(57)【要約】【課題】各ビームに符号を重畳させることによって効率的に同時測定を行う測定方法において、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ測定することのできるアンテナ測定装置および方法を得る。【解決手段】マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定方法において、マルチビームアンテナから放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、異なる符号を重畳させた複数ビームを同時に送信するステップと、同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するステップとを備えている。【選択図】図１
2009147687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定方法において、
前記マルチビームアンテナから放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、
異なる符号を重畳させた前記複数ビームを同時に送信するステップと、
前記同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、前記マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するステップと
を備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
【請求項２】
マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定方法において、
前記マルチビームアンテナから放射されるビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択するステップと、
前記選択された複数ビームのそれぞれに異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、
異なる符号を重畳させた前記複数ビームを前記マルチビームアンテナから同時に放射するステップと、
前記選択された複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、前記マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するステップと
を備えたことを特徴とするアンテナ測定方法。
【請求項３】
マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定装置において、
前記マルチビームアンテナを位置決め設置するための回転台と、
前記マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するための測定プローブと、
前記マルチビームアンテナと前記測定プローブとの間で信号を送受信する送受信器と、
前記マルチビームアンテナから放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるための直交符号発生器および符号重畳部と
を備えたことを特徴とするアンテナ測定装置。
【請求項４】
マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定装置において、
前記マルチビームアンテナを位置決め設置するための回転台と、
前記マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するための測定プローブと、
前記マルチビームアンテナと前記測定プローブとの間で信号を送受信する送受信器と、
前記マルチビームアンテナから放射されるビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択するためのビーム指向方向計算部および方向選択部と、
前記ビーム指向方向計算部および前記方向選択部により選択されたビームに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるための直交符号発生器および符号重畳部と
を備えたことを特徴とするアンテナ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マルチビームアンテナの性能（放射界）を測定するためのアンテナ測定装置および方法に関し、特に効率的な測定を実現するための新規な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチビームアンテナ（被測定アンテナ）を測定する際に用いられるアンテナ測定装置は、測定用アンテナと、被測定アンテナが設置された回転台と、被測定用アンテナから測定アンテナに信号を送るための信号発生器と、測定用アンテナで受信した電波を検波するためのスペクトラムアナライザとを備えている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
マルチビームアンテナは、１つのアンテナから複数個のビームを放射する機能を持つアンテナである。マルチビームアンテナにおいては、一般的に、複数個の各ビームに対して、ビームごとに複数の周波数チャネルに分けられており、特に隣接するビームに対しては、異なる周波数チャネルを割り当てるように設計されている（たとえば、非特許文献２参照）。
【０００４】
【非特許文献１】財団法人テレコムエンジニアリングセンター監修「無線機器測定方法の実際」高野光祥、中川永伸、共著（Ｐ．１７４−Ｐ．１７９）、２００３年１月１０日初版、２００４年２月１日第２版（図６−９）。
【非特許文献２】オーム社「移動通信ハンドブック」斎藤忠夫、立川敬二、共編、第４章「ゾーン構成と無線チャネル配置」Ｐ．５１−Ｐ５８、平成７年１１月１５日第１版発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ測定装置および方法では、たとえば上記非特許文献１に記載の従来装置を用いてマルチビームアンテナからの放射界を測定する場合、各ビームからの電波を受信する際に、他のビームからの電波を放射させない状態で測定を行う必要があり、すべてのビームについて測定するためには、ビーム数だけ測定を繰り返す必要があるので、効率的でないという課題があった。
【０００６】
一方、アンテナ性能（放射界）の測定を効率化するために、複数個のアレーアンテナ素子の各素子で受信された信号を符号に基づき変調することにより、一度の測定で複数個のアレーアンテナ素子の位相校正値を測定する方法も考えられるが、符号が重畳された信号の放射界は、ビーム方向よりも広角方向にグレーティングローブ（ｇｒａｔｉｎｇ  ｌｏｂｅ）を生じるので、他ビームに対して影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、マルチビームアンテナからの放射界を測定する際に、各ビームに符号を重畳させることによって効率的に同時測定を行う測定方法において、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ測定することのできるアンテナ測定装置および方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるアンテナ測定方法は、マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定方法において、マルチビームアンテナから放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、異なる符号を重畳させた複数ビームを同時に送信するステップと、同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するステップとを備えたものである。
【０００９】
また、この発明によるアンテナ測定装置は、マルチビームアンテナの性能を測定するためのアンテナ測定装置において、マルチビームアンテナを位置決め設置するための回転台と、マルチビームアンテナから放射されるすべてのビームを同時に測定するための測定プローブと、マルチビームアンテナと測定プローブとの間で信号を送受信する送受信器と、マルチビームアンテナから放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるための直交符号発生器および符号重畳部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、マルチビームアンテナからの放射界を測定する際に、各ビームに符号を重畳させることによって効率的に同時測定を行う測定方法において、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ、マルチビームアンテナの放射界を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るアンテナ測定装置を模式的に示すブロック構成図である。
図１において、マルチビームアンテナ１０は、鏡面１０ａと、ｎ個の１次放射器Ｈ１〜Ｈｎとを有し、回転台１１に位置決めされて設置されている。鏡面１０ａは、１次放射器Ｈ１〜Ｈｎからの各ビームを高指向性で放射する。
【００１２】
マルチビームアンテナ１０には、符号重畳部１が接続されており、また、符号重畳部１には、信号発生器２および直交符号発生器３が接続されている。
符号重畳部１は、複数ビームの各チャネルに対応した複数の符号重畳器からなり、信号発生器２および直交符号発生器３からの各信号を合成して、１次放射器Ｈ１〜Ｈｎに出力する。
【００１３】
信号発生器２は、マルチビームアンテナ１０からの放射ビームの各チャネルに対応した周波数信号を出力する。
符号重畳部１は、直交符号発生器３からの符号化信号に基づいて、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てる。
【００１４】
一方、受信用アンテナ４は、マルチビームアンテナ１０に対向配置されて、マルチビームアンテナ１０から放射される複数のビームを受信する。
受信用アンテナ４には、受信信号を復号する復号処理部５が接続され、復号処理部５には、復号された受信信号の電力レベルを計算する受信電力計算部６が接続されている。
また、復号処理部５には、直交符号発生器３からの符号化信号が入力されており、複数チャネルの各符号に対応した復号を可能にしている。
【００１５】
復号処理部５および受信電力計算部６は、受信用アンテナ４と協働して、マルチビームアンテナ１０の性能を測定する測定プローブを構成しており、同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナ１０から放射されるすべてのビームを同時に測定する。
また、直交符号発生器３は、マルチビームアンテナ１０に接続された符号重畳部１と測定プローブ内の復号処理部５との間で信号を送受信する送受信器を構成している。
【００１６】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、符号重畳部１は、信号発生器２から出力された周波数信号のうち、周波数が同一の各ビームに対して、直交符号発生器３から生成された符号を重畳させる。このとき、各ビームに重畳される符号は、それぞれ互いに相関のない直交符号であるものとする。
【００１７】
符号が重畳された各送信信号は、それぞれマルチビームアンテナ１０の１次放射器Ｈ１〜Ｈｎから放射され、鏡面１０ａで反射された後、同一方向（２点鎖線矢印参照）のビームとして同時に放射される。
【００１８】
放射された複数のビーム信号は、受信用アンテナ４により、複数のビームが加算された信号として受信される。
続いて、受信用アンテナ４で受信された信号は、復号処理部５により、たとえば以下のように復号処理される。
【００１９】
すなわち、復号処理部５は、直交符号発生器３からの符号化信号と同期をとって、送信時に重畳した符号と同一の符号を受信信号に重畳することにより、所望の受信信号が抽出する。
以下、復号化された各ビームからの受信信号は、受信電力計算部６に送られ、受信電力計算部６は、各ビームの受信電力レベルから受信電界を求める。
【００２０】
このとき、複数の放射ビームのうちの近接するビーム間においては、所定角度で受信される電界振幅値の差が小さいので、符号化されたビーム信号のグレーティングローブが所定角度方向を向いている場合、前述の従来装置では、所望の電界値に不要な成分が重畳された信号が測定されてしまう。
【００２１】
これに対し、図１に示したこの発明の実施の形態１では、符号化による同時測定を行う対象を、それぞれ互いに相関のない直交符号で符号化しているので、所定角度で受信される電界振幅値の差が或る程度大きく取ることができ、符号化された信号のグレーティングローブが所定角度方向を向いている場合にも、所望の電界値に与える影響を非常に小さく抑制することができる。
【００２２】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、マルチビームアンテナ１０の性能を測定するためのアンテナ測定方法において、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビーム（周波数チャネルを同一とするビーム）のみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、それぞれ異なる符号を重畳させた複数ビームを同時に送信するステップと、同一周波数の複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナ１０から放射されるすべてのビームを同時に測定するステップとを備え、同時受信した各ビームを復号して放射界を求めるようにしたので、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ、マルチビームアンテナ１０の放射界を高精度に測定することができる。
【００２３】
また、この発明の実施の形態１によれば、マルチビームアンテナ１０の性能を測定するためのアンテナ測定装置において、マルチビームアンテナ１０を位置決め設置するための回転台１１と、マルチビームアンテナ１０から放射されるすべてのビームを同時に測定するための測定プローブ（受信用アンテナ４、復号処理部５、受信電力計算部６）と、マルチビームアンテナ１０と測定プローブ（復号処理部５）との間で信号を送受信する送受信器（直交符号発生器３）と、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちの、同一周波数の複数ビームのみに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるための直交符号発生器３および符号重畳部１とを備え、同時受信した各ビームを復号して放射界を求めるようにしたので、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ、マルチビームアンテナ１０の放射界を高精度に測定することができる。
【００２４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、ビーム指向方向について考慮しなかったが、図２に示すように、方向選択部７およびビーム指向方向計算部８を設けて、放射ビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択して、選択された複数ビームのそれぞれに異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるようにしてもよい。
【００２５】
図２はこの発明の実施の形態２に係るアンテナ測定装置を模式的に示すブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
図２において、方向選択部７は、複数ビームの各チャネルに対応した複数の符号重畳器からなり、信号発生器２と符号重畳部１Ａとの間に挿入されている。
ビーム指向方向計算部８は、複数ビームの各指向方向を計算し、計算結果を方向選択部７に入力する。
【００２６】
方向選択部７は、ビーム指向方向計算部８の計算結果に基づいて、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択する。
符号重畳部１Ａは、方向選択部７およびビーム指向方向計算部８により選択されたビームに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てる。
【００２７】
以下、図３を参照しながら、図２に示したこの発明の実施の形態２に係るアンテナ測定装置による動作について説明する。
図３はマルチビームアンテナ１０がオフセットパラボラアンテナの場合の放射ビームの指向方向をＸＺ座標で示す説明図であり、鏡面１０ａの側断面図と関連させてビーム指向方向（破線矢印参照）を示している。
【００２８】
まず、ビーム指向方向計算部８は、マルチビームアンテナ１０の１次放射器Ｈ１〜Ｈｎおよび鏡面１０ａの位置情報に基づいて各放射ビームの指向方向を計算し、方向選択部７は、各放射ビームの指向方向に基づき、同時測定すべき複数ビームを選択して決定する。
【００２９】
このとき、図３の断面形状の鏡面１０ａを有するオフセットパラボラアンテナの場合、点Ｐ（１次放射器）からの放射ビームＢ１、Ｂ２の指向方向は、以下の式（１）のように概算することができる。
【００３０】
Ｒ１＋Ｒ１・ｃｏｓ（β１＋α）＝Ｒ２＋Ｒ２・ｃｏｓ（β２＋α）  ・・・（１）
【００３１】
式（１）のように、各ビームＢ１、Ｂ２の指向方向は等しくなる。ただし、αはビーム指向方向とＺ軸とのなす角、β１は線分Ｐ−Ｑ１とＺ軸とのなす角、β２は線分Ｐ−Ｑ２とＺ軸とのなす角、Ｒ１は線分Ｐ−Ｑ１の長さ、Ｒ２は線分Ｐ−Ｑ２の長さである。
【００３２】
以下、符号重畳部１Ａは、信号発生器２から出力されて方向選択部７を介した信号に対し、直交符号発生器３から生成された符号を重畳させる。このとき、各信号に重畳される符号は、前述と同様に、それぞれ互いに相関のない直交符号である。
以下前述と同様に、符号が重畳された信号は、マルチビームアンテナ１０内の１次放射器Ｈ１〜Ｈｎおよび鏡面１０ａを介して同時に放射され、受信用アンテナ４により同時に受信されて復号処理部５で復号処理され受信電力計算部６で受信電界が求められる。
【００３３】
このとき、図２に示したこの発明の実施の形態１に係るアンテナ測定装置では、ビーム指向方向計算部８および方向選択部７において、互いに影響を及ぼさない程度に離れたビームを選択しているので、符号化された信号のグレーティングローブが所定角度方向を向いている場合であっても、所望の電界値に与える影響を非常に小さく抑制することができる。
【００３４】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、マルチビームアンテナ１０の性能を測定するためのアンテナ測定方法において、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択するステップと、選択された複数ビームのそれぞれに異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるステップと、異なる符号を重畳させた複数ビームをマルチビームアンテナ１０から同時に放射するステップと、選択された複数ビームに対する符号化による不要波の影響を抑えて、マルチビームアンテナ１０から放射されるすべてのビームを同時に測定するステップとを備え、同時受信した各ビームを復号して放射界を求めるようにしたので、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ、マルチビームアンテナ１０の放射界を高精度に測定することができる。
【００３５】
また、この発明の実施の形態２によれば、マルチビームアンテナ１０の性能を測定するためのアンテナ測定装置において、マルチビームアンテナ１０を位置決め設置するための回転台１１と、マルチビームアンテナ１０から放射されるすべてのビームを同時に測定するための測定プローブ（受信用アンテナ４、復号処理部５、受信電力計算部６）と、マルチビームアンテナ１０と測定プローブ（復号処理部５）との間で信号を送受信する送受信器（直交符号発生器３）と、マルチビームアンテナ１０から放射されるビームのうちから、互いに十分離れたビームの組み合わせを選択するためのビーム指向方向計算部８および方向選択部７と、ビーム指向方向計算部８および方向選択部７により選択されたビームに対して、それぞれ異なる符号を重畳させて別々のチャンネルを割り当てるための直交符号発生器３および符号重畳部１Ａとを備え、同時受信した各ビームを復号して放射界を求めるようにしたので、グレーティングローブによる他ビームへの影響を排除しつつ、マルチビームアンテナ１０の放射界を高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明による実施の形態１に係るアンテナ装置の構成を模式的に示すブロック構成図である。
【図２】この発明による実施の形態２に係るアンテナ装置の構成を模式的に示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２におけるオフセットパラボラアンテナの鏡面とビーム指向方向の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ａ  符号重畳部、２  信号発生器、３  直交符号発生器、４  受信用アンテナ、５  復号処理部、６  受信電力計算部、７  方向選択部、８  ビーム指向方向計算部、１０  マルチビームアンテナ、１０ａ  鏡面、１１  回転台、Ｈ１〜Ｈｎ  １次放射器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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