(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試アンテナの近傍位置における２次元電界の振幅分布及び位相分布を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された２次元電界の振幅分布及び位相分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第１のフィールド変換手段と、上記第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算し、その不要波成分を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第２のフィールド変換手段と、上記第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布から上記第２のフィールド変換手段によりフィールド変換された不要波成分を除去する不要波除去手段とを備えたアンテナ測定装置。
【請求項２】
供試アンテナの近傍位置における２次元電界の振幅分布を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された２次元電界の振幅分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、上記振幅分布置換手段による置換後の２次元電界の振幅分布を上記測定手段におけるプローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを備えたアンテナ測定装置。
【請求項３】
供試アンテナの２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換える電界置換手段と、上記電界置換手段による置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定する電界推定手段とを備えたアンテナ測定装置。
【請求項４】
供試アンテナの２次元放射電界の振幅分布を測定する測定手段と、上記測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、上記振幅分布置換手段による置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを備えたアンテナ測定装置。
【請求項５】
供試アンテナの近傍位置における２次元電界の振幅分布及び位相分布を測定すると、その２次元電界の振幅分布及び位相分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する一方、その２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算するとともに、その不要波成分を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換し、上記供試アンテナの開口面位置にある２次元電界の振幅分布及び位相分布から上記不要波成分を除去するアンテナ測定方法。
【請求項６】
供試アンテナの近傍位置における２次元電界の振幅分布を測定すると、その２次元電界の振幅分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するアンテナ測定方法。
【請求項７】
供試アンテナの２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定すると、その２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定するアンテナ測定方法。
【請求項８】
供試アンテナの２次元放射電界の振幅分布を測定すると、その２次元放射電界の振幅分布を上記供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するアンテナ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンテナの放射特性と開口面分布を測定して評価するアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法に関するものであり、特に、平面アレーアンテナ及び平面レドームアンテナの近傍電界、ミリ波サブミリ波反射鏡アンテナの鏡面誤差を短時間で精度良く評価するアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は例えば「測定距離の変化により反射波を除去する遠方界放射パターン測定法」電子情報通信学会論文誌（Ｂ−ＩＩ），Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ｂ−ＩＩ，Ｎｏ．３，ｐｐ．２４８−２５６，１９９７年３月発行に示された従来のアンテナ測定装置を示す構成図であり、図において、１は送信機、２は送信機１に接続された供試アンテナ、３は受信機４に接続された測定用プローブ、４は受信機、５は測定用プローブ３を２次元で走査する平面スキャナ、６は平面スキャナ５の走査を制御するスキャナ制御装置、７は測定用プローブ３により受信された電界を蓄積して可視化するパターン表示器、８は供試アンテナ２を駆動して、供試アンテナ２と測定用プローブ３間の距離を変化させる測定距離可変機構、９は測定距離可変機構８を制御して供試アンテナ２の駆動／静止を繰り返す測定距離制御器、１０は測定距離を変化させて受信された電界を測定距離に関してフーリエ変換を施すパターン演算処理器である。
【０００３】
次に動作について説明する。
送信機１から送信された電波は供試アンテナ２から放射される。この空間に放射された電波は、測定用プローブ３で受信され、受信機４に受信信号として取り出される。
【０００４】
この受信信号には種々の測定誤差が含まれている。その理由は、供試アンテナ２以外に何も存在しない測定環境において、供試アンテナ２から放射された電波が測定用プローブ３により受信されたときの受信信号が本来の測定量となるが、実際の測定環境を見ると、送信機１，受信機４及び平面スキャナ５が散乱体として存在し、さらに屋内測定では建物による影響、屋外測定では周囲環境の影響によって電波が散乱するので、その受信信号には種々の測定誤差が含まれる。
【０００５】
そこで、この従来装置（以下、従来装置１という）では、その測定誤差を除去するために、測定距離可変機構８及び測定距離制御器９を用いて、供試アンテナ２と測定用プローブ３間の距離を変化させるとともに、パターン演算処理器１０が受信電界を測定距離に関してフーリエ変換して、その得られたスペクトラムの成分から距離に依存しない成分を取り出し、測定誤差を除去した測定値を推定するようにする。また、その他のスペクトラム成分からは周囲反射波の波源推定、即ち、測定誤差の評価が行われる。
なお、測定距離を変化させる理由は、周囲環境を変化させて測定誤差成分の振幅，位相を変化させるためである。従って、異なる条件下で電界を複数回測定することにより、測定精度の向上が図られている。
【０００６】
図１２は従来装置１と異なる従来装置（以下、従来装置２という）を示す構成図であり、図において、図１１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
１１は測定用プローブ３により受信された電界の振幅成分のみを受信信号として取り出す電力受信機、１２は測定距離をｚ＝ｚ１，ｚ２としたときの電力測定値から繰返し演算によって位相パターンを復元する位相パターン復元器である。なお、従来装置２は、“Ｆａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｏｎ  ｔｗｏ  ｓｕｒｆａｃｅ，”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．，Ａｎｔｅｎｎａｓ  Ｐｒｏｐａｇａｔ．，ｖｏｌ．ＡＰ−３８，Ｎｏ．１１，ｐｐ．１７７２−１７７９，Ｎｏｖ．１９９０に示されている。
【０００７】
次に動作について説明する。
送信機１から送信された電波は供試アンテナ２から放射される。この空間に放射された電波は、測定用プローブ３で受信され、電力受信機１１に受信信号として取り出される。
【０００８】
ただし、この受信信号には電界の振幅のみで位相は含まれない。位相を測定しない理由は、ミリ波やサブミリ波における測定では、位相変動が大きいため誤差が大きく、電力のみの測定が容易であるためである。
しかしながら、遠方放射パターンをフィールド変換によって求めるためには、近傍電界の振幅だけでなく、位相も必要となる。そのため、測定距離可変機構８及び測定距離制御器９によって、測定距離の異なるｚ＝ｚ１，ｚ２で２次元電界の振幅分布が測定され、位相パターン復元器１２により位相パターンが推定される。
【０００９】
測定値と推定した位相パターンとにより、遠方放射パターンが得られる。平面上の２次元分布を測定する平面スキャナ５を用いた場合、平面波展開法によって近傍電界から遠方放射パターンが求められる。
図１３を参照しながら、測定距離による位相パターン復元器１２の動作原理について説明する。
【００１０】
まず、ｚ＝ｚ１において振幅測定値を得て（ステップＳＴ１）、位相分布の初期値を計算によって仮定し、ｚ＝ｚ１における２次元電界分布を仮定する（ステップＳＴ２）。
このｚ＝ｚ１の位置での２次元電界分布から、平面波展開法によってｚ＝ｚ２の位置での２次元電界分布を計算し、ｚ＝ｚ２での位相分布を求める（ステップＳＴ３）。
【００１１】
また、ｚ＝ｚ２の位置での振幅分布としては測定値を用い（ステップＳＴ４）、ｚ＝ｚ２での２次元電界分布が仮定される（ステップＳＴ５）。
このｚ＝ｚ２の位置での２次元電界分布から、平面波展開法によってｚ＝ｚ１の位置での２次元電界分布を計算し、ｚ＝ｚ１の位置での位相分布を求める（ステップＳＴ６）。
【００１２】
この位相分布と初期値として仮定した位相分布の差を求める。上述した演算処理を繰り返すことによって、この位相分布の差を充分小さくし、そのときの位相分布を推定値とする（ステップＳＴ７〜ＳＴ９）。この位相分布推定値と振幅分布測定値から２次元電界分布が得られるので、平面波展開法によって遠方放射パターンを求めることができる。異なる条件下で電界の振幅を２回測定することにより位相が復元される。言い換えると、ミリ波やサブミリ波で生じる位相変動による誤差が除去され、測定精度の向上が図られる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンテナ測定装置は以上のように構成されているので、従来装置１の場合、測定距離の異なる条件下で、電界を多数測定しなければならない。近傍界測定のように、２次元電界分布の測定が必要な場合、多数の２次元電界分布を測定しなければならないので、測定に長い時間を要する課題があった。
従来装置２の場合、測定距離の異なる条件下で電界の振幅を２次元で２回測定しなければならないので、この場合も測定時間が長くなる課題があった。
また、従来装置１，２では、測定距離を可変にする装置が必要で、測定距離を可変させるときの駆動精度は、測定波長に応じて高い精度が必要となる。従って、ミリ波やサブミリ波では極めて高精度な駆動装置が必要となり、製造コストが高くなる課題があった。
【００１４】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができるアンテナ測定装置及びアンテナ測定方法を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアンテナ測定装置は、測定手段により測定された２次元電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第１のフィールド変換手段と、その第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算し、その不要波成分を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第２のフィールド変換手段とを設け、その第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布から第２のフィールド変換手段によりフィールド変換された不要波成分を除去するようにしたものである。
【００１６】
この発明に係るアンテナ測定装置は、測定手段により測定された２次元電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定手段におけるプローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを設けたものである。
【００１７】
この発明に係るアンテナ測定装置は、測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換える電界置換手段と、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定する電界推定手段とを設けたものである。
【００１８】
この発明に係るアンテナ測定装置は、測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを設けたものである。
【００１９】
この発明に係るアンテナ測定方法は、２次元電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する一方、その２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算するとともに、その不要波成分を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換し、供試アンテナの開口面位置にある２次元電界の振幅分布及び位相分布から上記不要波成分を除去するようにしたものである。
【００２０】
この発明に係るアンテナ測定方法は、２次元電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するようにしたものである。
【００２１】
この発明に係るアンテナ測定方法は、２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係るアンテナ測定方法は、２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するようにしたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナ測定装置を示す構成図であり、図において、２１は電波を供試アンテナ２２に送信する送信機、２２は送信機２１に接続され、送信機２１から送信された電波を空間に放射する供試アンテナ、２３は供試アンテナ２２の近傍位置における２次元電界の振幅分布及び位相分布を測定する測定用プローブ、２４は測定用プローブ２３により測定された２次元電界の振幅分布及び位相分布を受信信号として取り込む受信機である。
なお、測定用プローブ２３及び受信機２４から測定手段が構成される。
【００２４】
２５は測定用プローブ２３を２次元で走査する平面スキャナ、２６は平面スキャナ２５の走査を制御するスキャナ制御器、２７は２次元電界を蓄積して可視化するパターン表示器、２８は２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算し、その２次元電界の振幅分布及び位相分布から不要波成分を除去する不要波除去演算処理器（第１及び第２のフィールド変換手段、不要波除去手段）、２９は平面スキャナ２５のｘ方向の走査、３０は平面スキャナ２５のｙ方向の走査である。
図２はこの発明の実施の形態１によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【００２５】
次に動作について説明する。
送信機２１から送信された電波は供試アンテナ２２から放射される。この空間に放射された電波は、測定用プローブ２３で受信され、受信機２４に受信信号として取り出される。
【００２６】
即ち、測定用プローブ２３の平面スキャナ２５によるｘ方向の走査２９，ｙ方向の走査３０によって２次元電界分布が受信される（ステップＳＴ１１）。
以下、図３を参照しながら、不要波除去演算処理器２８が受信信号から不要波成分を除去する原理について説明する。
【００２７】
まず、不要波除去演算処理器２８は、測定用プローブ２３の測定面をｚ＝ｚｍとすると、平面波展開法によって、２次元電界分布（２次元電界の振幅分布及び位相分布）の測定値を供試アンテナ２２の開口面を含む面上の位置（ｚ＝０）にフィールド変換することにより、供試アンテナ２２の開口面における２次元電界分布を求める（ステップＳＴ１２）。
【００２８】
そして、不要波除去演算処理器２８は、供試アンテナ２２における開口面の外側の電界（振幅、位相）を０に変えて、その開口面の内側の電界分布を求める（ステップＳＴ１３）。
一方、受信信号に含まれる不要波成分を求めるため、供試アンテナ２２における開口面の内側の電界（振幅、位相）を０に変えて、平面波展開法によってｚの負方向である不要波の波源位置（ｚ＝ｚｉ）にフィールド変換する（ステップＳＴ１４）。
ここで、不要波の波源位置は、ビームウエストによって推定できるので、ｚ＝ｚｉはビームウエスト位置に取ることにする。この部分には実際には、波源はないが、仮想的に不要波の波源があると考えられるので、不要波のイメージと呼ぶことにする。
【００２９】
不要波除去演算処理器２８は、ｚ＝ｚｉの位置にフィールド変換した２次元電界分布において、この不要波のイメージである電界（振幅、位相）を０にして、ｚ＝ｚｉの位置での２次元電界分布から再度ｚ＝０の位置にフィールド変換し、供試アンテナ２２における開口面の外側の電界分布を推定する（ステップＳＴ１５）。
【００３０】
そして、不要波除去演算処理器２８は、供試アンテナ２２における開口面の外側の電界分布推定値と、先に求めた供試アンテナ２２における開口面の内側の電界分布とを合成して、不要波成分が除去された供試アンテナ２２の開口面の２次元電界分布を求める（ステップＳＴ１６）。
これにより、供試アンテナ２２と測定用プローブ２３間の距離を変化させることなく、平面波展開法によってフィールド変換することにより、更に遠方放射パターンを得ることができる。
【００３１】
図４は実際に測定して得られた結果を示し、同図（ａ）は電波暗室での近傍界測定から直接フィールド変換して求めた不要波を含む水平面内及び垂直面内の遠方放射パターンであり、同図（ｂ）はこの実施の形態１により電波暗室での測定を実際に行い、フィールド変換して得られる水平面内及び垂直面内の遠方放射パターンを示すものである。
【００３２】
比較のため、測定環境の良好な屋外を選んで、直接遠方界測定した水平面内遠方放射パターンを点線で示す。同図（ａ）では不要波の影響によって主ビームの形が大きく変化しているのに対し、同図（ｂ）では主ビームが点線と良く一致しており、不要波が除去されていることが分かる。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算し、その２次元電界の振幅分布及び位相分布から不要波成分を除去するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果を奏する。
【００３４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるアンテナ測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。３１は測定用プローブ２３により測定された２次元電界の振幅分布を受信信号として取り込む電力受信機（測定手段）、３２は電力受信機３１が出力する２次元電界の振幅分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換えるとともに、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する近傍位相パターン復元器（振幅分布置換手段、位相推定手段）である。
図６はこの発明の実施の形態２によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【００３５】
次に動作について説明する。
送信機２１から送信された電波は供試アンテナ２２から放射される。この空間に放射された電波は、測定用プローブ２３で受信され、電力受信機３１に受信電界分布の電力（振幅分布）のみが信号として取り出される。
【００３６】
以下、近傍位相パターン復元器３２が近傍界の位相パターンを推定する原理について説明する。
まず、近傍位相パターン復元器３２は、ｚ＝ｚ１において振幅測定値を得ると（ステップＳＴ２１）、位相分布の初期値を計算によって仮定し、ｚ＝ｚ１における２次元電界分布（振幅分布）を仮定する。
【００３７】
そして、近傍位相パターン復元器３２は、ｚ＝ｚ１の位置での２次元電界分布から、平面波展開法によって供試アンテナ２２の開口面を含むｚ＝０の位置での２次元電界分布を計算する（ステップＳＴ２２）。
近傍位相パターン復元器３２は、供試アンテナ２２における開口面の外側領域の電界（振幅）を０に変えて（ステップＳＴ２３）、平面波展開法によってｚ＝ｚ１の位置にフィールド変換して、ｚ＝ｚ１の位置での２次元電界分布を計算し、ｚ＝ｚ１の位置での位相分布を求める（ステップＳＴ２４）。
【００３８】
この位相分布と初期値として仮定した位相分布の差を求める。上述した演算処理を繰り返すことによって、上記位相分布の差を充分小さくし、収束した位相分布を推定値とする（ステップＳＴ２５〜ＳＴ２７）。この位相分布推定値と振幅分布測定値からｚ＝ｚ１の２次元電界分布が得られるので、平面波展開法によって遠方放射パターンを求めることができる。
これにより、ミリ波やサブミリ波で生じる位相変動による誤差が除去され、測定精度を向上させることができる。
【００３９】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、２次元電界の振幅分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブ２３の測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果を奏する。
【００４０】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３によるアンテナ測定装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。４１は供試アンテナ２２を搭載し、２軸で姿勢を変える回転台、４２は回転台４１の駆動を制御する回転台制御器、４３は回転台４１の仰角走査、４４は回転台４１の方位角走査、４５は受信機２４が出力する２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換えるとともに、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブ２３における測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定する分解能復元器（電界置換手段、電界推定手段）である。
【００４１】
次に動作について説明する。
送信機２１から送信された電波は測定用プローブ２３から放射される。この空間に放射された電波は、供試アンテナ２２で受信され、受信機２４に受信信号として取り出される。
【００４２】
回転台４１を仰角走査４３及び方位角走査４４により２軸でもって姿勢変化させることにより、供試アンテナ２２の２次元放射電界分布（振幅分布及び位相分布）が測定される。その測定角度範囲は周囲反射の影響及び測定時間を考慮して有限に取られる。
【００４３】
分解能復元器４５は、２次元放射電界分布の測定値から測定範囲の外側の角度範囲の放射電界を推定し、空間分解能を向上させた開口面分布を取得する。
以下、図８を参照しながら、分解能復元器４５によって開口面上の分解能を向上させる原理について説明する。
【００４４】
まず、分解能復元器４５は、距離Ｒ＝Ｒｍにおける球面上で２次元放射電界分布（振幅分布及び位相分布）を測定する。測定角度範囲の外側領域の放射電界としては初期値０を仮定する。この測定角度範囲より広い角度範囲の２次元放射電界分布（初期値含）を平面波展開法によって、供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、供試アンテナ２２の開口面を含む面内ｚ＝０の開口面電界分布を求める。
【００４５】
そして、分解能復元器４５は、供試アンテナ２２における開口面の外側領域の電界を０に変えて、再度、平面波展開法によってフィールド変換し、Ｒ＝Ｒｍの球面上の放射電界分布を求め、測定角度範囲の外側の放射電界分布を推定する。
分解能復元器４５は、この推定した放射電界分布と、測定した放射電界分布を合成し、測定角度範囲の外側の推定した放射電界分布が収束するまで、同図の太い矢印で示した演算処理を繰返す。広角の電界分布はこのような推定値により周囲反射の影響を受けないので、これを基に高い分解能の開口面分布をより正確に求めることができる。
【００４６】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブ２３における測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果を奏する。
【００４７】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４によるアンテナ測定装置を示す構成図であり、図において、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
４６は電力受信機３１が出力する２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換えるとともに、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する遠方位相パターン復元器（振幅分布置換手段、位相推定手段）である。
図１０はこの発明の実施の形態４によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【００４８】
次に動作について説明する。
送信機２１から送信された電波は測定用プローブ２３から放射される。この空間に放射された電波は、供試アンテナ２２で受信され、電力受信機３１に受信電界の電力（振幅分布）のみが信号として取り出される。
回転台４１を仰角走査４３及び方位角走査４４により２軸でもって姿勢変化させることによって、供試アンテナ２２の２次元電界振幅放射パターンが測定される。
【００４９】
以下、遠方位相パターン復元器４６が遠方界の位相パターンを推定する原理について説明する。
まず、遠方位相パターン復元器４６は、Ｒ＝Ｒ１において振幅測定値を得ると（ステップＳＴ３１）、位相分布の初期値を計算によって仮定し、Ｒ＝Ｒ１における２次元放射電界分布を仮定する。
【００５０】
そして、遠方位相パターン復元器４６は、Ｒ＝Ｒ１の位置での２次元放射電界分布から、平面波展開法によって供試アンテナ２２の開口面を含むｚ＝０の位置での２次元放射電界分布を計算する（ステップＳＴ３２）。
遠方位相パターン復元器４６は、供試アンテナ２２における開口面の外側領域の電界（振幅）を０に変えて（ステップＳＴ３３）、平面波展開法によってＲ＝Ｒ１の位置にフィールド変換して、Ｒ＝Ｒ１の位置での２次元放射電界分布を計算し、Ｒ＝Ｒ１の位置での位相分布を求める（ステップＳＴ３４）。
【００５１】
この位相分布と初期値として仮定した位相分布の差を求める。上述した演算処理を繰り返すことによって、上記位相分布の差を充分小さくし、収束した位相分布を推定値とする（ステップＳＴ３５〜ＳＴ３７）。この位相分布推定値と振幅分布測定値からＲ＝Ｒ１の２次元電界分布が得られるので、平面波展開法によって開口面電界分布を求めることができる。
これにより、ミリ波やサブミリ波で生じる位相変動による誤差が除去され、測定精度を向上させることができる。
【００５２】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナ２２の開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブ２３の測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブ２３の測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果を奏する。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、測定手段により測定された２次元電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第１のフィールド変換手段と、その第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算し、その不要波成分を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する第２のフィールド変換手段とを設け、その第１のフィールド変換手段によりフィールド変換された２次元電界の振幅分布及び位相分布から第２のフィールド変換手段によりフィールド変換された不要波成分を除去するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、測定手段により測定された２次元電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定手段におけるプローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを設けるように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブの測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５５】
この発明によれば、測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換える電界置換手段と、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定する電界推定手段とを設けるように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５６】
この発明によれば、測定手段により測定された２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換える振幅分布置換手段と、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定する位相推定手段とを設けるように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブの測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５７】
この発明によれば、２次元電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換する一方、その２次元電界の振幅分布及び位相分布を不要波の仮想的な波源位置にフィールド変換して、その２次元電界の振幅分布及び位相分布に含まれる不要波成分を計算するとともに、その不要波成分を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換し、供試アンテナの開口面位置にある２次元電界の振幅分布及び位相分布から上記不要波成分を除去するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５８】
この発明によれば、２次元電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブの測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００５９】
この発明によれば、２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布及び位相分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布及び位相分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定用プローブにおける測定角度範囲の外側領域の振幅分布及び位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【００６０】
この発明によれば、２次元放射電界の振幅分布を供試アンテナの開口面位置にフィールド変換して、その開口面における外側領域の振幅分布を零に置き換え、その置換後の２次元放射電界の振幅分布を測定用プローブの測定面位置にフィールド変換して、その測定面における位相分布を推定するように構成したので、測定距離を可変する駆動装置を設けることなく、測定用プローブの測定面における位相分布を推定することができるようになり、その結果、短時間に高精度な測定を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【図３】  不要波除去演算処理器の動作原理を示す説明図である。
【図４】  水平面内及び垂直面内の遠方放射パターンを示すグラフ図である。
【図５】  この発明の実施の形態２によるアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態２によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態３によるアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図８】  分解能復元器の動作原理を示す説明図である。
【図９】  この発明の実施の形態４によるアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態４によるアンテナ測定方法を示すフローチャートである。
【図１１】  従来のアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図１２】  従来のアンテナ測定装置を示す構成図である。
【図１３】  従来のアンテナ測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２１  送信機、２２  供試アンテナ、２３  測定用プローブ（測定手段）、２４  受信機（測定手段）、２５  平面スキャナ、２６  スキャナ制御器、２７  パターン表示器、２８  不要波除去演算処理器（第１及び第２のフィールド変換手段、不要波除去手段）、２９  平面スキャナ２５のｘ方向の走査、３０  平面スキャナ２５のｙ方向の走査、３１  電力受信機（測定手段）、３２  近傍位相パターン復元器（振幅分布置換手段、位相推定手段）、４１  回転台、４２  回転台制御器、４３  回転台４１の仰角走査、４４  回転台４１の方位角走査、４５  分解能復元器（電界置換手段、電界推定手段）、４６  遠方位相パターン復元器（振幅分布置換手段、位相推定手段）。
【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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