(57)【要約】【課題】長尺アンテナの利得測定技術を提供する。【解決手段】利得測定システムは、円弧上に配置された１つ以上の波源と、回転台と、ネットワークアナライザと、遠方界計算部と、利得計算部とを備える。利得計算部は、基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、長尺アンテナの遠方界ＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、基準アンテナの遠方界ＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する。基準アンテナは、無指向性アンテナであり、回転台の中心軸とは異なる位置に配置されている。【選択図】図１
2013092424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準としてｍθの方向に位置させる回転台と、
Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、上記回転台の中心軸を中心とする半径Ｒの円弧上に、上記円弧上の予め定められた点と成す中心角がそれぞれｎφとなるように配置されたＮ１＋Ｎ２＋１個の波源と、
上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを受信側、上記波源を送信側として、各上記波源を励振させて、上記各波源に対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するネットワークアナライザと、
測定対象の電波の波数をｋ、各波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、下記式により、遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算部と、
【数４】
2013092424.tif 000006
上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記遠方界計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記遠方界計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算部と、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定システム。
【請求項２】
Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準としてｍθの方向に位置させる回転台と、
Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、上記回転台の中心軸を中心とする半径Ｒの円弧上に、上記円弧上の予め定められた点と成す中心角がそれぞれｎφとなるように配置されたＮ１＋Ｎ２＋１個のプローブと、
上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、各上記プローブを選択して、上記各プローブに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するネットワークアナライザと、
測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、下記式により、遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算部と、
【数５】
2013092424.tif 000007
上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算部と、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定システム。
【請求項３】
Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数とし、Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数とし、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準として（ｍ＋ｎ）θの方向に位置させる回転台と、
上記回転台の中心軸から距離Ｒだけ離れた位置に配置された波源と、
上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを受信側、上記波源を送信側として、上記波源を励振させて、ｍとｎの組のそれぞれに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するネットワークアナライザと、
測定対象の電波の波数をｋ、上記波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、下記式により、遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算部と、
【数６】
2013092424.tif 000008
上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算部と、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定システム。
【請求項４】
Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数とし、Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数とし、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準として（ｍ＋ｎ）θの方向に位置させる回転台と、
上記回転台の中心軸から距離Ｒだけ離れた位置に配置されたプローブと、
上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、ｍとｎの組のそれぞれに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するネットワークアナライザと、
測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、下記式により、遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算部と、
【数７】
2013092424.tif 000009
上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算部と、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定システム。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の利得測定システムにおいて、
上記利得計算部は、下記式により定義される上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する、
ＧＡＵＴ＝ＧＲＥＦ×（ＥｆａｒＡＵＴ）２／（ＥｆａｒＲＥＦ）２
利得測定システム。
【請求項６】
回転台は、Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準としてｍθの方向に位置させるとし、
Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、Ｎ１＋Ｎ２＋１個の波源は、上記回転台の中心軸を中心とする半径Ｒの円弧上に、上記円弧上の予め定められた点と成す中心角がそれぞれｎφとなるように配置されているとし、
ネットワークアナライザが、上記長尺アンテナを受信側、上記波源を送信側として、各上記波源を励振させて、上記各波源に対応する上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、各波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を用いて、下記式により、上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数８】
2013092424.tif 000010
ネットワークアナライザが、上記基準アンテナを受信側、上記波源を送信側として、各上記波源を励振させて、上記各波源に対応する上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、各波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を用いて、下記式により、上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数９】
2013092424.tif 000011
利得計算部が、上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記遠方界計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記遠方界計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算ステップと、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定方法。
【請求項７】
回転台は、Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準としてｍθの方向に位置させるとし、
Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、Ｎ１＋Ｎ２＋１個のプローブが、上記回転台の中心軸を中心とする半径Ｒの円弧上に、上記円弧上の予め定められた点と成す中心角がそれぞれｎφとなるように配置されているとし、
ネットワークアナライザが、上記長尺アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、各上記プローブを選択して、上記各プローブに対応する上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を用いて、下記式により、上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１０】
2013092424.tif 000012
ネットワークアナライザが、上記基準アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、各上記プローブを選択して、上記各プローブに対応する上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を用いて、下記式により、上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１１】
2013092424.tif 000013
利得計算部が、上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算ステップと、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定方法。
【請求項８】
回転台は、Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数とし、Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数とし、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準として（ｍ＋ｎ）θの方向に位置させるとし、
波源が、上記回転台の中心軸から距離Ｒだけ離れた位置に配置されているとし、
ネットワークアナライザが、上記長尺アンテナを受信側、上記波源を送信側として、上記波源を励振させて、ｍとｎの組のそれぞれに対応する上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、上記波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を用いて、下記式により、上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１２】
2013092424.tif 000014
ネットワークアナライザが、上記基準アンテナを受信側、上記波源を送信側として、上記波源を励振させて、ｍとｎの組のそれぞれに対応する上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、上記波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を用いて、下記式により、上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１３】
2013092424.tif 000015
利得計算部が、上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算ステップと、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定方法。
【請求項９】
回転台は、Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数とし、Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数とし、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準として（ｍ＋ｎ）θの方向に位置させるとし、
プローブは、上記回転台の中心軸から距離Ｒだけ離れた位置に配置されているとし、
ネットワークアナライザが、上記長尺アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、ｍとｎの組のそれぞれに対応する上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、上記長尺アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を用いて、下記式により、上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１４】
2013092424.tif 000016
ネットワークアナライザが、上記基準アンテナを送信側、上記プローブを受信側として、ｍとｎの組のそれぞれに対応する上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定するステップと、
遠方界計算部が、測定対象の電波の波数をｋ、虚数単位をｊとして、上記基準アンテナの電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を用いて、下記式により、上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算ステップと、
【数１５】
2013092424.tif 000017
利得計算部が、上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算ステップと、を含み、
上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている、
利得測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、長尺アンテナの利得を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺アンテナの評価技術として、長尺アンテナの遠方界の指向性を測定する技術が特許文献１に記載されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、長尺アンテナの遠方界の指向性を測定する技術は記載されているが、長尺アンテナの利得を測定する技術については記載されていない。
【０００５】
この発明の課題は、長尺アンテナの利得を測定する利得測定システム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の一態様による利得測定システムは、Ｍ１及びＭ２を正の整数とし、ｍを−Ｍ１からＭ２までの整数として、長尺アンテナ又は利得が予めわかっている基準アンテナを回転させて、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを予め定めた方向を基準としてｍθの方向に位置させる回転台と、Ｎ１及びＮ２を所定の正の整数、ｎを−Ｎ１からＮ２までの整数として、上記回転台の中心軸を中心とする半径Ｒの円弧上に、上記円弧上の予め定められた点と成す中心角がそれぞれｎφとなるように配置されたＮ１＋Ｎ２＋１個の波源と、上記長尺アンテナ又は上記基準アンテナを受信側、上記波源を送信側として、各上記波源を励振させて、上記各波源に対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定するネットワークアナライザと、測定対象の電波の波数をｋ、各波源の振幅をｗｎ、虚数単位をｊとして、下記式により、遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める遠方界計算部と、
【０００７】
【数１】
2013092424.tif 000003
【０００８】
上記基準アンテナの利得ＧＲＥＦと、上記遠方界計算部が求めた上記長尺アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と、上記遠方界計算部が求めた上記基準アンテナの遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）であるＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）とを用いて、置換法により上記長尺アンテナの利得ＧＡＵＴを計算する利得計算部と、を含み、上記基準アンテナは、無指向性アンテナであり、上記回転台の上記中心軸とは異なる位置に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
長尺アンテナの利得を測定することができる。また、基準アンテナを、無指向性アンテナとして、回転台の中心軸とは異なる位置に配置することにより、定在波の影響を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態の利得測定システムを説明するための図。
【図２】数値定在波の角度分布を例示する図。
【図３】数値定在波の平均値を例示する図。
【図４】数値定在波の平均値を例示する図。
【図５】第二実施形態の利得測定システムを説明するための図。
【図６】被測定アンテナの配置位置を説明するための図。
【図７】利得測定方法を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照してこの発明の一実施形態を説明する。
【００１２】
［第一実施形態］
第一実施形態の利得測定システムは、図１に示すように、長尺アンテナ１１又は基準アンテナ１２である被測定アンテナ１と、回転台２と、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２と、ネットワークアナライザ４と、遠方界計算部５と、利得計算部６とを例えば含む。
【００１３】
利得の測定の対象となるアンテナは、一次元的に大きな開口長を有するいわゆる長尺アンテナ１１である。長尺アンテナ１１の利得は、後述するように、予め利得がわかっている基準アンテナ１２を用いた置換法により測定される。
【００１４】
回転台２は、載せられた物を回転軸周りに回転させ、予め定められた方向を基準として載せられた物をｍθの方向に位置させる。ｍは、−Ｍ１からＭ２までの整数である。Ｍ１及びＭ２は、所定の正の整数である。Ｍ１とＭ２とは、同じ値でも、異なる値でもよい。θは予め定められた値である。回転台２の回転方向は、後述する波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２が配置される円弧の延伸方向と一致する。回転台２の回転軸方向は、例えば鉛直方向と一致する。
【００１５】
長尺アンテナ１１又は利得が予めわかっている基準アンテナ１２が、回転台２の上に載せられる。回転台２の上に載せられた、遠方界の測定対象となるアンテナを被測定アンテナ１と呼ぶことにする。被測定アンテナ１が基準アンテナ１２である場合は、図６に例示するように、回転台２の中心軸Ｃとは異なる位置に配置される。これにより、定在波の影響を小さくすることができる。その理由については、後述する。長尺アンテナ１１は、回転台２の回転軸Ｃの位置に配置されてもよいし、回転台２の回転軸Ｃとは異なる位置に配置されてもよい。
【００１６】
波源３Ｎ１は、回転台２の中心軸Ｃを中心とする半径Ｒの円弧上に等間隔で配置されている。Ｎ１及びＮ２は、所定の正の整数である。Ｎ１とＮ２とは、同じ値でも異なる値でもよい。各波源３ｎ（ｎ＝Ｎ１，Ｎ１−１，…，−Ｎ２）は、円弧上の予め定められた点と成す中心角がｎφとなるように配置されている。円弧上の予め定められた点とは、例えば波源３０の位置である。例えば、図１に示すように、波源３Ｎ１は、波源３Ｎ１と波源３０とが成す中心角∠３Ｎ１Ｃ３０がＮ１φとなるように配置されている。φは、予め定められた値である。例えば、φ＝θとする。
【００１７】
ネットワークアナライザ４は、被測定アンテナ１を受信側、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２を送信側として、各波源３ｎ（ｎ＝Ｎ１，Ｎ１−１，…，−Ｎ２）を励振させて、その各波源３ｎに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定する。これにより、Ｎ１＋Ｎ２＋１個の波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２にそれぞれ対応するＮ１＋Ｎ２＋１個の電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）が測定される。測定された電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）は、遠方界計算部５に送信される。
【００１８】
遠方界計算部５は、電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を用いて、下記式に基づいて遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を計算する。計算された遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）は、利得計算部６に送信される。ｋは測定対象の電波の波数であり、ｗｎは波源３ｎの振幅であり、ｊは虚数単位である。例えば、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２を同じように励振させるのであれば、ｗｎ＝１（ｎ＝Ｎ１，Ｎ１−１，…，−Ｎ２）とする。
【００１９】
【数２】
2013092424.tif 000004
【００２０】
ｋＲ（１−ｃｏｓｎφ）は、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２を円弧上に配置したことに伴って生じる位相差の補正である。このような補正によって、被測定アンテナ１の近傍に仮想的な平面波７を生成することができる。すなわち、平面波７が生成された場合と同様の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求めることができる。
【００２１】
ネットワークアナライザ４及び遠方界計算部５は、図７に例示するように、まず、被測定アンテナ１が長尺アンテナ１１である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を計算し（ステップＳ１）、その後被測定アンテナ１が基準アンテナ１２である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を計算する（ステップＳ２）。被測定アンテナ１が長尺アンテナ１１である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）をＥｆａｒＡＵＴ（ｍθ）と表記し、被測定アンテナ１が基準アンテナ１２である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）をＥｆａｒＲＥＦ（ｍθ）と表記する。
【００２２】
もちろん、ネットワークアナライザ４及び遠方界計算部５は、被測定アンテナ１が基準アンテナ１２である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を計算し、その後被測定アンテナ１が長尺アンテナ１１である場合の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を計算してもよい。
【００２３】
利得計算部６は、いわゆる置換法により長尺アンテナ１１の利得ＧＡＵＴを計算する。例えば、下記式に基づいて長尺アンテナ１１の利得ＧＡＵＴを計算する。基準アンテナ１２の予めわかっている利得をＧＲＥＦとする（ステップＳ３）。
【００２４】
ＧＡＵＴ＝ＧＲＥＦ×（ＥｆａｒＡＵＴ）２／（ＥｆａｒＲＥＦ）２
このようにして、長尺アンテナ１１の利得を計算することができる。
【００２５】
上記の例では、全ての波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２が回転台２の中心軸ＣからＲの距離にあり、ｋＲ（１−ｃｏｓｎφ）という位相の補正を遠方界の計算の中で行っている。したがって、ｍ’θ＋ｎ’φ＝ｍθ＋ｎφであるが（ｍ’，ｎ’）と（ｍ，ｎ）が異なる場合には、どちから一方の組に対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍ’θ＋ｎ’φ）又は電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定すれば、他方の組の電界強度の測定を省略することができる。θ＝φとすれば、ｍ’θ＋ｎ’φ＝ｍθ＋ｎφとなる場合が更に増えるため、さらに少ない電界強度の測定で遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）及び利得ＧＡＵＴを計算することができる。
【００２６】
ところで、一般に、このような測定においては、測定のために放射される電波の反射によって定在波が生じている。また、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２の合成によって生じる数値的な定在波も生じている。このような定在波が生じている環境で測定をした場合、基準アンテナ１２の位置に起因して、長尺アンテナ１１の利得測定結果に誤差が生じ得る。
【００２７】
例えば、基準アンテナ１２を定在波の腹に位置させた場合には、定在波の腹以外に位置させた場合と比較して受信レベルは大きくなる。また、基準アンテナ１２を定在波の節に位置させた場合には、定在波の節以外に位置させた場合と比較して受信レベルは小さくなる。
【００２８】
このような定在波の影響を低減又は除去するためには、基準アンテナ１２の位置を変えて測定を行うことが望ましい。そのために、この実施形態では、基準アンテナ１２を無指向性アンテナとし、回転台２の中心軸Ｃとは異なる位置に基準アンテナ１２を配置しているのである。
【００２９】
図６に示すように、回転台２の中心軸Ｃとは異なる位置に基準アンテナ１２を配置すると、回転台２の回転に伴い、基準アンテナ１２は定在波Ｓ中を移動することになる。したがって、回転台２の中心軸Ｃとは異なる位置に基準アンテナ１２を配置すれば、基準アンテナ１２の位置を変えて測定を行うことと同じ効果を得ることができるのである。
【００３０】
基準アンテナ１２を無指向性アンテナとするのは、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２方向のレベルを一定にするためである。
【００３１】
回転台２の中心軸Ｃと基準アンテナ１２との距離を回転半径と呼ぶことにして、回転半径を０ｍ、０．１０ｍ、０．２０ｍとしたときの数値定在波の角度分布をシミュレーションにより求めた結果を以下に示す。
【００３２】
周波数を２．０ＧＨｚとし、波源の数を１５０１とし、測定する角度の単位θを０．１度とし、回転台２の中心軸Ｃと波源の距離Ｒを１０ｍとした。また、中心に位置する波源の方向を０度とし、各数値定在波の受信レベルを回転半径０ｍのときの数値定在波の受信レベルで正規化した。回転台２の角度ステップθごとにデータをサンプリングするので、回転台２が一回転すると３６０１ポイントの異なる位置の数値定在波の受信レベルを取得することになる。
【００３３】
図２に示すように、基準アンテナ１２を回転台２の中心軸Ｃに配置して回転台２を回転させた場合には数値定在波の受信レベルは変化しないが、基準アンテナ１２を回転台２の中心軸Ｃとは異なる位置に配置して回転台２を回転させた場合には数値定在波の受信レベルが変化することがわかる。このように回転半径を変化させると、数値定在波中の移動経路も変化するため、数値定在波の平均値も変化することが予想される。
【００３４】
そこで、各回転半径に対応する数値定在波の平均値を図３及び図４に示す。数値定在波の平均値は、各角度で求めた数値定在波の受信レベルの一回転分の総和をサンプリング数で除した値である。図３から、回転半径が１ｍまでの範囲では距離特性の影響を受けず、数値定在波の平均値はある値に収束することがわかる。図３の例では、収束値は約−０．１２ｄＢである。したがって、この収束値に対応する回転半径で基準アンテナ１２を配置すれば、数値定在波の影響を低減又は除去することができる。例えば、回転半径を０．１ｍとすると、数値定在波の平均値が−０．１７ｄＢとなり、収束値である約−０．１２ｄＢから約０．０５ｄＢの変動で測定することができる。
【００３５】
図４に示すように、回転半径を大きくし過ぎると、数値定在波の平均値は距離特性の影響を受けて発散する。このため、回転半径は、距離特性の影響を受けない範囲で設定することが望ましい。
【００３６】
なお、波源の代わりにプローブを用いて、被測定アンテナ１を送信側、上記プローブを受信側として電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）及び利得の測定を行ってもよい。プローブの数は波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２の数と同じであり、これらのプローブはそれぞれ波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２と同じ位置に配置される。この場合、ネットワークアナライザ４は、各プローブを選択して、上記各プローブに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（ｍθ＋ｎφ）を測定する。その他の処理は、波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２を用いた場合と同様である。
【００３７】
［第二実施形態］
第一実施形態の利得測定システムはＮ１＋Ｎ２＋１個の波源３Ｎ１，…，３−Ｎ２を備えているのに対して、第二実施形態の利得測定システムはただ１つの波源３を備えている。また、第二実施形態ではφ＝θとする。
【００３８】
このように、波源の数が１つであっても、回転台２の回転方向をｍθから（ｍ＋ｎ）θとすることで、複数の波源から１つの波源を選択して励振させたときの同様の遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を測定することができる。
【００３９】
すなわち、回転台２は、被測定アンテナ１を予め定めた方向を基準として（ｍ＋ｎ）θの方向に位置させる。第一実施形態と同様に、ｍは−Ｍ１からＭ２までの整数であり、ｎは−Ｎ１からＮ２までの整数である。
【００４０】
ネットワークアナライザ４は、波源３を励振させて、ｍとｎの組のそれぞれに対応する電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）を測定する。
【００４１】
そして、遠方界計算部５は、下記式により遠方界遠方界Ｅｆａｒ（ｍθ）を求める。
【００４２】
【数３】
2013092424.tif 000005
【００４３】
他の部分について第一実施形態であるため重複説明を省略する。
【００４４】
このように、第二実施形態の利得測定システムのようにただ１つの波源３を備えている場合であっても、第一実施形態と同様に長尺アンテナの利得を計算することができる。また、基準アンテナを、無指向性アンテナとして、回転台の中心軸とは異なる位置に配置することにより、定在波の定在波の影響を小さくすることができることとについても第一実施形態と同様である。
【００４５】
なお、波源の代わりにプローブを用いて、被測定アンテナ１を送信側、上記プローブを受信側として電界強度Ｅｎｅａｒ（（ｍ＋ｎ）θ）及び利得の測定を行ってもよい。プローブはそれぞれ波源３と同じ位置に配置される。その他の処理は、波源３を用いた場合と同様である。
【００４６】
［変形例等］
この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は適宜組み合わせることができる。その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
１      被測定アンテナ
１１    長尺アンテナ
１２    基準アンテナ
２      回転台
３，３ｎ，３Ｎ１，…，３−Ｎ２， 波源
４      ネットワークアナライザ
５      遠方界計算部
６      利得計算部
【図１】
2013092424.tif 000018
【図２】
2013092424.tif 000019
【図３】
2013092424.tif 000020
【図４】
2013092424.tif 000021
【図５】
2013092424.tif 000022
【図６】
2013092424.tif 000023
【図７】
2013092424.tif 000024