(57)【要約】【課題】本発明は測定対象物（１）の放射界（２）の特性測定のための方法に関し、この方法は特に、測定対象物（１）の直近で計測を行うことによって特性測定を実行し得るものである。【解決手段】１つまたは複数のアンテナ計測用プローブ（４）を前記放射界（２）の中で任意に移動させて複数の高周波計測点において計測値取得を行う。各アンテナ計測用プローブ（４）の移動中に、各高周波計測点において前記計測値取得を行うのと同時にまたは前記計測値取得を行う直前若しくは直後に各アンテナ計測用プローブ（４）の位置計測を少なくとも１回実行し、各高周波計測点に対して１つずつの位置を関連付けることにより、三次元空間的に規定された計測点群を生成する。続いて、三次元空間的な前記計測点群にフィールド変換法を適用することによって、前記計測点群から、前記測定対象物（１）から任意の距離だけ離れた位置における放射パターンを求めることができる。【選択図】図１
2011099856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物（１）の放射界（２）を測定する方法であって、特に当該測定対象物（１）の直近の放射界（２）を測定するのに適した方法において、
１つまたは複数のアンテナ計測用プローブ（４）を前記放射界（２）の中で移動させて三次元空間的に分布する複数の高周波計測点において計測値取得を行い、
前記アンテナ計測用プローブ（４）の移動中に、各高周波計測点において前記計測値取得を行うのと同時にまたは前記計測値取得を行う直前若しくは直後に各アンテナ計測用プローブ（４）の位置計測を少なくとも１回実行し、各高周波計測点に対して１つずつの位置を関連付けることにより、三次元空間的に規定された計測点群を生成し、
三次元空間的に計測値取得を行った前記計測点群にフィールド変換法を適用することによって、前記計測点群から、前記測定対象物（１）から任意の距離だけ離れた位置における少なくとも１つの放射パターンを求める、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記フィールド変換法は、高速放射積分演算に基づいた変換法であり、該高速放射積分演算は、１つまたは複数の放射界を、例えば平面波や三次元空間内電磁流分布などの適当な複数の置換放射源記述に戻し、そして、階層型多段階トランスレーションによって、取得した複数の高周波計測値に対する相関を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
各アンテナ計測用プローブ（４）は位置ターゲット（５）を備えており、当該位置ターゲット（５）の位置を測位することによって、当該位置ターゲットを備えたアンテナ計測用プローブ（４）の位置計測を実行することを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記位置ターゲット（５）の位置を測位するために、レーザビーム式測位装置（７）、アーム式測位装置、及び／または、慣性測位装置、三角測量式測位手段、または、無線ナビゲーション利用測位方式を用いることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
各アンテナ計測用プローブ（４）の姿勢角度を測定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の方法。
【請求項６】
各アンテナ計測用プローブ（４）の移動を、手作業により、または、アンテナ計測専用ではない補助装置を用いて実行することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の方法。
【請求項７】
計測点密度と計測点分布とを出力手段（１１）上に連続的に視覚表示することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の方法。
【請求項８】
計測値取得を行う前記複数の計測点を選択する上で、それら計測点に対して前記フィールド変換法を適用するための前提条件を満たすようにそれら計測点の計測点密度及び計測点分布を選択し、前記フィールド変換法は、高精度の高速放射積分演算に基づいた変換法であり、各アンテナ計測用プローブが測定対象信号に及ぼす影響を考慮に入れたものであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の方法。
【請求項９】
測定対象物（１）の放射パターンを求める際に空間反射が抑制されるようにすることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記放射界（２）を包含する計測空間（３）の中で各アンテナ計測用プローブ（４）を移動させるようにし、該計測空間（３）は、好ましくは前記放射界（２）の広がりに直交する方向に広がりを有する空間であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の方法。
【請求項１１】
各アンテナ計測用プローブ（４）を、前記放射界（２）を包含する平面に沿って移動させることを特徴とする請求項１乃至９の何れ１項記載の方法。
【請求項１２】
各アンテナ計測用プローブ（４）を、前記測定対象物（１）の周囲で移動させることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の方法。
【請求項１３】
測定対象物（１）の放射界（２）を測定する装置であって、特に当該測定対象物（１）の直近の放射界（２）を測定するのに適した装置において、
１つまたは複数のアンテナ計測用プローブ（４）を備えており、該アンテナ計測用プローブを前記放射界（２）の中で移動させて複数の高周波計測点において計測値取得を行うことができるようにしてあり、
位置計測手段（６）を備えており、該位置計測手段によって、前記アンテナ計測用プローブ（４）の移動中に、各高周波計測点において前記計測値取得を行うのと同時に或いは前記計測値取得を行う直前または直後に各アンテナ計測用プローブ（４）の位置計測を少なくとも１回実行し、各高周波計測点に対して１つずつの位置を関連付けることにより、三次元空間的に規定された計測点群を生成することができるようにしてあり、
演算処理装置（８）を備えており、該演算処理装置によって、三次元空間的に規定された前記計測点群から、前記測定対象物（１）の少なくとも１つの放射パターンを求め得るようにしてある、
ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記アンテナ計測用プローブは周波数測定手段を含んでおり、該周波数測定手段によって、各アンテナ計測用プローブ（４）の移動中に、各計測点における計測値取得のための高周波計測を実行できるようにしてあることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
各アンテナ計測用プローブ（４）は位置ターゲット（５）を備えており、当該位置ターゲット（５）の位置を測位することによって、当該位置ターゲットを備えたアンテナ計測用プローブ（４）の位置計測を実行できるようにしてあることを特徴とする請求項１３又は１４記載の装置。
【請求項１６】
前記位置ターゲット（５）の位置を測位するために、レーザビーム式測位装置（７）、アーム式測位装置、及び／または、慣性測位装置、三角測量式測位手段、または、無線ナビゲーション利用測位方式を備えていることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
各アンテナ計測用プローブ（４）は、手作業により操作可能とされているか、または、アンテナ計測用に特化されていない補助的機器を用いて移動可能とされていることを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の特性測定のための方法、並びにその方法に基づいた簡明な構成の装置に関するものであり、ここでいう測定対象物とは、例えばアンテナシステムなどであるが、ただし、アンテナシステムが組込まれている対象物の全体をもって測定対象物とすることも可能である。
【背景技術】
【０００２】
アンテナ特性測定システムには、アンテナ計測用に特化した計測機器が多数組込まれており、それら計測機器のうちには極めて高価なものも含まれている。更に、アンテナ特性測定システムは、その技術的構造及びその大きさのために、一般的にポータブル型のシステムとすることができない。そのため、例えばアンテナなどの測定対象物の特性測定を行う際には、常に、その測定対象物を特性測定システムのところへ搬送して特性測定システムに組込む必要があった。かかる事情から、例えば衛星や航空機に既に組付けられている小型アンテナなどは、その特性測定を、随時、現場測定によって行うことは不可能であった。
【０００３】
アンテナの特性測定を現場測定によって行う際には、これまで一般的に、テストキャップが用いられていた。テストキャップを用いることによって、所定の位置におけるアンテナ放射界強度を再現性よく計測することができる。しかしながら、テストキャップを用いてアンテナ放射パターンを求めることまではできない。
【０００４】
また、特許文献１には、遊動プラットフォームを用いてアンテナの特性測定を行うことが記載されている。この遊動プラットフォームは大型アンテナ構造体の特性測定を行うのに適したものである。しかしながら、この遊動プラットフォームを用いて小型アンテナ構造体の測定を行うことは非常に困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００１／０５０１４５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、例えばアンテナなどの測定対象物の放射界の特性測定を、フレキシビリティに富んだ測定方式で実行することのできる、特性測定のための方法及び装置を提供することにある。また特に、この方法及びこの装置は、所与の計測空間の中に位置する複数の任意の計測点において、アンテナの直近の電磁界を計測し、そして、それら複数の計測点に対して高精度の高速フィールド変換を適用することによって、それら複数の計測点を、測定対象物から任意に選択可能な距離だけ離れた三次元空間内の一平面上に通常は互いに等間隔で分布する複数の放射パターン値へと変換するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、請求項１に記載の特徴を備えた方法により達成され、また、請求項１３に記載の特徴を備えた装置により達成される。従属請求項は、特に有益な実施の形態に係る特徴を記載したものである。
【０００８】
本発明は特性測定方法を提供するものであり、この特性測定方法は、測定対象物の放射界を測定する方法であって、１つまたは複数のアンテナ計測用プローブを前記放射界の中で移動させて三次元空間的に任意に分布する複数の高周波計測点において計測値取得を行う。また、各アンテナ計測用プローブの移動中に、各高周波計測点において前記計測値取得を行うのと同時に或いは前記計測値取得を行う直前または直後に各アンテナ計測用プローブの位置計測を少なくとも１回実行し、各高周波計測点に対して１つずつの位置を関連付けることにより、三次元空間的に規定された計測点群を生成する。そして、三次元空間的な前記計測点群にフィールド変換法を適用することによって、前記計測点群から、前記測定対象物から任意の距離だけ離れた位置における少なくとも１つのの放射パターンを求める。
【０００９】
この特性測定方法は、例えばアンテナや電磁波散乱源などを測定対象物とするのに適しており、また特に、小型ないし中型の測定対象物の特性測定を低コストで行うのに適した方法である。この特性測定方法は、アンテナや電磁波散乱源の最適化を行うための前提条件を満たすものであって、例えば、航空機や衛星の機内において保守作業ないし修理作業の一環として行う、アンテナ放射特性の局所的診断に基づいてトラブルシューティングを行うという用途などに適したものである。この特性測定方法の利点としては、フレキシビリティを有すること、それに、測定対象物の放射界の特性測定を低コストで行えることがある。また特に、計測により生成した三次元空間的な計測点群に対して、いわゆるフィールド変換法を適用することによって、その計測点群から、実際に広く利用されている測定対象物の近傍界放射パターンと遠方界放射パターンとの両方を求めることができ、求められる放射パターンは、三次元空間内の一平面上に通常は互いに等間隔で分布する複数の放射パターン値から成るものである。
【００１０】
各アンテナ計測用プローブを移動させている間に各計測点において計測値取得を行い、その計測値取得は、各電磁界成分を特性値として計測するものであって、そのために高周波計測を実行する。それゆえそれら計測点は、高周波計測点と称すべきものである。
【００１１】
ここに説明する特性測定方法は、特別なフィールド変換法を用いるものである。このフィールド変換法は、在来のフィールド変換法と異なり、いわゆる計測データ群にこのフィールド変換法を適用することによって、適度の処理時間で、適度の処理コストで、そして十分な精度をもって、測定対象物から任意の距離だけ離れた位置におけるアンテナ放射パターンをその計測データ群から求めることができる変換法である。このフィールド変換法は、高速放射積分演算に基づいた変換法であり、その放射積分演算は、１つまたは複数の放射界を、例えば平面波や三次元空間内電磁流分布などの適当な複数の置換放射源記述に戻し、そして、典型的な階層型多段階トランスレーションによって、計測値として取得した複数の高周波信号に対する相関を生成し得るものである。また、このフィールド変換法の特に顕著な更なる特徴として、このフィールド変換法では、各アンテナ計測用プローブが測定対象信号に及ぼす影響を考慮に入れることができるということがあり、これは、各アンテナ計測用プローブだけが振幅値及び位相値によって、当該アンテナ計測用プローブの遠方界アンテナ放射パターンを用いて特徴付けられるからである。また、ここで用いるフィールド変換法の更なる特徴は、このフィールド変換法が放射パターンを求めるために単なる平面的（二次元的）データだけでなく「三次元空間的データ」に演算処理を施すものである、ということである。また、このフィールド変換法を適用することによって、更に、計測中に発生し得る空間反射が抑制されるようにすることもできる。
【００１２】
特に有益な更なる実施形態では、各アンテナ計測用プローブは位置ターゲットを備えており、当該位置ターゲットの位置を測位することによって、当該位置ターゲットを備えたアンテナ計測用プローブの位置計測を実行するようにしている。また特に、前記位置ターゲットの位置を測位するためには、レーザビーム式測位装置、または、アーム式測位装置、及び／または、慣性測位装置、三角測量式測位手段、または、無線ナビゲーション利用測位方式を用いるとよい。
【００１３】
計測空間が彎曲している場合、及び／または、計測品質を更に向上させたい場合には、更に、アンテナ計測用プローブの姿勢角度を計測できるように機能を拡張した測位システムなどを用いて計測するようにするとよい。
【００１４】
各アンテナ計測用プローブの移動を手作業により実行することは有益である。アンテナ計測用プローブをポータブル型のものとし、その移動を手作業で行うようにすることで、測定対象物の電磁波の放射界の計測を、任意の方式で行うことができる。計測空間の中の複数の計測点の位置は、略々任意に選択することが可能であり、それら計測点の位置は、高精度の測位システムを用いていつでも計測することができる。そして、計測点の位置と計測点において取得した高周波計測値とを組合せたデータに対して、ここで説明するフィールド変換法を適用することにより、そのデータから、測定対象物の放射パターンを求めることができる。
【００１５】
特に有益な更なる実施形態では、測定対象物の放射界を計測する際の計測点密度と計測点分布とを出力手段上に連続的に視覚表示するようにしている。これによって、各アンテナ計測用プローブを手作業で移動させているときに、どの三次元空間部分ないし二次元平面部分における計測点での計測値取得が既に完了しており、どの三次元空間部分ないし二次元平面部分における計測点での計測値取得をこれから行う必要があるかをモニタすることが可能となる。
【００１６】
特に有益な更なる実施形態では、計測値取得を行う前記複数の計測点を選択する上で、前記フィールド変換法の前提条件を満たすようにそれら計測点の計測点密度及び計測点分布を選択するようにしており、前記フィールド変換法は、高速放射積分演算に基づいた変換法であり、各アンテナ計測用プローブが測定対象信号に及ぼす影響を考慮に入れたものである。
【００１７】
更に、測定対象物の放射パターンを求める際に空間反射が抑制されるようにすると有益である。これによって、より良好にアンテナの放射界を求めることができるようになる。
【００１８】
特に有益な更なる実施形態では、測定対象物の放射界を包含する計測空間の中で各アンテナ計測用プローブを移動させるようにし、その際に、測定対象物であるアンテナの型式に応じて、アンテナ計測用プローブをその測定対象物の前方の平面的な計測空間の中で移動させ、或いは、アンテナ計測用プローブを彎曲した計測空間の中で測定対象物の周囲をめぐるように移動させるようにしている。後者の移動形態は、例えば、測定対象物であるアンテナが非ビーム状の放射特性を有するアンテナである場合などに採用される。
【００１９】
本発明はまた、特性測定装置を提供するものであり、この特性測定装置は、測定対象物の放射界を測定する装置であって、特に当該測定対象物の直近の放射界を測定するのに適した装置である。この特性測定装置は、１つまたは複数のアンテナ計測用プローブを備えており、該アンテナ計測用プローブを前記放射界の中で移動させて複数の高周波計測点において計測値取得を行うことができるようにしてある。この特性測定装置は更に、位置計測手段を備えており、該位置計測手段によって、各アンテナ計測用プローブの移動中に、各高周波計測点において前記計測値取得を行うのと同時にまたは前記計測値取得を行う直前若しくは直後に各アンテナ計測用プローブの位置計測を少なくとも１回実行し、各高周波計測点に対して１つずつの位置を関連付けることにより、三次元空間的に規定された計測点群を生成することができるようにしてある。更に、演算処理装置を備えており、該演算処理装置によって、三次元空間内の前記計測点群から、前記対象物の、離隔距離に応じた少なくとも１つの放射パターンを求め得るようにしてあり、ここでいう離隔距離に応じた放射パターンとは、例えば近傍界放射パターンや遠方界放射パターンなどである。
【００２０】
この特性測定装置が更に周波数測定手段を備えたものとし、この周波数測定手段によって、各アンテナ計測用プローブの移動中に、各計測点における計測値取得のための高周波計測を実行できるようにしておくと有益である。
【００２１】
更なる実施形態では、各アンテナ計測用プローブは位置ターゲットを備えており、当該位置ターゲットの位置を測位することによって、当該位置ターゲットを備えたアンテナ計測用プローブの位置計測を実行できるようにしてある。また、前記位置ターゲットの位置を測位するために、レーザビーム式測位装置、アーム式測位装置、及び／または、慣性測位装置を備えるようにしている。ただし、基本的に、その他の測位手段を備えるようにしてもよく、例えば、三角測量式測位手段や、無線ナビゲーション利用測位方式を備えるようにしてもよい。
【００２２】
各アンテナ計測用プローブは、手作業による操作によって計測空間の中で回転し得るようにしておくとよく、それによって、各アンテナ計測用プローブがポータブル型であって可搬性を有することと相俟って、測定対象物の放射界を、また特に測定対象物の直近の放射界を計測するために、各アンテナ計測用プローブを三次元空間の中で移動させる際に、フレキシビリティに富んだ移動のさせ方とすることができる。そして、適当なフィールド変換法を適用することにより、アンテナなどの測定対象物の放射パターンを算出することができ、その放射パターンは、離隔距離に応じて近傍界放射パターンとして算出することも、遠方界放射パターンとして算出することも可能である。
【００２３】
以下に図面に示した実施形態に則して本発明を更に詳細に説明して行く。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】測定対象物の放射界の特性測定のための装置を示した模式図であり、同装置により計測値を取得することで計測点群を生成し、その計測値群を離隔距離に応じて近傍界放射パターンないし遠方界放射パターンに変換するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に参照符号１を付して示したのは測定対象物であり、この図示例の測定対象物１は通信衛星である。ここでは、図中右側に示したこの通信衛星１のアンテナ１ａの特性測定を行う場合について説明する。アンテナ１ａは、比較的高い収束度を有するビーム状の電磁波の放射界２を発生するものである。この放射界２を走査空間において走査することによって、この放射界２を十分な完全性をもって把握することができ、図示例の場合では、その走査空間を、水平方向に広がる空間とすることが好ましい。アンテナ計測用プローブ４は位置ターゲット５を備えている。このアンテナ計測用プローブ４を位置ターゲット５と共に、電磁波エネルギーを計測する計測空間３の中で移動させる。その移動を行っているときに、複数の計測点において計測値取得を行い、この計測値取得は、各計測点において高周波計測を実行するものである。アンテナ１ａの放射界の特性測定を完璧に行うためには、複数の計測点を適切に選択するようにし、ここでいう適切な選択とは、その選択の結果として得られるそれら計測点の三次元空間内の計測点密度及び計測点分布が、それら計測点にフィールド変換法を適用するための前提条件を満たすように選択するということである。
【００２６】
アンテナ計測用プローブ４を移動させているときに、所要の計測点密度または所定の計測点密度で、各計測点において計測値取得を行うのと同時にアンテナ計測用プローブ４の位置計測を実行する。このアンテナ計測用プローブ４の位置計測は様々な測位システムを用いて実行することができるが、図示例では測位システムとして、いわゆるレーザトラッカー（即ち、レーザビーム式測位装置）を使用している。図示例のレーザトラッカーは固定側装置６を含んでおり、この固定側装置６は、測位用レーザビーム７を発し、そしてアンテナ計測用プローブ４に備えられた位置ターゲット５を利用して、アンテナ計測用プローブ４の位置を高精度で計測する。尚、レーザトラッカー以外のその他の測位機器を使用してもよく、例えば「メッサーメ（Messarme）」と呼ばれている多関節アーム式三次元測位装置なども使用可能である。
【００２７】
測定対象物がビーム状の放射界を発生するアンテナである場合には、アンテナ計測用プローブ４を電磁波エネルギの計測空間３の中で移動させる際に、その放射界２の広がりに直交する方向に移動させることが好ましく、図にはこの移動方向を計測空間３の中の矢印で示した。一方、測定対象物が非ビーム状の放射界を発生するアンテナである場合や、全方向へ電磁波を反射する全方向反射性の測定対象物である場合には、アンテナ計測用プローブ４を移動させる際に、例えばその測定対象物１ないしアンテナ１ａの周囲をめぐらせるようにして移動させるようにしてもよい。ここで用いるフィールド変換法は、計測空間の内部のいかなる点も計測点とすることができるものであり、計測空間の表面に位置する計測点に対して適用されるものではない。このことは計測作業の容易化に大いに役立っており、なぜならば、これによって、アンテナ計測用プローブを移動させる際の三次元空間的な自由度が増大しているからである。
【００２８】
計測空間が彎曲している場合、及び／または、計測データの品質を更に向上させたい場合には、更に、アンテナ計測用プローブ４の姿勢角度を、例えば機能を拡張した測位システムなどを用いて計測するようにするとよい。位置データと、オプションとして測定することもある姿勢角度データとは、計測点データ（これは高周波データである）と組合せて、演算処理装置（ＣＰＵ）８に記憶させておく。この演算処理装置８は、図示例のように、適宜のキャビネットの中に収容しておくとよい。図示例ではこのキャビネットの中に、更に、適宜の高周波計測器も収容してある。この高周波計測器は例えば送信回路及び受信回路を備えたものであり、三次元空間的に分布している複数の計測点における計測値取得を行うための計測器である。更に、電波無響室以外の場所で計測を実行する場合に備えて、このキャビネットの中に空間反射を抑制するための機器を併せて収容しておくようにするのもよい。
【００２９】
図示例ではアンテナの電磁界を計測するための走査を、作業員９が手作業で実行するようにしている。作業員９はポータブル型のアンテナ計測用プローブ４を、それに連結した延長ロッド１０によって、水平方向及び鉛直方向に行き来させるように移動させる。出力手段１１は例えばディスプレイなどであり、計測を実行する作業員９はこの出力手段１１によって、計測空間３の全体のうちのどれほどまでの走査を完了したかを認識することができる。即ち、この出力手段１１によって、計測空間３のうちのどの領域を更に走査すべきかを知ることができる。図示例では、作業員９は自走式作業台１２の上に立って計測を実行しており、このような自走式作業台１２を用いることにより、アンテナ計測用プローブ４を把持した作業員９を、計測しようとする領域にできる限り近付けることができる。尚、この電磁界の走査は、例えば手動式または動力式の補助機構などの、アンテナ計測用に特化されていない機器を併用して行うようにしてもよく、そのような補助的機構としては、在来の様々な種類の昇降機構、搬送機構、クレーン機構、それにロボット機構などがある。
【００３０】
放射界の走査が完了したならば、演算処理装置８により、計測データ（この計測データには高周波データと位置データとが含まれ、場合によっては更にアンテナ計測用プローブの姿勢角度データが含まれる）に演算処理を施すことによって、アンテナ放射パターンを算出する。より詳しくは、その計測データ（即ち、計測点群）に、本明細書で説明するフィールド変換法を適用することによって、その計測データから、測定対象物からの距離が様々に異なる遠方界放射パターン及び近傍界放射パターンを求めることができる。尚、計測データを、図示した演算処理装置８とは別の演算処理装置に記憶させ、その別の演算処理装置においてその計測データに演算処理を施してアンテナ放射パターンに変換するようにしてもよい。
【００３１】
本発明に係る方法により得られる利点の１つに、三次元空間の中を移動させるポータブル型のアンテナ計測用プローブ４の移動中の位置を、略々任意の位置とすることができるということがあり、このことは、従来の近傍界アンテナ放射特性を測定するアンテナ特性測定システムでは不可能なことであった。また本発明では、アンテナの放射パターンを求めるために、各計測点において、高周波データの計測とアンテナ計測用プローブの位置計測とを同時に行うか、若しくは、それらの一方の計測の直後に他方の計測を行うようにしている。これによって、測定対象物の正面ないし周囲の三次元空間内に分布する計測点群を生成しており、そして、その計測点群に演算処理を施すことによって、その計測点群から、適度の処理時間で、適度の処理コストで、そして十分な精度をもって、アンテナから任意の距離だけ離れた位置の所望の放射パターンを求めることができる。また特に、遠方界放射パターンを求めることができ、このことは、多くの場合、アンテナの特性測定における最終的関心事である。
【００３２】
本発明の顕著な特徴の１つは、高度のフレキシビリティを有するということであり、このことは、特性測定に用いる装置がポータブル型の装置であって可搬性を有することによるものであり、この装置は、アンテナの送信電波の放射界特性も、また受信特性も、更には測定対象物の散乱特性も測定することが可能である。またこのことによって、それらの放射界の特性測定を低コストで行うことが可能となっている。特に、ここに説明している特性測定方法は、例えば衛星や航空機に既に組込まれている小型及び中型のアンテナなどの特性測定に適したものである。更に、本発明に係る方法及び装置は、アンテナの最適化調整、アンテナのトラブルシューティング、それに、アンテナ放射特性の局所的診断に用いられるのにも適したものである。
【００３３】
本発明に係る方法によれば、測定対象物の直接放射界、反射放射界、または散乱放射界の特性測定を行うことができ、その特性測定は、特性測定を行おうとしている測定対象物の放射界を囲繞している三次元空間である計測空間の中に任意の空間的分布をもって分布している複数の計測点において計測値取得を行うことによって行うが、それら複数の計測点は、測定対象物の直近に位置しているようにすることが望ましい。特に、測定対象物は、独立型アンテナ構造体であってもよく、或いは、なんらかの対象物に組込まれた組込型アンテナ構造体であってもよい。また、各計測点において１つまたは複数のアンテナ計測用プローブによる計測を行う際には、当該測定対象点の電磁界成分の計測を行うのと同時に或いはその計測を行う直前または直後に、当該アンテナ計測用プローブの三次元空間位置を高精度で計測する。特性測定結果を向上させるには、以上に加えて更に、各計測点において当該アンテナ計測用プローブの姿勢角度を求めるようにするとよい。こうして得られた、各々が電磁界計測値と三次元空間位置とで規定された複数の計測点から成る計測点群に、以下に説明するフィールド変換法を適用することによって、その計測点群から、測定対象物から任意の距離だけ離れた位置におけるアンテナ放射パターンを求めることができる。こうして求めることのできるアンテナ放射パターンには、一般的に近傍界パターンと呼ばれているものと遠方界パターンと呼ばれているものとの両方が含まれる。
【００３４】
ここに説明する特性測定方法は、特別なフィールド変換法を用いるものである。このフィールド変換法は、在来のフィールド変換法と異なり、いわゆる計測データ群にこのフィールド変換法を適用することによって、適度の処理時間で、適度の処理コストで、そして十分な精度をもって、測定対象物から任意の距離だけ離れた位置におけるアンテナ放射パターンをその計測データ群から求めることができる変換法である。このフィールド変換法は、高速放射積分演算に基づいた変換法であり、その放射積分演算は、１つまたは複数の放射界を、例えば平面波や三次元空間内電磁流分布などの適当な複数の置換放射源記述に戻し、そして、典型的な階層型多段階トランスレーションによって、計測値として取得した複数の高周波信号に対する相関を生成し得るものである。また、このフィールド変換法の特に顕著な更なる特徴として、このフィールド変換法では、各アンテナ計測用プローブが測定対象信号に及ぼす影響を考慮に入れることができるということがあり、これは、各アンテナ計測用プローブだけが振幅値及び位相値によって、当該アンテナ計測用プローブの遠隔場アンテナ放射パターンを用いて特徴付けられるからである。また、ここで用いるフィールド変換法の更なる特徴は、このフィールド変換法が放射パターンを求めるために単なる平面的（二次元的）データだけでなく「三次元空間的データ」に演算処理を施すものである、ということである。また、このフィールド変換法を適用することによって、更に、計測中に発生し得る空間反射が抑制されるようにすることもできる。更には、送信用及び／または受信用のあらゆる種類の独立型アンテナないし組込型アンテナの放射界の特性を求めることも、また、あらゆる種類の散乱源となる測定対象物の放射界の特性を求めることも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１    測定対象物
２    放射界
３    計測空間
４    アンテナ計測用プローブ
５    位置ターゲット
６    測位手段（レーザトラッカー）
７    測位用レーザビーム
８    演算処理装置（ＣＰＵ）
９    作業員
１０  延長ロッド
１１  出力手段（ディスプレイ）
１２  作業台
【図１】
2011099856.tif 000003