(57)【要約】【目的】本発明は、オープン試験サイトにおけるアンテナの受信感度および指向特性の測定方法に関し、放送局からの受信電波等の外来ノイズがある環境であってもその影響を軽減できる測定方法に関する。【構成】オープン試験サイトにおける被測定アンテナの受信特性の測定方法において、被測定アンテナを送信アンテナとして試験用送信電波を送信し、該試験用送信電波の到達エリア内の定位置に一方向の指向特性を有し、既に特性の判った基準アンテナを受信アンテナとして前記被測定アンテナ方向に向けて設置し、該基準アンテナで受信した電波の受信感度の測定結果を、可逆の理により被測定アンテナの受信特性測定結果と見做すようにした。【選択図】  図１
2006118898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープン試験サイトにおける被測定アンテナの受信特性の測定方法において、被測定アンテナを送信アンテナとして試験用送信電波を送信し、該試験用送信電波の到達エリア内の定位置に一方向の指向特性を有し、既に特性の判った基準アンテナを受信アンテナとして前記被測定アンテナ方向に向けて設置し、該基準アンテナで受信した電波の受信感度の測定結果を、可逆の理により被測定アンテナの受信特性測定結果と見做すようにしたことを特徴とするアンテナの受信特性の測定方法。
【請求項２】
前記被測定アンテナをターンテーブルの中心位置に設けてターンテーブルを回転させた状態で受信特性の測定を行なうことを特徴とする請求項１に記載のアンテナの受信特性の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープン試験サイトにおけるアンテナの受信感度および指向特性の測定方法に関し、放送局からの送信電波等の外来ノイズがある環境であってもその影響を軽減できる測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナの受信特性を測定する場合、ある周波数帯域における試験電波を基準電波として基準アンテナから送信し、その試験電波を測定対象である被測定アンテナで受信してその電力を測定することにより測定対象の被測定アンテナの受信特性を測定していた。
【０００３】
また、被測定アンテナの指向特性を測定する場合には、定位置に固定された基準アンテナより試験電波を送信し、３６０度回転可能なターンテーブルの中心位置に設置した被測定用アンテナによって受信させて、該被測定アンテナの指向特性を測定していた。
【０００４】
特に、電波暗室外のオープン試験サイトにおいては、測定対象の被測定アンテナには試験電波以外に外来のノイズとして特に放送局からの放送用電波や、携帯電話、パーソナル無線、業務用無線等からの電波も含まれるため、受信周波数によっては、これらの電波がノイズとなり受信特性の測定精度を低下させていた。
【０００５】
これらの外来電波を完全に遮断してアンテナの受信特性を正確に測定する場合には、電波暗室内でこれらの外来電波を完全に遮断して測定する方法が一般的にとられている。
【０００６】
この電波暗室内でアンテナの特性を測定するのは、アンテナ特性の測定方法としては理想的な環境ではあるが、比較的広い屋内空間が必要となるため、電波暗室の設備が大規模となり、建設費用が高額となる問題点があった。
【０００７】
この電波暗室を用いない別の方法として、放送局からの放送電波の比較的弱い屋外の場所を探して、オープン試験サイトとして受信特性の測定を行なう場合もあるが、放送電波の弱い場所をある面積以上にわたって確保することは容易ではない。
【０００８】
これらの問題から、外来電波の存在する比較的低コストなオープン試験サイトであっても測定でき、外来電波の影響を軽減し、測定精度を向上する測定方法が望まれていた。
【０００９】
例えば、特開平５−４５３９２号公報には、定位置に固定された送信アンテナと、送信アンテナに対置された被測定アンテナと、送信アンテナの中心と被測定用アンテナの中心とを結ぶ直線を含む面内で被測定用アンテナをその中心の周りに連続的に回転させるアンテナ回転装置と、被測定アンテナの各回転装置に対応して発生する演算開始信号を受けると送信アンテナからの送信レベルと被測定用アンテナでの受信レベルとに基づいて被測定用アンテナの利得の測定値を求める利得演算手段と、被測定用アンテナを両方向に回転させて得られた各回転位置に対する利得の測定値に基づいて利得の測定値と利得の真の値とのずれを補正して各回転位置における利得の真の値を求める補正演算手段とを具備して成ることを特徴とするアンテナの指向特性測定装置が記載されている（特許文献１）。
【００１０】
また、特開平５−２６９３１号公報には、ロボット制御手段によってロボットのアームを動かすことにより、人手によらずにアンテナを所定の条件を満足しながら移動させ、同時に送信側アンテナと受信側アンテナの対向角度と、送受信電波のレベル差（電圧差）を算出し、算出した結果を対向角度とレベル差の関係として表示する旨が記載されている（特許文献２）。
【００１１】
さらに、特開２００３−１８０６７号公報には、バースト状に電波を発射するアンテナの放射指向性を測定するアンテナ放射指向性測定方法において、発射された電波に乗せられている次回の電波発射タイミングを表す同期データを抽出し、この同期データにより次回の電波発射期間に、その電波の検波動作を実行し、無信号区間では検波動作を禁止することを特徴とするアンテナ放射指向性測定方法が記載されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開平５−４５３９２号公報
【特許文献２】特開平５−２６９３１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記特許文献１に記載のアンテナの受信感度や指向特性等の測定方法は、電波暗室外のオープン試験サイトにおいて適用する場合には、測定対象の受信アンテナには基準電波以外に外来のノイズとして放送局からのＡＭ／ＦＭラジオ放送用電波や、ＴＶ放送用電波も含まれるため、受信周波数によっては、これらのノイズによって受信感度の測定精度を低下させるものであった。
【００１３】
また、特許文献２に記載されるようなロボットハンドの先端に設けた標準アンテナを、測定対象のアンテナの全方位に移動させアンテナ特性を測定する方法は、自動車用の窓ガラスに設けるガラスアンテナの特性を測定する場合において、ガラスアンテナが自動車のボディに装着した状態で測定しないと全く別の測定結果となるため、自動車の窓枠にガラスアンテナを装着した状態での測定とせざるを得ず、このため自動車のボディの周囲を移動させるような大掛かりなロボット設備が必要になる。
【００１４】
また、アンテナの特性の測定においては、通常、送信側アンテナと受信側アンテナ間の距離を試験電波の波長の５倍程度の距離にするのが測定精度上好ましいと言われている。このため、特許文献２のように、マイクロ波やミリ波用の波長の短いアンテナの指向特性を測定する場合は、ロボットのハンドの先端に設けた標準アンテナと測定対象のアンテナとの距離を短くできるので、測定対象のアンテナの全方位に移動させて測定することは容易である。
【００１５】
しかしながら、自動車の窓ガラスに設けるアンテナが、一般的にはＡＭ、ＦＭラジオからＴＶ放送波等の波長のアンテナであることを考慮すると、基準のアンテナと測定対象のアンテナ間は数メートル離して行なわなければならないので、ロボットハンドを測定アンテナから数メートル離して全方位に移動させることは現実的でない。
【００１６】
さらにまた、前記特許文献３に記載のアンテナの受信感度や指向特性等の測定方法は、発射された電波に乗せられている次回の電波発射タイミングを表す同期データを抽出し、この同期データにより次回の電波発射期間に、その電波の検波動作を実行し、無信号区間では検波動作を禁止することによりノイズを極力排除するようにしているものの、同期区間内においても特許文献１と同様に、放送局からの電波が外来のノイズとして乗るだけでなく、同期データを抽出する回路が複雑になり、同期のタイミングを取らなければならないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、自動車の窓ガラスに設けたガラスアンテナ、窓ガラスに貼り付けるフイルム状のアンテナ、ポール状のアンテナ、その他の移動体に設けるアンテナ、またこれに限らず各種のアンテナを対象として、屋外のオープン試験サイトにおいて、放送局等から送信されるラジオやテレビジョンの放送波や、携帯電話等の外来電波等のノイズの影響を低減させるアンテナの受信感度や指向特性等の測定方法の提供を目的とする。
【００１８】
すなわち、本発明は、オープン試験サイトにおける被測定アンテナの受信特性の測定方法において、被測定アンテナを送信アンテナとして試験用送信電波を送信し、該試験用送信電波の到達エリア内の定位置に一方向の指向特性を有し、既に特性の判った基準アンテナを受信アンテナとして前記被測定アンテナ方向に向けて設置し、該基準アンテナで受信した電波の受信感度の測定結果を、可逆の理により被測定アンテナの受信特性測定結果と見做すようにしたことを特徴とするアンテナの受信特性の測定方法である。
【００１９】
あるいは、本発明は、前記被測定アンテナをターンテーブルの中心位置に設けてターンテーブルを回転させた状態で受信特性の測定を行なうことを特徴とする上述のアンテナの受信特性の測定方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の受信感度や指向特性の測定方法によれば、オープン試験サイトにおいても、自動車の窓ガラスに設けたガラスアンテナ、窓ガラスに貼り付けるフイルム状のアンテナ、ポール状のアンテナ、その他の移動体に設けるアンテナ、またこれに限らず各種のアンテナについて、放送局等から送信されるラジオやテレビジョンの放送波等の外来電波や、携帯電話やパーソナル無線や業務用無線等の外来電波の影響を低減させてアンテナの受信感度や指向特性を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に示すように、電波暗室外となるオープン試験サイトにおいて、被測定アンテナ１の受信特性を測定する方法において、被測定アンテナ１を、自動車７の窓枠の所定位置に取り付け固定した。
【００２２】
さらに、被測定アンテナ１の図示しない給電点より同軸ケーブル９、またはフィーダー線等の信号ケーブルを介して試験信号発生器３を接続し、該試験信号発生器３より発信する試験電波５を被測定アンテナ１より送信させる。
【００２３】
一方、前記試験電波５の到達エリア内の定位置に一方向のみに指向特性を有し、かつ既に特性の判っている基準アンテナ２を受信アンテナとして使用する。該基準アンテナ２は、被測定アンテナ１の方向に向け、被測定アンテナ１から送信される電波を受信するように設置固定する。
【００２４】
また、該基準アンテナ２の図示しない給電点より同軸ケーブル１０、またはフィーダー線等の信号ケーブルを介して高周波電力測定器４を接続した。
【００２５】
このように、被測定アンテナ１に接続した試験信号発信器３より試験電波５を形成させると、被測定アンテナ１より試験電波５が発信され、前記被測定アンテナ１の方向のみに優れた指向特性をもつ基準アンテナ２が、外来電波６の到達方向と一致しない方向となるようにして基準アンテナ２で前記試験電波５を受信して、該基準アンテナ２に接続した高周波電力測定器４によって試験電波５を測定記録処理する。
【００２６】
このように、図２に示すような、通常、基準アンテナ２より試験電波５を発信し、被測定アンテナ１で受信して被測定アンテナ１の受信特性を測定する代わりに、図１のように、被測定アンテナ１に試験信号発信器３を接続して、被測定アンテナ１より試験電波５を送信させ、基準アンテナ２を試験電波５を受信するアンテナとして使用した結果、基準アンテナ２で受信した電波の受信感度の測定結果を、可逆の理により被測定アンテナ１の受信特性の測定結果と見做すことができた。
【００２７】
さらに、基準アンテナ２を指向特性のアンテナとし、ラジオやテレビの放送局からの放送電波等の外来電波６の到来方向を背方となるようにして指向性の基準アンテナ２で受信しないようにすると共に、該基準アンテナ２を被測定アンテナ１側に向けて、被測定アンテナ１から発信される試験電波５だけを極力受信するようにしたので、オープン試験サイトにおいても、放送局等から送信されるラジオやテレビジョンの放送波等の外来電波６や、携帯電話やパーソナル無線や業務用無線等の外来電波６の影響を低減させることができ、被測定アンテナ１の受信特性の測定精度を向上させることができる。
【００２８】
さらにまた、前記被測定アンテナ１を搭載した自動車７を水平方向に３６０度回転自在なターンテーブル８上に配置し、ターンテーブル８を回転させながら受信特性の測定を行なえば、指向特性の測定を行なうことができる。
【００２９】
以下、本発明の作用について説明する。
【００３０】
通常、図２のように基準アンテナ２より試験電波５を発信し、被測定アンテナ１で受信して被測定アンテナ１の受信特性の測定をする代わりに、図１に示すように、被測定アンテナ１に試験信号発信器３を接続して、被測定アンテナ１より試験電波５を送信させ、基準アンテナ２を試験電波５の受信アンテナとして使用した結果、基準アンテナ２で受信した電波の受信感度の測定結果が、可逆の理により被測定アンテナの受信特性の測定結果と見做すことができる。
【００３１】
また、基準アンテナ２を指向特性のアンテナとし、ラジオやテレビの放送局からの放送電波等の外来電波６を背方となるようにして指向性の基準アンテナ２で受信しないようにすると共に、該基準アンテナ２を被測定アンテナ１側に向けて、被測定アンテナ１から送信される試験電波５だけを極力受信するようにしたので、オープン試験サイトにおいても、放送局等から送信されるラジオやテレビジョンの放送波等の外来電波６や、携帯電話やパーソナル無線や業務用無線等の外来電波６の影響を低減させた状態で、被測定アンテナ１の受信特性の測定精度を向上させることができる。
【００３２】
尚、本実施例では、被測定アンテナ１を自動車７の窓ガラスに設けたガラスアンテナとして説明したが、これ以外に、窓ガラスに貼り付けるフイルム状のアンテナ、ポール状のアンテナ、その他の移動体に設けるアンテナ、またこれに限らず各種のアンテナについても、本発明の測定方法を応用することができる。
【００３３】
ここで、「可逆の理」とは、「可逆定理」、または相反定理（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ  ｔｈｅｏｒｅｍ）とも呼ばれ、「アンテナ工学ハンドブック」（電子通信学会編、オーム社発行）によれば、同一媒質の空間の２点で電波の送受信を行なう時、その一方の点から送信して他方の点で受信する場合の電界強度と、これとは逆に送信点と受信点を交換した場合の電界強度が等しいことをいう。
【実施例】
【００３４】
以下に本発明の実施例と比較例について、説明する。
［実施例１］
図１に示すように、電波暗室外となるオープン試験サイトにおいて、自動車７の窓枠に取り付け固定した窓ガラスの所定位置に設けた被測定アンテナ１の給電点より同軸ケーブル９を介して試験信号発生器３に接続した。
【００３５】
一方、前記試験電波５の到達エリア内の定位置に一方向のみに指向特性を有し、かつ既に特性の判っている基準アンテナ２を設置固定し、該基準アンテナ２の給電点には同軸ケーブルを介して高周波電力測定器４を接続した。
【００３６】
前記一方向のみに指向特性を有する基準アンテナ２は、前記被測定アンテナ１の方向に向けて配置し、被測定アンテナ１に向けた方向が、放送局からの放送電波６の到来方向とは異なる方向となるようにして、試験信号発生器３より発信する試験電波５を被測定アンテナ１より送信させ、被測定アンテナ１から送信した電波を基準アンテナ２で受信し、受信したアンテナ特性を高周波電力測定器４で測定した。
【００３７】
このように、被測定アンテナ１に接続した試験信号発信器３より試験電波５を送信させ、被測定アンテナ１の位置する方向の電波のみを指向性の強い基準アンテナ２で受信して、高周波電力測定器４で受信するので、被測定アンテナ１に向けた方向とは異なる方向から到来する放送局からの放送電波６の影響を軽減をすることができる。
【００３８】
さらにまた、前記被測定アンテナ１を搭載した自動車７を水平方向に３６０度回転自在なターンテーブル８上に配置し、ターンテーブル８を回転させながら被測定アンテナ１から試験電波５を発信させて、基準アンテナ２で受信した受信性能を以って、被測定アンテナ１の受信特性の測定結果とすることにより、オープン試験サイトにおける指向特性の測定を行なうことができる。
［比較例１］
図２に示すように、電波暗室外となるオープン試験サイトにおいて、既に各種特性の判っている基準アンテナ２を設置固定し、該基準アンテナ２の給電点より同軸ケーブル９を介して試験信号発信器３を接続した。
【００３９】
一方、前記試験電波５の到達エリア内の所定位置に、自動車７の窓枠に取り付け固定した窓ガラスの所定位置に設けた被測定アンテナ１の給電点より同軸ケーブル１０を介して高周波電力測定器４に接続した。
【００４０】
試験信号発生器３より形成した試験電波５を基準アンテナ２より発信させて、被測定アンテナ１で受信し、受信したアンテナ特性を高周波電力測定器４に取り込み測定した。
【００４１】
この場合、被測定アンテナ１が受信する電波は、基準アンテナ２から受信する電波だけでなく、放送局からのラジオやテレビ放送波などの外来電波６も受信してしまうので、このようなラジオやテレビの受信周波数と一致する周波数近傍においては、被測定アンテナ１の受信特性を精度良く測定することはできない。
【００４２】
いま、図３の周波数特性図に示したように、太い実線が図１に示したような実施例１の測定方法によって得られた７８〜８２ＭＨｚ帯の各周波数の周波数特性であり、細い実線が図２に示したような比較例１の測定方法によって得られた同周波数帯域の各周波数の周波数特性であって、これら両周波数特性のノイズレベルを比較したものである。
【００４３】
また、試験電波５は試験信号発信器３を接続したアンテナ側から周波数８０ＭＨｚで送信し、また、この測定サイトでは、周波数が７８．９ＭＨｚ、８１．８ＭＨｚにおいて強いＦＭラジオ放送波の受信が確認されている。
【００４４】
図３の周波数特性のグラフによれば、測定試験サイトにおいて、周波数８０ＭＨｚの試験電波を受信したときに、実施例１の測定結果と比較例１の測定結果が一致していることを確認できるが、これは２つのアンテナ間で電波の送受信を行なう時、その一方から送信して他方で受信する場合の電界強度と、これとは逆に送信点と受信点を交換した場合の電界強度とが等しいという可逆の理を利用した本発明の測定方法の正しいことを証明するものである。
【００４５】
しかしながら、周波数８０ＭＨｚの試験電波以外の各周波数においては、実施例１の太い実線で示した測定値が、比較例１の細い実線で示した測定値より下回っているが、これは、実施例１の測定方法が比較例１の測定方法に比べて、外来電波であるノイズを軽減できることを示している。
【００４６】
一方、図４は、標準ダイポールアンテナを被測定アンテナとして実測した指向特性図である。通常、標準ダイポールアンテナは、通常９０°、２７０°方向に深いディップを示し、該ディップが深い程外来ノイズが少ないことが周知事項であるが、図４によれば、比較例１の測定方法で、周波数測定系全体にノイズが発生するため、前記ディップの深さが浅くなっている。
【００４７】
これに対して、実施例１の測定方法による測定結果は、９０°、２７０°方向においてこのディップが深くなっており、前記周波数帯において、外来ノイズの影響が軽減されていることが明確であり、その効果が十分現れている。
【００４８】
以上、好適な実施例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明のアンテナの測定方法を示す模式図。
【図２】比較例のアンテナの測定方法を示す模式図。
【図３】本発明の測定方法と比較例の測定方法によって測定した各周波数におけるノイズレベルの比較。
【図４】本発明の測定方法と比較例の測定方法による指向特性を比較した図。
【符号の説明】
【００５０】
１          被測定アンテナ
２          基準アンテナ
３          試験信号発生器
４          高周波電力測定器
５          試験電波
６          放送電波（外来電波）
７          自動車
８          ターンテーブル
【図１】
2006118898.tif 000003
【図２】
2006118898.tif 000004
【図３】
2006118898.tif 000005
【図４】
2006118898.tif 000006