(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に斜めの入射方向で平面波の電波を照射する送信アンテナ機構と、前記測定対象による反射電波を受信し２次元平面上を走査して近傍電磁界分布を得る受信アンテナ機構と、を備えた測定装置を用いて、前記測定対象として電波吸収体または校正用金属導体板を配設せずに反射されない状態で、前記送信アンテナ機構から放射された電波が前記受信アンテナ機構に直接波として受信される近傍電磁界分布を予め求め、前記測定対象として前記電波吸収体を配設して、前記送信アンテナ機構から放射された電波の前記電波吸収体による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信して近傍電磁界分布を求め、前記測定対象として前記電波吸収体と同じ大きさの前記校正用金属導体板を配設して、前記送信アンテナ機構から放射された電波の前記校正用金属導体板による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信して近傍電磁界分布を求め、前記電波吸収体と前記校正用金属導体による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信してそれぞれに得られた前記近傍電磁界分布を前記直接波として前記受信アンテナ機構で受信された前記近傍電磁界分布により前記送信アンテナ機構と前記受信アンテナ機構の直接結合の影響が排除されるように補正し、前記補正された近傍電磁界分布より遠方電磁界分布を演算するとともに前記電波吸収体と校正用金属導体の前記遠方電磁界分布の比から吸収特性を演算することを特徴とした電磁波吸収特性の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電波吸収体の吸収特性を測定するための電磁波吸収特性の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電波吸収体の吸収特性の測定方法の１つとして斜め入射測定法がある。図４は、アーチ法と称される従来の電波吸収体の吸収特性を測定するための斜め入射測定装置の一例を示す図である。これを簡単に説明するならば、放射アンテナ１０とプローブアンテナ１２とが、ともに円弧状の支持部材１４により支持される。また、支持部材１４の円弧の中心点に電波吸収体１６が配置される。さらに、シグナルソース１８で出力された測定周波数信号が放射アンテナ１０から電波吸収体１６に入射方向がθの角度で照射され、その反射電波がθの角度の反射方向に配置されたプローブアンテナ１２に入射されて受信機２０で直接受信される。
【０００３】
そして、電波吸収体１６による反射電波を直接受信して得られる電磁界の強さと、電波吸収体１６に代えて置き換えられる同じ大きさの校正用金属導体板による反射電波を直接受信して得られる電磁界の強さとの比から吸収特性が演算される。
【０００４】
ここで、放射アンテナの放射近傍界領域にあっては、アンテナからの距離に対して放射エネルギーの分布が大きく変化することが知られている。また、測定周波数信号の位相差の変化による測定誤差を排除するために、電波吸収体１６の位置で平面波とみなせるだけの距離Ｒを、放射アンテナ１０と電波吸収体１６の間に設ける必要がある。また、同様な理由により、プローブアンテナ１２と電波吸収体１６の間にも距離Ｒを設ける必要がある。
【０００５】
この距離Ｒは、放射アンテナ１０とプローブアンテナ１２の開口径が同じでこの開口径をｄ１とし、電波吸収体１６の寸法をＤとし、測定周波数信号の波長をλとすれば、電波吸収体１６の開口径ｄ２は、
ｄ２＝Ｄ・ｓｉｎ（９０°−θ）
であり、下記の数１を満たしていなければならない。
【０００６】
【数１】
0003716940.tif 000002
【０００７】
なお、放射アンテナ１０とプローブアンテナ１２の開口径が異なるならば、または電波吸収体１６の開口径が縦と横で異なるならば、数１による距離Ｒの値の大きい方が採用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のアーチ法による電磁波吸収特性測定装置にあっては、測定周波数信号が高い周波数である場合、または電波吸収体１６の寸法Ｄが大きなものである場合に距離Ｒを大きくしなければならず、円弧状の支持部材１４の半径が大きなものとなる。そして、電波吸収体１６が吸収特性に優れているほど、反射電波の電磁界は弱くなる。この結果、プローブアンテナ１２は微弱な反射電波を直接受信しなければならず、それだけ外部からの雑音電波等の悪影響を大きく受ける。そこで、正確な測定を行なうためには、電波無響室内で測定がなされなければならない。
【０００９】
したがって、電磁波吸収特性測定装置自体が大型であって高価であるのに加えて、この装置を収納し得る大型の電波無響室の建設に多大な費用が必要であり、電波吸収体１６の開発および評価を行なう上で大きな障害となっていた。
【００１０】
本発明は、かかる従来技術の事情に鑑みてなされたもので、小型に構成し得る電磁波吸収特性の測定方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の電磁波吸収特性の測定方法は、測定対象に斜めの入射方向で平面波の電波を照射する送信アンテナ機構と、前記測定対象による反射電波を受信し２次元平面上を走査して近傍電磁界分布を得る受信アンテナ機構と、を備えた測定装置を用いて、前記測定対象として電波吸収体または校正用金属導体板を配設せずに反射されない状態で、前記送信アンテナ機構から放射された電波が前記受信アンテナ機構に直接波として受信される近傍電磁界分布を予め求め、前記測定対象として前記電波吸収体を配設して、前記送信アンテナ機構から放射された電波の前記電波吸収体による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信して近傍電磁界分布を求め、前記測定対象として前記電波吸収体と同じ大きさの前記校正用金属導体板を配設して、前記送信アンテナ機構から放射された電波の前記校正用金属導体板による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信して近傍電磁界分布を求め、前記電波吸収体と前記校正用金属導体による反射電波を前記受信アンテナ機構で受信してそれぞれに得られた前記近傍電磁界分布を前記直接波として前記受信アンテナ機構で受信された前記近傍電磁界分布により前記送信アンテナ機構と前記受信アンテナ機構の直接結合の影響が排除されるように補正し、前記補正された近傍電磁界分布より遠方電磁界分布を演算するとともに前記電波吸収体と校正用金属導体の前記遠方電磁界分布の比から吸収特性を演算する。
【００１２】
【作  用】
電波吸収体からの反射電波を受信する受信アンテナ機構を２次元平面上を走査させて近傍電磁界分布を求め、この近傍電磁界分布より遠方電磁界分布を演算するようにしたので、電波吸収体と受信アンテナ機構との間に必要とされる距離が短かなものとなり、装置を小型化し得る。そして、電波吸収体と校正用金属導体による反射電波のそれぞれで得られた近傍電磁界分布を、測定対象として電波吸収体または校正用金属導体板を配設せずに反射されない状態で送信アンテナ機構から放射された電波が受信アンテナ機構に直接波として受信された近傍電磁界分布により、直接結合による影響が排除されるように補正するので、送信アンテナ機構と受信アンテナ機構の直接結合による測定誤差を排除し得る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の第１の実施例につき、図１を参照して説明する。図１は、本発明の電磁波吸収特性測定装置の第１の実施例のブロック構成図である。
【００１４】
図１において、シグナルソース１８で発生された測定周波数信号が放射アンテナ１０から電波として放射され、距離Ｒｔｘだけ離れて斜めに配置された電波吸収体１６に入射角度θで照射される。図１にあっては、放射アンテナ１０はＸ軸方向に指向性を有し、電波吸収体１６はＹ軸を回転軸とする斜めの面に配設される。そして、電波吸収体１６に平面波が照射されるように、距離Ｒｔｘは、図４に示す従来の測定装置と同様に数１を充すだけの寸法が必要である。なお、シグナルソース１８と放射アンテナ１０により送信アンテナ機構が形成されている。
【００１５】
そして、電波吸収体１６からＺ軸方向に距離Ｒｒｘだけ離れて、電波吸収体１６による反射電波をＸ−Ｙ２次元平面上で図示しない機構により平面走査されるようにプローブアンテナ１２が配設され、入射された信号が受信機２０に与えられる。図１にあっては、入射角度θが４５°であるために、電波吸収体１６による反射波の指向方向は、プローブアンテナ１２が走査されるＸ−Ｙ平面に対して垂直である。さらに、受信機２０はシグナルソース１８から測定周波数信号の一部が参照信号として与えられ、プローブアンテナ１２で受信された反射波の電磁界の強さに応じた信号が演算手段２２に与えられる。なお、受信機２０とプローブアンテナ１２により受信アンテナ機構が形成されている。また、電波吸収体１６が入射角θを４５°以外で配設されたならば、反射波の指向方向がプローブアンテナ１２の走査面に垂直とならないが、受信される近傍電磁界分布より反射波の方向性を考慮して遠方電磁界分布が適宜に演算される。そしてまた、プローブアンテナ１２の走査面が、Ｘ−Ｙ２次平面でなく、Ｙ軸を回転軸とする斜めの面であっても良く、遠方電磁界分布を適宜に演算し得る。
【００１６】
ここで、プローブアンテナ１２と電波吸収体１６との間の距離Ｒｒｘは、プローブアンテナ１２に近傍電磁界が入射されれば良く、Ｒｒｘ＜Ｒｔｘと短かく設定できる。
【００１７】
かかる構成において、まず電波吸収体１６による反射電波を２次元平面上を走査されるプローブアンテナ１２で受信して近傍電磁界分布を求め、この近傍電磁界分布から演算手段２２により遠方電磁界分布が演算される。この近傍電磁界分布から遠方電磁界分布を演算する手法については、電子通信学会誌１９７９年１０月号（Ｖｏｌ．６２，Ｎｏ．１０）第１１４５頁乃至第１１５３頁等に詳記されており、説明を省略する。
【００１８】
次に、電波吸収体１６に代えて、同じ大きさの校正用金属導体板に置き換えて近傍電磁界分布を求め、そして演算手段２２により遠方電磁界分布が演算される。
【００１９】
さらに、電波吸収体１６と校正用金属導体板とからそれぞれに得られた遠方電磁界分布より、それぞれ最大の強さの電磁界を演算し、これらの電磁界の強さの比が、演算手段２２で比較されて吸収特性が演算される。この電磁界の強さを比較する吸収特性の演算は、従来のアーチ法等と同様であり、その説明を省略する。
【００２０】
上記に説明したごとき本発明の電磁波吸収特性測定装置の第１の実施例にあっては、近傍電磁界分布より遠方電磁界分布を演算するので、電波吸収体１６とプローブアンテナ１２との間の距離Ｒｒｘを短かくすることができ、電磁波吸収特性測定装置全体を従来のアーチ法等の装置に比較して小型化できる。そして、電磁波吸収特性測定装置を小型化できるために、これを収納する電波無響室も小さくて足りる。また、電波吸収体１６とプローブアンテナ１２との間の距離Ｒｒｘが短かいために、外部からの雑音電波の影響を受けにくい。しかも、電波吸収体１６からの微弱な反射電波が入射され易く、それだけ測定装置のダイナミックレンジを広いものとすることができる。さらに、ダイナミックレンジとして充分な余裕があるので、放射アンテナ１０を開口径の小さなものを用いても充分に測定精度が確保できるため、放射アンテナ１０と電波吸収体１６との間の距離Ｒｔｘとして必要となる寸法を短かなものにすることができ、装置をより小型化することが可能である。
【００２１】
上記説明より明らかなように、本発明の電磁波吸収特性測定装置において測定できる電波吸収体１６の寸法は、放射アンテナ１０の開口径および放射アンテナ１０と電波吸収体１６との間の距離Ｒｔｘにより制約される。
【００２２】
そこで、具体的に例を示してこれを説明すれば、例えば測定周波数信号を１〜３ＧＨｚとし放射アンテナ１０として半波長ダイポールを用いた場合は、放射アンテナ１０の縦方向の開口径ｄ１はλ／２であり、横方向の開口径ｄ１は０とみなせる。そして、電波吸収体１６の縦方向の開口径ｄ２は縦方向の寸法Ｄｖ×ｓｉｎ（９０°−θ）であり、横方向の開口径ｄ２は横方向の寸法Ｄｈである。そこで、縦方向の寸法Ｄｖの最大外径は、数２で示され、横方向の寸法Ｄｈの最大外径は、数３で示される。
【００２３】
【数２】
0003716940.tif 000003
【００２４】
【数３】
0003716940.tif 000004
【００２５】
なお、数２および数３において、Ｄｖ，Ｄｈ，Ｒｔｘは［ｍ］、測定周波数ｆは［ＧＨｚ］、θは［ｄｅｇｒｅｅ］を単位とする。
【００２６】
下記の表１は、半波長ダイポールを用いてＲｔｘ＝１ｍとした場合の測定周波数信号に対する電波吸収体１６の最大外径Ｄｖ×Ｄｈを示す。
【００２７】
【表１】
0003716940.tif 000005
【００２８】
また、測定周波数信号を１７〜２０ＧＨｚとし放射アンテナ１０として１０．７×４．３ｍｍの開口を有するＷＲ４２型方形導波管を用いた場合では、放射アンテナ１０の縦方向の開口径ｄ１は０．０１０７ｍであり、横方向の開口径ｄ１は０．００４３ｍである。そこで、縦方向の寸法Ｄｖの最大外径は、数４で示され、横方向の寸法Ｄｈの最大外径は、数５で示される。
【００２９】
【数４】
0003716940.tif 000006
【００３０】
【数５】
0003716940.tif 000007
【００３１】
そして、下記の表２は、ＷＲ４２型方形導波管を用いてＲｔｘ＝１ｍとした場合の測定周波数信号に対する電波吸収体１６の最大外径Ｄｖ×Ｄｈを示す。
【００３２】
【表２】
0003716940.tif 000008
【００３３】
図２は、本発明の電磁波吸収特性測定装置の第２の実施例の要部を説明する図であり、（ａ）はオフセットパラボラ反射鏡と１次放射器を含む送信アンテナ機構の構造図であり、（ｂ）はオフセットパラボラ反射鏡の正面図である。
【００３４】
図２において、オフセットパラボラ反射鏡３０の焦点に、オフセットパラボラ反射鏡３０に向けて１次放射器３２が配設され、１次放射器３２から放射状に放射された測定周波数信号の電波がオフセットパラボラ反射鏡３０で反射されて平面波に変換されて電波吸収体１６に照射される。オフセットパラボラ反射鏡３０の両側は、エッジ部分からの回析波を抑制すべく、図２（ｂ）のごとくのこぎり歯状とされる。
【００３５】
かかる構成の送信アンテナ機構を有する本発明の電磁波吸収特性測定装置の第２の実施例にあっては、オフセットパラボラ反射鏡３０で平面波が発生されるので、オフセットパラボラ反射鏡３０と電波吸収体１６との間の距離を任意に短かくすることができ、実質的に送信アンテナ機構と電波吸収体１６との距離を短かくすることが可能である。また、オフセットパラボラ反射鏡３０を適宜に設定して開口径の広い平面波を発生させれば、開口径の大きな電波吸収体１６を測定することができる。
【００３６】
図３は、本発明の電磁波吸収特性測定装置の第３の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【００３７】
第３の実施例にあっては、ブロック構成図は図１に示す第１の実施例と同じである。まず、予め測定すべき電波吸収体１６に代えて反射の極めて少ない校正用電波吸収体に置き換え、または電波吸収体１６を配設すべき位置から電波を反射する部材を全て除いて、放射アンテナ１０から放射された電波が電波吸収体１６等で反射されない状態で、プローブアンテナ１２に放射アンテナ１０から直接波として受信される近傍電磁界分布が求められ、適宜に記憶される（ステップ１）。次に、電波吸収体１６に代えて、校正用金属導電板を配設してその近傍電磁界分布が求められ適宜に記憶される（ステップ２）。そして、測定すべき電波吸収体１６を配設してその近傍電磁界分布が求められ、適宜に記憶される（ステップ３）。
【００３８】
続いて、ステップ２で求められた校正用金属導電板による近傍電磁界分布が、ステップ１で求められた反射されない状態の近傍電磁界分布により補正され、放射アンテナ１０とプローブアンテナ１２の直接結合による影響が排除されるように補正された近傍電磁界分布が記憶される（ステップ４）。また、ステップ３で求められた電波吸収体１６による近傍電磁界分布がステップ１で求められた近傍電磁界分布により補正されて記憶される（ステップ５）。
【００３９】
さらに、ステップ４，５によって補正された校正用金属導電板と電波吸収体１６との近傍電磁界分布から、それぞれ遠方電磁界分布が演算されて記憶される（ステップ６）。そして、校正用金属導電板と電波吸収体１６とのそれぞれの遠方電磁界分布より、それぞれ最大の強さの電磁界が演算され、これらの電磁界の強さの比較により吸収特性が演算される（ステップ７）。なお、上記動作の各ステップは、演算手段２２により適宜に行なわれる。
【００４０】
上記のごとき第３の実施例にあっては、放射アンテナ１０からの直接波がプローブアンテナ１２で受信される直接結合の影響を排除することができ、微弱な反射波が直接波によりマスキングされるようなことがなく、それだけダイナミックレンジが改善される。発明者らの研究によれば、校正用電波吸収体の反射減衰レベルまで本発明装置のダイナミックレンジが改善できる。
【００４１】
なお、上記実施例の説明にあっては、放射アンテナ１０の指向方向をＸ軸としているが、これに限られないことは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明の電磁波吸収特性の測定方法は、以下のごとき格別な効果を奏する。
【００４３】
請求項１記載の電磁波吸収特性の測定方法は、電波吸収体と受信アンテナ機構との間の距離を従来のこの種の装置に比べて短かくすることができ、電磁波吸収特性測定装置を小型化することができる。そして、この小型化により、この装置を収納する電波無響室も小さくて足り、システム全体として経済的に構成できるとともに、測定装置のダイナミックレンジが改善できる。さらに、送信アンテナ機構から放射された電波が受信アンテナ機構に直接波として受信される直接結合による影響が排除され、これによってもダイナミックレンジの改善が一層図られる。そこで、これらのダイナミックレンジの改善に応じて送信アンテナ機構の開口径を小さく設定するならば、電波吸収体と送信アンテナ機構との間の距離をより短かくすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電磁波吸収特性測定装置の第１の実施例のブロック構成図である。
【図２】  本発明の電磁波吸収特性測定装置の第２の実施例の要部を説明する図であり、（ａ）はオフセットパラボラ反射鏡と１次放射器を含む送信アンテナ機構の構造図であり、（ｂ）はオフセットパラボラ反射鏡の正面図である。
【図３】  本発明の電磁波吸収特性測定装置の第３の実施例の動作を説明するフローチャートである。
【図４】  アーチ法と称される従来の電波吸収体の吸収特性を測定するための斜め入射測定装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０    放射アンテナ
１２    プローブアンテナ
１６    電波吸収体
１８    シグナルソース
２０    受信機
２２    演算手段
３０    オフセットパラボラ反射鏡
３２    １次放射器
【図１】
0003716940.tif 000009
【図２】
0003716940.tif 000010
【図３】
0003716940.tif 000011
【図４】
0003716940.tif 000012