(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射素子を含むアンテナの検査方法であって、検査対象の前記アンテナの前に１つ以上のプローブを含むアレイが配置されており、
検査中の前記アンテナから放出されるＲＦ信号を前記１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブで取得する、または前記１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブから放出されたＲＦ信号を検査中の前記アンテナで取得するステップと、
前記１つ以上のプローブを含むアレイにおける様々な前記プローブによって受信または放出された信号を計算することにより、前記１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブによって受信または放出される信号を逆伝播再構築するステップと、
このように再構築された前記信号またはそのパラメータを検査して前記アンテナの潜在的な欠陥を検出するステップと、
が実行され、
前記逆伝播再構築は、検査された前記アンテナの前記放射素子に近い、または一致する表面上で前記信号を再構築し、前記検査方法は、
検査中の前記アンテナにおける各々の前記放射素子についてこのように再構築された前記信号の振幅および／または位相と、基準として使用されるゴールデンアンテナの対応する放射素子について再構築された前記信号の振幅および／または位相とを比較し、前記比較の結果を用いて欠陥検出の決定を行うステップをさらに含み、
前記ゴールデンアンテナの対応する素子と検査中の前記アンテナにおける前記放射素子とに関して再構築された前記信号の振幅および／または位相が所定の許容範囲を超えて異なる場合、検査中の前記アンテナにおける所与の放射素子に関して欠陥が検出され、
欠陥が検出された場合、２つの垂直偏光に対応する２つの放射素子が交換されたかどうかが検査される、検査方法。
【請求項２】
前記放射素子について再構築された前記信号の前記振幅が比較され、この比較の結果を用いてこれら２つの放射素子が交換されたかどうかが検出される、請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
検査中の前記アンテナの所与の放射素子について、交換が行われなかったことが検出された場合、前記放射素子が短絡回路／開回路にあるか否かを検出するための検査がさらに実行される、請求項２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記放射素子が短絡回路／開回路にあるか否かに関する前記検出は、前記再構築された信号の前記振幅のレベルに関する検査を含む、請求項３に記載の検査方法。
【請求項５】
検査中の前記アンテナで受信される所与のＲＦ信号を前記１つ以上のプローブを含むアレイによって送信するステップと、
所与のポートにおける各々の前記放射素子により前記ＲＦ信号を受信するステップと、
前記放射素子によって受信された前記信号をアナライザに結合および転送するステップと、
検査中の前記アンテナにおける各々の前記ポートについて、送信した前記信号と受信した前記信号とを処理して、前記アレイの各プローブの透過係数を測定するステップと、
が実行される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項６】
複数の放射素子を含むアンテナを検査するための検査システムであって、前記検査システムは、検査対象の前記アンテナの前に配置されたアレイまたは１つ以上のプローブを備えるとともに、さらに、コンピュータによって制御されるとともに振幅および位相を測定可能なベクトル・ネットワーク・アナライザまたは任意の機器を備えており、前記ベクトル・ネットワーク・アナライザおよび／またはコンピュータは、請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査方法における様々な前記ステップを実行するようにプログラムされている、検査システム。
【請求項７】
前記アレイは、複数のプローブを含む線形アレイである、請求項６に記載の検査システム。
【請求項８】
前記アレイは、表面上に分布された複数のプローブを含む、請求項６に記載の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造中のアンテナの検査に関する。
より具体的には、製造中のアンテナを検査するための検査方法および検査システムを提案する。
提案されている検査方法および検査システムは、基地局アンテナ（Ｂａｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＴＳ）などのアレイアンテナの場合に特に重要である。ＢＴＳは、複数のアレイアンテナ（複数のポート）で形成されている。
【背景技術】
【０００２】
アレイアンテナは通常、複数の放射素子で形成され、複数の放射素子は、位相および振幅で放射素子を制御する電気回路にケーブルを介してリンクされる。
これらのケーブルは、放射素子に手動ではんだ付けすることができ、次のような欠陥が存在する可能性がある：
−はんだ付け不良（結果として短絡）；
−はんだ付けなし（結果として開回路）；
−間違った位置のはんだ付け（２つの異なる分極に対応する２つの素子間など、２つの素子間でスワップが発生する）。
基地局およびアレイアンテナはますます複雑になっているため、検査に費やす時間を削減し、スクラップの発生率を減らす必要がある。
一般に、生産中に位相振幅検査を実行するために生産テスタが使用される。通常、単一のプローブまたは１つ以上のプローブのアレイをアンテナの周りに移動して、送信された信号を測定する。このようなテスタは、アンテナが正常に機能していないことを検出できるが、アンテナ内のどこから問題が発生したか、および欠陥の性質については何も示さない。さらに、これらのテスタは非常に時間がかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明は、アンテナのテスタをさらに改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的のため、複数の放射素子を含むアンテナの検査方法が開示され、検査対象のアンテナの前に１つ以上のプローブを含むアレイが配置されており、
・検査中のアンテナから放出されるＲＦ信号を１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブで取得する、または１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブから放出されたＲＦ信号を検査中のアンテナで取得するステップと、
・１つ以上のプローブを含むアレイにおける様々なプローブによって受信または放出された信号を計算することにより、１つ以上のプローブを含むアレイにおける各プローブによって受信または放出される信号を逆伝播再構築するステップと、
・このように再構築された信号またはそのパラメータを検査してアンテナの潜在的な欠陥を検出するステップと、
が実行される。
【０００５】
逆伝播再構築は無限空間への再構築であり、このように再構築された信号は、アンテナの潜在的な欠陥を検出するために検査される傾斜角、ビーム幅、およびサイドローブレベルを決定するために計算される。
【０００６】
補完または代替として、逆伝播再構築は、検査されたアンテナの放射素子に近い、または一致する表面上で信号を再構築し、検査方法は、
検査中のアンテナにおける各々の放射素子についてこのように再構築された信号の振幅および／または位相と、基準として使用されるゴールデンアンテナの対応する放射素子について再構築された信号の振幅および／または位相とを比較し、比較の結果を用いて欠陥検出の決定を行うステップをさらに含む。
【０００７】
このような検査方法には、時間がかからないという利点がある。このような検査方法は、アンテナのどの放射素子に欠陥があるかに関する情報を提供し、欠陥のタイプの診断を可能にする。
【０００８】
このような方法は、単独または組み合わせて使用される次の機能によってさらに補完される可能性がある：
・ゴールデンアンテナの対応する素子と検査中のアンテナにおける上記放射素子とに関して再構築された信号の振幅および／または位相が所定の許容範囲を超えて異なる場合、検査中のアンテナにおける所与の放射素子に関して欠陥が検出される、
・欠陥が検出された場合、２つの垂直偏光に対応する２つの放射素子が交換されたかどうかが検査される、
・前記放射素子について再構築された信号の振幅が比較され、この比較の結果を用いてこれら２つの放射素子が交換されたかどうかが検出される、
・検査中のアンテナの所与の放射素子について、交換が行われなかったことが検出された場合、上記放射素子が短絡回路／開回路にあるか否かを検出するための検査がさらに実行される、
・上記放射素子が短絡回路／開回路にあるか否かに関する検出は、再構築された信号の振幅のレベルに関する検査を含む。
【０００９】
本発明はまた、複数の放射素子を含むアンテナを検査するための検査システムを提案し、上記検査システムは、検査対象のアンテナの前に配置された１つ以上のプローブを含むアレイを備えるとともに、さらに、コンピュータによって制御されるとともに振幅および位相を測定可能であり、上述した方法における様々なステップを実行するベクトル・ネットワーク・アナライザまたは任意の機器を備えている。
【００１０】
１つ以上のプローブを含むアレイは線形であってもよく、または１つ以上のプローブを含むアレイのプローブは表面上に分布されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の他の特徴、目的、および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。以下の説明は、純粋に例示であり、非限定的であり、添付の図面を参照して読まなければならない。
【００１２】
【図１ａ】受信モード用の本発明によるアンテナテスタの可能な実施形態を示す。
【図１ｂ】送信モード用の本発明によるアンテナテスタの可能な実施形態を示す。
【図２】このようなテスタによって実行される検査の様々なステップを示す。
【図３ａ】アンテナの１つの放射素子内でのスワップの検出を示すグラフである。
【図３ｂ】アンテナの１つの放射素子内での短絡回路／開回路の検出を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［検査装置］
図１ａおよび図１ｂに示される検査装置は、検査対象であるアンテナ２の前に配置される１つ以上のプローブを含むアレイ１を備えている。
上記アレイ１は、増幅器３を介して、コンピュータ５と通信するＶＮＡ４（Ｖｅｃｔｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｎａｌｙｓｅｒ：ベクトル・ネットワーク・アナライザ）にリンクされている。増幅器３はオプションである。
上記ＶＮＡ４はまた、増幅器３および様々なスイッチ６を介して、検査中のアンテナ２の様々なポートにリンクされている。
アレイ１のプローブは、直線的に（例えばアンテナ２に平行な線に沿って）または表面に配置することができる。
ＶＮＡ４はＲＦ信号を送受信する。
増幅器３は、ＶＮＡ４によって発信および受信される信号を増幅することを可能にする。
スイッチ６は、アンテナ２の様々なポートを個別に検査できる。スイッチ６はオプションであり、アンテナ２の各ポートへの接続は手動で行うことができる。
【００１４】
［検査手順］
取得（ステップ１０）
・受信モード
アンテナ２の特定のポートは、次のように受信モードに関して検査できる。
ＶＮＡ４（コンピューター５で制御される）は、アレイ１の各プローブに、検査中のアンテナ２で受信されるＲＦ信号を送信する。
この信号は、アンテナ２の所定のポートの放射素子によって受信され、増幅器３を介してスイッチ６およびＶＮＡ４に転送されるように結合される。
送信された信号と受信された信号との比較は、アレイ１の各プローブの位置に対応する各測定サンプル位置での透過係数を測定するために実行される。
スイッチ６のおかげで、検査中のアンテナのポートごとにこの検査が繰り返される。
【００１５】
・送信モード
ＶＮＡ４は、検査中のアンテナ２の特定のポートにＲＦ信号を送信する。この信号は、このようにして、スイッチ６を介して選択されたアンテナ２の特定のポートの様々な放射素子によって同時に放射される。
アンテナ２から放射された合成信号は、アレイ１の各プローブで受信され、アレイ１の各プローブから増幅器を介してＶＮＡ４に送信される。
送信された信号と受信された信号との比較は、アレイ１の各プローブの位置に対応する各測定サンプル位置での透過係数を測定するために実行される。
スイッチ６のおかげで、検査中のアンテナのポートごとにこの検査が繰り返される。
【００１６】
再構築（ステップ１１またはステップ４１）
１つまたは複数のプローブのアレイ１のプローブによって各サンプル位置において（受信モードでまたは送信モードで）測定された信号は、コンピュータ５によって使用され、逆伝播を仮想的に実行し、信号（振幅および位相）を再構築する。
再構築は、次の記事に記載されているような古典的な後方散乱再構築手法によって実行される：
・フー・ホンフェイ、フー・デミン−等価磁気電流に基づく近接場診断技術−ＩＥＥＥ  ２０００−ｐ．５０８〜５１１、
・Ｊ．Ｄ．ハンフリング、Ｇ．Ｖ．Ｂｏｒｇｉｏｔｔｉ、Ｌ．Ｋａｐｌａｎ−アパーチャーフィールドの再構築のための近距離場の後方変換−ＩＥＥＥ−１９７９−ｐ．７６４〜７６７。
【００１７】
・巨視的アプローチ
第１の実施において、実行される再構築は無限空間への再構築である（ステップ４１）。
この再構築により、コンピュータ５は、対応する傾斜角、ビーム幅、サイドローブレベルを決定する（ステップ４２）。
こうして計算された傾斜角、ビーム幅、サイドローブレベルが検査される（ステップ４３）。
傾斜角の場合、検査は、公称角に対する偏差角の閾値との比較であってもよく、例えば、上記選択された偏差角は１°に等しい。
ビーム幅の場合、検査は公称ビーム幅に対する偏差角の閾値との比較である場合がある。例えば、上記の選択された偏差角は０．５°である。
サイドローブレベルの場合、検査は最大振幅に対する偏差振幅の閾値との比較である場合があり、例えば、上記選択された偏差振幅は２ｄＢに等しくなる。
傾斜角、ビーム幅、またはサイドローブレベルの偏差が、偏差角または振幅の閾値よりも大きい場合、欠陥が検出されたとみなされる（出力４４）。
そうでない場合、欠陥は検出されないとみなされる（出力４５）。
【００１８】
・微視的アプローチ
巨視的アプローチの補完として、または独立して実行できる第２の実施において、検査されたアンテナ２の放射素子に近いまたは一致する表面上で再構築が実行される（ステップ１１）。
ここで、そのような再構築を可能にするために、アレイ１のプローブの空間サンプリングがナイキスト−シャノンサンプリング基準を尊重するように選択されていることに留意されたい。
再構築の入力としてアンテナの幾何モデル７と記述８とが使用される。入力は、例えば、素子の幾何学的位置と動作周波数ポイントとにすることができる。
【００１９】
・ゴールデンアンテナ（９）との比較
次に、アンテナ２の各放射素子に近い表面で再構築された位相／振幅は、アンテナのどの素子に欠陥があり、危険な欠陥の種類があるかを検出するために、素子ごとに処理される。
この目的のために、比較のための基準として、ゴールデンアンテナ９または複数のゴールデンアンテナの平均が使用される。取得ステップと再構築ステップとは、ゴールデンアンテナと検査対象であるアンテナ２の両方の各放射素子に対して実行される（ゴールデンアンテナのステップ２０およびステップ２１、検査されたアンテナ２のステップ１０およびステップ１１）。
再構築された振幅および／または位相は、２つのアンテナ２、９に対応する各放射素子について比較される（ステップ３１）。
公差枠を考慮したモデルは、この目的のために、コンピュータ５への入力として提供される（公差付きモデル３０）。
ゴールデンアンテナ９の１つの放射素子と検査対象アンテナ２の対応する放射素子との間で振幅および／または位相差が検出される場合、この差が製造されたアンテナで許容される許容範囲内にあるかどうかが検査される（ステップ３２）。
そうである場合、差は存在しないと考えられる（ステップ３３）。
【００２０】
・スワップの検査（検査３４）
差が許容範囲を超えている場合、２つの垂直偏光に対応する２つの放射素子間のスワップなど、スワップが原因である可能性があるかどうかを確認する。
このような場合、スワップを持たない他の放射素子の結果とは異なり、考慮される放射素子で再構築された信号Ｓ１の大きさは、垂直偏波の放射素子で再構築された信号Ｓ２の大きさを超える（図３ａ）。
このことが確認された場合、欠陥が発見されているため、アンテナで処理できる（ステップ３５）。
【００２１】
・短絡回路／開回路の検査（検査３６）
そうでない場合は、放射素子で再構築された信号Ｓの大きさがヌル（ｎｕｌｌ）またはゼロに近いかどうかがチェックされる。その場合、特定の要素にはんだ付けされたケーブルが短絡回路であるか、開回路である（図３ｂを参照）。
そうである場合、欠陥はこのように検出され、位置が特定され、処理される（ステップ３７）。
そうでない場合、考慮される放射素子は許容範囲外であると見なされる（ステップ３８）。
【図１ａ】
0006951478.tif 000002
【図１ｂ】
0006951478.tif 000003
【図２】
0006951478.tif 000004
【図３ａ】
0006951478.tif 000005
【図３ｂ】
0006951478.tif 000006