(57)【要約】【課題】アンテナの姿勢制御がアンテナを取り付ける機構に依存しないようにする。【解決手段】被試験体４１から放射された電磁波の測定を行うアンテナ１５を直線に沿って移動させるレール２１に取り付けられ、アンテナを回動可能に保持するアンテナチルト装置である。アンテナを回動原点１４１を中心として回動させる回動装置１４と、回動原点がレールに平行に移動する移動軸１４２に垂直な基準面５１からの距離を測定する距離センサ１１と、被試験体と移動軸間の距離を第１基準値Ｄとし、被試験体と基準面間との距離を第２基準値Ａとして入力し記憶する基準値設定装置１２と、距離センサにより測定された距離と、基準値設定装置により設定された第１基準値と第２基準値とを用いて、回動原点と被試験体とを結ぶ方向の移動軸に対する角度を演算し、回動装置にアンテナがその角度に向くように指令するする制御装置１２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体から放射された電磁波の測定を行うアンテナを直線に沿って移動させるレールに取り付けられ、アンテナを回動可能に保持するアンテナチルト装置において、
アンテナを回動原点を中心として回動させる回動装置と、
前記回動原点が前記レールに平行に移動するときの軌跡を移動軸とするとき、前記移動軸に垂直な基準面と前記回動原点間の距離を測定する距離センサと、
前記被試験体と前記移動軸間の距離を第１基準値とし、前記被試験体と前記基準面との距離を第２基準値として設定する基準値設定装置と、
前記距離センサにより測定された距離と、前記基準値設定装置により設定された前記第１基準値と前記第２基準値とを用いて、前記回動原点と前記被試験体とを結ぶ方向の前記移動軸に対する角度を演算し、前記回動装置にアンテナがその角度に向くように指令するする制御装置と、
を有することを特徴とするアンテナチルト装置。
【請求項２】
前記基準面は前記レールが立設され、前記被試験体が前記第２基準値の高さに置かれた水平な床面であることを特徴とする請求項１に記載のアンテナチルト装置。
【請求項３】
前記移動軸は、前記基準面の鉛直方向にとられていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナチルト装置。
【請求項４】
前記レールは床面に平行に設けられ、前記基準面は前記移動軸に垂直な壁面であり、前記被試験体は前記壁面から前記第２基準値の距離に置かれていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナチルト装置。
【請求項５】
前記移動軸は、前記基準面に垂直で前記床面に平行にとられていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナチルト装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のアンテナチルト装置を保持する保持部材と、
前記保持部材を前記移動軸方向に摺動可能に支持するレールと、
前記保持部材を前記レールに対して摺動させる駆動装置と
を有する電磁波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等の被試験体から放射された電磁波を測定する電磁波測定装置に用いるアンテナの姿勢を自動制御できるアンテナチルト装置と、その装置を用いた電磁波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器から放射される電磁波の測定試験では、統一化された測定条件での測定結果に基づいて、他の電子機器との相対比較、あるいは基準値に対する相対比較として、電子機器の電磁波放射特性の優劣が評価される。測定点としてのアンテナの位置も、統一化される測定条件の一つである。ＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）測定規格（例えばＶＣＣＩ［情報処理装置等電波障害自主規制協議会］規格）では、被試験体に対する測定点が規定されている。通常、この種の放射電磁波の測定試験は、外部から到来する電磁波及び内部反射波の影響を排除するため、良好な電磁環境下、例えば電波暗室内で行われる。
【０００３】
電子機器から放出される電磁波を測定するのに、下記特許文献１に開示の装置が知られている。それによると、アンテナタワーを床面に垂直に設け、アンテナを水平方向に移動可能に保持したアームをこのアンテナタワーに上下動可能に取り付け、さらにアンテナタワーを床面上において、任意に移動できる装置が開示されている。さらに、その装置によると、アンテナは、２軸の回りに回動可能な機構によりアームの先端に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４３０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記の装置は、被試験体の方向にアンテナの指向性が向くように、アンテナの３次元位置を制御するための制御装置により、外部から制御されている。このため、外部の制御装置は、アンテナの２次元の位置、すなわち、アームの水平方向の移動量とアームの垂直方向の移動量、さらには、アンテナタワーの床面上の位置を指令すると共にそれらの位置から決まる適正なアンテナの角度を演算している。そして、制御装置は、その角度にアンテナが向くように指令している。これらの全ての指令は、被試験体とアンテナの幾何学的な空間的配置に基づいて、指令位置を演算するプログラムが必要であった。このため、動作制御プログラムは、アンテナタワーの構造に依存し、その構造が変化する毎に、プログラムを作成する必要があった。アンテナタワーの構造が変化したり、被試験体とアンテナタワーとの位置関係が変化すると、プログラムを修正する必要があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、移動軸方向のアンテナの回動原点の位置を測定して自動的に被試験体にアンテナが向くようにし、アンテナを移動させる機構に依存しないアンテナチルト装置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】
【０００７】
上記課題を解決するための発明は、被試験体から放射された電磁波の測定を行うアンテナを直線に沿って移動させるレールに取り付けられ、アンテナを回動可能に保持するアンテナチルト装置において、アンテナを回動原点を中心として回動させる回動装置と、回動原点がレールに平行に移動するときの軌跡を移動軸とするとき、移動軸に垂直な基準面と回動原点間の距離を測定する距離センサと、被試験体と移動軸間の距離を第１基準値とし、被試験体と基準面との距離を第２基準値として設定する基準値設定装置と、距離センサにより測定された距離と、基準値設定装置により設定された第１基準値と第２基準値とを用いて、回動原点と被試験体とを結ぶ方向の移動軸に対する角度を演算し、回動装置にアンテナがその角度に向くように指令するする制御装置と、を有することを特徴とするアンテナチルト装置である。
【０００８】
本発明において、基準面はレールが立設され、被試験体が第２基準値の高さに置かれた水平な床面とすることができる。この態様においては、被試験体の仰角方向の電磁波の放射特性を測定することができる。この場合には、移動軸は、基準面の鉛直方向にとられている。
【０００９】
本発明において、レールは床面に平行に設けられ、基準面は移動軸に垂直な壁面であり、被試験体は壁面から第２基準値の距離に置かれているものとすることができる。この態様では、被試験体の水平面での方位角方向の電磁波の放射特性を測定することができる。この場合には、移動軸は、基準面に垂直で床面に平行にとられていることになる。
【００１０】
また、他の発明は、上記のアンテナチルト装置を保持する保持部材と、保持部材を移動軸方向に摺動可能に支持するレールと、保持部材をレールに対して摺動させる駆動装置とを有する電磁波測定装置である。保持部材は、アンテナを取り付けると共に、レールに対して移動軸方向に移動可能な部材である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、本発明のアンテナチルト装置が移動軸に沿って移動した場合に回動原点の基準面に対する距離を自動的に測定して、その距離に基づいてアンテナの回動原点から見た被試験体の方位を自動演算してその方位にアンテナの姿勢を変化させることができる。したがって、アンテナを移動させる機構にかかわらず、また、外部の制御装置からの姿勢制御信号を入力することなく、本発明のアンテナチルト装置を既存の移動機構に取り付けるだけで、被試験体から放射される広い角度範囲の電磁波を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の具体的な実施例１に係るアンテナチルト装置を用いた電磁波測定装置の構成図。
【図２】同実施例１に係るアンテナチルト装置の制御装置の処理手順を示したフローチャート。
【図３】本発明の具体的な実施例２に係るアンテナチルト装置を用いた電磁波測定装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明にかかる電磁波測定装置１００の全体構成を示す図である。
基準面である床面５１にアンテナポール台２２が置かれており、このアンテナポール台２２には、アンテナポール２１（レール）が垂直に立設されている。このアンテナポール２１に対して昇降装置１３（駆動装置）が移動可能に配設されている。昇降装置１３は、手動で昇降させる装置、一定の速度で自走する装置、外部の制御装置からの位置指令信号を入力して昇降する装置であっても良い。昇降装置１３から伸びたアーム１６（保持部材）には、回動原点１４１を中心にして回転可能な回動装置１４、回動原点１４１の床面５１に対する高さＭを測定する距離センサ１１、及び制御装置１２（基準値設定装置を兼ねる）が取り付けられている。
【００１５】
そして、回動装置１４にはアンテナ１５が取り付けられており、回動原点１４１を中心にしてアンテナは回動し、アンテナ１５の方位が制御される。回動装置１４の回動原点１４１は昇降装置１３の移動によりアンテナポール２１に平行な移動軸１４２に沿って移動する。したがって、アンテナ１５も移動軸１４２に沿って移動可能である。そのアンテナ１５により受信された電磁波による信号はケーブル３１を介して高周波測定装置３２に入力している。
【００１６】
床面５１にはテーブル４２が置かれており、そのテーブル４２上に電磁波を放射する被試験体４１が置かれている。距離センサ１１は超音波センサである。その他、レーダ、レーザを用いた測距装置を用いることができる。回動装置１４は角度の制御が可能なパルスモータ、サーボモータを用いることができる。上側から見た方位については、アンテナ１５の指向性軸が被試験体４１に向くように、アンテナポール２１やアーム１６の向きが設定されている。
【００１７】
制御装置１２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、データ設定スイッチ、データを表示する液晶画面を有したコンピュータシステムにより構成されている。本実施例において、アンテナチルト装置は、回動装置１４、距離センサ１１、基準値設定装置を兼ねる制御装置１２とで構成されている。また、電磁波測定装置は、上記のアンテナチルト装置、アーム１６、アンテナポール２１、昇降装置１３とで構成されている。
【００１８】
図２は、制御装置１２のＣＰＵの処理手順を示したフローチャートである。ステップ１００において、初期設定として、第１基準値Ｄと第２基準値Ａとが、制御装置１２の不揮発性メモリに記憶される。第１基準値Ｄは被試験体４１の原点４１１と移動軸１４２（回動原点１４１）との距離（最短の床面５１に平行な水平距離）である。第２基準値Ａは、床面５１に対する被試験体４１の原点４１１の高さである。ＥＭＣ測定では、アンテナ１５の開口面の中心と被試験体４１の原点４１１との距離Ｄ２が予め定められている。そのため、実際には、回動原点１４１とアンテナ１５の開口面の中心間の距離Ｄ１が外部から入力スイッチと液晶画面とを用いて入力可能なようにしている。そして、制御装置１２において、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２の演算により、第１基準値Ｄを設定している。また、第２基準値Ａは、被試験体４１をテーブル４２上に設置した段階で測定できるので、この測定値を第２基準値Ａとして、入力スイッチと液晶画面とを用いて制御装置１２に入力される。このステップがＣＰＵ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、入力スイッチ、液晶画面等と共に基準値設定装置を構成している。
【００１９】
なお、入力スイッチと液晶画面とを用いる代わりに、制御装置１２と外部のノートパソコンとを制御装置１２のデータ入力端子を介して接続することで、第１基準値Ｄと第２基準値Ａとを制御装置１２に入力するようにしても良い。また、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２の演算により第１基準値Ｄを設定しているが、アンテナ１５を回動装置１４に取り付けた後に、ＥＭＣ測定の規格に沿うように、アンテナ１５の開口面と被試験体４１との間隔を設定した後に、被試験体４１の原点４１１と移動軸１４２（回動原点１４１）との距離を測定して、この測定値を第１基準値Ｄとして、制御装置１２に入力しても良い。
【００２０】
次に、昇降装置１３が連続的に駆動される。ステップ１０２に移行して、距離センサ１１が起動され、基準面である床面５１に対する回動原点１４１の距離Ｍ（高さ）が測定される。なお、移動軸１４２方向の回動原点１４１が距離センサ１１の位置に対してΔ（移動軸１４２の正方向にオフセットしている場合をΔの正とする）だけオフセットしている場合には、距離センサ１１の測定値にΔを加えた値を距離Ｍとする。次に、ステップ１０４において、回動原点１４１と被試験体４１の原点４１１とを結ぶ線分１４３と移動軸１４２との成す角θが、次式により演算される。
【数１】
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｜Ｍ−Ａ｜は、回動原点１４１と被試験体４１の原点４１１とを結ぶ線分１４３の移動軸１４２への正射影距離である。すなわち、回動原点１４１の原点４１１に対する高さ又は低さである。したがって、tan(θ) は、Ｄ／｜Ｍ−Ａ｜で表される。
【００２１】
次に、ステップ１０６において、アンテナ１５の方位が角度θとなるように、回動装置１４の回動軸の回転角が角度θに位置決めされる。これによりアンテナ１５の指向性軸は被試験体４１の方向を向く。次に、ステップ１０８においてアンテナ１５で受信した電磁波信号と距離Ｍ（回動原点１４１の高さ）とが、高周波測定装置３２に出力される。そして、ステップ１０２に戻り、上記の処理が繰り返される。昇降装置１３の移動に係わらず、本実施例のアンテナチルト装置は、高さＭと電磁波強度との関係を測定することができる。すなわち、電磁波強度の測定と昇降装置１３との昇降とを同期させる必要がない。
【実施例２】
【００２２】
図３は、実施例２にかかる電磁波測定装置１０の全体構成を示す図である。実施例１の電磁波測定装置１００は、アンテナ１５が床面５１に対して垂直な方向に移動して電磁波を測定する装置である。これに対して、実施例２の電磁波測定装置１００は、アンテナ１５が床面５１に対して平行、すなわち、水平面上を移動して電磁波を測定する装置である。
【００２３】
図１の実施例１と同一の機能を有する部分には同一の符号が付されている。レール２３は、テーブル４２上に置かれた被試験体４１の原点４１１と同一の高さに配設されている。レール２３にはスライダー１７が配設されている。スライダー１７は、手動でレール２３に沿って移動する装置、一定の速度で自走する装置、外部の制御装置からの指令信号を入力して移動する装置であっても良い。このスライダー１７には、回動原点１４１を中心にして回転可能な回動装置１４、回動原点１４１の壁面５２に対する距離Ｍを測定する距離センサ１１、及び制御装置１２が取り付けられている。スライダー１７はアンテナ１５を保持する保持部材とそれを移動させる駆動装置とを兼ねている。スライダー１７がレール２３に沿って移動する時、回動装置１４の回動原点１４１の移動する軌跡が移動軸１４２である。したがって、アンテナ１５も移動軸１４１に沿って移動可能である。壁面５２は床面５１に対して垂直であり、基準面を構成している。回動装置１４にはアンテナ１５が取り付けられており、回動原点１４１を中心にして、被試験体４１の原点４１１と移動軸１４２とが存在する水平面（床面５１に平行な面）上において回動可能である。このように、アンテナ１５は回動し、アンテナ１５の方位角θが制御される。なお、レール２３と被試験体４１の原点４１１とが同一高さになくともよい。その場合には、壁面５２に垂直な方向から見て、アンテナ１５の指向性軸が原点４１１を向く角度にアンテナ１５が回動装置１４に取り付けられる。この角度は手動で調整可能なようにしてもよい。
【００２４】
制御装置１２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、入力スイッチ、液晶画面を有したコンピュータシステムにより構成されている。
動作手順は、図２のフローチャートと同様である。ステップ１００において、初期設定として、第１基準値Ｄと第２基準値Ａとが入力される。このステップがＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、入力スイッチ、液晶画面と共に、基準値設定装置を構成している。第１基準値Ｄは被試験体４１の原点４１１と移動軸１４２との距離（最短の床面５１に平行な水平距離）である。第２基準値Ａは、被試験体４１の原点４１１と壁面５２との距離（最短の床面５１に平行な水平距離）である。ＥＭＣ測定では、アンテナ１５の開口面の中心と被試験体４１の原点４１１との最短距離Ｄ２が予め定められている。そのため、実際には、回動原点１４１とアンテナ１５の開口面の中心間の距離Ｄ１が外部から入力スイッチと液晶画面とを用いて入力可能なようにしている。そして、制御装置１２において、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２の演算により、第１基準値Ｄを設定している。また、第２基準値Ａは、被試験体４１をテーブル４２上に設置した段階で、壁面５２との距離が確定できるので、この距離の測定値を第２基準値Ａとして、入力スイッチと液晶画面とを用いて制御装置１２に入力される。このステップがＣＰＵ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、入力スイッチ、液晶画面等と共に基準値設定装置を構成している。
【００２５】
なお、入力スイッチと液晶画面とを用いる代わりに、制御装置１２と外部のノートパソコンとを制御装置１２のデータ入力端子を介して接続することで、第１基準値Ｄと第２基準値Ａとを制御装置１２に入力するようにしても良い。また、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２の演算により第１基準値Ｄを設定しているが、アンテナ１５を回動装置１４に取り付けた後に、ＥＭＣ測定の規格に沿うように、アンテナ１５の開口面と被試験体４１との間隔を設定した後に、被試験体４１の原点４１１と移動軸１４２（回動原点１４１）との最短距離を測定して、この測定値を第１基準値Ｄとして、制御装置１２に入力しても良い。
【００２６】
次に、スライダー１７が連続的に駆動される。ステップ１０２に移行して、距離センサ１１が起動され、基準面である壁面５２に対する回動原点１４１の距離Ｍが測定される。なお、移動軸１４２方向の回動原点１４１が距離センサ１１の位置に対してΔ（移動軸１４の正方向のオヘセットを正とする）だけオフセットしている場合には、距離センサ１１の測定値にΔを加えた値を距離Ｍとする。次に、ステップ１０４において、回動原点１４１と被試験体４１の原点４１１とを結ぶ線分１４３と移動軸１４２との成す角θが、上述の（１）式により演算される。
｜Ｍ−Ａ｜は、回動原点１４１と被試験体４１の原点４１１とを結ぶ線分１４３の移動軸１４２への正射影距離である。すなわち、回動原点１４１の原点４１１に対する移動軸方向の距離である。したがって、tan(θ) は、Ｄ／｜Ｍ−Ａ｜で表される。
【００２７】
次に、ステップ１０６において、アンテナ１５の方位が角度θとなるように、回動装置１４が角度θに位置決めされる。これによりアンテナ１５の指向性軸は被試験体４１の方向を向く。次に、ステップ１０８においてアンテナ１５で受信した電磁波の信号と距離Ｍ（回動原点１４１の移動軸１４２上の位置Ｍ（壁面５２に対する距離）とが、高周波測定装置３２に出力される。そして、ステップ１０２に戻り、上記の処理が繰り返される。スライダー１７の移動に係わらず、本実施例のアンテナチルト装置は、位置Ｍと電磁波強度との関係を測定することができる。すなわち、電磁波強度の測定とスライダー１７の移動とを同期させる必要がない。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、電気機器から漏洩される電磁波の強度や無線機器からの電磁波放射を測定する装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００…電磁波測定装置
１１…距離センサ
１２…制御装置
１３…昇降装置
１４…回動装置
１５…アンテナ
１６…アーム
１７…スライダー
２１…アンテナポール
２３…レール
４１…被試験体
５１…床面
５２…壁面
１４１…回動原点
１４２…移動軸
４１１…原点
【図１】
2017125819.tif 000004
【図２】
2017125819.tif 000005
【図３】
2017125819.tif 000006