源
１１  電磁波発生部
１２  放射口
１３  放射電力測定部（第１の放射電力測定部）
１４  カロリーメータ（第２の放射電力測定部）
１５  校正部
１７  導波管
１８  アンテナ
２１、２２  対称軸
２５  受信アンテナ
３１  第１の領域
３２  第２の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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