(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナ（４’）の放射図を測定するシステム（１）であって、
被測定の前記送信アンテナ（４’）によって生成される電磁界を受信する少なくとも１つの固定受信アンテナ（５’）を設けられた受信機デバイス（５）を備え、前記送信アンテナ（４’）は電子デバイス（４）に属しており、
前記電子デバイス用の支持要素（３）を載置された位置決めデバイス（２）であって、
前記送信アンテナを含む前記電子デバイスを、前記支持要素とともに回転駆動する手段を含む、位置決めデバイス（２）を備え、
前記送信アンテナの位置または向きを検出する検出手段（６）を備え、
前記検出手段および前記受信機デバイスによって供給されるデータ用のデータ処理ステーション（７）を備え、
前記送信アンテナを含む前記電子デバイスを収容する前記支持要素は、中空の球状要素であり、前記球状要素は、３つの支持点（Ｐ、Ｐ’、Ｐ”）で重力によって前記位置決めデバイス上に保持され、そして、前記３つの支持点のうちの１つが、前記球状要素の外部表面と接触する駆動部材（２０，２１，２２）によって形成されて、前記球状要素を前記位置決めデバイス上で全ての方向にランダムに回転させるものであり、
前記位置決めデバイス上の前記３つ支持点のうちの他の２つの支持点は、それぞれ、ボールおよびソケット接合部（３０、４０）によって形成され、前記ボール（３１）は、前記ボールおよびソケット接合部の端部のハウジング（３２）内で自由に回転するように配設され、それにより、前記ボールの一部が、前記ハウジング内の前記ボールの径より小さい径を有するアパーチャを通して露出して、前記球状要素（３）の外部表面に接触し、前記ボールを収容する前記ボールおよびソケット接合部の部分は、前記ボールが空気クッションで前記ハウジング内に保持されるように、圧縮空気をもたらすノズルであることを特徴とする測定するシステム。
【請求項２】
前記駆動部材（２０）は、前記球状要素の外部表面に接触して、前記球状要素を回転駆動するホイール（２１）であり、前記ホイールの回転軸（ａｘｌｅ）は、前記球状要素の外部表面上での前記ホイールの接触点と前記球状要素の中心を通過する別の軸に沿って回転することができる支持体（２２）の端に搭載されて、前記ホイールによって前記球状要素に対して全ての方向にランダムな回転を課すことを特徴とする請求項１に記載の測定するシステム。
【請求項３】
前記検出手段は、前記データ処理ステーション（７）に接続されたデジタル・カメラ（６）を含むこと、および、図形または基準（１０）は、前記球状要素の外部表面にわたって分布して、前記デジタル・カメラが、前記データ処理ステーションと連携して、前記球状要素の中心に近接して設置された送信アンテナの位置および向きを確定することを可能にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定するシステム。
【請求項４】
前記図形または基準は、円形バーコード（１０）によって形成され、各円形バーコードは、前記位置決めデバイス上での前記球状要素の正確な位置を規定することを特徴とする請求項３に記載の測定するシステム。
【請求項５】
１４の異なる円形バーコードが、前記球状要素の外部表面にわたって均一に分布させられ、各円形バーコードは、４ビット、および、各図形のエッジを規定するための、前記球状要素の外部表面の色と異なる色の外部境界確定ビットに、符合化をされていることを特徴とする請求項４に記載の測定するシステム。
【請求項６】
前記デジタル・カメラにとって視認可能な前記球状要素の外部表面を、一様に照明する照明デバイス（９）を含むことを特徴とする請求項３に記載の測定するシステム。
【請求項７】
前記照明デバイスは、一様な光ビームを供給する光ファイバ（９２）のセットを含み、
当該光ファイバ（９２）が前記球状要素から離れた光源によって生成される光を誘導し、
前記デジタル・カメラによって取り込まれる、前記種々の視認可能な図形を有する前記球状要素の画像が改善されることを特徴とする請求項６に記載の測定するシステム。
【請求項８】
前記光ファイバのセットは、光ファイバのいくつかのサブセット（９３）に分割され、前記球状要素（３）に近接する各サブセットの前記光ファイバの端は、照明構造（９０）上のプラスチック・スタッド（９１）内に固定されることを特徴とする請求項７に記載の測定するシステム。
【請求項９】
非金属材料で作られた前記照明構造は、前記球状要素を環囲する環形のリングを形成し、前記リング上に、いくつかのプラスチック・スタッド（９１）が、前記リングの全外周にわたって、かつ、互いに等距離に、前記サブセットの前記光ファイバ端のために配列され、前記リングは、前記球状要素についての前記デジタル・カメラの視野を妨げることなく、前記デジタル・カメラ（６）の側面で、前記球状要素の前に設置されること、および、各サブセットの前記光ファイバの端は、前記球状要素の中心方向に光ビームを向けるように向き制御されることを特徴とする請求項８に記載の測定するシステム。
【請求項１０】
いくつかのプラスチック・スタッド（９１）が、６つのプラスチック・スタッドであることを特徴とする請求項９に記載の測定するシステム。
【請求項１１】
サブセット当たりの光ファイバの数は、少なくとも２つの光ファイバであり、前記プラスチック・スタッドのうちの１つに固定された前記光ファイバの端は、互いに等距離に配列されることを特徴とする請求項９又は１０のいずれか一項に記載の測定するシステム。
【請求項１２】
サブセット当たりの光ファイバの数は、６つの光ファイバであり、互いに等距離である前記プラスチック・スタッドのうちの１つに固定された前記光ファイバの端は、正三角形の形態で配列されることを特徴とする請求項９又は１０のいずれか一項に記載の測定するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信アンテナ用の放射図測定システムに関する。システムは、被測定の送信アンテナによって生成される電磁界を受信する少なくとも１つの固定受信アンテナを設けられた受信機デバイスを備え、前記送信アンテナは電子デバイスに属しており、さらにシステムは、電子デバイス用の支持要素を載置された位置決めデバイスを備え、その位置決めデバイスには、送信アンテナを含む前記電子デバイスを、支持要素とともに回転駆動する手段が含まれる。支持要素は、好ましくは、その内部に電子デバイスが設置される球状要素である。球状要素は、３つの支持点で重力によって位置決めデバイス上に保持される。位置決めデバイスは、さらに、特性を計測する送信アンテナを、固定された受信アンテナに対して回転させるために、電子デバイスを有する球状支持要素を回転させるように駆動するための、駆動部材などの手段を含む。
【０００２】
特性がよく知られている少なくとも１つの受信アンテナは、送信アンテナまたは試験アンテナ放射図の測定を実行するのに使用される。この受信アンテナは、ある距離、たとえば、数メートル未満の距離だけ被測定送信アンテナから離れる。これを行うために、電子デバイスの一部を形成する送信アンテナは、支持要素上の、または、支持要素内の電子デバイスの他のコンポーネントと共に設置される。支持要素は、その後、位置決めデバイス上に設置され、位置決めデバイスは、ランダムタイプである、すなわち、送信アンテナによって生成される電磁界を測定するために、任意の方向に支持要素を移動させる、または、向き制御することができてもよい。
【背景技術】
【０００３】
現在の技術水準によれば、特に、米国特許第６，１９１，７４４号および日本特許第２００３−０４３０８３号によって記載されるように、送信アンテナの周りで移動する、少なくとも１つの受信アンテナを使用して、送信アンテナ放射図測定を実施することが知られている。これを行うために、送信アンテナを含む電子デバイスは、固定支持体上に設置され、一方、受信アンテナは、送信アンテナに対して受信アンテナを移動させるための、アームなどの機械式構造上に搭載される。受信アンテナは、送信アンテナから固定距離で送信アンテナの周りを移動することができる。受信アンテナの各位置は、機械式構造に連結した位置検出手段によって検出される。こうして、受信アンテナによって受信される電磁界に関連する信号および位置信号は、送信アンテナ放射図の計算のために、データ処理ステーションに供給される。
【０００４】
このタイプの現在の技術水準の測定システムの１つの欠点は、受信アンテナを保持する機械式構造が比較的複雑であることになる。この測定機構を用いることによって、データ信号が、送信アンテナ放射図を計算するのに必要とされる精度で処理ステーションに供給されることができないことが意味される。
【０００５】
米国特許第３，４４１，９３６号は、送信アンテナが、その中に設置されることができる球状要素を位置決めするデバイスを述べる。この球状要素は、送信アンテナを任意の方向に向き制御することが可能な、位置決めデバイスの３つの駆動ホイール上で重力によって保持される。球状要素を移動させるために、１つの駆動ホイールが駆動されるとき、球状要素は、他の２つの駆動ホイール上を横滑りする。これは、送信アンテナの適切な位置決めが保証されることができないことを意味し、欠点となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、現在の技術水準の欠点を克服する、データ処理ステーションへデータ信号を供給するための、単純でかつより正確である、測定アンテナ用の放射図測定システムを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明は、独立請求項１の特徴を含む、送信アンテナ用の、上述した放射図測定システムに関する。
【０００８】
測定システムの特定の実施形態は、従属請求項２から１１に規定される。
【０００９】
本発明による測定システムの１つの利点は、送信アンテナが、電子デバイスと共に球状要素内部に、かつ、球状要素の中心位置に設置されることである。こうして、駆動部材は、位置決めデバイス上で全ての方向にランダムに回転するように球状要素または中空球を駆動することができるため、送信アンテナは、中空球の中心の周りに回転する。送信アンテナは、電子デバイスによって連続して電力供給され、電子デバイスは、たとえば、受信デバイスの固定された受信アンテナによる電磁界を測定するために電池または充電式アキュミュレータを含む。
【００１０】
有利には、駆動部材は、中空球の外部表面に接触するホイール、および、この駆動ホイール用の支持体を含む。ホイールの回転軸は、支持体の端に設置され、支持体は、中空球の外部表面上でのホイールの接触点と中空球の中心を通過する別の軸に沿って回転することができる。位置決めデバイスの機械式構造上に回転可能に搭載された支持体および駆動ホイールは、圧縮空気手段によって回転するように駆動されることができる。
【００１１】
好ましくは、送信アンテナによって生成される電磁界の測定に干渉することを防止するために、送信アンテナに近接する位置決めデバイス部品はどれも金属材料で作られない。さらに、受信アンテナおよび送信アンテナを有する電子デバイスを持つ球状要素は、無反射チャンバ内に収容される。これは、送信アンテナ放射測定に干渉する可能性がある、障害物上での電磁界の任意の反射を防止する。
【００１２】
有利には、測定システムは、デジタル・カメラによって形成され、好ましくは、受信アンテナに近接して設置される、送信アンテナの位置または向きを検出する手段を含む。データ処理ステーションに接続されるこのデジタル・カメラは、位置決めデバイスによって課される球の運動が、リアルタイムに知られることを可能にする。図形または基準は、また、中空球の外部表面にわたって均一に分布する。これは、デジタル・カメラおよびデータ処理ステーションに格納された位置認識アルゴリズムが、中空球、したがって、送信アンテナのそれぞれの位置を所定期間にわたって認識することを可能にする。これらの図形は、好ましくは、４ビット符合化円形バーコードおよび付加的な外部境界確定ビットであり、外部境界確定ビットは、淡く色付けされた（白の）球の外部表面上で常に黒である。そのため、測定されたフィールド値を測定された位置に関連付けることによって、送信アンテナの放射図を取得することが可能である。
【００１３】
デジタル・カメラが良好な画像を取ることができるように、有利には、球状要素または中空球の視認可能表面のために等方性（一様性）を持つ照明デバイスが設けられる。送信アンテナに近接する部品が全て、非金属材料で作られなければならないため、球状要素を照明するために、光ファイバのセットが、遠くにある光源によって提供される光を誘導する。光ファイバのセットは、中空球に近接していくつかのサブセットに分離される。たとえば、サブセット当たり６つであるサブセットの光ファイバの端は、照明構造に固定されたプラスチック・スタッド内に固定される。好ましくは、６つの光ファイバ端を保持する６つのプラスチック・スタッドは、照明構造上で互いから等距離に固定される。この照明構造は、リングの形状で構成され、球についてのデジタル・カメラの視野を妨げることなく、デジタル・カメラの側面で、球状要素のすぐ前に設置される。
【００１４】
送信アンテナ用の放射図測定システムの目的、利点、および特徴は、図面を参照した、以下の説明においてより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による送信アンテナ放射図測定システムを構成する種々の要素を簡単な方法で示す図である。
【図２】本発明による測定システムの位置決めデバイス上に設置された球状要素を照明する照明デバイスの一部を示す図である。
【図３Ａ】本発明による測定システムの位置決めデバイスのボールおよびソケット接合部の部分縦断面図である。
【図３Ｂ】本発明による測定システムの位置決めデバイスのボールおよびソケット接合部の平面図である。
【図４】本発明による測定システムの位置決めデバイス上で球状要素の位置を確定するのに使用される球座標の図である。
【図５】本発明による測定システムの位置決めデバイス上の球状要素の外部表面上の各図形または基準の位置を示す図である。
【図６】本発明による測定システムの送信アンテナの位置または向きを確定するために、球状要素の外部表面上に設置される円形バーコードの形状の図である。
【図７】本発明による測定システムの受信機デバイスの種々のコンポーネントを示す図である。
【００１６】
以下の説明において、当業者によく知られている送信アンテナ用の放射図測定システムの要素は全て、簡略化した方法で説明されるだけである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、電子送信機デバイス４の送信アンテナ４’用の放射図測定システム１の要素の全てを概略的に示す。本質的に、測定システム１は、最初に、位置決めデバイス２を含み、位置決めデバイス２上で、電子デバイス用の球状支持要素３は、部材２０，３０，４０の３つの支持点Ｐ、Ｐ’、Ｐ”で、支持され、重力によって保持される。測定する送信アンテナ４’を有する前記電子デバイスは、中空球３内部に保持され、中空球３は、電子デバイスを閉じるために任意の知られている手段によって互いの上部に適合する２つの部品を含む。送信アンテナ４’は、好ましくは、中空球の中心の近くに位置決めされる。
【００１８】
測定システムは、さらに、送信アンテナ４’からの電磁界（ＲＦ信号）を受信する少なくとも１つの受信アンテナ５’を備える受信機デバイス５と、位置決めデバイス２上で移動する球状要素の位置または向きを検出する手段６を含む。受信アンテナによって受信される電磁界に関連する信号および検出手段によって提供される位置信号は、好ましくはコンピュータ・ステーション７であるデータ処理ステーションに、自動的か、または、オンデマンドで送信される。受信機デバイス５およびデジタル・カメラ６によって形成される検出手段は、コンピュータ・ステーションと独立に、または、前記コンピュータ・ステーションによって電力供給されることができる。
【００１９】
簡潔にするために、図１では、位置決めデバイス２は、測定システムの送信アンテナによって生成される電磁界を測定するために、球状要素３を支持する部材２０，３０，４０によって表されるだけである。こうして、この位置決めデバイス２は、球状要素の外部表面に接触する駆動部材２０を含む。この駆動部材は、位置決めデバイス上で全ての方向にランダムに球状要素３を回転させるように構成される。
【００２０】
この駆動部材２０は、球状要素を回転するように駆動するために、球状要素の外部表面に接触するホイール２１で形成される。ホイールは、摺動させることなく球状要素を駆動するための、ゴムで作られ、かつ、円形溝内に配列されたリング要素を含むことができる。ホイール２１の回転軸は、支持体２２またはロッドの端に搭載される。この支持体２２は、球状要素の外部表面上でのホイールの接触点と前記要素の中心を通過する別の軸に沿って回転することができる。これは、ホイールによって、全ての方向に球状要素に対してランダム回転が課されることができることを意味する。球状要素が全ての位置を通過するのに、およそ１０分の時間がかかる。この期間中に、送信アンテナによって送信される、電磁界についての約６，０００回の測定が行われることができる。
【００２１】
位置決めデバイス２は、また、図３Ａおよび図３Ｂを参照して以下で説明される、２つのボールおよびソケット接合部３０および４０を含む。ボールおよびソケット接合部内の各ボールは、球状要素３の外部表面に接触するように配列される。そのため、ホイール２１の接触部と２つのボールのそれぞれのボールおよびソケット接合部３０，４０の接触部は、球状要素がその上に載る３つの支持点を形成する。これらの３つの支持点は、好ましくは水平に配列された正三角形の端を形成するように規則正しい間隔であることができる。もちろん、球状要素３の重心は、位置決めデバイス上で保持されるように、正三角形内の任意の位置になければならない。
【００２２】
球状要素のために３つの支持点を形成した、従来技術のデバイスの３つの駆動ホイールに代わって、単一駆動ホイール２１は、球状要素の外部表面に接触した状態で横滑りしない。これは、球状要素３が、高い均一性の程度をもって、全体の位置空間をランダムに移動することを可能にする。この駆動ホイールは、好ましくは、前記ホイール２１に近接して支持体内に収容される、図示されないモータまたは圧縮空気タービンによって駆動される。圧縮空気パイプが、支持体内に作られて、圧縮空気を圧縮空気タンクからモータの方に循環させる。
【００２３】
別のモータまたは圧縮空気タービンは、駆動ホイール２１の支持体２２を回転させるように駆動するのに使用されることができる。こうした場合、前記モータと支持体２２との間の、プーリおよび駆動ベルトのセット（図示せず）が、支持体に対して所望の回転を課して、駆動ホイールの回転軸を回転させることができる。この単一駆動ホイールによって、球状要素は、３つの支持点上でもはやジャンプしない。球状要素の中心からの移動が観測されるのは、自然の真円度およびミリメートル程度の軸受（プーリ）の遊び（ｐｌａｙ）によるだけである。これは、測定システムにおいて、０．０５°程度の角度計算誤差を伴う可能性があり、無視できる。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、球状要素用の支持点のうちの１つとして使用される位置決めデバイスのボールおよびソケット接合部３０の１つを示す。全体が円柱外部形状であることができるボールおよびソケット接合部３０は、合成ボール用のハウジング３２を含む。ハウジングは、ボールがハウジング内部で自由に回転するような大きさに作られる。ハウジングは、球または円柱であってよい。好ましくは、ボールおよびソケット接合部は、自由に回転するボールのために、テフロン（登録商標）などの摩擦係数が低い非導電性材料で作られる。
【００２５】
ボール３１の一部は、ボールおよびソケット接合部３０内の上部アパーチャ（開口）を介してハウジング３２から露出して、球状要素の外部表面に接触する。球状要素の重量の一部を表す力Ｆは、ボール上で支持点Ｐ’に加えられる。このアパーチャの径は、ボールの径より小さいため、ボールはハウジング３２内部で保持される。
【００２６】
球形状のハウジングの場合、ボールおよびソケット接合部は、ハウジング内にボールを閉じ込めるために縦に互いに適合する２つの部品を含む。しかし、円柱ハウジングの場合、上部アパーチャ（開口）は、ハウジングを部分的に閉じるカバー（図示せず）内に作られる。ボールおよびソケット接合部は、また、ノズルの形態で構成されて、ボールおよびソケット接合部内のパイプ３３を介して、圧縮空気をちょうどボールハウジング３２内にもたらす。こうして、ボールは、空気クッションでハウジング内に保持される。
【００２７】
球状要素３が、流量調節のできる２つの圧縮空気ノズル上にだけ設置され、一方、第３支持点が駆動ホイールである場合、球状要素を浮遊させ、回転させることが容易である。しかし、場合によっては、振動運動が球状要素を励起する。要素は、ノズルの近くに移動し、ノズルは、空気圧を高め、要素をわずかに押し出す。局所圧力、したがって、支持力が減少する場合、球状要素は、元のノズル上に落ち、ノズルは、その後、要素を再び押し出す。その結果、圧縮空気ノズルに関して、空気圧は、球の重量に応じて調節されなければならず、それは、本発明によるボールおよびソケット接合部によって解決される。その圧力が球状要素の重量に依存する、圧縮空気の細流は、ボールの周りのハウジング・アパーチャから流出し、単純な圧縮空気ノズルの問題を回避する。球状要素は、全ての方向にサージ無しで回転するように自由に駆動されることができる。
【００２８】
３つの支持点上での球状要素の平衡の欠如に関連する任意の問題を解決するために、球の先端に対して付加的なボールおよびソケット接合部または圧力球状接合部を導入することによって、球状要素の重量を増加することができる。このボールおよびソケット接合部は、圧縮空気管内で摺動し、バネのように球状要素に対して一定の力を生成するボールを使用して作られることができる。駆動ホイールと接触した状態で得られる通常圧は、前記ホイールがよりよく固着することを可能にする。
【００２９】
測定システムのコンポーネントはほとんど、図１において８で参照される要素によって示される無反射チャンバ内に収容される。これは、送信アンテナ４’によって生成される電磁界の障害物上での反射（これは送信アンテナ放射測定に有害となる可能性がある）を防止する。さらに、送信アンテナに近接する、すなわち、前記チャンバ内部の位置決めデバイスの部品はどれも、金属材料で作られてはならず、位置決めデバイスの部品が、送信アンテナによって生成される電磁界の測定に干渉しないようになされる。プラスチックまたは非導電性材料で作られた位置決めデバイス２用の駆動手段は、圧縮空気を使用して動作する。これらの駆動手段は、タップを有するパイプによって圧縮空気タンクに接続されたモータまたは圧縮空気タービンであってよい。そのため、２つの軸に沿ってホイールおよびホイール支持体を駆動するこれらの非金属モータは、送信アンテナに近接して設置されることができる。
【００３０】
球状要素３、したがって、球状要素３に含まれる、被測定の送信アンテナ４’の位置または向きを正確に確定するために、特定の図形または基準１０が、球状要素３の外部表面上に配置される。これらの図形または準は、円形バーコードによって形成され、各円形バーコードは、位置決めデバイス上での球状要素の正確な位置を規定する。各円形バーコード１０は、球の外部表面上に印刷されるか、または、接着される、あるいは、他の手段で作られることができる。
【００３１】
たとえば、図５および６を参照して以下で説明されるように、球状要素の外部表面にわたって均一に分布する１４の異なる円形バーコードが存在する。各バーコードは、４ビット、および、球状要素の外部表面に対しての、異なる色の１つの外部境界確定ビットで、符号化（エンコード）されている。球状要素の外部表面は、好ましくは、淡く色付けされ、たとえば、白であり、一方、少なくとも１つの付加的な外部境界確定ビットは、暗く色付けされ、たとえば、黒である。
【００３２】
たとえば１５画像／秒で撮像可能でなければならないデジタル・カメラによって取り込まれる画像を改善するために、測定システム１は、さらに、等方性（一様性）を持つ照明デバイス９を含む。この照明デバイス９は、デジタル・カメラ６の側面で、球状要素３の外部表面の少なくとも半分の方向に光ビームＬを供給するよう構成される。
【００３３】
種々の円形バーコードを備え、かつ、位置決めデバイスの部材２０，３０，４０の３つの支持点Ｐ、Ｐ’、Ｐ”上に載置された球状要素または中空球３の照明デバイス９を、図２を参照して説明する。
【００３４】
光学位置認識の場合、測定システムは、照明の一様性に関して高レベルで敏感であることが実証された。以前は、無反射チャンバの吸収コーン間に配列された、ＬＥＤタイプ光源による照明が使用された。しかし、１ＷのＬＥＤを使用すると、良好なレベルの照明を提供するのに電力が不十分であること確認された。さらに、ＬＥＤのアパーチャ角度は、１１０℃程度であり、ＬＥＤの前に収束レンズの使用を必要とする。そのうえ、無反射チャンバ内にＬＥＤを固定し、電力供給することは、送信アンテナ放射測定にとって有害である可能性がある金属ワイヤによる各ＬＥＤへの接続のため、問題が生じる。
【００３５】
本発明による照明デバイスの場合、光ファイバ９２のセットが使用され、各ファイバの一端は、受光のために、図示しない光源（１５０Ｗ）に近接して配列される。この光源は、たとえば、無反射チャンバ（図示せず）の外側に設置される。この光源は、同軸顕微鏡照明用のタイプを使用できる。光ファイバのセットは、プラスチック・シース９４内にまとめられて、無反射チャンバ内に送られ、プラスチック照明構造９０に達する。
【００３６】
使用される光ファイバ９２は、好ましくは、合成ファイバであり、ファイバが焼損することを防止するために、光源側の端は、光源からある距離のところ、たとえば、３．５ｃｍのところにある。その可撓性のため、これらの合成ファイバは、操作するのが容易である。これらの合成ファイバは、１ｍｍ程度の径とすることができる。
【００３７】
光ファイバのセットは、プラスチック外側シース９４によって保護された３６の十分に長い（４ｍ）光ファイバをまとめる。光ファイバのセットは、また、外側シース９４の内部の別のプラスチック・シース９３によって保護された光ファイバのいくつかのサブセット、好ましくは、それぞれが別のシース９３によって保護された６つの光ファイバの６つのサブセットに分割される。
【００３８】
各サブセットの光ファイバの端は、３．５ｃｍ辺を有し、かつ、１ｃｍ厚である四角形プラスチック・スタッド内に固定される。光ファイバの端は、１．５ｃｍの辺の正三角形の形状で各スタッド内において互いから等距離に配列される。６つのプラスチック・スタッド９１は、リング形状照明構造９０の外周上に規則的に配列される。各サブセットのプラスチック・スタッド内に固定された光ファイバの端は、光ビームを球状要素の中心方向に向くように向き制御される。このように、球状要素は、金属材料を全く使用しない状態で、光ファイバのセットおよび球状要素に近接した光ファイバのセットの配置によって、一様に照明される。
【００３９】
リング形状照明構造９０は、球状要素に近接するが、デジタル・カメラと球状要素３との間に配列される。リング形状照明構造９０は、位置決めデバイスに機械式に接続されることができる。照明構造の寸法は、１２ｃｍ程度であってよい球状要素の寸法よりわずかに大きい。球状要素から１〜２メートルの距離のところにあってよいデジタル・カメラは、照明構造９０を通して球状要素全体を観察することができなければならない。
【００４０】
送信アンテナ放射図を確定するための、測定システムの動作の方法は、以下に図４〜６を参照して述べられる。測定動作の全てを実行するためには、ＧＨｚ程度であってよい周波数で電磁界を発生するように、送信アンテナは、常にアクティブであることに留意されたい。そのため、送信アンテナを有する電子デバイスは、球状要素内に閉じこめられると仮定すると、電池または充電式アキュミュレータなどのそれ自体の電力源を含む。この測定システムの場合、球状要素内に閉じこめ得る、たとえば、携帯電話（ＧＳＭ）、または、任意の他の装置の送信アンテナが測定されることができる。
【００４１】
球状要素の外部表面上に含まれる種々の円形バーコードを用いる球状要素位置測定の場合には、測定のタイプは、回転平面の仰角、方位角、偏波角を規定するオイラー角θ、φ、ψに基づく。機械式用途では、球状要素などの固体の位置を確定するためにオイラー角を使用することが好ましい。
【００４２】
３次元空間内に位置するある点Ｐは、一般に３次元座標Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）で表される。これらの座標は、選択された座標（または、基準座標系（ｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ））のタイプに依存する。デカルト基準座標系は、３つの直交ベクトルｘ，ｙ，ｚを含む。用途のタイプに応じて、使用される基準座標系は、計算または表示を容易にするために変化する。
【００４３】
空間内のアンテナの位置は、６つの値で特徴付けられる。最初の３つの値は、その重心の座標に過ぎない。他の３つの値は、３つのオイラー角θ、φ、ψ（回転平面の仰角、方位角、偏波角）であり、その中で、２つの角度だけが図４に示される。
【００４４】
位置決めデバイスは、被測定送信アンテナを含む球状要素を、任意の位置または向き、すなわち、３つのオイラー角（仰角θ、方位角φ、偏波角ψ）の全空間内に設置することができる。
【００４５】
測定の観点から、この位置決めデバイスは、受信アンテナと呼ばれる、単純な固定式直線偏波アンテナを用いて全ての直線偏波の未知のアンテナを測定することができるため、非常に有効である。実際に、球状要素の表面Ｓ2上の所与の点について、０〜３６０°を含む全ての偏波が測定されることができる。実際には、測定されるフィールドＥの位相に関する情報を受信機が全く供給せず、また、１０°の偏波が、１９０°の偏波と同じ測定フィールド値を与えるため、０〜１８０°の偏波だけで十分である。
【００４６】
測定されるＥの位相が未知であるため、１回の測定は、｜Ｅ（θ、φ、ψ）｜＝｜Ｅ（θ、φ、ψ＋１８０°）｜であることから、空間θ、φ、ψ内の２つの位置を満たす。しかし、種々の偏波の絶対値に関するこの情報は、円偏波の方向が単純に計算されることを可能にしない。これを行うために、以下で説明される図７を参照して記号で示されるように、ベクトルＥの回転方向を確定するために、左旋性円偏波および右旋性円偏波タイプの２つの受信アンテナが同時に使用されなければならない。しかし、直線アンテナを用いた、単純で完全な測定（ψは０〜１８０°を含む）は、予想される偏波が円であると前もってわかっている場合、偏波楕円を迅速に確定することができる。
【００４７】
本発明による測定システムでは、２つの直交直線偏波アンテナが、連続して使用されることができる。したがって、放射図上のある点に相当する、球表面の同じ点についていくつかの偏波を測定することは不要である。そのため、直線偏波アンテナ用の考えられる放射図測定の場合、それぞれの対の仰角（θ）および方位角（φ）の値について、１つの偏波角の値で十分である。Ｅ2＝Ｅx2＋Ｅy2は、容易に計算されることができる。しかし、偏波が円である場合、計算結果が３ｄＢだけ歪むことになるため、注意が払われなければならない。
【００４８】
こうして、コンピュータ・ステーション・ソフトウェアは、仰角−方位角の平面を表示することができ、平面が十分に満たされると、ユーザは、測定を終了させることを決定することができる。３つのオイラー角の３次元空間において、この平面は、仰角−方位角平面上への投影であり、その結果、先に述べた３次元空間に比べてずっと迅速に満たされる。
【００４９】
システムを簡略化するために、２つの偏波ＥxおよびＥyに沿う測定が、同時にではなく、連続して実行される。測定システムは、実際に、２つの位置間のフィールドＥを４０回（連結して、Ｅxを２０回、また、Ｅyを２０回）測定することができるため、球状要素の回転速度が十分に低い場合、２つの連続するサンプルＥxおよびＥyの位置は、事実上同じであると考えられることができる。もちろん、同じ場所におけるＥxおよびＥyを正確に確定するために、測定フィールドと位置を補間することが可能である。測定され、かつ、計算される位置における最初の２回で入手したものは、その２つの位置が、Ｅ2＝Ｅx2＋Ｅy2の計算について同一であると考えられる間、使用される。
【００５０】
ＥxとＥyを同時に測定することも想定されることができる。こうした場合、受信チェーンが２重にされなければならず、２つの測定システム部分について相対的較正が実施されなければならない。２回の測定について同じ受信機が使用されると仮定すると、本発明による測定システムの場合、このことは必要ではない。
【００５１】
３次元空間内での回転を計算する場合、デジタル・カメラが、観測される画像、特に、位置決めデバイス上の球状要素または中空球の球状変形を生成することが最初に指摘されるべきである。カメラと球状要素との間の距離が１ｍより長い場合、誤差は０．２％未満である。
【００５２】
先に生じた球状変形を無視すると、３番目の座標を計算することが容易に可能になる（ｙ、ｚが測定されたため、式ｘ＝（ｒ2−ｙ2−ｚ2）1/2によってｘが確定される）。３つのオイラー角における回転は、底変換と呼ばれる変換である。この変換の数学的解決は、３つの式、すなわち、１つの基準ベクトルについて１つの式を必要とする。しかし、回転は、角度を維持するというフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）を有する等角変換である。本発明の球状要素の場合、第３の未知数が、先に述べた等角フィーチャに含まれるため、底変換を完全に確定するのに、２つの変換ベクトルを測定することで十分である。システムを解く非常に単純でかつ効率的な方法は、最初の２つのベクトルのベクトル積によって第３のベクトルを構築し、第３のベクトルを行列解法システムに含ませることである。
【００５３】
プロセッサの負荷を低減し、形状または円形バーコードを認識するのに利用可能なパワーを増すために、それぞれのベクトル対に関連する逆行列が、測定段階の前に、容易に、事前計算され、かつ、コンピュータ・ステーションのメモリに格納されることができることが留意されるであろう。こうして計算された行列Ｒは、従来の三角関数によって既に変換された値を含む。
【００５４】
球状要素上でカバーされる点の数は測定中に指示される。こうして、測定の進行に関する客観的データが取得される。この解析は、回転行列に基づく。一旦計算されると、３つのオイラー角が得られる。θおよびφを考え、また、球座標の図４の図に基づくと、これは、点Ｐが、球Ｓ2上の点の全てをカバーするかどうかを調べることを意味する。このことは、（θ，φ）が、長方形Ｒ＝［０，π］×［−π，π］の点の全てをカバーするかどうかを確認することと同じである。ここで、θはＰの経度であり、φはＰの緯度である。Ｓ2の北極と南極は、球座標について特異点である。したがって、θおよびφを計算するときに、ある程度の注意が払われなければならない。
【００５５】
位置決めデバイス上での球状要素の位置または向きの認識に関して、７６８×１０２４ピクセルのＭＯＳ白黒デジタル・カメラが使用される。このカメラは、１秒当たり１５画像を撮り、迅速でかつ正確である格納された認識ソフトウェアを含むコンピュータ・ステーションに対して露出に相当する信号を供給する。カメラが白黒カメラであるため、したがって、好ましくは円形バーコード１０である図形の形状に対して仕事をすることが可能である。選択される図形（円形バーコード）の寸法は、１２ｍｍを越えない。球状要素が、カメラによって取り込まれる画像を満たすと、１２ｃｍにわたって７６８ピクセル、すなわち、図形（１２ｍｍ）当たり７６．８ピクセルが存在し、それで十分である。球状要素の形状が与えられたと仮定すると、円形バーコードは、好ましくは、球状要素の外部表面をカバーするのに使用される。球状要素の凸状が無視される場合、接平面上への投影は、円を楕円に変換する。こうして、円の中心は、楕円の中心に変換され、楕円の中心の位置は、こうして、円形バーコード図形の円の位置を正確に規定する。
【００５６】
カメラによって取り込まれた画像において３つ以上の円形バーコードを適切に見るために、１４の円形バーコードが、以下の通りに、すなわち、図５で部分的に示すように、各極について２つ、赤道について４つ、各半球について４つが、球状要素にわたって分布する。半球内に位置する各図形１０は、極と、赤道上の２つの図形とから等距離にある。
【００５７】
こうして、１４の図形（円形バーコード）を符合化するのに、４ビット、および、図６に示すように、常に黒であり、かつ、図形のエッジを規定する１つの外部境界確定ビットが使用される。各円形バーコードの中心は最下位ビット（ＬＳＢ）を規定し、一方、外側ビットは最上位ビット（ＭＳＢ）を規定する。状態１の各ビットは黒であり、一方、状態０の各ビットは薄く色付けされ、特に、白である。１２ｍｍ径のパターンによって、１符合化バー当たり約７．６８ピクセルが存在する。
【００５８】
以下の表は、１６進コードと球の位置座標（ｃｍ単位）によって、球状要素の外部表面上の図形の位置を示す。
【００５９】
【表１】
0005406023.tif 000002
【００６０】
コンピュータ・ステーションにおける回転計算の場合、回転行列は、位置決めデバイス上での初期位置に対する球状要素の回転を規定する。しかし、放射図がセットアップされる場合、通常記述される回転は、被測定送信アンテナを含む球状要素に対する、受信アンテナの回転、そのため、デジタル・カメラの回転である。こうして、これは、Ｒ-1と呼ばれる逆回転（相対運動の逆回転）である。Ｒが等角変換であるため、Ｒ-1は、ＲTと呼ばれる、Ｒの転置に全く等しい。その後、θ、φ、およびψの角度値が、再構築されなければならない。この再構築は、考えられる任意の不定を明確にするために、非常に秩序立った、逆三角関数に対するプロシジャ・コールによって実行される。
【００６１】
コンピュータ・ステーション７において図１に示すデジタル・カメラ６によって取り込まれた画像を処理するために、較正段階が、球状要素３の中心を検出するために、最初に実行され、その半径が測定される。その後、画像の２つの図形１０（円形バーコードである）が認識され、図形の位置が計算される。そして、導入される計算誤差についての推定が行われる。こうして、測定システムについて、４つの異なるシーケンス、すなわち、較正、入力／出力の初期化、Ｅx、Ｅyフィールド位置計算および入手、ならびにデータセーブが実行される。
【００６２】
較正段階の場合、最初のオペレーションは、球状要素３の輪郭を通過する円の半径と中心を計算することになる。このオペレーションは、基準を確定し、処理されるべき画像表面を減少させる。０．９５倍の半径の辺を有し、かつ、球状要素に中心がある１つの正方形領域だけが維持される。次に、画像がデジタル化される。最適閾値が、統計的方法によって確定される。
【００６３】
初期化に関して、入力／出力は、コンピュータ・ステーションに接続された入手カードの種々の入力／出力ポートを異なる信号に割当てることによって初期化される。アナログ入力は、受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）のために使用される。デジタル入力は、カメラ・アパーチャ信号に割当てられ、デジタル出力は、６００Ｈｚの方形波信号を送出する。この信号は、時間的にＥxとＥyを多重化する。
【００６４】
計算および入手シーケンスは、２つの並列ループを含む。測定システムのユーザは、これらのループに割り込みをかけることができる。１つのループは、方形波６００Ｈｚ信号を発生し、アパーチャ信号およびＲＳＳＩ信号データ（ＥxおよびＥyフィールドパワー）をサンプリングする。各反復において、このデータは、テーブルに格納され、テーブルは、プログラムが進行するにつれて徐々に埋まる。第２のループは、撮影される球状要素の位置を計算する。各反復において、画像が解析されて、中心に最も近い２つの視認可能な図形およびそのピクセル位置が確定される。次に、オイラー角が計算され、次に、テーブルに格納される。最後に、取られた全ての測定値がセーブされる。
【００６５】
ＥxおよびＥyＲＳＳＩ信号は、対数スケールに従って測定される。実行される測定は、Ｅx2およびＥy2を必要とし、Ｅx2およびＥy2は、２つの連続するＲＳＳＩ信号を加算することによって容易に取得される。同様に、Ｅx2＋Ｅy2＝Ｅy2＋Ｅx2であるため、測定システムの場合、関連する角度がＥyであるか、Ｅxであるかを判定することは必要でない。そのオプションが必要である場合、偏波を制御する信号がサンプリングされなければならない。
【００６６】
図形位置検出アルゴリズムは、計算された位置における系統的誤差をなくすために、正確なユニバーサル基準座標系を必要とする。そのため、閾値処理法と相関法である２つの自動検出アルゴリズムが開発された。
【００６７】
閾値処理法は、閾値処理による輪郭検出に基づく。立上りエッジは、球状要素の上半球上で円の弧内に設置されたセグメントに関して識別される。点が見出されると、最小２乗アルゴリズムが、対応する円の式を補間する。このアルゴリズムを使用するとき、照明の一様性の欠如による球状要素のエッジ上の影が輪郭検出に干渉することが留意されるであろう。したがって、より頑健なアルゴリズムが重要である。
【００６８】
相関法は、球状要素の輪郭の境界を確定する円の座標を見出すために２つの画像の相関度を使用する。第１の画像は、デジタル・カメラ６によって取り込まれた画像である。第２の画像は、その半径が既知であり、黒い背景上に中心を持つ白い円板を示す。相関関数が計算される場合、最大値が球状要素の中心を確定する。半径を見出すために、可変半径の基準円に関して、計算反復が実施される。
【００６９】
２００×２００ピクセルの画像の場合、計算時間は１秒程度である。したがって、７６８×１０２４ピクセルの画像に対して実施するのに長い時間がかかる。その結果、画像の一部分だけが利用される。円を確定するのに３点が必要とされるという理解において、３つのゾーンが画像に取り込まれる。
【００７０】
３つのゾーンの２次元相関関数の和の最大値を与える機能を根拠として、最大値のコラムおよびラインの指数を検出し、したがって、球状要素の中心の位置を計算することが可能である。計算は、その後、可変半径に関して反復される。これを行うために、幾何学的方法が使用される。計算は、２８０〜３８０まで２５ステップで変動する半径に対して４回反復される。相関関数が最大になる２つの半径は、その間隔内で、５のステップについて５回、再反復するために識別される。１のステップによる最後の反復が半径を確定する。この方法は、全ての半径に関する反復を回避する。
【００７１】
２つの画像の相関積を正しく実行するために、画像の連続成分が削除されなければならない。そのため、相関積の前に、画像エレメントの平均が、元の画像から減算される。いくつかの試験の後、見出された半径が、ＤＣ成分の値に著しく依存することが確認される。２５６レベルにわたる連続値は、４５の値を有する。
【００７２】
手作業による検出の場合、上述した２つのアルゴリズムの結果が、照明、したがって、ソース画像のＤＣ成分に著しく依存することが留意される。これが、自動検出ではなく、ユーザによる手作業の較正が選択される理由である。人間の目は、球状要素の輪郭をほぼ完全に見分けることができ、このことは、測定値の全てを歪ませることになる無駄な誤差をなくす。
【００７３】
ここで、図形位置検出アルゴリズムが述べられるであろう。とりわけ、図形の認識に関連する制限が明確でなければならない。球状要素の照明は、一連の鏡面反射を生じ、鏡面反射は、図形１０（円形バーコード）のコントラストを局所的に破壊し、物体の位置および符合化に関する誤差を生成する可能性がある。
【００７４】
カメラ６の露出時間は、所与の回転速度および図形位置について、図形のエッジに関するぼけを発生する。球のエッジおよび１秒当たり１回転の回転速度に関して１つの図形を取ると、１０ｍｓの露出時間についてのぼけは、Δｄ＝１０ｍｓ・（２π／１０００）・０．０６ｍであり、４ｍｍに等しい。最終的に選択される露出時間は約３ｍｓである。さらに、２つの図形の一方が中心に近く、他方が円周にある場合、また、偏波回転の場合、２つの図形間の角度が歪む可能性がある。
【００７５】
実際の位置認識は、２値画像に作用し、また、画像処理アルゴリズムを使用する２つの機能を使用する。図形タイプ検出アルゴリズムに関して、球状要素の位置が確定され、中心、長軸、および短軸の計算が実行されると、図形認識プロシジャは、観測される図形１０を確定することができる。図形は、定義されると、中心と２つの軸によって表される。
【００７６】
第１のアルゴリズムは、検出された図形を処理して、最も代表的な半長軸を選択する。反射は、一般に、低いコントラストおよび大きな輝度の形態で現れるため、半長軸に沿う平均輝度が比較され、最低値が選択される。完全な黒円は禁止パターンであるため、第２のアルゴリズムは、選択された半長軸に沿って画像ラインを抽出し、その後、平均値を減算することによって連続レベルを除去する。第３のアルゴリズムは、先に得られたプロファイルを、１４の図形を表す１４のベクトルを用いて乗算し、総計する。これらのベクトルのサイズおよび半長軸のサイズは、較正段階中に取得された球状要素の半径から計算することによって直接導出される。図形は、１４の乗算−積の最大値によって確定される。
【００７７】
ソース・ベクトルのサイズは、球状要素上の図形の位置に応じて変動し、エッジにおいてより小さい。そのため、ベクトルのサイズは、常に等しいわけではない。位相シフトを発生させるベクトルからエレメントを除去するのではなく、ソース・ベクトル・サイズが値Ｎを有すると仮定すると、ソース・ベクトルのエレメントは５回反復される（次元＝５・Ｎ）。そのため、ベクトルのサイズは等しく、アルゴリズムは、うまく働く可能性がある。
【００７８】
計算された位置のθ−φグラフは、コンピュータ・ステーション・スクリーン上に連続して表示される。取り込まれた画像は、リアルタイムに表示されることもでき、図形は長方形によって境界確定される。これにより、検出された図形が容易に観察される。その運動が、球状要素の運動に相当する立方体も表示されることができる。各画像について表示が更新される。誤差がある場合、最後の正しい位置が維持される。
【００７９】
セーブ中に、コンピュータ・ステーション７内のプログラムは、６つのベクトル、すなわち、露出信号、ＲＳＳＩ信号（次々に時間的にインタリーブされたＥx／Ｅy）、θ、φ、ψ、およびブール誤差を格納する。これらのベクトルは、全てが同じ長さを有するわけではない。実際には、露出信号とＲＳＳＩ信号は、同時に入手されて、計算される位置に測定を同期させる。後処理は、３つのステップを含み、３つのステップは、正しい位置を、測定された正しいＲＳＳＩに帰すること、実行された回転をチェックし、誤差を取り除くこと、および、結果を表示することである。
【００８０】
各反復において、１つの計算位置について、４０のＲＳＳＩ信号の値が測定される。露出信号およびＲＳＳＩ信号ベクトルは、Ｎのエレメントを有し、一方、θ、φ、ψ、およびブール誤差は、Ｎ／４０のエレメントを有する。これらの値はテーブルに格納される。
【００８１】
画像に同期する２つのＲＳＳＩ値は、露出信号の立下りエッジに即座に追従する。その後、時間ｔにおけるＲＳＳＩ信号が、計算された位置ｔ＋１に帰するため、位置ベクトルθ、φ、ψ、およびブール誤差の最初のエレメントが取り除かれる。
【００８２】
計算された回転が正しいかどうかをチェックする１つの方法は、２つの連続する回転間の角度差を計算することである。半径１の球上での、１つの点の２つの連続する回転の距離が推定される。この距離が閾値より大きい場合、誤差が存在する。
【００８３】
位置計算と測定との間の同期化は、重要であり、測定システムの主要な困難さのうちの１つを構成する。実際に、画像処理ソフトウェアは、画像フローに対する一連の処理を制御することができるが、位置計算結果を取得するための時刻表は確定的でない。この時刻表は、システム負荷、コンピュータ・ステーションの低レベル・タスク活動、ネットワーク・インタフェース・カード、およびディスク・アクセスに直接依存する。そのため、画像が取られる正確な瞬間を知るために、絶対基準を有することが必須である。そうでなければ、放射図は、変動する角度によって局所的に任意に歪を受けることになる。コンピュータ・ステーションは、受信機デバイス５によって受信された電磁界を基準にして、画像フロー、したがって、計算された位置フロー、ならびに測定されたＲＳＳＩフローを考慮しなければならない。
【００８４】
位置フローとＲＳＳＩフローとの間の同期化を保証し、測定分解能の改善のために測定位置の任意の補間を可能にするために、測定システム１は、２つの連続する画像間で４０回オーバサンプリングを実行する。２つの偏波（ＥxおよびＥy）が測定されるため、２つの連続する位置間の角度変動の１／２０の分解能が取得される。同期化の基本的な考えは、デジタル・カメラにわたって直接利用可能なアパーチャ信号を、同じ周波数（６００Ｈｚ）でサンプリングすることにある。この信号は、画像が取られるとトリガーされ、露出と厳密に同じ長さ（約１〜３ｍｓ）を有する。入手カードによってサンプリングされるために、この非常に短い信号は、単安定フリップフロップによって人工的に伸張される。後処理によって、ショットを表すサンプリングされた遷移の前縁が、次の計算された位置上にくるように、計算された位置フローは、ＲＳＳＩフローに対して摺動されなければならないだけである。計算による遅延は、常に正である。
【００８５】
測定システムの受信機デバイス５の一実施形態は、図７を参照して示される。ＲＦ信号強度測定を実行するために、好ましくは、基準を搭載する市販の受信機Ｐｈｉｌｌｉｐｓ社によるＳＡ６２６が使用されることが留意されるべきである。この受信機５６は、２周波変更ヘテロダイン受信機および高速ＲＳＳＩを含む。このコンポーネントの最大作動周波数は、５００ＭＨｚを越えない。したがって、外部ミキサ５４によって実施される最初の周波数変更が必要である。
【００８６】
受信機デバイス５のＲＦアーキテクチャは、従来方式で、先に述べたように、第１の受信アンテナ５’か、または、第２の、異なる偏波の受信アンテナ５”に接続するための、制御ロジック５２によって制御されたアンテナ・スイッチ５１を含む。このＲＦアーキテクチャは、さらに、ＬＮＡフィルタ５３を有する増幅器、周波数変換を実行するミキサ５４、フィルタリングされた信号をＳＡ６２６受信機に供給する画像フィルタ５５（６９．７ＭＨｚ）を含む。発振器ユニット５７によって供給される信号によってクロック駆動されるシンセサイザ・ユニット５８は、高周波信号を、第１の周波数変換を実行するミキサ５４に供給する。
【００８７】
縦続接続式セラミックＩＦフィルタ（図示せず）が、たとえば、ＲＳＳＩ信号を成形するために、受信機５６の出力で使用されることもできる。１２ビットＡ／Ｄ変換器５９は、制御ロジック５２のために、アナログ信号をデジタル信号に変換する。６９．７ＭＨｚフィルタ５５は、フィルタとインピーダンス・アダプタの２重の役割を果たすよう構成される。２つの１０．７ＭＨｚセラミックＩＦフィルタは、標準的であり、約２５０ｋＨｚの帯域幅を有する。
【００８８】
２つの受信アンテナ５’および５”を用いて、受信デバイス５を有する測定システムは、２つの直交偏波に対する測定を行うことができる。この測定モードは、アンテナ・スイッチ５１の２つのＲＦ入力にわたって接続された、２つの直交偏波アンテナ５’および５”を必要とする。ＤＣ電圧は、任意選択で、ＲＦコネクタにわたって注入されて、アンテナの出力のすぐのところにある付加的なＬＮＡ増幅器５３に電力供給する。これの目的は、アンテナの接続ケーブルにおける損失によって発生する雑音閾値劣化を除去することである。自動偏波モードにおいて、フィールドＥxまたはＥyをそれぞれ測定するアンテナは、交互に切換えられることができる。
【００８９】
ミキサ５４の上流における、約３０〜４０ｄＢの増幅のために、２つの５０オーム広帯域ＬＮＡ増幅器５３が使用されることができる。このミキサは、ミキシング周波数注入を効率的に除去するために、２重平衡ミキサ・タイプであることができる。
【００９０】
種々の興味深い周波数、たとえば、ＧＳＭ、ＩＳＭ、およびブルートゥースをカバーするために、少なくとも３つの切換え可能シンセサイザ５８が、シンセサイザ・ユニットにおいて考案された。これらのシンセサイザは、以下の範囲、すなわち、５００〜１０００ＭＨｚ、１３７０〜２０００ＭＨｚ、および２３００〜３０００ＭＨｚをカバーする。選択は、制御ロジック５２によって制御される、シンセサイザ・スイッチ６０によって保証される。各シンセサイザは、プログラマブルＰＬＬに適合し、１００ｋＨｚの周波数ステップを有する。この精度は、所望の信号が、最後のＩＦフィルタの帯域幅（約２５０ｋＨｚ）内に入るように事前選択されることができることを意味する。種々のシンセサイザは、制御ロジック５２によって供給される制御信号によってプログラムされる。
【００９１】
第２の周波数変換は、発振器ユニット５７によって供給される８０ＭＨｚに等しい周波数信号を有するＳＡ６２６受信機５６の第２ミキサを使用して実行されることができる。これらの発振器信号は、高速比較器を伴う８０ＭＨｚのオーバトーン水晶によって発生する。発振器ユニット５７内の、８によるデバイダは、シンセサイザ５８にとって有用である１０ＭＨｚ基準をクロックから発生することができる。
【００９２】
ＳＡ６２６受信機回路５６は、高速ＲＳＳＩに適合する。ＲＳＳＩ電圧をセットアップするための最大時間は、１０μｓ未満である。２つの計算された位置間の補間と偏波変更を有する測定モードにおいて、本出願は、１ｍｓ程度のセットアップ時間を必要とする。１画像当たり２０回の測定と、１秒当たり３０画像を掛けると、１秒当たり６００回の測定になる。こうして、ＳＡ６２６は、本発明の測定システムに適合する。
【００９３】
入手カード６１は、受信機デバイス出力信号が、コンピュータ・ステーション７、および、コンピュータ・ステーションによって供給されるプログラミングまたは制御信号に適合することを可能にする。デジタル・カメラは、また、この入手カードに接続されて、取り込まれた画像信号が、コンピュータ・ステーションに転送されるように適合させることができる。こうして、カード上にロードされたプログラマブル・ロジックは、種々のユニットを制御することができる。
【００９４】
受信機デバイス内に装填されたカードは、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを使用して２２Ｖ電圧を局所的に発生させるために５Ｖ電源を有してもよい。この電圧は、高ダイナミックレンジ（ｈｉｇｈ−ｄｙｎａｍｉｃ）高周波数シンセサイザ（ＶＣＯ）によって使用される。
【００９５】
１つの受信アンテナ５１は、また、７．５×８．５ｃｍを測定する、長方形アース平面上に配列された円偏波パッチＧＰＳアンテナの形態で構成されることができる。しかし、測定システムの受信機デバイスの場合、２直線偏波ホーン・アンテナ（２〜１８ＧＨｚ）が使用されることができる。球状要素内に設置された受信機デバイスの送信アンテナは、２．４４３ＧＨｚの周波数で動作することが可能であり、また、１／４波長ダイポールで製造されてもよい。
【００９６】
本発明による測定システムの場合、単純な偏波ダイポールによって任意のアンテナの最大放射を探索することは、球状要素が、１回転／秒程度の最大回転速度および１５画像／秒のサンプリングを有する場合、通常、数時間を必要とする。この時間は、（Ｅx2＋Ｅy2）1/2を測定する場合、１０分に低減されることができる。
【００９７】
以上の説明から、当業者は、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、送信アンテナ用の放射図測定システムの複数の変形を考えることができよう。検出手段は、位置決めデバイス上に配列されることができ、コンピュータ・ステーションを介して制御されることができる。
【図１】
0005406023.tif 000003
【図２】
0005406023.tif 000004
【図３Ａ】
0005406023.tif 000005
【図３Ｂ】
0005406023.tif 000006
【図４】
0005406023.tif 000007
【図５】
0005406023.tif 000008
【図６】
0005406023.tif 000009
【図７】
0005406023.tif 000010