(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１および第２の端部を有してストーク軸に沿って延びている中空ストークと、
前記中空ストークの第１の端部に接続されて前記中空ストークの第１の端部の近傍に位置している状態でラジオ周波数を透過する中空筐体と、
前記中空ストークの第２の端部に接続されて前記中空ストークの第２の端部の近傍に位置している状態で前記中空筐体から離れている電子機器用筐体と、
前記中空筐体内に配置された３つのダイポールアンテナからなるダイポールセットと、
前記中空ストークを通る中空ストーク延伸方向に沿って延びて前記ストーク軸と平行関係を構成した状態で前記ダイポールアンテナの中央フィードポイントにそれぞれ接続されている３本の延伸フィードラインとを備え、
前記３つのダイポールアンテナのそれぞれが、各ダイポールアンテナの中央フィードポイントから互いに反対方向に延びている２つのダイポール素子を有し、
前記３つのダイポールアンテナの中央フィードポイントが、前記ストーク軸に直交する正三角形の３つの辺のそれぞれの中心に設けられ、
前記ダイポールアンテナの中央フィードポイントから延びて各ダイポールアンテナのダイポール素子に沿っている線が、前記延伸フィードラインのフィードライン延伸方向に対して５４．７°の角度を形成し、
各ダイポールアンテナのダイポール素子に沿って延びる線に直交する仮想面が、他の双方のダイポールアンテナのダイポール素子に沿って延びる線に平行であり、
各ダイポールアンテナのダイポール素子と各ダイポールアンテナの中央フィードポイントに接続されている延伸フィードラインとが、共通の回路基板上に薄膜抵抗素子として形成されていることを特徴とするラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項２】
前記共通の回路基板を含む３つの回路基板を備え、
前記ダイポールアンテナのそれぞれと前記ダイポールアンテナのそれぞれの中央フィードポイントに接続されている延伸フィードラインとが、前記３つの回路基板の１つに薄膜抵抗素子として形成され、
前記３つの回路基板は、前記延伸フィードラインが形成されている第１の延伸部分をそれぞれ有し、
前記第１の延伸部分が、前記第１の延伸部分の延伸方向に平行に延びる延伸サイドエッジと前記延伸方向に沿って互いに離れて互いに対向する第１および第２の端部とを有し、
前記ダイポールアンテナを形成したクロス部材が、前記第１の延伸部分の第１の端部に形成され、
前記クロス部材が、前記第１の延伸部分の延伸方向に対して５４．７°の角度で配置されている細い延伸ストリップの形状を有していることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項３】
前記３つの回路基板のそれぞれの第１の延伸部分は、前記３つの回路基板のそれぞれにおける第１の延伸部分の延伸サイドエッジが他の２つの回路基板における延伸サイドエッジと近接エッジ関係となるようにそれぞれ配置されていることにより正三角柱の側壁を構成していることを特徴とする請求項２記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項４】
前記正三角柱内に配された粘着テープが、前記３つの回路基板の１つにおける第１の延伸部分と他の２つの回路基板における第１の延伸部分との近接エッジ関係を確保していることを特徴とする請求項３記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項５】
前記正三角柱の外側に配された追加の粘着テープを備え、該追加の粘着テープが、前記他の２つの回路基板における近接エッジ関係を確保していることを特徴とする請求項４記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項６】
前記回路基板におけるクロス部材が、前記回路基板の第１の延伸部分から鋭角で延びている第１の部分と第１の延伸部分から鈍角で延びている第２の部分とを有し、
前記回路基板のクロス部材における第１の部分が、前記回路基板における１つの近傍の第１の延伸部分とクロス部材における第２の部分との間に延びていることを特徴とする請求項３記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項７】
前記ラジオ周波数を透過する中空筐体が、内壁を有する中空球であり、
前記内壁が、６つのスロットを有し、前記スロットが、前記クロス部材の端部を受け入れて該端部と適合していることを特徴とする請求項６記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項８】
前記回路基板が、互いに対向する第１および第２の面を有し、
前記薄膜抵抗素子が、前記回路基板における第１の面に配置され、
前記回路基板が、前記薄膜抵抗素子に対する電気的な接続を得るために前記第１の面に導電パッドを有しているとともに、前記導電パッド以外の回路基板の部分にハンダが付着しないように前記導電パッドの位置を除く第１の面のほぼ全面を覆う第１のマスク層を有しており、
前記回路基板における第２の面のほぼ全面も、第１のマスク層とほぼ同一の表面張力を有する第２のマスク層によって覆われていることを特徴とする請求項２記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項９】
前記ダイポールアンテナの２つのダイポール素子を前記中央フィードポイントで接続する検出ダイオードが、前記ダイポールアンテナのそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１０】
前記ダイオードアンテナのそれぞれを横切るように接続された状態で抵抗素子および容量性素子を有している分路回路が設けられていることを特徴とする請求項９記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１１】
前記薄膜抵抗素子が、ニッケルクロム合金からなることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１２】
前記薄膜抵抗素子との電気的な接続を得るための導電パッドを備え、前記導電パッドが、前記薄膜抵抗素子の一部を覆う銅層として形成されていることを特徴とする請求項１１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１３】
前記ダイポールアンテナのそれぞれの中央フィードポイントに２つの導電パッドを有しているとともに、分路回路を有し、
前記２つの導電パッドが、前記２つのダイポール素子の一方に接続されているとともにダイポール素子の一部を覆う銅層としてそれぞれ形成され、
前記分路回路が、前記導電パッドにそれぞれ接続されたアノードおよびカソードを有するダイオードを備えていることを特徴とする請求項１１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１４】
前記ダイポールアンテナのダイポール素子に対する電気的な試験接続を得るために、各ダイポールアンテナの中央フィードポイントから離れているダイポール素子の端部に導電パッドを有し、
前記導電パッドが、前記薄膜抵抗素子の一部を覆う銅層として形成されていることを特徴とする請求項１１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１５】
導電パッドを有し、該導電パッドが、前記電子機器用筐体内の電子回路に延伸フィードラインを接続するために前記導電パッドに接続されているダイポールアンテナの中央フィードポイントから離れている各延伸フィードライン上の位置に配置されていることを特徴とする請求項１１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１６】
前記延伸フィードラインが、抵抗性薄膜からなる２つの平行なトレースを有し、
該トレースが、前記延伸フィードラインに接続されているダイポールアンテナの中央フィードポイントのごく近傍の部分を除いて前記延伸フィードラインの長さに渡ってほぼ真っすぐであり、
前記中央フィードポイントのごく近傍の部分におけるトレースが、屈曲しているとともに前記ダイポールアンテナのダイポール素子の方向に垂直な方向から中央フィードポイントに接していることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１７】
前記ダイポールアンテナにおける各ダイポール素子の抵抗が、前記ダイポール素子に沿って前記ダイポールアンテナの中央フィードポイントから離れるにつれて徐々に増加していることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【請求項１８】
前記ダイポール素子のそれぞれの抵抗が、前記ダイポール素子に沿って前記ダイポールのフィードポイントから離れるにつれて徐々に増加していることを特徴とする請求項１記載のラジオ周波数用フィールドプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波用途における電磁場の測定に使用するためのフィールドプローブに関し、特に、電場測定に使用するために改良されたラジオ周波数用フィールドプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィールドプローブは、多様なラジオ周波数機器における性能の評価に使用される。
さらに、フィールドプローブは、放射イミュニティ・テストシステムにおける不可欠の部材である。
このシステムは、自動車等の製品における電気・電子システムが浮遊場によって悪影響を受けないことを保証する。
浮遊場は、たとえば、ラジオおよびテレビ放送、レーダーパルス、携帯電話信号、電力線場、および、他の種類の電磁場である。
【０００３】
複数の異なる種類のフィールドプローブは、上述した用途に使用されている。
これらは、キューブプローブ、球形プローブ、および、いわゆる「ストークプローブ（ｓｔａｌｋ  ｐｒｏｂｅ）」を含んでいる。
典型的なキューブプローブは、互いに直交する３つのセンサ素子を含んでいる。
これらのセンサ素子は、電子回路を収容しているキューブ型の筐体における３つの面から延びている。
球形プローブは、キューブプローブに似ているが、電子機器の筐体の球形は、プローブの方向が場の測定に影響を与えることを防止することに資する。
ストークプローブでは、センサは、ラジオ周波数を透過する筐体内に配されており、延伸チューブを通って延びる伝送線によって関連する電子回路に接続されている。
これにより、入射放射線を伴う電子素子による影響を最小化するために、電子回路をセンサから離しておくことができる。
【０００４】
典型的なプローブセンサは、ＤＣ信号を伝達する検出ダイオードを含む。
ＤＣ信号の振幅は、センサに入射する場の大きさに相当する。
これらのプローブにおける電子回路は、コンポジット信号を伝達するＤＣ信号を処理する。
コンポジット信号は、場における「Ｘ」、「Ｙ」および「Ｚ」軸成分を個々の成分の二乗の和の平方根として示す。
この回路は、さらに、Ｘ、ＹおよびＺ成分を個別に示す信号を供給する。
さらに、この回路は、典型的には、プローブのダイナミックレンジを広げ、プローブの応答における線形性を改善し、サンプリングを制御し、さらに、過負荷に対する保護を与える。
【０００５】
これら３つのタイプのプローブのそれぞれでは、電力および制御信号を電子回路に供給するための導線を使用しないこと、および、電子回路から外部の監視装置にデータを伝達することが望ましい。
したがって、多くの場合、プローブの内部の電子回路に電力を供給するために、電気化学セルが利用されており、また、監視装置にデータを伝達するために、光ファイバーが使用されている。
さらに、多くの場合、プローブの電子回路に動作電力を供給するために、レーザー照射が利用されている。
レーザー光は光ファイバーを介してコンバータに供給され、コンバータが電子回路のためのＤＣ動作電力を生成する。
【０００６】
Ｓａｍｕｅｌ  Ｈｏｐｆｅｒによる米国特許第４，２０７，５１８号（許可日１９８０年６月１０日）および米国特許第４，３９２，１０８号（許可日；１９８３年７月５日）に記載されているブロードバンド・フィールドプローブは、薄膜抵抗ストリップによって形成されている短いダイポールアンテナを利用している。
この薄膜抵抗ストリップは、ＲＦ信号をＤＣ信号に変換するためのストリップに直列接続されているダイポールを有している。
これらの特許は、高帯域幅を有する多数の実用的な電場プローブの基盤を形成している。
これら双方の特許における全ての開示内容は、参照することにより本明細書に組み込まれている。
【０００７】
上述した種類の従来のブロードバンド・フィールドプローブの問題点は、短いダイポールの中心点に位置している検出ダイオードにかかるＤＣ電圧の測定における困難性と、センサの近傍にある金属体の回避と、電子回路にセンサを結合するための導体の回避とを含んでいる。
センサと電子回路との間の抵抗接続は、一般的に、金属体および従来の導体によって引き起こされる問題点に対する最高の解決策になると考えられる。
また、典型的には、カーボンのフィードラインが使用される。
【０００８】
フィードラインとセンサ素子との間の接続は、製造における困難性を引き起こす。
プローブの周波数応答を損なわない安定的な接続を機械的に形成することは、困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４，２０７，５１８号
【特許文献２】米国特許第４，３９２，１０８号
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、ストークプローブのカテゴリに分類される。
本発明は、互いに直交する３本のダイポールアンテナを備えており、これらのダイポールアンテナは、チューブ状のストークすなわち中空ストークに長く延びている延伸フィードラインに接続されている。
この延伸フィードラインは、電子回路を収容している離れた場所にある筐体すなわち電子機器用筐体に、ラジオ周波数を透過するセンサ筐体すなわち中空筐体を接続している。
このラジオ周波数用フィールドプローブは、従来の三素子プローブとは、原理的に異なる。
すなわち、このラジオ周波数用フィールドプローブでは、ダイポールアンテナおよびその延伸フィードラインのそれぞれが、単一の回路基板に形成されている。
そして、この回路基板は、３つのダイポールアンテナが極めて近接するように、しかし、これらが互いに機械的に干渉しないように構成されている。
【００１１】
本発明にかかるラジオ周波数用フィールドプローブは、中空ストークを備えている。
この中空ストークは、ストーク軸に沿って延びており、互いに対向する第１および第２の端部を有している。
ラジオ周波数を透過する中空筐体は、中空ストークにおける第１の端部に接続され、かつ、その近傍に位置している。
電子機器用筐体は、中空ストークにおける第２の端部に接続され、かつ、その近傍に位置している。
したがって、電子機器用筐体は、ラジオ周波数を透過する中空筐体から離れている。
【００１２】
３つのダイポールアンテナのセットは、ラジオ周波数を透過する中空筐体内に配置されている。
各ダイポールアンテナは、２つのダイポール素子を有している。
２つのダイポール素子は、中央フィードポイントからの線に沿って、反対方向に延びている。
３つのダイポールアンテナの中央フィードポイントは、それぞれ、ストーク軸に直交する正三角形の各辺の中心に位置しており、互いにごく接近している。
３本の延伸フィードラインは、それぞれ、ダイポールアンテナの中央フィードポイントに接続されており、ストーク軸と平行関係となるように、中空ストークを通る中空ストーク延伸方向に沿って延びている。
ダイポールアンテナの中央フィードポイントから延びて各ダイポールアンテナのダイポール素子に沿っている線は、ダイポールアンテナにおける延伸フィードラインのフィードライン延伸方向に対して、５４．７°の角度を形成している。
各ダイポールアンテナのダイポール素子に沿って延びる線に直交する仮想面は、他の双方のダイポールアンテナのダイポール素子に沿って延びる線に平行である。
各ダイポールアンテナのダイポール素子、および、その中央フィードポイントに接続されている延伸フィードラインは、共通の回路基板上に薄膜抵抗素子として形成されている。
【００１３】
このラジオ周波数用フィールドプローブにおける好ましい実施例では、３つの回路基板が設けられている。
各ダイポールアンテナおよびその中央フィードポイントに接続されている延伸フィードラインは、３つの回路基板の１つに薄膜抵抗素子として形成されている。
各回路基板は、延伸フィードラインが形成されている第１の延伸部分を備えている。
この第１の延伸部分は、第１の延伸部分の延伸方向に平行に延びる延伸サイドエッジ、および、互いに対向する第１および第２の端部を備えている。
第１の延伸部分の第１および第２の端部は、第１の延伸部分の延伸方向に沿って互いに離れている。
第１の延伸部分は、さらに、第１の延伸部分の第１の端部にクロス部材を備えており、ここにダイポールアンテナが形成されている。
クロス部材は、第１の延伸部分の延伸方向に対して５４．７°の角度で配置されている細い延伸ストリップの形状を有している。
【００１４】
３つの回路基板のそれぞれにおける第１の延伸部分の延伸サイドエッジは、それぞれ、他の２つの回路基板における延伸サイドエッジと近接エッジ関係（ｅｄｇｅ−ｔｏ−ｅｄｇｅ  ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）となるように配置されうる。
これにより、３つの回路基板における第１の延伸部分が、延伸等辺三角柱（すなわち、その延伸方向に直交する正三角形の断面を有する三角柱）、換言すれば正三角柱の側壁形状を構成する。
【００１５】
延伸等辺三角柱すなわち正三角柱内に配された粘着テープは、３つの回路基板の１つにおける第１の延伸部分と他の２つの回路基板における第１の延伸部分との近接エッジ関係を確保している。
延伸等辺三角柱すなわち正三角柱の外側に配された追加の粘着テープは、他の２つの回路基板における近接エッジ関係を確保している。
【００１６】
好ましい実施例では、各回路基板におけるクロス部材のそれぞれは、その第１の延伸部分から鋭角で延びている第１の部分とその第１の延伸部分から鈍角で延びている第２の部分とを有している。
各回路基板のクロス部材における第１の部分は、回路基板の１つの近傍の、第１の延伸部分とクロス部材における第２の部分との間に延びている。
【００１７】
好ましい実施例では、ラジオ周波数を透過する中空筐体は、６つのスロットを含む内壁を有する中空球であり、各スロットは、回路基板における１つのクロス部材の端部を受け入れ、それと適合している。
【００１８】
回路基板のそれぞれは、互いに対向する第１および第２の面を有しており、薄膜抵抗素子は、薄膜抵抗素子に対する電気的な接続を得るために、導電パッドによって回路基板における第１の面に配置されている。
好ましい実施例では、各回路基板は、導電パッド以外の回路基板の部分にハンダが付着しないように、導電パッドの位置を除く第１の面のほぼ全面を覆う第１のマスク層を有している。
回路基板における第２の面のほぼ全面も、第１のマスク層とほぼ同一の表面張力を有する第２のマスク層によって覆われている。
【００１９】
中央フィードポイントにおいて２つのダイポール素子を接続する検出ダイオードが、各ダイポールアンテナに設けられていてもよい。
さらに、薄膜抵抗素子および容量性素子を有する分路回路が、好ましくは、各検出ダイオードを横切るように接続されている。
【００２０】
薄膜抵抗素子は、好ましくは、ニッケルクロム合金からなる。
薄膜抵抗素子との電気的な接続を得るための導電パッドが、好ましくは、薄膜抵抗素子の一部を覆う銅層として形成されている。
各ダイポールアンテナの中央フィードポイントにおいて、２つの導電パッドのそれぞれが、２つのダイポール素子の一方に接続されており、ダイポール素子の一部を覆う銅層として形成されている。
分路回路は、導電パッドにそれぞれ接続されたアノードおよびカソードを有するダイオードを備えている。
【００２１】
また、導電パッドは、ダイポール素子に対する電気的な試験接続を得るために、各ダイポールアンテナの中央フィードポイントから離れているダイポール素子の端部に設けられてもよい。
また、これらの導電パッドは、薄膜抵抗素子の一部を覆う銅層として形成されている。
【００２２】
ラジオ周波数用フィールドプローブは、導電パッドを有していてもよい。
この導電パッドは、電子機器用筐体内の電子回路に延伸フィードラインを接続するために、この導電パッドに接続されているダイポールアンテナの中央フィードポイントから離れている各延伸フィードライン上の位置に配置されていてもよい。
【００２３】
好ましくは、延伸フィードラインは、抵抗性薄膜からなる２つの互いに平行なトレースを有している。
これらのトレースは、延伸フィードラインが接続されているダイポールアンテナの中央フィードポイントのごく近傍の部分を除いて、延伸フィードラインの長さに渡ってほぼ真っすぐである。
中央フィードポイントのごく近傍の部分におけるトレースは、ダイポール素子の方向に垂直な方向から中央フィードポイントに接するように屈曲していてもよい。
【００２４】
各ダイポールアンテナおよびその延伸フィードラインが共通の回路基板に組み込まれているため、ラジオ周波数用フィールドプローブは、安価に製造されることが可能であるとともに、改善された性能、特に、比較的に平坦な周波数応答、幅の広い周波数帯、および、低い等方性偏向（ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を示すことが可能である。
さらに、回路基板のアームすなわちクロス部材が、ラジオ周波数を透過する中空筐体の内部に形成されたスロットに受け入れられている。
これにより、ラジオ周波数を透過する中空筐体の外部にマーキングを施すことによって、ダイポールアンテナの位置および方向を示すことが可能となる。
【００２５】
本発明における他の目的および有利な点は、図面を参照しながら以下に示す説明を読むことによって、明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るラジオ周波数用フィールドプローブの実施例を示す斜視図。
【図２】プローブにおけるステム、アンテナ、および、球形アンテナ容器の分解斜視図である。
【図３】球形アンテナ容器の第１の部分における斜視図である。
【図４】球形アンテナ容器の第２の部分における斜視図である。
【図５】アンテナ容器の反対側のステップの端部におけるアンテナ容器、ステム、実装デバイス、および、電子回路の容器の部材を示す分解斜視図である。
【図６】ダイポールアンテナおよび延伸フィードラインの回路基板であって３つの実質的に同一の部材の１つを示す正面図である。
【図７】延伸フィードライン、ダイポール素子、別体の電子部品、および、ダイポールアンテナを形成した回路基板の１つにおける延伸フィードラインを示す概略図である。
【図８】図６の回路基板の端部（そのダイポールアンテナが配置されている端部とは反対側の端部）の詳細を示す拡大平面図である。
【図９】回路基板上の延伸フィードラインがそのダイポール素子に接触している位置でのダイオードの詳細を示す拡大平面図である。
【図１０】図９のダイオードの詳細と、回路基板上のフィードラインがそのダイポール素子に接触している位置におけるキャパシタ、および、レジスタからなる分路回路とを示す拡大側面図である。
【図１１】３つのダイポールアンテナ、および、その延伸フィードラインを含む３つの回路基板の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に示されているラジオ周波数用フィールドプローブは、チューブ状のストークすなわち中空ストーク１２を備えている。
中空ストーク１２は、一端部にラジオ周波数を透過する球形筐体すなわち中空筐体１４を有している一方、反対側の端部に電子回路筐体すなわち電子機器用筐体１６を有している。
電子機器用筐体１６は、ブラケット２０によって垂直ポスト１８に支持されている。
ブラケット２０は、水平面に対してキューブの対角線とその底辺との間の角度すなわち、約３５．３°に相当する角度でストーク軸が配置されるように構成されている。
電子機器用筐体１６は、ネジ２２によって、ブラケット２０に固定されている。
ネジ２２は、ストーク軸に対するラジオ周波数用フィールドプローブの回転を可能とするほどに緩んでいてもよい。
この明細書において後述するように、ダイポールアンテナは、ストーク軸に対して５４．７°（９０°−３５．３°）の角度を形成して配置されている。
このため、ストーク軸に対するラジオ周波数用フィールドプローブの回転によって、全てのダイポールアンテナにおける垂直方向の位置を決定することができる。
さらに、ラジオ周波数を透過する球形の中空筐体１４内における３つのダイポールアンテナは、互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸に対して方向づけられることが可能である。
【００２８】
ケーブル２３は、光ファイバーケーブルであり、電子機器用筐体１６内の電子回路に対して動作電力および制御信号を供給するとともに、電子回路から外部の監視装置に出力信号を伝達する。
動作電力は、赤外レーザーによってケーブルの１本を介して供給されることが可能である。
光ファイバーの使用は、ワイヤなどの導電体あるいは同軸の伝送線が使用されている場合に生じる可能性のある場の測定における障害を最小化する。
さらに、光ファイバーの使用は、たびたび交換しなければならない自己完結型の電気化学電源の使用を回避する。
【００２９】
図２では、中空ストーク１２と、ラジオ周波数を透過する中空筐体１４と、ダイポールアンテナおよびそれらの延伸フィードラインを形成した回路基板アセンブンリとが、分解組立図によって示されている。
中空筐体１４は、２つの半球形の筐体部分２４、２６を有している。
これらは、最終的なアセンブリでは、３つの回路基板の端部にそれぞれ形成されたアーム上の３つのダイポールアンテナからなるアレイ２８すなわちダイポールセットを収容する。
回路基板は、延伸部分を有しており、その上に、ダイポールアンテナの延伸フィードラインが形成されている。
回路基板の延伸部分は、中空ストーク１２を通って延びている正三角柱３０を形成している。
そして、中空ストーク１２は、カラー３２を通って延びている。
カラー３２は、半球形の筐体部分２６内の凹部３４に嵌め込まれる。
この凹部３４は、図４に示されている。
カラー３２は、中空ストーク１２に固定されており、少なくとも１つの平坦部を有している。
この平坦部は、これに対応する形状を有する凹部３４の平坦部にフィットすることにより、中空ストーク１２に対する球形の中空筐体１４の回転を防止する。
【００３０】
半球形の筐体部分２４、２６は、ラジオ周波数を透過する様々な物質のいずれかから形成され、好ましくは、高い強度および非常に小さい気泡を有する発泡スチロールから成形される。
【００３１】
図３および図４に示すように、ラジオ周波数を透過する筐体部分２４、２６は、相補的な内設部分（ｉｎｔｅｒｆｉｔｔｉｎｇ  ｐａｒｔ）を有している。
筐体部分２６の面３８に形成された環状リッジ３６は、ギャップ４６を有している。
筐体部分２６の面３８が筐体部分２４の面４０に接しているときには、環状リッジ３６が凹部４２に嵌め込まれており、筐体部分２４の面４０から内側に延びる突起４４が、筐体部分２６上のギャップ４６に嵌め込まれている。
これにより、筐体部分２４の内部に形成されたスロット４８、５０、５２（図３参照）と、同様のスロット５４、５６（図４参照）と、その他の同様の図４には示されていないスロットとの間における特別の関係が確立される。
各筐体部分２４、２６のスロットは、円周方向に沿って、中空ストーク１２の縦軸に対して１２０°間隔をおいて配置されており、筐体部分２６のスロットは、円周方向に沿って、筐体部分２４内のスロットから約１８０°の間隔をおいて配置されている。
したがって、２つの筐体部分２４、２６にそれぞれ配された一対のスロットは、アレイ２８のアームのそれぞれの端部を受け入れる。
これにより、アーム同士の固定された関係、および、アームとラジオ周波数を透過する中空筐体１４との固定された関係が確保される。
スロット５２（図３参照）およびスロット５４（図４参照）は、１つのアームの両端を受け入れる。
スロット４８（図３参照）およびスロット５６（図４参照）は、同様に、アレイ２８における他のアームの両端を受け入れる。
スロット５０（図３参照）および図４に示されていない他のスロットは、第３のアームの両端を受け入れる。
ストーク軸に対するスロットの方向および角度関係は、アレイ２８のアームが半径方向に沿ってストーク軸から少しだけ離れた位置にずれていることを考慮してわずかに調整される。
【００３２】
図５に示すように、ラジオ周波数を透過する球形の中空筐体１４から遠い方の中空ストーク１２の端部は、電子機器用筐体１６に接続されている。
電子回路モジュール５８は、電子機器用筐体１６内にあり、２つの半球形の部分６０、６２からなる保護用の球形容器内に収容されている。
電子回路モジュール５８内に配されたコンバータに赤外線のパワーを伝達するため、および、回路アセンブリとの間で光信号を送受信するために、半球形部分６２は、光ファイバーケーブル接続のための開口部６４を有している。
半球形部分６０、６２における１つの機能は、測定される電場から電子回路モジュール５８を保護することにある。
【００３３】
エンドクロージャー６６は、電子機器用筐体１６の開口端６８に嵌め込まれる。
円筒形の電子機器用筐体１６の側壁におけるスロット７０の一部は、光ファイバーケーブルを通すために開放されたままとなっている。
止めネジ２２は、ブラケット２０の穴７２およびワッシャ７４を通ってエンドクロージャー６６のネジ穴７６内に延びている。
【００３４】
図５に示すように、文字７８、８０、８２が、球形の中空筐体１４の外面に好ましくは成形によって記されている。
これらの文字７８、８０、８２は、中空筐体１４の内部における３つのダイポールアンテナの位置を示している。
同一の文字が、各ダイポールアンテナにおける反対側の端部の近傍に位置している。
したがって、文字７８（「Ｚ」）および文字８０（「Ｙ」）は、筐体部分２６に形成されており、文字８２（「Ｘ」）は、筐体部分２４に形成されている。
図５には示されていないが、対応する部分が、各文字における直径方向の反対側に形成されている。
ネジ２２を緩めることと、電子機器用筐体１６、中空ストーク１２および中空筐体１４からなるアセンブリを回転することとによって、「Ｘ」「Ｙ」および「Ｚ」軸のいずれかが水平となるように、あるいは、３つの軸のいずれかが垂直となるように、この装置すなわちラジオ周波数用フィールドプローブを方向づけることが可能である。
【００３５】
図２に示されている回路基板アセンブリを構成している３つの回路基板は互いに同一である。
３つの回路基板の１つである回路基板８４が、図６に示されている。
回路基板８４は、好ましくは積層体であり、この積層体は、ガラス繊維強化炭化水素およびセラミック誘電体の層と、抵抗性経路（ｒｅｓｔｉｖｅ  ｐａｔｈ）を形成するエッチングされたニッケルクロム（ＮｉＣｒ）層とを有している。
抵抗性経路は、抵抗トレース（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｔｒａｃｅ）とも呼ばれるものであり、誘電体層の表面に形成される。
【００３６】
回路基板８４は、これを最初に供給したアメリカ合衆国アリゾナ州チャンドラーのＲｏｇｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手できる。
回路基板８４は、誘電体層、抵抗性ＮｉＣｒ層、および、被覆銅層を備えている。
被覆銅層および抵抗性ＮｉＣｒ層は、選択的に、抵抗素子を形成するため、および、抵抗素子に対する電気的な接続を得るための銅パッドを形成するために、エッチングされることができる。
エッチングプロセスの第１段階として、フォトレジストが、銅箔層に塗布される。
抵抗トレースおよび導電性の銅パッドのパターンは、写真のように規定される。
フォトレジスト層の露光および現像に続いて、銅層およびＮｉＣｒ層が、エッチングによって同時に除去される。
このとき、たとえば塩化銅および塩酸の混合液のような適切なエッチャントが、使用される。
次に、残存したフォトレジスト層が、剥がされる。
これにより、ＮｉＣｒ層および被覆銅層からなるパターンが、残される。
次に、第２のフォトレジスト層が塗布され、抵抗トレースのパターンが、写真的に規定される。
第２のフォトレジスト層が、露光および現像される。
これにより、回路基板８４における銅箔が残されるエリアを覆うフォトレジストが、残される。
次に、アンモニア性のエッチング液を塗布することによって、残存した銅が、ＮｉＣｒ抵抗層が除去されることなく、選択的に除去される。
このエッチング液は、一般的には、塩化アンモニウム、オルトリン酸、水酸化アンモニウムおよび塩化銅の混合液を含んでいる。
次に、残存したフォトレジスト層が、剥がされる。
これにより、望ましいＮｉＣｒ抵抗トレースおよび銅箔の接続パッドが、回路基板８３に残される。
【００３７】
図６における回路基板８４の場合、ＮｉＣｒ抵抗トレース８６および８８は、それぞれ、回路基板８４のアーム９０および９２に形成されており、ダイポール素子を構成している。
これらのＮｉＣｒ抵抗トレース８６、８８は、好ましくは、互いに連携しており、中央フィードポイント１１０から互いに反対方向に延びている。
各ＮｉＣｒ抵抗トレース８６、８８は、その長さに沿う一定の抵抗を有しており、好ましい抵抗値は、１平方あたり２５オームである。
【００３８】
銅パッド９６は、ＮｉＣｒ抵抗トレース８６における外側の端部に形成されている。
また、同様の銅パッド９８が、ＮｉＣｒ抵抗トレース８６における内側の端部に形成されている。
同様の銅パッド１００、１０２が、それぞれ、ＮｉＣｒ抵抗トレース８８の外側および内側の端部に形成されている。
ダイポールアンテナのための延伸フィードラインが、２つの平行な抵抗トレース１０４、１０６によって形成されている。
これらは、延伸ストリップ状の回路基板ストリップ１０８すなわち回路基板８４の第１の延伸部分に沿って縦方向に延びている。
回路基板ストリップ１０８は、アーム９０および９２によって形成されたクロス部材から、５４．７°の角度で延びている。
【００３９】
中央フィードポイント１１０の近傍では、抵抗トレース１０４および１０６が屈曲している。
これにより、これらは、中央フィードポイント１１０において、ダイポール素子が延びる方向に沿って垂直な方向から、銅パッド９８、１０２に接触している。
【００４０】
図６に示すように、および、図８により詳細に示すように、回路基板ストリップ１０８の端部１１２の近傍では、中央フィードポイント１１０から離れた位置で抵抗トレース１０４および１０６が分離し、それぞれ銅パッド１１４、１１６に接続されている。
レジスタ１１８は、回路基板ストリップ１０８の端部１１２において、銅パッド１１４から他の銅パッド１２０に接続されている。
同様のレジスタ１２２が、銅パッド１１６から銅パッド１２４に接続されている。
ワイヤ１２６、１２８は、銅パッド１２０、１２４にハンダ付けされており、延伸フィードラインを電子回路モジュール５８の回路に接続するために使用されている（図５参照）。
【００４１】
図６に概略的に示すように、中央フィードポイント１１０では、延伸フィードラインを形成する抵抗トレース１０４、１０６が、ダイポール素子８６、８８に接続されている。
この中央フィードポイント１１０では、銅パッド９８、１０２が、ダイオード１３０によって接続されている。
ダイオード１３０は、キャパシタ１３２、レジスタ１３４およびキャパシタ１３６からなる直列回路によって分路されている。
分路回路は、回路の周波数応答を平坦化する。
これにより、端子１３８、１４０において、電子回路モジュール５８に伝達されるＤＣ電圧が、ダイポールアンテナの長さの２倍に等しい波長に対応する周波数において最大となることを回避している。
さらに、これにより、ＤＣ電圧が、広い周波数帯に渡って、比較的に一定のまま維持される。
５ｃｍの全長（銅パッド９６から銅パッド１００まで）を有するダイポールの場合、３ＫΩのダイポール素子抵抗がそれぞれ３ＫΩであり、フィードライン抵抗がそれぞれ３０ΚΩであり、レジスタ１１８、１３２がそれぞれ１ＭΩであり、レジスタ１３４が１００Ωであり、キャパシタ１３２、１３４がそれぞれ１５ｐＦであるとすると、分路回路は、比較的に平坦な周波数応答（周波数応答の変動が、約８ＭＨｚから６ＧＨｚまでの範囲に渡って、３ｄＢ未満となる）を得ることができる。
【００４２】
図９および図１０は、中央フィードポイント１１０における分路回路の構成の詳細を示している。
好ましくは、中央フィードポイント１１０における電気的な接続を確立するために、導電性エポキシ樹脂が使用される。
図９は、レジスタ１３４を示していないが、ダイオード１３０およびキャパシタ１３２、１３６を示している。
ダイオード１３０のリードは、抵抗トレース８６、８８における内側の端部において、パッドにエポキシ接着されている。
キャパシタ１３２、１３６は、ダイオード１３０のリードを覆うとともにこれにエポキシ接着されている。
図１０に示すように、レジスタ１３４は、キャパシタ１３２、１３６を覆うとともにこれにエポキシ接着されている。
【００４３】
回路基板アセンブリの構成が、図１１に概略的に示されている。
回路基板アセンブリは、図６に示したような種類の、３つの相互に同一の回路基板から構成されている。
延伸フィードラインが形成されている延伸部分は、等辺三角柱すなわち正三角柱３０を構成するように形成および設定されている。
アレイ２８を形成するクロスアームすなわちクロス部分は、各クロスアームが隣接する回路基板のクロスアームを越えて延びるように、および、隣接する他の回路基板のクロスアームの下を通って延びるように、設定されている。
したがって、回路基板８４のクロスアームの上向きに延びている分岐９２は、回路基板１４４のクロスアームの下向きに延びている分岐１４２を越えて延びている。
一方、回路基板８４のクロスアームの下向きに延びている分岐９０は、回路基板１４８の上向きに延びている分岐１４６の下を通過して延びている。
【００４４】
分路装置すなわち分路回路は、ダイポールアンテナの中央フィードポイントにおいて互いに物理的に干渉することがない。
このため、３本のクロスアームにおけるダイポールアンテナは、互いに交叉することがない。
したがって、中央フィードポイントは、延伸フィードラインが形成されている回路基板における長い部分によって規定される正三角形の各辺の中心に配置されている。
しかしながら、各ダイポールアンテナが、その延伸フィードラインによって共通の回路基板に形成されているため、中央フィードポイントは、互いに十分に近くに配置されることができる。
このため、重大な問題が、不均一場の測定において引き起こされることがない。
【００４５】
クロスアームは、中央フィードラインが形成されている回路基板における長い部分すなわち回路基板ストリップに対して５４．７°の角度で配置されている。
さらに、クロスアームは、６０°の角度で互いに交叉している平面に配置されている。
このため、各ダイポール素子に沿って延びる線は、仮想面に対して直交している。
この仮想面に対して、他の双方のダイポール素子に沿って延びる線は、互いに平行である。
【００４６】
３つの回路基板は、好ましくは、これらの長い部分が粘着テープによって三角柱を形成するように一緒に固定されている。
三角柱の内側に配されている内側のテープ１５０は、隣接する回路基板８４、１４８の延伸サイドエッジに回路基板１４４の長い部分における各延伸サイドエッジを固定している。
しかし、このテープ１５０は、回路基板８４、１４８の向かい合うエッジ（ｍｅｅｔｉｎｇ  ｅｄｇｅｓ）をカバーしていない。
これにより、これらの回路基板が折り重ねられることによって、図１１に示すような構成に組み立てられることを可能となる。
折り重ねの後、外側のテープ１５２、１５４が、回路基板アセンブリに付けられる。
【００４７】
抵抗トレースは、好ましくは、図１１に示した回路基板アセンブリにおける回路基板８４、１４４、１４８の外面に形成される。
回路基板および抵抗物質にハンダが付着しないように、銅パッドの位置を除いて、回路基板の外面は、ハンダレジスト層によって覆われている。
同様に、また、好ましくは同一に、物質は、回路基板における対向する面に配置される。
これにより、回路基板における対向する面の表面張力が均一化され、温度差および湿度によって生じる基板の反りが防止される。
【００４８】
本発明にかかるラジオ周波数用フィールドプローブにおける電子回路モジュール５８は、好ましくは、各ダイポールアンテナのための独立した出力、すなわち、Ｘ、ＹおよびＺ出力、および、コンポジットＲＳＳ出力（Ｘ、ＹおよびＺ出力の２乗の和の平方根）を提供する。
このラジオ周波数用フィールドプローブは、２ＭＨｚ以下から６ＧＨｚ以上の周波数に対応することが可能である。
さらに、電子回路モジュール５８は、好ましくは、複数の増幅器を包含していてもよい。
これらの増幅器は、ラジオ周波数用フィールドプローブのダイナミックレンジを広げるために、各ダイポールアンテナに対応している。
この場合、ラジオ周波数用フィールドプローブは、２Ｖ／ｍから１０００Ｖ／ｍまでの電場に対応することが可能である。
【００４９】
上述した例では、ダイポール素子を形成する抵抗トレースは、一定の抵抗を有している。
代替的に、抵抗トレースは、次第に変化する抵抗を有していてもよい。
これにより、抵抗値は、徐々に、中央フィードポイントからダイポール素子の端部に向かって、徐々に増加する。
次第に変化する抵抗（ｔａｐｅｒｅｄ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を用いることによって、中央フィードポイントにおいてダイオードを横切る分路回路を用いることなく、ラジオ周波数用フィールドプローブの周波数応答を平坦化することが可能となる。
抵抗の変化については、ダイポール素子が中央フィードポイントからそれらの外側の端部に向かって徐々に小さくなるように、ダイポール素子を形成することによって実現することができる。
次第に変化する抵抗を有するダイポール素子を分路回路と組み合わせて使用することによっても、周波数応答を調整することができる。
この分路回路は、たとえば、図７に示すように、レジスタ１３４およびキャパシタ１３２、１３６からなる。
【００５０】
本発明にかかるラジオ周波数用フィールドプローブにおける材料、大きさ、構造および他の態様に対しては、後述する請求の範囲に規定された本発明の範囲を逸脱しない限り、多くの他の変化形を形成することができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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