(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
信号線路内の後退波を吸収する無反射終端と、
ネットワークアナライザーとを備え、
前記ネットワークアナライザーは、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記第１の信号線路及び第２の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第２の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第１の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第２の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第２の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第３の接続状態において、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定し、
短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定し、
前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定する
ことを特徴とするアンテナ特性測定装置。
【請求項２】
前記ネットワークアナライザーは、
前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記アンテナ信号線と前記第１の測定用グランドの間に前記無反射終端が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第３の接続状態において、前記第１の信号線路及び短絡点が削除され、前記アンテナグランドと前記第２の測定用グランドの間に前記無反射終端が接続され、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定する
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ特性測定装置。
【請求項３】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーと、
入力端子を有し、前記第１の信号線路内の進行波を分配する分配回路と、
第３及び第４の測定用信号線とを備え、
前記ネットワークアナライザーは、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記第１の信号線路及び第２の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、
短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定し、
前記第１の接続状態から、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記分配回路の入力端子が前記第１の信号線路の一端に接続され、前記第３及び第４の測定用信号線の一端が前記分配回路の入力端子とは反対側にそれぞれ接続され、前記第１の高周波測定用ポートが前記第３の測定用信号線の他端に接続され、前記第２の高周波測定用ポートが前記第４の測定用信号線の他端に接続され、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第３の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第４の測定用信号線が接続され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させ、前記分配回路により、前記入力端子に入力された進行波を、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート内の進行波が前記比率になるように分配させた第２の接続状態において、前記分配回路の入力端子及び第３の高周波測定用ポート間の通過特性を測定する
ことを特徴とするアンテナ特性測定装置。
【請求項４】
第５及び第６の測定用信号線と、
入力端子、及び無反射終端が接続される端子を有し、前記第５及び第６の測定用信号線と前記第１の測定用信号線及び前記無反射終端の接続を切り替えるスイッチボックスと、
前記スイッチボックスを制御するスイッチコントローラーとをさらに備え、
前記ネットワークアナライザーは、
前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記無反射終端が前記スイッチボックスの端子に接続され、前記入力端子が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第５及び第６の測定用信号線の一端が前記第１及び第２の高周波測定用ポートにそれぞれ接続され、前記スイッチコントローラーの制御の基づき前記スイッチボックスにより、前記第５の測定用信号線の他端が前記第１の測定用信号線に接続され、かつ前記第６の測定用信号線の他端が前記無反射終端に接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記無反射終端が前記スイッチボックスの端子に接続され、前記入力端子が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第５及び第６の測定用信号線の一端が前記第１及び第２の高周波測定用ポートにそれぞれ接続され、前記スイッチコントローラーの制御の基づき前記スイッチボックスにより、前記第５の測定用信号線の他端が前記無反射終端に接続され、かつ前記第６の測定用信号線の他端が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定する
ことを特徴とする請求項１記載のアンテナ特性測定装置。
【請求項５】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーとを備え、
前記ネットワークアナライザーは、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路、第２の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、かつ前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定し、
短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定し、
前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定する
ことを特徴とするアンテナ特性測定装置。
【請求項６】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーと、
無反射終端を有する切替回路と、
一端が前記ネットワークアナライザーに接続された第４の信号線路と、
一端が前記ネットワークアナライザーに接続された第５の信号線路とを備え、
前記ネットワークアナライザーは、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第１の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第２の信号線路の他端に接続され、かつ前記第３の信号線路の他端が前記無反射終端に接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第１の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第３の信号線路の他端に接続され、かつ前記第２の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第２の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第２の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第３の信号線路の他端に接続され、かつ前記第１の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第３の接続状態において、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定し、
短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定し、
前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定する
ことを特徴とするアンテナ特性測定装置。
【請求項７】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
信号線路内の後退波を吸収する無反射終端と、
ネットワークアナライザーとを備えたアンテナ特性測定装置において、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記第１の信号線路及び第２の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第２の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第１の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第２の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第２の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第３の接続状態において、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定するステップと
を含むことを特徴とするアンテナ特性測定方法。
【請求項８】
前記第１の通過特性を測定するステップは、前記ネットワークアナライザーによって、前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記アンテナ信号線と前記第１の測定用グランドの間に前記無反射終端が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第２の通過特性を測定するステップは、前記ネットワークアナライザーによって、前記第３の接続状態において、前記第１の信号線路及び短絡点が削除され、前記アンテナグランドと前記第２の測定用グランドの間に前記無反射終端が接続され、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定する
ことを特徴とする請求項７記載のアンテナ特性測定方法。
【請求項９】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーと、
入力端子を有し、前記第１の信号線路内の進行波を分配する分配回路と、
第３及び第４の測定用信号線とを備えたアンテナ特性測定装置において、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記第１の信号線路及び第２の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の接続状態から、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記分配回路の入力端子が前記第１の信号線路の一端に接続され、前記第３及び第４の測定用信号線の一端が前記分配回路の入力端子とは反対側にそれぞれ接続され、前記第１の高周波測定用ポートが前記第３の測定用信号線の他端に接続され、前記第２の高周波測定用ポートが前記第４の測定用信号線の他端に接続され、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第３の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第４の測定用信号線が接続され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させ、前記分配回路により、前記入力端子に入力された進行波を、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート内の進行波が前記比率になるように分配させた第２の接続状態において、前記分配回路の入力端子及び第３の高周波測定用ポート間の通過特性を測定するステップと
を含むことを特徴とするアンテナ特性測定方法。
【請求項１０】
第５及び第６の測定用信号線と、
入力端子、及び無反射終端が接続される端子を有し、前記第５及び第６の測定用信号線と前記第１の測定用信号線及び前記無反射終端の接続を切り替えるスイッチボックスと、
前記スイッチボックスを制御するスイッチコントローラーとをさらに備えたアンテナ特性測定装置において、
前記第１の通過特性を測定するステップは、前記ネットワークアナライザーによって、前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記無反射終端が前記スイッチボックスの端子に接続され、前記入力端子が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第５及び第６の測定用信号線の一端が前記第１及び第２の高周波測定用ポートにそれぞれ接続され、前記スイッチコントローラーの制御の基づき前記スイッチボックスにより、前記第５の測定用信号線の他端が前記第１の測定用信号線に接続され、かつ前記第６の測定用信号線の他端が前記無反射終端に接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、
前記第２の通過特性を測定するステップは、前記ネットワークアナライザーによって、前記第２の接続状態において、前記第２の信号線路及び短絡点が削除され、前記無反射終端が前記スイッチボックスの端子に接続され、前記入力端子が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第５及び第６の測定用信号線の一端が前記第１及び第２の高周波測定用ポートにそれぞれ接続され、前記スイッチコントローラーの制御の基づき前記スイッチボックスにより、前記第５の測定用信号線の他端が前記無反射終端に接続され、かつ前記第６の測定用信号線の他端が前記第１の測定用信号線に接続され、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定する
ことを特徴とする請求項７記載のアンテナ特性測定方法。
【請求項１１】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーとを備えたアンテナ特性測定装置において、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路、第２の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、かつ前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定するステップと
を含むことを特徴とするアンテナ特性測定方法。
【請求項１２】
第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、
前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、
第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、
前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、
一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、
アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、
測定用アンテナと、
ネットワークアナライザーと、
無反射終端を有する切替回路と、
一端が前記ネットワークアナライザーに接続された第４の信号線路と、
一端が前記ネットワークアナライザーに接続された第５の信号線路とを備えたアンテナ特性測定装置において、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第１の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第２の信号線路の他端に接続され、かつ前記第３の信号線路の他端が前記無反射終端に接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第１の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第３の信号線路の他端に接続され、かつ前記第２の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第２の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記切替回路により、前記第４の信号線路の他端が前記第２の信号線路の他端に接続され、前記第５の信号線路の他端が前記第３の信号線路の他端に接続され、かつ前記第１の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第３の接続状態において、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定するステップと、
前記ネットワークアナライザーによって、前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定するステップと
を含むことを特徴とするアンテナ特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長に比べて小さい小形アンテナや、小形アンテナが搭載された小形無線機のアンテナの放射特性を測定することができるアンテナ特性測定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長に比べて小形のアンテナや小形アンテナが搭載された小形無線機では、アンテナ特性を測定する際に同軸ケーブルを接続すると、同軸ケーブルの外導体に不平衡電流が流れ、アンテナのインピーダンス特性、放射特性を乱す事が知られている。その結果、同軸ケーブルが接続されていない、本来のアンテナ特性を測定することが困難となるため、同軸ケーブルの外導体の不平衡電流の影響の少ない測定法が望まれている。
【０００３】
従来のアンテナ特性測定装置について図１５を参照しながら説明する。図１５は、従来のアンテナ特性測定装置の構成を示す図である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
図１５において、ダイポールアンテナ２００と、第１の高周波測定用ポート２０２と、
第２の高周波測定用ポート２０１と、ネットワークアナライザー１００Ａとが描かれている。ダイポールアンテナ２００は２つの線状導体から構成されており、一方がアンテナグランド、他方がアンテナ信号線になる。ダイポールアンテナ２００は対称構造であるため、どちらの線状導体がアンテナグランドになっても動作は同じである。このダイポールアンテナ２００のインピーダンス特性を測定する際、ネットワークアナライザー１００Ａにより第１の高周波測定用ポート２０２及び第２の高周波測定用ポート２０１間の散乱係数Ｓ１１〜Ｓ２２を求める。
【０００５】
【数１】
0005495963.tif 000002
【０００６】
式（１）の演算をすることで、第１の高周波測定用ポート２０２及び第２の高周波測定用ポート２０１を構成する同軸ケーブルの外導体を流れる不平衡電流の影響を低減した状態のダイポールアンテナ２００のインピーダンスＺｎが測定できる。ここで、Ｒｏは同軸ケーブルの特性抵抗である。この方法では、バランを使用する測定法（例えば、非特許文献２参照）等に比べ、広い周波数範囲において正しい結果を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】K. D. Palmer, "Simple Broadband Measurements of Balanced Loads Using a Network Analyzer," IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, Vol.55, No.1, pp.266-272, February, 2006
【非特許文献２】新井宏之著、「新アンテナ工学」、総合電子出版社、１９９６、第１３６頁−第１３９頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来のアンテナ特性測定装置によるアンテナ測定法では、アンテナのインピーダンス特性だけしか測定することができず、アンテナの放射特性を測定することができないという問題点があった。
【０００９】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、アンテナの放射特性を測定することができるアンテナ特性測定装置及び方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアンテナ特性測定装置は、第１の測定用グランド及び第１の測定用信号線から構成される第１の信号線路と、前記第１の信号線路の一端に設けられた第１の高周波測定用ポートと、第２の測定用グランド及び第２の測定用信号線から構成される第２の信号線路と、前記第２の信号線路の一端に設けられた第２の高周波測定用ポートと、一端に第３の高周波測定用ポートを有する第３の信号線路と、アンテナグランド及びアンテナ信号線から構成される被測定アンテナと、測定用アンテナと、信号線路内の後退波を吸収する無反射終端と、ネットワークアナライザーとを備え、前記ネットワークアナライザーは、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記第１の信号線路及び第２の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続された第１の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポート間の散乱係数を測定し、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第２の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第１の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第２の接続状態において、前記第１の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第１の通過特性を測定し、前記第１の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナグランド及び前記第１の測定用信号線が接続され、前記第２の高周波測定用ポートにおいて、前記アンテナ信号線及び前記第２の測定用信号線が接続され、前記第１の高周波測定用ポート及び第２の高周波測定用ポートの近傍において、前記第１の測定用グランド及び第２の測定用グランドが短絡され、前記測定用アンテナが前記第３の高周波測定用ポートに接続され、前記第１の信号線路の他端が前記無反射終端に接続され、前記第２の信号線路及び第３の信号線路の他端が前記ネットワークアナライザーに接続され、前記被測定アンテナから前記測定用アンテナへ、あるいは前記測定用アンテナから前記被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波信号を送受信させた第３の接続状態において、前記第２の高周波測定用ポート及び第３の高周波測定用ポート間の第２の通過特性を測定し、短絡点において第１の測定用グランドを流れる電流と第１の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、前記短絡点において第２の測定用グランドを流れる電流と第２の測定用信号線を流れる電流の不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、前記散乱係数に基づき、第１の高周波測定用ポート内の進行波と第２の高周波測定用ポート内の進行波との比率を決定し、前記第１の通過特性と前記第２の通過特性を前記比率により合成して第３の通過特性を測定するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るアンテナ特性測定装置によれば、アンテナの放射特性を測定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図４】図１における第１の高周波測定用ポート１１及び第２の高周波測定用ポート２１の部分を示す拡大図である。
【図５】第１及び第２の同軸ケーブルの外導体に不平衡電流Ｉｃが流れない条件を説明するための図である。
【図６】実際に測定を行ったモデルを示す模式図である。
【図７】模擬筐体とヘリカルアンテナに直接、測定用同軸ケーブルを接続した場合の測定結果と参照解を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１の放射パターン測定法による測定結果と参照解を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態６に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【図１５】従来のアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のアンテナ特性測定装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置について図１から図８までを参照しながら説明する。図１、図２及び図３は、この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１５】
図１において、この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置は、アンテナグランド１と、アンテナ信号線２と、複数の短絡点３と、第１の同軸ケーブル（第１の信号線路）１０と、第１の高周波測定用ポート１１と、第１の測定用信号線１２と、第１の測定用グランド１３と、第２の同軸ケーブル（第２の信号線路）２０と、第２の高周波測定用ポート２１と、第２の測定用信号線２２と、第２の測定用グランド２３と、ネットワークアナライザー１００とが描かれている。なお、信号線路として、同軸ケーブルの代わりに、マイクロストリップ線路を使用しても良い。
【００１６】
アンテナグランド１とアンテナ信号線２から被測定アンテナが構成される。ここでは、アンテナグランド１は無線機の筐体や基板を模擬した形状としているが、ダイポールアンテナのように、アンテナグランド１とアンテナ信号線２が対称な構造であっても良い。
【００１７】
第１の測定用信号線１２と第１の測定用グランド１３から第１の同軸ケーブル１０が構成される。また、第２の測定用信号線２２と第２の測定用グランド２３から第２の同軸ケーブル２０が構成される。第１の同軸ケーブル１０の一端はネットワークアナライザー１００に接続されており、他端は第１の高周波測定用ポート１１が形成される。また、第２の同軸ケーブル２０の一端はネットワークアナライザー１００に接続されており、他端は第２の高周波測定用ポート２１が形成される。
【００１８】
第１の測定用グランド１３と第２の測定用グランド２３は、第１の高周波測定用ポート１１と第２の高周波測定用ポート２１に近接した部分において短絡点３により導通され、それよりネットワークアナライザー１００側では測定する周波数の波長にくらべて十分短い間隔で短絡点３により導通される。
【００１９】
第１の高周波測定用ポート１１において、アンテナグランド１と第１の測定用信号線１２が接続され、第２の高周波測定用ポート２１において、アンテナ信号線２と第２の測定用信号線２２が接続される。
【００２０】
図２において、この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置は、図１に示すものの他に、無反射終端４と、測定用アンテナ５と、第３の同軸ケーブル（第３の信号線路）３０と、第３の高周波測定用ポート３１とが描かれている。なお、信号線路として、同軸ケーブルの代わりに、マイクロストリップ線路を使用しても良い。
【００２１】
第２の同軸ケーブル２０の一端には、無反射終端４が接続される。第３の同軸ケーブル３０の一端はネットワークアナライザー１００に接続され、他端は第３の高周波測定用ポート３１が設けられる。この第３の高周波測定用ポート３１には、測定用アンテナ５が接続される。
【００２２】
図３において、この発明の実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置は、図１に示すものの他に、無反射終端４と、測定用アンテナ５と、第３の同軸ケーブル３０と、第３の高周波測定用ポート３１とが描かれている。
【００２３】
第１の同軸ケーブル１０の一端には、無反射終端４が接続される。第３の同軸ケーブル３０の一端はネットワークアナライザー１００に接続され、他端は第３の高周波測定用ポート３１が設けられる。この第３の高周波測定用ポート３１には、測定用アンテナ５が接続される。
【００２４】
つぎに、この実施の形態１に係るアンテナ特性測定装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
最初に、測定手順について説明する。図１に示す第１の接続状態おいて、ネットワークアナライザー１００は、第１の高周波測定用ポート１１と第２の高周波測定用ポート２１の間の散乱係数Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２を測定する。
【００２６】
次に、図２に示す第２の接続状態において、ネットワークアナライザー１００は、被測定アンテナから測定用アンテナ５へ、あるいは測定用アンテナ５から被測定アンテナへ、単一または複数の測定周波数の連続波（ＣＷ）信号を送受信させ、第１の高周波測定用ポート１１と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性を測定し、これをＥ１と定義する。
【００２７】
次に、図３に示す第３の接続状態において、ネットワークアナライザー１００は、被測定アンテナと測定用アンテナ５との間に単一または複数の測定周波数の連続波（ＣＷ）信号を送受信させ、第２の高周波測定用ポート２１と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性を測定し、これをＥ２と定義する。
【００２８】
次に、ネットワークアナライザー１００は、第１の高周波測定用ポート１１及び第２の測定ポート２１に最も近い短絡点３において第１の測定用グランド１３を流れる電流と第１の測定用信号線１２を流れる電流の不平衡成分に相当する第１の不平衡電流と、短絡点３において第２の測定用グランド２３を流れる電流と第２の測定用信号線２２を流れる電流との不平衡成分に相当する第２の不平衡電流とを相殺するように、測定した散乱係数から、第１の高周波測定用ポート１１内の進行波と、第２の高周波測定用ポート２１内の進行波の比率である係数αを次の式（２）に従い定義する。
【００２９】
【数２】
0005495963.tif 000003
【００３０】
次に、通過特性Ｅ１と通過特性Ｅ２を比率αにより合成して通過特性Ｅｎを求め、すなわち、次の式（３）で通過特性Ｅｎを定義する。
【００３１】
【数３】
0005495963.tif 000004
【００３２】
被測定アンテナに対する通過特性Ｅｎの角度特性を測定することで、被測定アンテナの放射特性が測定可能である。この通過特性Ｅｎは、同軸ケーブルの外導体（測定用グランド）を流れる不平衡電流の影響を低減した条件下の測定結果となる。
【００３３】
続いて、動作原理について説明する。図４は、図１における第１の高周波測定用ポート１１及び第２の高周波測定用ポート２１の部分を示す拡大図である。
【００３４】
第１の同軸ケーブル１０内を第１の高周波測定用ポート１１側に伝搬する波を進行波ａ１、ネットワークアナライザー１００側に伝搬する波を後退波ｂ１と定義する。また、第２の同軸ケーブル２０内を第２の高周波測定用ポート２１側に伝搬する波を進行波ａ２、ネットワークアナライザー１００側に伝搬する波を後退波ｂ２と定義する。
【００３５】
第１の高周波測定用ポート１１において、第１の測定用グランド１３に対する第１の測定用信号線１２の電位をＶ１、第１の測定用信号線１２を流れる電流をＩ１とする。また、第２の高周波測定用ポート２１において、第２の測定用グランド２３に対する第２の測定用信号線２２の電位をＶ２、第２の測定用信号線２２を流れる電流をＩ２とする。
【００３６】
第１の同軸ケーブル１０及び第２の同軸ケーブル２０の外導体に不平衡電流Ｉｃが流れない条件は、Ｉ１＝−Ｉ２であり、この状態は図５のように表すことができる。
【００３７】
一方、第１の同軸ケーブル１０及び第２の同軸ケーブル２０の特性インピーダンスは、等しく、それぞれ１となるように規格化すると、次の式（４）で表される。
【００３８】
【数４】
0005495963.tif 000005
【００３９】
ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２には、次の関係式（５）が成り立つ。
【００４０】
【数５】
0005495963.tif 000006
【００４１】
式（４）及び式（５）と、Ｉ１＝−Ｉ２の条件を用いて、ｂ１、ｂ２を消去すると、次の式（６）を得る。
【００４２】
【数６】
0005495963.tif 000007
【００４３】
この式（６）を書き換えると、次の式（７）となる。
【００４４】
【数７】
0005495963.tif 000008
【００４５】
つまり、ａ２／ａ１＝αは、不平衡電流Ｉｃが流れない条件になる。Ｅ１とＥ２を１：αで合成すれば不平衡電流Ｉｃが流れない条件が保持されるため、式（３）から求まるＥｎは不平衡電流Ｉｃの影響を低減した放射パターンの測定結果となる。
【００４６】
一方、図５におけるＺ１とＺ２を直列に合成したインピーダンスは、Ｉｃ＝０の条件下のアンテナインピーダンスである。これを散乱係数で表記すると式（１）になる。つまり、式（１）のＺｎはＩｃ＝０の条件下の被測定アンテナのインピーダンスである。
【００４７】
被測定アンテナに供給される電力は、進行波の電力から後退波の電力を差し引いたものになるため、｜ａ１｜＾２＋｜ａ２｜＾２−｜ｂ１｜＾２−｜ｂ２｜＾２となる。
【００４８】
図２において、被測定アンテナを第１の高周波測定用ポート１１及び第２の高周波測定用ポート２１から取り外し、利得がＧｄの既知のアンテナのアンテナ信号線を、第１の高周波測定用ポート１１における第１の測定用信号線１２に接続し、上記既知のアンテナのアンテナグランドを、第１の高周波測定用ポート１１における第１の測定用グランド１３に接続し、第１の高周波測定用ポート１１と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性を測定し、これをＥｄとすると、被測定アンテナの利得は、次の式（８）で表される。
【００４９】
【数８】
0005495963.tif 000009
【００５０】
ここで、β及びγは、次の式（９）で表される。
【００５１】
【数９】
0005495963.tif 000010
【００５２】
ただし、式（９）は被測定アンテナと第１の同軸ケーブル１０及び第２の同軸ケーブル２０の整合損を含んでいない状態の利得なので、式（９）に整合損Ｍを乗じた値が、次の式（１０）で表される絶対利得Ｇａ’となる。ただし、Ｚｎは式（１）で定義される被測定アンテナのインピーダンスであり、Ｒ０は第１の同軸ケーブル１０及び第２の同軸ケーブル２０の特性抵抗である。
【００５３】
【数１０】
0005495963.tif 000011
【００５４】
以上の方法により、不平衡電流Ｉｃの影響を低減した放射パターンとアンテナ利得の測定が可能となる。
【００５５】
図６は、実際に測定を行ったモデルを示す模式図である。図６において、模擬筐体１Ａと、ヘリカルアンテナ２Ａと、測定用同軸ケーブル１０Ａとが描かれている。
【００５６】
本来測定したい放射特性は、測定用同軸ケーブル１０Ａがない状態のものである。測定用同軸ケーブル１０Ａが接続されていない場合の放射特性の計算値を参照解とする。
【００５７】
図７は、模擬筐体１Ａとヘリカルアンテナ２Ａに直接、測定用同軸ケーブル１０Ａを接続した場合の測定結果（meas.）と参照解（cal.）を示す。両者の一致度は低く、特に測定用同軸ケーブル１０Ａの外導体の不平衡電流からの放射が寄与するＥφ成分で大きな誤差が生じている。
【００５８】
図８は、本実施の形態１の放射パターン測定法による測定結果（meas.）と参照解（cal.）を示す。両者の一致度は高く、不平衡電流からの放射が低減されていることが確認できる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態１の測定法では、測定用同軸ケーブルの外導体を流れる不平衡電流の影響を低減した放射特性の測定が可能となることが確認できる。また、バランのように帯域を制限する構成要素がないため、広帯域にわたって不平衡電流の影響を低減できる利点がある。ここで、短絡点３を使用する周波数の波長に比べて十分小さい間隔で設けているが、これは第１の同軸ケーブル１０と第２の同軸ケーブル２０の間の隙間による共振が測定結果に悪影響を与えることを防ぐ効果がある。
【００６０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るアンテナ特性測定装置について図９及び図１０を参照しながら説明する。図９及び図１０は、この発明の実施の形態２に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【００６１】
この実施の形態２の基本的な構成要素は、上記の実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６２】
図９において、上記の実施の形態１の通過特性Ｅ１を測定するための図２の構成において、第２の同軸ケーブル２０及び短絡点３を削除し、アンテナ信号線２と第１の測定用グランド１３の間に無反射終端６を設けたものである。ここで、この無反射終端６は、第２の同軸ケーブル２０の一端に接続する無反射終端４と同じ作用をするものである。
【００６３】
図１０において、上記の実施の形態１の通過特性Ｅ２を測定するための図３の構成において、第１の同軸ケーブル１０及び短絡点３を削除し、アンテナグランド１と第２の測定用グランド２３の間に無反射終端６を設けたものである。ここで、この無反射終端６は、第１の同軸ケーブル１０の一端に接続する無反射終端４と同じ作用をするものである。
【００６４】
この実施の形態２の動作原理は、上記の実施の形態１と同様である。この実施の形態２では、通過特性Ｅ１とＥ２を測定する際に、被測定アンテナに接続する同軸ケーブルが１本で済むため、実施の形態１の効果に加え、Ｅ１及びＥ２の測定が容易になるという利点がある。なお、ここでは、第１の同軸ケーブル１０及び第２の同軸ケーブル２０を全て削除した構成となっているが、Ｅ１及びＥ２を測定する際に、無反射終端６が接続される側の同軸ケーブルの長さは任意に選定することが可能である。
【００６５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るアンテナ特性測定装置について図１１を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態３に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【００６６】
この実施の形態３の基本的な構成要素は、上記の実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
図１１において、入力端子を有する分配回路７と、第３の測定用信号線８と、第４の測定用信号線９とが描かれている。
【００６８】
上記の実施の形態１において、Ｅ１を測定するための図２の構成において、第２の同軸ケーブル２０及び短絡点３を削除し、第１の同軸ケーブル１０のネットワークアナライザー１００とは反対側の端部に分配回路７の入力端子を接続する。分配回路７からは第３の測定用信号線８と第４の測定用信号線９が出ており、第３の測定用信号線８はアンテナグランド１に接続され、第４の測定用信号線９はアンテナ信号線２に接続される。
【００６９】
第３の測定用信号線８に伝達される進行波をａ１とし、第４の測定用信号線９に伝達される進行波をａ２とした場合に、分配回路７は、実施の形態１における式（７）を満たすように、同軸ケーブル１０内の進行波をａ１とａ２に分配する機能を有する。このような分配比で被測定アンテナの測定を行うことで、不平衡電流Ｉｃを低減した測定が可能となる。
【００７０】
ネットワークアナライザー１００は、図１に示す接続状態において、散乱係数を測定し、この測定した散乱係数から比率αを求める。次に、図１１に示す接続状態において、分配回路７により、分配回路７の入力端子に入力された進行波を、第１の高周波測定用ポート１１及び第２の高周波測定用ポート２１内の進行波が比率αになるように分配させる。そして、ネットワークアナライザー１００は、分配回路７の入力端子と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性Ｅｎを測定する。
【００７１】
この実施の形態３では、上記の実施の形態１における通過特性Ｅ１とＥ２を個別に測定することなく、通過特性Ｅｎが測定できるため、実施の形態１の効果に加え、測定時間の短縮が可能となる。さらに、測定用の同軸ケーブルが１本で済むため、測定の容易性が向上する利点がある。
【００７２】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るアンテナ特性測定装置について図１２を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態４に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【００７３】
この実施の形態４の基本的な構成要素は、上記の実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
図１２において、無反射終端６と、入力端子を有するスイッチボックス６０と、第５の測定用信号線６１と、第６の測定用信号線６２と、スイッチコントローラー６３とが描かれている。
【００７５】
上記の実施の形態１において、Ｅ１を測定するための図２の構成において、第２の同軸ケーブル２０及び短絡点３を削除し、第１の同軸ケーブル１０のネットワークアナライザー１００とは反対側の第１の測定用信号線１２に、スイッチボックス６０の入力端子を接続する。
【００７６】
スイッチボックス６０からは第５の測定用信号線６１と第６の測定用信号線６２が出ており、第５の測定用信号線６１はアンテナグランド１に接続され、第６の測定用信号線６２はアンテナ信号線２に接続される。スイッチボックス６０は、スイッチコントローラー６３により第１の同軸ケーブル１０を介して制御され、２つの接続状態を切り替える。
【００７７】
第１の接続状態は、第１の同軸ケーブル１０の第１の測定用信号線１２を、第５の測定用信号線６１に接続し、第６の測定用信号線６２をスイッチボックス６０内の無反射終端６に接続するものである。
【００７８】
第２の接続状態は、第１の同軸ケーブル１０の第１の測定用信号線１２を、第６の測定用信号線６２に接続し、第５の測定用信号線６１をスイッチボックス６０内の無反射終端６に接続するものである。
【００７９】
第１の接続状態において、通過特性Ｅ１を測定し、第２の接続状態において、通過特性Ｅ２を測定することが可能である。その他の手順は上記の実施の形態１と同様である。この実施の形態４では、同軸ケーブルが１本で済むため、実施の形態１の効果に加え、測定の容易性が向上するという利点がある。
【００８０】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るアンテナ特性測定装置について図１３を参照しながら説明する。図１３は、この発明の実施の形態５に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【００８１】
この実施の形態５の基本的な構成要素は、上記の実施の形態１と同様であるため、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００８２】
図１３において、図１に比べて、第３の同軸ケーブル３０と、第３の高周波測定用ポート３１と、測定用アンテナ５が追加されている。第３の同軸ケーブル３０の一端はネットワークアナライザー１００に接続され、他端は第３の高周波測定用ポート３１に接続される。第３の高周波測定用ポート３１に測定用アンテナ５が接続される。
【００８３】
ここで、ネットワークアナライザー１００は、３つ以上の測定ポートが接続できるものとする。第１の高周波測定用ポート１１及び第２の高周波測定用ポート２１間の散乱係数をＳ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２とし、第１の高周波測定用ポート１１と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性をＥ１、第２の高周波測定用ポート２１と第３の高周波測定用ポート３１間の通過特性をＥ２とする。その他の手順は上記の実施の形態１と同様である。この実施の形態５では、実施の形態１において分けて行っていた散乱係数の測定と通過特性Ｅ１及びＥ２の測定を同時に行うことが可能であり、実施の形態１の効果に加え、測定の容易性の向上及び測定時間の短縮が可能となる。
【００８４】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るアンテナ特性測定装置について図１４を参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態６に係るアンテナ特性測定装置の構成を示す図である。
【００８５】
この実施の形態６の基本的な構成要素は、上記の実施の形態５と同様であるため、実施の形態５と異なる部分についてのみ説明する。
【００８６】
図１４において、第４の同軸ケーブル（第４の信号線路）４０と、第５の同軸ケーブル（第５の信号線路）５０と、無反射終端を有する切替回路７０とが描かれている。なお、信号線路として、同軸ケーブルの代わりに、マイクロストリップ線路を使用しても良い。
【００８７】
第１の同軸ケーブル１０、第２の同軸ケーブル２０及び第３の同軸ケーブル３０は、切替回路７０に接続され、切替回路７０とネットワークアナライザー１００は、第４の同軸ケーブル４０と第５の同軸ケーブル５０により接続される。
【００８８】
接続状態は、以下の３つがある。
【００８９】
第１の接続状態は、第４の同軸ケーブル４０が第１の同軸ケーブル１０に接続され、第５の同軸ケーブル５０が第２の同軸ケーブル２０に接続され、第３の同軸ケーブル３０が切替回路７０内の無反射終端に接続されるものである。
【００９０】
第２の接続状態は、第４の同軸ケーブル４０が第１の同軸ケーブル１０に接続され、第５の同軸ケーブル５０が第３の同軸ケーブル３０に接続され、第２の同軸ケーブル２０が切替回路７０内の無反射終端に接続されるものである。
【００９１】
第３の接続状態は、第４の同軸ケーブル４０が第２の同軸ケーブル２０に接続され、第５の同軸ケーブル５０が第３の同軸ケーブル３０に接続され、第１の同軸ケーブル１０が切替回路７０内の無反射終端に接続されるものである。
【００９２】
第１の接続状態において、散乱行列Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２を測定し、第２の接続状態において、通過特性Ｅ１を測定し、第３の接続状態において、通過特性Ｅ２を測定する。その他の手順は上記の実施の形態５と同様である。この実施の形態６では、アンテナ測定によく用いられる２ポートのネットワークアナライザー１００に、切替回路７０を追加することで、実施の形態５の測定が可能であるため、実施の形態５の利点に加え、従来のアンテナ特性測定装置との整合性がよいという利点が生じる。
【００９３】
以上の測定法において、通過特性Ｅ１及びＥ２を測定する際に、第１の高周波測定用ポート１１の進行波ａ１と、第２の高周波測定用ポート２１の進行波ａ２の組み合わせを２種類用いている。例えば、実施の形態１、２、４、５、６では、（ａ１、ａ２）＝（１、０）、（ａ１、ａ２）＝（０、１）の２種類である。これらの組み合わせはこれに限らず、２種類の組み合わせが一次独立であればよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  アンテナグランド、２  アンテナ信号線、３  短絡点、４  無反射終端、５  測定用アンテナ、６  無反射終端、７  分配回路、８  第３の測定用信号線、９  第４の測定用信号線、１０  第１の同軸ケーブル、１１  第１の高周波測定用ポート、１２  第１の測定用信号線、１３  第１の測定用グランド、２０  第２の同軸ケーブル、２１  第２の高周波測定用ポート、２２  第２の測定用信号線、２３  第２の測定用グランド、３０  第３の同軸ケーブル、３１  第３の高周波測定用ポート、４０  第４の同軸ケーブル、５０  第５の同軸ケーブル、６０  スイッチボックス、６１  第５の測定用信号線、６２  第６の測定用信号線、６３  スイッチコントローラー、７０  切替回路、１００  ネットワークアナライザー。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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