(57)【要約】【課題】複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる近傍界測定装置及び近傍界測定方法を提供する。【解決手段】プローブアンテナ１２により受信された無線信号の振幅を算出する振幅算出部１７と、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する位相算出部１８と、振幅判断部１９により振幅が下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記振幅の値をゼロに置換して振幅情報として出力するとともに、振幅判断部１９により振幅が下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記振幅の値を振幅情報として出力する振幅補正部２０と、振幅情報及び位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出部２１と、を備える。【選択図】図１
2018087711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定アンテナ（１００）から送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定装置（１）であって、
前記被測定アンテナの近傍界領域の所定の測定平面内に配置された複数の測定位置において、前記無線信号を受信するプローブアンテナ（１２）と、
前記複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査機構（１３）と、
前記プローブ走査機構により前記プローブアンテナが前記測定位置に移動されるごとに、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波部（１６）と、
前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の振幅を算出する振幅算出部（１７）と、
前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する位相算出部（１８）と、
前記振幅算出部により算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断部（１９）と、
前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記振幅の値をゼロに置換して振幅情報として出力するとともに、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記振幅の値を振幅情報として出力する振幅補正部（２０）と、
前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出部（２１）と、を備えることを特徴とする近傍界測定装置。
【請求項２】
被測定アンテナ（１００）から送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定装置（２）であって、
前記被測定アンテナの近傍界領域の所定の測定平面内に配置された複数の測定位置において、前記無線信号を受信するプローブアンテナ（１２）と、
前記複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査機構（１３）と、
前記プローブ走査機構により前記プローブアンテナが前記測定位置に移動されるごとに、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波部（１６）と、
前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の振幅を算出した値を振幅情報として出力する振幅算出部（１７）と、
前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の位相を算出する位相算出部（１８）と、
前記振幅算出部により算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断部（１９）と、
前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記位相算出部により算出された位相の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力するとともに、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記位相算出部により算出された位相の値を位相情報として出力する位相補正部（２６）と、
前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出部（２１）と、を備えることを特徴とする近傍界測定装置。
【請求項３】
前記遠方界指向性算出部により算出された遠方界の指向性を表示する表示部（２３）と、
前記下限振幅値を設定するための振幅値設定部（２４，２５）と、を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の近傍界測定装置。
【請求項４】
前記振幅値設定部が、前記遠方界指向性算出部により算出された遠方界の指向性に基づいて、前記下限振幅値を自動で設定することを特徴とする請求項３に記載の近傍界測定装置。
【請求項５】
請求項１、請求項３、又は請求項４に記載の近傍界測定装置を用いて、被測定アンテナ（１００）から送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定方法であって、
複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査ステップ（Ｓ２）と、
前記プローブ走査ステップで前記プローブアンテナが移動された測定位置において、無線信号を前記プローブアンテナにより受信する信号受信ステップ（Ｓ３）と、
前記信号受信ステップで受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波ステップ（Ｓ４）と、
前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の振幅を算出する振幅算出ステップ（Ｓ５）と、
前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する位相算出ステップ（Ｓ６）と、
前記振幅算出ステップで算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断ステップ（Ｓ９）と、
前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記振幅の値をゼロに置換して振幅情報として出力するとともに、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記振幅の値を振幅情報として出力する振幅補正ステップ（Ｓ１０）と、
前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出ステップ（Ｓ１１）と、を含むことを特徴とする近傍界測定方法。
【請求項６】
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の近傍界測定装置を用いて、被測定アンテナ（１００）から送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定方法であって、
複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査ステップ（Ｓ２２）と、
前記プローブ走査ステップで前記プローブアンテナが移動された測定位置において、前記無線信号を前記プローブアンテナにより受信する信号受信ステップ（Ｓ２３）と、
前記信号受信ステップで受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波ステップ（Ｓ２４）と、
前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の振幅を算出した値を振幅情報として出力する振幅算出ステップ（Ｓ２５）と、
前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の位相を算出する位相算出ステップ（Ｓ２６）と、
前記振幅算出ステップで算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断ステップ（Ｓ２９）と、
前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記位相算出ステップで算出された位相の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力するとともに、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記位相算出ステップで算出された位相の値を位相情報として出力する位相補正ステップ（Ｓ３０）と、
前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出ステップ（Ｓ３１）と、を含むことを特徴とする近傍界測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近傍界測定装置及び近傍界測定方法に関し、特に、アンテナの電界強度分布を近傍界領域で測定する近傍界測定装置及び近傍界測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯアンテナなどのアレーアンテナは、複数のアンテナ素子を有しており、出力する電磁波の放射方向及びビーム形状を制御できるという特徴を持つ。このような強い指向性を持つアンテナの特性の測定法として、電磁界理論によってアンテナの近傍電磁界から遠方界指向性を算出する近傍界測定法（ＮＦＭ：Near Field Measurement）が知られている。
【０００３】
近傍界測定法は、アンテナ近傍で電磁界を測定するため、空間による電磁波の損失が小さく、指向性の測定だけでなくアンテナの近傍界分布よりアンテナの診断を行うこともできる利点がある。
【０００４】
一般的に、図１２に示すように、アンテナ開口面から放射される電磁界の領域のうち、アンテナ開口に近接する領域は、放射に寄与しない電磁界成分が主となるリアクティブ近傍界領域（極近傍）であり、アンテナ開口からの距離によって指向性の変化がない領域は放射遠方界領域（遠方界）と呼ばれる。一般にアンテナの指向性と表現されるのは、この放射遠方界領域で測定された指向性である。
【０００５】
遠方界は、アンテナの最大径Ｄ（開口寸法）に対し、下記の式（１）を満たす距離Ｒ以上離れた位置として規定される。ここで、λは自由空間波長である。また、自由空間で受信アンテナが受信可能な最大電力Ｗａは、送信アンテナの利得をＧｔ、受信アンテナの利得をＧｒ、送信電力をＷｔとすると、下記の式（２）のように表される。
Ｒ＞２Ｄ２／λ                              ・・・（１）
Ｗａ＝（λ／４πＲ）２・Ｇｔ・Ｇｒ・Ｗｔ    ・・・（２）
【０００６】
このため、利得の高い開口面の大きなアンテナでは距離Ｒが大きくなり、空間での減衰が大きくなる。さらに、ミリ波帯では自由空間波長λが小さくなるため、より減衰量が増加し、低レベルのサイドローブの測定が困難となる問題がある。
【０００７】
リアクティブ近傍界領域と放射遠方界領域の間の領域である放射近傍界領域（近傍界）は、距離に応じて指向性が変化する領域である。前記したＮＦＭは、この放射近傍界領域で電磁界を測定し、計算により遠方界での指向性を求めるものである。
【０００８】
具体的には、所定の信号が供給されたアンテナの近傍をプローブアンテナで走査し、そのプローブアンテナで受信した信号から、走査位置ごとに振幅と位相の分布を求め、この分布から無限遠での指向性をデータ処理により得ることができる。アンテナ近傍での測定のため、空間での減衰量が小さく、遠方界の測定に比べ高精度な測定が可能である。
【０００９】
ＮＦＭは、被測定アンテナの近傍を走査する範囲によって複数の種類に分かれるが、利得の高いアンテナに対して有利で、データ処理が容易な平面ＮＦＭが広く用いられている。
【００１０】
図１３は、平面ＮＦＭを用いて被測定アンテナ１００の指向性を求める測定装置１０の構成を示している。この測定装置１０は、被測定アンテナ１００をその放射面が所定方向に向いた状態で支持するアンテナ支持部５１と、被測定アンテナ１００から出力された電磁波を受けるためのプローブアンテナ５２と、プローブアンテナ５２を被測定アンテナ１００の放射面に対向する近傍の測定平面内でＸ，Ｙ方向に移動させるプローブ走査機構５３と、を有している。
【００１１】
また、測定装置１０は、被測定アンテナ１００に測定用の信号を与える信号発生器５４、プローブアンテナ５２の受信信号から振幅、位相の情報を検出する振幅位相検出器５５、プローブ走査機構５３を制御して、測定平面Ｐ内でプローブアンテナ５２の位置を所定ピッチで走査させつつ振幅位相検出器５５の出力を受け、測定平面Ｐ内における振幅位相の分布から、被測定アンテナ１００の遠方界指向性を求める測定制御部５６と、得られた被測定アンテナ１００の指向性を表示させる表示部５７と、を有している。なお、信号発生器５４と振幅位相検出器５５としては、それらの機能を有するネットワークアナライザを用いることができ、測定制御部５６としては、パーソナルコンピュータを用いることができる。
【００１２】
ここで、ＮＦＭの場合、プローブアンテナ５２は被測定アンテナ１００から測定信号の３波長程度離れた近傍の測定平面Ｐ内を走査して、その電界の振幅と位相が検出されることになる。
【００１３】
この測定平面Ｐにおける振幅と位相の分布が、被測定アンテナ１００の指向性とプローブアンテナ５２の指向性から定義される関数のフーリエ変換の形となっており、測定制御部５６において、逆フーリエ変換によりその関数を求めた後、プローブアンテナ５２の指向性を取り除く演算処理（プローブ補正）を行うことで、被測定アンテナ１００の指向性を求めることができる。測定制御部５６では、データ処理を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって行うことができるため、高速に被測定アンテナ１００の遠方界の指向性を算出することができる。
【００１４】
上記したように、測定平面Ｐにおける振幅と位相の分布が、被測定アンテナの指向性とプローブアンテナの指向性から定義される関数のフーリエ変換の形となっていて、逆フーリエ変換によりその関数を求めた後、プローブアンテナ５２の指向性を取り除く演算処理（プローブ補正）を行うことで、被測定アンテナ１００の指向性を求めることができる点については、非特許文献１に開示されているように一般的に知られている。
【００１５】
このようにしてアンテナの指向性を求めるＮＦＭは、遠方界測定（ＦＦＭ：Far Field Measurement）に対して、次のような利点がある。
【００１６】
ＮＦＭは近距離での測定であるため、電波暗室を使用しなくても測定が可能であり、大規模な装置が必要でない。また、ミリ波帯では装置がコンパクトになるため、居室に設置した簡易電波暗箱での測定が可能であり、電波暗室での測定で課題となる測定系の構築に費やす時間を大幅に短縮することができる。さらに、自由空間損失の小さい領域での測定のため、精度の良い測定結果を得ることができる。
【００１７】
さらに、ＮＦＭでは、アンテナの近傍の振幅・位相分布が得られるため、設計通りの指向性が得られなかった場合に、その原因を診断することが可能である。これは、Ｍａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯアンテナのようなフェーズドアレーアンテナにとって大きな利点となる。
【００１８】
しかしながら、ＮＦＭには、比較的小型で指向性の広いアンテナを測定する場合、遠方界の正面方向の指向性に凹凸を生じてしまうという問題が存在する。これは、開口面が比較的小さな平面アンテナでは、アンテナ周囲の空間を走査する部分が大きくなってしまい、周囲環境の影響や、アンテナ基板端からの散乱の影響を強く受けてしまうためであると考えられていた（例えば、非特許文献２参照）。
【００１９】
非特許文献２では、この凹凸を回避するため、測定信号の半波長分だけ距離を変えた２つの走査面で得られたデータを合成する方法が提案されている。
【００２０】
具体的には、図１４に示すように、走査面Ｐ１上の平面アンテナの正面付近の走査点をａ、平面アンテナから離れている走査点をｂとし、それぞれの走査点からＺ方向にλ０／２だけ移動した走査面Ｐ２上の点をａ'，ｂ'とする。このとき、ａ，ａ'には平面アンテナから放射された平面波が主に到達し、振幅が同様で位相が反転した電界が観測される。また、ｂ，ｂ'にはアンテナ基板端から放射された球面波が主に到達し、平面アンテナからの距離が大きく離れているため、ほぼ同位相の電界が観測される。
【００２１】
以上のことから、走査面Ｐ１で得られた近傍界電界と、走査面Ｐ２で得られた近傍界電界とを位相を反転させて足し合わせることにより、平面アンテナの放射が主であるａ，ａ'では同位相で電界が足し合わされ、アンテナ基板端からの放射が主であるｂ，ｂ'では位相が反転して足し合わされるため、アンテナ基板端からの散乱波の成分を除去することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】オーム社  平成２０年７月２５日発行  アンテナ工学ハンドブック（第２版）電子情報通信学会編  ｐ７３０〜ｐ７３３
【非特許文献２】河村尚志、山本綾、手代木扶、"平面近傍界測定におけるビーム正面の凹凸の補正"、電子情報通信学会総合大会講演論文集、2007年3月7日、B-1-201
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、非特許文献２の方法では、走査回数の増加により測定時間が増加するという問題があった。さらに、アンテナとプローブ間の距離を正確に変化させる必要があるため、測定装置が複雑化し、コストが増加するという問題があった。
【００２４】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる近傍界測定装置及び近傍界測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するために、本発明に係る近傍界測定装置は、被測定アンテナから送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定装置であって、前記被測定アンテナの近傍界領域の所定の測定平面内に配置された複数の測定位置において、前記無線信号を受信するプローブアンテナと、前記複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査機構と、前記プローブ走査機構により前記プローブアンテナが前記測定位置に移動されるごとに、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波部と、前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の振幅を算出する振幅算出部と、前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する位相算出部と、前記振幅算出部により算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断部と、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記振幅の値をゼロに置換して振幅情報として出力するとともに、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記振幅の値を振幅情報として出力する振幅補正部と、前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出部と、を備える構成である。
【００２６】
この構成により、本発明に係る近傍界測定装置は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における振幅のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【００２７】
また、本発明に係る近傍界測定装置は、被測定アンテナから送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定装置であって、前記被測定アンテナの近傍界領域の所定の測定平面内に配置された複数の測定位置において、前記無線信号を受信するプローブアンテナと、前記複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査機構と、前記プローブ走査機構により前記プローブアンテナが前記測定位置に移動されるごとに、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波部と、前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の振幅を算出した値を振幅情報として出力する振幅算出部と、前記直交検波部から出力された実数成分及び虚数成分から、前記プローブアンテナにより受信された無線信号の位相を算出する位相算出部と、前記振幅算出部により算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断部と、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記位相算出部により算出された位相の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力するとともに、前記振幅判断部により前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記位相算出部により算出された位相の値を位相情報として出力する位相補正部と、前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出部と、を備える構成である。
【００２８】
この構成により、本発明に係る近傍界測定装置は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における位相のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【００２９】
また、本発明に係る近傍界測定装置は、前記遠方界指向性算出部により算出された遠方界の指向性を表示する表示部と、前記下限振幅値を設定するための振幅値設定部と、を更に備える構成である。
【００３０】
この構成により、本発明に係る近傍界測定装置は、表示部に表示される遠方界の正面方向の指向性のデータにおける凹凸の程度に応じて、ユーザが振幅値設定部の操作により適切な下限振幅値を設定することが可能となる。
【００３１】
また、本発明に係る近傍界測定装置においては、前記振幅値設定部が、前記遠方界指向性算出部により算出された遠方界の指向性に基づいて、前記下限振幅値を自動で設定する構成である。
【００３２】
この構成により、本発明に係る近傍界測定装置は、遠方界指向性算出部から算出された遠方界の指向性に基づいて、適切な下限振幅値を設定する処理を自動で行うことが可能となる。
【００３３】
また、本発明に係る近傍界測定方法は、上記のいずれかの近傍界測定装置を用いて、被測定アンテナから送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定方法であって、複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査ステップと、前記プローブ走査ステップで前記プローブアンテナが移動された測定位置において、無線信号を前記プローブアンテナにより受信する信号受信ステップと、前記信号受信ステップで受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波ステップと、前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の振幅を算出する振幅算出ステップと、前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する位相算出ステップと、前記振幅算出ステップで算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断ステップと、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記振幅の値をゼロに置換して振幅情報として出力するとともに、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記振幅の値を振幅情報として出力する振幅補正ステップと、前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出ステップと、を含む構成である。
【００３４】
この構成により、本発明に係る近傍界測定方法は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における振幅のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【００３５】
また、本発明に係る近傍界測定方法は、上記のいずれかの近傍界測定装置を用いて、被測定アンテナから送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定する近傍界測定方法であって、複数の測定位置に前記プローブアンテナを移動させるプローブ走査ステップと、前記プローブ走査ステップで前記プローブアンテナが移動された測定位置において、前記無線信号を前記プローブアンテナにより受信する信号受信ステップと、前記信号受信ステップで受信された無線信号の波形の実数成分及び虚数成分を出力する直交検波ステップと、前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の振幅を算出した値を振幅情報として出力する振幅算出ステップと、前記直交検波ステップで出力された実数成分及び虚数成分から、前記信号受信ステップで受信された無線信号の位相を算出する位相算出ステップと、前記振幅算出ステップで算出された振幅が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する振幅判断ステップと、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下であると判断された測定位置について、前記位相算出ステップで算出された位相の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力するとともに、前記振幅判断ステップで前記振幅が前記下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、前記位相算出ステップで算出された位相の値を位相情報として出力する位相補正ステップと、前記振幅情報及び前記位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する遠方界指向性算出ステップと、を含む構成である。
【００３６】
この構成により、本発明に係る近傍界測定方法は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における位相のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる近傍界測定装置及び近傍界測定方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態に係る近傍界測定装置の構成図である。
【図２】（ａ）はプローブアンテナとして用いられる方形導波管の断面図であり、（ｂ）はプローブアンテナとして用いられるダブルリッジ導波管の断面図である。
【図３】被測定アンテナとしての１×４アレーアンテナの構成を示す正面図である。
【図４】（ａ）は振幅算出部により算出される振幅の２次元データの一例を示すグラフであり、（ｂ）は位相算出部により算出される位相の２次元データの一例を示すグラフである。
【図５】遠方界の指向性の一例を示すグラフである。
【図６】図５の指向性の中心付近を拡大して示すグラフである。
【図７】振幅補正部により近傍界での振幅に補正が施された場合の遠方界の指向性を示すグラフである。
【図８】第１の実施形態に係る近傍界測定装置による近傍界測定方法の処理を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る近傍界測定装置の構成図である。
【図１０】位相補正部により近傍界での位相に補正が施された場合の遠方界の指向性を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態に係る近傍界測定装置による近傍界測定方法の処理を示すフローチャートである。
【図１２】アンテナの測定領域の説明図である。
【図１３】従来の近傍界測定装置の構成図である。
【図１４】従来の指向性の補正を行うための構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明に係る近傍界測定装置及び近傍界測定方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００４０】
［背景技術］の欄で述べたように、従来は指向性データに見られる凹凸の原因はアンテナ基板端からの散乱などの影響によるものだと考えられていた。本出願人は、上記以外の原因として、測定系のダイナミックレンジの不足により、本来の空間の電界データと異なるデータが得られてしまうことによる影響が大きいと推定して、本発明を想到するに至った。すなわち、本発明は、近傍界走査により得られたデータの振幅が一定値以下（測定系の限界レベル以下）のデータを遠方界変換前に処理することで、凹凸のない指向性データを得ることを目的とするものである。
【００４１】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る近傍界測定装置１は、複数のアンテナ素子を含む被測定アンテナ１００から送信される無線信号の振幅及び位相を近傍界で測定し、遠方界での指向性を算出するものである。
【００４２】
被測定アンテナ１００は、例えばＭａｓｓｉｖｅ−ＭＩＭＯアンテナなどのアレーアンテナである。近傍界測定装置１による指向性の測定時に被測定アンテナ１００から送信させる無線信号としては、無変調波信号や広帯域信号（例えばＯＦＤＭ信号）などを用いることができる。
【００４３】
近傍界測定装置１は、アンテナ支持部１１と、プローブアンテナ１２と、プローブ走査機構１３と、走査制御部１４と、信号発生器１５と、直交検波部１６と、振幅算出部１７と、位相算出部１８と、振幅判断部１９と、振幅補正部２０と、遠方界指向性算出部２１と、記憶部２２と、表示部２３と、操作部２４と、制御部２５と、を備える。なお、操作部２４と制御部２５の少なくとも一方は、振幅値設定部を構成する。
【００４４】
アンテナ支持部１１は、被測定アンテナ１００をその電磁波放射面１００ａが所定方向に向いた状態で支持するようになっている。
【００４５】
プローブアンテナ１２は、被測定アンテナ１００の近傍界領域の所定の測定平面Ｐ内に配置された複数の測定位置において、被測定アンテナ１００から出力された無線信号の電磁波を受信するようになっている。
【００４６】
例えば、プローブアンテナ１２は、マイクロ波又はミリ波帯の所定周波数範囲の電磁波を伝搬させる導波路を有し、先端が開放された導波管であってもよい。このような導波管としては、導波路の断面形状が長方形の方形導波管や、導波路の断面形状が両側部の高さに対して中央部の高さが小となるダブルリッジ導波管を用いることができる。
【００４７】
図２（ａ）は、プローブアンテナ１２として用いられる方形導波管の導波路３０の長手方向に垂直な断面を示す図である。方形導波管の外形ａ×ｂは、内径ｗ０×ｈ０より大きく、かつ構造物としての強度が得られる範囲で任意である。
【００４８】
図２（ｂ）は、プローブアンテナ１２として用いられるダブルリッジ導波管の導波路３１の長手方向に垂直な断面を示す図である。ダブルリッジ導波管においては、上下の内壁中央から互いに近づく方向に突出する２つの突出部３２ａ，３２ｂが長手方向に連続して形成されている。すなわち、導波路３１の中央部３１ａの高さｈ１が、その両側部３１ｂ，３１ｃの高さｈ２に対して小に設定されている。
【００４９】
このダブルリッジ導波管の場合、中央部３１ａの幅ｗ１及び高さｈ１、並びに、両側部３１ｂ，３１ｃの幅ｗ２及び高さｈ２を調整することで、標準の方形導波管の導波路の断面形状より小さい断面形状で、同等の周波数範囲の電磁波を伝搬できるという利点がある。また、ダブルリッジ導波管の幅と高さを同じ形状にすると、開口が広くなり受信感度が上がるという利点がある。
【００５０】
プローブ走査機構１３は、プローブアンテナ１２を被測定アンテナ１００の電磁波放射面１００ａに対向する近傍の測定平面Ｐ内でＸ，Ｙ方向に移動させる。つまり、プローブ走査機構１３は、測定平面Ｐ内の複数の測定位置にプローブアンテナ１２を移動させるようになっている。
【００５１】
走査制御部１４は、プローブ走査機構１３に対して、測定平面Ｐ内の全ての測定位置（格子点）にプローブアンテナ１２を所定順に移動させる制御を行うようになっている。例えば、これらの測定位置は、測定平面Ｐにおいて正方格子の各格子点に対応する位置に配置されている。また、走査制御部１４は、プローブアンテナ１２が存在する測定位置の位置情報を遠方界指向性算出部２１に送出するようになっている。
【００５２】
信号発生器１５は、例えば無変調波信号や広帯域信号（例えばＯＦＤＭ信号）などの無線信号を発生させ、発生させた無線信号を被測定アンテナ１００に出力することにより、無線信号を被測定アンテナ１００から送信させる。また、信号発生器１５は、被測定アンテナ１００への無線信号の出力に同期した同期用信号を位相算出部１８に出力するようになっている。
【００５３】
直交検波部１６は、プローブ走査機構１３によりプローブアンテナ１２が測定位置に移動されるごとに、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の時刻ｔにおける波形の実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）を出力するようになっている。
【００５４】
振幅算出部１７は、直交検波部１６から出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の振幅を算出するようになっている。振幅算出部１７により算出される振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）は下記の式（３）のように表される。
【数１】
2018087711.tif 000003
【００５５】
位相算出部１８は、直交検波部１６から出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力するようになっている。位相算出部１８により算出される位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）は下記の式（４）のように表される。
【数２】
2018087711.tif 000004
【００５６】
このように、振幅算出部１７と位相算出部１８により、測定平面Ｐ内における振幅と位相の分布が得られる。なお、振幅算出部１７と位相算出部１８は、ベクトルネットワークアナライザ、スペクトラムアナライザ、オシロスコープなどにより構成することが可能である。
【００５７】
振幅判断部１９は、振幅算出部１７により算出された各測定位置における振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が一定の下限振幅値以下であるか否かを判断するようになっている。
【００５８】
振幅補正部２０は、振幅判断部１９により振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下であると判断された測定位置について、振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値をゼロ、すなわち−∞ｄＢに置換して振幅情報として出力する。また、振幅補正部２０は、振幅判断部１９により振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を振幅情報として出力するようになっている。ここで、振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値をゼロに置換するとは、式（３），（４）において実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）をいずれもゼロにすることを意味する。
【００５９】
遠方界指向性算出部２１は、走査制御部１４から出力されたプローブアンテナ１２の位置情報と、振幅補正部２０から出力された振幅情報と、位相算出部１８から出力された位相情報とを用いて、遠方界の指向性を算出するようになっている。ここでは、公知の近傍界／遠方界変換法の数値計算を行うことにより遠方界の電界強度分布を推定して、被測定アンテナ１００の遠方界での指向性を求めることができる。
【００６０】
記憶部２２は、振幅算出部１７により算出された振幅、位相算出部１８により算出された位相の値などを測定位置に対応付けて記憶するようになっている。さらに、記憶部２２は、振幅補正部２０から出力された振幅情報、遠方界指向性算出部２１により算出された遠方界の指向性を記憶してもよい。
【００６１】
表示部２３は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御部２５からの制御信号に応じて各種表示内容を表示するようになっている。この表示内容には、被測定アンテナ１００の近傍界における振幅及び位相の測定結果や、被測定アンテナ１００の遠方界における指向性の算出結果などが含まれる。さらに、表示部２３は、測定条件などを設定するためのソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象を表示するものであってもよい。
【００６２】
操作部２４は、ユーザによる操作入力を行うためのものであり、キーボード、タッチパネル、又はマウスのような入力デバイスを含んで構成される。例えば、ユーザは、操作部２４を用いて下限振幅値を入力することができるようになっている。あるいは、操作部２４は、ボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象が表示部２３に表示される構成であってもよい。
【００６３】
制御部２５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、近傍界測定装置１を構成する上記各部の動作を制御する。さらに、制御部２５は、所定のプログラムを実行することにより、振幅算出部１７、位相算出部１８、振幅判断部１９、振幅補正部２０、遠方界指向性算出部２１をソフトウェア的に構成するようになっている。
【００６４】
また、制御部２５は、操作部２４により入力された下限振幅値を振幅判断部１９に設定するようになっている。あるいは、制御部２５は、遠方界指向性算出部２１により算出された遠方界の指向性に基づいて、下限振幅値を自動で振幅判断部１９に設定するように構成されていてもよい。また、制御部２５は、遠方界の指向性の０°付近において、隣接する角度における指向性データの差分が許容範囲内に収まっているか否かを評価することによって、遠方界の正面方向の指向性のデータが最適値となっているか否かを判断することも可能である。
【００６５】
以下、図３に示すような被測定アンテナ１００の指向性を本実施形態の近傍界測定装置１で測定した結果を説明する。
【００６６】
図３に示すように、被測定アンテナ１００の一例としての１×４アレーアンテナは、信号発生器１５から無線信号を入力するためのＳＭＡコネクタ１０１と、４つのアンテナ素子からなるアンテナパターン１０２と、を含む。
【００６７】
振幅算出部１７は、図４（ａ）に示すように、近傍界測定データとして振幅の２次元データを生成する。また、位相算出部１８は、図４（ｂ）に示すように、近傍界測定データとして位相の２次元データを生成する。
【００６８】
図５は、振幅算出部１７及び位相算出部１８により算出された振幅及び位相の２次元データに対して２次元逆フーリエ変換処理を実行することにより、被測定アンテナ１００の遠方界の指向性を求めた結果を示すグラフである。
【００６９】
図６は、図５の指向性の中心付近を拡大して示すグラフである。このグラフから、水平面及び垂直面の両方の指向性において、０°付近に落ち込みが生じていることが分かる。
【００７０】
図７は、図６に示した水平面の指向性（図７中では一点鎖線で「処理なし」として表示）に対して、振幅補正部２０により近傍界での振幅に補正が施された場合に、遠方界指向性算出部２１により算出される指向性を示すグラフである。破線は、−６０ｄＢ以下の振幅が−∞ｄＢに置換された場合の指向性を示している。また、実線は、−５５ｄＢ以下の振幅が−∞ｄＢに置換された場合の指向性を示している。処理なしの結果に比べて、−６０ｄＢ以下の振幅を−∞ｄＢにした結果では０°付近の落ち込みが若干改善され、−５５ｄＢ以下の振幅を−∞ｄＢにした結果では０°付近の落ち込みがほとんど見られなくなるレベルまで改善されている。図６に示した垂直面の指向性についても同様の結果が得られる。
【００７１】
以下、本実施形態の近傍界測定装置１を用いる近傍界測定方法について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７２】
まず、信号発生器１５は、無線信号を被測定アンテナ１００に出力するとともに、被測定アンテナ１００への無線信号の出力に同期した同期用信号を位相算出部１８に出力する（ステップＳ１）。
【００７３】
次に、走査制御部１４は、プローブ走査機構１３によってプローブアンテナ１２を、測定平面Ｐ内の測定位置に移動させる（プローブ走査ステップＳ２）。
【００７４】
次に、プローブアンテナ１２は、プローブ走査ステップＳ２で移動された測定位置において、被測定アンテナ１００から出力された無線信号を近傍界領域で受信する（信号受信ステップＳ３）。
【００７５】
次に、直交検波部１６は、信号受信ステップＳ３で受信された無線信号の波形の実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）を出力する（直交検波ステップＳ４）。
【００７６】
次に、振幅算出部１７は、直交検波ステップＳ４で出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、信号受信ステップＳ３で受信された無線信号の振幅を算出する（振幅算出ステップＳ５）。
【００７７】
次に、位相算出部１８は、直交検波ステップＳ４で出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、信号受信ステップＳ３で受信された無線信号の位相を算出した値を位相情報として出力する（位相算出ステップＳ６）。
【００７８】
次に、制御部２５は、測定平面Ｐ内の全ての測定位置に対して、振幅及び位相の値が得られたか否かを判断する（ステップＳ７）。否定判断の場合にはプローブ走査ステップＳ２に戻る。肯定判断の場合にはステップＳ８に進む。
【００７９】
次に、制御部２５は、下限振幅値の初期値を振幅判断部１９に設定する（ステップＳ８）。
【００８０】
次に、振幅判断部１９は、振幅算出ステップＳ５で算出された各測定位置における振幅が、一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する（振幅判断ステップＳ９）。
【００８１】
次に、振幅補正部２０は、振幅判断ステップＳ９で振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下であると判断された測定位置について、振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値をゼロに置換して振幅情報として出力する。また、振幅補正部２０は、振幅判断ステップＳ９で振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を振幅情報として出力する（振幅補正ステップＳ１０）。
【００８２】
次に、遠方界指向性算出部２１は、全ての測定位置に関して得られた、位置情報、振幅情報、及び位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する（遠方界指向性算出ステップＳ１１）。
【００８３】
次に、制御部２５は、遠方界指向性算出ステップＳ１１で得られた遠方界の正面方向の指向性のデータが最適値となっているか否かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、制御部２５は、遠方界の指向性の０°付近において、隣接する角度における指向性データの差分が許容範囲内に収まっているか否かを評価することによって、遠方界の正面方向の指向性のデータが最適値となっているか否かを判断することができる。ステップＳ１２において否定判断の場合にはステップＳ１３に進み、肯定判断の場合には処理を終了する。
【００８４】
次に、制御部２５は、下限振幅値を更新する（ステップＳ１３）。例えば、制御部２５は、下限振幅値を現在の値から所定刻みで変化させる処理を行うようになっている。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る近傍界測定装置１は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における振幅のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【００８６】
また、本実施形態に係る近傍界測定装置１は、表示部２３に表示される遠方界の正面方向の指向性のデータにおける凹凸の程度に応じて、ユーザが操作部２４の操作により適切な下限振幅値を設定することを可能にする。
【００８７】
あるいは、本実施形態に係る近傍界測定装置１は、遠方界指向性算出部２１から遠方界の正面方向の指向性のデータを制御部２５に出力し、出力された正面方向の指向性のデータに基づいて制御部２５にて適切な下限振幅値を設定する処理を自動で行うことも可能である。下限振幅値の設定と遠方界の指向性の算出を自動で繰り返し行うことにより、遠方界の正面方向の指向性のデータを自動的に最適値へ収束させることが可能となる。
【００８８】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係る近傍界測定装置２について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態に係る近傍界測定装置１の構成と同一の構成については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００８９】
図９に示すように、近傍界測定装置２は、第１の実施形態における振幅補正部２０の代わりに位相補正部２６を備える。
【００９０】
本実施形態においては、振幅算出部１７は、直交検波部１６から出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）を算出した値を振幅情報として出力するようになっている。
【００９１】
また、位相算出部１８は、直交検波部１６から出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、プローブアンテナ１２により受信された無線信号の位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）を算出するようになっている。
【００９２】
位相補正部２６は、振幅判断部１９により振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下であると判断された測定位置について、位相算出部１８により算出された位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力する。ここで、位相補正部２６が出力する０°〜３６０°の範囲のランダムな値としては、一様分布に従う一様乱数や、正規分布に従う正規乱数などの任意の乱数を用いることができる。また、位相補正部２６は、振幅判断部１９により振幅Ａ（Ｘ，Ｙ，ｔ）が下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、位相算出部１８により算出された位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を位相情報として出力するようになっている。
【００９３】
記憶部２２は、振幅算出部１７により算出された振幅、位相算出部１８により算出された位相の値などを測定位置に対応付けて記憶するようになっている。さらに、記憶部２２は、位相補正部２６から出力された位相情報、遠方界指向性算出部２１により算出された遠方界の指向性を記憶してもよい。
【００９４】
図１０は、図６に示した水平面の指向性（図１０中では一点鎖線で「処理なし」として表示）に対して、位相補正部２６により近傍界での位相に補正が施された場合に、遠方界指向性算出部２１により算出される指向性を示すグラフである。破線は、−６０ｄＢ以下の位相がランダムな値に置換された場合の指向性を示している。また、実線は、−５５ｄＢ以下の振幅がランダムな値に置換された場合の指向性を示している。処理なしの結果に比べて、振幅−６０ｄＢ以下で位相をランダムな値にした結果では０°付近の落ち込みに顕著な改善は見られないものの、振幅−５５ｄＢ以下で位相をランダムな値にした結果では０°付近の落ち込みが明らかに改善されている。図６に示した垂直面の指向性についても同様の結果が得られる。
【００９５】
以下、本実施形態の近傍界測定装置２を用いる近傍界測定方法について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００９６】
まず、信号発生器１５は、無線信号を被測定アンテナ１００に出力するとともに、被測定アンテナ１００への無線信号の出力に同期した同期用信号を位相算出部１８に出力する（ステップＳ２１）。
【００９７】
次に、走査制御部１４は、プローブ走査機構１３によってプローブアンテナ１２を、測定平面Ｐ内の測定位置に移動させる（プローブ走査ステップＳ２２）。
【００９８】
次に、プローブアンテナ１２は、プローブ走査ステップＳ２２で移動された測定位置において、被測定アンテナ１００から出力された無線信号を近傍界領域で受信する（信号受信ステップＳ２３）。
【００９９】
次に、直交検波部１６は、信号受信ステップＳ２３で受信された無線信号の波形の実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）を出力する（直交検波ステップＳ２４）。
【０１００】
次に、振幅算出部１７は、直交検波ステップＳ２４で出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、信号受信ステップＳ２３で受信された無線信号の振幅を算出した値を振幅情報として出力する（振幅算出ステップＳ２５）。
【０１０１】
次に、位相算出部１８は、直交検波ステップＳ２４で出力された実数成分Ｒｅ（Ｘ，Ｙ，ｔ）及び虚数成分Ｉｍ（Ｘ，Ｙ，ｔ）から、信号受信ステップＳ２３で受信された無線信号の位相を算出する（位相算出ステップＳ２６）。
【０１０２】
次に、制御部２５は、測定平面Ｐ内の全ての測定位置に対して、振幅及び位相の値が得られたか否かを判断する（ステップＳ２７）。否定判断の場合にはプローブ走査ステップＳ２２に戻る。肯定判断の場合にはステップＳ２８に進む。
【０１０３】
次に、制御部２５は、下限振幅値の初期値を振幅判断部１９に設定する（ステップＳ２８）。
【０１０４】
次に、振幅判断部１９は、振幅算出ステップＳ２５で算出された各測定位置における振幅が、一定の下限振幅値以下であるか否かを判断する（振幅判断ステップＳ２９）。
【０１０５】
次に、位相補正部２６は、振幅判断ステップＳ２９で振幅が下限振幅値以下であると判断された測定位置について、位相算出ステップＳ２６で算出された位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を０°〜３６０°の範囲のランダムな値に置換して位相情報として出力する。また、位相補正部２６は、振幅判断ステップＳ２９で振幅が下限振幅値以下ではないと判断された測定位置について、位相算出ステップＳ２６で算出された位相Ｐｈ（Ｘ，Ｙ，ｔ）の値を位相情報として出力する（位相補正ステップＳ３０）。
【０１０６】
次に、遠方界指向性算出部２１は、全ての測定位置に関する、位置情報、振幅情報、及び位相情報を用いて、遠方界の指向性を算出する（遠方界指向性算出ステップＳ３１）。
【０１０７】
次に、制御部２５は、遠方界指向性算出ステップＳ３１で得られた遠方界の正面方向の指向性のデータが最適値となっているか否かを判断する（ステップＳ３２）。否定判断の場合にはステップＳ３３に進み、肯定判断の場合には処理を終了する。
【０１０８】
次に、制御部２５は、下限振幅値を更新する（ステップＳ３３）。例えば、制御部２５は、下限振幅値を現在の値から所定刻みで変化させる処理を行うようになっている。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態に係る近傍界測定装置２は、近傍界走査で得られた振幅が下限振幅値以下になる測定位置について、当該測定位置における位相のデータを遠方界変換前に補正することにより、従来のように複数回の近傍界走査を行うことなく、遠方界の正面方向の指向性のデータに見られる凹凸を簡易に低減することができる。
【０１１０】
また、本実施形態に係る近傍界測定装置２は、表示部２３に表示される遠方界の正面方向の指向性のデータにおける凹凸の程度に応じて、ユーザが操作部２４の操作により適切な下限振幅値を設定することを可能にする。
【０１１１】
あるいは、本実施形態に係る近傍界測定装置２は、遠方界指向性算出部２１から遠方界の正面方向の指向性のデータを制御部２５に出力し、出力された正面方向の指向性のデータに基づいて制御部２５にて適切な下限振幅値を設定する処理を自動で行うことも可能である。下限振幅値の設定と遠方界の指向性の算出を自動で繰り返し行うことにより、遠方界の正面方向の指向性のデータを自動的に最適値へ収束させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２  近傍界測定装置
１１  アンテナ支持部
１２  プローブアンテナ
１３  プローブ走査機構
１４  走査制御部
１５  信号発生器
１６  直交検波部
１７  振幅算出部
１８  位相算出部
１９  振幅判断部
２０  振幅補正部
２１  遠方界指向性算出部
２２  記憶部
２３  表示部
２４  操作部
２５  制御部
２６  位相補正部
３０，３１  導波路
３１ａ  中央部
３１ｂ，３１ｃ  両側部
３２ａ，３２ｂ  突出部
１００  被測定アンテナ
１００ａ  電磁波放射面
１０１  ＳＭＡコネクタ
１０２  アンテナパターン
【図１】
2018087711.tif 000005
【図２】
2018087711.tif 000006
【図３】
2018087711.tif 000007
【図４】
2018087711.tif 000008
【図５】
2018087711.tif 000009
【図６】
2018087711.tif 000010
【図７】
2018087711.tif 000011
【図８】
2018087711.tif 000012
【図９】
2018087711.tif 000013
【図１０】
2018087711.tif 000014
【図１１】
2018087711.tif 000015
【図１２】
2018087711.tif 000016
【図１３】
2018087711.tif 000017
【図１４】
2018087711.tif 000018