(57)【要約】【課題】正確な測定を実現できるアンテナ特性測定装置を提供する。【解決手段】測定対象である受信アンテナ５００を回転可能に支持する回転ステージ装置１３０は、第１の回転台１３１と、支持棒１３３と、第２の回転台１３２とを有している。第２の回転台には、受信アンテナの載置面を持つアース板１３５が備えられている。アース板のこの載置面は、回転ステージ装置を上方から見たときに、第２の回転台の回転中心Ｃ２に重畳する部分が第１の回転台の回転中心Ｃ１に重畳している。【選択図】　　　図２
2004117288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの指向特性を測定するためのアンテナ特性測定装置であって、信号発生器に接続された送信アンテナと、測定対象である受信アンテナを回転可能に支持する回転ステージ装置とを有するアンテナ特性測定装置において、
前記回転ステージ装置は、
水平方向である第１の回転面に沿って回転する第１の回転台と、
前記第１の回転台上に垂直に延びるように、かつ、該第１の回転台の回転中心付近に取り付けられた支持棒と、
前記支持棒の側面上に取り付けられ、前記第１の回転面に垂直な第２の回転面に沿って回転する第２の回転台とを有し、
前記第２の回転台には、受信アンテナの載置面を持つアース板が備えられており、
前記アース板の前記載置面は、前記回転ステージ装置を上方から見たときに、前記第２の回転台の回転中心に重畳する部分が前記第１の回転台の前記回転中心に重畳していることを特徴とするアンテナ特性測定装置。
【請求項２】
前記アース板を支持するための発泡樹脂材からなる支持板をさらに有しており、
前記アース板は、厚さ０．３ｍｍ以下の金属からなる請求項１に記載のアンテナ特性測定装置。
【請求項３】
前記発泡樹脂材は、発泡スチロールまたは発泡ポリエチレンである請求項２に記載のアンテナ特性測定装置。
【請求項４】
前記金属は、アルミニウムである請求項２または３に記載のアンテナ特性測定装置。
【請求項５】
前記金属は、金属蒸着フィルムである請求項２または３に記載のアンテナ特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナの指向特性を測定するためのアンテナ特性測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１を参照して、この種のアンテナ特性測定装置は、周囲全体に電波吸収体６００が形成された電波暗室１０と、電波暗室１０内に設置され、信号発生器に接続された送信アンテナ２０と、同じく電波暗室１０内に設置され、測定対象である受信アンテナ５００を回転可能に支持する回転ステージ装置３０を有している。
【０００３】
送信アンテナ２０は、アンテナ部２２と、アンテナ部２２を回転駆動するための送信アンテナ回転台２１とを備えている。アンテナ部２２には、測定用信号を発生するための信号発生器４０が接続されている。
【０００４】
回転ステージ装置３０は、水平方向である第１の回転面に沿って矢印Ｒ１方向に回転する第１の回転台３１と、第１の回転台３１上に垂直に延びるように、かつ、第１の回転台３１の回転中心上に取り付けられた支持棒３３と、支持棒３３の上方にチルト中心Ｃ３を中心としてチルト可能に軸支され、回転中心Ｃ２を中心として矢印Ｒ２方向に回転する第２の回転台３２とを有している。尚、チルト中心Ｃ３は、第１の回転台３１のＲ１方向への回転中心と重畳している。
【０００５】
第２の回転台３２には、木製の支持板３４上に重畳された、受信アンテナ５００の載置面を持つアース板３５が備えられている。アース板３５には直径１０００ｍｍ程度で厚さ約１ｍｍの金属製の円板を用い、これを補強および支持するための支持板３４には同直径で厚さ１５〜２０ｍｍ程度の木製（例えば、合板製）の円板が用いられている。
【０００６】
測定対象である受信アンテナ５００は、回転ステージ装置３０のアース板３５上に載置される。尚、受信アンテナ５００を回転中心Ｃ２上に載置することは、云うまでもない。受信アンテナ５００には、受信状態を確認するためのパワーメータ５０が接続される。さらに、送信アンテナ回転台２１、信号発生器４０、パワーメータ５０、第１の回転台３１、第２の回転台３２、および第１および第２の回転台３１および３２を操作するためのステージコントローラ６０は、共通のバスライン（例えば、ＧＰＩＢ（Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｕｒｐｏｓｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｂｕｓ））８０を介してパーソナルコンピュータ７０に接続されている。パーソナルコンピュータ７０は、測定用信号の調整、回転ステージ装置３０の制御、ならびに受信信号の確認を統括する。
【０００７】
測定対象である受信アンテナ５００の指向特性の測定は、次のようにして行われる。アース板３５上に測定すべき受信アンテナ５００を取り付け、送信アンテナ２０から測定用信号（電波）を必要に応じてアンテナ部２２を回転させながら送信する一方、受信アンテナ５００をステージコントローラ６０および／またはパーソナルコンピュータ７０によって種々の方向に動かしつつ、受信状態をパワーメータ５０および／またはパーソナルコンピュータ７０によって確認し、受信アンテナ５００の指向特性を測定する。
【０００８】
より具体的には、図中、符号θで示すチルト角を手動で種々の値に変化させつつ、その都度、第１および第２の回転台３１および３２をステージコントローラ６０で操作、制御し、受信アンテナ５００を回転方向Ｒ１およびＲ２に回転させる。これにより、送信アンテナ２０に対して受信アンテナ５００を種々の向きにして、受信アンテナ５００の指向特性を測定することができる。
【０００９】
この種のアンテナ特製測定装置としては、本出願人による特願平２００１−２７３５５０号に記載されたものがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１に示した例をも含め、従来のアンテナ特製測定装置においては、チルト中心Ｃ３とアース板３５の受信アンテナ５００の載置面とが、図中、符号ｄで示すようにオフセットしているため、ひいては、第１の回転台３１のＲ１方向への回転中心とアース板３５の受信アンテナ５００の載置面とが符号ｄで示すようにオフセットしているため、チルト角θを変化させたときに、送信アンテナ２０に対する受信アンテナ５００の載置中心も変化してしまう。受信アンテナ５００の送信アンテナ２０への相対位置の変化は測定結果に影響し、正確な測定結果を得られない
それ故、本発明の課題は、正確な測定を実現できるアンテナ特性測定装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、アンテナの指向特性を測定するためのアンテナ特性測定装置であって、信号発生器に接続された送信アンテナ（２０）と、測定対象である受信アンテナ（５００）を回転可能に支持する回転ステージ装置（１３０）とを有するアンテナ特性測定装置において、前記回転ステージ装置は、水平方向である第１の回転面に沿って回転する第１の回転台（１３１）と、前記第１の回転台上に垂直に延びるように、かつ、該第１の回転台の回転中心付近に取り付けられた支持棒（１３３）と、前記支持棒の側面上に取り付けられ、前記第１の回転面に垂直な第２の回転面に沿って回転する第２の回転台（１３２）とを有し、前記第２の回転台には、受信アンテナの載置面を持つアース板（１３５）が備えられており、前記アース板の前記載置面は、前記回転ステージ装置を上方から見たときに、前記第２の回転台の回転中心（Ｃ２）に重畳する部分が前記第１の回転台の前記回転中心（Ｃ１）に重畳していることを特徴とするアンテナ特性測定装置が得られる。
【００１２】
本発明によればまた、前記アース板を支持するための発泡樹脂材からなる支持板（１３４）をさらに有しており、前記アース板（１３５）は、厚さ０．３ｍｍ以下の金属からなる請求項１に記載のアンテナ特性測定装置が得られる。
【００１３】
本発明によればさらに、前記発泡樹脂材は、発泡スチロールまたは発泡ポリエチレンである前記アンテナ特性測定装置が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記金属は、アルミニウムである前記アンテナ特性測定装置が得られる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、前記金属は、金属蒸着フィルムである前記アンテナ特性測定装置が得られる。
【００１６】
尚、上記括弧内の符号は、理解を容易にするために付した一例に過ぎず、これらに限定されものではない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態によるアンテナ特性測定装置について詳細に説明する。
【００１８】
図２を参照して、本発明の実施の形態によるアンテナ特性測定装置は、図１に示した従来の装置と同様に、電波暗室内に設置された送信アンテナ２０と、回転ステージ装置１３０とを有している。
【００１９】
送信アンテナ２０は、アンテナ部２２と、アンテナ部２２を回転駆動するための送信アンテナ回転台２１とを備えている。アンテナ部２２には、測定用信号を発生するための信号発生器４０が接続されている。
【００２０】
回転ステージ装置１３０は、後に詳述するが、第１の回転台１３１と、第２の回転台１３２とを有している。
【００２１】
測定対象である受信アンテナ５００は、回転ステージ装置１３０のアース板１３５上に載置される。受信アンテナ５００には、受信状態を確認するためのパワーメータが接続される。さらに、送信アンテナ回転台２１、信号発生器４０、パワーメータ５０、第１および第２の回転台１３１および１３２、ならびに、第１および第２の回転台１３１および１３２を操作するためのステージコントローラ６０は、共通のバスライン（例えば、ＧＰＩＢ）８０を介してパーソナルコンピュータ７０に接続されている。パーソナルコンピュータ７０は、測定用信号の調整、回転ステージ装置３０の制御、ならびに受信信号の確認を統括する。
【００２２】
そして、図２ならびに図３（ａ）および（ｂ）を参照して、本実施の形態においては、特に、回転ステージ装置１３０は、水平方向である第１の回転面に沿って回転する第１の回転台１３１と、第１の回転台１３１上に垂直に延びるように、かつ、第１の回転台１３１の回転中心Ｃ１付近に取り付けられた支持棒１３３と、支持棒１３３の側面上に取り付けられ、第１の回転面に垂直な第２の回転面に沿って回転する第２の回転台１３２とを有している。第２の回転台１３２には、受信アンテナ５００の載置面を持つアース板１３５が備えられている。アース板１３５の載置面は、回転ステージ装置１３０を上方から見たときに、第２の回転台１３２の回転中心Ｃ２に重畳する部分が第１の回転台の回転中心Ｃ１に重畳している。尚、受信アンテナ５００を回転中心Ｃ２上に載置することは、云うまでもない。
【００２３】
測定対象である受信アンテナ５００の指向特性の測定は、次のようにして行われる。アース板１３５上に測定すべき受信アンテナ５００を取り付け、送信アンテナ２０から測定用信号（電波）を必要に応じてアンテナ部２２を回転させながら送信する一方、受信アンテナ５００をステージコントローラ６０および／またはパーソナルコンピュータ７０によって種々の方向に動かしつつ、受信状態をパワーメータ５０および／またはパーソナルコンピュータ７０によって確認し、受信アンテナ５００の指向特性を測定する。
【００２４】
より具体的には、第１の回転台１３１をステージコントローラ６０で操作、制御して受信アンテナ５００を回転方向Ｒ１に動かすことで、図３（ｂ）中、符号θで示す舵角を種々の値に変化させつつ、その都度、第２の回転台１３２をステージコントローラ６０で操作、制御し、受信アンテナ５００を回転方向Ｒ２に回転させる。これにより、送信アンテナ２０に対して受信アンテナ５００を種々の向きにして、受信アンテナ５００の指向特性を測定することができる。本発明の構成によれば、図１に示した従来の装置と同様の向きに受信アンテナ５００を設定することができる。
【００２５】
このように、本装置においては、第１の回転台１３１のＲ１方向への回転中心Ｃ１とアース板１３５の受信アンテナ５００の載置面とがオフセットしていないため、受信アンテナ５００の送信アンテナ２０への相対位置が変化することがないので測定結果に悪影響することなく、したがって、正確な測定結果が得られる。
【００２６】
本装置においてはまた、回転ステージ装置のアース板１３５として、直径１０００ｍｍで厚さ０．３ｍｍのアルミニウム製の円板を用いている。これを補強および支持するための支持板１３４としては、同直径で厚さ５０ｍｍの発泡スチロールの円板を用いている。また、支持板１３４の支持棒３３は、支持板１３４と同様に発泡スチロール等の発泡材質であるのが好ましい。
【００２７】
アース板１３５は、アルミニウムに限らず、例えば金属蒸着フィルムなど金属材質が使用されていればよい。支持板１３４及び支持棒１３３は、発泡スチロールに限らず、発泡ポリエチレン等、他の発泡樹脂材であってもよい。
【００２８】
また、アース板１３５は、厚さ０．３ｍｍ以下であればよい。支持板１３４は、厚さ５０ｍｍに限られない。さらに、支持板１３４およびアース板１３５の直径は、１０００ｍｍに限られるものではない。
【００２９】
ここで、図１に示した従来例では、アース板３５には直径１０００ｍｍ程度で厚さ約１ｍｍの金属製の円板を用い、これを補強および支持するための支持板３４には同直径で厚さ１５〜２０ｍｍ程度の木製（例えば、合板製）の円板を用いていたがために、次のような問題点があった。即ち、木は一般に吸水性が高いため、支持板３４が電波暗室１０内の雰囲気から水分を吸収する。そして、支持板３４のように電波暗室１０内に設置される設備品に含まれる水分は、送信アンテナ２０から出力される電波を不要に反射する。この反射波は、測定結果に悪影響し、正確な測定結果を得られない可能性がある。特に、受信アンテナ５００が高周波数帯域用アンテナの場合には、検査用電波も高周波数帯域に属するため、水分による反射作用がより顕著に生じてしまう。
【００３０】
これに対し、本実施の形態では、支持板１３３が発泡樹脂材から成っているため、送信アンテナ２０から出力される電波を不要に反射することがなく、正確な測定結果を得られる。尚、アース板１３４の厚さを０．３ｍｍと、従来の約１ｍｍに比べて薄くできたのは、支持板１３３が厚さ５０ｍｍと厚く、アース板１３４が薄くても十分に支持できるからである。支持板１３３の厚さを厚くすることができるのは、発泡樹脂材の発泡率が木のそれの約３０〜４０倍であり、等価誘電率が空気と同様であり、仮に木製で５０ｍｍ厚とする場合に比べ、測定への悪影響が遥かに低いこと、木に比べて吸水性が低いので、含有水分により悪影響をも回避できるからである。また、５０ｍｍ厚程度の支持板１３３と０．３ｍｍ以下の厚さである薄いアース板１３４との組み合わせは、従来の支持板およびアース板の組み合わせに比べて軽量であり、慣性質量が低い。よって、回転ステージが慣性によって所望の角度を超えてオーバーラン等することがなく、この点においても、正確な測定に有用である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によるアンテナ特性測定装置は、第１の回転台の回転中心とアース板の受信アンテナの載置面とがオフセットしていないため、アンテナの指向特性を正確に測定できる。
【００３２】
加えて、従来は手動でチルト角を操作していたが、受信アンテナの全ての向きを第１および第２の回転台を用いて実現できるため、効率のよく測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアンテナ特性測定装置を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態によるアンテナ特性測定装置を示す概念図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２に示すアンテナ特性測定装置の動作を説明するための上面図である。
【符号の説明】
１０　　電波暗室
２０　　送信アンテナ
２１　　送信アンテナ回転台
２２　　アンテナ部
３０、１３０　　回転ステージ装置
３１、１３１　　第１の回転台
３２、１３２　　第２の回転台
３３、１３３　　支持棒
３４、１３４　　支持板
３５、１３５　　アース板
４０　　信号発生器
５０　　パワーメータ
６０　　ステージコントローラ
８０　　バスライン
７０　　パーソナルコンピュータ
５００　　受信アンテナ
６００　　電波吸収体
【図１】
2004117288.tif 000003
【図２】
2004117288.tif 000004
【図３】
2004117288.tif 000005